1

ANALISA, SIMULASI DAN RANCANG BANGUN BANDPASS FILTER UNTUKFETAL DOPPLER MENGGUNAKAN PSPICE

Desy Kristyawati, STHartono Siswono, Dr

Bumi Panggugah Jl Cempaka No.12 Ciomas-Bogor (d3si04@yahoo.com)(hartono_siswono@staff.gunadarma.ac.id)

Kata Kunci : Bandpass filter, Frekuensi, Op Amp

Fetal Doppler merupakan alat pendeteksi jantung bayi dalam kandungan. Dapat diketahuibahwa detak jantung bayi dalam kandungan dalam keadaan normal berada dalam kisaran 120-140 detak per menit. Maka untuk memisahkan frekuensi detak jantung bayi dengan frekuensidetak jantung ibu, digunakan bandpass filter. Dari hasil perhitungan kisaran detak jantung bayidalam kandungan maka dapat diperoleh frekuensi detak 2-3 Hz. Untuk menyaring frekuensitersebut digunakan bandpass filter. Dan untuk mengetahui rancangan terbaik maka dilakukanpercobaan dengan menggunakan 2 jenis filter yaitu bandpass filter butterworth dan bandpas filterchebyshev. Kemudian hasil perhitungan secara teori akan disimulasikan menggunakan PSPICE.

PENDAHULUANBelakangan ini harga Doppler yang paling murah 1,5 juta rupiah. Sedangkan Doppler yang

bisa sekaligus mencetak harganya sekitar 40 juta. Oleh karena itu maka dibuat alat lebih murahdengan menggunakan komponen yang lebih sedikit. Dimana komponen-komponen yang telahdirancang akan di fabrikasi sehingga mendapatkan Fetal Doppler yang secara fisik lebih kecil.

Disini penulis membahas tentang perancangan filter dengan menggunakan bandpass filterButterworth dan Chebyshev. Untuk mengetahui hasil rancangan yang terbaik yang akandigunakan Fetal Doppler. Dari hasil lintas fakultas maka diketahui bahwa detak jantung bayidalam kandungan yang normal berkisar antara 120-140 detak per menit. Cara mendengarkandetak jantung bayi dalam kandungan yang nyaris tidak terdengar disini adalah denganmenggunakan stetoskop. Tetapi kendalanya apabila menggunakan steteskop adalah suara yangditangkap oleh stetoskop masih bercampur antara detak jantung ibu dan janin. Denganmenggunakan data detak jantung bayi dalam kandungan yang normal maka didapat bahwafrekuensi detak jantung bayi dalam kandungan berkisar antara 2-3 Hz. Sedangkan menurutMokhamad Solihul Hadi, mahasiswa Teknik Elektro Universitas Brawijaya yang jugamembuat Fetal Doppler mengatakan bahwa berdasarkan lintas jurusan fetal Dopplermenggunakan bandpass filter yang menyaring frekuensi 12-20 hz. Untuk memisahkan suaraberdasarkan frekuensi maka digunakan bandpass filter. Dengan menggunakan rangkaian filter,memisahkan detak jantung berdasarkan rentang frekuensinya. Interferensi dari detak jantung ibudisingkirkan. Yang lolos ke tahap berikutnya hanya detak jantung janin. Penulisan ini dibuatdengan tujuan:

1. Dapat menghasilkan rancangan yang paling baik dengan hasil yang maksimal2. Simulasi yang dilakukan dengan menggunakan PSPICE sesuai dengan hasil perhitungan

secara teori.

TINJAUAN PUSTAKA

2

OP Amp LM741Penguat adalah suatu rangkaian yang menerima sebuah isyarat di masukkan dan

mengeluarkan isyarat tak berubah yang lebih besar di keluarannya. Sedangkan nama penguatoperasional diberikan kepada penguat gain, yang dirancang untuk melaksanakan tugas-tugasmatematis seperti penjumlahan, pengurangan perkalian dan pembagian. Penerus modern daripenguat op amp rangkaian terpadu linier. Op amp ini mewarisi namanya, bekerja pada teganganyang lebih rendah, dan paling tidak sama baiknya. Beberapa penggunaan op amp pada masa kiniadalah di bidang-bidang pengendalian proses, komunikasi, komputer, sumber daya dan isyarat,sistem peragaan, dan sistem pengukuran atau sistem pengujian. Op amp mempunyai limaterminal dasar : dua untuk suplay daya, dua untuk isyarat masukkan, dan satu untuk keluaran.

