Low Pass Filter merupakan komponen elektronik yang digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal frekuensi rendah (di bawah ambang batas tertentu) dan memblokir sinyal-sinyal frekuensi tinggi. Fungsi utamanya adalah menyaring atau mengisolasi komponen rendah dalam spektrum frekuensi suatu sinyal.
LPF sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pemrosesan audio, komunikasi, pemrosesan sinyal, dan memfilterkan data. Pada dasarnya, filter ini memungkinkan sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi di bawah ambang batas untuk melewati dengan sedikit atau tanpa atenuasi.
Sementara itu, sinyal-sinyal di atas ambang batas akan diredam. Ini sangat berguna dalam memisahkan sinyal yang diinginkan dari gangguan frekuensi tinggi atau noise yang tidak diinginkan dalam berbagai sistem elektronik.
Pengertian Low Pass Filter
LPF merupakan komponen elektronik yang dirancang untuk memungkinkan sinyal dengan frekuensi rendah melewati dan memblokir sinyal dengan frekuensi tinggi. Filter ini bekerja dengan cara mengurangi amplitudo atau menghapus komponen frekuensi tinggi dari sinyal input.
Ambang batas frekuensi adalah parameter penting yang digunakan untuk menentukan pada frekuensi mana filter mulai melemahkan sinyal. Komponen ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pemrosesan audio, komunikasi, pemrosesan sinyal, dan elektronika umum.
Tujuannya adalah untuk memisahkan sinyal yang diinginkan, yang sering kali terdapat dalam komponen frekuensi rendah, dari noise atau gangguan frekuensi tinggi yang dapat mengganggu kualitas sinyal. Filter ini penting dalam mencapai pemrosesan sinyal yang bersih dan efisien dalam berbagai konteks.
Fungsi Low Pass Filter
Fungsi LPF sangat penting dalam berbagai aplikasi elektronik, mulai dari pemrosesan audio, komunikasi, hingga pemrosesan sinyal digital. Ini membantu menjaga kualitas sinyal, menghilangkan noise yang tidak diinginkan, dan mengoptimalkan kinerja sistem. Seperti penjelasan berikut ini:
1. Penyaring Sinyal
Fungsi utama LPF adalah menyaring atau mengisolasi komponen frekuensi rendah dari sinyal input, memungkinkan hanya sinyal dengan frekuensi di bawah ambang batas tertentu untuk melewati sambil memblokir sinyal frekuensi tinggi.
Berguna untuk peralatan audio untuk mengendalikan dan melakukan modifikasi karakteristik suara dengan cara menghilangkah komponen frekuensi tinggi.
2. Menghilangkan ‘Noise’
LPF digunakan untuk menghilangkan noise atau gangguan frekuensi tinggi yang dapat mengganggu sinyal yang diinginkan dalam berbagai aplikasi, seperti pemrosesan audio atau pemantauan sinyal. Dengan begitu, noise’ tinggi atau efek suara yang tidak diinginkan bisa dihilangkan.
Dalam proses video, LPF digunakan untuk menghilangkan efek buram yang mungkin terjadi selama melakukan transmisi sinyal video. Sehingga bisa menghaluskan gambar atau image serta menghilangkan detail tinggi yang mungkin tidak dibutuhkan.
3. Pelindung Sirkuit
LPF dapat digunakan untuk melindungi komponen elektronik dari sinyal frekuensi tinggi yang dapat merusaknya.
4. Menghilangkan Harmonik
LPF membantu menghilangkan harmonik dalam sinyal AC, sehingga menghasilkan sinyal yang lebih murni.
5. Menstabilkan Sinyal
LPF digunakan untuk menghilangkan fluktuasi cepat dalam sinyal yang mungkin disebabkan oleh gangguan atau ketidakstabilan sumber daya.
6. Menyaring Data
Dalam pemrosesan data, LPF digunakan untuk menghilangkan komponen frekuensi tinggi dalam sinyal waktu atau data, yang dapat membantu dalam analisis data dan pengambilan keputusan.
7. Pengendali Phase
Beberapa jenis LPF, seperti Bessel LPF, digunakan untuk mengontrol distorsi fase dalam sinyal.
Jenis-Jenis Low Pass Filter
Ada beberapa jenis LPF yang secara umum bisa ditemukan di pasaran, yaitu:
1. LPF Audio
Jenis ini merupakan bagian dari sirkuit yang frekuensinya antara 0-20 kHz. Mampu meningkatkan dan juga melemahkan frekuensi. Umum ditemui pada perangkat elektronik seperti radio dan televisi. Namun juga menjadi komponen penting dalam Hi-Fi Stereo dan amplifier untuk instrumen.
