Rangakaian Penapis RC Kelompok IV A Fitri Febriani A.Ikhsan Maulana, Fitriani Supriadi, dan La Jamsari Abstrak Telah dilakukan praktikum tentang rangkaian penapis RC. Rangkaian penapis RC artinya, rangakain RC ada yang bersifat meloloskan frekuensi rendah, tetapi menahan frekuensi tinggi dan begitu pun sebaliknya. Pratikum ini bertujuan untuk membedakan jenis rangkain RC tapis lolos rendah dan tinggi, menentukan frekuensi cut-off ragkaian tapis RC lolos rendah dan lolos tinggi berdasarkan bode-plot, dan merancang suatu sistem rangkaian tapis RC tingkat satu. Pengumpulan data dilakukan dengan dua tahap. Tahap pertama untuk tapis lolos rendah dan tahap kedua untuk tapis lolos tinggi. Dalam percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap tegangan outputnya dengan memanipulasi nilai frekuensinya. Berdasarkan analisis data diperoleh frekuensi cut-off untuk tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi masing-masing 12918 Hz dan dari analisis grafik diperoleh frekuensi cut-offnya untuk tapis lolos rendah dan tinggi adalah 8000 Hz dan 4000 Hz . Dari hasil analisis data disimpulkan bahwa perbedaan rangkaian RC tapis lolos rendah dan tinggi terletak dari peletakan resistor dan kapasitornya sedang untuk nilai ferkuensi cut-off baik secara teori maupun pratikum dilihat pada saat sinyal mengalami pelemahan sinyal dari daya mula-mulanya pda suatu nilai frekuensi atau pada saat frekuensi mempunyai -3dB pada =p. Kata Kunci: penapis RC, tapis lolos rendah dan tinggi, frekuensi cut-off, tegangan input dan output, rangakain tapis tingkat satu. A. Metode dasar RC Filter Riak merupakan sesuatu yang tidak diinginkan karenanya harus di usahakan untuk direduksi sekecil mungkin. Salah satu metode yang biasa digunakan untuk mereduksi amplitudo riak keluaran dari sebuah catu daya yaitu dengan memperbesar konstanta waktu pelepasan muatannya. Hal ini dapat dilakukan dengan memperbesar nilai resistansi R atau nilai C (Bakri, Martawijatya, & Saleh, 2008). Perkenalan rangkaian RC telah dibahas pada percobaan sebelumnya. Tetapi kali ini, akan dikaji sifat RC sebagai penapis frekuensi. Artinya rangkaian RC ada yang bersifat meloloskan frekuensi rendah, tetapi menahan frekuensi tinggi, dan begitu pula sebaliknya (Dasar, 2013). Untuk frekuensi rendah tegangan keluaran sama dengan tegangan masukan, akan tetapi pada frekuensi tinggi isyarat keluaran diperkecil, hal ini dikenal dengan rangkaian tapis lolos rendah. Isyarat keluaran rangakaian tapis RC lolos rendah sebanding dengan integral masukannya. Ini berarti rangkaian RC ini berlaku sebagai pengintegralan pada daerah dimana tanggapan frekuensi berupa garis lurus dengan kemiringan -20 dB/dekade. Untuk isyarat masukan dari rangkaian ini berbentuk persegi (Sutrisno, 1986).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Rangakaian Penapis RC
Kelompok IV A
Fitri Febriani
A.Ikhsan Maulana, Fitriani Supriadi, dan La Jamsari
Abstrak
Telah dilakukan praktikum tentang rangkaian penapis RC. Rangkaian penapis RC artinya, rangakain
RC ada yang bersifat meloloskan frekuensi rendah, tetapi menahan frekuensi tinggi dan begitu pun
sebaliknya. Pratikum ini bertujuan untuk membedakan jenis rangkain RC tapis lolos rendah dan tinggi,
menentukan frekuensi cut-off ragkaian tapis RC lolos rendah dan lolos tinggi berdasarkan bode-plot,
dan merancang suatu sistem rangkaian tapis RC tingkat satu. Pengumpulan data dilakukan dengan dua
tahap. Tahap pertama untuk tapis lolos rendah dan tahap kedua untuk tapis lolos tinggi. Dalam
percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap tegangan outputnya dengan memanipulasi nilai
frekuensinya. Berdasarkan analisis data diperoleh frekuensi cut-off untuk tapis lolos rendah dan tapis
lolos tinggi masing-masing 12918 Hz dan dari analisis grafik diperoleh frekuensi cut-offnya untuk tapis
lolos rendah dan tinggi adalah 8000 Hz dan 4000 Hz . Dari hasil analisis data disimpulkan bahwa
perbedaan rangkaian RC tapis lolos rendah dan tinggi terletak dari peletakan resistor dan kapasitornya
sedang untuk nilai ferkuensi cut-off baik secara teori maupun pratikum dilihat pada saat sinyal
mengalami pelemahan sinyal dari daya mula-mulanya pda suatu nilai frekuensi atau pada saat frekuensi
mempunyai -3dB pada =p.
