Pengertian Band Pass Filter Pasif

Pada prinsipnya, filter band pass merupakan rangkaian filter frekuensi gabungan antara high pass filter dan low pass filter. Kita tahu bahwa cara kerja dari high pass filter adalah meloloskan semua frekuensi yang berada diatas titik cut off (fh). Sementara pada jenis low pass filter bekerja dengan cara melewatkan semua frekuensi yang ada di bawah titik cut off (fl).

Band pass filter atau filter tapis lolos akan melewatkan rentang frekuensi diantara dua batas titik cut off (fc) tersebut, yaitu batas bawah dan batas atas. Karena itu jenis filter ini sering disebut sebagai filter bandwidth.

Bandwidth merupakan rentang frekuensi tertentu yang berada diantara titik batas frekuensi bawah dan titik batas frekuensi atas. Kita bisa menentukan titik batas bawah dan atas untuk mendapatkan lebar bandwidth yang diinginkan.

Dengan kata lain lebar bandwidth frekuensi merupakan selisih antara nilai titik atas dan titik bawah.

Bandwidth (BW) = f_h - f_l

Pada gambar diatas memperlihatkan diagram cara kerja band pass filter. Titik fc1 dan fc2 merupakan titik batas atas dan bawah (titik cut off) yang menjadi pembatas rentang frekuensi yang akan diloloskan. Semua frekuensi yang berada di bawah titik fc1 akan diredam hingga 0dB. Demikian juga semua frekuensi yang berada di atas fc2 pun akan diblokir agar tidak bisa lewat.

Cara kerja band pass filter pasif

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, rangkaian filter band pass pada dasarnya merupakan perpaduan antara filter tapis bawah dan filter tapis atas. Bentuk sederhana dari rangkaian filter band pass adalah filter RC, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

Untuk memahami cara kerja rangkaian filter RC, kita harus tahu lebih dulu karakteristik dari kapasitor yang merupakan komponen utama filter. Harus diingat, nilai reaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan besaran frekuensi arus listrik yang diterimanya.

Dengan kata lain, semakin rendah frekuensi arus listrik yang melewati kapasitor, maka semakin besar nilai reaktansi kapasitornya. Reaktansi kapasitor adalah daya hambat kapasitor terhadap arus listrik yang melewatinya.

Ketika sinyal ac dimasukkan ke dalam rangkaian, kapasitor C1 akan bereaksi terhadap sinyal dengan frekuensi rendah. Kapasitor akan menghambat sinyal dengan frekuensi rendah dan akan meloloskan sinyal yang memiliki frekuensi tinggi.

Namun saat sinyal ac memasuki kapasitor C2 sebagian sinyal dengan frekuensi tinggi akan dilewatkan oleh kapasitor menuju ground dan melewatkan sebagian yang lainnya. Dengan demikian, sinyal output yang keluar dari rangkaian telah disaring hingga rentang frekuensi tertentu saja.

Batas frekuensi rendah dan atas yang akan di tahan ditentukan oleh nilai kapasitansi kapasitor dan hambatan resistor. Dengan mengubah ubah nilai masing masing kapasitor akan dihasilkan nilai frekuensi cut off yang bervariasi.

Rumus band pass filter

Filter frekuensi pasif umumnya menggunakan sirkuit RC untuk menahan dan meloloskan frekuensi tertentu. Sirkuit RC yang dibangun menggunakan komponen kapasitor dan resistor lebih menguntungkan dibandingkan dengan sirkuit filter LC yang menggunakan lilitan dan kapasitor.

Nilai resistor dan kapasitor pada jenis filter RC pasif dapat digunakan untuk menentukan nilai titik cut off suatu rangkaian filter. Caranya adalah dengan menggunakan rumus berikut ini :

f_c = \frac{1}{2πRC}

Dimana :
f_c adalah titik cut off (Hz)
R adalah hambatan resistor (Ohm)
C adalah kapasitansi kapasitor (Farad)
π adalah 3,14

Contoh Perhitungan :

Hitung nilai masing masing kapasitor yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian filter band pass pasif RC yang akan meloloskan rentang frekuensi mulai dari 1KHz hingga 30KHz, jika nilai resistor yang digunakan adalah 10K Ohm ?

Jawab :

Diketahui nilai :
f_c1 adalah 1KHz = 1000Hz
f_c2 adalah 30KHz = 30000Hz
Resistor adalah 10K Ohm = 10000 Ohm

Maka :

C1 = \frac{1}{2πf_c1R} = \frac{1}{(2π\times 1000\times10000)} \\ 
 = 15,8\ nF

C2 = \frac{1}{2πf_c1R} = \frac{1}{(2π\times 30000\times10000)} \\ 
 = 510\ pF

Contoh penggunaan filter band pass

• Digunakan pada sirkuit perangkat radio komunikasi untuk memfilter frekuensi yang diinginkan saja.
• Mengoptimalkan sinyal ke tingkat rasio noise yang lebih baik pada penerima radio.
• Pada instalasi komunikasi optik seperti LIDARS.
• Digunakan pada instalasi sirkuit penyaringan frekuensi di instrument medis.
• Diterapkan pada teknologi komunikasi DSL untuk membagi sinyal telepon.

Demikian penjelasan tentang pengertian dan cara kerja band pass filter serta contoh penggunaannya pada berbagai sirkuit elektronika.