Empat Pilar – Pengertian High Pass Filter dan Cara Kerjanya Secara Lengkap. Artikel ini menjelaskan pengertian high pass filter, cara kerjanya, serta aplikasi dan pentingnya dalam kehidupan sehari-hari. Baca lebih lanjut untuk memahami konsepnya secara lengkap.
Sahabat pembaca yang budiman, sudah tahu kah kamu tentang pengertian high pass filter dan cara kerjanya secara lengkap? Kalau belum, tenang saja, pada kesempatan kali ini kita akan mengupas tuntas topik tersebut.
High pass filter merupakan salah satu konsep penting dalam bidang elektronik dan teknologi, terutama dalam pemrosesan sinyal. Jadi, mari kita mulai petualangan kita dalam memahami dunia high pass filter ini.
Pengertian High Pass Filter (HPF)
High Pass Filter (HPF) adalah sebuah penyaring frekuensi yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi untuk melewati filter dan menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah.
Dengan kata lain, sinyal dengan frekuensi tinggi lebih mudah melewati HPF, sementara sinyal dengan frekuensi rendah akan dihambat atau dipersulit untuk melewatinya. Idealnya, HPF tidak akan melewatkan sinyal dengan frekuensi di bawah frekuensi cut-off.
HPF secara prinsip merupakan kebalikan dari Low Pass Filter (LPF). Di dalam bahasa Indonesia, HPF juga dikenal sebagai Tapis Lolos Tinggi, Tapis Pelewat Tinggi, atau Penyaring Lolos Atas.
HPF dapat dibuat dengan menggunakan komponen pasif seperti Resistor dan Kapasitor atau Induktor. High Pass RC Filter dibuat dengan Resistor dan Kapasitor, sementara High Pass RL Filter dibuat dengan Resistor dan Induktor.
Filter pasif menggunakan komponen pasif tanpa elemen penguat seperti Transistor atau Op-Amp sehingga tidak memiliki penguatan sinyal. Oleh karena itu, tingkat OUTPUT dari HPF selalu lebih rendah dari tingkat INPUT-nya.
Cara Kerja High Pass Filter
Setelah memahami Pengertian High Pass Filter, selanjutnya ada beberapa cara kerja High Pass Filter (HPF) yang perlu kamu ketahui, diantaranya adalah:
1. Filter dengan Penguat
Suatu filter memerlukan penguat untuk memperoleh kualitas filter yang lebih baik.
2. Penguat Inverting
Penguat inverting, juga dikenal sebagai penguat membalik, adalah suatu jenis penguat di mana sinyal keluaran dari penguatan memiliki beda fase sebesar 180° dengan sinyal masukannya, yang mengakibatkan pembalikan fasa sebesar 180°.
Rangkaian penguat inverting dapat dilihat pada gambar di atas. Besar penguatan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Keterangan:
- Av = besar penguatan
- R2 = resistor feedback (Rf)
- R1 = resistor input
3. Penguat Non-Inverting
Penguat non-inverting, juga dikenal sebagai penguat yang tidak membalik, adalah suatu jenis penguat di mana sinyal keluaran dari penguatan memiliki fase yang sama dengan sinyal masukannya.
Dengan kata lain, tidak terjadi pembalikan fase antara sinyal input dan output. Rangkaian penguat non-inverting dan rumusnya dapat dilihat pada gambar di atas.
Dua Jenis Konfigurasi Utama High Pass Filter
Seperti yang disebutkan sebelumnya mengenai Pengertian High Pass Filter, selanjutnya 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 pembahasan singkat mengenai kedua konfigurasi High Pass Filter Pasif ini.
1. High Pass RC Filter
Penyaring Lolos Atas RC atau High Pass RC Filter adalah jenis penyaring frekuensi yang terdiri dari komponen pasif yaitu Resistor (R) dan Kapasitor (C).
Fungsinya adalah untuk meneruskan sinyal frekuensi tinggi dan sekaligus 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 ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Dalam rangkaian High Pass RC Filter tersebut, Kapasitor (C) merupakan komponen reaktif yang menawarkan resistansi yang berbeda terhadap sinyal frekuensi yang berbeda yang masuk melaluinya.
Kapasitor akan menunjukkan resistansi yang tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC, sedangkan resistansi akan rendah terhadap sinyal frekuensi tinggi.
Karena karakteristik Kapasitor tersebut, sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC akan dihalangi dan tidak dapat melewati kapasitor tersebut, sehingga hanya sinyal frekuensi tinggi saja yang dapat melewati kapasitor tersebut.
Jenis Kapasitor ini juga berfungsi sebagai Kapasitor kopling (Coupling Capacitor) karena dapat melewatkan sinyal AC tetapi memblokir sinyal DC.
Penyaring Lolos Atas (HPF) merupakan jenis penyaring frekuensi yang banyak digunakan dalam berbagai jenis rangkaian, salah satunya adalah rangkaian Mikrofon.
Mikrofon adalah perangkat yang memerlukan daya DC untuk beroperasi dan membutuhkan sinyal AC seperti suara manusia dan musik sebagai sinyal INPUT-nya.
Dengan kata lain, sinyal DC hanya diperlukan sebagai daya agar mikrofon dapat beroperasi, namun tidak boleh muncul pada OUTPUT yang bersinyal AC (Audio).
