Filter

254

PENAPIS

(FILTER)

12.1 Pendahuluan

Pada prinsipnya sebuah penapis (filter) merupakan salah satu contoh aplikasi

dari berbagai rangkaian RC , RL dan RLC . Secara sederhana rangkaian-

rangkaian penapis tersebut dapat dikelompokan ke dalam 2 (dua) bagian, yaitu:

1. Rangkaian penapis pasif (passive filter).

2. Rangkaian penapis aktif (active filter).

Pada dasarnya rangkaian penapis pasif (passive filter) disusun dengan

menggunakan kombinasi resistor, kapasitor dan induktor, sedangkan rangkaian

penapis aktif (active filter) merupakan kombinasi antara rangkaian penapis pasif

dan rangkaian penguat (amplifier). Pada bagian ini kita akan membahas mengenai

rangkaian penapis pasif, sedangkan rangkaian penapis aktif akan dibahas pada

bagian berikutnya.

Pada prinsipnya sebuah rangkaian penapis (filter) merupakan sebuah

rangkaian yang dirancang untuk melewatkan sinyal-sinyal yang memiliki

frekuensi pada jalur (band) tertentu yang disebut dengan passband, sedangkan

sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi di luar jalur tersebut akan dilemahkan

(attenuation) oleh rangkaian penapis (filter) dan disebut sebagai jalur-jalur

pelemahan (attenuation bands) atau jalur perhentian (stopband).

Konfigurasi rangkaian filter tersebut dirancang dengan memanfaatkan sifat-

sifat dari resistor, kapasitor dan induktor. Sebuah filter akan melewatkan sinyal-

sinyal pada jalur frekuensi (band) tertentu dengan memanfaatkan sifat kapasitor

dan induktor yang reaktif. Kapasitor dan induktor tersebut dikonfigurasikan

sebaik mungkin sehingga memiliki sifat reaktif yang sesuai dengan karakteristik

sinyal pada jalur frekuensi tertentu, sedangkan untuk melemahkan (attenuation)

sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi di luar jalur frekuensi (band) digunakan

sifat resistif yang terkandung pada resistor. Konfigurasi kapasitor dan induktor

tersebut akhirnya membentuk sebuah jalur yang dapat melewatkan sinyal-sinyal

255

pada jalur frekuensi tertentu (band) yang disebut dengan passband, sedangkan

konfigurasi resistor membentuk sebuah jalur yang tidak dapat melewatkan sinyal-

sinyal pada jalur frekuensi tertentu karena telah dilakukan pelemahan terhadap

sinyal-sinyal tersebut dan jalur ini disebut dengan jalur pelemahan (attenuation

band). Pada jalur yang dapat dilewati (passband) tersebut tidak terjadi pelemahan

(attenuaton) terhadap sinyal, sedangkan pada jalur pelemahan (attenuation band)

terjadi pelemahan terhadap sinyal dan di antara jalur yang dilewati (passband) dan

jalur pelemahan (attenuation band) merupakan frekuensi terputus (cutt-off

frequency).

Pada dasarnya rangkaian-rangkaian penapis (filter) tersebut sering digunakan

untuk keperluan pada setiap jenis komunikasi elektronika (electronic

communication) dan perlengkapan kendali (control equipment). Pada aplikasi-

aplikasi tersebut penapis (filter) diharapkan dapat menapis (filtering) secara

selektif suatu frekuensi atau serentang frekuensi dari sebuah campuran frekuensi-

frekuensi yang berbeda di dalam sebuah rangkaian. Salah satu aplikasi lainnya

dari rangkaian penapis (filter) adalah sebuah sistem stereo (high-performance

stereo system) yang membutuhkan penapis untuk memisahkan frekuensi audio

(audio frequency) yang akan dikuatkan (amplified) atau dilemahkan (attenuation)

agar menghasilkan kualitas suara yang baik (best quality sound) dan efisiensi daya

(power efficiency). Filter pada sistem stereo tersebut akan melemahkan sinyal

yang memiliki frekuensi rendah (low-frequeny signals) untuk diberikan ke tweeter

(high frequency speaker) karena tweeter sangat tidak efisien dalam menghasilkan

sinyal-sinyal frekuensi rendah seperti irama (beat) drum. Pengaturan filter pada

sistem stereo tersebut dilakukan melalui equalizer, yaitu suatu perangkat audio

yang dapat mengatur (adjusted) sinyal-sinyal audio agar sesuai dengan rasa

pendengar (listener taste) dan karakteristik akustik (acoustic characteristic).

