A pass filter tinggi adalah filter elektronik yang memungkinkan sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut-off tertentu & melemahkan sinyal dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut-off tersebut. Filter ini kebalikan dari low pass filter dan juga dikenal sebagai HPF, bass-cut filter, atau low-cut filter. Kombinasi dari filter lolos rendah dan filter lolos tinggi dikenal sebagai filter lolos pita yang hanya mengizinkan frekuensi dalam rentang tertentu. Ada berbagai jenis filter lolos tinggi berdasarkan desain rangkaian serta komponen yang digunakan untuk merancang filter seperti; filter high-pass aktif, HPF pasif, HPF RC, HPF orde pertama, HPF orde kedua, Butterworth , Filter lolos tinggi Chebyshev dan Bessel. Artikel ini menjelaskan secara singkat filter high pass pasif, rangkaian, cara kerja, jenis, dan aplikasinya.
Apa itu Filter Akses Tinggi Pasif?
Jenis filter elektronik yang digunakan untuk memungkinkan sinyal frekuensi tinggi hanya lewat sementara memblokir sinyal frekuensi rendah dikenal sebagai filter pass tinggi pasif. Filter ini juga dikenal sebagai filter pasif karena tidak memerlukan sumber daya eksternal untuk pengoperasiannya dan juga hanya bergantung pada energi sinyal yang masuk.
Filter ini dirancang dengan komponen pasif seperti; resistor, induktor, dan kapasitor. Nilai komponen ini hanya menentukan frekuensi cut-off filter, dimana frekuensi ini berada di bawah sinyal yang diblokir atau dilemahkan.
Rangkaian Filter High Pass Pasif
Rangkaian desain High pass filter pasif ditunjukkan di bawah ini yang menggunakan resistor dan kapasitor. Rangkaian ini mirip dengan LPF Pasif tetapi resistor dan kapasitor hanya dipertukarkan di dalam rangkaian. Kapasitor dalam rangkaian filter high-pass pasif dihubungkan secara seri dengan resistor. Umumnya ketika sinyal masukan diberikan ke kombinasi seri kapasitor & resistor non-polarisasi maka keluaran yang disaring tersedia atau ditarik melintasi resistor.
Filter ini hanya mengizinkan frekuensi yang lebih tinggi & memblokir sinyal frekuensi yang lebih rendah. Nilai frekuensi cut-off terutama bergantung pada nilai komponen yang dipilih untuk desain rangkaian. Filter ini memiliki beberapa aplikasi pada rentang frekuensi tinggi 10 MHz. Karena pertukaran komponen dalam rangkaian ini, respon kapasitor yang dikirimkan akan berubah yang berlawanan dengan respon low pass filter.
Kapasitor di rangkaian ini pada frekuensi rendah berfungsi seperti rangkaian terbuka dan pada frekuensi lebih tinggi; itu bertindak seperti korsleting. Pada rangkaian ini, kapasitor memblokir frekuensi rendah yang masuk ke dalam kapasitor karena reaktansi kapasitif kapasitor.
Kapasitor melawan sejumlah arus dalam rangkaian ini untuk mengikat kisaran kapasitansi kapasitor. Jadi kapasitor setelah frekuensi cut-off mengizinkan semua frekuensi karena nilai pengurangan reaktansi kapasitif. Jadi ini membuat rangkaian filter ini meneruskan seluruh sinyal input ke output setiap kali frekuensi sinyal input lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi cut-off 'fc'.
Nilai reaktansi meningkat pada frekuensi yang lebih rendah maka kapasitas untuk menahan aliran arus ke seluruh kapasitor meningkat. Pita frekuensi di bawah frekuensi cut-off disebut ‘Stop Band’ dan pita frekuensi setelah frekuensi cut-off disebut ‘Pass Band’.
Frekuensi pemutusan
Rumus frekuensi cut-off untuk filter high pass pasif ditunjukkan di bawah ini. Rumus ini mirip dengan filter low-pass.
Fc = 1 / 2πRC
Dimana 'R' berada perlawanan & 'C' adalah kapasitansi.
Sudut Fase Filter High Pass Pasif
Sudut fase HPF pasif dilambangkan dengan φ (Phi) yang akan menjadi +45 pada keluaran sinyal i/p pada -3dB (atau) frekuensi Cut-off.
Berdasarkan respons frekuensi filter, filter meneruskan semua sinyal pada frekuensi cut-off hingga tak terhingga. Rumus pergeseran fasa tidak sama dengan low pass filter karena pada filter ini fasa akan menjadi negatif, meskipun pada HPF merupakan pergeseran fasa positif, maka rumus sudut fasanya adalah;
Pergeseran fasa (φ) = arctan (1/2πfRC)
Konstanta Waktu
Kapasitor pada rangkaian mendapat efek pengisian & pengosongan dari frekuensi sinyal masukan yang dikenal dengan Konstanta Waktu yang dinotasikan dengan τ (Tau). Konstanta waktu juga berhubungan dengan frekuensi cut-off.
τ = RC = 1 / 2πfc
Terkadang setiap kali kita mempunyai nilai konstanta waktu, kita harus mengetahui frekuensi cut-offnya, sehingga dengan mengubah rumusnya kita bisa mendapatkan persamaan di bawah ini.
fc = 1 / 2πRC
Kita tahu bahwa τ = RC
Jadi persamaan di atas menjadi fc = 1 / 2πτ.