Kata Kunci: penapis RC, tapis lolos rendah dan tinggi, frekuensi cut-off, tegangan input dan
output, rangakain tapis tingkat satu.
A. Metode dasar
RC Filter
Riak merupakan sesuatu yang tidak
diinginkan karenanya harus di usahakan
untuk direduksi sekecil mungkin. Salah
satu metode yang biasa digunakan untuk
mereduksi amplitudo riak keluaran dari
sebuah catu daya yaitu dengan
memperbesar konstanta waktu pelepasan
muatannya. Hal ini dapat dilakukan
dengan memperbesar nilai resistansi R atau
nilai C
(Bakri, Martawijatya, & Saleh, 2008).
Perkenalan rangkaian RC telah
dibahas pada percobaan sebelumnya.
Tetapi kali ini, akan dikaji sifat RC sebagai
penapis frekuensi. Artinya rangkaian RC
ada yang bersifat meloloskan frekuensi
rendah, tetapi menahan frekuensi tinggi,
dan begitu pula sebaliknya (Dasar, 2013).
Untuk frekuensi rendah tegangan
keluaran sama dengan tegangan masukan,
akan tetapi pada frekuensi tinggi isyarat
keluaran diperkecil, hal ini dikenal dengan
rangkaian tapis lolos rendah. Isyarat
keluaran rangakaian tapis RC lolos rendah
sebanding dengan integral masukannya.
Ini berarti rangkaian RC ini berlaku
sebagai pengintegralan pada daerah
dimana tanggapan frekuensi berupa garis
lurus dengan kemiringan -20 dB/dekade.
Untuk isyarat masukan dari rangkaian ini
berbentuk persegi (Sutrisno, 1986).
Dasar pemahaman tentang proses
tanggapan frekuensi ini, maka kita hanya
akan mengkaji pada sifat RC yang bisa
meloloskan frekuensi rendah dan tinggi
dan sebagai alat pengubah (converter)
gelombang persegi-ke-segitiga dan
persegi-ke-pulsa dengan, masing-masing,
mengintegrasikan dan
mendiferensialkan gelombang inputnya
dan rangkaiannya sendiri masing-masing
disebut rangkaian integrator dan
rangkaian diferensiator orde 1, yang
hanya terdiri dari sebuah resistor yang seri
dengan sebuah kapasitor yang ditunjukkan
oleh gambar berikut.
Untuk pengintegralan RC, sinyal
keluaran rangkaian merupakan integral
dari sinyal masukan yang dinyatakan oleh
:
0
1t
o inV V dtRC
(3.1)
dan untuk pendiferensialan RC, sinyal
keluaran rangkaian merupakan diferensial
dari sinyal masukan yang dinyatakan oleh
:
ino
dVV RC
dt (3.2)
Untuk keduanya, integrator dan
diferensiator, sinyal akan mengalami
”pelemahan” sinyal dari daya mula-
mulanya pada suatu nilai frekuensi yang
disebut frekuensi cut – off (fc) yang
dinyatakan oleh :
1
2cf
RC (3.3)
(Dasar, 2013).
Demikian juga oleh karena pada
frekuensi =0, harga A=Vo/Vi =2 -
1/2=0.707, sehingga harga:
AdB=20 log A=-10 log 2=-3,0 dB
maka harga o juga dinamakan 3 dB cut-
off frekuensi. Gambar tanggap frekuensi
dengan harga A menggunakan skala dB,
dinamakan Bode Plot (Purwandi &
Abdulrahman)
B. Identifikasi Variabel
Kegiatan 1. Rangakaian Integrator
a. Variabel Manipulasi : Frekuensi
sumber (Hz).
b. Variabel Respon : Tegangan
(V).
c. Variabel Kontrol : Resistansi
Resistor (), kapasitansi kapasitor (F).
