PENAPIS (FILTER) 12.1 Pendahuluan Pada prinsipnya sebuah penapis (filter) merupakan salah satu contoh aplikasi dari berbagai rangkaian RC , RL dan RLC . Secara sederhana rangkaianrangkaian penapis tersebut dapat dikelompokan ke dalam 2 (dua) bagian, yaitu: 1. Rangkaian penapis pasif (passive filter). 2. Rangkaian penapis aktif (active filter). Pada dasarnya rangkaian penapis pasif (passive filter) disusun dengan menggunakan kombinasi resistor, kapasitor dan induktor, sedangkan rangkaian penapis aktif (active filter) merupakan kombinasi antara rangkaian penapis pasif dan rangkaian penguat (amplifier). Pada bagian ini kita akan membahas mengenai rangkaian penapis pasif, sedangkan rangkaian penapis aktif akan dibahas pada bagian berikutnya. Pada prinsipnya sebuah rangkaian penapis (filter) merupakan sebuah rangkaian yang dirancang untuk melewatkan sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi pada jalur (band) tertentu yang disebut dengan passband, sedangkan sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi di luar jalur tersebut akan dilemahkan (attenuation) oleh rangkaian penapis (filter) dan disebut sebagai jalur-jalur pelemahan (attenuation bands) atau jalur perhentian (stopband). Konfigurasi rangkaian filter tersebut dirancang dengan memanfaatkan sifatsifat dari resistor, kapasitor dan induktor. Sebuah filter akan melewatkan sinyalsinyal pada jalur frekuensi (band) tertentu dengan memanfaatkan sifat kapasitor dan induktor yang reaktif. Kapasitor dan induktor tersebut dikonfigurasikan sebaik mungkin sehingga memiliki sifat reaktif yang sesuai dengan karakteristik sinyal pada jalur frekuensi tertentu, sedangkan untuk melemahkan (attenuation) sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi di luar jalur frekuensi (band) digunakan sifat resistif yang terkandung pada resistor. Konfigurasi kapasitor dan induktor tersebut akhirnya membentuk sebuah jalur yang dapat melewatkan sinyal-sinyal 254 pada jalur frekuensi tertentu (band) yang disebut dengan passband, sedangkan konfigurasi resistor membentuk sebuah jalur yang tidak dapat melewatkan sinyalsinyal pada jalur frekuensi tertentu karena telah dilakukan pelemahan terhadap sinyal-sinyal tersebut dan jalur ini disebut dengan jalur pelemahan (attenuation band). Pada jalur yang dapat dilewati (passband) tersebut tidak terjadi pelemahan (attenuaton) terhadap sinyal, sedangkan pada jalur pelemahan (attenuation band) terjadi pelemahan terhadap sinyal dan di antara jalur yang dilewati (passband) dan jalur pelemahan (attenuation band) merupakan frekuensi terputus (cutt-off frequency). Pada dasarnya rangkaian-rangkaian penapis (filter) tersebut sering digunakan untuk keperluan pada setiap jenis komunikasi elektronika (electronic communication) dan perlengkapan kendali (control equipment). Pada aplikasiaplikasi tersebut penapis (filter) diharapkan dapat menapis (filtering) secara selektif suatu frekuensi atau serentang frekuensi dari sebuah campuran frekuensifrekuensi yang berbeda di dalam sebuah rangkaian. Salah satu aplikasi lainnya dari rangkaian penapis (filter) adalah sebuah sistem stereo (high-performance stereo system) yang membutuhkan penapis untuk memisahkan frekuensi audio (audio frequency) yang akan dikuatkan (amplified) atau dilemahkan (attenuation) agar menghasilkan kualitas suara yang baik (best quality sound) dan efisiensi daya (power efficiency). Filter pada sistem stereo tersebut akan melemahkan sinyal yang memiliki frekuensi rendah (low-frequeny signals) untuk diberikan ke tweeter (high frequency speaker) karena tweeter sangat tidak efisien dalam menghasilkan sinyal-sinyal frekuensi rendah seperti irama (beat) drum. Pengaturan filter pada sistem stereo tersebut dilakukan melalui equalizer, yaitu suatu perangkat audio yang dapat mengatur (adjusted) sinyal-sinyal audio agar sesuai dengan rasa pendengar (listener taste) dan karakteristik akustik (acoustic characteristic). 