Bengkeltv.id – Pengertian Band Pass Filter (BPF) : Pembahasan Lengkapnya. Berlayar dalam luasnya dunia teknologi dan elektronika, berbagai komponen dan perangkat menjadi topik pembahasan yang sangat penting dan menarik. Salah satu komponen yang patut untuk diperdalam pemahamannya adalah Band Pass Filter atau yang sering kita kenal dengan istilah BPF. Mungkin sebagian besar dari kita masih asing dengan istilah ini, namun tanpa kita sadari, BPF memiliki peran yang sangat vital dalam banyak perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari.
Artikel ini akan membahas tentang pengertian Band Pass Filter atau BPF. Pengertian Band Pass Filter (BPF), Bagaimana cara kerjanya? Dan apa saja aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari? Yuk, kita jelajahi dunia elektronika lebih dalam lagi dengan mengenal Pengertian Band Pass Filter (BPF) .
Pengertian Band Pass Filter (BPF)
Filter Pita Melalui atas (BPF), sering disingkat sebagai BPF, adalah jenis filter atau penyaring frekuensi yang memungkinkan melewatkannya sinyal dengan frekuensi tertentu dalam rentang frekuensi yang ditentukan. Filter ini membiarkan sinyal yang berada antara frekuensi batas bawah dan frekuensi batas atasnya. Dengan kata lain, BPF akan menolak atau melemahkan sinyal yang berada di luar rentang frekuensi yang ditentukan.
Salah satu aplikasi sederhana dari BPF adalah dalam sistem penguat audio, pengendali nada (tone control), dan penyaring crossover untuk speaker. Dalam rangkaian-rangkaian ini, seringkali hanya diperlukan melewati rentang frekuensi tertentu yang tidak dimulai dari 0Hz atau membutuhkan sinyal yang berakhir pada titik frekuensi tinggi tertentu.
Untuk menciptakan BPF Pasif yang dapat meloloskan rentang atau pita frekuensi tertentu ini, dapat digunakan rangkaian Tapis Lolos Bawah (LPF) dan Tapis Lolos Atas (HPF) yang digabungkan.
Rangkaian Band Pass Filter (Tapis Lolos Antara)
Setelah memahami pengertian Band Pass Filter (BPF), kita dapat melihat perbedaannya dengan Low Pass Filter yang hanya melewatkan sinyal frekuensi rendah dan melemahkan frekuensi tinggi, serta High Pass Filter yang hanya melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan melemahkan frekuensi rendah.
Band Pass Filter memiliki kemampuan untuk melewatkan sinyal dalam rentang frekuensi tertentu atau di antara batas frekuensi yang ditentukan. Rentang frekuensi antara batas atas (Wh) dan batas bawah (Wl) ini biasanya disebut sebagai lebar pita atau bandwidth filter.
Secara umum, bandwidth didefinisikan sebagai rentang frekuensi antara dua titik batas yang ditentukan (fc), yaitu 3dB di bawah puncak resonansi maksimum, dan melemahkan frekuensi di luar dua titik batas ini. Bandwidth pada dasarnya adalah perbedaan antara frekuensi cut off yang lebih rendah (fc lower) dan frekuensi cut off yang lebih tinggi (fc higher).
Dengan kata lain, BW = fH – fL. Untuk Band Pass Filter berfungsi dengan baik, frekuensi cut off pada Low Pass Filter harus lebih tinggi daripada frekuensi cut off pada High Pass Filter.
Band Pass Filter yang ideal juga dapat digunakan untuk mengisolasi atau menyaring frekuensi tertentu dalam pita frekuensi tertentu, seperti dalam pembatalan derau (noise cancellation).
Band Pass Filter umumnya dikenal sebagai filter orde dua atau second-order filter, karena terdiri dari dua komponen reaktif, yaitu kapasitor, dalam desain rangkaian. Satu kapasitor terdapat pada rangkaian Low Pass Filter dan satu kapasitor lagi pada rangkaian High Pass Filter.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Band Pass Filter atau Tapis Lolos Antara pada dasarnya terdiri dari dua filter, yaitu Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) dan High Pass Filter (Tapis Lolos Atas).
Berikut ini adalah rangkaian dasar dari Band Pass Filter.