Oleh karena itu, untuk meneruskan sinyal Audio yang berbentuk sinyal AC dan memblokir sinyal DC, kita memerlukan rangkaian High Pass Filter (HPF) atau Penyaring Lolos Atas.
a. Cara Membuat High Pass RC Filter
Setelah memahami cara kerja High Pass Filter, kita dapat merakit rangkaian High Pass Filter secara mandiri. Untuk membuat rangkaian High Pass Filter, diperlukan Resistor dan Kapasitor.
Contohnya, kita dapat menggunakan Resistor 10KΩ dan Kapasitor Keramik bernilai 10nF. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar di atas (Rangkaian HPF RC Filter).
Rumus High Pass RC Filter
Rumus yang digunakan untuk menemukan titik cut-off Frekuensi dari rangkaian RC High Pass Filter adalah :
- 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)
Diketahui
- π = 3.14
- R = 1KΩ atau 1000Ω
- C = 10nF atau 10 x 10-9 atau 0.000000001F
- f = ?
Penyelesaian
- f = 1/2πRC
- f = 1/2 (3.14)(1000)(0.000000001)
- f = 15.923,57 Hz atau sekitar 15,9KHz
Rangkaian High Pass RC Filter di atas akan melewatkan frekuensi yang lebih tinggi dari 15.923,57Hz dan memblokir atau melemahkan frekuensi yang lebih rendah dari 15.923,57Hz.
Semakin jauh dan rendah frekuensi dari 15.923,57Hz, semakin besar pelemahannya.
Misalnya jika kita memasukkan sinyal AC dengan frekuensi 100Hz ke dalam rangkaian High Pass RC Filter tersebut, Kapasitor akan memblokir atau melemahkan sinyal tegangan ini sehingga tidak akan melewati jalur OUTPUT.
Hal ini dapat diamati dengan menggunakan Osiloskop. Namun, jika kita memasukkan sinyal AC dengan frekuensi 20KHz, sinyal ini tidak akan diblokir atau dilemahkan dan mudah melewati Kapasitor pada rangkaian tersebut.
Hal ini disebabkan oleh resistansi Kapasitor yang sangat rendah pada frekuensi tinggi sehingga frekuensi tinggi tersebut 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 dilewatkan, tetapi memblokir atau melemahkan sinyal frekuensi rendah.
Untuk merakit Rangkaian High Pass RL Filter ini, Induktor ditempatkan secara paralel dengan sinyal sumber daya yang memasuki rangkaian, sedangkan Resistor ditempatkan secara seri dengan sinyal INPUT, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Rangkaian di atas adalah rangkaian High RL Filter yang memungkinkan sinyal frekuensi tinggi dilewatkan dan sinyal frekuensi rendah dilemahkan.
Sama seperti Kapasitor, Induktor juga merupakan komponen reaktif yang resistansinya dapat berubah tergantung pada frekuensi sinyal yang melewatinya. Induktor akan membiarkan sinyal frekuensi rendah melewatinya dengan resistansi yang rendah, sedangkan sinyal frekuensi tinggi akan dihambat atau dilemahkan dengan resistansi yang tinggi.
Dengan demikian, sinyal frekuensi rendah akan mudah melewati Induktor sedangkan sinyal frekuensi tinggi akan diblokir atau dilemahkan sebagai OUTPUT pada rangkaian High Pass Filter ini.
Rangkaian di atas menggunakan prinsip kerja Reaktansi Induktif. Perlu diingat bahwa arus akan mengambil jalur yang memiliki resistansi 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 ke OUTPUT pada rangkaian RL Filter ini.
Di sisi lain, sinyal frekuensi rendah akan melewati jalur ke Induktor karena Induktor menawarkan resistansi yang rendah untuk sinyal frekuensi rendah.
a. Cara Membuat High Pass RL Filter
Untuk membuat rangkaian High Pass RL Filter, kita memerlukan Resistor dan Induktor. Kita dapat memantau hasilnya menggunakan Osiloskop, sementara sumber sinyal frekuensi dapat diberikan melalui sebuah alat yang disebut dengan Function Generator atau Signal Generator.
Pada contoh ini, Resistor yang digunakan memiliki nilai 10KΩ dan Induktor memiliki nilai 470mH. Konfigurasi rangkaian dapat dilihat pada gambar di atas.
Rumus High Pass RL Filter
Rumus yang digunakan untuk menemukan titik cut-off Frekuensi dari rangkaian RL adalah :
- f = R / 2πL
Dimana :
- 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 = ?
- f = R / 2πL
- f = 10.000 / 2 (3.14)(0.47)
- f = 3.387,99 atau sekitar 3,39kHz.
Dengan konfigurasi ini, semua Frekuensi di atas 3,39KHz akan melewati rangkaian tanpa adanya penurunan amplitudo, sementara sinyal frekuensi di bawah 3,39KHz akan dilemahkan atau diblokir.
Semakin rendah frekuensinya dari 3,39KHz, semakin besar penurunan amplitudo yang terjadi.
Penutup
Sebagai penutup, empatpilar.com telah membahas secara lengkap mengenai pengertian High Pass Filter dan cara kerjanya.
High Pass Filter merupakan komponen penting dalam berbagai aplikasi sistem elektronik dan audio, yang bertujuan untuk menghilangkan frekuensi rendah dan melewatkan frekuensi tinggi.
Dengan memahami prinsip kerja dan karakteristik High Pass Filter, kita dapat mengaplikasikannya dengan tepat sesuai kebutuhan.
Semoga artikel mengenai Pengertian High Pass Filter ini dapat membantu Kalian dalam memahami konsep High Pass Filter dan menginspirasi Kalian untuk terus eksplorasi dalam bidang elektronika dan audio.
Selamat mencoba!