Q11

Q1 Q2

Q3 Q4

Q5 Q6

Q7

R54KΩ

Q21

Q22

R15KΩ

R13450Ω

R220KΩ

R4250Ω

Q18

Q20

R310KΩ

Q19

R16120Ω

30pF

Q9

R640KΩ

Q10

620ΩQ13

Q14

Q17

Q15

Q16

R1125Ω

R1065Ω

R1475KΩ

Q12

R780KΩ

R8650Ω

Masukanpembalik

Masukan takmembalik

NolOffset

+V

-V

Keluaran

Gambar 1. Skema Op Amp

1. Teriminal Suplay dayaTerminal-terminal op amp ditandai +V dan –V yang menandakan terminal-terminal op

amp mana yang harus di hubungkan ke suplay dayanya. Suplay daya ini mempunyai tigaterminal yaitu positif, negatif dan suplay daya bersama.Terminal suplay daya bersama boleh atautidah perlu dihubungkan ke ground tanah melalui kawat ketiga dari kabelnya. Meskipundemikian sudah menjadi kebiasaan untuk memperlihatkan terminal itu sebagai simbol groundpada sebuah diagram skema. Penggunaan simbol ground adalah suatu perjanjian yangmenunjukkan bahwa semua pengukuran tegangan dilakukan terhadap ground.

Gambar 2. Hubungan Paket-Paket Op Amp2. Terminal Keluaran

Tegangan keluaran Vo diukur terhadap ground. Karena dalam sebuah op amp hanya adasatu terminal keluaran, ini disebut keluaran berujung tunggal. Batas arus yang dapat dialirkandariterminal keluaran sebuah op amp, biasanya ada pada orde sebesar 5 sampai 10 mA. Ada jugabatas pada taraf tegangan yang ditentukan oleh tegangan suplay dan oleh transistor keluaran Q16

3

dan Q11. Transistor-transistor ini memerlukan tegangan kira-kira 1 sampai 2 Volt dari kolektorke emitor untuk memastikan bahwa keduanya bekerja sebagai penguat dan bukan sebahai saklar.Jadi terminal keluarannya naik sampai sebesar 2 volt dari +V dan turun sebesar 2 V dari –V.Batas atas dari Vo disebut tegangan kejenuhan positif, +V sat, dan batas bawahnya disebuttegangan kejenuhan negatif, -Vsat. Batas arus maupun batas tegangan menentukan suatu hargaminimum pada resistansi beban RL. Beberapa op amp mempunyai rangkaian dalam yang secaraotomatis membatasi arus yang dialirkan dari terminal keluarannya, untuik mencegah kerusakanop amp bila terjadi suatu hubung singkat.

3. Terminal MasukanDua terminal masukkan, bertanda – dan +, ke duanya disebut terminal-terminal

masukkan deferensial karena tegangan keluaran Vo tergantung pada perbedaaan tegangan antarakedua terminal itu ( Ed ), dan gain dari penguatnya (AoL). Polaritas terminal keluarannya samaseperti polaritas terminal masukkan (+). Selanjutnya polaritas dari terminal keluaran berlawananatau terbalik dari polaritas terminal masukkan (-). Untuk itu masukkan (-) ditandai denganmasukan pembalik dan masukkan (+) disebut masukkan tak membalik.Polaritas Vo hanya tergantung pada perbedaan tegangan antara masukkan pembalik danmasukkan tak membaliknya. Perbedaan tegangan ini dapat dicari dengan:

Ed = tegangan masukkan (+) – tegangan keluaran (-)

Kedua tegangan masukkan ini diukur terhadap ground. Tanda Ed menyatakan polaritasmasukkan (+) terhadap masukkan (-) dan polaritas terminal keluaran terhadap ground. Satu sifatpenting dari terminal masukkan adalah impedansi yang tinggi di antara keduanya dan jugadiantara tiap terminal masukkan dengan ground.

