Bengkeltv.id – Pengertian High Pass Filter Lengkap dengan Cara Kerjanya. Selamat datang di dalam artikel ini, tempat di mana kita akan membahas secara mendalam mengenai “Pengertian High Pass Filter”. Pada era digital yang semakin maju ini, teknologi dan istilah-istilah yang digunakan dalam bidangnya juga berkembang dengan pesat. Salah satunya adalah High Pass Filter, sebuah istilah yang kerap kali kita temui dalam berbagai bidang seperti elektronik, audio processing, hingga fotografi.
Namun, apakah Kalian benar-benar memahami apa itu High Pass Filter? Dalam artikel ini, kita akan membongkar misteri di balik istilah teknis ini dan menjelaskan secara rinci apa itu High Pass Filter, bagaimana cara kerjanya, serta apa saja kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari. Mari kita mulai petualangan pengetahuan kita!
Pengertian High Pass Filter
Tapis Lolos Tinggi, juga dikenal sebagai High Pass Filter (HPF), adalah sebuah alat penyaring frekuensi yang memungkinkan sinyal dengan frekuensi tinggi untuk melewati dan menghambat atau memblokir sinyal dengan frekuensi rendah. Dengan kata lain, HPF memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk lebih mudah melewati, sedangkan sinyal frekuensi rendah dihambat atau sulit untuk melewatinya.
HPF yang ideal adalah yang tidak membiarkan sinyal dengan frekuensi di bawah titik potong (cut-off) melewati filter tersebut. Secara dasar, HPF merupakan kebalikan dari Low Pass Filter (LPF). Dalam bahasa Indonesia, HPF juga dikenal dengan sebutan Tapis Lolos Tinggi, Tapis Pelewat Tinggi, atau Penyaring Lolos Atas.
Tapis Lolos Tinggi atau HPF dapat dibuat menggunakan komponen pasif seperti resistor dengan kapasitor atau induktor. Jika HPF dibuat menggunakan resistor dan kapasitor, disebut sebagai High Pass RC Filter, sedangkan jika menggunakan resistor dan induktor, disebut High Pass RL Filter. Filter pasif, yang menggunakan komponen pasif tanpa penguat seperti transistor dan op-amp, tidak memiliki kemampuan untuk memperkuat sinyal. Oleh karena itu, tingkat keluaran (OUTPUT) selalu lebih rendah dari tingkat masukan (INPUT).
Cara Kerja High Pass Filter
Setelah memahami Pengertian Filter High Pass, selanjutnya terdapat beberapa cara kerja Filter High Pass (HPF) yang perlu Kalian ketahui, di antaranya adalah:
1. Filter Penguat
Sebuah filter memerlukan penguat agar dapat melakukan tugasnya dengan baik dan menghasilkan kualitas yang baik pada sinyal yang difilter.
2. Penguat Inverting
Penguat pembalik juga dikenal sebagai penguat inverting. Penguat pembalik adalah jenis penguat di mana sinyal keluaran mengalami perubahan fase sebesar 180° dibandingkan dengan sinyal masukan, sehingga terjadi pembalikan fase sebesar 180°. Rangkaian penguat pembalik dapat dilihat pada gambar di atas.
Besar penguatan dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
Keterangan:
- Av = nilai besar penguatan
- R2 = resistor umpan balik (Rf)
- R1 = resistor masukan
3. Penguat Non-Inverting
Penguat ini juga dikenal sebagai penguat non-inverting. Penguat non-pembalik adalah jenis penguat di mana sinyal keluaran hasil penguatan memiliki fase yang sama dengan sinyal masukan.
Dengan demikian, pada penguatan ini tidak terjadi pembalikan fase antara sinyal masukan dan keluarannya. Berikut ini adalah gambar rangkaian penguat non-pembalik beserta rumusnya:
Keuntungan dari High Pass Filter
Filter lulus aktif dengan keaktifan tinggi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan jenis filter lainnya. Berikut adalah beberapa keuntungan utamanya:
Memperkuat sinyal yang lemah.
Mengirimkan sinyal dengan efisiensi tinggi (dengan kerugian minimal).
Memberikan kinerja yang efisien ketika digunakan dalam filter multistage.
