RC FILTER






 
1. Tujuan

Mempelajari, memahami cara kerja, dan melakukan simulasi dari rangkaian RC Filters.


a.       Kapasitor  

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.  Fungsi kapasitor adalah menyimpan arus listrik, kapasitor bekerja layaknya sebuah baterai yang terisi penuh. Kapasitor adalah komponen kritis dalam rangkaian elektronika. Selain sebagai penyimpan arus listrik, kapasitor berfungsi juga sebagai filter sinyal frekuensi rendah.


Cara menghitung nilai kapasitor :

1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

b.      Resistor



Resistor adalah komponen listrik dua terminal pasif yang menerapkan hambatan listrik sebagai elemen rangkaian. Di sirkuit elektronik, resistor digunakan untuk mengurangi aliran arus, menyesuaikan level sinyal, membagi tegangan, membiasakan elemen aktif, dan mengakhiri saluran transmisi, di antara kegunaan lain. Resistor daya tinggi yang dapat menghilangkan banyak watt daya listrik sebagai panas, dapat digunakan sebagai bagian dari kontrol motor, dalam sistem distribusi daya, atau sebagai beban uji untuk generator.

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna : 
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

c.       VSINE



VSINE berfungsi sebagai sumber tegangan AC.

d.       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.

e.       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. Ground juga merupakan titik referensi dalam rangkaian listrik yang dapat digunakan untuk mengetahui nilai voltase, jalur balik yang sama untuk arus listrik, atau koneksi fisik langsung ke bumi.




Dimungkinkan untuk mengurangi lebih lanjut jumlah riak di kapasitor filter dengan menggunakan bagian filter RC tambahan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 19.8. Tujuan dari bagian RC yang ditambahkan adalah untuk melewatkan sebagian besar komponen dc sambil mengurangi (mengurangi) sebanyak mungkin komponen ac. 



Gambar 19.9 menunjukkan penyearah gelombang penuh dengan filter kapasitor diikuti oleh bagian filter RC. Pengoperasian rangkaian filter dapat dianalisis menggunakan superposisi untuk komponen sinyal dc dan ac. 




a. Operasi DC pada Bagian Filter RC

Gambar 19.10a menunjukkan rangkaian ekuivalen dc untuk digunakan dalam menganalisis rangkaian filter RC pada Gambar 19.9. Karena kedua kapasitor adalah rangkaian terbuka untuk operasi dc, tegangan dc keluaran yang dihasilkan adalah





b. Operasi AC pada Bagian Filter RC


Gambar 19.10b menunjukkan rangkaian ekuivalen ac dari bagian filter RC. Karena aksi pembagi tegangan dari impedansi ac kapasitor dan resistor beban, komponen tegangan ac yang dihasilkan melintasi beban adalah




Untuk penyearah gelombang penuh dengan ac riak pada 120 Hz, impedansi kapasitor dapat dihitung menggunakan


di mana C dalam mikrofarad dan Xc dalam kilohms.


Contoh Soal


1. Hitung komponen dc dan ac dari sinyal keluaran pada beban RL dalam rangkaian Gambar 19.11.  Hitung riak bentuk gelombang output. 



Solusi 





2. Hitung tegangan yang melintasi beban 1 kilo ohm untuk bagian filter RC (R = 120 ohm, C = 10 μF).  Tegangan dc pada kapasitor filter awal adalah Vdc = 60 V. 


Solusi 




Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah. Prinsip kerja rangkaian filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R.
Prinsip kerja rangkaian Low Pass RL Filter kapasitor yang merupakan perangkat reaktif akan menawarkan resistansi yang berbeda terhadap sinyal frekuensi yang berbeda yang masuk melaluinya. Resistansi pada Kapasitor akan sangat tinggi apabila dilewati oleh sinyal frekuensi rendah atau DC dan resistansi akan menjadi rendah apabila dilewati oleh sinyal frekuensi tinggi. Dengan demikian,  Kapasitor akan memblokir sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC sehingga sinyal tersebut harus melewati atau diteruskan ke jalur alternatif yang ditunjukan oleh arah panah pada gambar diatas. Sedangkan sinyal frekuensi tinggi akan melewati Kapasitor karena kapasitor menawarkan resistansi yang rendah bagi sinyal frekuensi tinggi tersebut.
















Materi klik disini

Video Rangkaian klik disini

Rangkaian klik disini

Datasheet RC Filter klik disini

Datasheet Op Amp klik disini









Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)