12.1.1 Karakteristik Filter Pada prinsipnya istilah penapis (filter) digunakan untuk menggambarkan rangkaian-rangkaian elektronik yang dapat memilih frekuensi (frequencyselective). Rangkaian-rangkaian elektronik tersebut akan melewatkan (passband) 255 sejumlah sinyal pada jalur frekuensi tertentu dan melemahkan (attenuation) sinyal-sinyal di luar jalur frekuensi tersebut. Filter yang terbuat dari rangkaian elektronik tersebut dapat dianalogikan sebagai sebuah kain penyaring (lint) yang terdapat pada sebuah alat pengering (dryers). Kain penyaring pada alat pengering tersebut akan melewatkan udara bersih tetapi menahan kotoran-kotoran seperti debu dan partikel-partikel berbahaya lainnya. Filter pada bidang elektronika juga seperti kain penyaring tersebut, filter tersebut akan melewatkan sinyal-sinyal sesuai dengan konfigurasi yang telah disusun oleh seorang perancang rangkaian (circuit designer) dan melemah sinyal-sinyal lainnya. Pada prinsipnya seorang perancang rangkaian (circuit designer) harus terlebih dahulu mengetahui jalur frekuensi yang akan dilewatkan oleh penapis (filter) dan yang akan dilemahkan oleh penapis. Jalur-jalur frekuensi tersebut akan menentukan kofigurasi penapis (filter) yang digunakan, yaitu metode yang digunakan oleh perancang rangkaian (circuit designer) untuk menghubungkan komponen-komponen secara elektrik. Metode-metode yang akan diimplementasikan tersebut akan menentukan jumlah keuntungan (advantage) dan jumlah kerugian (disadvantage) yang akan diperoleh pada sistem penapis (filter). Konfigurasi yang digunakan untuk membangun penapis (filter) tersebut akan memudahkan kita untuk mengidentifikasinya serta mengklasifikasikannya. Setiap penapis (filter) tersebut akan memiliki sebuah bentuk kurva karakteristik (characteristic curve) yang juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi penapis. 12.1.2 Aplikasi Berikut ini adalah beberapa contoh aplikasi dari rangkaian penapis (filter), yaitu: 1. Sistem audio stereo (high-performance stereo system). 2. Catu daya (power supply). 3. Sistem komunikasi (communication system). 4. Sistem kendali (control system). 5. Instrumen riset kebisingan (research instrument for research). 256 12.1.3 Klasifikasi Filter Pada prinsipnya terdapat beberapa cara untuk mengidentifikasikan suatu penapis (filter), yaitu salah satunya dengan mengetahui bentuk kurva karakteristik (characteristic curve) dan metode yang digunakan untuk menyusun penapis tersebut. Penapis-penapis tersebut terkadang juga diberi nama sesuai dengan nama yang menyusun konfigurasi penapis tersebut, seperti penapis (filter) Chebyshev yang disusun oleh Chebysev dan penapis Butterworth yang disusun oleh Butterworth. Nama-nama penapis tersebut akan memberikan informasi kepada kita mengenai struktur sinyal keluarannya (output signal), seperti sebuah penapis pemutus (sharp-cutoff filter) yang akan membuat sebuah perbedaan mencolok (sharp distinction) di antara frekuensi-frekuensi yang akan lewat melaluinya dan yang tidak akan lewat. Untuk mengklasifikasikan penapis-penapis tersebut digunakan suatu pola (scheme) yang umum digunakan, yaitu suatu pola yang tergantung pada rentang frekuensi-frekuensi yang dilewatkan (pass) dan yang ditolak (reject) oleh penapis. Pada dasarnya terdapat 4 (empat) jenis dasar penapis (filter) berdasarkan pola yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu: 1. low-pass filter. 