Yuk, Kenalan dengan Filter Elektronika

Filter Elektronika

Filter adalah sebuah rangkaian elektronik yang dirancang agar mengalirkan suatu sinyal dengan pita frekuensi tertentu dan menghilangkan frekuensi yang berbeda dengan pita ini. Istilah lain dari filter adalah rangkaian yang dapat memilih frekuensi agar dapat mengalirkan frekuensi yang diinginkan dan menahan, atau membuang frekuensi yang lain. Jaringan filter bisa bersifat aktif maupun pasif. Perbedaan dari komponen aktif dan pasif adalah pada komponen aktif dibutuhkan sumber agar dapat bekerja (op-amp dan transistor membutuhkan sumber lagi agar dapat bekerja/digunakan), sedangkan komponen pasif tidak membutuhkan sumber catuan lagi untuk digunakan atau membuatnya bekerja. (Chattopadhyay.1989)

Macam-Macam Filter

♦ Berdasarkan sifat penguatannya, filter bisa diklasifikasikan :

1. Filter Aktif
   Filter Aktif adalah rangkaian filter yang menggunakan komponen elektronik aktif (op-amp, transistor, dan komponen lainnya). Kelebihan dari rangkaian filter aktif ini adalah ukurannya lebih kecil, ringan, lebih murah, dan lebih fleksibel dalam perancangannya. Sedangkan kerugiannya adalah pada rangkaian komponen akan dihasilkan panas yang berlebih (noise thermal), dan terdapatnya pembatasan frekuensi dari komponen yang digunakan sehingga pengaplikasian untuk frekuensi tinggi sangat terbatas.
2. Filter Pasif
   Filter Pasif adalah rangkaian filter yang menggunakan komponen-komponen elektronik pasif saja. Komponen pasif diantaranya adalah induktor, kapasitor, dan resistor. Untuk membuat filter seringkali dihindari penggunakaan induktor, terutama karena ukurannya yang besar. Sehingga umumnya filter pasif hanya memanfaatkan komponen Resistor dan Kapasitor saja. Kelebihan dari rangkaian filter pasif ini adalah tidak begitu banyak noise (sinyal gangguan yang tidak diinginkan) yang didapat karena tidak ada penguatan, dan digunakan untuk frekuensi tinggi. Sedangkan kerugiannya adalah tidak dapat menguatkan sinyal dan sulit untuk merancang filter yang kualitasnya/responnya baik.

♦ Berdasarkan daerah frekuensi yang dilewatkan di bidang elektronika khususnya untuk elektronika analog. Filter sering digunakan untuk meloloskan frekuensi yang dikehendaki atau menghambat frekuensi yang tidak dikehendaki. Filter yang digunakan biasanya terdiri dari empat macam konfigurasi yang dapat dibagi sebagai berikut :

1. Low Pass Filter (LPF)
   Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diatas frekuensi cut off.
   
2. High Pass Filter (HPF)
   Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi dibawah frekuensi cut off.
   
3. Band Pass Filter (BPF)
   Filter jenis ini merupakan gabungan filter HPF dan LPF sehingga memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diantara frekuensi cut off (Fc1 dan Fc2) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diluar frekuensi cut off.
   
4. Band Stop Filter (BSF)
   Berkebalikan dengan filter BPF, Filter BSF merupakan gabungan filter LPF dan HPF sehingga memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diluar frekuensi cut off dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diantara frekuensi cut off (Fc1 dan Fc2).
   

♦ Berdasarkan bentuk respon frekuensi terhadap Gain

1. Filter Bessel (Maximally Flat Time Delay)
   Filter Bessel adalah jenis filter linier analog dengan delay fase maksimum secara maksimal (respon fase linier secara maksimum), yang mempertahankan bentuk gelombang sinyal yang difilter di dalam passband. Filter Bessel sering digunakan dalam sistem audio crossover.
2. Filter Cauer (Eliptic)
   Filter eliptik (juga disebut sebagai filter Cauer) adalah sebuah filter elektronika dengan ripple yang diratakan pada passband dan stopband nya.
3. Filter Butterworth (Maximally Flat)
   Butterworth Filter adalah salah satu jenis signal processing yang dirancang untuk menghasilkan frekuensi respon yang sedatar mungkin pada passband. Jenis filter ini pertama kali diperkenalkan pada 1930 oleh fisikawan Inggris Stephen Butterworth, dalam paper yang berjudul “On the Theory of Filter Amplifiers”.
4. Filter Chebyshev (Tchebycheff)
   Filter Chebyshev menghasilkan gain rolloff yang lebih tinggi di atas Frekuensi Cut Off. Gain passband tidak monoton, tapi mengandung ripple dari magnitud konstan.
   

Filter-filter tersebut merupakan dasar untuk mendesain bermacam-macam kegunaan yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari yaitu : equalizer, crossover, dan lain-lain.

Referensi :

[1] David M Pozar, Microwave Engineering 2nd Edition, Amherst: University of Massachusetts, 1998.

[2] Roberts, Stephen. “SIGNAL PROCESSING & FILTER DESIGN: 3.1 Bessel-Thomson filters”. The impulse response of Bessel-Thomson filters tends towards a Gaussian as the filter order is increased

[3] Modul Praktikum Rangkaian Listrik 2018, Bandung: Universitas Telkom, 2018.

[4] Modul Praktikum Elektronika Telekomunikasi 2018, Bandung: Universitas Telkom, 2018.

By : Dyan Ahadiansyah – Engineering Assistant