Filter - Low Pass Filter Menggunakan Komponen Pasif Rc

Hello sahabat Gamma pada kesempatan kali ini saya bakal menulis sebuah artikel tentang rangkaian “Low Pass Filter” atau “Tapis Lolos Rendah”. Di sini kita bakal mempelajari mengenai filter sederhana menggunakan komponen pasif yaitu resistor serta kapasitor (rangkaian RC). Kita juga bakal mempelajari bagaimana cara membuat sebuah filter buat meredam frekuensi tertentu (Lihat Contoh Soal). Baik Untuk mempersingkat waktu langsung saja kita mulai.

A. Low Pass Filter

Low Pass Filter yakni sebuah rangkaian yang dibuat buat meredam frekuensi tinggi yang tak kita inginkan dari sebuah sinyal listrik serta cuma meloloskan sinyal listrik dengan frekuensi rendah sesuai yang kita inginkan.

Low Pas Filter dapat dibuat menggunakan komponen-komponen pasif seperti resistor, kapasitor serta induktor. Untuk filter frekuensi rendah (yaitu di kalau 100 kHz), pada umumnya filter pasif dapat dibuat menggunakan rangkaian RC sederhana (yang terdiri atas komponen pasif Resistor serta Kapasitor), sedangkan buat melakukan filter pada frekuensi yang lebih tinggi (di atas 100kHz) pada umumnya dibuat menggunakan komponen-komponen pasif RLC (Resistor-Induktor-Kapasitor). Pada umumnya ada tiga jenis filter, yaitu : Low Pass Filter, High Pass Filter, serta Band Pass Filter.

1. Low Pass Filter (LPF) yakni jenis filter yang dirancang buat meloloskan frekuensi rendah di bawah frekuensi cut-off dari sinyal listrik serta meredam frekuensi tinggi di atas frekuensi cut-off.
2. High Pass Filter (HPF) adalah kebalikan dari filter LPF di mana filter ini bakal meredam sinyal-sinyal listrik berfrekuensi rendah di bawah frekuensi cut-off serta meloloskan sinyal listrik berfrekuensi tinggi di atas frekuensi cut-off.
3. Band Pass Filter (BPF) adalah filter gabungan antara High Pass Filter serta low Pass Filter. Filter jenis ini bakal meloloskan sinyal listrik yang memiliki frekuensi pada rentang tertentu.

Baca Juga : Filter serta Rangkaian RC - Low Pass Filter Dan High Pass Filter

B. Low Pass Filter menggunakan Rangkaian RC

Filter LPF yang paling sederhana dapat dibuat menggunakan komponen resistor serta kapasitor. Filter ini dibuat dengan cara menghubungkan satu resistor serta kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan tegangan input. Untuk output tegangan pada Low Pass Filter diambil pada komponen kapasitor. kalau kita mengambil output tegangan pada komponen resistor maka itu adalah filter High Pass Filter. Berikut yakni desain rangkaian Low Pass Filter menggunakan komponen RC.

Pada rangkaian di atas dapat dilihat kalau tegangan keluaran dari Low Pass Filter diambil dari komponen Kapasitor. Karena pada umumnya fungsi filter yakni buat meloloskan atau meredam frekuensi dari sinyal listrik sesuai dengan yang kita inginkan, maka kita dapat mendefinisikan karakteristik dari filter tersebut menggunakan kurva respon frekuensi.

Ada dua jenis filter, yaitu filter aktif serta filter pasif. Filter aktif adalah filter yang menggunakan komponen aktif seperti penguat yang bertujuan buat menguatkan sinyal frekuensi setelah filter. Penguat dibutuhkan karna saat frekuensi sinyal setelah di filter sangat kecil sehingga bakal sulit dibaca maka dibutuhkan penguat agar sinyal tersebut dapat dibaca. Sedangkan filter pasif cuma terdiri dari komponen pasif serta tak membutuhkan penguat buat memperkuat sinyal.

Pada artikel saya sebelumnya “Filter serta Rangkaian RC - Low Pass Filter Dan High Pass Filter”. Pada artikel tersebut telah saya bahas kalau Reaktansi Kapasitif (Xc) dari sebuah resistor sangat bergantung pada variabel frekuensi. Ketika frekuensi input tinggi maka Reaktansi Kapasitif bakal kecil, sedangkan saat frekuensi input rendah maka reaktansi kapasitif meningkat. Persoalan ini dikarenakan reaktansi kapasitif berbanding terbalik terhadap frekuensi. Dengan pengetahuan ini maka kita output keluaran pada rangkaian Low Pass Filter bakal sangan berpengaruh pada frekuensi.

Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian ini adalah rangkaian yang tersusun dari dua buah resistor. Dimana output tegangan dapat kita hitung menggunakan persamaan pembagi tegangan.

