1
Violentaria Gita Salina
081311733052
S1-Teknobiomedik
TUGAS ELEKTRONIKA MEDIS
Pada tugas ini dilakukan simulasi Low Pass Filter (LPF), High Pass Filter (HPF) dan Band Pass Filter (BPF). Pembuatan simulasi elektronika tersebut menggunakan software multisim 11.0.
Simulasi Low Pass Filter
Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc). Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt).1
Berikut merupakan rangkaian Low Pass Filter RC yang menggunakan komponen R= 1.15 k , C= 1.5 µF kemudian dilengkapi dengan function generator sebagai pembangkit sinyal, osiloskop sebagai penampil sinyal, bode plotter sebagai penampil diagram bode dan kabel jumper sebagai penghubung.
Figure 2. Frekuensi LPFFigure 2. Frekuensi LPF
Figure 2. Frekuensi LPF
Figure 2. Frekuensi LPF
Figure 1. Rangkaian LPFFigure 1. Rangkaian LPF
Figure 1. Rangkaian LPF
Figure 1. Rangkaian LPF
Figure 3. Sinyal LPF, f=100 HzFigure 3. Sinyal LPF, f=100 HzFigure 4. Bode diagram LPFFigure 4. Bode diagram LPFSetelah rangkaian tersebut dijalankan, didapatkan hasil sinyal pada osiloskop dan gambar diagram bode seperti gambar berikut :
Figure 3. Sinyal LPF, f=100 Hz
Figure 3. Sinyal LPF, f=100 Hz
Figure 4. Bode diagram LPF
Figure 4. Bode diagram LPF
Pada sinyal osiloskop yang menggunakan frekuensi 100 Hz tersebut, tampak sinyal output (sinyal bawah) mengalami pelemahan dari sinyal input (sinyal atas) karena frekuensi 100 Hz berada sedikit melebihi frekuensi cut off. Berdasarkan bode diagram, frekuensi cut off berada pada frekuensi 99 Hz.
Selain melalui bode diagram, besarnya frekuensi cut off bias didapatkan melalui perhitungan. Apabila kita memiliki nilai R dan C, kita dapat melakukan proses persamaan matematik untuk memperoleh frekuensi cut off.
fc=12πRC
fc=12π(1.15 x103)(1.5 x10-6)
fc=98,9 Hz
Melalui dua cara, baik menggunakan bode diagram maupun perhitungan, hasil frekuensi cut off yang didapatkan mendekati sama, yaitu sebesar 98,9 Hz.
Simulasi High Pass Filter
Filter high-pass atau sering juga disebut dengan filter lolos atas adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat yang berada diatas frekuensi cut-off (ωc) sampai frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut.2
Dibawah ini merupakan rangkaian High Pass Filter RC yang menggunakan komponen R= 1.15 k , C= 1.4 µF kemudian dilengkapi dengan function generator sebagai pembangkit sinyal, osiloskop sebagai penampil sinyal, bode plotter sebagai penampil diagram bode dan kabel jumper sebagai penghubung.
Figure 6. Bode diagram HPFFigure 6. Bode diagram HPF
Figure 6. Bode diagram HPF
Figure 6. Bode diagram HPF
Figure 5. Rangkaian HPFFigure 5. Rangkaian HPF
Figure 5. Rangkaian HPF
Figure 5. Rangkaian HPF
Pada saat rangkaian tersebut dijalankan, didapatkan hasil sinyal pada osiloskop dan gambar diagram bode seperti gambar berikut :
Figure 7. Sinyal osiloskop, f=80 HzFigure 7. Sinyal osiloskop, f=80 HzFigure 8. Sinyal osiloskop, f=300 HzFigure 8. Sinyal osiloskop, f=300 Hz
Figure 7. Sinyal osiloskop, f=80 Hz
Figure 7. Sinyal osiloskop, f=80 Hz
Figure 8. Sinyal osiloskop, f=300 Hz
Figure 8. Sinyal osiloskop, f=300 Hz
Berdasarkan bode diagram, didapatkan frekuensi cut off pada frekuensi 99 Hz. Pada figure 7 dan figure 8, ditunjukkan tampilan sinyal dari pengambilan 2 macam frekuensi yaitu 80 Hz dan 300 Hz. Ketika digunakan frekuensi sebesar 30 Hz, sinyal output (sinyal bawah) mengalami perlemahan dan penahanan. Hal ini terjadi sebab frekuensi tersebut berada di bawah frekuensi cut off. Sebaliknya, ketika menggunakan frekuensi 300 Hz, sinyal diloloskan karena frekuensi tersebut berada di atas frekuensi cut off.