12.1.1 Karakteristik Filter

Pada prinsipnya istilah penapis (filter) digunakan untuk menggambarkan

rangkaian-rangkaian elektronik yang dapat memilih frekuensi (frequency-

selective). Rangkaian-rangkaian elektronik tersebut akan melewatkan (passband)

256

sejumlah sinyal pada jalur frekuensi tertentu dan melemahkan (attenuation)

sinyal-sinyal di luar jalur frekuensi tersebut. Filter yang terbuat dari rangkaian

elektronik tersebut dapat dianalogikan sebagai sebuah kain penyaring (lint) yang

terdapat pada sebuah alat pengering (dryers). Kain penyaring pada alat pengering

tersebut akan melewatkan udara bersih tetapi menahan kotoran-kotoran seperti

debu dan partikel-partikel berbahaya lainnya. Filter pada bidang elektronika juga

seperti kain penyaring tersebut, filter tersebut akan melewatkan sinyal-sinyal

sesuai dengan konfigurasi yang telah disusun oleh seorang perancang rangkaian

(circuit designer) dan melemah sinyal-sinyal lainnya.

Pada prinsipnya seorang perancang rangkaian (circuit designer) harus

terlebih dahulu mengetahui jalur frekuensi yang akan dilewatkan oleh penapis

(filter) dan yang akan dilemahkan oleh penapis. Jalur-jalur frekuensi tersebut akan

menentukan kofigurasi penapis (filter) yang digunakan, yaitu metode yang

digunakan oleh perancang rangkaian (circuit designer) untuk menghubungkan

komponen-komponen secara elektrik. Metode-metode yang akan

diimplementasikan tersebut akan menentukan jumlah keuntungan (advantage) dan

jumlah kerugian (disadvantage) yang akan diperoleh pada sistem penapis (filter).

Konfigurasi yang digunakan untuk membangun penapis (filter) tersebut akan

memudahkan kita untuk mengidentifikasinya serta mengklasifikasikannya. Setiap

penapis (filter) tersebut akan memiliki sebuah bentuk kurva karakteristik

(characteristic curve) yang juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi penapis.

12.1.2 Aplikasi

Berikut ini adalah beberapa contoh aplikasi dari rangkaian penapis (filter),

yaitu:

1. Sistem audio stereo (high-performance stereo system).

2. Catu daya (power supply).

3. Sistem komunikasi (communication system).

4. Sistem kendali (control system).

5. Instrumen riset kebisingan (research instrument for research).

257

12.1.3 Klasifikasi Filter

Pada prinsipnya terdapat beberapa cara untuk mengidentifikasikan suatu

penapis (filter), yaitu salah satunya dengan mengetahui bentuk kurva karakteristik

(characteristic curve) dan metode yang digunakan untuk menyusun penapis

tersebut. Penapis-penapis tersebut terkadang juga diberi nama sesuai dengan nama

yang menyusun konfigurasi penapis tersebut, seperti penapis (filter) Chebyshev

yang disusun oleh Chebysev dan penapis Butterworth yang disusun oleh

Butterworth. Nama-nama penapis tersebut akan memberikan informasi kepada

kita mengenai struktur sinyal keluarannya (output signal), seperti sebuah penapis

pemutus (sharp-cutoff filter) yang akan membuat sebuah perbedaan mencolok

(sharp distinction) di antara frekuensi-frekuensi yang akan lewat melaluinya dan

yang tidak akan lewat. Untuk mengklasifikasikan penapis-penapis tersebut

digunakan suatu pola (scheme) yang umum digunakan, yaitu suatu pola yang

tergantung pada rentang frekuensi-frekuensi yang dilewatkan (pass) dan yang

ditolak (reject) oleh penapis.

Pada dasarnya terdapat 4 (empat) jenis dasar penapis (filter) berdasarkan

pola yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu:

1. low-pass filter.

