Laporan Pratikum LC 2

Judul Percobaan : Filter L dan C

Tujuan              : 

1. Menentukan nilai Gain Filter LC
2. Menentukan nilai Bandwith Filter LC 

Dasar-dasar pratikum 

Bandwith

                Bandwidth adalah besaran yang menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah network. Lebar pita atau kapasitas saluran informasi. Kemampuan maksimum dari suatu alat untuk menyalurkan informasi dalam satuan waktu detik.
Dikenal juga dengan perbedaan atau interval, antara batas teratas dan terbawah dari suatu frekuensi gelombang transmisi dalam suatu kanal komunikasi. Satuan yang digunakan Hertz untuk sirkuit analog dan detik dalam satuan digital.
Jalur lebar analog diukur dalam unit Hertz (Hz) atau kitaran second. Jalur lebar digital pula merujuk kepada jumlah atau volume data yang dilewatkan melalui satu saluran komunikasi yang diukur dalam unit bit per second (bps) tanpa melibatkan gangguan.
Istilah lebar jalur (bandwith) sepatutnya tidak dikelirukan dengan istilah jalur (band), seperti pada telepon tanpa kabel, contohnya beroperasi pada jalur 800MMHz. Lebar jalur ialah ruang yang digunakan pada jalur tersebut. Dalam komunikasi tanpa wayar, ukuran atau lebar jalur salurannya memberi kesan kepada transmisi. Sejumlah data yang mengalir melalui satu saluran sempit mengambil masa yang lebih lama berbanding sejumlah data yang sama apabila mengalir menerusi satu saluran yang lebih lebar. Samakah Bandwidth dengan kecepatan?
Jawabannya: Bandwidth dengan kecepatan itu berbeda.
Mari kita lihat sebagai berikut. Informasi dialirkan melalui berbagai media. Misalnya kita pilih kabel sebagai media. Sehingga informasi dialirkan melalui kabel tersebut. Karena informasi bisa dialirkan melalui kabel, kita bisa mengasumsikan kabel ini sebagai pipa tempat informasi disalurkan.
Nah, bandwidth seperti diungkapkan di atas adalah kemampuan maksimum dari pipa untuk mengalirkan data dalam waktu satu detik. Sedangkan kecepatan, adalah jarak yang ditempuh dari suatu satuan waktu, misalnya dalam satu detik.

Frekuensi Cut-Off
               Frekuensi cut-off adalah nilai frekuensi saat daya daya turun menjadi setengah dari daya inputnya atau turun 3 dB, atau dalam voltase adalah turun 0,7Volt. Untuk memperjelas maksud dari pengertian di atas, silahkan perhatikan gambar di bawah ini.

Frekuensi cut-off atas dinotasikan dengan fH dan frekuensi cut-off bawah dinotasikan dengan fL.

Gain
               Penguatan, atau dikatakan sebagai perbandingan output dan input dimana output lebih besar daripada input.  

Filter Band Pass

Sebuah BPF bisa disusun dari LPF yang diseri dengan HPF dimana f1 adalah frekuensi cutoff dari HPF dan f2 adalah frekuensi cutoff dari LPF.

Alat dan Bahan

• Osiloskop
• BNC to jepit 2 buah
• Capasitor 50pF
• Fuction Generator
• Frequensi Counter
• Lilitan 19 kawat = 4,7 µH  

Cara Kerja

• Rangkai komponen seperti di bawah ini

• Setting Amplitudo di Fuction Generator yaitu 1Vpp (1 Vpp digunakan untuk menentukan Vrefrensi input)
• Ubah-ubah nilai Frekuensinya, disini dipakai range 5-13 MHz
• Tentukan tegangan cutoffnya dan cari tegangan cutoff -3dB hingga menemukan Frekuensi cut-off di bagian lebih kecil dari Frekuensi Resonansi dan bagian lebih besar dari Frekuensi Resonansi (-3db atau 0,7volt)
• Tabelkan penguatannya (Gain) dan tegangannya

