{tocify} $title={Daftar Isi}
High Passive Filter
Filter High Pass adalah kebalikan dari rangkaian Low Pass Filter karena kedua komponen telah dipertukarkan dengan sinyal keluaran filter yang sekarang diambil dari seberang resistor.
Dimana Low Pass Filter hanya mengizinkan sinyal untuk lewat di bawah titik frekuensi cut-off-nya, ƒc, rangkaian High Pass Filter pasif seperti namanya, hanya melewatkan sinyal di atas titik cut-off yang dipilih, ƒc menghilangkan sinyal frekuensi rendah dari bentuk gelombang. Perhatikan rangkaian di bawah ini.
High Pass Filter Circuit
Dalam pengaturan rangkaian ini, reaktansi kapasitor sangat tinggi pada frekuensi rendah sehingga kapasitor bertindak seperti rangkaian terbuka dan memblokir sinyal input apa pun di VIN hingga titik frekuensi cut-off (ƒC ) tercapai. Di atas titik frekuensi cut-off ini, reaktansi kapasitor telah berkurang cukup untuk sekarang bertindak lebih seperti hubung singkat yang memungkinkan semua sinyal input lewat langsung ke output seperti yang ditunjukkan di bawah ini dalam kurva respons filter.
Respons Frekuensi Filter High Pass generasi 1
Plot Bode atau Kurva Respons Frekuensi di atas untuk filter lolos tinggi pasif adalah kebalikan dari filter lolos rendah. Di sini sinyal dilemahkan atau diredam pada frekuensi rendah dengan output meningkat pada +20dB/Dekade (6dB/Oktaf) hingga frekuensi mencapai titik potong ( ƒc ) di mana lagi R = Xc. Ini memiliki kurva respons yang memanjang ke bawah dari tak terhingga ke frekuensi cut-off, di mana amplitudo tegangan output adalah 1/√2 = 70,7% dari nilai sinyal input atau -3dB (20 log (Vout/Vin)) dari input nilai.
Kita juga dapat melihat bahwa sudut fase ( Φ ) dari sinyal keluaran LEADS dari masukan dan sama dengan +45o pada frekuensi ƒc. Kurva respons frekuensi untuk filter ini menyiratkan bahwa filter dapat melewatkan semua sinyal hingga tak terhingga. Namun dalam praktiknya, respons filter tidak meluas hingga tak terhingga tetapi dibatasi oleh karakteristik listrik komponen yang digunakan.
Titik frekuensi cut-off untuk filter High Pass Filter generasi pertama dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan yang sama dengan filter lolos rendah, tetapi persamaan untuk pergeseran fase sedikit dimodifikasi untuk memperhitungkan sudut fase positif seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Frekuensi Pemutusan dan Pergeseran Fase
Penguatan sirkuit, Av yang diberikan sebagai Vout/Vin (besar) dan dihitung sebagai:
Contoh High Pass Filter No1
Hitung frekuensi cut-off atau “breakpoint” ( ƒc ) untuk High Pass Filter pasif sederhana yang terdiri dari kapasitor 82pF yang dihubungkan secara seri dengan resistor 240kΩ.
Filter High Pass generasi kedua
Sekali lagi seperti halnya Low Pass Filter, tahapan High Pass Filter dapat mengalir bersama-sama untuk membentuk filter orde kedua (dua kutub) seperti yang ditunjukkan.
Filter High Pass generasi kedua
Rangkaian di atas menggunakan dua filter orde pertama yang terhubung atau mengalir bersama untuk membentuk jaringan high pass orde kedua atau dua kutub. Kemudian tahap filter orde pertama dapat diubah menjadi jenis orde kedua hanya dengan menggunakan jaringan RC tambahan, sama seperti untuk filter lolos rendah orde ke-2. Rangkaian high pass filter orde kedua yang dihasilkan akan memiliki kemiringan 40dB/dekade (12dB/oktaf).
