BAB IV Rangkaian Filter PDF

**BAB IV** **RANGKAIAN FILTER** TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain filter low pas filter 2. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain filter High pas filter 3. Me...

**BAB IV** **RANGKAIAN FILTER** TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain filter low pas filter 2. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain filter High pas filter 3. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain filter Bandpas filter 4. Memahami dan mengerti tentang pengertian, prinsip kerja dan karakteristik dari rangkain Band reject filter **PENDAHULUAN** Filter dari bahasa inggris yang bermakna penyaring. filter pada dasarmmya dibuat untuk membuang sesuatu yang tidak dibutuhkan pada keluran yang sebenarnya. Filter mempunyai suatu alat atau komponen tersendiri untuk proses penyaringan sesuai dengan kebutuhan apa yang akan disaring.. Pada dunia kelistrikan sangat diperlukan sekali adanya filtering karena banyaknya gangguan pada proses penyaringan itu berlangsung sehingga apabila tidak adanya rangkain filter sangat bisa dipastikan bahwa keluaranya akan tidak sesuai dengan apa yang dibutuhkan. Ketika keluaranya tidak sesuai dengan apa yang dibutuhkan maka akan mengakibatkan keadaan yang sangat fatal dikeadan atau proses selanjutnya dan itu pastinya akan mengakibatkan kerugian tersendiri. Maka dari itu filter digunakan untuk menghindari keadaan yang dapat menyebabkan kerugian yang tidak diinginkan tersebut. E:\\flas vita\\buat buku\\bab 4\\blog-WebsiteFiltering-01.png Sumber: community.spiceworks.comDisaring atau dipilah atau di tepis dahulu sebelum penggunaan adalah keputusan yang baik sebelum terjadi adanya kerugian diproses selanjutnya. Pada bab ini kita akan membahasa tentang filter dapat kelompokkan menjadi dua yaitu rangkaian *passive filter* dan rangkain *active filter*. Jenis dasar dari rangkian filter ini ada empat yaitu *low pass filter, high pass filter, bandpass filter, band stop filter.* Untuk mempelajari keaadaan lebih lanjut maka dibab ini kita akan membahas semuanya, dan mari kita pelajari lebih lanjut! [\ ](https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fhackaday.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2019%2F09%2Ffilter-1.png%3Fw%3D800&imgrefurl=https%3A%2F%2Fhackaday.com%2F2019%2F10%2F03%2Fdsp-spreadsheet-fir-filtering%2F&docid=1qoozO-x3KzMeM&tbnid=4oOU_XAGMnU1DM%3A&vet=10ahUKEwiIgODl_bbmAhUc6XMBHV7aCjYQMwiMASg9MD0..i&w=800&h=482&safe=strict&bih=577&biw=1366&q=filtering&ved=0ahUKEwiIgODl_bbmAhUc6XMBHV7aCjYQMwiMASg9MD0&iact=mrc&uact=8) A. FILTER Filter dari kata itu sendiri mempunyai arti adalah penyaring. Sedangkan untuk rangkain filter itu sendiri berfungsi untuk menyaring suatu frekuensi tertentu sesui dengan apa yang diendaki dan memblok sinyal pada frekuensi yang tidak diharapkan atau dikehendaki. Peralatan listrik disekitar kita semua membutuhkan sumber tegangan untuk bekerja sesuai dengan fungsinya masing-masing, sumber tegangan itu sendiri dibagi menjadi dua yaitu sumber arus searah atau konstan DC (*Direct Current*) dan sumber arus bolak balik AC (*Alternating Current*). Frekuensi yang ditimbulkan oleh sumber tegangan DC adalah 0 sedangan frekuensi yang diperoleh dari sumber tegangan AC adalah berbeda beda tergantung dari sumber tegangannya. Sumber tegangan yang berada di konsumen rumahan rata-rata adalah 220 V dengan Frekuensi yang ditumbulakan adalah 50Hz. Sumber tegangan AC menghasilkan gelombang sinus, dan banyaknya gelombang pada satu detik itulah yang dinamakan dengan frekuensi.  Sumber :comp-eng.binus.ac.id, 2014 Gambar. 4.1 Gelombang Sinus Pada gambar gelombang sinus tersebut dibutuhkan waktu untuk satu gelombang sinus adalah 20ms atau 0,02s maka untuk mencari frekuensinya adalah \ [\$\$f = \\ \\frac{1}{T} = \\ \\frac{1}{20} = 50\\ Hz\$\$]{.math.display}\ Untuk prinsip dasarnya rangkaian filter ini merupakan salah satu contoh pengaplikasian dari berbagai macam rangkain yaitu RC, RL dan RLC. Filter frekuensi ini dibagi menjadi dua kelompok yaitu 1. **Rangkaian Filter Aktif** 2. **Rangkaian Filter Pasif** Pada dasarnya rangkaian filter ini sering digunakan pada jenis komunikasi elektronika dan sebagai perlengkapan pada jenis kendali. Pada penerapan tersebut sebuah filter dapat bekerja lebih selektif lagi dalam menyaring atau menepis suatu frekuensi dari sebuah campuran frekuensi yang berbeda beda dalam sebuah rangkain dan juga serentangan frekuensi, Pada sistem stereo rangkaian filter ini akan di melemahkan