(a) VO menjadi positif bila masukan (+) nya positif terhadap masukan (-) nya

(b) Vo menjadi negative bila masukkan (+) nya negative terhadap masukkan (-) nyaGambar 3. Polaritas Votergantung pada polaritas tegangan masukan diferensial Ed

4

FilterFilter adalh sebuag rangkaian yang dirancang agar melewatkan suatu pita frekuensi

tertentu seraya memperlemah semua isyarat doluar pita ini. Jaringan-jaringan filter biasa bersifataktif maupun pasif. Jaringan-jaringan filter pasif hanya berisi tahanan, inductor, dan kapasitorsaja. Fiter-filter aktif menggunalan tyransistor atau op amp ditambah tahanan, inductor, dankapasitor. Tetapi inductor jarang digunakan dalam filter-filter aktif, sebab ukurannya besar danmahal dan bisa memiliki komponen-komponen bertahanan dalam yang besar.

Dengan Filter kita dapat menyaring frekuensi yang kita inginkan, ada beberapa jenisfilter, yaitu Lowpass Filter, Highpass Filter, Bandpass Filter, Bandreject Filter. Dan untuk jenisfilter tersebut juga ada beberapa jenis berdasarkan kesulitan perancangan, keuntungan dankerugian dari hasil rancangan yaitu Butterwort, Chebyshev, Invers Chebyshev dan Cauer. Tetapidalam penulisan ini penulis hanya membahas 2 jenis saja yaitu Butterworth dan Chebyshev.

Karakteristik Filter berdasarkan jenisnya adalah1. Lowpass

Gambar 4. Lowpass Filter

2. Highpass

PassBand

StopBand

Gambar 5. Highpass Filter

3. Bandpass

5

Gambar 6. Bandpass Filter

4. Bandreject

StopBand

PassBand

StopBand

Gambar 7. Band reject Filter

Berdasarkan kesulitan perancangannya, keuntungan, kerugian dalam perancangan maka filterdapat diklasifikasikan menjadi:

A. Butterworth

Gambar 8. Butterworth Lowpass FilterKeuntungan :1. Flat pada Pass Band & Stop Band2. Mudah dirancang

6

Kerugian :Memerlukan orde yang lebih tinggi untuk memenuhi spesifikasi tertentu.

Ciri-ciri Butterworth1. w = T→Frekuensi setengah daya2. Memiliki nilai redaman (attenuation) yang lebih kecil dari chebyshev3. Nilai Q lebih kecil4. Phasa lebih linier

B. Chebyshev

1

0.707

StopBand

PassBand

1 whp

Ripplemenunjukkan orde

Gambar 9. Chebyshev Lowpass Filter

Keuntungan:1. Memerlukan orde yang lebih dari butterworth untuk memenuhi spesifikasi tertentu

Kerugian:1. Terdapat ripple pada Passband2. Lebih sulit dirancang

Ciri – ciri dari Chebyshev:1. W = 1 → akhir dan ripple untuk frekuensi setengah daya untuk chebyshev adalah

1cosh

1cosh 1

nwhp

2. Memiliki nilai redaman (attenuation) yang lebih besar dari butterworth3. Nilai Q lebih besar4. Karakteristik dari phasa bertambah sifat non linearitasnya

C. Inverschebyshev

7

1

0.707

StopBand

PassBand

1 whp

Ripplemenunjukkan orde

Gambar 10. Invers Chebysev Lowpass Filter

Keuntungan:1. Memerlukan orde yang lebih rendah dari butterworth untuk memenuhi spesifikasi tertentu

(sama dengan chebyshev)Kerugian:1. Terdapat ripple di stopband2. Lebih sulit dirancang (sama dengan chebyshev)

D. Cauer

Gambar 11. Cauer Lowpass FilterKeuntungan:

1. Orde terendah

Kerugian:1. Ripple di passband dan stopband2. Paling sulit dirancang

Pada penelitian ini perancangannya menggunakan Bandpass Filter Butterworth dan Chebyshev.Berdasarkan teori yang didapat maka dapat diuraikan teori tentang bandpass filter butterworthdan bandpass filter chebyshev

METODE PENELITIANBandpass Filter ButterworthLangkah-langkah perancangan BandPass Butterworth