Hasil Percobaan

               Gambar sinyal Cut Off

nilai cut off adalah -3db or 0,7volt               

                Rumus untuk menentukan Gain

               Tabel hasil percobaan

nilai cut off sebelum Fr = 9,8MHz

nilai cut off setelah Fr   = 10,4MHz

               Diagram Penguatan (Gain)

             Diagram Tegangan

 

Banwidth = 10,4 – 9,8 = 0,6 MHz

Laporan Pratikum LC 1

Judul                              : Filter L dan C
Tujuan                     :

1. Mencari frekuensi resonansi dari filter LC
2. Mengukur InduktansiKumparan

Landasan teori     :
INDUKTANSI

                Induktansi bersama dapat merupakan sebuah gangguan dalam rangkaian listrik karena perubahan arus dalam satu rangkaian dapat menginduksi tge yang tidak diingikan oleh rangkaian lainnya yang berada didekatnya. Untuk meminimalkan efek ini, maka sistem rangkaian ganda harus dirancang dengan M adalah sekecil-kecilnya; misalnya, dua koil akan ditempatkan jauh terpisah terhadap satu sama lain atau dengan menempatkan bidang-bidang kedua koil itu tegak lurus satu sama lain. Induktansi bersama juga mempunyai banyak pemakaian, contohnya transformator, yang dapat digunakan dalam rangkaian arus bolak-balik untuk menaikan atau menurunkan tegangan. Sebuah arus bolak-balik yang berubah terhadap waktu dalam satu koil pada transformator itu menghasilkan arus bolak-balik dalam koil lainnya; nilai M, yang tergantung pada geometri koil-koil, menentukan amplitudo dari tge induksi dalam koil kedua dan karena itu maka akan menginduksi amplitudo tegangan keluaran tersebut. 

                     Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronikatorus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik. pasif (kebanyakan berbentuk

              Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena penjenuhan.

KAPASITANSI

Kapasitansi atau kapasitans adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Bentuk paling umum dari piranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor dua lempeng/pelat/keping. Jika muatan di lempeng/pelat/keping adalah +Q dan –Q, dan V adalah tegangan listrik antar lempeng, maka rumus kapasitans adalah:

Unit SI dari kapasitansi adalah farad; 1 farad = 1 coulomb per volt.
FILTER
Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal
berdasarkan frekuensinya; ada frekuensi yang diterima, dalam
hal ini dibiarkan lewat; dan ada pula frekuensi yang ditolak,
dalam hal ini secara praktis dilemahkan. Hubungan keluaranmasukan
suatu filter dinyatakan dengan fungsi alih (transfer
function): 

 Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|,
dengan satuan dalam desibel (dB).
Filter dapat diklasifikasikan menurut fungsi yang ditampilkan,
dalam term jangkauan frekuensi, yaitu passband dan stopband.
Dalam pass band ideal, magnitude-nya adalah 1 (= 0 dB),
sementara pada stop band, magnitude-nya adalah nol (= - ¥
dB).
Berdasarkan hal ini filter dapat dibagi menjadi 4.
1. Filter lolos bawah (low pass filter), pass band berawal dari w
= 2pf = 0 radian/detik sampai dengan w = w0
radian/detik, dimana w0 adalah frekuensi cut-off.
2. Filter lolos atas (high pass filter), berkebalikan dengan filter
lolos bawah, stop band berawal dari w = 0 radian/detik
sampai dengan w = w0 radian/detik, dimana w0 adalah
frekuensi cut-off.
3. Filter lolos pita (band pass filter), frekuensi dari w1
radian/detik sampai w2 radian/detik adalah dilewatkan,
sementara frekuensi lain ditolak.
4. Filter stop band, berkebalikan dengan filter lolos pita,
frekuensi dari w1 radian/detik sampai w2 radian/detik
adalah ditolak, sementara frekuensi lain diteruskan.
Berikut ini gambaran karakteristik filter ideal dalam grafik
magnitude terhadap frekuensi (dalam radian/detik).

 Karakter filter riil tidaklah sama dengan karakter filter ideal.
Dalam filter riil, frekuensi cut-off mempunyai magnitude -3 dB,
bukan 0 dB. Pada filter riil juga terdapat apa yang disebut pita
transisi (transititon band), yang kemiringannya dinyatakan
dalam dB/oktav atau dB/dekade.

