Resum Bab 13 Nadia.docx

Nama : Nadia Hipina NIM : 1611014120015 Instrumentasi Medik

BAB 13 FILTER ANALOG AKTIF Pada bab ini membahas tentang filter analog aktif yang melibatkan opamp. Filter pasif menggunakan elem sirkut pasif yaitu resistor, kapasitor dan induktor. Menggunakan op amp, kontrol yang baik dapat dicapai tanpa meningkatkan beban pada output filter. Filter dirancang untuk mempertahankan sinyal yang ditangkap dan menolak noise. Pada gambar 13.1 adalah karakteristik frekuensi dari 4 jenis filter : Lowpass, High-pass, band-pass, dan notch filter. Sinyal yang dilewatkan melalui filter ditunjukkan oleh interval frekuensi yang disebut passband. Sinyal yang dihapus oleh filter ditunjukkan oleh interval frekuensi yang disebut stopband. Besarnya filter, | H (jω) |, adalah satu di passband dan nol di stopband. Filter low-pass memungkinkan sinyal yang berubah secara perlahan dengan frekuensi kurang dari ω1 melewati filter dan menghilangkan sinyal atau nose di atas ω1. Filter high-pass memungkinkan sinyal yang berubah dengan cepat dengan frekuensi lebih besar dari ω2 untuk melewati filter, dan menghilangkan sinyal atau noise dengan frekuensi kurang dari ω2. Filter band-pass memungkinkan sinyal dalam pita frekuensi lebih besar dari ω1 dan kurang dari ω2 untuk melewati filter, dan menghilangkan sinyal atau noise apa pun di luar interval ini. Notch filter memungkinkan sinyal dalam pita frekuensi kurang dari ω1 dan lebih besar dari ω2 untuk melewati filter, dan menghilangkan sinyal atau noise di luar interval ini. Frekuensi ω1 dan ω2 biasanya disebut frekuensi cutoff untuk filter low-pass dan high-pass. Pada kenyataannya, setiap filter tidak memiliki karakteristik yang ideal, namun tetap memiliki transisi yang lancer dari passband ke stopband.

Nama : Nadia Hipina NIM : 1611014120015 Instrumentasi Medik

Gambar 13.1 Respon frekuensi untuk filter dari atas ke bawah : low-pass, highpass, band-pass, dan notch.

Gambar 13.2. Respon frekuensi pada kenyataan untuk filter band-pass. Perhatikan bahwa besarnya M tidak perlu harus satu. Passband didefinisikan sebagai interval frekuensi ketika besarnya lebih besar dari

𝑀

.

√2

Untuk menentukan determinan kinerja filter, filter digerakkan oleh input sinusoidal. Memvariasikan 1 input pada seluruh bagian yang diinginkan (pada frekuensi diskrit) dan mencatat besarnya output. Frekuensi kritis adalah ketika |H (jω)| =

𝑀 √2

.

Contoh 13.1 . Menggunakan rangkaian low-pass filter dengan gain 4 dan frekuensi cutoff 500 rad/s.

Solution : Dengan memperlakukan op-amp ideal, memperhatikan input non-inverting terhubung ke ground dan oleh karena itu input inverting juga terhubung ke ground. Pengoperasian filter ini mudah terlihat pada frekuensi rendah, kapasitor bertindak seperti sirkuit terbuka, mengurangi sirkuit menjadi penguat pembalik yang melewati sinyal frekuensi rendah. Pada frekuensi tinggi, kapasitor bertindak seperti korsleting, yang menghubungkan terminal output ke input inverting dan ground. Dengan metode phasor menjadi :

Nama : Nadia Hipina NIM : 1611014120015 Instrumentasi Medik

Menjumlahkan arus yang meninggalkan input inverting

Serupa dengan alasan persamaan karakteristik untuk persamaan diferensial, frekuensi cutoff didefinisikan sebagai ωc = 1 𝑅𝑏 𝐶

1 𝑅𝑏 𝐶

(mis., Istilah penyebut, jω +

ditetapkan sama dengan nol). Jadi, dengan frekuensi cutoff ditetapkan pada ωc

= 500 rad / s, maka |H (jω)| =

𝑀

1 𝑅𝑏 𝐶

= 500. Frekuensi cutoff juga didefinisikan sebagai ketika

, di mana M = 5. Besarnya V/V0 s diberikan oleh

√2

Dan frekuensi cutoff ωc = 500 rad / s

Nama : Nadia Hipina NIM : 1611014120015 Instrumentasi Medik 1

Dengan 𝑅

𝑏𝐶

= 500, besarnya

Karena kami memiliki tiga persamaan yang tidak diketahui dan dua (RaC = 1/2500 dan

1 𝑅𝑏 𝐶

= 500), ada sejumlah solusi yang tak terbatas. Oleh karena itu,

seseorang dapat memilih nilai yang nyaman untuk salah satu elemen, katakan Ra = 20 kΩ, dan dua elemen lainnya ditentukan sebagai

Hubungan magnitude dengan frekuensi. Dengan frekuensi cutoff memberikan nilai sebesar dengan 3,53 pada 100 Hz, yang merupakan tujuan desain.

BAB 14 DESIGN BIOINSTRUMENTASI Gambar 14.1 menggambarkan berbagai elemen yang diperlukan dalam sistem instrumentasi biomedis. Tujuan dari jenis instrumen ini adalah untuk memantau output suatu sensor atau sensor dan untuk mengekstrak informasi dari sinyal yang dihasilkan oleh sensor. Untuk mendapatkan sinyal waktu diskrit dan

Nama : Nadia Hipina NIM : 1611014120015 Instrumentasi Medik

menyimpannya dalam memori computer dari sinyal waktu kontinyu diperlukan konverter (ADC). ADC mengubah bentuk gelombang menjadi sinyal digital. Dalam pengambilan sampel minimum 2 kali frekuensi tertinggi dari sinyal (berdasarkan teorema pengambilan sampel dari teori komunikasi). Lebih baik diambil 5-10 sampel agar mengurangi kesalahan. 14.1

Gangguan Dalam pengukuran selalu ada sinyal yang terkorupsi karena gangguan, dalam sistem instrumentasi biomedik. 14.2 ghjkl