Pengertian Band Pass Filter (BPF) Dan Fungsinya


Tapis Lolos Band Pass Filter (BPF) – Band Pass Filter atau yang biasa disingkat dengan BPF merupakan filter yang meloloskan sinyal frekuensi yang dibatasi oleh cutt off-rendah (FCL), dan frekuensi cut-off tinggi (FCH), dan meredam sinyal yang ada di bagian bawah frekuensi cut-off rendah dan melebihi cut-off tinggi.

Dapat dikatakan bahwa Band Pass Filter atau tapis lolos atas akan menolak atau melemahkan sinyal frekuensi yang ada diluar rentang yang sudah ditentukan. Band Pass Filter Filter ini biasa digunakan sebagai penguat audio, pengendali nada (tone control), dan penyaring crossover speaker.



Di beberapa rangkaian tersebut, biasanya akan melewaktan rentang frekuensi tertentu yang tidak dimulai dari 0Hz atau membutuhkan sinyal yang berhenti di sebuah titik frekuensi tertentu.

Lebih jelasnya berikut ini kami akan memberikan contoh, dimana gambar 1.a menunjukkan tanggapan frekuensi ideal, dan gambar 1.b menggambarkan frekuensi praktik dari Brand Pass Filter.

Gambar 1. Tanggapan Frekuensi BPF; a) Ideal; b) Praktik

Dalam tanggapan frekuensi Band Pass Filter, ada suatu istilah yang disebut dengan bandwith dan faktor kualitas. Bandwith atau lebar pita adalah rentang frekuensi dimana sinyal masih bisa dilalui.



Nilai yang akan didapatkan oleh bandwith berasal dari selisih nilai antara frekuensi cut-off tinggi dengan frekuensi cut-off rendah, seperti yang telah ditunjukkan pada persamaan (1).

Persamaan (1)

 

Keterangan:

BW adalah bandwith (Hz)



𝑓𝐢𝐻 adalah frekuensi cut-off tinggi (Hz)

𝑓𝐢𝐿  adalah frekuensi cut-off rendah (Hz)

Faktor kualitas (Q) adalah perbandingan yang terjadi diantara frekuensi tengah dan bandwith. Untuk frekuensi tengah (𝑓𝑂) sendiri adalah frekuensi puncak yang dimana nilai penguatan paling tinggi dari Band Pass Filter yang berasal dari akar kuadrat antara frekuensi cut-off rendah dan frekuensi cut-off tinggi.

Persamaan (2)



 

Kemudian dari persamaan (2) tersebut didapatkan faktor kualitas (Q) dari Band Pass Filter, yaitu:
Persamaan (3)

Keterangan:

Q adalah faktor kualitas

𝑓𝑂 adalah frekuensi tengah dari Band Pass Filter (Hz)

Suatu Band Pass Filter bisa dikatakan sempurna jika mempunyai bandwith yang sempit dengan nilai faktor berkualitas tinggi. Hal ini karena jika bandwith yang dimiliki semakin sempit maka Band Pass Filter akan semakin bagus untuk melakukan seleksi pada frekuensi yang ingin dilewatkan.

Baca juga: Low Pass Filter / Tapis Lolos Bawah

Rangkaian Band Pass Filter Orde 1

Band Pass Filter (BPF) orde 1 adalah suatu filter yang mempunyai transisi sebesar -6 dB/oktav (-20 dB/decade). Band Pass Filter orde 1 dibuat dari gabungan antara rangkaian High Pass Filter dengan Low Pass Filter orde yang dimana keduanya terhubung secara seri.

Berikut ini kami akan memberikan contoh rangkaian Band Pass Filter orde 1 yang ditunjukkan oleh gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian Band Pass Filter Orde

Perlu diketahui bahwa sebuah Band Pass Filter memiliki dua frekuensi cut-off yakni frekuensi cutoff rendah (FCL) didapat dari rangkaian High Pass Filter serta frekuensi cut-off tinggi (FCH) yang berasal dari rangkaian Low Pass Filter.

Untuk frekuensi cutoff yang dimiliki oleh Band Pass Filter orde 1 bisa dilihat pada persamaan (4) dan (5).

Keterangan:

𝑓𝐢𝐿  adalah frekuensi cut-off rendah (Hz)

𝑓𝐢𝐻 adalah frekuensi cut-off tinggi (Hz)

Contoh 1:
Suatu rangkaian Band Pass Filter orde 1 disusun dari rangkaian High Pass Filter orde 1 dengan nilai R1 = 1 kΩ, dan C1 = 20 uF, dan dan Low Pass Filter orde 1 dengan nilai R2 = 500 Ω, dan C2 = 8 uF. Tentukan nilai faktor kualitas dari Band pass Filter tersebut!
Jawab :
Untuk menghitung nilai faktor kualitas perlu dicari terlebih dahulu nilai dari frekuensi cut-off rendah dan frekuensi cut-off tinggi dari Band Pass Filter menggunakan persamaan (4 dan (5) :
Setelah diketahui frekuensi cut-off rendah dan frekuensi cut-off tinggi, selanjutnya mencari nilai bandwidth dan frekuensi tengah dari Band Pass Filter menggunakan persamaan (1) dan (2) :
Setelah diketahui bandwidth dan frekuensi tengah, dapat dicari faktor kualitas dari Band Pass Filter menggunakan persamaan (3):

Rangkaian Band Pass Filter Orde 2

Band Pass Filter orde 2 adalah sebuah filter yang mempunyai pita transisi sebesar -12 dB/oktav atau -40 dB/decade. Band Pass Filter orde 2 dibuat gabungan antara rangkaian High Pass Filter dan Low Pass Filter orde dua yang keduanya terhubung dalam bentuk seri.

Pada gambar 3. berikut ini menunjukkan rangkaian dari Band Pass Filter Orde 2.

Gambar 3. Rangkaian Band Pass Filter Orde 2

Band Pass Filter memiliki dua macam frekuensi cut-off yaitu frekuensi cutoff rendah (FCL) yang didapat dari rangkaian High Pass Filter dan frekuensi cut-off tinggi (FCH) yang didapatkan dari rangkaian Low Pas Filter.

Frekuensi cutoff dari Band Pass Filter oder 2 bisa dilihat pada persamaan (6) dan (7).

Keterangan:

𝑓𝐢𝐿  adalah frekuensi cut-off rendah (Hz)

𝑓𝐢𝐻 adalah frekuensi cut-off tinggi (Hz)

Contoh 2:
Suatu rangkaian Band Pass Filter orde 2 disusun dari High Pass Filter orde 2 dengan nilai R1 = 300 Ω, R2 = 1 kΩ, C1 = 1 uF, dan C2 = 30 uF, dan Low Pass Filter orde 2 dengan nilai R3 = 8 kΩ, R4 = 4 kΩ, C3 = 20 uF, dan C4 = 10 uF. Tentukan nilai dari frekuensi cut-off rendah dan frekuensi cut-off tinggi dari Band Pass Filter tersebut!
Jawab :
Untuk menghitung nilai frekuensi cut-off rendah dan frekuensi cut-off tinggi dari Band Pass Filter orde 2 dapat dilakukan menggunakan persamaan (6) dan (7):

BandΒ  Pass Filter (RC)

Band Pass Filter (RC) merupakan suatu rangkaian yang dibuat secara khusus untuk melewatkan sebuah pita frekuensi tertentu dan dapat menahan isyarat yang berada diluar jalur pita frekuensi itu sendiri.



Leave a Comment