Pengertian Band Pass Filter (BPF) atau Tapis Lolos Antara

Pengertian Band Pass Filter (BPF) atau Tapis Lolos Antara – Band Pass Filter atas sering disingkat dengan BPF adalah filter atau penyaring frekuensi yang melewatkan sinyal frekuensi dalam rentang frekuensi tertentu yaitu melewatkan sinyal yang berada diantara frekuensi batas bawah hingga frekuensi batas atasnya. Dengan kata lain, Band Pass Filter atau Tapis Lolos Atas ini akan menolak atau melemahkan sinyal frekuensi yang berada diluar rentang yang ditentukan tersebut.

Salah satu aplikasi sederhana Band Pass Filter adalah pada penguat audio, pengendali nada (tone control) dan penyaring crossover speaker. Pada rangkaian-rangkaian tersebut, kadang-kadang hanya perlu melewatkan rentang frekuensi tertentu yang tidak dimulai dari 0Hz atau memerlukan sinyal yang berakhir pada suatu titik frekuensi tinggi tertentu.

Sebuah Tapis Lolos Antara atau Band Pass Filter (BPF) Pasif yang dapat meloloskan rentang atau pita frekuensi tertentu ini pada dasarnya dapat dihasilkan dengan cara menggabungkan rangkaian Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) dan rangkaian High Pass Filter (Tapis Lolos Atas).

Rangkaian Band Pass Filter (Tapis Lolos Antara)

Berbeda dengan Low Pass Filter yang hanya melewatkan sinyal frekuensi rendah dan melemahkan frekuensi tinggi ataupun High Pass Filter yang hanya melewatkan sinyal Frekuensi Tinggi dan melemahkan frekuensi rendah, Band Pass Filter ini mampu melewatkan sinyal pada pita atau “sebaran” frekuensi tertentu atau melewatkan sinyal diantara batas frekuensi yang ditentukan. Rentang Frekuensi yang berada diantara Frekuensi batas atas (Wh) dan Frekuensi batas bawah (Wl) ini biasanya dikenal dengan filter Bandwidth.

Pada umumnya, Bandwidth didefinisikan sebagai rentang frekuensi yang berada diantara dua titik batas frekuensi yang ditentukan (fc), yaitu 3dB dibawah pusat maksimum atau puncak resonansi dan melemahkan frekuensi lain yang berada diluar dua titik batas ini. Frekuensi yang tersebar luas yang biasanya disebut dengan istilah Bandwidth atau BW ini pada dasarnya adalah perbedaan antara Frekuensi Cut Off yang lebih rendah (fc lower) dan poin Frekuensi Cut Off yang lebih tinggi (fc higher). Dengan kata lain, BW = f_H – f_L. Agar Penyaring atau Filter Band Pass ini dapat berfungsi dengan benar, Frekuensi cut off Low Pass Filter harus lebih tinggi daripada frekuensi cut off High Pass Filter.

Band Pass Filter yang ideal juga dapat digunakan untuk mengisolasi atau menyaring (filter) frekuensi tertentu yang berada dalam pita frekuensi tertentu, misalnya untuk pembatalan derau (noise cancellation). Band Pass Filter umumnya juga dikenal dengan SECOND-ORDER FILTER atau dua kutub, ini dikarenakan Band Pass Filter memiliki dua komponen reaktif yaitu kapasitor dalam desain rangkaiannya. Satu Kapasitor di rangkaian LOW PASS dan satunya lagi di rangkaian HIGH PASS.

Rangkaian Band Pass Filter (BPF) atau Tapis Lolos Antara

Seperti yang disebut sebelumnya, Band Pass Filter atau Tapis Lolos Antara ini pada dasarnya terdiri dari dua Filter yaitu LOW PASS FILTER (Tapis Lolos Bawah) dan HIGH PASS FILTER (Tapis Lolos Atas). Berikut dibawah ini adalah rangkaian dasar dari sebuah Band Pass Filter.

Rumus Band Pass Filter

Rumus atau persamaan yang digunakan pada Band Pass Filter pada dasarnya sama dengan rumus yang digunakan dalam Low Pass Filter dan High Pass Filter. Berikut ini adalah Rumus Band Pass Filter.

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)

 

Contoh Perhitungan Band Pass Filter (BPF)

Sebuah Rangkaian Band Pass Filter/Tapis Lolos Antara yang dirancang dari komponen RC (resistor dan kapasitor) untuk melewatkan frekuensi diantara 1kHz (1.000Hz) hingga 20kHz (20.000Hz). Kedua Resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah masing-masing 10KΩ, Hitunglah kedua nilai kapasitor yang digunakan pada rangkaian tersebut.

Penyelesaian

Perhitungannya dibagi menjadi dua tahapan perhitungan yaitu tahapan bagian HIGH PASS FILTER dan tahapan bagian LOW PASS FILTER.

Bagian HIGH PASS FILTER

Nilai Kapasitor C1 yang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off f_L  yaitu 1kHz dengan resistor R1 10KΩ adalah dihitung melalui perhitungan dibawah ini :

C1 = 1/2πf_LR
C1 = 1/ 2 x 3,14 x 1.000 x 10.000
C1 = 1/ 2 x 3,14 x 1.000 x 10.000
C1 = 15,9 nF

Jadi nilai Kapasitor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut off f_L adalah 15,9nF.

Bagian LOW PASS FILTER

Nilai Kapasitor C2 yang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off f _H yaitu 20kHz dengan resistor R2 10KΩ dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :

C2 = 1/2πf_HR
C2 = 1/ 2 x 3,14 x 20.000 x 10.000
C2 = 1/ 2 x 3,14 x 20.000 x 10.000
C2 = 796pF

Jadi nilai Kapasitor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut f_H adalah 796pF.