Pengertian High Pass Filter (HPF) atau Tapis Lolos Atas

Pengertian High Pass Filter (HPF) atau Tapis Lolos Atas – High Pass Filter atau biasanya disingkat dengan HPF adalah Filter atau penyaring frekuensi yang dapat melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah. Dengan kata lain, sinyal Frekuensi tinggi akan lebih mudah melewati High Pass Filter (HPF) sedangkan sinyal frekuensi rendah akan dihambat atau dipersulit untuk melewatinya. HPF yang ideal adalah HPF yang sama sekali tidak melewatkan sinyal dengan frekuensi dibawah frekuensi cut-off. Pada dasarnya, High Pass Filter (HPF) adalah kebalikan dari Low Pass Filter (LPF). Dalam bahasa Indonesia, High Pass Filter disebut juga dengan Tapis Lolos Tinggi, Tapis Pelewat Tinggi atau Penyaring Lolos Atas.

Tapis Lolos Tinggi atau High Pass Filter ini dapat dibuat dengan menggunakan komponen pasif seperti Resistor dengan Kapasitor atau Induktor. High Pass Filter yang dibuat dari Resistor dan Kapasitor disebut dengan High Pass RC Filter sedangkan High Pass Filter atau HPF yang terbuat dari Resistor dan Induktor disebut dnegan High Pass RL Filter. Filter Pasif yaitu filter yang menggunakan komponen pasif ini tidak memiliki elemen penguat seperti Transistor dan Op-Amp sehingga tidak memiliki perolehan penguatan sinyal, oleh karena itu tingkat OUTPUT-nya selalu kurang dari tingkat INPUT-nya.

Dua Jenis Konfigurasi Utama High Pass Filter

Seperti yang disebutkan sebelumnya, terdapat dua konfigurasi utama pada High Pass Filter (HPF) Pasif atau Penyaring Lolos Atas Pasif ini yaitu High Pass RC Filter (Resistor-Capasitor) dan High Pass RL Filter (Resistor-Inductor). Berikut ini adalah pembahasan singkat mengenai kedua konfigurasi High Pass Filter Pasif ini.

High Pass RC Filter

High Pass RC Filter atau Penyaring Lolos Atas RC adalah rangkaian penyaring frekuensi yang terdiri dari komponen pasif yaitu Resistor (R) dan Kapasitor (C) yang meneruskan sinyal frekuensi tinggi tetapi menghambat atau memblokir frekuensi rendah. Untuk membuat Penyaring RC ini, Kapasitor (C) ditempatkan secara seri dengan sinyal INPUT rangkaian dan Resistor (R) ditempatkan secara paralel atau sejajar dengan sinyal INPUT seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah ini :

Dari rangkaian High Pass RC Filter diatas, Kapasitor (C) yang merupakan komponen reaktif ini akan menawarkan resistansi yang berbeda terhadap sinyal frekuensi yang berbeda yang masuk melaluinya. Resistansi Kapasitor akan tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC sedangkan resistansi rendah terhadap sinyal frekuensi tinggi. Karena dengan karakteristik kapasitor yang beresistansi tinggi terhadap sinyal frekuensi rendah atau sinyal DC, Kapasitor tersebut akan menghalangi sinyal frekuensi rendah untuk melewatinya sehingga hanya sinyal frekuensi tinggi saja yang berhasil melewati kapasitor tersebut. Kapasitor jenis ini juga berfungsi sebagai Kapasitor kopling (Coupling Capasitor) karena melewatkan sinyal AC tetapi memblokir sinyal DC.

High Pass Filter merupakan penyaring frekuensi yang banyak digunakan diberbagai jenis rangkaian, salah satunya adalah rangkaian Mikrofon. Mikrofon adalah perangkat yang memerlukan daya DC agar dapat beroperasi dan membutuhkan sinyal AC seperti suara manusia dan musik sebagai sinyal INPUT-nya. Dengan kata lain, sinyal DC hanya sebagai daya agar dapat mengoperasikan mikrofon namun tidak boleh muncul pada OUTPUT yang bersinyal AC (Audio). Jadi, untuk meneruskan sinyal Audio yang berbentuk sinyal AC dan memblokir sinyal DC, kita memerlukan rangkaian High Pass Filter (HPF) atau Penyaring Lolos Atas.
Baca juga : Pengertian Low Pass Filter (LFP) atau Tapis Lolos Bawah. 

Cara Membuat High Pass RC Filter

Setelah kita mengetahui cara kerja sebuah High Pass Filter, kita dapat merangkai sendiri rangkaian High Pass Filter. Untuk membuat rangkaian High Pass Filter, kita memerlukan sebuah Resistor dan Kapasitor. Dalam contoh ini, kita akan menggunakan Resistor 10KΩ dan Kapasitor Keramik yang bernilai 10nF. Rangkaiannya dapat kita lihat di gambar diatas (Rangkaian HPF RC Filter).

Rumus High Pass RC Filter

Rumus yang digunakan untuk menemukan titik cut-off Frekuensi dari rangkaian RC High Pass Filter adalah :

f = 1/2πRC

Dimana :

f = Frekuensi dalam satuan Hz
π = 3.14
R = Nilai Resistor dalam satuan Ohm (Ω)
C = Nilai Kapasitor dalam satuan Farad (F)

Diketahui

π = 3.14
R = 1KΩ atau 1000Ω
C = 10nF atau 10 x 10-9 atau 0.000000001F
f = ?

Penyelesaian

f = 1/2πRC
f = 1/2 (3.14)(1000)(0.000000001)
f = 15.923,57 Hz atau sekitar 15,9KHz

Rangkaian High Pass RC filter diatas akan melewatkan frekuensi diatas 15.923,57Hz dan melemahkan atau memblokir frekuensi dibawah 15.923,57Hz. Semakin jauh dan rendah dari 15.923,57Hz, semakin besar pelemahannya.

Dengan demikian, apabila kita memasukan sinyal AC 100Hz ke rangkaian High Pass RC Filter tersebut, Kapasitor akan melemahkan atau memblokir sinyal tegangan ini dan tidak akan melalui jalur OUTPUT. Kondisi ini dapat kita lihat dengan menggunakan Osiloskop. Namun apabila kita memasukan sinyal AC 20KHz, sinyal ini tidak akan dilemahkan atau diblokir sehingga akan dengan mudah melewati kapasitor yang ada pada rangkaian tersebut, hal ini dikarenakan resistansi pada Kapasitor sangat rendah pada frekuensi tinggi sehingga frekuensi tinggi yang melewatinya tidak akan mengalami gangguan atau pelemahan sama sekali.

 

High Pass RL Filter

High Pass RL Filter adalah High Pass Filter yang terdiri dari Resistor dan Induktor yang dapat meneruskan sinyal Frekuensi Tinggi tetapi melemahkan atau memblokir sinyal frekuensi rendah. Untuk merangkaian Rangkaian High Pass RL Filter ini, Induktor ditempatkan secara paralel dengan sinyal sumber daya yang memasuki rangkaian sedangkan Resistor ditempatkan secara seri dengan sinyal INPUTnya seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah ini:

Rangkaian diatas adalah rangkaian High RL Filter yang dapat melewati sinyal frekuensi tinggi dan melemahkan sinyal frekuensi rendah. Sama seperti Kapastior, Induktor juga merupakan komponen reaktif yang dapat berubah resistansi-nya tergantung pada sinyal frekuensi yang melaluinya. Induktor akan melewati sinyal frekuensi rendah dengan resistansi yang rendah sedangkan frekuensi tinggi yang melalui akan dihambat atau dilemahkan dengan resistansi yang tinggi. Dengan demikian, sinyal frekuensi rendah akan mudah melewati Induktor sedangkan sinyal frekuensi tinggi akan dilemahkan atau diblokir sebagai OUTPUT pada rangkaian High Pass Filter ini.

Rangkaian diatas menggunakan prinsip kerja Reaktansi Induktif. Perlu diingat bahwa arus akan mengambil jalur yang resistansinya paling rendah. Karena Induktor menawarkan resistansi yang tinggi terhadap sinyal frekuensi tinggi, sinyal frekuensi tinggi tidak akan melalui Induktor dan akan mengambil jalur alternatif yang menawarkan resistansi rendah, yaitu jalur ke OUTPUT pada rangkaian RL Filter ini. Di satu sisi, sinyal frekuensi rendah akan melewati jalur ke Induktor karena Induktor menawarkan resistansi yang rendah untuk sinyal frekuensi rendah.

Cara Membuat High Pass RL Filter

Untuk membangun sebuah rangkaian High Pass RL Filter, kita memerlukan sebuah Resistor dan sebuah Induktor. Kita dapat melihat hasilnya dengan menggunakan Osiloskop sedangkan sumber sinyal frekuensinya dapat kita gunakan sebuah alat yang disebut dengan Function Generator atau Signal Generator. Pada contoh ini, kita akan menggunakan Resistor 10KΩ dan Induktor 470mH. Konfigurasi rangkaiannya dapat kita lihat seperti pada gambar diatas.

Rumus High Pass RL Filter

Rumus yang digunakan untuk menemukan titik cut-off Frekuensi dari rangkaian RL adalah :

f = R / 2πL

Dimana :

f = Frekuensi dalam satuan Hz
π = 3.14
R = Nilai Resistor dalam satuan Ohm (Ω)
L = Nilai Induktor dalam satuan Henry (H)

Diketahui

π = 3.14
R = 10KΩ atau 10.000Ω
L = 470mH atau 0,47H
f = ?

f = R / 2πL
f = 10.000 / 2 (3.14)(0.47)
f = 3.387,99 atau sekitar 3,39kHz.

Ini berarti semua Frekuensi diatas 3,39KHz akan dilewati tanpa adanya pelemahan sedangkan sinyal frekuensi dibawah 3,39KHz akan dilemahkan atau diblokir. Semakin rendahnya frekuensinya dari 3,39KHz, semakin besar pelemahannya.

Share this post