Bengkeltv.id – Pengertian Low Pass Filter (LPF) : Penjelasan Secara Lengkap. Low Pass Filter (LPF) atau dalam bahasa Indonesia dikenal dengan Filter Frekuensi Rendah adalah salah satu konsep penting dalam dunia teknik elektro dan audio yang seringkali menjadi bahan pembicaraan yang menarik. Namun, apakah sebenarnya pengertian dari Low Pass Filter ini? Dalam artikel ini, kita akan membahas secara mendalam mengenai pengertian, cara kerja, serta berbagai aplikasi dari Low Pass Filter.
Di era digital saat ini, pemahaman mengenai Low Pass Filter menjadi sangat penting, tidak hanya bagi mereka yang berkecimpung di bidang teknik elektro, tapi juga bagi siapa saja yang ingin memahami lebih dalam tentang bagaimana suara dan sinyal elektronik bekerja dan diproses. Yuk, kita jelajahi lebih dalam mengenai Pengertian Low Pass Filter (LPF).
Pengertian Low Pass Filter (LPF)
Pengertian Low Pass Filter (LPF) atau sering disingkat LPF adalah sebuah filter atau penyaring yang membiarkan sinyal dengan frekuensi rendah melewati dan menghambat atau memblokir sinyal dengan frekuensi tinggi. Dengan kata lain, LPF akan menyaring sinyal dengan frekuensi tinggi dan meneruskan sinyal dengan frekuensi rendah yang diinginkan.
Sinyal yang dimaksud dapat berupa sinyal listrik seperti sinyal audio atau sinyal perubahan tegangan. LPF yang ideal adalah LPF yang sepenuhnya menghambat sinyal dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off (fc) atau memiliki tegangan OUTPUT yang sama dengan 0V pada sinyal dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off. Dalam bahasa Indonesia, Low Pass Filter sering disebut sebagai Penyaring Lolos Bawah atau Tapis Pelewat Rendah.
Penyaring Lolos Bawah atau Low Pass Filter dapat dibuat dengan menggunakan beberapa jenis komponen pasif seperti Resistor dan Kapasitor atau Induktor. Low Pass Filter yang menggunakan Resistor dan Kapasitor disebut sebagai Low Pass RC Filter, sedangkan Low Pass Filter yang menggunakan Resistor dan Induktor disebut sebagai Low Pass RL Filter. Filter yang hanya menggunakan komponen pasif ini sering disebut sebagai Filter Pasif. Filter Pasif ini tidak memiliki elemen penguat seperti Transistor dan Op-Amp sehingga tidak memiliki penguatan sinyal, dan oleh karena itu tingkat OUTPUT-nya selalu lebih rendah dari tingkat INPUT-nya.
Fungsi Low Pass Filter
Setelah memahami Pengertian Low Pass Filter (LPF), selanjutnya terdapat tiga fungsi utama dari low pass filter dalam memperbaiki sinyal frekuensi pada komponen listrik. Berikut adalah penjelasan yang lebih lengkap mengenai ketiga fungsi tersebut:
Pertama, fungsi utama dari low pass filter adalah untuk meneruskan sinyal input pada frekuensi tertentu, yaitu frekuensi yang berada di bawah dan di atas titik potong (cut off). Frekuensi-frekuensi ini akan menyebabkan sinyal meredup (FcoL).
Kedua, fungsi yang kebalikan dari yang pertama disebut sebagai band stop filter. Fungsi ini bertujuan untuk menghilangkan atau menekan sinyal pada frekuensi tertentu, sehingga sinyal tersebut tidak terlewati atau ditransmisikan.
Ketiga, fungsi lain dari low pass filter adalah meneruskan sinyal pada frekuensi yang berada di atas titik potong, sementara sinyal akan meredup pada frekuensi yang berada di bawah titik potong. Fungsi ini dikenal dengan istilah high pass filter.
Jenis-jenis Low Pass Filter
Pita transisi pada komponen sinyal audio ini memiliki kecerunan sebesar dB/dekade/oktaf. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai orde filter, maka nilai pita transisi akan semakin curam.
Terdapat setidaknya 6 jenis filter low pass pada komponen ini. Mari kita bahas jenis-jenisnya di bawah ini:
1. Low Pass Filter Audio
Filter low pass audio merupakan komponen dalam sirkuit yang memiliki rentang frekuensi sekitar 0 Hz hingga 20 kHz. Filter LPF ini dapat meningkatkan atau melemahkan frekuensi.
Jenis filter ini sangat penting dalam sistem stereo hi-fi dan amplifier instrumen. Filter audio juga umum ditemukan dalam perangkat elektronik seperti radio dan televisi.
2. Low Pass Filter Subwoofer
Filter low pass subwoofer adalah rangkaian filter yang menangkap sinyal untuk meredam nada tinggi. Rangkaian filter ini menggunakan kombinasi resistor dan kapasitor.
Jenis filter ini sangat cocok untuk digunakan pada subwoofer audio. Kalian dapat merangkai filter ini sesuai dengan preferensi atau kebutuhan Kalian. Filter low pass subwoofer juga dikenal dengan nama crossover aktif.
Ada beberapa komponen pada subwoofer ini, di antaranya:
- R1-R10 = 39 Kohm,
- 39 Kohm,
- 47 Kohm,
- 10 Ohm,
- 22 Kohm,
- 4,7 Kohm,
- 22 Kohm,
- 4,7 Kohm,
- 10 Ohm,
- 220 Ohm.