2. high-pass filter.

3. bandpass filter.

4. band-reject filter.

Perhatikan gambar 12.1 di bawah ini. Gambar tersebut menunjukan bentuk

kurva karakteristik (characteristic curve) yang dihasilkan oleh keempat jenis

penapis (filter) tersebut. Gambar 12.1(a) merupakan bentuk kurva karakteristik

low-pass filter. Bentuk kurva karakteristik low-pass filter tersebut melewatkan

semua frekuensi di bawah cf , tetapi menolak semua frekuensi di atas cf . Gambar

12.1(b) merupakan bentuk kurva karakteristik high-pass filter. Bentuk kurva

karakteristik tersebut menolak semua frekuensi di bawah cf , tetapi melewatkan

semua frekuensi di atas cf . Gambar 12.1(c) merupakan bentuk kurva karakteristik

bandpass filter. Bentuk kurva karakteristik tersebut hanya melewatkan sejumlah

258

frekuensi tertentu. Gambar 12.1(d) merupakan bentuk kurva karakteristik band

reject filter. Bentuk kurva tersebut menolak sejumlah frekuensi tertentu.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 12.1. Bentuk kurva karakteristik (characteristic curve): (a). low-pass

filter. (b). high-pass filter. (c). band-pass filter. (d). band reject filter.

12.2 Low-Pass Filter

Pada prinsipnya sebuah low-pass filter adalah sebuah rangkaian yang dapat

melewatkan sinyal-sinyal frekuensi rendah (low-frequency) secara mudah (easy

passage) tetapi menyulitkan sinyal-sinyal di luar frekuensi tersebut untuk

melewatinya (difficult passage). Low-pass filter tersebut memiliki 2 (dua)

rangkaian dasar yang dapat memenuhi tujuannya dan banyak sekali variasi dari

259

kedua rangkaian tersebut.

Pada dasarnya rangkaian low-pass filter tersebut disusun dengan

memanfaatkan impedansi induktor yang akan meningkat sesuai dengan

peningkatan frekuensi. Impedansi induktor yang tinggi tersebut pada hubungan

seri akan menjaga sinyal-sinyal frekuensi dari beban (load). Selain memanfaatkan

impedansi induktor tersebut low-pass filter juga memanfaatkan impedansi

kapasitor yang akan menurun sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi

kapasitor yang menurun tersebut pada hubungan paralel dengan beban akan

menjaga keluarnya sinyal-sinyal frekuensi tinggi (high frequency) ke beban

(load).

12.2.1 RC Low-Pass Filter

Gambar 12.2. Rangkaian dasar RC low-

pass filter.

Perhatikan sebuah rangkaian low-

pass filter yang terdapat pada gambar

12.2 di samping ini. Pada gambar

rangkaian low-pass filter tersebut

terlihat bahwa tegangan keluaran

(output voltage) adalah sama dengan

tegangan yang melintasi kapasitor.

Pada prinsipnya ketika tegangan masukan adalah tegangan dc (direct

current), yaitu tegangan yang tidak berosilasi (0 Hz), maka tegangan keluaran

(output voltage) pada low-pass filter tersebut akan bernilai sama dengan tegangan

masukan (input voltage). Nilai tegangan keluaran (output voltage) tersebut

menjadi sama dengan nilai tegangan masukannya (input voltage) karena nilai CX

pada tegangan dc (direct current) nilainya tidak terhitung (infinitely). Peningkatan

frekuensi masukan (input frequency) pada rangkaian low-pass filter tersebut akan

menyebabkan nilai CX menurun dan sebagai hasilnya nilai outV secara berangsur-

angsur akan menurun hingga mencapai sebuah frekuensi yang dinyatakan sebagai

frekuensi kritis (critical frequency, RX C ) dan disimbolkan dengan Cf . Secara

260

matematis frekuensi kritis (critical frequency) tersebut dinyatakan sebagai berikut:

CfRX

CC 2

1

RCf c 2

1

Sedangkan nilai tegangan keluaran (output voltage) pada frekuensi tertentu

berdasarkan pembagi tegangannya adalah sebagai berikut:

in

C

Cout V

XR

XV

22

Namun pada frekuensi kritis (critical frequency) nilai RX C , sehingga

nilai tegangan keluaranya (output voltage) dinyatakan sebagai berikut:

inout VRR

RV

22

inout VR

RV

22

inout VR

RV

2

inout VV

2

1

inout VV 707,0

Penurunan formula di atas menunjukan bahwa nilai keluaran pada low-pass

filter adalah bernilai 70,7% dari nilai masukannya ketika nilai RX C . Frekuensi

tersebut pada peristiwa ini dinyatakan sebagai frekuensi kritis (critical frequency).

