Tugas Pendahuluan Modul 4 FILTER
FILTER
1. Jelaskan pengertian filter dan sebutkan jenis-jenis filter!
jawab: Filter adalah sebuah rangkaian elektronik yang dirancang agar mengalirkan suatu sinyal dengan pita frekuensi tertentu dan menghilangkan frekuensi yang berbeda dengan pita ini. Istilah lain dari filter adalah rangkaian yang dapat memilih frekuensi agar dapat mengalirkan frekuensi yang diinginkan dan menahan, atau membuang frekuensi yang lain.
Jenis-jenis filter:
Berdasarkan sifat penguatannya, filter bisa diklasifikasikan :
- Filter Aktif
Filter Aktif adalah rangkaian filter yang menggunakan komponen elektronik aktif (op-amp, transistor, dan komponen lainnya). Kelebihan dari rangkaian filter aktif ini adalah ukurannya lebih kecil, ringan, lebih murah, dan lebih fleksibel dalam perancangannya. Sedangkan kerugiannya adalah pada rangkaian komponen akan dihasilkan panas yang berlebih (noise thermal), dan terdapatnya pembatasan frekuensi dari komponen yang digunakan sehingga pengaplikasian untuk frekuensi tinggi sangat terbatas. - Filter Pasif
Filter Pasif adalah rangkaian filter yang menggunakan komponen-komponen elektronik pasif saja. Komponen pasif diantaranya adalah induktor, kapasitor, dan resistor. Untuk membuat filter seringkali dihindari penggunakaan induktor, terutama karena ukurannya yang besar. Sehingga umumnya filter pasif hanya memanfaatkan komponen Resistor dan Kapasitor saja. Kelebihan dari rangkaian filter pasif ini adalah tidak begitu banyak noise (sinyal gangguan yang tidak diinginkan) yang didapat karena tidak ada penguatan, dan digunakan untuk frekuensi tinggi. Sedangkan kerugiannya adalah tidak dapat menguatkan sinyal dan sulit untuk merancang filter yang kualitasnya/responnya baik.
Berdasarkan daerah frekuensi yang dilewatkan di bidang elektronika khususnya untuk elektronika analog. Filter sering digunakan untuk meloloskan frekuensi yang dikehendaki atau menghambat frekuensi yang tidak dikehendaki. Filter yang digunakan biasanya terdiri dari empat macam konfigurasi yang dapat dibagi sebagai berikut :
- Low Pass Filter (LPF)
Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diatas frekuensi cut off.
2.High Pass Filter (HPF)
Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi dibawah frekuensi cut off.
- Band Pass Filter (BPF)
Filter jenis ini merupakan gabungan filter HPF dan LPF sehingga memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diantara frekuensi cut off (Fc1 dan Fc2) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diluar frekuensi cut off.
- Band Stop Filter (BSF)
Berkebalikan dengan filter BPF, Filter BSF merupakan gabungan filter LPF dan HPF sehingga memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diluar frekuensi cut off dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diantara frekuensi cut off (Fc1 dan Fc2).
Berdasarkan bentuk respon frekuensi terhadap Gain
- Filter Bessel (Maximally Flat Time Delay)
Filter Bessel adalah jenis filter linier analog dengan delay fase maksimum secara maksimal (respon fase linier secara maksimum), yang mempertahankan bentuk gelombang sinyal yang difilter di dalam passband. Filter Bessel sering digunakan dalam sistem audio crossover. - Filter Cauer (Eliptic)
Filter eliptik (juga disebut sebagai filter Cauer) adalah sebuah filter elektronika dengan ripple yang diratakan pada passband dan stopband nya. - Filter Butterworth (Maximally Flat)
Butterworth Filter adalah salah satu jenis signal processing yang dirancang untuk menghasilkan frekuensi respon yang sedatar mungkin pada passband. Jenis filter ini pertama kali diperkenalkan pada 1930 oleh fisikawan Inggris Stephen Butterworth, dalam paper yang berjudul “On the Theory of Filter Amplifiers”. - Filter Chebyshev (Tchebycheff)
Filter Chebyshev menghasilkan gain rolloff yang lebih tinggi di atas Frekuensi Cut Off. Gain passband tidak monoton, tapi mengandung ripple dari magnitud konstan.