Selain melalui bode diagram, besarnya frekuensi cut off bias didapatkan melalui perhitungan. Apabila kita memiliki nilai R dan C, kita dapat melakukan proses persamaan matematik untuk memperoleh frekuensi cut off.
fc=12πRC
fc=12π(1.15 x103)(1.4 x10-6)
fc=98,9 Hz
Melalui dua cara, baik menggunakan bode diagram maupun perhitungan, hasil frekuensi cut off yang didapatkan mendekati sama, yaitu sebesar 98,9Hz.
Simulasi Band Pass Filter
Band pass filter (BPF) adalah filter yang akan meloloskan sinyal pada range frekuensi diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuesni batas atas (fH).3
Pada rangkaian BPF ini digunakan resistor dan kapasitor pada LPF sebesar R= 500 , C= 1.4 µF serta kapasitor dan resistor pada HPF sebesar R= 1.15 k , C= 1.5 µF. Selain itu juga digunakan function generator sebagai pembangkit sinyal, osiloskop sebagai penampil sinyal, bode plotter sebagai penampil diagram bode dan kabel jumper sebagai penghubung.
Figure 9. Rangkaian BPFFigure 9. Rangkaian BPF
Figure 9. Rangkaian BPF
Figure 9. Rangkaian BPF
Figure 11. Bode diagram BPF IIFigure 11. Bode diagram BPF IIFigure 20. Bode diagram BPF IFigure 20. Bode diagram BPF I
Figure 11. Bode diagram BPF II
Figure 11. Bode diagram BPF II
Figure 20. Bode diagram BPF I
Figure 20. Bode diagram BPF I
Sinyal rangkaian Band Pass Filter yaitu :
Figure 13. Sinyal BPF, f=140 HzFigure 13. Sinyal BPF, f=140 Hz
Figure 13. Sinyal BPF, f=140 Hz
Figure 13. Sinyal BPF, f=140 Hz
Figure 12. Sinyal BPF, f=40 HzFigure 12. Sinyal BPF, f=40 Hz
Figure 12. Sinyal BPF, f=40 Hz
Figure 12. Sinyal BPF, f=40 Hz
Figure 3 Sinyal BPF, f=500HzFigure 3 Sinyal BPF, f=500Hz
Figure 3 Sinyal BPF, f=500Hz
Figure 3 Sinyal BPF, f=500Hz
Berdasarkan simulasi multisim, didapatkan frekuensi cut off pada 56 Hz dan 226 Hz. Untuk sinyal di luar range frekuensi tersebut akan diloloskan. Selain pengggunaan diagram bode, berikut ini perhitungan matematis untuk mendapatkan frekuensi cut off dari BPF :
fcLPF=12πRC
fcLPF=12π(500)(1.4 x10-6)
fcLPF=227.47 Hz
fcHPF=12πRC
fcHPF=12π(2 x103)(1.4 x10-6)
fcHPF=56.8 Hz
Hasil perhitungan matematis maupun berdasarkan diagram bode, menunjukkan hasil yang serupa yaitu frekuensi cut off terletak pada frekuensi 56.8 Hz dan 227,47 Hz.
DAFTAR PUSTAKA
[1] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/low-pass-filter-lpf-rc/
[2] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/high-pass-filter-hpf-rc/
[3] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/band-pass-filter-bpf-aktif/