8

Gambar 12. BandPass Butterworth

Ωs =12

34

b = ω2 – ω1

ωo = 21 Q =b

o

Dikerjakan pada LowPass Butterworthterlebih dahulu

Gambar 13. LowPass Butterworth

n =s

log2

110

110log

10max/

10min/

Jika n ganjil terdapat kutub di 0 . Setiap kutub terpisah edngan yang lainnya

dengann

180

Jika n genap terdapat kutub din

90

Ωo = n2/110max/ 110

1

Kutub dari LowPassS2 = 22

S1 = 1

S2 = sincos oo

cos2 o

sin2 o → orde 2

oS 1

o1 →orde 1

Algoritma Geffe

9

Orde 1 :B

oqc

1

qcQ

Orde 2 : 22

22 C

qcD 22

24

qc

CE

22 4DEG

GED

Q 2

11

qc

Qk 2

12 kk

2

2

oo

Qoo

211

oo

Qoo

Rangkaian BandPass Butterworth yang digunakan adalah menggunakan rangkaianDelyiannis & Friends seperti dibawah ini

+Vin+Vout

1

1/2Q

1/2Q+

4Q2

Gambar 14. Rangkaian Delyiannis & Friends

Bandpass Filter ChebyshevLangkah-langkah merancang Chebyshev:

1. ps

n

/cosh

110

110cosh

1

10max/

10min/1

2. 110 10max/

3.

1cosh

1cosh 1

nwhp

4. Tentukan k untuk chebyshev

5.

1sinh

1 1n

a

6. Tentukan kutub chebyshevakk sinhcos

kks akk coshsin

7. 22 kko

8.k

oQ

2

9. Rancang

Rangkaian BandPass Chebyshev yang digunakan adalah menggunakan rangkaian Delyiannis& Friends seperti gambar 2.16.

HASIL PERANCANGAN DAN SIMULASIPenelitian ini dilakukan untuk mengetahui secara teori hasil perancangan filter yang telah

dilakukan yaitu BandPass Filter Butterworth dan Bandpass Filter Chebyshev. Yang nantinya

10

hasil rancangan filter yang didapat akan digunakan untuk pembuatan alat Fetal Doppler.Digunakan filter Bandpass karena frekuensi yang akan diambil adalah frekuensi tertentu yangberkisar antara 2-3 hz berdasarkan perhitungan, sedangkan 12-20 Hz berdasarkan fetal Doppleryang di buat oleh Solihul Hadi. Hasil rancangan yang didapat juga disimulasikan denganmenggunakan software PSPICE yang apabila hasil rancangan yang dibuat sesuai dengan teoriyang ada maka, kemudian dibuat secara fisik filter tersebut.

Bandpass Filter Butterworth 2-3 HzPerancangan dengan menggunakan Bandpass filter Butterworth yang menyaring

frekuensi 2 - 3 Hz dengan menggunakan 0.1µF.

Gambar 15. Kurva Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz

srad /142,35.02 ≈ 3 rad/s

srad /566,1222 ≈ 13 rad/s

srad /850,1832 ≈ 19 rad/s

srad /416,3152 ≈ 31 rad/s

Gambar 16. Kurva ω, rad/s Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hzsradb /61319

sradsrado /16/716.1519*13

667,41319

331

s

11

Gambar 17. Kurva Lowpass Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz

3174.2667.4log2

122.0

99log

667.4log2

110

110log

10/5.0

10/20

n (ganjil)

42.1

110

16/110/5.0

o

603

180

Jadi 60,0

Orde 1: 42.11 os

60sin60cos2 oos

60sin42.160cos42.12 sOrde 2: 23.171.02 s

Orde 1: 42.11

667.26

16

b

oqc

sradwo /16

878.142.1

667.2

1

qc

Q 878.1Q

Orde 2: 71.02 23.12

017.223.171.0222

222 C

532.0

667.2

71.022 2

qc

D

284.4667.2

017.244

22

qc

CE

15.4532.04284.442222 DEG

86.315.4284.42

1

532.0

1

2

11 GE

DQ

028.1

667.2

86.371.02

qc

Qk

12

266.11028.1028.11 22 kk

sradoo /20256.2016266,12

sradoo /13638.1216266.1

111

Gambar 18. Blok Rangkaian Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz

054.7

878.1/16161616

1616878.12

/

2

222222221

QLoioi

oiQiT

691.15

86.3/13161316

131686.32

22222

T

868.14

86.3/16201620

201686.32

22223

T

654.1645868.14691.15054.7321 TTT

654.1645

1

BA

B

BAB 654.1645AB 654.1644 →jika 1B

A654.1644

13

Gambar 19. Rangkaian Delyannis & Friends Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz

kfCbaru

Clamakm

RlamakmRbaru

Tabel 1. Hasil Komponen Butterworth Bandpass Filter 2-3 HzKomponen Rangkaian 1 Rangkaian 2 Rangkaian 3