Rumus Band Pass Filter
Rumus atau persamaan yang digunakan dalam Band Pass Filter pada dasarnya sama dengan rumus yang digunakan dalam Low Pass Filter dan High Pass Filter. Berikut adalah rumus Band Pass Filter:
f = 1/2πRC
Di mana:
f = Frekuensi dalam satuan Hz
π = 3,14
R = Nilai Resistor dalam satuan Ohm (Ω)
C = Nilai Kapasitor dalam satuan Farad (F)
Contoh Perhitungan Band Pass Filter (BPF)
Sudah memahami Pengertian Band Pass Filter (BPF)? Selanjutnya, kita akan menghitung nilai kapasitor yang digunakan dalam sebuah rangkaian Band Pass Filter/Tapis Lolos Antara yang dirancang menggunakan komponen RC (resistor dan kapasitor) untuk melewatkan frekuensi antara 1kHz (1.000Hz) hingga 20kHz (20.000Hz). Dua resistor yang digunakan dalam rangkaian ini memiliki nilai masing-masing 10KΩ. Mari kita hitung kedua nilai kapasitor yang digunakan dalam rangkaian tersebut.
Penyelesaian
Perhitungannya akan dibagi menjadi dua tahapan perhitungan, yaitu tahap perhitungan untuk bagian FILTER TINGGI-PASS (HIGH PASS FILTER) dan tahap perhitungan untuk bagian FILTER RENDAH-PASS (LOW PASS FILTER).
1. Tahap Tapis Lolos Tinggi (High Pass Filter)
Nilai Kapasitor C1 yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut off fL sebesar 1kHz dengan resistor R1 sebesar 10KΩ dapat dihitung dengan rumus berikut:
C1 = 1/2πfLR
C1 = 1/ 2 x 3,14 x 1.000 x 10.000
C1 = 1/ 2 x 3,14 x 1.000 x 10.000
C1 = 15,9 nF
Jadi, nilai Kapasitor yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut off fL sebesar 1kHz adalah 15,9 nF.
2. Tahap Tapis Lolos Rendah (Low Pass Filter)
Nilai Kapasitor C2 yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut off fH sebesar 20kHz dengan resistor R2 sebesar 10KΩ dapat dihitung dengan rumus berikut:
C2 = 1/2πfHR
C2 = 1/ 2 x 3,14 x 20.000 x 10.000
C2 = 1/ 2 x 3,14 x 20.000 x 10.000
C2 = 796pF
Jadi, nilai Kapasitor yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut off fH sebesar 20kHz adalah 796pF.
Cara kerja band pass filter pasif
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, rangkaian filter band pass pada dasarnya merupakan gabungan dari filter tapis bawah dan filter tapis atas. Bentuk sederhana dari rangkaian filter band pass adalah filter RC, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Untuk memahami cara kerja rangkaian filter RC, kita perlu memahami karakteristik dari kapasitor yang merupakan komponen utama dalam filter ini. Perlu diingat bahwa nilai reaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi arus listrik yang melewatinya.
Dengan kata lain, semakin rendah frekuensi arus listrik yang melewati kapasitor, maka semakin tinggi nilai reaktansi kapasitornya. Reaktansi kapasitor adalah hambatan yang ditimbulkan oleh kapasitor terhadap arus listrik yang melewatinya.
Ketika sinyal AC masuk ke dalam rangkaian, kapasitor C1 akan bereaksi terhadap sinyal dengan frekuensi rendah. Kapasitor tersebut akan menghambat sinyal dengan frekuensi rendah dan membiarkan sinyal dengan frekuensi tinggi melewati.
Kemudian, saat sinyal AC masuk ke kapasitor C2, sebagian dari sinyal dengan frekuensi tinggi akan dilewatkan oleh kapasitor menuju ground, sedangkan sebagian yang lain akan diblokir. Akibatnya, sinyal output yang keluar dari rangkaian telah difilter hingga pada rentang frekuensi tertentu saja.
Batas frekuensi rendah dan tinggi yang akan disaring ditentukan oleh nilai kapasitansi kapasitor dan resistansi resistor. Dengan mengubah nilai-nilai tersebut, frekuensi cut off yang berbeda dapat dihasilkan.
Penutup
Pengertian Band Pass Filter (BPF) memberikan pemahaman tentang filter atau penyaring frekuensi yang memungkinkan melewatkannya sinyal dalam rentang frekuensi tertentu. BPF merupakan perpaduan antara filter tapis bawah dan tapis atas yang dapat menolak atau melemahkan sinyal frekuensi di luar rentang yang ditentukan.
Rangkaian filter BPF umumnya menggunakan komponen RC (resistor dan kapasitor) untuk mencapai hasil yang diinginkan. Filter ini memiliki aplikasi luas dalam penguat audio, pengendali nada, serta penyaring crossover pada sistem speaker.
Dengan memahami pengertian BPF, kita dapat merancang dan mengoptimalkan filter frekuensi untuk berbagai keperluan. Demikianlah ulasan dari bengkeltv.id mengenai Pengertian Band Pass Filter (BPF), semoga informasi yang telah disampaikan dapat membantu kalian.
