Finoo.id – Pengertian High Pass Filter & Cara Kerjanya Paling Lengkap. Di dunia elektronika, terdapat beberapa jenis filter yang digunakan dalam proses transmisi data.
Filter ini digunakan untuk mengalirkan sinyal dengan pita frekuensi tertentu dan dapat menghilangkan frekuensi yang berbeda dengan pita yang digunakan. Filter ini bisa berupa filter aktif atau filter pasif.
Perbedaan antara filter aktif dan filter pasif terletak pada komponen yang digunakan. Filter aktif membutuhkan komponen aktif yang memerlukan sumber daya untuk bekerja, seperti op-amp dan transistor.
Pada artikel ini, kita akan membahas tentang High Pass Filter (HPF). Mari kita simak pembahasannya di bawah ini.
Pengertian High Pass Filter
High Pass Filter (HPF) adalah jenis filter atau penyaring frekuensi yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk melewati sementara sinyal frekuensi rendah dihambat atau diblokir.
Dengan demikian, sinyal frekuensi tinggi akan lebih mudah melewati High Pass Filter (HPF), sedangkan sinyal frekuensi rendah akan dihambat atau sulit melewatinya.
HPF yang ideal adalah HPF yang sama sekali tidak membiarkan sinyal dengan frekuensi di bawah nilai frekuensi cut-off melewati filter tersebut.
High Pass Filter (HPF) pada dasarnya merupakan kebalikan dari Low Pass Filter (LPF). Dalam bahasa Indonesia, High Pass Filter juga dikenal dengan sebutan Tapis Lolos Tinggi, Tapis Pelewat Tinggi, atau Penyaring Lolos Atas.
HPF dapat dibuat menggunakan komponen pasif seperti resistor dengan kapasitor atau induktor.
High Pass Filter yang menggunakan resistor dan kapasitor disebut High Pass RC Filter, sedangkan HPF yang menggunakan resistor dan induktor disebut High Pass RL Filter.
Filter pasif, yaitu filter yang menggunakan komponen pasif tersebut, tidak memiliki elemen penguat seperti transistor dan op-amp, sehingga tidak memiliki gain atau perolehan penguatan sinyal. Oleh karena itu, tingkat output dari filter ini selalu lebih rendah daripada tingkat input-nya.
Cara Kerja High Pass Filter
Berikut ini adalah penjelasan mengenai cara kerja High Pass Filter (HPF) yang dapat kalian pelajari:
1. Penguat Filter
Dalam melakukan fungsinya, suatu filter membutuhkan penguatan agar dapat menghasilkan kualitas yang baik pada sinyal yang difilter.
2. Penguat Inverting
Penguat inverting juga dikenal sebagai penguat membalik. Penguat inverting merupakan jenis penguat di mana sinyal keluaran dari penguatan memiliki perbedaan fase sebesar 180° dibandingkan dengan sinyal masukan, sehingga terjadi pembalikan fase sebesar 180°. Rangkaian penguat inverting dapat dilihat pada gambar di atas.
Besaran penguatan pada penguat inverting dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
Keterangan:
- Av adalah nilai besar penguatan (voltage gain).
- R2 adalah resistor feedback (Rf).
- R1 adalah resistor input.
- 3. Penguat Non-Inverting
3. Penguat Non-Inverting
Penguat ini dikenal sebagai penguat non-inverting. Penguat non-inverting adalah jenis penguat di mana sinyal keluaran dari penguatan memiliki fase yang sama dengan sinyal masukan.
Dengan kata lain, tidak ada pembalikan fase antara sinyal input dan output pada penguat non-inverting. Berikut ini adalah gambar dari rangkaian penguat non-inverting beserta rumusnya:
Konfigurasi Utama High Pass Filter
Ada dua konfigurasi utama yang umum digunakan pada High Pass Filter (HPF) Pasif atau Penyaring Lolos Atas Pasif. Untuk informasi lebih lanjut, silakan lihat penjelasan di bawah ini:
1. High Pass RC Filter
HHigh Pass RC Filter (Penyaring Lolos Atas RC) adalah suatu rangkaian penyaring frekuensi yang terdiri dari komponen pasif, yaitu resistor (R) dan kapasitor (C). Rangkaian ini meneruskan sinyal frekuensi tinggi, namun menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah.
Untuk membuat penyaring RC ini, kapasitor (C) ditempatkan secara seri dengan sinyal input rangkaian, sedangkan resistor (R) ditempatkan secara paralel atau sejajar dengan sinyal input, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Dalam rangkaian High Pass Filter di atas, kapasitor (C) sebagai komponen reaktif menunjukkan resistansi yang berbeda terhadap sinyal frekuensi yang berbeda yang melewatinya.
Kapasitor akan memiliki resistansi yang tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC, sementara resistansi rendah terhadap sinyal frekuensi tinggi.
Karena karakteristik kapasitor yang memiliki resistansi tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC, kapasitor tersebut akan menghambat sinyal frekuensi rendah agar tidak melewatinya, sehingga hanya sinyal frekuensi tinggi yang dapat melalui kapasitor tersebut.
Kapasitor jenis ini sering digunakan sebagai kapasitor kopling (Coupling Capacitor) karena mampu melewatkan sinyal AC (alternating current), namun memblokir sinyal DC (direct current).
High Pass Filter banyak digunakan dalam berbagai jenis rangkaian, salah satunya adalah dalam rangkaian mikrofon.
Mikrofon merupakan perangkat yang memerlukan daya DC agar dapat beroperasi dan menerima sinyal AC seperti suara manusia dan musik sebagai sinyal inputnya.