ωo 16 13 20Q 1.878 3.86 3.86ωo = kf 16 13 20R1 1644.654 & 1 1 1R2 14.108 59.598 59.598C 0.266 0.13 0.13km 166250 100000 65000Cbaru 0.1µF 0.1µF 0.1µFR1baru 273.424MΩ & 166KΩ 100KΩ 65KΩR2Baru 2.3MΩ 6MΩ 4MΩ

Dapat di rancang Bandpass Filter Butterworth dengan rangkaian Delyianis and friends

Gambar 20. Rangkaian Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz

Jika rangkaian filter bandpass butterworth yang memfilter frekuensi 2-3 hz di simulasikandengan PSPICE maka menghasilhan:

14

Gambar 21. Rangkaian Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz ( PSPICE )

Gambar 22. Simulasi Butterworth Bandpass Filter 2-3 Hz ( PSPICE )

Gambar diatas sesuai dengan hasil perhitungan secara teori, jadi rangkaian filter bandpassbutterworth yang dirancang adalah benar.

Bandpass Filter Butterworth 12-20 HzPerancangan dengan menggunakan Bandpass filter Butterworth yang menyaring

frekuensi 12 - 20 Hz ( Mokhamad Solihul Hadi) dengan menggunakan 0.1µF.

α dB20dB

0.5dB

20dB

12 206 40 F, Hz

Gambar 23. Kurva Bandpass filter Butterworth 12-20 Hz

15

srad /68,3762 ≈ 38 rad/s

srad /36,75122 ≈ 75 rad/s

srad /6,125202 ≈ 126 rad/s

srad /2,251402 ≈ 251 rad/s

Gambar 24. Kurva Bandpass Filter Butterworth 12-20 Hz (ω, rad/s)

sradb /5175126

sradsrado /97/211.97126*75

176,475126

38251

s

Gambar 25. Kurva Lowpass Butterworth 12-20 Hz

3343.2176.4log2

122.0

99log

176.4log2

110

110log

10/5.0

10/20

n

42.1

110

16/110/5.0

o

603

180

Jadi 60,0

Orde 1: 42.11 os

60sin60cos2 oos

60sin42.160cos42.12 sOrde 2: 23.171.02 s

16

Orde 1: 42.11

902.151

97

b

oqc

sradwo /97

339.142.1

902.1

1

qc

Q 339.1Q

Orde 2: 71.02 23.12

017.223.171.0222

222 C

747.0

902.1

71.022 2

qc

D

558.4902.1

017.244

22

qc

CE

306.4747.04558.442222 DEG

818.2306.4558.42

1

747.0

1

2

11 GE

DQ

052.1

902.1

818.271.02

qc

Qk

379.11052.1052.11 22 kk

sradoo /134763.13397379.12

sradoo /70341.7097379.1

111

Gambar 26. Blok Rangkaian Bandpass Filter Butterworth 12-20 Hz

586.3

339.1/97979797

9797339.12

/

2

222222221

QLoioi

oiQiT

485.7

818.2/97709770

9770818.22

22222

T

543.7

818.2/9713497134

97134818.22

22223

T

463.202543.7485.7586.3321 TTT

17

A

B

463.202

1

BA

B

BAB 463.202AB 463.201 →jika 1B

A463.201

1

+Vin+Vout

201.463

1/2Q

1/2Q+

R2=4Q2

Gambar 27.Gambar Delyiannis & Friends Untuk Butterworth Bandpass Filter

kfCbaru

Clamakm

RlamakmRbaru

Tabel 2. Hasil Nilai Komponen Butterworth Bandpas Filter 12-20 HzKomponen Rangkaian 1 Rangkaian 2 Rangkaian 3

ωo 97 70 134Q 1.339 2.818 2.818ωo = kf 97 70 134R1 201.463 & 1 1 1R2 7.172 31.764 31.764C 0.373 0.177 0.177km 38454 25286 13209Cbaru 0.1µF 0.1µF 0.1µFR1baru 7.747MΩ &

38.454KΩ25.286KΩ 13.209KΩ

R2Baru 275.792KΩ 803.185KΩ 419.571KΩ

Dapat di rancang Bandpass Filter Butterworth dengan rangkaian Delyianis and friends

18

Gambar 28. Hasil rangkaian Butterworth Bandpass Filter 12-20 Hz

Jika rangkaian filter bandpass butterworth 12-20 hz disimulasikan dengan PSPICE makamenghasilkan:

Gambar 29. Rangkaian Butterworth Bandpass Filter 12-20 Hz (PSPICE)

Gambar 30. Simulasi Butterworth Bandpass Filter 12-20 Hz ( PSPICE )

Gambar diatas sesuai dengan hasil perhitungan secara teori, jadi rangkaian filter bandpassbutterworth yang dirancang adalah benar.

