FILTER AUDIO (LPF)

A. Tujuan :

     Setelah pratikum ini siswa diharapkan dapat :

1. Menyusun rangkaian op-amp sebagai rangkaian filter.
2. Mempelajari hubungan amplitudo dan fase antara isyarat masukan dan isyarat keluaran berfungsi sebagai frekuensi.
3. Melihat respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan rendah.

B. Alat dan Bahan :

Alat dan bahan yang dibutuhkan pada pratikum kali ini adalah

1. Power Supply
2. AFG
3. Osiloskop
4. Multimeter
5. Kabel Probe x 2
6. Breadboard
7. IC LM741 x1
8. C10 nF x3
9. R 12K x1
10. R20K x2
11. R6K8 x1

C. Teori Pendukung

Sebuah tapis/filter merupakan sebuah jaringan rangkaian yang di desain agar dapat melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat di loloskan disebut pita lolos (pass band filter) dan daerah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti (stop band filter). Filter dengan pita lolos pada frekuensi rendah disebut filter lolos rendah (low pass band filter = LPF), sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi (high pass band filter = HPF). Kita dapat juga mendesain filter dengan pita henti pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi . Pada bagian ini kita akan mempelajari filter lolos rendah dan tinggi dengan menggunakan op-amp dan akan melihat respon frekuensi audio terhadap filter.

D. Langkah Kerja

1. Susun rangkaian op-amp filter lolos rendah (LPF) seperti terlihat pada gambar 1. dan filter lolos tinggi (HPF) seperti terlihat pada gambar 2. Pencatu daya LM741 dibuat dengan memasang dua baterai atau sumber DC variabel (tegangan CT 9 Volt).
2. Rangkaian filter lolos rendah pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3dB mengikuti F3dB =1/2 πRC. Dengan menggunakan harga C = 0,01uF dan harga R 20kΩ, kita dapat mempredikisi frekuensi 3 dB rangkaian tersebut sebesar F3dB =  796,18 Hz.
3. Besarnya penguatan filter ini ditrentukan oleh pemasangan resitor R1 dan R2 dimana AV = Vo / Vi = 1 + R2 /R1. Dengan memasang R1 = 12kΩ dan R2 = 6,8kΩ, kita dapat penguatan sebesar AV = 1,567
4. Dengan menggunakan AFG, atur frekuensi sinusoida masukan Vi = 1 kHz dengan amplitudo 200mVp-p, Hubungkan isyarat masukan ke Ch 1 osiloskop dan isyarat keluaran ke Ch 2. Pembacaan pada osiloskop adalah Vi = .........Vp-p, Vo = ..........Vp-p, V A = ............

Beda fase antara isyarat masukan dan isyarat keluaran ϕ = 1 / 2 πRC. Tampilkan isyarat masukan dan keluaran yang ada di osiloskop adalah (buat satu gelombang saja ) :

Gambar 1. Rangkaian untuk filter frekuensi rendah (LPF)

Beda fase antara isyarat masukan dan keluaran ϕ =  80^o  .Tampilkan isyarat masukan dan keluaran yang ada di osiloskop adalah (buat satu gelombang saja):

Ch. 1 (isyarat masukan)

Time/div = 2,50 ms

Volt/div = 100 mv

V_i =  2 Vp-p

Ch.2 (isyarat masukan)

Time/div = 1.5 ms

Volt/div = 100 mv

V₀ = 1.2 Vp-p

beda fase = 80^o

      5.   Ulangi langkah 4 (tanpa menggambar sketsa) untuk beberapa frekuensi lain dan lengkapi tabel berikut :

No.	Frekuensi Masukan  (Hz)	Vi (Vp-p)	Vo (Vp-p)	Vo/Vi	ϕ(o)
1	20 HZ	220 mV
2	50 Hz	220 mV
3	100 Hz	220 mV	300 mV	1,5	20o
4	300 Hz	220 mV	285 mV	1,4	30o
5	500 Hz	220 mV	270 mV	1,35	45o
6	700 Hz	220 mV	250 mV	1,25	70o
7	800 Hz	220 mV	220 mV	1,1	90o
8	1000 Hz	220 mV	160 mV	0,8	100o
9	1200 Hz	220 mV	120 mV	0,65	125o
10	2000 Hz	220 mV	50 mV	0,25	135o
11	3000 Hz	220 mV	20 mV	0,1	160o
12	10000 Hz	220 mV	2 mV	0,01	180o
13	20000 Hz	220 mV

   6. Ulangi langkah 2-5 dan lengkapi juga data tabelnya sesuai dengan pengamatan pada filter high pass filter.

E. Analisa

 F3dB =1/2 πRC
           = 1/2 x 3,14 x 20kΩ x 0,01 uF
           = 796,18 Hz

  AV     = Vo/Vi = 1 + R2/R1
            = 1 + 6,8kΩ/12kΩ
            = 1,567

F. Kesimpulan

• Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi.
• Low Pass Filter merupakan rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari dc naik sampai ke suatu frekuensi cut off.