Tugas Pendahuluan Modul 4 [Filter]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal

2. Prinsip kerja

3. Video Simulasi

4. Download File  

1. Soal[Kembali]

1. Jelaskan pengertian dari filter dan sebutkan jenis-jenis filter! 

 Filter adalah suatu alat atau perangkat yang digunakan untuk menghilangkan, memisahkan, atau mengubah karakteristik sinyal atau data. Filter digunakan dalam berbagai konteks, termasuk dalam bidang elektronika, pengolahan sinyal, pemrosesan gambar, pemrosesan audio, dan banyak lagi. Tujuan utama filter adalah untuk merubah atau mengolah sinyal input sedemikian rupa sehingga menghasilkan sinyal output dengan karakteristik yang diinginkan.

Jenis-jenis filter yang umum digunakan dapat dikelompokkan menjadi beberapa kategori, termasuk:

    1. Filter Elektronik:

   - Filter Rendah (Low-Pass Filter): Mengizinkan sinyal dengan frekuensi rendah untuk melewati dan mengurangi sinyal dengan frekuensi tinggi.

   - Filter Tinggi (High-Pass Filter): Mengizinkan sinyal dengan frekuensi tinggi untuk melewati dan mengurangi sinyal dengan frekuensi rendah.

   - Filter Bandpass (Band-Pass Filter): Mengizinkan sinyal dalam suatu rentang frekuensi tertentu untuk melewati dan mengurangi sinyal di luar rentang tersebut.

   - Filter Bandstop (Band-Stop Filter atau Notch Filter): Memblokir sinyal dalam suatu rentang frekuensi tertentu dan mengizinkan sinyal di luar rentang tersebut.

    2. Filter Digital:

   - Filter FIR (Finite Impulse Response): Merupakan filter dengan respons impuls terbatas. Koefisien filter adalah konstanta yang dapat diubah.

   - Filter IIR (Infinite Impulse Response): Merupakan filter dengan respons impuls tak terbatas. Memiliki rekursi dalam fungsi transfernya.

   - Filter Median: Menggunakan nilai median dari sinyal input dalam jendela waktu tertentu sebagai outputnya. Biasanya digunakan dalam pemrosesan gambar untuk mengurangi noise.

    3. Filter Pemrosesan Gambar:

   - Filter Konvolusi: Menggunakan operasi konvolusi untuk mengubah karakteristik gambar, seperti     filter Gaussian untuk menghaluskan atau filter Sobel untuk deteksi tepi.

   - Filter Morfologi: Digunakan untuk mengubah bentuk atau struktur objek dalam gambar, seperti dilasi dan erosi.

   - Filter Warna: Digunakan untuk memanipulasi komponen warna dalam gambar, seperti filter RGB, HSV, atau YUV.

    4. Filter Pemrosesan Audio:

   - Filter Graphic Equalizer: Digunakan untuk mengubah respons frekuensi dalam rekaman audio.

   - Filter Notch: Mengurangi atau memblokir frekuensi tertentu dalam audio.

   - Filter Pengurangan Nois: Digunakan untuk mengurangi noise atau gangguan dalam audio.

Setiap jenis filter memiliki aplikasi yang berbeda-beda, dan pemilihan filter yang tepat tergantung pada tujuan pemrosesan sinyal atau data yang ingin dicapai.

    Rangkaian filter adalah suatu rangkaian listrik yang berfungsi untuk melewatkan sinyal listrik dengan rentang frekuensi tertentu. Apabila terdapat sinyal listrik yang tidak sesuai dengan frekuensi yang diinginkan maka sinyal listrik tersebut tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu. 

    Rangkaian filter dapat dikelompokkan menjadi filter pasif dan filter aktif, tergantung dari komponen yang digunakan. Apabila menggunakan komponen aktif, seperti transistor dan dioda maka dinamakan filter aktif. Sementara jika menggunakan komponen pasif seperti induktor, resistor, dan kapasitor maka dinamakan filter pasif.