Perbandingan antara tegangan keluaran (output voltage) dan tegangan masukan

(input voltage) pada frekuensi kritis tersebut (critical frequency) dapat dinyatakan

dalam satuan desibel seperti yang terlihat di bawah ini.

inout VV 707,0

707,0in

out

V

V

261

dbV

V

in

out 3707,0log20log20

12.2.2 RL Low-Pass Filter

Gambar 12.3 Rangkaian dasar RL low-

pass filter.

Perhatikan sebuah rangkaian

dasar low-pass filter yang ditunjukan

pada gambar 12.3 di samping ini. Pada

gambar tersebut terlihat bahwa

tegangan keluaran (output voltage)

dari RL low-pass filter merupakan

tegangan yang melewati resistor.

Tegangan keluaran (output voltage) tersebut akan bernilai sama dengan tegangan

masukan (input voltage) bila tegangan masukannya berupa tegangan dc (direct

current) sehingga menyebabkan LX terhubung singkat. Nilai LX tersebut akan

meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi pada tegangan masukan. Nilai

LX yang naik tersebut akan menyebabkan outV menurun secara berangsur-angsur

hingga frekuensi kritis (critical frequency) dicapai. Pada saat outV berada pada

frekuensi kritis tersebut maka nilai RX L dan dinyatakan secara matematis

sebagai berikut:

RLfC 2

L

RfC 2

RLfC 2

1

Sebagaimana pada low-pass filter RC, Vout = 0,707Vin dan tegangan keluaran

adalah -3 dB di bawah tegangan masukan (input voltage) pada frekuensi kritis

(critical frequency).

262

12.2.3 Karakteristik Frekuensi (respone-curve)

Gambar 12.4 Kurva karakteristik dari

sebuah low-pass filter.

Perhatikan gambar 12.4 di

samping ini. Pada gambar tersebut

terlihat kurva karakteristik yang

sebenarnya (actual response curve)

terjadi pada sebuah low-pass filter.

Pada kurva karakteristik tersebut 0 dB

merupakan titik referensi yang terjadi

saat inout VV , yaitu karena

dBVV inout 01log20log20 . Nilai

pada kurva karakteristik tersebut akan

jatuh dari dB0 hingga dB3 pada

frekuensi kritis (critical frequency)

dan kemudia terus-menerus menurun

hingga pada tingkat tertentu (fixed

rate).

12.2.4 Pergeseran Fase (phase shift)

Pada prinsipnya RC low-pass filter bertindak sebagai sebuah rangkaian

tertinggal fasa (lag circuit). Ketertinggalan fasa pada RC low-pass filter tersebut

dapat ditulis secara matematis sebagai berikut:

CX

R1tan

Pada frekuensi kritis (critical frequency) nilai RX C dan oleh karena itu

nilai o45 . Saat frekuensi masukan (input frequency) diturunkan, maka nilai

juga akan menurun hingga mendekati o0 ketika frekuensi masukan tersebut

mendekati nol dan digambarkan menjadi sebuah karakteristik seperti terlihat pada

gambar 12.5 di bawah ini.

263

Gambar 12.5 Karakteristik fasa dari sebuah low-pass filter.

Pada prinsipnya RL low-pass filter juga bertindak sebagai sebuah rangkaian

tertinggal fasa (lag circuit). Ketertinggalan fasa pada RL low-pass filter tersebut

dapat dinyatakan secara matematis sebagai berikut:

R

X L1tan

Sama seperti RC low-pass filter, pergeseran fasa dari 0 terhadap

keluarannya adalah o45 pada frekuensi kritis (critical frequency) dan akan

menurun untuk frekuensi di bawah cf .