2. high-pass filter. 3. bandpass filter. 4. band-reject filter. Perhatikan gambar 12.1 di bawah ini. Gambar tersebut menunjukan bentuk kurva karakteristik (characteristic curve) yang dihasilkan oleh keempat jenis penapis (filter) tersebut. Gambar 12.1(a) merupakan bentuk kurva karakteristik low-pass filter. Bentuk kurva karakteristik low-pass filter tersebut melewatkan semua frekuensi di bawah f c , tetapi menolak semua frekuensi di atas f c . Gambar 12.1(b) merupakan bentuk kurva karakteristik high-pass filter. Bentuk kurva karakteristik tersebut menolak semua frekuensi di bawah f c , tetapi melewatkan semua frekuensi di atas f c . Gambar 12.1(c) merupakan bentuk kurva karakteristik bandpass filter. Bentuk kurva karakteristik tersebut hanya melewatkan sejumlah 257 frekuensi tertentu. Gambar 12.1(d) merupakan bentuk kurva karakteristik band reject filter. Bentuk kurva tersebut menolak sejumlah frekuensi tertentu. (a) (b) (c) (d) Gambar 12.1. Bentuk kurva karakteristik (characteristic curve): (a). low-pass filter. (b). high-pass filter. (c). band-pass filter. (d). band reject filter. 12.2 Low-Pass Filter Pada prinsipnya sebuah low-pass filter adalah sebuah rangkaian yang dapat melewatkan sinyal-sinyal frekuensi rendah (low-frequency) secara mudah (easy passage) tetapi menyulitkan sinyal-sinyal di luar frekuensi tersebut untuk melewatinya (difficult passage). Low-pass filter tersebut memiliki 2 (dua) rangkaian dasar yang dapat memenuhi tujuannya dan banyak sekali variasi dari 258 kedua rangkaian tersebut. Pada dasarnya rangkaian low-pass filter tersebut disusun dengan memanfaatkan impedansi induktor yang akan meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi induktor yang tinggi tersebut pada hubungan seri akan menjaga sinyal-sinyal frekuensi dari beban (load). Selain memanfaatkan impedansi induktor tersebut low-pass filter juga memanfaatkan impedansi kapasitor yang akan menurun sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi kapasitor yang menurun tersebut pada hubungan paralel dengan beban akan menjaga keluarnya sinyal-sinyal frekuensi tinggi (high frequency) ke beban (load). 12.2.1 RC Low-Pass Filter Perhatikan sebuah rangkaian lowpass filter yang terdapat pada gambar 12.2 di samping ini. Pada gambar rangkaian terlihat Gambar 12.2. Rangkaian dasar RC lowpass filter. low-pass filter tersebut bahwa tegangan keluaran (output voltage) adalah sama dengan tegangan yang melintasi kapasitor. Pada prinsipnya ketika tegangan masukan adalah tegangan dc (direct current), yaitu tegangan yang tidak berosilasi (0 Hz), maka tegangan keluaran (output voltage) pada low-pass filter tersebut akan bernilai sama dengan tegangan masukan (input voltage). Nilai tegangan keluaran (output voltage) tersebut menjadi sama dengan nilai tegangan masukannya (input voltage) karena nilai X C pada tegangan dc (direct current) nilainya tidak terhitung (infinitely). Peningkatan frekuensi masukan (input frequency) pada rangkaian low-pass filter tersebut akan menyebabkan nilai X C menurun dan sebagai hasilnya nilai Vout secara berangsurangsur akan menurun hingga mencapai sebuah frekuensi yang dinyatakan sebagai frekuensi kritis (critical frequency, X C R ) dan disimbolkan dengan f C . Secara 259 matematis frekuensi kritis (critical frequency) tersebut dinyatakan sebagai berikut: XC 1 2 fCC R fc 1 2 RC Sedangkan nilai tegangan keluaran (output voltage) pada frekuensi tertentu berdasarkan pembagi tegangannya adalah sebagai berikut: XC Vout R2 XC Vin 2 Namun pada frekuensi kritis (critical frequency) nilai X C R , sehingga nilai tegangan keluaranya (output voltage) dinyatakan sebagai berikut: R Vout R2 Vout Vout Vout Vout R2 R Vin 2R 2 R R 2 1 2 Vin Vin Vin 0,707 Vin Penurunan formula di atas menunjukan bahwa nilai keluaran pada low-pass filter adalah bernilai 70,7% dari nilai masukannya ketika nilai X C R . Frekuensi tersebut pada peristiwa ini dinyatakan sebagai frekuensi kritis (critical frequency). Perbandingan antara tegangan keluaran (output voltage) dan tegangan masukan (input voltage) pada frekuensi kritis tersebut (critical frequency) dapat dinyatakan dalam satuan desibel seperti yang terlihat di bawah ini. Vout Vout Vin 0,707 Vin 0,707 260 20 log Vout Vin 20 log 0,707 3 db 12.2.2 RL Low-Pass Filter Perhatikan sebuah rangkaian dasar low-pass filter yang ditunjukan pada gambar 12.3 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat bahwa tegangan keluaran (output voltage) dari RL low-pass filter merupakan Gambar 12.3 Rangkaian dasar RL low- tegangan yang melewati resistor. pass filter. Tegangan keluaran (output voltage) tersebut akan bernilai sama dengan tegangan masukan (input voltage) bila tegangan masukannya berupa tegangan dc (direct current) sehingga menyebabkan X L terhubung singkat. Nilai X L tersebut akan meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi pada tegangan masukan. Nilai X L yang naik tersebut akan menyebabkan Vout menurun secara berangsur-angsur hingga frekuensi kritis (critical frequency) dicapai. Pada saat Vout berada pada R dan dinyatakan secara matematis frekuensi kritis tersebut maka nilai X L sebagai berikut: 2 fC L fC fC R R 2 L 1 2 L R Sebagaimana pada low-pass filter RC, Vout = 0,707Vin dan tegangan keluaran adalah -3 dB di bawah tegangan masukan (input voltage) pada frekuensi kritis (critical frequency). 261 12.2.3 Karakteristik Frekuensi (respone-curve) Perhatikan gambar 12.4 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat kurva karakteristik yang sebenarnya (actual response curve) terjadi pada sebuah low-pass filter. Pada kurva karakteristik tersebut 0 dB merupakan titik referensi yang terjadi saat Vout Vin 20 log Vout Vin , yaitu karena 20 log 1 0 dB . Nilai pada kurva karakteristik tersebut akan jatuh dari 0 dB hingga Gambar 12.4 Kurva karakteristik dari 3 dB pada frekuensi kritis (critical frequency) sebuah low-pass filter. dan kemudia terus-menerus menurun hingga pada tingkat tertentu (fixed rate). 12.2.4 Pergeseran Fase (phase shift) Pada prinsipnya RC low-pass filter bertindak sebagai sebuah rangkaian tertinggal fasa (lag circuit). Ketertinggalan fasa pada RC low-pass filter tersebut dapat ditulis secara matematis sebagai berikut: tan 1 R XC Pada frekuensi kritis (critical frequency) nilai X C nilai R dan oleh karena itu 45 o . Saat frekuensi masukan (input frequency) diturunkan, maka nilai juga akan menurun hingga mendekati 0 o ketika frekuensi masukan tersebut mendekati nol dan digambarkan menjadi sebuah karakteristik seperti terlihat pada gambar 12.5 di bawah ini. 262 Gambar 12.5 Karakteristik fasa dari sebuah low-pass filter. Pada prinsipnya RL low-pass filter juga bertindak sebagai sebuah rangkaian tertinggal fasa (lag circuit). Ketertinggalan fasa pada RL low-pass filter tersebut dapat dinyatakan secara matematis sebagai berikut: tan 1 XL R Sama seperti RC low-pass filter, pergeseran fasa dari 0 keluarannya adalah terhadap 45 o pada frekuensi kritis (critical frequency) dan akan menurun untuk frekuensi di bawah f c . 