Selain itu, terdapat rangkaian C1 hingga C7 dengan nilai 39 pF, 0,1 uf, 0,1 uf, 0,2 uf, 0,4 uf, 0,1 uf, 0,1 uf, serta IC1 = TL064. Kombinasi nilai-nilai tersebut akan membentuk filter subwoofer yang baik dan berfungsi dengan baik pula.
3. Low Pass Filter Op-Amp
Filter low pass op-amp juga dikenal sebagai filter aktif. Filter low pass op-amp adalah komponen aktif yang menggunakan transistor bipolar dan transistor efek medan. Komponen ini digunakan untuk memperkuat operasional, dengan resistor input (Ri) dan resistor output (Rf) sebagai komponen utama.
Filter aktif ini dibagi menjadi dua kelas berdasarkan frkuensi output atau bandwidth. Berikut adalah beberapa contoh filter low pass op-amp (filter aktif) yang umum digunakan pada perangkat elektronik:
- Filter Low Pass Aktif
- Filter High Pass Aktif
- Filter Band Pass Aktif
- Filter Band Stop/Notch Aktif
4. Low Pass Filter Orde 2
Filter low pass orde 2 adalah jenis filter yang memiliki dua kutub dan menggunakan filter RC. Jika komponen ini terhubung dengan baik, maka roll-off akan meningkat sebesar -40dB/decade. Jenis LPF ini disebut filter VCVS (Voltage-Controlled Voltage Source) yang digunakan untuk menguatkan Tegangan Kontrol Sumber Tegangan.
Untuk mengonversi filter orde 1 menjadi filter orde 2, Kalian hanya perlu menambahkan rangkaian RC pada jalur masukan. Dengan adanya amplifikasi, filter orde 2 akan mengalir. Jenis filter ini juga dikenal dengan berbagai nama seperti Butterworth, Chebyshev, Bessel, dan Sallen-Key.
Namun, perlu diperhatikan bahwa filter jenis ini hanya memiliki nilai yang berbeda dalam merespon amplitudo. Jika faktor redaman memiliki nilai 1.0 atau maksimum 2, maka filter akan menunjukkan kurva yang datar. Jika kondisi ini terjadi, maka disebut overdamped.
Jenis Konfigurasi Low Pass Filter
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya mengenai Pengertian Low Pass Filter (LPF), ada dua konfigurasi utama pada Low Pass Filter Pasif atau Penyaring Lolos Bawah Pasif, yaitu Low Pass RC Filter (Resistor-Kapasitor) dan Low Pass RL Filter (Resistor-Induktor).
Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua konfigurasi Low Pass Filter Pasif tersebut:
1. Low Pass Filter RC Kapasistor dan Resistor
Komponen listrik jenis LPF RC, yaitu kapasitor dan resistor, digunakan untuk menghilangkan sinyal frekuensi tinggi saat melewati filter. Terdapat dua jenis rangkaian yang digunakan dalam konfigurasi ini, yaitu seri dan paralel.
Pada konfigurasi seri, resistor ditempatkan dalam arah aliran sinyal listrik yang masuk ke komponen. Hal ini dilakukan dengan memasang resistor secara berurutan.
Sementara itu, kapasitor ditempatkan dalam konfigurasi paralel atau tegak. Tujuannya adalah untuk menghilangkan sinyal frekuensi dengan tegangan yang tinggi.
Rumus untuk Low Pass Filter RC dalam konfigurasi ini adalah sebagai berikut:
f (Frekuensi Hz) = 1/2 Ï€(3.14) R (Nilai Resistor dalam Ohm/©) C (Nilai kapasitor dalam Farad/F)
2. Low Pas Filter RC Resistor dan Induktor
Low pass filter RC dengan resistor dan induktor digunakan untuk menghalangi aliran sinyal listrik yang masuk. Jenis aliran listrik yang akan diblokir adalah sinyal dengan frekuensi yang terlalu tinggi.
Pada konfigurasi ini, induktor dipasang dengan posisi searah. Berbeda dengan resistor yang biasanya dipasang secara paralel.
Baik resistor maupun induktor dalam konfigurasi ini terhubung dengan sinyal input. Cara kerja konfigurasi ini menggunakan reaktansi induktif karena komponennya memiliki sifat reaktif.
Rumus untuk Low Pass Filter RC dalam konfigurasi ini adalah sebagai berikut:
f (frekuensi dalam Hz) = R (nilai resistor dalam Ω) / 2π(3,14) L (nilai induktor dalam Henry/H)
f = R / 2πL
Penutup
Sebagai penutup, Low Pass Filter (LPF) merupakan komponen penting dalam dunia teknologi dan elektronik. Dalam artikel ini, kita telah membahas pengertian LPF, bagaimana cara kerjanya, serta aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Meski istilah ini mungkin terdengar asing bagi sebagian orang, namun peran dan manfaat LPF tidak bisa dipandang sebelah mata.
LPF memberikan kemampuan penting untuk menyaring sinyal frekuensi tinggi dan membiarkan sinyal frekuensi rendah lewat, menjadi perangkat penting dalam berbagai aplikasi, dari audio hingga telekomunikasi. Semoga artikel dari bengkeltv.id dapat membantu pembaca dalam memahami lebih dalam tentang Pengertian Low Pass Filter (LPF) dan fungsinya.
Ingatlah bahwa dalam era teknologi yang semakin canggih ini, pemahaman tentang konsep-konsep seperti LPF menjadi semakin penting. Teruslah belajar dan jelajahi dunia elektronik untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang berbagai konsep dan komponen penting lainnya.