12.3 High-Pass Filter

Gambar 12.6 (a). Blok diagram dari

sebuah high-pass filter.

Pada prinsipnya sebuah high-pass

filter akan melewatkan sinyal-sinyal

dengan frekuensi-frekuensi yang lebih

tinggi (higher frequencies) untuk lewat

dari masukan (input) menuju keluaran,

namun menolak frekuensi-frekuensi

yang lebih rendah (lower frequencies).

264

Perhatikan gambar 12.6. pada gambar tersebut terlihat sebuah diagram blok

dan sebuah karakteristik frekuensi umum (general response curve) untuk sebuah

high-pass filter. Frekuensi pada kurva karakteristik tersebut yang dilihat memiliki

akhir yang lebih rendah dari jalur yang dapat dilewati (passband) disebut sebagai

frekuensi kritis (critical frequencies), sama dengan low-pass filter, jalur frekuensi

yang dapat dilewati (passband) merupakan frekuensi yang keluarannya %7,70

dari nilai maksimum.

Gambar 12.6 (b). Kurva karakteristik frekuensi dari high-pass filter.

12.3.1 RC High-Pass Filter

Gambar 12.7 (a). Rangkaian dasar

sebuah RC high-pass filter.



terlihat sebuah rangkaian RC high-pass

filter. Rangkaian RC high-pass filter

tersebut memiliki tegangan keluaran

(output voltage) yang sama dengan

tegangan yang melintasi resistor.

265

Pada prinsipnya ketika frekuensi masukan (input frequency) pada rangkaian

RC high-pass filter tersebut berada pada frekuensi kritis (critical frequency),

RX C , maka tegangan keluarannya (output voltage) adalah inV707,0 , yaitu

sama seperti kasus low-pass filter. Peningkatan yang terjadi pada frekuensi

masukan (input frequency) di atas frekuensi kritis akan menyebabkan nilai CX

menurun hingga akhirnya tegangan keluaran (output voltage) meningkat dan

mendekati sebuah nilai yang sama dengan inV . Secara matematis frekuensi kritis

(critical frequency) tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:

RCf c 2

1

Nilai tegangan keluaran (output voltage) akan menurun dengan interval

dekadedB20 bila berada di bawah nilai frekuensi kritis (critical frequency).

Gambar 12.7 (b). Kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah RC

high-pass filter.

12.3.2 RL High-Pass Filter

Perhatikan gambar 12.8 di bawah ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah

rangkaian dasar RL high-pass filter. Tegangan keluaran (output voltage) pada

rangkaian RL high-pass filter tersebut merupakan tegangan yang melintasi

induktor.

266

Gambar 12.8 Rangkaian dasar sebuah

RL high-pass filter.

Pada prinsipnya ketika frekuensi

masukan rangkaian RL high-pass filter

berada pada nilai kritisnya (critical

frequency), RX L , maka nilai

tegangan keluarannya (output voltage)

adalah inV707,0 . Peningkatan yang

terjadi pada frekuensi masukan (input

frequency) di atas frekuensi kritis cf

akan menyebabkan nilai LX meningkat hingga menghasilkan peningkatan nilai

tegangan keluaran dan akan menyamai nilai inV . Secara matematis frekuensi kritis

(critical frequency) pada high-pass filter tersebut dapat dinyatakan dengan:

RLf c 2

1

12.3.3 Pergeseran Fasa Pada High-Pass Filter

Gambar 12.9 Kurva karakteristik fasa (phase characteristic) dari sebuah high-pass

filter.

Pada prinsipnya rangkaian RC dan RL high-pass filter bertindak sebagai

rangkaian pendahulu fasa (lead circuit). Secara matematis pergeseran fasa dari

masukan (input) terhadap keluaran (output) untuk rangkaian RC adalah:

267

R

X C1tan

Sedangkan pergesearn fasa untuk rangkaian RL adalah:

LX

R1tan

Pada frekuensi kritis (critical frequency) nilai RX L sehingga

menyebabkan nilai o45 . Peningkatan frekuensi akan menyebabkan nilai

menurun hingga o0 seperti yang terlihat pada kurva pergeseran fasa di gambar

12.9.