19

Bandpass Filter Chebyshev 2-3 HzPerancangan dengan menggunakan Bandpass filter Chebyshev yang menyaring

frekuensi 2 - 3 Hz dengan menggunakan 0.1µF.

Gambar 31. Kurva Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hzsrad /142,35.02 ≈ 3 rad/s

srad /566,1222 ≈ 13 rad/s

srad /850,1832 ≈ 19 rad/s

srad /416,3152 ≈ 31 rad/s

Gambar 32. Kurva ω, rad/s Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hzsradb /61319

sradsrado /16/716.1519*13

667,41319

331

s

Gambar 33. Kurva Chebyshev Lowpass Filter 2-3 Hz

282.1

1/667.4cosh

110

110cosh

/cosh

110

110cosh

1

10/5.0

10/201

1

10max/

10min/1

psn

20

349.0110 05.0

Untuk meminimalkan ripple maka harus didapatkan ε yang besar

944.0)349.0(1

1

1

122

39.1349.0

1cosh

2

1cosh

1cosh

1cosh 11

nhp

887.0349.0

1sinh

2

1 1

a

452

90 45

713.0887.0sinh45cossinhcos akk

004.1887.0cosh45sincoshsin akk

004.1713.0& 21 ss

Orde 1: 713.01

004.11

516.1004.1713.0 2221

21 C

667.26

16

B

woqc

535.0667.2

713.022 1

qc

D

213.4667.2

516.144

22

qc

CE

075.4535.04213.44 2222 DEG

805.3075.4213.42

1

535.0

1

2

11 GE

DQ

017.1

667.2

805.3713.01

qc

Qk

202.11017.1017.11 22 kk

sradoo /13311.1316202.1

111

sradoo /19232.1916202.12

Gambar 34. Blok Diagram Rangkaian Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hz

21

2

222

12

Q

ooi

oiQTi

405.15

805.3

13161316

1316805.322

222

1

T

534.17

805.3

19161916

1916805.322

222

2

T

270111.270534.17405.15 T

270

1

BA

B

BAB 270AB 269 →jika B = 1

A269

Tabel 3. Hasil Nilai Komponen Chebyshev Bandpass Filter 2-3 HzKomponen Rangkaian 1 Rangkaian 2

ωo 13 19Q 3.805 3.805kf 13 19R1lama 269 & 1 1R2lama 58 58Clama 0.131 0.131Cbaru 0.1µF 0.1µFkm 100769 68947R1baru 27MΩ &101KΩ 69KΩR2baru 5.8MΩ 4MΩ

22

Gambar 35. Rangkaian Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hz

Jika rangkaian filter bandpass chebyshev yang memfilter frekuensi 2-3 hz di simulasikandengan PSPICE maka menghasilhan:

Gambar 36. Rangkaian Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hz ( PSPICE )

Gambar 37. Simulasi Chebyshev Bandpass Filter 2-3 Hz

Gambar diatas sesuai dengan hasil perhitungan secara teori, jadi rangkaian filter bandpasschebyshev yang dirancang adalah benar.

23

Bandpass Filter Chebyshev 12-20 HzPerancangan dengan menggunakan Bandpass filter Chebyshev yang menyaring

frekuensi 12 - 20 Hz (Mokhamad Solihul Hadi) dengan menggunakan 0.1µF.