Dua Jenis Konfigurasi Utama High Pass Filter
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya mengenai Pengertian High Pass Filter, terdapat dua konfigurasi utama pada High Pass Filter (HPF) Pasif atau Penyaring Lolos Atas Pasif ini, yaitu High Pass RC Filter (Resistor-Capasitor) dan High Pass RL Filter (Resistor-Inductor).
Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua konfigurasi High Pass Filter Pasif ini.
1. High Pass RC Filter
Filter RC Lolos Atas (High Pass RC Filter) adalah suatu rangkaian penyaring frekuensi yang terdiri dari komponen pasif yaitu resistor (R) dan kapasitor (C), yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk melewati, namun menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah.
Untuk membuat filter RC ini, kapasitor (C) dihubungkan secara seri dengan sinyal masukan rangkaian, sedangkan resistor (R) dihubungkan secara paralel atau sejajar dengan sinyal masukan, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Dalam rangkaian Filter Lolos Atas di atas, kapasitor (C) sebagai komponen reaktif akan memberikan resistansi yang berbeda terhadap frekuensi yang berbeda yang melewatinya.
Resistansi kapasitor akan tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal searah (DC), sedangkan resistansi akan rendah terhadap sinyal frekuensi tinggi.
Dengan karakteristik kapasitor yang memiliki resistansi tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC, kapasitor tersebut akan menghalangi sinyal frekuensi rendah untuk melewatinya, sehingga hanya sinyal frekuensi tinggi yang dapat melewati kapasitor tersebut.
Jenis kapasitor ini berfungsi sebagai kapasitor kopling (Coupling Capacitor) karena membiarkan sinyal frekuensi bolak-balik (AC) melewatinya, tetapi memblokir sinyal searah (DC).
Filter Lolos Atas (High Pass Filter) banyak digunakan dalam berbagai jenis rangkaian, salah satunya adalah dalam rangkaian mikrofon.
Mikrofon adalah perangkat yang membutuhkan daya searah (DC) agar dapat berfungsi dan memerlukan sinyal bolak-balik (AC), seperti suara manusia dan musik, sebagai masukan sinyal.
Dengan demikian, sinyal searah (DC) hanya digunakan sebagai daya agar mikrofon dapat beroperasi, tetapi tidak boleh muncul pada output yang merupakan sinyal bolak-balik (AC) atau audio.
Oleh karena itu, kita memerlukan Filter Lolos Atas (High Pass Filter) untuk membiarkan sinyal audio berupa sinyal bolak-balik (AC) melewati dan memblokir sinyal searah (DC).
Cara Membuat Filter RC Lolos Atas (High Pass RC Filter)
Untuk membuat Filter Lolos Atas, kita memerlukan sebuah resistor dan kapasitor. Pada contoh ini, kita akan menggunakan resistor 10KΩ dan kapasitor keramik dengan nilai 10nF.
Rumus Filter RC Lolos Atas
Rumus yang digunakan untuk menemukan frekuensi batas (cut-off frequency) dari Filter RC Lolos Atas adalah:
f = 1/2πRC
Keterangan:
- f = Frekuensi dalam satuan Hz
- π = 3,14
- R = Nilai resistor dalam satuan Ohm (Ω)
- C = Nilai kapasitor dalam satuan Farad (F)
Diketahui:
- π = 3.14
- R = 1KΩ atau 1000Ω
- C = 10nF atau 10 x 10-9 atau 0.000000001F
- f = ?
Dijawab :
- f = 1/2πRC
- f = 1/2 (3.14)(1000)(0.000000001)
- f = 15.923.57 Hz atau sekitar 15,9KHz
Rangkaian Filter RC Lolos Atas di atas akan meneruskan frekuensi di atas 15.923,57 Hz dan melemahkan atau memblokir frekuensi di bawah 15.923,57 Hz. Semakin jauh dan rendah dari 15.923,57 Hz, maka pelemahan akan semakin besar.
Dengan demikian, jika kita mengirimkan sinyal AC dengan frekuensi 100 Hz ke rangkaian Filter RC Lolos Atas tersebut, kapasitor akan melemahkan atau memblokir sinyal tegangan ini dan tidak akan dilewatkan ke jalur output.