Kegiatan 1. Rangakaian Integrator
a. Variabel Manipulasi : Frekuensi
sumber (Hz).
C
R
OutputInput
b. Variabel Respon : Tegangan
(V).
c. Variabel Kontrol : Resistansi
Resistor (), kapasitansi kapasitor (F).
C. Definisi Variabel
a. Variabel manipulasi
Frekuensi sumber merupakan frekuensi
yang berasal dari AFG dan terbaca pada
kotak frekuensinya dimana satuanyaa
adalah Hz
b. Variabel Respon
Tegangan merupakan besarnya
tegangan yang bersal dari rangkaian
yang terbaca pada osiloskop .dan cara
membacanya yaitu skala penunjukan
(𝑝𝑜𝑙/𝑑𝑖𝑣
5X jumlah skala pada osiloskop)
dimulai dari puncak gelombang yang
satu ke puncak yang lainnya.
c. Variabel Kontrol
a. Resistansi Resistor (R) merupakan
nilai dari resistor yang digunakan
sebagai penghambat muatan ataupun
arus yang terbaca pada spesifikasi dari
komponen tersebut dengan satuan
ohm yang bernilai 56.
b. Kapasitansi kapasitor merupakan
nilai dari kapasitor yang digunakan
untuk menyimpan muatan atau
berperan dalam menentukan faktor
resonansi secara teori dengan satuan F
D. Alat dan bahan
1. Audio Function
Generator (AFG) 1 buah
2. Osiloskop Sinar 1 buah
Katoda + probe
3. Papan Rangkaian, 1 buah
4. Resistor 1 buah
5. Kapasitor 1 buah
6. Kabel Penghubung 6 buah
E. Prosedur Kerja
Dalam melakukan kegiatan
percobaan ini, ada dua jenis rangkaian
yang anda harus analisis. Tetapi kedua
rangkaian tersebut pada prinsipnya adalah
sama. Hanya yang membedakan adalah
cara pengambilan outputnya saja.
a. Filter RC Lolos Rendah (Integrator).
Membuat rangkaian seperti yang
ditunjukkan oleh gambar berikut di atas
papan kit.
Sebelum anda melakukan
pengamatan terhadap outputnya, maka
terlebih dahulu anda harus catat dan ukur :
a. Mengetahui Nilai / harga komponen C
dan R.
b. Memperkirakan berapa besar frekuensi
potong (Cut-Off) rangkaian yang anda
buat dengan menggunakan Pers. (3.3).
c. Mengukur tegangan puncak Vi
(maksimum) audio generator untuk
gelombang persegi.
OutputInput
C
R
d. Mempelajari dengan seksama kalibrasi
untuk basis waktu dan basis tegangan
pada Osiloskop.
2. Setelah itu melakukan pengamatan dan
mengukur untuk tegangan output Vo
dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
a. Setelah tampilan output tampak pada
layar monitor osiloskop dan anda sudah
memastikan bahwa sistem rangkaian
sudah berfungsi dengan baik, maka
lakukan langkah berikutnya dengan
memutar tombol/pemutar frekuensi
pada angka penunjukan 30 Hz.
b. Mengukur tegangan puncak yang
tampak pada layar monitor dan
sekaligus gambar model gelombang
keluarannya.
c. Melakukan langkah (2) dan langkah
(3) untuk frekuensi 60Hz, 90 Hz, 120
Hz, 150 Hz, …….. dan seterusnya.
d. Mencatat hasil pengamatan anda pada
tabel pengamatan.
Integrator Diferensiator
Vin = . . .
volt
Vin = . . .
volt
No. f
(Hz)
Vout
(volt)
No. f
(Hz)
Vout
(volt)
b. Rangkaian Tapis RC Lolos Tinggi
(Diferensiator).
Selanjutnya untuk percobaan ini
bentuk rangkaiannya sama dengan bentuk
rangkaian pada gambar rangkaian
integrator, hanya yang menjadi output
adalah R (resistor). Dan proses
pengamatan dan pengambilan data sama
prosesnya dengan rangkaian Tapis RC
lolos rendah. Untuk lebih jelasnya
perhatikan gambar rangkaian diferensial
berikut:
F. Data/Hasil analisis data
1. Tabel Pengamatan
R= 56 ± 5%
C= 22 X 10-8 F
a. Kegiatan 1. Rangkaian Integrator
Tabel 1. Hubungan antara frekuensi
terhadap tegangan output dan Amplitudo
pada rangkaian Integrator.