Seperti pada High Pass Filter, frekuensi cut-off, ƒc ditentukan oleh resistor dan kapasitor sebagai berikut.
Dalam prakteknya, penyaring pasif mengalirkan bersama-sama untuk menghasilkan filter orde lebih besar sulit untuk diterapkan secara akurat karena impedansi dinamis dari setiap orde filter mempengaruhi jaringan tetangganya. Namun, untuk mengurangi efek pembebanan, kita dapat membuat impedansi setiap tahap berikutnya 10x dari tahap sebelumnya, jadi R2 = 10*R1 dan C2 = 1/10 dari C1.
Ringkasan High Pass Filter
Kita telah melihat bahwa Filter Pasif High Pass adalah kebalikan dari filter low Pass Filter. Filter ini tidak memiliki tegangan keluaran dari DC (0Hz), hingga titik frekuensi cut-off ( ƒc ) yang ditentukan. Titik frekuensi cut-off yang lebih rendah ini adalah 70,7% atau -3dB(dB = -20log VOUT/VIN) dari penguatan tegangan yang diizinkan untuk lewat.
Rentang frekuensi “di bawah” titik batas ini ƒc umumnya dikenal sebagai Stop Band sementara rentang frekuensi “di atas” titik cut-off ini umumnya dikenal sebagai Pass Band.
Frekuensi cut-off, frekuensi sudut, atau titik -3dB dari filter lolos tinggi dapat ditemukan menggunakan rumus standar: ƒc = 1/(2πRC). Sudut fase sinyal keluaran yang dihasilkan pada ƒc adalah +45o. Umumnya, filter lolos tinggi kurang terdistorsi daripada filter lolos rendah yang setara karena frekuensi operasi yang lebih tinggi.
Aplikasi yang sangat umum dari jenis filter pasif ini, adalah dalam amplifier audio sebagai kapasitor penghubung antara dua tahap penguat audio dan dalam sistem speaker untuk mengarahkan sinyal frekuensi yang lebih tinggi ke speaker tipe "tweeter" yang lebih kecil sambil memblokir sinyal bass yang lebih rendah atau juga digunakan sebagai filter untuk mengurangi kebisingan frekuensi rendah atau distorsi tipe "gemuruh". Ketika digunakan seperti ini dalam aplikasi audio, filter high pass kadang-kadang disebut filter “low-cut”, atau “bass cut”.
Tegangan output Vout bergantung pada konstanta waktu dan frekuensi sinyal input seperti yang terlihat sebelumnya. Dengan sinyal sinusoidal AC yang diterapkan ke rangkaian, ia berperilaku sebagai filter lolos tinggi Orde 1 sederhana. Tetapi jika kita mengubah sinyal input menjadi sinyal berbentuk "gelombang persegi" yang memiliki input langkah hampir vertikal, respons rangkaian berubah secara dramatis dan menghasilkan rangkaian yang umumnya dikenal sebagai Differentiator.
Pembeda RC
Sampai sekarang bentuk gelombang input ke filter telah dianggap sinusoidal atau gelombang sinus yang terdiri dari sinyal fundamental dan beberapa harmonik yang beroperasi dalam domain frekuensi yang memberi kita respons domain frekuensi untuk filter. Namun, jika kami mengumpankan Filter High Pass dengan sinyal Gelombang Persegi yang beroperasi dalam domain waktu yang memberikan masukan impuls atau respons langkah, bentuk gelombang keluaran akan terdiri dari pulsa berdurasi pendek atau lonjakan seperti yang ditunjukkan.
Sirkuit Diferensiator RC
Setiap siklus bentuk gelombang input gelombang persegi menghasilkan dua lonjakan pada output, satu positif dan satu negatif dan yang amplitudonya sama dengan input. Laju peluruhan paku bergantung pada konstanta waktu, ( RC ) nilai kedua komponen, ( t = R x C ) dan nilai frekuensi input. Pulsa keluaran semakin menyerupai bentuk sinyal masukan seiring dengan meningkatnya frekuensi.