Bengkeltv.id – Pengertian Band Stop Filter : Karakteristik dan Cara Perhitungannya. Dalam dunia teknologi audio dan komunikasi, filter memiliki peranan penting dalam pengolahan sinyal. Filter digunakan untuk memisahkan, memodifikasi, dan meningkatkan kualitas sinyal dengan cara menghilangkan komponen yang tidak diinginkan. Salah satu jenis filter yang sering digunakan dalam pengolahan sinyal adalah Band Stop Filter (BSF). BSF berfungsi untuk menghilangkan atau mengurangi amplitudo sinyal pada rentang frekuensi tertentu, sambil membiarkan frekuensi lainnya tetap utuh. Dengan kata lain, BSF bekerja untuk “menghentikan” frekuensi yang tidak diinginkan, sehingga kualitas sinyal yang dihasilkan menjadi lebih bersih dan jelas.
Salah satu contoh aplikasi BSF adalah dalam sistem audio, di mana suara yang tidak diinginkan, seperti dengungan dari sumber listrik, dapat dihapus tanpa mempengaruhi frekuensi musik yang ingin dipertahankan. Selain itu, BSF juga digunakan dalam sistem komunikasi untuk mengurangi gangguan dan meningkatkan kejelasan sinyal, sehingga informasi yang ditransmisikan dapat diterima dengan lebih akurat. Artikel ini akan membahas lebih dalam mengenai pengertian Band Stop Filter, fungsi, serta aplikasi dari Band Stop Filter dalam berbagai bidang, termasuk teknik elektro, telekomunikasi, dan pemrosesan audio.
Pengertian Band Stop Filter
Band Stop Filter (BSF), yang juga dikenal sebagai Notch Filter, adalah jenis filter frekuensi yang dirancang untuk menolak atau memblokir frekuensi dalam rentang antara dua titik cut-off. Filter ini memungkinkan semua frekuensi di bawah dan di atas titik cut-off tertentu untuk melewati, sehingga hanya frekuensi dalam rentang cut-off yang dihalangi.
Secara teknis, Band Stop Filter merupakan kombinasi dari Low Pass Filter dan High Pass Filter yang dihubungkan secara paralel. Ini berbeda dengan Band Pass Filter, yang menghubungkan kedua filter tersebut secara seri. Selain itu, Band Stop Filter juga sering disebut sebagai Band-Elimination Filter atau Band-Reject Filter.
Penting untuk dicatat bahwa karakteristik Band Stop Filter (BSF) berlawanan dengan karakteristik Band Pass Filter (BPF). Ketika sinyal input diterapkan, frekuensi rendah dapat melewati Low Pass Filter dalam rangkaian BSF, sementara frekuensi tinggi dapat melewati High Pass Filter yang ada di rangkaian tersebut. Hal ini dapat dilihat dalam diagram blok serta bentuk karakteristik Band Stop Filter.
Karakteristik Band Stop Filter
Setelah memahami pengertian Band Stop Filter (BSF), penting untuk dicatat bahwa karakteristik BSF berbeda dari karakteristik Band Pass Filter (BPF). Ketika sinyal input diterapkan, frekuensi rendah akan melewati Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) dalam rangkaian BSF.
Sementara itu, frekuensi tinggi akan melewati High Pass Filter dalam rangkaian yang sama, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Dari gambar tersebut, terlihat bahwa fL merupakan frekuensi cut-off untuk Low Pass Filter, sedangkan fH adalah frekuensi cut-off untuk High Pass Filter. Selain itu, frekuensi tengah (frekuensi center) atau fc dapat dihitung menggunakan rumus fc = √(fL x fH).
Rangkaian Band Stop Filter
Apakah Kalian sudah memahami pengertian Band Stop Filter (BSF)? Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, Band Stop Filter atau Band Reject Filter pada dasarnya terdiri dari dua filter, yaitu Low Pass Filter dan High Pass Filter, yang dihubungkan secara paralel. Contoh rangkaian dasar dari Band Stop Filter dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Respon Frekuensi
Untuk filter ini, respons frekuensinya dapat ditampilkan melalui gambar di bawah ini, di mana respons frekuensi digambarkan berdasarkan frekuensi dan gain.