Pada rangkaian Low Pass Filter yang tersusun dari komponen RC, maka kita cuma menggantikan R2 pada rangkaian tersebut dengan sebuah kapasitor (C). Besarnya Resistansi Kapasitif (Xc) dari kapasitor tersebut dapat kita hitung menggunakan persamaan:

Dimana j yakni bilangan imajiner.

Dari rangkaian Low Pass Filter, komponen Resistor serta Kapasitor tersusun secara seri. Maka impedansi rangkaian tersebut dapat kita hitung menggunakan persamaan berikut:

Kemudian, dengan menggunakan konsep pembagi tegangan maka kita dapat menghitung tegangan keluaran dari sebuah rangkaian Low Pass Filter. Dengan cara menggantikan resistansi dari resistor R2 dengan reaktansi kapasitif dari kapasitor sehingga diperoleh

Dengan j yakni bilangan kompleks. Dimana besarnya rasio tegangan keluaran dengan tegangan input adalah

Persamaan di atas adalah persamaan buat menghitung tegangan keluaran dari filter LPF sederhana yang tersusun atas komponen Resistor serta Kapasitor. Karena Xc memiliki pengaruh terhadap frekuensi maka tegangan keluaran dari rangkaian RC juga berpengaruh terhadap frekuensi. Besarnya penguatan tegangan (G) didefinisikan sebagai rasio tegangan output dengan tegangan input (G = Vout/Vin). Akan namun filter sering kali menggunakan penguatan daya, dimana penguatan daya ini jika diungkapkan dalam desibel (dB) adalah

Dengan mengambil nilai omega :

Maka bakal diperoleh besarnya penguatan sebesar -3dB. Ini terjadi pada saat frekuensinya sama dengan frekuensi cut-off (fc).

Contoh Soal Low Pass Filter

Sebuah rangkaian Low Pass Filter yang terdiri dari resistor 4,7 KOhm terhubung secara seri dengan sebuah kapasitor 47nF serta dihubungkan dengan tegangan input sebesar 10 Volt sinusoidal. Hitunglah tegangan keluaran dari rangkaian Low Pass Filter pada saat frekuensi input sebesar 100 Hz serta 10 KHz ?

Solusi:

Diketahui:

Vin = 10 Volt

R = 4,7 KOhm = 4700 Ohm

C = 47 nF = 47 . 10^-9 F

Ditanya : Vout = .....?

Untuk Frekuensi 100 Hz

Gunakan Persamaan Resistensi Kapasitif buat menghitung resistansi kapasitor pada frekuensi 100 Hz . maka diperoleh:

Tegangan keluaran rangkaian Low Pass Filter dapat dihitung menggunakan persamaan

Untuk Frekuensi 10 KHz

Gunakan Persamaan Resistensi Kapasitif buat menghitung resistansi kapasitor pada frekuensi 100 Hz . maka diperoleh:

Tegangan keluaran rangkaian Low Pass Filter dapat dihitung menggunakan persamaan

Jadi, tegangan keluaran rangkaian Low Pass Filter pada frekuensi input 100 Hz yakni 9,9 Volt serta pada frekuensi 10 KHz yakni 0,72 Volt. hal ini membuktikan kalau rangkaian Low Pass Filter bakal meredam sinyal listrik berfrekuensi tinggi serta meloloskan sinyal listrik berfrekuensi rendah.

Contoh Soal Low Pass Filter

Suatu sinyal pengukuran memiliki frekuensi ≤ 1kHz, serta mengandung noise dengan frekuensi 1 MHz. Rancanglah sebuah filter yang meredam noise tersebut menjadi 1 %. Dan bagaimana pengaruh filter tersebut terhadap sinyal pengukuran pada frekuensi maksimumnya (1 kHz).

Solusi:

Gunakan persamaan Low Pass Filter buat meredam noise pada frekuensi 1 MHz sebesar 1%.

Misalkan kita merancang rangkaian Low Pass Filter menggunakan kapasitor sebesar 0,01 μF maka, besar resistor yang perlu kita gunakan dalam rangkaian adalah

Untuk melihat seberapa besar pengaruh filter terhadap sinyal 1 kHz, maka kita dapat memeriksanya menggunakan persamaan :

Jadi sinyal pengukuran pada frekuensi maksimum cuma teredam sebesar 0,5%.

Baca Juga:

• Laporan Praktikum Elektronika Dasar 1 - Penguat Pengikut Emitor
• Laporan Praktikum Elektronika Dasar 1 - Penguat Emitor Ditanahkan
• Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - Pembangkit Gelombang (Osilator)
• Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - Tapis Lolos Rendah Aktif

Mungkin itu saja pembahasan kalai ini, jangan lupa Like, komen serta Follow blog ini agar kalian tak ketinggalan update artikel terbaru. Mari sama-sama kita membangun blog ini agar kita sama-sama membuat artikel yang bermanfaat lainya. Silahkan tulus di kolom komentar kira-kira artikel apa yang kalian mau saya tuliskan serta terima kasih telah berkunjung.

Bagikan Artikel ini