12.4 Band-Pass Filter

Gambar 12.10 Blok diagram dari

sebuah band-pass filter.

Pada prinsipnya sebuah band-pass

filter seperti yang disimbolkan pada

gambar 12.10 di samping ini akan

melewatkan sebuah jalur frekuensi

tertentu (band of frequencies) dan

melemahkan atau menolak semua

frekuensi yang berada di bawah

maupun di atas jalur frekuensi yang

diterima tersebut (passband).

Pada prinsipnya pita jalur (bandwith) dari sebuah band-pass filter merupakan

rentang frekuensi untuk arus dan oleh karena itu tegangan keluaran (output

voltage) bernilai sama atau lebih besar dari %7,70 dari nilainya pada frekuensi

resonansi (resonant frequency).

Secara matematis pita jalur (bandwith) dinyatakan sebagai:

12 cc ffBW

Di mana:

BW Jalur pita (bandwith)

1cf Frekuensi putus (cutoff frequency) yang lebih rendah

268

2cf Frekuensi putus (cutoff frequency) yang lebih tinggi.

Gambar 12.11 di bawah ini merupakan kurva karakteristik frekuensi

(response curve) dari sebuah band-pass filter.

Gambar 12.11 Kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah band-

pass filter.

12.4.1 Resonansi Seri Band-Pass Filter


resonansi seri (series resonant).



terlihat sebuah tipe resonansi seri band-

pass filter. Sebuah rangkaian resonansi

tersebut memiliki impedansi minimum

dan arus maksimum pada frekuensi

resonansi (resonant frequency), cf .

Nilai impedansi yang minimum dan

arus maksimum pada frekuensi

resonansi tersebut menyebabkan hampir

seluruh tegangan masukan (input

voltage) diberikan ke resistor, oleh

karena itu keluaran yang paralel dengan

R akan memiliki karakteristik band-

269

pass.

Gambar 12.12 (b). Kurva karakteristik

frekuensi (response curve) dari sebuah

rangkaian resonansi seri (series

resonant) band-pass filter.

Pada umumnya frekuensi

resonansi disebut sebagai frekuensi

pusat (center frequency), 0f . Pita jalur

pada band-pass tersebut ditentukan

oleh beberapa faktor, yaitu seperti

faktor kualitas (quality factor) Q dan

frekuensi resonansi (resonant

frequency) dari rangkaian tersebut,

dimana:

R

XQ L

Secara matematis formula untuk

jalur pita (bandwith) dapat dinyatakan

sebagai berikut:

Q

fBW 0

12.4.2 Resonansi Paralel Band-Pass Filter

Gambar 12.13 Rangkaian resonansi

paralel (parallel resonant) band-pass

filter.

Perhatikan 12.13 di samping ini.

Pada gambar tersebut terlihat sebuah

rangkaian resonansi paralel (parallel

resonant). Rangkaian resonansi paralel

tersebut memiliki impedansi maksimum

pada resonansi.

270

Pada prinsipnya rangkaian resonansi paralel (parallel resonant) bertindak

sebagai sebuah pembagi tegangan (voltage divider). Pada rangkaian resonansi

tersebut nilai impedansi rangkaian bejana (tank ciruit) bernilai lebih besar dari

nilai impedansi tahanan. Nilai impedansi yang besar pada rangkaian bejana (tank

circuit) tersebut menyebabkan hampir seluruh tegangan masukan (input voltage)

berada di titik keluaran (output) hingga menghasilkan sebuah tegangan keluaran

maksimum (maximum output voltage) pada frekuensi resonansi (resonant

frequency).

Nilai-nilai frekuensi yang berada di atas atau di bawah resonansi akan

menyebabkan impedansi rangkaian bejana (tank circuit) akan turun sehingga nilai

keluaran (output) akan turun hingga membuat sebuah karakteristik band-pass.

12.5 Band-Stop Filter

Gambar 12.14 Kurva karakteristik

frekuensi band-stop filter.

Pada prinsipnya band-stop filter

memiliki karakteristik yang berlawanan

dengan band-pass filter seperti terlihat

pada gambar 12.14 di samping ini.