Jenis-jenis filter : - LPF (Low Pass Filter)

                             - HPF (High Pass Filter)

2. Bagaimana prinsip kerja dari Low Pass Filter (LPF) dan High Pass Filter (HPF)?

  1. LPF (Low Pass Filter) 

    Low pass filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatasfrekuensi tersebut (frekuensi cut off) maka sinyal akan diredam. Low pass filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan,sedangkan frekuensi di atasfrekuensi cut-off akan mendapatkanredaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Rangkaian LPF dan Grafik Respon Frekuensi LPF

    

2. HPF (High Pass Filter) 

    High pass filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Rangkaian HPF dan Grafik Respon Frekuensi HPF 

3. Apa yang dimaksud dengan frekuensi cut-off dan jelaskan persamaannya? 

 Frekuensi cut-off adalah istilah yang sering digunakan dalam konteks elektronika dan sirkuit listrik, terutama dalam sirkuit filter. Ini merujuk kepada frekuensi tertentu di mana sirkuit filter atau sistem transmisi menghambat atau memotong (cut-off) amplitudo sinyal input. Dalam sirkuit filter, frekuensi cut-off adalah frekuensi di mana amplitudo sinyal output menurun sebanyak 3 dB (decibel) atau setengah dari amplitudo sinyal input.

    Frekuensi cut-off biasanya digunakan dalam sirkuit filter jenis rendah (low-pass), tinggi (high-pass), atau pita-pasang (band-pass), dan nilainya bergantung pada desain sirkuit. Misalnya, dalam sirkuit filter rendah (low-pass), frekuensi cut-off adalah frekuensi di mana sinyal di bawah frekuensi ini melewati hampir tanpa penurunan amplitudo yang signifikan, sementara sinyal di atas frekuensi cut-off akan dihambat.

    Persamaan matematis yang digunakan untuk menggambarkan frekuensi cut-off dalam berbagai jenis sirkuit filter dapat berbeda tergantung pada jenis filternya. Di bawah ini adalah beberapa contoh persamaan frekuensi cut-off untuk filter yang umum digunakan:

     1. Low-pass filter:

         Untuk filter low-pass orde pertama (RC filter), frekuensi cut-off (fc) dapat dihitung menggunakan persamaan:

   Di mana:

   - fc adalah frekuensi cut-off,

   - R adalah resistansi dalam sirkuit, dan

   - C adalah kapasitansi dalam sirkuit.

    2. High-pass filter:

       Untuk filter high-pass orde pertama (RC filter), frekuensi cut-off (fc) juga dapat dihitung menggunakan persamaan yang serupa dengan filter low-pass:

   Di sini, fc adalah frekuensi cut-off, R adalah resistansi, dan C adalah kapasitansi.

4. Gambar rangkaian dan grafik respon dari Low Pass Filter (LPF)

5. Gambarkan rangkaian dan grafik respon dari High Pass Filter (HPF)? 

2. Prinsip Kerja[Kembali]

• LPF

Rangkaian ini terdiri dari 1 buah amplifier, 1 buah osiloskop, 1 buah sinyal generator, 2 buah resistor, dan 1 kapasitor. Sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan  dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan.  Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka  kapasitansi kapasitor semakin kecil.

• HPF

Rangkaian ini terdiri dari 1 buah ampilifier, 1 sinyal generator, 1 buah kapasitor, 2 buah resistor. Prinsip kerja rangkaian High Pass Filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari rangkaian RC tersebut

3. Video Simulasi[Kembali]

• LPF

• HPF

4. Download File[Kembali]

 Download Video Rangkaian LPF Unduh

 Download Video Rangkaian HPF Unduh

 Download rangkaian LPF Unduh

 Download rangkaian HPF Unduh

 Data sheet resistor Unduh

 Data sheet op am Unduh