Rentang frekuensi pada low pass filter dan high pass filter adalah faktor perbedaan yang paling mendasar.
Ketika kita membicarakan high pass filter, kita bicara tentang sebuah rangkaian yang membiarkan frekuensi tinggi untuk lewat dan memblokir frekuensi rendah.
Low pass filter, di sisi lain, adalah sebuah rangkaian listrik yang membiarkan sinyal frekuensi rendah untuk lewat dan memblokir sinyal frekuensi tinggi.
Kalian pasti dapat mengira rentang frekuensi mana yang tinggi dan mana yang rendah. Frekuensi cut off adalah sebutan yang kita gunakan untuk menandakan nilai batas filter.
Apa itu Filter
Filter adalah rangkaian elektronik yang menghilangkan sebagian sinyal AC. Filter kapasitor adalah salah satu jenis filter.
Sebuah low pass filter membiarkan sinyal yang lebih rendah dari frekuensi cut off untuk lewat, yang mana high pass filter membiarkan sinyal yang lebih tinggi dari frekuensi cut off untuk lewat.
Frekuensi cut off diatur oleh komponen rangkaian.
Hal yang penting untuk dipahami bahwa filter tidak memproduksi sinyal atau memodifikasi frekuensi sebuah objek. Contohnya, sebuah high pass filter tidak dapat memproduksi sinyal frekuensi tinggi pada outputnya.
Tetapi, bentuk gelombang input yang merupakan campuran dari frekuensi tinggi dan rendah, yang mana frekuensi rendah diblokir oleh high pass filter.
Filter aktif memiliki amplifier yang meningkatkan output filter, memberikan anggapan bahwa filter menciptakan sinyal yang tidak ada pada bentuk gelombang input.
Bagaimanapun, dalam rangkaian filter, frekuensi yang tidak diinginkan akan dihilangkan, sedangkan frekuensi yang diinginkan akan dikuatkan.
Redaman adalah proses menghilangkan frekuensi yang tidak diinginkan. Frekuensi tinggi kebanyakan diredam oleh low pass filter, sedangkan frekuensi rendah kebanyakan diredam oleh high pass filter.
Kombinasi resistor dan kapasitor digunakan pada low pass filter dan high pass filter. Resistor dan kapasitor berkontribusi pada impedansi total rangkaian dalam rangkaian AC.
Resistor, seperti pada rangkaian DC, berkontribusi memberikan resistansi. Reaktansi kapasitansi sebuah kapasitor bergantung pada frekuensi sinyal AC yang masuk. Jumlah resistansi dan reaktansi adalah impedansi total.
Definisi Low Pass Filter dan High Pass Filter
Sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut off memiliki reaktansi rendah, sedangkan sinyal dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off memiliki reaktansi tinggi.
Low pass filter memiliki reaktansi rendah pada sinyal dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off, mengizinkan frekuensi rendah untuk lewat, tetapi reaktansi tinggi pada sinyal dengan frekuensi tinggi, mencegah mereka untuk lewat.
Ayo kita mulai dengan komponen filter sebelum mempelajari mekanisme operasi filter. Komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, amplifier, dan lainnya dibutuhkan untuk menciptakan sebuah filter, baik itu high pass filter (HPF) atau low pass filter (LPF).
Hal yang penting untuk diingat disini adalah bahwa jika kalian menggunakan komponen pasif seperti resistor atau kapasitor, filter yang dihasilkan adalah filter pasif. Jika kalian ingin menggunakan amplifier dalam rangkaian untuk meningkatkan penguatan sinyal yang difilter, kalian akan menghasilkan filter aktif.
Sejauh ini kita telah memahami perbedaan dasar antara high pass filter dan low pass filter, sama seperti komponen yang menentukan apakah filter aktif atau pasif. Mari kita lanjutkan ke pembahasan yang lebih penting menggunakan tabel perbandingan perbedaan.
Apa itu Frekuensi Cut Off
Baik low pass filter dan high pass filter menggunakan sebuah kombinasi resistor dan kapasitor. Dalam rangkaian AC, baik resistor dan kapasitor berkontribusi pada impedansi total.