Kondisi ini dapat diamati menggunakan osiloskop. Namun, jika kita mengirimkan sinyal AC dengan frekuensi 20 kHz, sinyal ini tidak akan dilemahkan atau diblokir, sehingga dengan mudah melewati kapasitor yang ada dalam rangkaian tersebut.
Hal ini disebabkan oleh resistansi yang sangat rendah pada kapasitor pada frekuensi tinggi, sehingga frekuensi tinggi yang melewatinya tidak akan mengalami gangguan atau pelemahan sama sekali.
2. High Pass RL Filter
High Pass RL Filter adalah jenis filter High Pass yang terdiri dari resistor dan induktor yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk melewati filter, sementara sinyal frekuensi rendah dihasilkan dengan melemah atau diblokir.
Untuk merangkai rangkaian High Pass RL Filter ini, induktor ditempatkan secara paralel dengan sumber daya sinyal yang masuk ke dalam rangkaian.
Sedangkan resistor ditempatkan secara seri dengan sinyal input-nya seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Rangkaian di atas merupakan rangkaian High Pass RL Filter yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk melewati filter dan melemahkan sinyal frekuensi rendah.
Sama seperti kapasitor, induktor juga merupakan komponen reaktif yang mengubah resistansinya tergantung pada frekuensi sinyal yang melaluinya.
Induktor akan memungkinkan sinyal frekuensi rendah dengan resistansi rendah, sedangkan sinyal frekuensi tinggi yang melalui akan terhambat dengan resistansi yang tinggi.
Dengan demikian, sinyal frekuensi rendah akan mudah melewati induktor, sementara sinyal frekuensi tinggi akan melemah sebagai output pada rangkaian High Pass Filter ini.
Perlu diingat bahwa arus akan mengambil jalur dengan resistansi terendah. Karena induktor memberikan resistansi yang tinggi terhadap sinyal frekuensi tinggi, sinyal tersebut tidak akan melewati induktor dan akan mengambil jalur alternatif yang menawarkan resistansi rendah, yaitu jalur ke output pada rangkaian RL Filter ini.
Di sisi lain, sinyal frekuensi rendah akan melewati jalur ke induktor karena induktor memberikan resistansi rendah untuk sinyal frekuensi rendah.
Cara Membuat High Pass RL Filter
Untuk membuat rangkaian High Pass RL Filter, kita memerlukan sebuah resistor dan sebuah induktor.
Hasilnya dapat dilihat dengan menggunakan osiloskop, sedangkan sumber sinyal frekuensi dapat menggunakan alat yang disebut dengan Function Generator/Signal Generator.
Rumus High Pass RL Filter
Rumus yang digunakan untuk menentukan titik potong frekuensi dari rangkaian RL adalah:
- f = R/2πL
Keterangan:
- f = Frekuensi dalam satuan Hz
- π = 3,14
- R = Nilai resistor dalam satuan Ohm (Ω)
- L = Nilai induktor dalam satuan Henry (H)
Diketahui:
- π = 3,14
- R = 10KΩ atau 10.000Ω
- L = 470mH atau 0,47H
- f = ?
Dijawab:
- f = R/2πL
- f = 10.000 / 2 (3,14)(0,47)
- f = 3.387,99 atau sekitar 3,39kHz.
Ini berarti semua frekuensi di atas 3,39KHz akan melewati filter tanpa ada pelemahan, sementara sinyal frekuensi di bawah 3,39KHz akan mengalami pelemahan atau diblokir. Semakin rendah frekuensinya dari 3,39KHz,
Kesimpulan
Secara keseluruhan, high pass filter adalah elemen penting dalam banyak aplikasi teknologi modern, baik itu dalam audio, telekomunikasi, pengolahan sinyal digital, dan lainnya. Meskipun konsep dasarnya sederhana – memblokir frekuensi di bawah ambang batas tertentu sambil memungkinkan frekuensi lebih tinggi untuk melewati – keahlian dalam merancang dan menerapkan filter high pass yang tepat sangat penting.
Dengan pengetahuan ini, Kalian diharapkan dapat memahami dan mengapresiasi bagaimana high pass filter mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari dan bagaimana ia membantu dalam perkembangan teknologi. Demikianlah ulasan dari bengkeltv.id mengenai Pengertian High Pass Filter, semoga informasi yang telah disampaikan dapat membantu kalian.