 Frekuensi Resonansi

                Resonansi pada rangkaian AC merupakan keadaan dimana reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif memiliki nilai yang sama satu sama lain (XL = XC ). Ketika rangkaian AC dalam keadaan resonansi maka reaktansi akan sama dengan ‘0’ (Nol), (X = XL - XC = 0). Frekuensi resonansi (Fr) merupakan frekuensi dimana keadaan resonansi tercapai, dimana phasa tegangan AC dan arus AC berbeda 90° satu sama lain.

Frekuensi resonansi dapat dihitung menggunakan persamaan matematika berikut ini.

Dimana :
Fr = Frekuensi Resonansi (Hertz / Hz)

Π=3,14 atau 22/7
L = Induktansi (Henry / H)
C = Kapasitansi (Farad / F)

             Rangkaian Resonansi Seri

Rangkaian resonansi seri merupakan kombinasi rangkaian induktor dan kapasitor yang disusun secara seri. Untuk menghitung nilai frekuensi referensi menggunakan cara yang sama seperti menghitung frekuensi referensi pada rangkaian resonansi paralel.
Bentuk kurva yang dihasilkan oleh rangkaian resonansi seri melalui simulasi elektronika diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Bentuk kurva untuk rangkaian resonansi seri pada saat keadaan resonansi, arus yang mengalir pada rangkaian mencapai nilai maksimum-nya. Ini merupakan kebalikan dari bentuk kurva pada rangkaian resonansi paralel, dimana pada kondisi resonansi nilai arus yang mengalir merupakan nilai minimum-nya. Ini menandakan bahwa rangkaian resonansi seri memiliki impedansi yang sangat rendah pada kondisi resonansi, bahkan pada rangkaian ideal nilai impedansi rangkaian akan sama dengan ‘0’ (Nol).

Alat dan Bahan

1. Osiloskop
2. Lilitan kawat 0,5 mili sebanyak 19 lilitan
3. Capasitor 50 pF
4. Kabel BNC to Jepit 2
5. Fuction Generator
6. Frequensi Counter

 Langkah Percobaan

• Buat 19 lilitan menggunakan kawat 0,5 mili
• Lilitkan dalam sebuah pipa kecil
• Hubungkan lilitan itu pada sebuah capasitor

• Rangkai seperti gambar di bawah ini

• Putar Frekuensi di Fuction Generator hingga terlihat sinyal keluaran Amplitudo yang paling maksimal (cari sinyal dengan amplitudo tertinggi->range frekuensi adalah 1KHz-20KHz)
• Ukur nilai Frekuensi tersebut -> nilai ini disebut Frekuensi Resonansi
• Hitung nilai L=Induktansi yang telah kita buat

Hasil Percobaan

Gambar nilai sinyal Amplitudo tertinggi


Dan kita dapat melihat nilai Frekuensi Resonansi tersebut di Frekuensi Counter

Terlihat bahwa frekuensi resonansi adalah 10,3532MHz

Untuk mencari nilai induktansi

X_L = 2πf.L

X_C =

F_r =    

F_r² =          

(10,3532MHz)² =   

L =                        

L = 4,7µH                                                        

Or
F_r²(Mega) = 
(10,3532)² =
L = 

L = 4,7µH

Nilai Resistansi

X_L = 2πf.L

X_L = 2π10,3532MHz. 4,7µH

     = 305 Ω

X_C =

X_C =

    = 307 Ω

Bisa kita ketahui bahwa nilai resistansinya sama, sehingga tidak ada hambatan yang terjadi yang memberikan keluaran sinyal yang maksimum.

Kesimpulan

• Merupakan salah satu Filter Band Pass yang menggunakan komponen L dan C yang dipasang seri, merupakan gabungan dari filter Low dan Hight Pass.
• Apabila nilai Frekuensi Resonansi semakin Kecil, nilai Induktansi akan semakin besar.
• Nilai X_L dan X_{C  saling menghilangkan, maka disitulah nilai Frekuensi Resonansinya.}