Gambar 38. Kurva Frekuensi Chebyshev Bandpass Filter 12-20 Hz

srad /68,3762 ≈ 38 rad/s

srad /36,75122 ≈ 75 rad/s

srad /6,125202 ≈ 126 rad/s

srad /2,251402 ≈ 251 rad/s

Gambar 39. Kurva ω, rad/s Chebyshev Bandpass Filter 12-20 Hz

sradb /5175126

sradsrado /97/211.97126*75

176,475126

38251

s

Gambar 40. Kurva Lowpass Chebyshev Filter 12-20 Hz

24

2918.1

1/176.4cosh

110

110cosh

/cosh

110

110cosh

1

10/5.0

10/201

1

10max/

10min/1

psn

349.0110 05.0

Untuk meminimalkan ripple maka harus didapatkan ε yang besar

944.0)349.0(1

1

1

122

39.1349.0

1cosh

2

1cosh

1cosh

1cosh 11

nhp

887.0349.0

1sinh

2

1 1

a

452

90 45

713.0887.0sinh45cossinhcos akk

004.1887.0cosh45sincoshsin akk

004.1713.0& 21 ss

Orde 1: 713.01

004.11

516.1004.1713.0 2221

21 C

902.151

97

B

oqc

749.0902.1

713.022 1

qc

D

419.4902.1

516.144

22

qc

CE

157.4749.04419.44 2222 DEG

765.2157.4419.42

1

749.0

1

2

11 GE

DQ

037.1

902.1

765.2713.01

qc

Qk

312.11037.1037.11 22 kk

25

sradoo /74933.7397312.1

111

sradoo /127264.12797312.12

Gambar 41. Blok Rangkaian Chebyshev Filter 12-20 Hz

2

222

12

Q

ooi

oiQTi

423.8

765.2

74977497

7497765.222

222

1

T

449.8

765.2

1279712797

12797765.222

222

2

T

71166.71449.8423.8 T

A

B

71

1

BA

B

BAB .71AB 70 →jika B = 1

A70

Tabel 4. Hasil Nilai Komponen Chebyshev Bandpass Filter 12-20 HzKomponen Rangkaian 1 Rangkaian 2

ωo 74 127Q 2.765 2.765kf 74 127R1lama 70 & 1 1R2lama 30.581 30.581Clama 0.181 0.181

26

Cbaru 0.1µF 0.1µFkm 24459 14252R1baru 1.712MΩ & 24.459KΩ 14.252KΩR2baru 747.98KΩ 435.84KΩ

Gambar 42. Rangkaian Chebyshev Bandpass Filter 12-20 Hz

Jika rangkaian filter bandpass chebyshev yang memfilter frekuensi 12-20 hz disimulasikan dengan PSPICE maka menghasilhan:

Gambar 43. Rangaian Chebyshev Bandpass Filter 12-20 Hz ( PSPICE )

Gambar 44. Simulasi Chebyshev Bandpass Filter 12-20 Hz ( PSPICE )

27

Gambar diatas sesuai dengan hasil perhitungan secara teori, jadi rangkaian filter bandpasschebyshev yang dirancang adalah benar

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

Dari hasil uji coba dan pengambilan data Butterworth dan Chebyshev 12-20 Hzdan 2-3 Hz berdasarkan simulasi dan berdasarkan hardware dapat disimpulkan :

1. Mendapatkan hasil rancangan yang secara kurang lebih sama, tetapi hanya sajapada Butterworth flat pada passband sedangkan pada Chebyshev terdapat ripplepada passband. Sedangkan berdasarkan penggunaan komponen Chebyshevmenggunakan komponen yang lebih sedikit dibandingkan Butterworth. Jadi yanglebih baik digunakan adalah bandpass Chebyshev.

2. Hasil simulasi yang dilakukan dengan menggunakan PSPICE sesuai dengan hasilperhitungan secara teori.

SaranUntuk mendapatkan hasil terbaik dari perancangan menggunkan hardware

diperlukan nilai komponen dengan harga yang presisi dengan hasil perancangan sesuaidengan teori, karena akan mempengaruhi kurva tanggapan frekuensi filter tersebut.

DAFTAR PUSTAKA[1]. Depari, Ganti,“Pokok Pokok Elektronika”, M2S, April 2000.[2]. http://ajphe art.phisiology.org/cgi/reprint/275/6/H1993[3]. Robert, F. Coughlin and Frederick, F. Driscoll, “ Operational Amplifiers and Linear

Integrated Circuits “, Prentice-Hall.[4]. Sutrisno,”Elektronika Teori dan Penerapannya”, Penerbit ITB, 1986.[5]. Tomlison,G.H,”Electrical Networks and Filters Teory and Design”, Prentice Hall

Europe,1991.[6]. Tooley,Mike,”Electronic Circuits 2nd Edition”,Elsevier Science Ltd England,1995.