Filter ini memanfaatkan mekanisme switching kapasitor untuk mengubah karakteristik output yang melewati frekuensi tinggi dan rendah, sehingga mendekati karakteristik filter ideal. Gain pada filter ini harus konsisten, dengan gain di pass band sama dengan gain pada low pass dan high pass filter.
Pada filter ini, gain ideal pada band pass seharusnya mencapai Amax, sedangkan gain di stop band harus nol. Namun, mungkin terdapat daerah transisi pada bagian filter high pass dan low pass. Untuk mengukur ripple pada band pass dan band stop, dapat digunakan rumus berikut:
- Stop band ripple = – 20 log10(δs) dB
- Pass band ripple = -20 log10(1-δp) dB
Dimana
- δp: merupakan nilai magnitudo yang lolos pada band pass filter
- δs: merupakan nilai magnitudo yang lolos pada band stop filter
Rumus Band Stop Filter
Persamaan yang digunakan dalam Band Stop Filter pada dasarnya serupa dengan persamaan yang digunakan pada Low Pass Filter dan High Pass Filter. Berikut adalah rumus yang digunakan untuk penyaringan frekuensi dengan Band Stop Filter:
- f = 1/2πRC
Dimana :
- f = Frekuensi dalam satuan Hertz (Hz)
- π = 3,14
- R = Nilai resistor dalam satuan Ohm (Ω)
- C = Nilai kapasitor dalam satuan Farad (F)
Contoh Perhitungan Band Stop Filter
Dalam pembahasan lebih lanjut mengenai pengertian Band Stop Filter (BSF), sebuah rangkaian Band Stop Filter dirancang menggunakan komponen RC (Resistor – Kapasitor) untuk melewatkan frekuensi di bawah 300 Hz dan di atas 1 kHz. Kapasitor yang digunakan pada rangkaian tersebut bernilai 0,1 µF. Berapakah nilai resistor yang harus digunakan dalam rangkaian Band Stop Filter ini?
Penyelesaian
Perhitungannya terbagi menjadi dua tahap, yaitu tahap perhitungan untuk bagian Low Pass Filter dan tahap perhitungan untuk bagian High Pass Filter.
1. Tahap Perhitungan pada LOW PASS FILTER
Untuk mencari nilai resistor RL yang dibutuhkan untuk mendapatkan frekuensi cut-off fL sebesar 300 Hz dengan kapasitor 0,1 µF, perhitungannya adalah sebagai berikut:
- FL = 1 / (2πRLC)
- 300 Hz = 1 / (2 x 3,14 x RL x (0,1 x 10^(-6)))
- RL = 1 / (2 x 3,14 x 300 x (0,1 x 10^(-6)))
- RL = 5,308 Ω atau sekitar 5,3 kΩ
Jadi, nilai resistor yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut-off fL adalah 5,308 Ω atau sekitar 5,3 kΩ.
2. Tahap Perhitungan pada HIGH PASS FILTER
Untuk mencari nilai resistor RH yang diperlukan untuk mendapatkan frekuensi cut-off fH sebesar 1 kHz dengan menggunakan kapasitor 0,1 µF, dapat dihitung melalui perhitungan berikut ini:
- fH = 1 / (2πRHC)
- 1000 Hz = 1 / (2 x 3,14 x RH x (0,1 x 10^(-6)))
- RH = 1 / (2 x 3,14 x 1000 x (0,1 x 10^(-6)))
- RH = 1,592 Ω atau sekitar 1,6 kΩ
Jadi, nilai resistor yang diperlukan untuk mencapai frekuensi cut-off fH adalah 1,592 Ω atau sekitar 1,6 kΩ.
3. Menghitung Frekuensi Center (fC)
Kita juga dapat menghitung Frekuensi Center atau fC dengan rumus dibawah ini :
- fC =√( fL x fH)
- fC =√( 300 x 1000)
- fC =√300.000
- fC = 547,72Hz
Jadi Frekuensi Center atau fC dari rangkaian BSF tersebut adalah 547,72Hz.
