3. Aplikasi Filter Aktif

Pemakaian filter dalam dunia elektronika dan telekomunikasi telah dilakukan pada decade terakhir terutama  filter aktif karena banyak memeiliki keuntungan dibanding dengan filter pasip. Hal ini dimungkinkan dengan tersedianya OP-Amp dalam bentuk IC yang berisi 4 Op Amp (Quad). Rangkaian Filter aktif pada umumnya berbentuk Low Pass Filter (LPF), High Pass Filter (HPF), Band Pass Filter (BPF) dan Stop Band Filter(Notch Filter). Filter merupakan dasar dalam mendiasin berbagai peralatan seperti Equaliser, Cross Over, Screch dan Rumbel Filter, Hum Filter dan juga pada digunakan pada berbagai jenis pemancar. Jenis filter yang sangat terkenal adalah filter Butterwoth dan Chebbychef.

Komponen Rangkaian Filter Aktif

·       Kapasitor

Fungsi kapasitor (kondensator) di antaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk kapasitor (kondensator) adalah Farad (F).

·       Resistor

Resistor atau hambatan ini merupakan komponen elektronika pasif yang memiliki fungsi guna menghambat serta mengatur arus listrik di dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor atau hambatan ini juga memiliki satuan yang disebut dengan Ohm

·       OP-AMP

Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)  adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinter koneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

·       Transistor

Transistor merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menyambung, modulasi sinyal, pemutus dan modulasi tegangan. Selain itu transistor juga digunakan sebagai switch otomatis. Transistor dalam hal ini bekerja untuk mengalihkan listrik dari sumbernya secara akurat.

·       Induktor

fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

 

A.    Rangkaian Filter aktif

1.     Low Pass Filter (LPF)

Low Pass Filter atau sering disingkat dengan LPF adalah Filter atau Penyaring yang melewatkan sinyal Frekuensi rendah dan menghambat atau memblokir sinyal Frekuensi tinggi. Dengan kata lain, LPF akan menyaring sinyal frekuensi tinggi dan meneruskan sinyal frekuensi rendah yang diinginkannya. Sinyal yang dimaksud ini dapat berupa sinyal listrik seperti sinyal audio atau sinyal perubahan tegangan. LPF yang ideal adalah LPF yang sama sekali tidak melewatkan sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) atau tegangan OUPUT pada sinyal frekuensi diatas frekuensi cut-off sama dengan 0V. Dalam bahasa Indonesia, Low Pass Filter ini sering disebut dengan Penyaring Lolos Bawah atau Tapis Pelewat Rendah.

Penyaring Lolos Bawah atau Low Pass Filter ini dapat dibuat dengan menggunakan beberapa macam komponen pasif seperti Resistor dan Kapasitor atau Induktor. Low Pass Filter yang dibuat dengan Resistor dan Kapasitor disebut dengan Low Pass RC Filter sedangkan Low Pass Filter yang dibuat dengan Resistor dan Induktor disebut dengan Low Pass RL Filter. Filter yang hanya menggunakan komponen pasif ini sering disebut dengan Filter Pasif, Filter Pasif ini tidak memiliki elemen penguat seperti Transistor dan Op-Amp sehingga tidak memiliki perolehan penguatan sinyal, oleh karena itu tingkat OUTPUT-nya selalu kurang dari tingkat INPUT-nya.

2.     High Pass Filter (HPF)

High Pass Filter atau biasanya disingkat dengan HPF adalah Filter atau penyaring frekuensi yang dapat melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah. Dengan kata lain, sinyal Frekuensi tinggi akan lebih mudah melewati High Pass Filter (HPF) sedangkan sinyal frekuensi rendah akan dihambat atau dipersulit untuk melewatinya. HPF yang ideal adalah HPF yang sama sekali tidak melewatkan sinyal dengan frekuensi dibawah frekuensi cut-off. Pada dasarnya, High Pass Filter (HPF) adalah kebalikan dari Low Pass Filter (LPF). Dalam bahasa Indonesia, High Pass Filter disebut juga dengan Tapis Lolos Tinggi, Tapis Pelewat Tinggi atau Penyaring Lolos Atas.

 

Tapis Lolos Tinggi atau High Pass Filter ini dapat dibuat dengan menggunakan komponen pasif seperti Resistor dengan Kapasitor atau Induktor. High Pass Filter yang dibuat dari Resistor dan Kapasitor disebut dengan High Pass RC Filter sedangkan High Pass Filter atau HPF yang terbuat dari Resistor dan Induktor disebut dnegan High Pass RL Filter. Filter Pasif yaitu filter yang menggunakan komponen pasif ini tidak memiliki elemen penguat seperti Transistor dan Op-Amp sehingga tidak memiliki perolehan penguatan sinyal, oleh karena itu tingkat OUTPUT-nya selalu kurang dari tingkat INPUT-nya.

3.     Band Pass Filter (BPF)

Band Pass Filter atas sering disingkat dengan BPF adalah filter atau penyaring frekuensi yang melewatkan sinyal frekuensi dalam rentang frekuensi tertentu yaitu melewatkan sinyal yang berada diantara frekuensi batas bawah hingga frekuensi batas atasnya. Dengan kata lain, Band Pass Filter atau Tapis Lolos Atas ini akan menolak atau melemahkan sinyal frekuensi yang berada diluar rentang yang ditentukan tersebut. Salah satu aplikasi sederhana Band Pass Filter adalah pada penguat audio, pengendali nada (tone control) dan penyaring crossover speaker. Pada rangkaian-rangkaian tersebut, kadang-kadang hanya perlu melewatkan rentang frekuensi tertentu yang tidak dimulai dari 0Hz atau memerlukan sinyal yang berakhir pada suatu titik frekuensi tinggi tertentu. Tapis Lolos Antara atau Band Pass Filter (BPF) Pasif yang dapat meloloskan rentang atau pita frekuensi tertentu ini pada dasarnya dapat dihasilkan dengan cara menggabungkan rangkaian Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) dan rangkaian High Pass Filter (Tapis Lolos Atas).

4.     Band Stop Filter

Band Stop Filter adalah filter atau penyaring frekuensi yang menolak dan memblokir frekuensi yang berada di antara dua titik cut-off, sedangkan semua frekuensi yang berada di bawah frekuensi tertentu (dibawah titik cut-off) dan semua frekuensi yang berada diatas frekuensi tertentu (diatas titik cut-off) akan dilewatkannya. Dengan kata lain, Band Stop Filter akan melewatkan semua frekuensi yang berada di luar kedua sisi rentang titik cut-off tersebut. Band Stop Filter atau juga sering disebut dengan Notch Filter ini pada dasarnya merupakan kombinasi dari Low Pass Filter dan High Pass Filter yang dihubungkan secara paralel. Koneksi ini berbeda dengan Band Pass Filter yang menghubungkan Low Pass Filter dan High Pass Filter secara seri. Perlu diketahui bahwa Karakteristik Band Stop Filter (BSF) adalah berlawanan dengan karakteristik Band Pass Filter (BPF). Ketika sinyal input diberikan, frekuensi rendah dilewatkan melalui Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) pada rangkaian BSF. Demikian juga frekuensi tinggi akan dilewatkan melalui High Pass Filter pada rangkaian BSF seperti yang ditunjukkan dalam diagram blok dan bentuk karakteristik Band Stop Filter.

Dari gambar karakteristik diatas terlihat bahwa fL adalah frekuensi cut-off pada Low Pass Filter dan fH adalah frekuensi cut-off pada High Pass Filter. Sedangkan frekuensi tengah (frekuensi center) atau fC=√(fLx fH).