FILTERFilter adalah rangkain penyeleksi frekuensi (frequency selective circuit) yaitu meloloskan frekuensi tertentu dan memblok frkuensi lainnya.

Klasifikasi filter :

Low Pass Filter (LPF)

High Pass Filter (HPF)

Band Pass Filter (BPF)

Band Stop Filter (BSF) atau Notch FilterType filterButterworth , maximally flat pada pass band, roll-off pelan(tdk tajam), phase respons tidak linier

Chebyshef, ada ripple, roll-off tajam, phase respons tidak linierEliptic (Cauer), pass band antara Butterworth dan Chebyshef, roll-off tidak tajam , phase respon

sangat tidak linier.Bessel , maximally flat, rollof tidak tajam, phase respons linier.Gbr.1 Respons filterPerancangan filterButerworth

Redaman ; (1) frekuensi dimana redaman diinginkan

frekuensi cutoff

orde filter (banyak elemen pada filter)

Latihan 1

Berapa orde filter yg dibutuhkan agar redaman pada frekuensi 150 MHZ adalah 50 dB untuk frekuensi cutoff 50 MHz. Untuk merancang filter digunakan prototype LPF.Nilai elemen untuk Butterworth prototype LPF ternormalisir yg beroperasi pada impedansi sumber dan beban 1 ohm dan frekuensi , adalah;

, k =1,2,3, ... n (2)

Tabel 1. Nilai elemen prototype LPF (Kriteria perancangan, , elemen 1 adalah kapasitor shunt dan untuk elemen 1 adalah induktor seri.Untuk impedansi sumber berbeda dari impedansi beban, rangkain dinormalisasi ke resistansi beban 1 ohm .

Tabel 2. . Nilai elemen prototype LPF (

Contoh. Tentukan LPF tipe Butterworth orde 4 dengan Rs=50 ohm dan RL=100 ohm

Jawab.

Normalisasi impedansi RL=1 ohm, dan Rs=0,5 ohm,. Pada tabel tidak ada , maka pilihan lain adalah, dan nilai elemen adalah; L1=0,28, C2=2,452, L3=0,883, C4=3,187Rangkaiannya adalah;

Frequensi and impedance scaling (3)

(4)Dimana; C= nilai nyata kapasitor

L= nilai nyata dari induktor

Cn=nilai prototype elemen kapasitor

Ln=nilai prototype elemen induktor

R= nilai rsesitansi beban

fc= frequensi cutoff

Proses perancangan LPF Butterworth.

1. Tetapkan spesifikasi redaman pada frekuensi tertentu .

2. Normalisasi frekuensi pada point 1 dengan membagi dengan frekuensi cutoff

3. Tetapkan prototype LPF menggunakan tabel

4. Scaling elemen dan frekuensi.Contoh 2.

Rancang sebuah LPF Butterworth dengan spesifikasi berikut.

fc= 35 Mhz.Redaman 60 dB pada 105 Mhz

Rs = 50 ohm

RL=500 ohm

2. Respons Chebyshev

Gambar 6 memperlihatkan perbandingan respons Butterworth dan ChebyshevGbr.6 Perbandingan respons Chebyshev dan Buterworth

Redaman filter Chebyshev;

(5) Dimana, polynomial Chebyshev orde n pada Parameter ; (6)

Dimana, , ripple pada passband (dB) didapatkan dengan menedfenisikan parameter;

(7)

Kemudian didapat , (8)

Contoh. Hitung redaman filter Chebyshev orde 4, ripple 2,5 dB pada Tabel 3 Polinomial Chebyshev samapi orde 7

Gbr.7 Karakteristik redaman filter Chebyshev ripple 0,01 dBGbr.8 Karakteristik redaman filter Chebyshev ripple 0,1 dB

Gbr.9 Karakteristik redaman filter Chebyshev ripple 0,5 dB

Gbr.10 Karakteristik redaman filter Chebyshev ripple 1 dB

Tabel .4 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,01 dBTabel 5 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,01 dB

Tabel 6 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,1 dB

Tabel 7 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,1 dB

Tabel 8 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,5 dB

Tabel 9 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 0,5 dB

Tabel 10 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 1 dB

Tabel 11 Nilai elemen prototype LPF Chebyshev ripple 1 dB

Proses perancangan Chebyshev.

1.Tetapkan spesifikasi redaman pada frekuensi tertentu .

2.Normalisasi frekuensi pada point 1 dengan membagi dengan frekuensi cutoff

3. Tetapkan ripple

4 Tetapkan prototype LPF menggunakan tabel

5. Scaling elemen dan frekuensi.

Latihan soal. Tentukan prototype LPF Chebyshev orde 5, ripple 0,1 dB untuk impedansi sumber 50 Ohm dan impedansi beban 250 Ohm.

Merancang HPF Tentukan spesifikasi HPF

Tentukan prototype LPF, Ganti elemen protype LPF dengan elemen berlawanan dengan nilai kabalikannya. ,

Gbr.11 Mengubah prototype LPF ke prototype HPF.

Scaling , ,Contoh.

Rancang high-pass filter Chebyshev dengan spesifikasi berikut. fc =60 Mhz, , redaman 40 dB pada 30 Mhz. Impedansi sumber sama dengan impedansi beban 300 ohm.Merancang Bandpass 1 , menentukan orde filter2.Tentukan prototype LPF

3. Hitung frekuensi tengah geometris , 3

4.Trnasformasikan protype LPF ke Bandapass

Resonansikan setiap elemen prototype LPF dengan elemen berlawanan dan bernilai sama.

Elemen shunt LPF resonansi paralel sedangkan elemen seri resonansi seri.

Gbr.29 Trnsformasi LPF BPF5.Scaling . untuk cabang resonansi paralel, , Untuk cabang seri, , Dimana ; R = impedansi beban

B= Bandwith 3 dB

nilai induktor bandpass ternormalisir

nilai kapasitor bandpas ternormalisir.

1.Rancang prototype LPF yg bila ditransformasi memenuhi speksifikasi bandpas BW3dB=2 Mhz dan BW40 dB=6Mhz.2.Rancang bandpas filter Chebyshev dengan spesifikasi berikut. , MHz, MHz, Ripple 1 dB, Ohm, Perancangan Band stop, Band reject atau Notch filter Tentukan spesifikasi bandstop

Tentukan prortotype LPF

Gbr.30. Bandstop filter

Transformasikan LPF ke Bandstop.Elemen shunt ubah rersonansi seri dan elemen seri ke resonansi paralel.

Hitung frekuensi tengah

Scaling. Untuk resonansi seri , , untuk resonansi paralel , , B = bandwith 3 dB, R= impedansi beban, Cn , Ln = harag elemn prototype.Latihan . Rancang Band stop filter Butterworth spesifikasi berikut. BW 3 dB = 90 MHZ, Redaman pada frekuensi 180 MHZ -210 MHZ adalah 50 dB, impedansi sumber 100 ohm dan impedansi beban 50 ohm.