Resistansi diberikan oleh resistor, sama seperti rangkaian DC. Frekuensi sinyal AC yang masuk mempengaruhi reaktansi kapasitif pada kapasitor. Impedansi total adalah jumlah resistansi dan reaktansi.
Karena reaktansi kapasitif proporsional terhadap frekuensi sinyal, filter dapat dibuat untuk meningkatkan reaktansi lebih tinggi atau lebih rendah dari frekuensi cut off.
Reaktansi pada low pass filter akan lebih tinggi dari frekuensi cut off, dengan sedikit atau tanpa reaktansi lebih rendah dari frekuensi cut off.
Sebuah high pass filter didesain untuk meningkatkan reaktansi lebih rendah dari frekuensi cut off dan sedikit hingga tidak ada reaktansi lebih tinggi daripada frekuensi cut off.
Apa itu Low Pass Filter
Pada low pass filter, posisi kapasitor dan resistor ditukar untuk memperoleh output yang diinginkan. Ketika sinyal input diberikan ke rangkaian low pass filter, resistansi bekerja sebagai penutup konstan, tetapi sinyal output dipengaruhi oleh posisi kapasitor.
Jika sebuah sinyal frekuensi tinggi diberikan ke rangkaian low pass filter, sinyal akan lewat melalui resistor, yang mana akan memberikan resistansi biasa, tetapi kapasitor akan memberikan resistansi nol. Ini karena resistansi kapasitor terhadap sinyal frekuensi tinggi adalah nol, tetapi resistansi terhadap sinyal frekuensi rendah adalah tak terhingga.
Komponen frekuensi apapun yang melebihi frekuensi cut off akan diblokir oleh low pass filter yang ideal, bagaimanapun low pass filter tidak sempurna.
Baik low dan high pass filter menggunakan kombinasi resistor dan kapasitor, meskipun urutannya berkebalikan satu sama lain. Sinyal input yang diberikan langsung ke resistor dalam low pass filter, dan outputnya diatur pada kapasitor:
Desain rangkaian sudah jelas menunjukkan bahwa jika sinyal frekuensi tinggi masuk ke low pass filter, kapasitor akan membiarkannya lewat dan sinyal akan dikirim ke ground. Tegangan output yang diperoleh pada keadaan ini adalah nol karena tegangan penuhnya disalurkan ke ground.
Bagaimanapun, jika sinyal frekuensi rendah memasuki rangkaian low pass filter, output akan dihasilkan karena resistansi akan memberikan halangan yang sama seperti sinyal frekuensi tinggi, tetapi kapasitor akan memberikan resistansi yang tak terhingga.
Hasilnya, sinyal tidak dapat melewati rangkaian kapasitor dalam kasus ini. Hasilnya, terminal output menerima sinyal frekuensi rendah seutuhnya.
Sifat low pass filter ditentukan oleh interaksi reaktansi kapasitif dan resistansi, keduanya yang berkontribusi dalam memberikan impedansi total.
Kontribusi resistor terhadap impedansi tidak dipengaruhi oleh frekuensi, tetapi reaktansi kapasitif berbanding terbalik terhadap frekuensi.
Reaktansi kapasitif bernilai tinggi saat frekuensi rendah dan bernilai rendah saat frekuensi tinggi, nilai ini dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah,
Dimana:
Xc = reaktansi rangkaian
f = frekuensi cut off
C = kapasitansi kapasitor
Reaktansi kapasitif dan efeknya untuk drop tegangan pada kapasitor, yang mana adalah tegangan input, adalah cara mudah untuk memahami low pass filter.
Reaktansi kapasitif bernilai rendah pada frekuensi tinggi. Kapasitor mengizinkan sinyal untuk lewat ke ground tanpa menyebabkan drop tegangan yang tinggi padanya.
Reaktansi kapasitif bernilai tinggi pada frekuensi rendah, dan kapasitor memiliki drop tegangan yang signifikan padanya. Drop tegangan yang semakin tinggi menandakan semakin tinggi tegangan output rangkaian.