12.3 High-Pass Filter Pada prinsipnya sebuah high-pass filter akan melewatkan sinyal-sinyal dengan frekuensi-frekuensi yang lebih tinggi (higher frequencies) untuk lewat dari masukan (input) menuju keluaran, Gambar 12.6 (a). Blok diagram dari sebuah high-pass filter. namun menolak frekuensi-frekuensi yang lebih rendah (lower frequencies). 263 Perhatikan gambar 12.6. pada gambar tersebut terlihat sebuah diagram blok dan sebuah karakteristik frekuensi umum (general response curve) untuk sebuah high-pass filter. Frekuensi pada kurva karakteristik tersebut yang dilihat memiliki akhir yang lebih rendah dari jalur yang dapat dilewati (passband) disebut sebagai frekuensi kritis (critical frequencies), sama dengan low-pass filter, jalur frekuensi yang dapat dilewati (passband) merupakan frekuensi yang keluarannya 70,7% dari nilai maksimum. Gambar 12.6 (b). Kurva karakteristik frekuensi dari high-pass filter. 12.3.1 RC High-Pass Filter Perhatikan gambar 12.7 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian RC high-pass filter. Rangkaian RC high-pass filter tersebut memiliki tegangan keluaran (output voltage) yang sama dengan tegangan yang melintasi resistor. Gambar 12.7 (a). Rangkaian dasar sebuah RC high-pass filter. 264 Pada prinsipnya ketika frekuensi masukan (input frequency) pada rangkaian RC high-pass filter tersebut berada pada frekuensi kritis (critical frequency), XC R , maka tegangan keluarannya (output voltage) adalah 0,707Vin , yaitu sama seperti kasus low-pass filter. Peningkatan yang terjadi pada frekuensi masukan (input frequency) di atas frekuensi kritis akan menyebabkan nilai X C menurun hingga akhirnya tegangan keluaran (output voltage) meningkat dan mendekati sebuah nilai yang sama dengan Vin . Secara matematis frekuensi kritis (critical frequency) tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut: fc 1 2 RC Nilai tegangan keluaran (output voltage) akan menurun dengan interval 20dB dekade bila berada di bawah nilai frekuensi kritis (critical frequency). Gambar 12.7 (b). Kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah RC high-pass filter. 12.3.2 RL High-Pass Filter Perhatikan gambar 12.8 di bawah ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian dasar RL high-pass filter. Tegangan keluaran (output voltage) pada rangkaian RL high-pass filter tersebut merupakan tegangan yang melintasi induktor. 265 Pada prinsipnya ketika frekuensi masukan rangkaian RL high-pass filter berada pada nilai kritisnya (critical frequency), XL R, maka nilai tegangan keluarannya (output voltage) adalah Gambar 12.8 Rangkaian dasar sebuah RL high-pass filter. 0,707Vin . Peningkatan yang terjadi pada frekuensi masukan (input frequency) di atas frekuensi kritis f c akan menyebabkan nilai X L meningkat hingga menghasilkan peningkatan nilai tegangan keluaran dan akan menyamai nilai Vin . Secara matematis frekuensi kritis (critical frequency) pada high-pass filter tersebut dapat dinyatakan dengan: fc 1 2 L R 12.3.3 Pergeseran Fasa Pada High-Pass Filter Gambar 12.9 Kurva karakteristik fasa (phase characteristic) dari sebuah high-pass filter. Pada prinsipnya rangkaian RC dan RL high-pass filter bertindak sebagai rangkaian pendahulu fasa (lead circuit). Secara matematis pergeseran fasa dari masukan (input) terhadap keluaran (output) untuk rangkaian RC adalah: 266 tan XC R 1 Sedangkan pergesearn fasa untuk rangkaian RL adalah: tan Pada frekuensi kritis menyebabkan nilai (critical R XL 1 frequency) nilai XL sehingga R 45 o . Peningkatan frekuensi akan menyebabkan nilai menurun hingga 0 o seperti yang terlihat pada kurva pergeseran fasa di gambar 12.9. 