jawab:
> Prinsip kerja dari high pass filter 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 dari low pass filter adalah dengan menyaring sebuah sinyal masukan yang memiliki frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut-off yang telah ditentukan serta melemahkan sinyal yang memiliki nilai di atas frekuensi cut-off.
3. Apa yang dimaksud dengan frekuensi cut-off dan jelaskan persamaannya?
jawab:
>Frekuensi cut-off adalah batas respons frekuensi sistem di mana energi yang mengalir melalui sistem mulai dilemahkan (dipantulkan atau dikurangi) daripada melewatinya.
Persamaan :
> Filter Rendah (Low Pass Filter)
Filter Rendah (Low Pass Filter) adalah filter dimana sinyal dengan frekuensi rendah dapat melewati filter, sedangkan sinyal dengan frekuensi tinggi akan diblok.
Rumus Frekuensi Cut Off Filter Rendah
Rumus untuk menghitung frekuensi cut off pada filter rendah adalah sebagai berikut:
| Rumus | Keterangan |
|---|---|
| fc = 1/(2πRC) | frekuensi cut off (Hz), R adalah nilai resistor (ohm), C adalah nilai kapasitor (Farad). |
Untuk menghitung frekuensi cut off pada filter rendah, kita perlu mengetahui nilai resistor (R) dan kapasitor (C) pada rangkaian.
Contoh Perhitungan Frekuensi Cut Off Filter Rendah
Berikut adalah contoh perhitungan frekuensi cut off pada filter rendah:
Jika nilai resistor (R) adalah 1k ohm dan nilai kapasitor (C) adalah 1uF, maka:
fc = 1/(2πRC) = 1/(2π x 1k x 1u) = 159,15 Hz
Frekuensi cut off pada filter rendah tersebut adalah 159,15 Hz.
Filter Tinggi (High Pass Filter)
Filter Tinggi (High Pass Filter) adalah filter dimana sinyal dengan frekuensi tinggi dapat melewati filter, sedangkan sinyal dengan frekuensi rendah akan diblok.
Rumus Frekuensi Cut Off Filter Tinggi
Rumus untuk menghitung frekuensi cut off pada filter tinggi adalah sebagai berikut:
| Rumus | Keterangan |
|---|---|
| fc = 1/(2πRC) | frekuensi cut off (Hz), R adalah nilai resistor (ohm), C adalah nilai kapasitor (Farad). |
Untuk menghitung frekuensi cut off pada filter tinggi, kita perlu mengetahui nilai resistor (R) dan kapasitor (C) pada rangkaian.
Contoh Perhitungan Frekuensi Cut Off Filter Tinggi
Berikut adalah contoh perhitungan frekuensi cut off pada filter tinggi:
Jika nilai resistor (R) adalah 1k ohm dan nilai kapasitor (C) adalah 1uF, maka:
fc = 1/(2πRC) = 1/(2π x 1k x 1u) = 159,15 Hz
Frekuensi cut off pada filter tinggi tersebut adalah 159,15 Hz.
4. Gambarkan rangkaian dan grafik respon dari Low Pass Filter(LPF)?
.png)
5. Gambarkan rangkaian dan grafik respon dari High Pass Filter(HPF)?
.png)
PRINSIP KERJA RANGKAIAN LOW PASS FILTER(LPF)
.png)
.png)
Rangkaian ini terdiri dari 1 buah amplifier,1 buah generator AC, 4 buah resistor, dan 2 kapasitor polar.
Sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan. Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka kapasitansi kapasitor semakin kecil
Prinsip kerja rangkaian 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 frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari rangkaian RC tersebut.