2. LPF Subwoofer
Merupakan rangkaian penyaring atau filter yang menangkap sinyal agar bisa meredam nada yang tinggi. jenis ini memiliki dua kombinasi yaitu kapasitor dan resistor. Cocok untuk subwoofer audio. Nama lain jenis ini adalah “active crossover”.
3. LPF Op-Amp
Kerap disebut dengan nama filter aktif, jenis ini memang aktif dalam menguatkan operasional (operational amplifier) pada transistor bipolar juga transistor efek medan. Filter aktif terbagi menjadi dua kelas, yaitu menurut frekuensi output atau menurut bandwidth.
4. LPF Orde 2
Jenis ini memiliki dua kutub dan filter RC dan kerap disebut filter VCVS yang berguna untuk memperkuat Tegangan Kontrol Sumber Tegangan. Caranya adalah dengan menambahkan jaringan RC pada jalur input. Sehingga akan memudahkan konversi filter order 1 menjadi order 2.
Jenis filter ini memiliki banyak istilah lain, seperti Butterworth Filter, Chebyshev, Bessel Filter, Elliptic, Digital, atau Sallen-Key Filter.
Cara Kerja Low Pass Filter
LPF atau yang bisa diterjemahkan sebagai Penyaring Lolos-Bawah Pasif memiliki dua konfigurasi utama. RC filter yang terdiri dari resistor dan kapasitor dan jenis kedua tersusun dari resistor dan induktor. Masing-masing memiliki cara kerjanya sendiri, seperti yang dibahas di bawah ini:
1. Low Pass RC Filter
Jenis ini merupakan rangkaian filter yang terdiri dari beberapa komponen pasif yaitu Resistor dan Kapasitor. Untuk membuat jenis ini, resistor diatur secara seri ke sinyal input. Sedangkan kapasitor diposisikan sejajar atau paralel (tegak) dengan sinyal input.
Kapasitor akan memberikan resistansi berbeda atas sinyal frekuensi yang berbeda. Resistansi kapasitor menjadi sangat tinggi jika dilalui oleh sinyal dengan frekuensi rendah (DC). Sebaliknya resistansinya rendah jika dilalui oleh sinyal frekuensi yang tinggi.
Jadi, kapasitor akan memblokir sinyal DC (frekuensi rendah). Sedangkan sinyal dengan frekuensi tinggi akan melalui kapasitor.
2. Low Pass RL Filter
Berbeda dengan jenis RC, jenis RL merupakan rangkaian penyaring frekuensi yang komponennya terdiri dari Resistor dan Induktor. Untuk membuat jenis ini, Induktor diposisikan secara seri terhadap sinyal input sedangkan Resistor ditempatkan secara sejajar atau paralel terhadap sinyal input.
Jenis ini bekerja menggunakan prinsip reaktansi induktif. Di mana resistansi atau impedansi induktor akan berubah karena menyesuaikan dengan perubahan sinyal frekuensi yang masuk (input). Jika yang masuk adalah sinyal dengan frekuensi tinggi maka induktor juga menghasilkan resistansi tinggi.
Sebaliknya, jika sinyal masuknya berfrekuensi rendah maka resistansinya juga rendah. Itu sebabnya komponen ini dipasang secara seri terhadap sinyal input. Jadi bisa langsung memblokir sinyal frekuensi tinggi dan membiarkan sinyal frekuensi rendah lewat tanpa hambatan.
Pada dasarnya, arus akan mengambil jalur yang memiliki resistansi paling rendah. Kapasitor menawarkan resistansi yang umumnya rendah pada rangkaian dengan frekuensi tinggi. Karena itu arus biasanya akan memilih untuk melalui kapasitor.
Dengan begitu, sinyal yang memiliki frekuensi rendah akan memilih untuk melalui jalur alternatif yang memiliki resistansi lebih rendah.
Kesimpulan
Low Pass Filter adalah komponen penting dalam elektronika yang membantu memisahkan sinyal frekuensi rendah dari frekuensi tinggi. Dengan kemampuannya menghilangkan noise dan mengoptimalkan sinyal yang diinginkan,
LPF memiliki peran amat penting dalam berbagai aplikasi, dari pemrosesan audio hingga komunikasi. Ini adalah elemen penting dalam mencapai kinerja sinyal yang lebih baik dan aplikasi yang lebih efisien.
