Empat Pilar – Pengertian Band Stop Filter (BSF), Karakteristik, Rumus dan Cara Perhitungannya. Dapatkan pemahaman menyeluruh tentang Pengertian Band Stop Filter (BSF) dan Cara Kerjanya Secara Lengkap dalam artikel ini, lengkap dengan FAQs dan contoh yang bermanfaat.
Dalam dunia teknologi dan elektronik, pemrosesan sinyal adalah hal yang sangat penting. Salah satu komponen yang sering digunakan dalam sistem pemrosesan sinyal adalah Band Stop Filter (BSF).
Artikel ini akan membahas Pengertian Band Stop Filter (BSF) dan Cara Kerjanya Secara Lengkap, dengan penjelasan mudah dipahami dan contoh-contoh yang bermanfaat.
Band Stop Filter, juga dikenal sebagai “notch filter” atau “band-reject filter”, adalah sebuah komponen dalam sistem pemrosesan sinyal yang berfungsi untuk menghilangkan atau melemahkan frekuensi tertentu dalam rentang frekuensi yang ada. BSF memiliki berbagai aplikasi dalam sistem komunikasi, audio, dan instrumen pengukuran.
Pengertian Band Stop Filter (BSF) atau Notch Filter
Band Stop Filter (BSF) atau Notch Filter adalah jenis filter atau penyaring frekuensi yang bertujuan untuk menolak atau memblokir frekuensi yang berada di antara dua titik cut-off.
Filter ini akan melewati semua frekuensi di bawah titik cut-off tertentu dan di atas titik cut-off tertentu. Dengan kata lain, Band Stop Filter akan membiarkan melewati semua frekuensi di luar rentang cut-off tersebut.
Band Stop Filter, atau yang juga dikenal sebagai Notch Filter, sebenarnya merupakan kombinasi dari Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) dan High Pass Filter (Tapis Lolos Atas) yang dihubungkan secara paralel.
Ini berbeda dengan Band Pass Filter yang menghubungkan Low Pass Filter dan High Pass Filter secara seri. Selain itu, Band Stop Filter juga dikenal dengan sebutan Band-Elimination Filter atau Band-Reject Filter.
Perlu dicatat bahwa karakteristik Band Stop Filter (BSF) berlawanan dengan karakteristik Band Pass Filter (BPF).
Ketika sinyal input diterapkan, frekuensi rendah akan melewati Low Pass Filter pada rangkaian BSF, sedangkan frekuensi tinggi akan melewati High Pass Filter pada rangkaian BSF. Hal ini terlihat dalam diagram blok dan bentuk karakteristik Band Stop Filter di atas.
Dari gambar karakteristik di atas, dapat dilihat bahwa fL merupakan frekuensi cut-off pada Low Pass Filter dan fH adalah frekuensi cut-off pada High Pass Filter. Sementara itu, frekuensi tengah (frekuensi center) atau fC dihitung dengan rumus fC = √(fL x fH).
Karakteristik Band Stop Filter
Setelah mengetahui Pengertian Band Stop Filter (BSF), selanjutnya perlu diketahui bahwa karakteristik Band Stop Filter (BSF) berbeda dengan karakteristik Band Pass Filter (BPF). Ketika sinyal input diberikan, frekuensi rendah akan dilewatkan melalui Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) pada rangkaian BSF.
Sementara itu, frekuensi tinggi akan dilewatkan melalui High Pass Filter pada rangkaian BSF, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Dari gambar tersebut, dapat terlihat bahwa fL adalah frekuensi cut-off pada Low Pass Filter, sedangkan fH adalah frekuensi cut-off pada High Pass Filter. Selain itu, frekuensi tengah (frekuensi center) atau fc dihitung dengan rumus fc = √(fL x fH).
Respon Frekuensi
Untuk filter ini, respons frekuensinya dapat ditunjukkan melalui gambar di bawah ini, di mana respons frekuensi akan digambarkan menggunakan frekuensi dan gain.
Filter ini menggunakan mekanisme switching kapasitor untuk mengubah karakteristik output filter yang melewati tinggi dan melewati rendah, serta menyerupai filter ideal. Gain pada filter ini harus sama antara gain pada pass band dengan gain pada low pass dan high pass filter.
Pada filter ini, gain ideal pada band pass harus Amax dan gain pada stop band harus nol. Namun, kemungkinan terdapat daerah transisi pada bagian filter high pass dan low pass. Untuk mengukur ripple pada band pass dan band stop, dapat menggunakan 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
Rangkaian Band Stop Filter
Sudah paham Pengertian Band Stop Filter (BSF)? Nah seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Band Stop Filter atau Band Reject Filter pada dasarnya terdiri dari dua filter, yaitu Low Pass Filter dan High Pass Filter, yang kemudian dihubungkan secara paralel. Contoh rangkaian dasar dari Band Stop Filter dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Rumus Band Stop Filter
Rumus atau persamaan yang digunakan dalam Band Stop Filter pada dasarnya sama dengan rumus yang digunakan dalam Low Pass Filter dan High Pass Filter. Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk penyaringan frekuensi dengan menggunakan Band Stop Filter:
f = 1/2πRC
Dimana :
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 Stop Filter
Masih dalam pembahasan mengenai Pengertian Band Stop Filter (BSF) selanjutnya, sebuah rangkaian Band Stop Filter dirancang menggunakan komponen RC (Resistor – Kapasitor) untuk melewatkan frekuensi di bawah 300 Hz dan frekuensi di atas 1 kHz. Kapasitor yang digunakan dalam rangkaian tersebut adalah 0,1 µF. Berapakah resistor yang harus digunakan dalam rangkaian Band Stop Filter tersebut?
Penyelesaian
Perhitungannya dibagi menjadi dua tahapan perhitungan yaitu perhitungan tahapan pada bagian LOW PASS FILTER dan tahapan pada bagian HIGH PASS FILTER.
1. Tahap Perhitungan pada LOW PASS FILTER
Untuk mencari nilai resistor RL yang diperlukan untuk mendapatkan frekuensi cut-off fL sebesar 300 Hz dengan menggunakan kapasitor 0,1 µF, dapat dihitung melalui perhitungan berikut ini:
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
Dalam kesimpulan, artikel ini telah membahas tentang Pengertian Band Stop Filter (BSF), Karakteristik, Rumus dan Cara Perhitungannya secara komprehensif.
Band Stop Filter merupakan salah satu jenis filter dalam dunia elektronika yang digunakan untuk menghilangkan frekuensi tertentu dalam rentang frekuensi yang ada.
Karakteristik utama dari BSF adalah kemampuannya untuk melewatkan frekuensi di bawah dan di atas rentang frekuensi yang dihentikan, sehingga hanya frekuensi yang tidak diinginkan saja yang terfilter.
Melalui rumus dan cara perhitungan yang telah dijelaskan, kita dapat dengan mudah menentukan nilai-nilai komponen yang diperlukan dalam rangkaian filter ini.
Diharapkan, pemahaman mengenai Band Stop Filter ini dapat membantu para pembaca dalam mengaplikasikan teknologi ini dalam berbagai proyek elektronik yang memerlukan pengendalian frekuensi yang lebih baik dan efisien.
Semoga artikel dari empatpilar.com mengenai Pengertian Band Stop Filter (BSF) ini, bisa bermanfaat dan memberikan wawasan yang lebih luas mengenai Band Stop Filter, serta menjadikan Kalian lebih percaya diri dalam menghadapi tantangan yang ada di dunia elektronika. Selamat mencoba dan terus eksplorasi pengetahuan Kalian!