12.4 Band-Pass Filter Pada prinsipnya sebuah band-pass filter seperti yang disimbolkan pada gambar 12.10 di samping ini akan melewatkan sebuah jalur frekuensi Gambar 12.10 Blok diagram dari sebuah band-pass filter. tertentu (band of frequencies) dan melemahkan frekuensi atau yang menolak berada di semua bawah maupun di atas jalur frekuensi yang diterima tersebut (passband). Pada prinsipnya pita jalur (bandwith) dari sebuah band-pass filter merupakan rentang frekuensi untuk arus dan oleh karena itu tegangan keluaran (output voltage) bernilai sama atau lebih besar dari 70,7% dari nilainya pada frekuensi resonansi (resonant frequency). Secara matematis pita jalur (bandwith) dinyatakan sebagai: BW f c2 f c1 Di mana: BW f c1 Jalur pita (bandwith) Frekuensi putus (cutoff frequency) yang lebih rendah 267 f c2 Frekuensi putus (cutoff frequency) yang lebih tinggi. Gambar 12.11 di bawah ini merupakan kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah band-pass filter. Gambar 12.11 Kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah bandpass filter. 12.4.1 Resonansi Seri Band-Pass Filter Perhatikan gambar 12.12 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah tipe resonansi seri bandpass filter. Sebuah rangkaian resonansi tersebut memiliki impedansi minimum dan arus maksimum pada frekuensi Gambar 12.12 (a). Rangkaian dasar resonansi (resonant frequency), resonansi seri (series resonant). Nilai impedansi yang minimum dan arus maksimum pada fc . frekuensi resonansi tersebut menyebabkan hampir seluruh tegangan masukan (input voltage) diberikan ke resistor, oleh karena itu keluaran yang paralel dengan R akan memiliki karakteristik band- 268 pass. Pada umumnya frekuensi resonansi disebut sebagai frekuensi pusat (center frequency), f 0 . Pita jalur pada band-pass tersebut ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu seperti Gambar 12.12 (b). Kurva karakteristik frekuensi (response curve) dari sebuah rangkaian resonansi seri (series resonant) band-pass filter. faktor kualitas (quality factor) Q dan frekuensi resonansi (resonant frequency) dari rangkaian tersebut, dimana: Q XL R Secara matematis formula untuk jalur pita (bandwith) dapat dinyatakan sebagai berikut: BW f0 Q 12.4.2 Resonansi Paralel Band-Pass Filter Perhatikan 12.13 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian resonansi paralel (parallel resonant). Rangkaian resonansi paralel tersebut memiliki impedansi maksimum pada resonansi. Gambar 12.13 Rangkaian resonansi paralel (parallel resonant) band-pass filter. 269 Pada prinsipnya rangkaian resonansi paralel (parallel resonant) bertindak sebagai sebuah pembagi tegangan (voltage divider). Pada rangkaian resonansi tersebut nilai impedansi rangkaian bejana (tank ciruit) bernilai lebih besar dari nilai impedansi tahanan. Nilai impedansi yang besar pada rangkaian bejana (tank circuit) tersebut menyebabkan hampir seluruh tegangan masukan (input voltage) berada di titik keluaran (output) hingga menghasilkan sebuah tegangan keluaran maksimum (maximum output voltage) pada frekuensi resonansi (resonant frequency). Nilai-nilai frekuensi yang berada di atas atau di bawah resonansi akan menyebabkan impedansi rangkaian bejana (tank circuit) akan turun sehingga nilai keluaran (output) akan turun hingga membuat sebuah karakteristik band-pass. 12.5 Band-Stop Filter Pada prinsipnya band-stop filter memiliki karakteristik yang berlawanan dengan band-pass filter seperti terlihat pada gambar 12.14 di samping ini. Gambar 12.14 Kurva karakteristik Band-stop filter tersebut akan melewatkan semua frekuensi yang berada di luar stopband tertentu. frekuensi band-stop filter. 12.5.1 Resonansi Seri Band-Stop Filter Perhatikan gambar 12.15 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian resonansi seri (series resonant ciruit) yang digunakan di dalam sebuah konfigurasi band-stop Gambar 12.15 Rangkaian dasar resonansi seri band-pass filter. filter. Band-stop filter tersebut akan memiliki nilai impedansi minimum saat frekuensi resonansi (resonant frequen- 270 cy) sehingga menyebabkan tegangan keluaran (output voltage) juga bernilai minimum. Pada frekuensi-frekuensi di atas dan di bawah resonansi (resonant frequency) band-stop filter memiliki impedansi yang tinggi sehingga menyebabkan peningkatan tegangan keluaran (output voltage). 12.5.2 Resonansi Paralel Band-Stop Filter Perhatikan gambar 12.16 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian resonansi paralel (parallel resonant) yang digunakan pada konfigurasi band-stop filter. Pada rangkaian resonansi paralel tersebut nilai impedansi bejana (tank impedance) akan bernilai maksimum saat frekuensi frequency) Gambar 12.16 Rangkaian dasar resonansi paralel band-stop filter. hampir resonansi sehingga seluruh (resonant menyebabkan tegangan masukan (input voltage) melewatinya. Perubahan yang terjadi pada nilai impedansi bejana (tank impedance) di atas maupun di bawah resonansi akan menyebabkan nilai tegangan keluaran (output voltage) menjadi meningkat. 12.6 Jenis Filter Tambahan Berikut ini adalah beberapa jenis filter tambahan yang sebaiknya juga diketahui, yaitu: 1. Butterworth filter. 2. Chebyshev filter. 271 12.6.1 Butterworth Filter Pada umumnya Butterworth filter disebut juga dengan maximally flat filter. Butterworth filter tersebut merupakan sebuah bentuk dari filter LC yang memiliki karakteristik yang Gambar 12.17 (a). Rangkaian dasar relatif datar (relatively flat response). Butterworth filter. Butterworth filter tersebut menawarkan sebuah impedansi yang relatif konstan terhadap sinyal dengan frekuensi yang berada frekuensipada jalur lewatnya (passband range). Perhatikan gambar 12.17 di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat konfigurasi dari sebuah Butterworth filter. Butterworth filter tersebut memiliki sebuah karakteristik fasa yang baik (phase response). Karakteristik fasa yang baik tersebut Gambar 12.17 (b). Kurva karakteristik merupakan hasil dari sebuah pelemahan (attenuation response) pengukuran jumlah pergesearn fasa Butterworth filter. (phase shift) yang terjadi ketika sebuah sinyal melewati filter. Butterworth filter tersebut juga memiliki karakteristik amplitudo yang baik (amplitude response), namun Butterworth filter memiliki sedikit lengkungan sehingga menyebabkan Butterworth filter tersebut tidak tepat (unsuitable) digunakan pada aplikasi-aplikasi yang membutuhkan batas-batas frekuensi yang mencolok (cut off adjacent frequencies). 272 12.6.2 Chebyshev Filter Pada prinsipnya Chebyshev filter merupakan sebuah bentuk dari filter LC pada konfigurasi yang sama dengan Butterworth filter. Chebyshev filter tersebut dirancang berdasarkan pada asumsi bahwa semua frekuensi Gambar 12.18 Kurva karakteristik yang akan dilewatkan adalah sama pelemahan (attenuation response) pentingnya. Chebyshev filter. Secara umum Chebyshev filter memiliki karakteristik putus (cutoff characteristics) yang lebih curam (sharper) dari Butterworth filter. Pada karakteristik Chebyshev filter tersebut terdapat riak (ripple) seperti terlihat pada gambar 12.18. Riak (ripple) tersebut terjadi pada karakteristik jalur frekuensinya (passband response) sehingga menyebabkan Chebyshev filter tidak memiliki jalur frekuensi yang datar (flat). 273