Cara Mendesain Sirkuit Filter Akses Tinggi dan Akses Rendah dengan Cepat

Dalam posting ini kita belajar bagaimana merancang rangkaian filter audio seperti high pass filter dan rangkaian low pass filter dengan mudah tanpa melalui simulasi dan perhitungan yang rumit. Desain yang disajikan akan memungkinkan pembuatan sirkuit filter hanya untuk pita frekuensi spesifik yang diinginkan dan memblokir semua frekuensi yang tidak diinginkan lainnya.

Apa itu High Pass Filter

Seperti namanya, rangkaian filter high-pass dirancang untuk melemahkan semua frekuensi di bawah frekuensi tertentu yang dipilih, dan melewatkan atau mengizinkan semua frekuensi di atas ambang ini. Prinsipnya berlawanan dengan rangkaian filter low-pass.

Kisaran cut-off umumnya pada rentang frekuensi yang relatif lebih tinggi (dalam kHz),

Grafik respons filter lolos tinggi berikut menunjukkan gambar bentuk gelombang yang menunjukkan bagaimana semua frekuensi di bawah ambang batas yang dipilih dilemahkan atau diblokir secara bertahap, saat frekuensi berkurang.

Dua gambar berikut dikonfigurasikan sebagai sirkuit filter high-pass standar, di mana gambar pertama dirancang untuk bekerja dengan suplai ganda sedangkan gambar kedua ditentukan untuk beroperasi dengan suplai tunggal.

Dalam kedua konfigurasi di atas, opamp membentuk komponen aktif pemrosesan pusat, sedangkan resistor dan kapasitor terkait yang dihubungkan ke pin input opamp diperkenalkan untuk menentukan titik potong filter high-pass, tergantung pada bagaimana nilai-nilai ini. komponen pasif dihitung sesuai spesifikasi atau persyaratan pengguna.

Cara Mendesain Filter High Pass yang Disesuaikan

Seperti yang diusulkan, untuk merancang rangkaian filter high-pass dengan cepat, rumus berikut dan langkah-langkah selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung resistor dan kapasitor yang relevan.

Pertama, pilih nilai yang sesuai secara sewenang-wenang untuk C1 atau C2, keduanya bisa identik.

Selanjutnya, hitung R1 dengan menggunakan rumus berikut ini:

R1 = 1 / √2 x π x C1 x Frekuensi

Di sini istilah 'frekuensi' mengacu pada ambang batas cut-off high-pass yang diinginkan di bawah mana frekuensi yang tidak diinginkan lainnya perlu dilemahkan atau diabaikan secara bertahap.

Terakhir, hitung R2 dengan cara yang sama seperti di atas menggunakan persamaan berikut:

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frekuensi

Versi suplai tunggal dari rangkaian high pass filter dapat dilihat menggunakan kapasitor lain Cout yang sama sekali tidak kritis dan dapat kira-kira 100 atau 1000 kali lebih banyak dari C1.

Diskusi di atas menunjukkan betapa mudahnya setiap orang dapat menghitung dan merancang rangkaian filter high-pass dengan cepat untuk aplikasi tertentu yang dapat berupa rangkaian kontrol treble, a Equalizer grafis 10 band atau sirkuit home theater dll.

Cara Kerja Filter Low Pass

Seperti namanya sirkuit filter lolos rendah dirancang untuk melewatkan atau melakukan rentang frekuensi yang disukai lebih rendah atau di bawah ambang batas yang diinginkan, dan melemahkan atau secara bertahap memblokir frekuensi di atas nilai ini.

Biasanya opamp digunakan untuk membuat sirkuit filter seperti itu, karena opamp paling cocok untuk aplikasi ini karena karakteristiknya yang sangat serbaguna.

Grafik Menampilkan Frekuensi vs Keuntungan

Grafik berikut memberikan respons frekuensi filter lolos rendah yang khas berkaitan dengan penguatan, kita dapat dengan jelas melihat bagaimana respons melemahkan (secara bertahap turun) saat frekuensi meningkat melewati ambang batas cut-off tertentu.

Gambar berikut menggambarkan standar tersebut rangkaian low pass filter berbasis opamp . Yang pertama perlu didukung oleh suplai ganda, dan yang kedua bekerja menggunakan tegangan suplai tunggal.

Merancang Sirkuit Filter Akses Rendah yang Disesuaikan

Komponen R1, R2, dan C1, C2 yang dikonfigurasi dengan pinout input non-pembalik (+) dan pembalik (-) dari opamp pada dasarnya menentukan kisaran cut-off filter, dan ini perlu dihitung secara optimal saat mendesain sirkuit.

Untuk menghitung parameter ini dan merancang rangkaian low pass filter dengan cepat dalam beberapa menit, seseorang dapat menggunakan rumus berikut dan langkah-langkah yang dijelaskan:

Pertama kita perlu menemukan C1 yang dapat kita lakukan dengan memilih nilai apa pun secara sewenang-wenang sesuai kenyamanan kita.

Selanjutnya kita bisa menghitung C2 dengan rumus:

C2 = C1 x 2

R1 dan R2 bisa identik, dan bisa dihitung menggunakan rumus berikut:

R1 atau R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frekuensi.

di sini 'frekuensi' adalah kisaran di mana transisi cut-off diharapkan terjadi, atau kisaran cut-off yang diinginkan.

Nilai Cin dan Cout yang ditampilkan dalam filter akses rendah suplai tunggal tidak kritis dan ini bisa 100 hingga 1000 kali lipat dari C1, yang berarti jika Anda memilih C1 sebagai 0.1uF, maka ini bisa berada di antara 10uF dan 100uF dll. Spesifikasi tegangan dapat dipilih dua kali lipat dari tegangan suplai yang digunakan.

Resistor semuanya memiliki nilai 1/4 watt, 5% atau 1%.

Itu saja! .... dengan menggunakan teknik sederhana di atas, Anda dapat merancang filter low pass yang cukup bagus dengan cepat dan menggunakannya untuk aplikasi tertentu yang dapat mencakup sirkuit musik bass tinggi, speaker aktif lintas jaringan atau sistem home theater, dll.

Info Lebih Lanjut: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing