BSF(Band Stop Filter)

[KE BAWAH]

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja Rangkaian

5. Gambar Rangkaian

6. Example dan Problem

7. Video

8. Link Download

1. Tujuan (kembali)

• Memenuhi tugas rangkaian Op-Amp

• Mensimulasikan aplikasi dari rangkaian BSF

• Memahami rangkaian BSF

2. Komponen (kembali)

1. Resistor

 

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

2. Ground

Ground

    Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik     atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

3. Operational Amplifier

Gambar 3

Operatinal amplifier atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah.

4. Osiloskop

Osiloskop

    Osiloskop merupakan alat ukur elektronika yang fungsinya memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari dalam bentuk gelombang.

5. Kapasitor

Gambar 2

Kapasitor atau kondensator ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan  listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

6. Sumber tegangan AC (Signal Generator)

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

Spesifikasi

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

7. Voltage

 

Merupakan alat yang menunjukkan besar tegangan tanpa menggunakan voltmeter ataupun multimeter.

3. Dasar Teori (kembali)

Rangkaian Band Stop Filter (BSF) adalah rangkaian yang responnya kebalikan dari respon rangkaian BPF dimana dapat meredam frekuensi antara wl s/d wh dan sebaliknya melewatkan frekuensi diluar lebar pita (BandWidth) tersebut, seperti ditunjukkan respon BSF pada grafik ACL vs w gambar 235.

Gambar 235 Grafik Respon BSF ACL vs w

Adapun rangkaian BSF adalah seperti pada gambar 236. Untuk menurunkan rumus ACL BSF sama caranya seperti BPF yaitu digunakan hukum Kirchoff dimana arus masuk sama dengan arus keluar pada titik A, B, dan C.

Gambar 236 Rangkaian BSF

 

Rumus Band Stop Filter

Rumus atau persamaan yang digunakan pada Band Stop Filter pada dasarnya sama dengan rumus yang digunakan dalam Low Pass Filter dan High Pass Filter. Dibawah ini adalah Rumus yang digunakan untuk penyaringan frekuensi dengan menggunakan Band Stop Filter.

f = 1/2πRC

Dimana :

f = Frekuensi dalam satuan Hz
π = 3,14
R = Nilai Resistor dalam satuan Ohm (Ω)
C = Nilai Kapasitor dalam satuan Farad (F)

4. Prinsip Kerja (kembali)
Band reject filter atau disebut juga sebagai band stop filter adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menahan sinyal dengan range frekuensi diatas frekuensi batas bawah (fL) atau frekuensi cutoff low pass filter dan dibawah range frekuensi batas atas (fH) atau frekuensi cutoff high pas filter. Dan akan melewatkan sinyal dengan range frekuensi diluar range frekuensi batas bawah (fL) atau frekuensi cutoff low pas flter dan frekuensi batas atas (fH) atau frekuensi cutoff high pass filter. Band stop filter tersusun dari low pass filter yang diparalel dengan high pass filter, kemudian output dari kedua rangkaian masuk ke rangkaian summing. Band reject filter atau band stop filter aktif dibagi dalam 2 kategori sebagai berikut : Band Reject Filter (BRF) Bidang Lebar BRF bidang lebar adalah terdiri dari rangkaian HPF dan LPF yang dimasukkan ke rangkaian penjumlah. Sedang BRF bidang sempit adalah terkenal dengan rangkaian Notch Filter yaitu menolak frekuensi tertentu. Respons Output Band Reject Filter Bidang Lebar Untuk menentukan nilai frekuensi batas atas (fH) dan frekuensi batas bawah (fL) dapat menggunakan rumusrumus untuk rangkaian LPF dan HPF serta rangkaian penjumlah berlaku untuk menentukan nilai nilai komponen atau elemen pasif yang digunakan untuk rangkaian band reject filter bidang lebar ini. Band Reject Filter (BRF) Bidang Lebar BRF bidang lebar adalah terdiri dari rangkaian HPF dan LPF yang dimasukkan ke rangkaian penjumlah. Sedang BRF bidang sempit adalah terkenal dengan rangkaian Notch Filter yaitu menolak frekuensi tertentu. Respons Output Band Reject Filter Bidang Lebar Untuk menentukan nilai frekuensi batas atas (fH) dan frekuensi batas bawah (fL) dapat menggunakan rumusrumus untuk rangkaian LPF dan HPF serta rangkaian penjumlah berlaku untuk menentukan nilai nilai komponen atau elemen pasif yang digunakan untuk rangkaian band reject filter bidang lebar ini
5. Gambar Rangkaian (kembali)

6. Example dan Problem (kembali)

Sebuah rangkaian Band Stop Filter dirancang dari komponen RC (Resistor – Capasitor) untuk melewatkan frekuensi dibawah 300Hz dan frekuensi diatas 1kHz. Kapasitor yang digunakan pada rangkaian tersebut adalah sebesar 0,1µF. Berapakah Resistor yang digunakan pada Rangkaian Band Stop Filter tersebut.

Penyelesaian

Perhitungannya dibagi menjadi dua tahapan perhitungan yaitu perhitungan tahapan pada bagian LOW PASS FILTER dan tahapan pada bagian HIGH PASS FILTER.

Tahap Perhitungan pada LOW PASS FILTER

Mencari Nilai Resistor R_Lyang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off f_Lyaitu 300Hz dengan menggunakan Kapasitor sebesar 0,1µF adalah dihitung melalui perhitungan dibawah ini :

F_L= 1 / 2πR_LC
300Hz = 1 / 2 x 3,14 x R_L x (0,1 x 10^-6)
R_L = 1 / 2 x 3,14 x 300 x (0,1 x 10^-6)
R_L = 5.308Ω atau sekitar 5,3kΩ

Jadi nilai Resistor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut off f_Ladalah 5.308Ω atau sekitar 5,3kΩ.

Tahap Perhitungan pada HIGH PASS FILTER

Mencari Nilai Resistor R_Hyang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off f_Hyaitu 1kHz dengan nilai Kapasitor sebesar 0,1µF adalah dihitung melalui perhitungan dibawah ini :

f_H= 1 / 2πR_HC
1000Hz = 1 / 2 x 3,14 x R_H x (0,1 x 10^-6)
R_H = 1 / 2 x 3,14 x 1000 x (0,1 x 10^-6)
R_H = 1.592Ω atau sekitar 1,6kΩ

Jadi nilai Resistor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut off f_Hadalah 1.592Ω atau sekitar 1,6kΩ.

Menghitung Frekuensi Center (f_C)

Kita juga dapat menghitung Frekuensi Center atau f_C dengan rumus dibawah ini :

fC =√( fL x fH)
fC =√( 300 x 1000)
fC =√300.000
fC = 547,72Hz

Jadi Frekuensi Center atau f_C dari rangkaian BSF tersebut adalah 547,72Hz.

7. Video (kembali)

8. Link Download (kembali)

HTML

Video

Rangkaian

Datasheet resistor

Datasheet opamp LM741

Datasheet kapasitor

(KE ATAS)