Integrator
Vin= 10 Volt
f(Hz) Vout
(Volt)
Vout/
Vin
A
(20 Log
Vo/Vin)
(dB)
30 10.00 1.00 0.00
40 10.00 1.00 0.00
50 10.00 1.00 0.00
60 10.00 1.00 0.00
Integrator
Vin= 10 Volt
f(Hz) Vout
(Volt)
Vout/
Vin
A
(20 Log
Vo/Vin)
(dB)
70 10.00 1.00 0.00
80 10.00 1.00 0.00
90 10.00 1.00 0.00
100 10.00 1.00 0.00
200 10.00 1.00 0.00
300 10.00 1.00 0.00
400 10.00 1.00 0.00
500 10.00 1.00 0.00
600 10.00 1.00 0.00
700 10.00 1.00 0.00
800 10.00 1.00 0.00
900 10.00 1.00 0.00
1000 10.00 1.00 0.00
2000 10.00 1.00 0.00
3000 10.00 1.00 0.00
4000 9.60 0.96 -0.35
5000 9.20 0.92 -0.72
6000 8.40 0.84 -1.51
7000 7.60 0.76 -2.38
8000 7.20 0.72 -2.85
9000 6.40 0.64 -3.88
10000 6.00 0.60 -4.44
20000 3.60 0.36 -8.87
30000 2.40 0.24 -12.40
40000 0.96 0.10 -20.35
50000 0.80 0.08 -21.94
60000 0.68 0.07 -23.35
70000 0.56 0.06 -25.04
80000 0.52 0.05 -25.68
90000 0.48 0.05 -26.38
100000 0.40 0.04 -27.96
200000 0.20 0.02 -33.98
300000 0.14 0.01 -37.08
400000 0.10 0.01 -40.00
500000 0.09 0.01 -40.92
b. Kegiatan2. Rangkaian Diferensiator
Tabel 2. Hubungan antara frekuensi
terhadap tegangan output dan Amplitudo
pada rangkaian diferensiator.
Diferensiator
Vin= 10 Volt
f(Hz) Vout
(Volt)
Vout/
Vin
A
(-20Log
Vo/Vin)
(dB)
40 7.20 0.72 2.85
50 7.20 0.72 2.85
60 7.20 0.72 2.85
70 7.20 0.72 2.85
80 7.20 0.72 2.85
90 7.20 0.72 2.85
100 7.20 0.72 2.85
200 7.20 0.72 2.85
300 7.20 0.72 2.85
400 7.20 0.72 2.85
500 7.20 0.72 2.85
600 7.20 0.72 2.85
700 7.20 0.72 2.85
800 7.20 0.72 2.85
900 7.20 0.72 2.85
1000 7.20 0.72 2.85
2000 7.20 0.72 2.85
3000 7.20 0.72 2.85
4000 7.00 0.70 3.10
5000 6.80 0.68 3.35
6000 6.60 0.66 3.61
7000 6.20 0.62 4.15
8000 6.00 0.60 4.44
9000 6.00 0.60 4.44
10000 5.80 0.58 4.73
20000 5.00 0.50 6.02
30000 4.40 0.44 7.13
40000 4.20 0.42 7.54
50000 4.00 0.40 7.96
60000 4.00 0.40 7.96
70000 4.00 0.40 7.96
Diferensiator
Vin= 10 Volt
f(Hz) Vout
(Volt)
Vout/
Vin
A
(-20Log
Vo/Vin)
(dB)
80000 4.00 0.40 7.96
90000 4.00 0.40 7.96
100000 4.00 0.40 7.96
200000 3.80 0.38 8.40
300000 3.60 0.36 8.87
400000 3.60 0.36 8.87
500000 3.60 0.36 8.87
2. Grafik
Kegiatan 1. Rangkaian Integrator
Grafik 1. Hubungan antara frekuensi terhadap tegangan output dan amplitudo pada rangkaian integrator
-45.00
-42.00
-39.00
-36.00
-33.00
-30.00
-27.00
-24.00
-21.00
-18.00
-15.00
-12.00
-9.00
-6.00
-3.00
0.00
3.00
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
A (
dB
)
f (Hz)
fc=8000 Hz
Kegiatan 2. Rangkaian Diferensiator
Grafik 1. Hubungan antara frekuensi terhadap tegangan output dan amplitudo pada rangkaian diferensiator