Contoh
Rangkaian high pass filter aktif menggunakan resistor 330k dan kapasitor 100pF ditunjukkan di bawah ini. Hitung frekuensi cut-off.
Rumus untuk menghitung Frekuensi cut-off ditunjukkan di bawah ini.
Frekuensi potong fc = 1/2πfC
Kita tahu bahwa nilai resistor 330k dan kapasitor 100pF, substitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan di atas.
Frekuensi potong fc = 1/2 x 3,14 x 330000 x 100 x 10^-12.
fc = 4825Hz (atau) 4,825Khz.
Fungsi Transfer Filter High Pass Pasif
Fungsi transfer menjelaskan hubungan utama antara sinyal input & output dari filter high-pass pasif. Jadi, fungsi alih perhitungan HPF pasif dibahas di bawah ini.
Vin = IZ
Vin = I (R + 1/jωC)
Vo = ADALAH
Jum/ Jum
IR/ Saya (R + 1/jωC)
Vo/ Vin = RjωC / R jωC + 1)
Misalkan RC = 1/ωC
Vo/ Vi = j(ω/ωC)/ j(ω/ωC) + 1
Vo/ Vin = j(ω/ωC)/√ j(ω/ωC)^ 2 + 1
Persamaan di atas merupakan fungsi transfer high-pass filter pasif. Jadi, penguatan tegangan pada setiap nilai 'ω' suatu filter dapat diukur dengan persamaan di atas.
Jenis Filter High Pass Pasif
Ada dua jenis filter high pass pasif; HPF pasif orde pertama dan HPF pasif orde kedua yang dibahas di bawah ini.
HPF Pasif orde pertama
Rangkaian filter high-pass pasif orde pertama ditunjukkan di bawah ini. Rangkaian ini dapat dirancang hanya dengan satu komponen reaktif dengan sebuah resistor. Rangkaian filter ini memblokir sinyal frekuensi rendah tetapi mengizinkan sinyal frekuensi tinggi di atas nilai yang ditetapkan. Rangkaian ini menggunakan komponen pasif dan tidak memerlukan sumber daya eksternal. Setiap kali sinyal masukan diberikan ke kombinasi seri kapasitor & resistor ini, maka keluaran yang disaring akan diperoleh melalui resistor.
Rumus frekuensi cut-off untuk HPS pasif orde pertama sama dengan filter low pass pasif yang ditunjukkan di bawah ini.
fc = 1 / 2πRC
HPF Pasif Orde Kedua
Rangkaian filter high-pass pasif orde kedua ditunjukkan di bawah ini. Rangkaian filter ini dirancang dengan mengalirkan dua HPF orde pertama. Rangkaian ini menggunakan dua komponen reaktif dua kapasitor dan dua resistor yang membuat rangkaian filter orde kedua. Jadi kinerja filter dua tahap ini setara dengan filter satu tahap meskipun kemiringan filter ini dapat diperoleh pada -40 dB/dekade karena variasi frekuensi cut-off.
Filter ini sangat efisien dibandingkan dengan filter satu tahap karena mencakup dua titik penyimpanan. Jadi, frekuensi cut-off untuk filter dua tahap terutama bergantung pada dua & dua kapasitor resistor nilai-nilai yang diberikan sebagai;
fc = 1/ (2π√(R1*C1*R2*C2)) Hz
Aplikasi
Itu penerapan filter high-pass pasif termasuk yang berikut ini.
- High Pass Filter pasif adalah filter yang akan memblokir frekuensi Rendah, namun melewatkan frekuensi tinggi di atas nilai yang telah ditentukan.
- Filter high-pass pasif digunakan di equalizer & penerima audio.
- Ini digunakan dalam sistem kontrol musik & modulasi frekuensi .
- Ini digunakan dalam generator fungsi, generator pulsa, generator ramp-to-step, CRO, CRT, dll.
- Filter ini biasanya digunakan dalam pemrosesan audio untuk menghilangkan kebisingan frekuensi rendah di amplifier audio dimanapun frekuensi maksimum diperlukan.
- Filter ini sering digunakan dalam HPF untuk menyempurnakan tepian serta komponen frekuensi tinggi lainnya dalam gambar digital.
- Ini digunakan dalam berbagai aplikasi industri & juga ilmiah seperti; analisis seismik, dan sistem radar & dalam bidang biomedis untuk memahami EKG.
- Jenis filter ini adalah alat penting dalam elektronik & pemrosesan sinyal untuk memungkinkan sinyal frekuensi tinggi mengizinkan dan memblokir sinyal berbasis frekuensi rendah.
Jadi, ini adalah gambaran pasif filter high-pass, sirkuit, berfungsi , jenis, dan aplikasinya. Rangkaian filter dirancang hanya dengan komponen pasif seperti; resistor & kapasitor. Filter ini tidak memerlukan sumber luar apa pun sehingga tidak memiliki penguatan yang berarti amplitudo sinyal keluaran selalu setara atau di bawah amplitudo sinyal masukan. Desain filter ini sangat sederhana dan komponen yang digunakan untuk membuat filter ini juga sangat murah. Ini pertanyaan buat anda, apa itu passive low pass filter?