Dengan menggunakan High Pass Filter, sinyal DC digunakan sebagai daya untuk mengoperasikan mikrofon, tetapi tidak boleh muncul pada output yang merupakan sinyal AC (Audio).
Jadi, High Pass Filter digunakan untuk meneruskan sinyal audio berupa sinyal AC dan memblokir sinyal DC. Hal ini penting dalam rangkaian mikrofon dan aplikasi lainnya yang memerlukan pemisahan antara sinyal AC dan DC.
Cara Membuat High Pass RC Filter
Untuk membuat rangkaian High Pass Filter, kita akan menggunakan resistor dan kapasitor. Dalam contoh ini, kita akan menggunakan resistor dengan nilai 10KΩ dan kapasitor keramik dengan nilai 10nF.
Rumus High Pass RC Filter
Rumus yang digunakan untuk menghitung titik cut-off frekuensi pada rangkaian RC High Pass Filter adalah:
- f = 1/2πRC
Keterangan:
- f adalah frekuensi dalam satuan Hz (Hertz).
- π adalah nilai konstanta matematika sekitar 3.14.
- R adalah nilai resistor dalam satuan Ohm (Ω).
- C adalah 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 15,9 KHz
Rangkaian High Pass RC Filter di atas akan memungkinkan frekuensi di atas 15.923,57 Hz untuk melewatinya, sementara frekuensi di bawah 15.923,57 Hz akan dilemahkan atau diblokir. Semakin jauh dan rendah dari 15.923,57 Hz, semakin besar pelemahannya.
Dengan demikian, jika kita memasukkan sinyal AC dengan frekuensi 100 Hz ke rangkaian High Pass RC Filter tersebut, kapasitor akan melemahkan atau memblokir sinyal tegangan ini, sehingga sinyal tersebut tidak akan melalui jalur output rangkaian.
Hal ini dapat diamati menggunakan osiloskop. Namun, jika kita memasukkan sinyal AC dengan frekuensi 20 KHz, sinyal ini tidak akan dilemahkan atau diblokir, sehingga dengan mudah melewati kapasitor pada rangkaian tersebut.
Hal ini disebabkan oleh resistansi kapasitor yang sangat rendah 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 High Pass Filter yang terdiri dari resistor dan induktor yang dapat meneruskan sinyal frekuensi tinggi, tetapi melemahkan atau memblokir sinyal frekuensi rendah.
Untuk merangkai rangkaian High Pass RL Filter, induktor ditempatkan secara paralel dengan sumber daya sinyal yang masuk ke rangkaian. Sementara itu, resistor ditempatkan secara seri dengan sinyal masukan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Rangkaian di atas adalah High Pass RL Filter yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi melewatinya dan melemahkan sinyal frekuensi rendah.
Sama seperti kapasitor, induktor juga merupakan komponen reaktif yang memiliki resistansi yang bervariasi tergantung pada frekuensi sinyal yang melaluinya.
Induktor akan membiarkan sinyal frekuensi rendah melewatinya dengan resistansi yang rendah, sementara sinyal frekuensi tinggi akan dihambat oleh induktor dengan resistansi yang tinggi.
Dengan demikian, sinyal frekuensi rendah akan dengan mudah melewati induktor, sedangkan sinyal frekuensi tinggi akan melemah sebagai output pada rangkaian High Pass Filter ini.
Perlu diingat bahwa arus cenderung mengambil jalur dengan resistansi yang paling rendah. Karena induktor menawarkan resistansi yang tinggi terhadap sinyal frekuensi tinggi, sinyal frekuensi tinggi tidak akan melalui induktor dan akan mengambil jalur alternatif yang menawarkan resistansi rendah, yaitu jalur menuju output pada rangkaian RL Filter ini.
Di sisi lain, sinyal frekuensi rendah akan melewati jalur melalui induktor karena induktor menawarkan resistansi yang rendah untuk sinyal frekuensi rendah.
Rumus High Pass RL Filter
Rumus yang digunakan untuk mencari titik cut-off frekuensi pada sebuah rangkaian RL adalah:
- f = R / (2πL)
Keterangan:
- f adalah frekuensi dalam satuan Hz (Hertz).
- π adalah nilai konstanta matematika sekitar 3.14.
- R adalah nilai resistor dalam satuan Ohm (Ω).
- L adalah 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 3,39 kHz.
Ini berarti semua frekuensi di atas 3,39 kHz akan melewati rangkaian tanpa mengalami pelemahan, sementara sinyal frekuensi di bawah 3,39 kHz akan dilemahkan atau diblokir. Semakin rendah frekuensinya dari 3,39 kHz, semakin besar pelemahannya.
Baca Juga :
- Pengertian Rheostat, Fungsi dan Prinsip Kerjanya
- Pengertian Motor DC Beserta Fungsi & Prinsip Kerjanya
- Pengertian IC Beserta Fungsi dan Jenisnya Secara Lengkap
- Pengertian Elektronika & Penerapanya Secara Lengkap
Penutup
Demikianlah artikel finoo.id ini menguraikan pengertian High Pass Filter, sebuah komponen elektronik yang memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi teknologi, mulai dari perangkat audio hingga sistem komunikasi.
High Pass Filter bekerja dengan menghilangkan frekuensi di bawah titik cut-off tertentu, memungkinkan sinyal dengan frekuensi lebih tinggi untuk melewatinya, dan oleh karena itu, dinamai demikian.
Melalui pemahaman tentang High Pass Filter, kita dapat lebih memahami dan menghargai kompleksitas dan kecanggihan teknologi yang kita gunakan setiap hari.
Teruslah belajar dan menjelajahi dunia elektronik untuk memperdalam pengetahuan kalian. Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kalian.