Apa itu High Pass Filter
High pass filter merdam frekuensi rendah, membiarkan frekuensi tinggi untuk lewat sedangkan frekuensi rendah diblokir.
Hanya sinyal frekuensi tinggi yang melewati high pass filter, yang mana meredam sinyal frekuensi tinggi. Meskipun sinyal frekuensi tinggi juga ikut diredam, tapi nilainya sangat rendah sehingga dapat diabaikan.
Kalian mungkin bertanya apa yang terjadi pada desain high pass filter, apa yang membuatnya dapat membiarkan sinyal frekuensi tinggi dan memblokir sinyal frekuensi rendah. Karakteristik kapasitor dan resistor akan menghasilkan hal-hal ini.
Sinyal input diberikan ke kapasitor, dan tegangan output diperoleh dengan mengukur tegangan pada resistor. Resistansi dari resistor dan resistansi dari kapasitor disebut dengan reaktansi.
Komponen frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut off akan diblokir oleh high pass filter ideal, bagaimanapun high pass filter tidak sempurna.
Baik high dan low pass filter memiliki kombinasi resistor dan kapasitor, meskipun urutannya terbalik satu sama lain. Sinyal input diberikan langsung ke kapasitor dalam high pass filter, dan output ditentukan pada resistor:
Peran reaktansi kapasitif dan resistansi, yang mana berkontribusi pada impedansi total, menentukan karakteristik high pass filter.
Kontribusi resistor terhadap impedansi (contohnya resistansi) tidak dipengaruhi frekuensi, tetapi reaktansi kapasitif berbanding terbalik terhadap frekuensi.
Reaktansi kapasitif tinggi pada frekuensi rendah dan bernilai rendah pada frekuensi tinggi, dan nilai ini dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah,
Reaktansi berbanding terbalik dengan frekuensi cut off, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan di bawah. Ketika frekuensi sinyal input tinggi, reaktansi akan berkurang, jika frekuensi sinyal rendah, reaktansi akan tinggi.
Reaktansi kapasitif dan efeknya untuk drop tegangan pada resistor adalah cara mudah untuk memahami high pass filter.
Reaktansi kapasitif bernilai besar saat frekuensi rendah, dan kapasitor memiliki drop tegangan yang signifikan. Hasilnya, sebagian besar drop tegangan akan berada pada kapasitor dan menyisakan sedikit drop tegangan pada resistor.
Reaktansi kapasitif bernilai rendah saat frekuensi tinggi. Hasilnya, resistor memiliki sebagian besar drop tegangan, yang hasilnya tegangan output yang besar saat frekuensi tinggi.
Kami harap kalian sekarang memahami mengapa high pass filter membiarkan frekuensi tinggi untuk lewat sedangkan mencegah frekuensi rendah untuk tidak lewat.
Tabel Perbandingan Low Pass Filter dan High Pass Filter
Di bawah adalah tabel perbandingan low pass filter dan high pass filter.
Apa Perbedaan Low Pass Filter dan High Pass Filter?
- Perbedaan utama antara low pass filter dan high pass filter adalah high pass filter melewatkan sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut off, dimana low pass filter melewatkan sinyal dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off.
- Desain rangkaian low pass filter dan high pass filter juga berbeda; high pass filter memiliki kapasitor yang diikuti resistansi terhubung paralel. Low pass filter dibuat dari resistor yang diikuti kapasitor terhubung paralel.
- Low pass filter digunakan sebagai filter anti aliasing, dimana high pass filter digunakan sebagai penguat audio untuk menghilangkan distorsi oleh sinyal frekuensi rendah seperti noise.
Kesimpulan
Karena mereka menggunakan komponen pasif, low pass filter dan high pass filter yang kami jelaskan sebelumnya adalah filter pasif. Ketika kita menyertakan amplifier dalam rangkaian filter untuk meningkatkan sinyal, filter menjadi filter aktif.