Aplikasi Band Stop Filter di berbagai Bidang
Berikut adalah beberapa pemanfaatan rangkaian Band Stop Filter di berbagai bidang:
- Teknologi Telepon dan Layanan Internet DSL: Band Stop Filter, juga dikenal sebagai Notch Filter, digunakan untuk mengurangi derau (noise) pada saluran telepon dan layanan internet DSL. Ini membantu menghilangkan gangguan pada saluran dan meningkatkan kinerja DSL.
- Amplifier Gitar Listrik: Rangkaian BSF banyak digunakan dalam amplifier gitar listrik untuk mengurangi dengungan atau “hum” pada frekuensi 60 Hz. Filter ini membantu memperkuat sinyal gitar tanpa distorsi yang tidak diinginkan.
- Komunikasi Elektronik: Dalam elektronik komunikasi, sinyal sering terdistorsi oleh noise atau harmonisa yang mengganggu sinyal asli. Band Stop Filter digunakan untuk menghilangkan harmonisa yang tidak diinginkan dan meningkatkan kualitas sinyal komunikasi.
- Pengurangan Statis pada Radio: Rangkaian BSF digunakan untuk mengurangi statis atau gangguan pada radio, memastikan kualitas suara yang lebih baik dalam penggunaan sehari-hari.
- Teknologi Komunikasi Optik: Band Stop Filter digunakan dalam teknologi komunikasi optik untuk menghilangkan frekuensi cahaya yang mengganggu dan menyebabkan distorsi pada sinyal cahaya dalam serat optik. Contoh penerapannya adalah dalam spektroskopi Raman.
- Pemrosesan Gambar dan Sinyal: Band Stop Filter sangat berguna dalam pemrosesan gambar dan sinyal untuk menolak noise atau gangguan yang tidak diinginkan.
- Sistem Public Address (PA): BSF digunakan dalam aplikasi audio berkualitas tinggi seperti sistem PA untuk meningkatkan kualitas suara dan menghilangkan noise yang tidak diinginkan.
- Aplikasi Medis: Filter Band Stop, juga dikenal sebagai Band Reject Filter, sering digunakan dalam instrumen biomedis, seperti pada alat EGC, untuk menghilangkan derau saluran (line noise) dan memastikan hasil yang akurat.
Pemanfaatan rangkaian Band Stop Filter ini melibatkan bidang telekomunikasi, musik, elektronik, optik, pemrosesan sinyal, audio, dan aplikasi medis.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, pengertian band stop filter menunjukkan bahwa perangkat ini merupakan alat yang penting dalam dunia elektronik dan telekomunikasi. Band stop filter, atau sering juga dikenal sebagai notch filter, dirancang khusus untuk menahan dan mengurangi frekuensi tertentu dalam sinyal, sehingga sangat efektif dalam menghilangkan gangguan yang tidak diinginkan. Dengan kemampuannya untuk memblokir frekuensi tertentu, band stop filter berperan vital dalam meningkatkan kualitas transmisi sinyal. Ini sangat penting terutama dalam aplikasi di mana kejernihan dan keKalianlan sinyal adalah kunci, seperti dalam sistem komunikasi radio, televisi, dan audio profesional.
Penggunaan band stop filter tidak hanya terbatas pada aplikasi audio. Dalam dunia pengolahan sinyal, misalnya, band stop filter digunakan untuk menghilangkan frekuensi interferensi yang dapat mengganggu kualitas sinyal yang diolah. Dalam sistem komunikasi, perangkat ini membantu memastikan bahwa sinyal yang dikirimkan tetap bersih dari noise yang dapat mengurangi kejelasan dan efektivitas komunikasi. Dengan demikian, band stop filter memainkan peran yang sangat strategis dalam berbagai aplikasi industri.
Memahami cara kerja dan fungsi dari band stop filter tidak hanya meningkatkan pengetahuan kita tentang perangkat ini, tetapi juga membantu kita dalam merancang sistem yang lebih efisien dan efektif. Dengan pemahaman yang lebih mendalam, para insinyur dan teknisi dapat memanfaatkan teknologi ini untuk mengoptimalkan performa sistem yang mereka kembangkan. Semoga informasi dari bengkeltv.id mengenai Pengertian Band Stop Filter ini bermanfaat untuk Kalian.