Band-stop filter tersebut akan

melewatkan semua frekuensi yang

berada di luar stopband tertentu.

12.5.1 Resonansi Seri Band-Stop Filter

Gambar 12.15 Rangkaian dasar

resonansi seri band-pass filter.



terlihat sebuah rangkaian resonansi seri

(series resonant ciruit) yang digunakan

di dalam sebuah konfigurasi band-stop

filter. Band-stop filter tersebut akan

memiliki nilai impedansi minimum saat

frekuensi resonansi (resonant frequen-

271

cy) sehingga menyebabkan tegangan keluaran (output voltage) juga bernilai

minimum. Pada frekuensi-frekuensi di atas dan di bawah resonansi (resonant

frequency) band-stop filter memiliki impedansi yang tinggi sehingga

menyebabkan peningkatan tegangan keluaran (output voltage).

12.5.2 Resonansi Paralel Band-Stop Filter

Gambar 12.16 Rangkaian dasar

resonansi paralel band-stop filter.



terlihat sebuah rangkaian resonansi

paralel (parallel resonant) yang

digunakan pada konfigurasi band-stop

filter. Pada rangkaian resonansi paralel

tersebut nilai impedansi bejana (tank

impedance) akan bernilai maksimum

saat frekuensi resonansi (resonant

frequency) sehingga menyebabkan

hampir seluruh tegangan masukan

(input voltage) melewatinya. Perubahan

yang terjadi pada nilai impedansi

bejana (tank impedance) di atas

maupun di bawah resonansi akan

menyebabkan nilai tegangan keluaran

(output voltage) menjadi meningkat.

12.6 Jenis Filter Tambahan

Berikut ini adalah beberapa jenis filter tambahan yang sebaiknya juga

diketahui, yaitu:

1. Butterworth filter.

2. Chebyshev filter.

272

12.6.1 Butterworth Filter


Butterworth filter.

Pada umumnya Butterworth filter

disebut juga dengan maximally flat

filter. Butterworth filter tersebut

merupakan sebuah bentuk dari filter

LC yang memiliki karakteristik yang

relatif datar (relatively flat response).

Butterworth filter tersebut menawarkan

sebuah impedansi yang relatif konstan

terhadap sinyal dengan frekuensi-

frekuensi yang berada pada jalur

lewatnya (passband range).

Gambar 12.17 (b). Kurva karakteristik

pelemahan (attenuation response)

Butterworth filter.



terlihat konfigurasi dari sebuah

Butterworth filter. Butterworth filter

tersebut memiliki sebuah karakteristik

fasa yang baik (phase response).

Karakteristik fasa yang baik tersebut

merupakan hasil dari sebuah

pengukuran jumlah pergesearn fasa

(phase shift) yang terjadi ketika sebuah

sinyal melewati filter. Butterworth filter

tersebut juga memiliki karakteristik

amplitudo yang baik (amplitude

response), namun Butterworth filter

memiliki sedikit lengkungan sehingga

menyebabkan Butterworth filter tersebut tidak tepat (unsuitable) digunakan pada

aplikasi-aplikasi yang membutuhkan batas-batas frekuensi yang mencolok (cut off

adjacent frequencies).

273

12.6.2 Chebyshev Filter

Gambar 12.18 Kurva karakteristik

pelemahan (attenuation response)

Chebyshev filter.

Pada prinsipnya Chebyshev filter

merupakan sebuah bentuk dari filter

LC pada konfigurasi yang sama

dengan Butterworth filter. Chebyshev

filter tersebut dirancang berdasarkan

pada asumsi bahwa semua frekuensi

yang akan dilewatkan adalah sama

pentingnya.

Secara umum Chebyshev filter memiliki karakteristik putus (cutoff

characteristics) yang lebih curam (sharper) dari Butterworth filter. Pada

karakteristik Chebyshev filter tersebut terdapat riak (ripple) seperti terlihat pada

gambar 12.18. Riak (ripple) tersebut terjadi pada karakteristik jalur frekuensinya

(passband response) sehingga menyebabkan Chebyshev filter tidak memiliki jalur

frekuensi yang datar (flat).

Documents

Filter