sinyal yang memiliki frekuensi rendah untuk diberikan kepada tweeter karena tweeter sangat tidak efisien dalam menghasilakan frekuensi rendah seperti irama drum. B. **Prinsip Kerja Filter** Filter pada prinsipnya digunakan untuk menggambarkan dari rangkain elektronik yang dapat memilih frekuensi. Rangkain-rangkain elektronik yang didalamnya sudah ada rangkain filternya akan melewatkan sejumlah sinyal pada jalur frekuensi tertentu dan akan melemahkan sinyal tersebut diluar jalur frekuensi. Umtuk mepermudah dalam mencermati makna filter ini kita analogikan seperti ginjal pada tubuh makluk hidup yang mana dia berperan penting ssekali dalam penyaringan racun racun dalam darah kita sehingga darah yang dapat mengalir kembali ketubuh addalah darah yag sehat yang jauh dari racun. Dan filter pada proses elektronika ini ginjal tersebut yang berfungsi untuk menyaring. Filter ini akan melewatkan sinyal yang hanya sesuai dengan keinginan yang telah disusun oleh seseorang dalam merancang rangkain dan akan melemahkan sinyak-sinyal lainya. Pada dasarnya seorang dalam merencanakan rangkain harus terlebih dahulu mengetahui jalur penyaring seperti apa yang akan dilewati oleh frekuensi dan yang akan dilemahkan oleh filter. Dengan demikian ketika kita akan embuat sebuah rangkain filter harus memilah metode apa yang akan digunakan, komponen-komponen apa yang digunakan proses ini akan mempermudah mengklarifikasi dan mengidentifikasi apabila ada kelebihan atau kekurangnya. Pengaplikasin dari rangkain filter ini yaitu, sistem kendali, catu daya, sistem komunikasi, dan sistem audio setereo. C. **Klasifikasi Filter** Rankaian filter ini pada prinsipnya terdapat beberpa cara untuk mengidentifikasi suatu filter yaitu dengan cara mengetahui bentuk kurva karaktersistik dan metode apa yang digunakan untuk menyusun filter tersebut. Kita akan membahas tentang empat jenis dasar filtr berdasarkan pada pola yag telah disebutkan. Low pass filter (LPF) yaitu filter yang melewatkan frekuensi rendah, High pass filter (HPF) adalah filter yang hanya melewatkan frekuensi tinggi, Band stop filter (BSF) atau Band reject filter (BRF) yaitu filter yang memilih frekuensi tertentu untuk tidak melewatkan atau dilewatkan frekunsi lain, dan yang terakhir adalah Band pass filter (BPF) yaitu filter yang melewatkan frekuensi tertentu dan tidak melewatkan frekuansi lain. 1. **Low Pass Filter** Low pass filter (LPF) yaitu filter yang melewatkan frekuensi rendah. Rangkaian low pass filter ini disusun dengan memanfaatkan impedansi dari induktor yang kan meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi dari induktor disusun secara seri dan akan menjaga sinyal frekuensi dari beban. Selain impedansi pada induktor rangkaian low pass filter ini juga memanfaatkan impedansi kapasitor yang akan menurun sesuai dengan peningkatan frekuensi. Gambar 4.2 Respon Filter Ideal Low Pass Filter Pada filter ada yang disebutt dengan frekuensi Cut Off (f~c~) yang mana frekuensi ini adalah frekeuensi yang menjadi batas untuk melewatkan ataupun mengahalangi sinyal masukan yang memmpunyai nilai frekuensi yang lebih tinggi atau lebih rendah dari frekuensi cut off. Gambar 4. Menerangkan gambar respon ideal untuk filter yang mana suatu sinyal frekuensi akan hilang ketika lewat dari frekuensi cut off. Dibawah ini adalah kurva karakteristik yang dihasilkanoleh low pas filter Gambar 4. 3Kurva Karakteristik Low Pass Filter a. **RC *Low Pass Filter*** Prinsip kerja pada rangkaian RC low pas filter ini adalah ketika tegangan masukan adalah tegangan DC maka tegangan keluaran akan bernilai sama dengan tegangan masukan. Gambar 4. 4Rangkaian RC Low Pass FIlter Nilai tegangan output dan nilai dari tegangan input saama karena X~c~ pada tegangan DC nilainya tidak terhitung. Peningkatan input frekuensi pada rangkaian *low*-*pass filter* tersebut akan menyebabkan nilai *XC* menurun dan menghasilkan nilai *Vout* berangsurangsur akan menurun hingga mencapai sebuah frekuensi yang dinyatakan sebagai frekuensi kritis (*critical frequency*, *X C* = *R* ) dan disimbolkan dengan *fC*. Secara matematis frekuensi kritis dapat ditulis sebagai berikut: \ [\$\$X\_{c} = R = \\ \\frac{1}{2\\pi RC}\$\$]{.math.display}\ \ [\$\$f\_{c} = \\ \\frac{1}{2\\pi RC}\$\$]{.math.display}\ Sedangkan nilai tegangan keluaran (*output voltage*) pada frekuensi tertentu\ berdasarkan pembagi tegangannya adalah sebagai berikut: \ [\$\$V\_{\\text{out}} = \\ \\left( \\frac{X\_{c}}{\\sqrt{R\^{2} + \\ {X\_{c}}\^{2}}} \\right)V\_{\\text{in}}\$\$]{.math.display}\