ACTIVE FILTERS

Transistor FET (Field Effect Transistor), dalam hal ini JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah transistor yang bekerja dengan memanfaatkan efek kejadian dalam medan listrik.
Transistor FET mempunyai tiga elektroda, yaitu : Gate (G) atau pintu, Drain (D) atau cerat, dan Source (S) atau sumber. Ada dua jenis FET, yaitu type-N (kanal N) dan type-P (kanal P).
Jika pada transistor bi-polar (Junction Transistor) jalan masukannya yaitu basis diberi tegangan muka maju terhadap emitor, maka pada JFET jalan masukannya (gate) diberi tegangan muka terbalik terhadap source.

2. Battery

Baterai berfungsi sebagai sumber energi listrik yang nanti dialirkan dalam rangkaian listrik.

3. Ground

1. Signal Generator

Signal Generator berfungsi sebagai sumber tegangan AC pada rangkaian yang frekuensi, amplitudo, dan bentuk gelombangnya dapat diatur.

2. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

3. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Bahan penyusun kapasitor yaitu dua keping atau dua lembaran penghantar listrik yang dipisahkan menggunakan isolator listrik berupa bahan dielektrik.

4. Operational Amplifier (Op-Amp)

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.

5. Ground

DASAR TEORI;[kembali}

Aplikasi populer menggunakan op-amp untuk membangun sirkuit filter aktif. Sirkuit filter dapat dibangun menggunakan komponen pasif: resistor dan kapasitor. Filter aktif juga menggunakan amplifier untuk memberikan penguatan tegangan dan isolasi sinyal atau buffering.

Filter yang memberikan output konstan dari dc hingga frekuensi cutoff f_OHdan kemudian tidak melewatkan sinyal di atas frekuensi tersebut disebut low-pass filter yang ideal. Ideal respon dari low-pass filter ditunjukkan pada Gambar 15.30a. Filter yang menyediakan atau melewatkan sinyal di atas frekuensi cutoff f_OLadalah filter high-pass, seperti yang diidealkan pada Gambar 15.30b. Ketika rangkaian filter melewatkan sinyal yang berada di atas satu frekuensi cutoff ideal dan di bawah frekuensi cutoff kedua, ini disebut filter bandpass, seperti yang diidealkan pada Gambar 15.30c.

Gambar 15.30 Ideal filter response: (a) low-pass; (b) high-pass; (c) bandpass

1. Low-Pass Filter

(15.13)

(15.14)

First-order, low-pass filter yang menggunakan resistor dan kapasitor tunggal seperti pada Gambar 15.31a memiliki kemiringan praktis -20 dB per dekade seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 15.31b (daripada respons ideal Gambar 15.30a). Penguatan tegangan di bawah frekuensi cutoff konstan pada frekuensi cutoff menghubungkan dua bagian filter seperti pada Gbr. 15.32 menghasilkan filter second-order low-pass dengan cutoff pada -40 dB per dekade mendekati karakteristik ideal Gambar 15.30a.

Gambar 15.31 First-Order Low-Pass Active Filter

Gambar 15.32 Second-Order Low-Pass Active Filter

2. High-Pass Active Filter

(15.15)

First- and second-order high-pass active filters dapat dibuat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.33. Gain penguat dihitung menggunakan Persamaan (15.13). Frekuensi cutoff amplifier dengan second-order filter R1=R2, and C1=C2 menghasilkan frekuensi cutoff yang sama seperti pada Persamaan. (15.15).

Gambar 15.33 High-Pass Filter: (A) First Order; (B) Second Order; (C) Response Plot

3. Bandpass Filter

Gambar 15.34 menunjukkan filter bandpass menggunakan dua tahap, yang pertama high-pass filter dan yang kedua low-pass filter, operasi gabungan menjadibandpass yang diinginkan.

Gambar 15.34 Bandpass Active Filter

Contoh soal;[kembali}

1. Hitunglah frekuensi cutoff dari first-order low-pass filter dengan R1=1.2 kΩ dan C1=0.02 µF.

Solusi :

2. Tuliskan pengertian dari Operational Amplifier

Solusi :

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya.

Pilihan Ganda;[kembali} :

1. Dibawah ini yang termasuk filter aktif, kecuali…

a. Low-pass filter

b. Bandpass filter

c. Down-pass filter

d. High-pass filter

2. Suatu rangkaian yang berfungsi untuk memilih sinyal listrik berdasarkan frekuensi sinyal dinamakan…

a. Filter

b. Resistor

c. Op-amp

d. Kondensator

Problem;[kembali} :

1. Hitung frekuensi cutoff dari second-order high-pass filter seperti pada gambar 15.33b untuk R1 5 =R2=2.1 kV, C1=C2=0.05 mF, dan Ro1=10 kV, Rof=50 kV.

Solusi: