Tapis pelewat tinggi: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
←Membuat halaman berisi '{{sedang dikerjakan}} jmpl|Respons frekuensi tapis pelewat tinggi yang ideal '''Tapis pelewat tinggi''' atau '''tapis lolos tinggi''' (bahasa Inggris: ''high-pass filter'') adalah filter untuk menyalurkan sinyal frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah. Tapis pelewat tinggi dalam kondisi ideal apabila tapis pelewat tinggi tidak pernah melewatkan siny...' Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler |
k →Deskripsi: (QuickEdit) |
||
| (30 revisi perantara oleh 2 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:High-pass filter.jpg|jmpl|Respons frekuensi tapis pelewat tinggi yang ideal]]
'''Tapis pelewat tinggi''' atau '''tapis lolos tinggi''' ([[bahasa Inggris]]: ''high-pass filter'') adalah [[filter (pemrosesan sinyal)|filter]] untuk menyalurkan [[Sinyal (elektronika)|sinyal]] [[frekuensi]] tinggi dan [[redaman|meredam]] frekuensi rendah. Tapis pelewat tinggi dalam kondisi ideal apabila tapis pelewat tinggi tidak pernah melewatkan sinyal dengan nilai frekuensi di bawah [[frekuensi batas]]. Jumlah redaman untuk setiap frekuensi bergantung pada desain filter. Tapis pelewat tinggi biasanya dimodelkan sebagai [[sistem linier invarian waktu]]. Tapis pelewat tinggi memiliki banyak kegunaan, seperti memblokir DC dari sirkuit yang sensitif terhadap tegangan rata-rata bukan nol atau perangkat [[frekuensi radio]]. Tapis pelewat tinggi juga dapat digunakan dengan dengan [[tapis pelewat rendah]] untuk menghasilkan [[tapis pelewat pita]].
Dalam optik, filter sering kali dikarakterisasi berdasarkan panjang gelombang, bukan frekuensi. '''High-pass''' dan '''low-pass''' memiliki makna yang berlawanan, dengan filter "high-pass" (lebih umum disebut "short-pass") yang hanya melewatkan panjang gelombang yang lebih pendek (frekuensi yang lebih tinggi), dan sebaliknya untuk "low-pass" (lebih umum disebut "long-pass").
== Deskripsi ==
Dalam elektronika, [[filter (pemrosesan sinyal)|filter]] adalah [[rangkaian elektronik|rangkaian elektronika]] yang menghilangkan [[frekuensi]] dari sinyal (tegangan atau arus yang bervariasi terhadap waktu) yang diterapkan ke port inputnya. Tapis pelewat tinggi melemahkan frekuensi di bawah frekuensi tertentu, yang disebut frekuensi batasnya, dan membiarkan frekuensi lebih tinggi melewatinya. Hal ini berbeda dengan [[tapis pelewat rendah]], yang meredam frekuensi yang lebih tinggi daripada frekuensi tertentu, dan [[tapis pelewat pita]], yang membiarkan pita frekuensi tertentu lewat dan meredam frekuensi yang lebih tinggi maupun lebih rendah daripada pita tersebut.{{cn}}
Dalam [[optik]], tapis pelewat tinggi adalah transparan atau tembus cahaya dari bahan berwarna yang memungkinkan cahaya lebih panjang dari [[panjang gelombang]] tertentu untuk melewatinya dan melemahkan cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek.{{cn}}
== Sirkuit waktu kontinu ==
=== Pasif tingkat pertama ===
[[Berkas:CR high pass filter.svg|jmpl|220x220px|Tapis pelewat tinggi pasif yang dibentuk dengan [[rangkaian RC]]]]
Sebuah resistor dan kapasitor atau induktor dapat dikonfigurasikan sebagai tapis pelewat tinggi tingkat pertama. Tapis pelewat tinggi kapasitif tingkat pertama sederhana yang ditunjukkan pada gambar yang diimplementasikan dengan menempatkan tegangan input melintasi kombinasi seri [[kapasitor]] dan [[resistor]] dan menggunakan tegangan melintasi resistor sebagai output. [[Fungsi transfer]] [[sistem linear invarian]] waktu ini adalah:{{cn}}
:<math>\frac{V_{\rm out}(s)}{V_{\rm in}(s)}=\frac{sRC}{1+sRC}.</math>
Hasil kali resistansi dan kapasitansi (''R''×''C'') adalah [[konstanta waktu]] (τ); berbanding terbalik dengan frekuensi cutoff ''f''<sub>''c''</sub>, yaitu,
:<math>f_c = \frac{1}{2 \pi \tau} = \frac{1}{2 \pi R C},\,</math>
di mana ''f''<sub>''c''</sub> dalam satuan [[hertz]], ''τ'' dalam satuan [[detik]], ''R'' dalam satuan [[ohm]], dan ''C'' dalam satuan [[farad]]. [[Respons frekuensi]] filter mencapai -3dB yang direferensikan ke pada frekuensi tak terhingga pada frekuensi batas.
=== Aktif tingkat pertama ===
[[Berkas:Active high-pass filter (I order).svg|jmpl|300x300px|Tapis pelewat tinggi aktif]]
Gambar menunjukkan implementasi elektronik aktif dari tapis pelewat tinggi tingkat pertama menggunakan [[penguat operasional]]. Fungsi transfer dari sistem linear invarian waktu ini adalah:{{cn}}
:<math>\frac{V_{\rm out}(s)}{V_{\rm in}(s)}=\frac{-sR_2C}{1+sR_1C}.</math>
Dalam kasus ini, filter memiliki gain [[passband]] sebesar −''R''<sub>2</sub>/''R''<sub>1</sub> dan memiliki frekuensi batas sebesar
:<math>f_c = \frac{1}{2 \pi \tau} = \frac{1}{2 \pi R_1 C},\,</math>
Karena filter ini aktif, maka filter ini mungkin memiliki gain passband non-unity. Artinya, sinyal frekuensi tinggi dibalik dan diperkuat oleh ''R''<sub>2</sub>/''R''<sub>1</sub>.
Semua tapis pelewat tinggi tingkat pertama ini disebut [[diferensiator]], karena mereka melakukan [[Turunan|diferensiasi]] untuk sinyal yang pita frekuensinya jauh di bawah frekuensi batas filter.
=== Tingkat lanjut ===
Filter dengan tingkat lanjut memiliki kemiringan lebih curam di stopband, sehingga kemiringan filter tingkat ke-n sama dengan 20n dB per dekade. Filter tingkat lanjut dapat dicapai hanya dengan menggabungkan filter tingkat pertama ini. Sementara pencocokan dan pemuatan [[impedansi]] harus diperhitungkan saat merangkai filter pasif, filter aktif dapat dengan mudah dirangkai karena sinyal dipulihkan oleh output penguat operasional di setiap tahap. Berbagai [[topologi filter]] dan [[filter sintesis jaringan]] untuk tingkat yang lebih lanjut tersedia, yang memudahkan desain.{{cn}}
== Aplikasi ==
=== Audio ===
Tapis pelewat tinggi memiliki banyak aplikasi. Mereka digunakan sebagai bagian dari [[crossover audio]] untuk mengarahkan frekuensi tinggi ke [[tweeter]] sambil melemahkan sinyal bass yang dapat mengganggu atau merusak speaker. Bila filter semacam itu terpasang pada kabinet [[pengeras suara]], biasanya filter tersebut merupakan filter pasif yang juga menyertakan [[tapis pelewat rendah]] untuk [[woofer]] dan sering kali menggunakan kapasitor sekaligus [[induktor]] (walaupun tapis pelewat tinggi yang sangat sederhana untuk tweeter dapat terdiri dari kapasitor seri dan tidak ada yang lain). Sebagai contoh, rumus di atas, diterapkan pada tweeter dengan resistansi 10 Ω, akan menentukan nilai kapasitor untuk frekuensi batas 5 kHz.
<math>C = \frac{1}{2 \pi f R} = \frac{1}{6.28 \times 5000 \times 10} = 3.18 \times 10^{-6} </math>, atau sekitar 3.2 μF.
Alternatifnya, yang memberikan suara berkualitas bagus tanpa induktor (yang rentan terhadap kopling parasit, mahal, dan mungkin memiliki resistansi internal yang signifikan) adalah dengan menggunakan [[bi-amplifikasi]] dengan [[filter aktif|filter RC aktif]] atau filter digital aktif dengan penguat daya terpisah untuk setiap [[pengeras suara]]. Crossover level saluran tegangan dan arus rendah seperti ini disebut [[crossover audio|crossover]] aktif.<ref name=Watkinson1998>{{cite book|last=Watkinson |first=John |title=The Art of Sound Reproduction |publisher=Focal Press |year=1998 |pages=[https://archive.org/details/artofsoundreprod0000watk/page/268 268], 479 |isbn=0-240-51512-9 |url=https://archive.org/details/artofsoundreprod0000watk |url-access=registration |access-date=March 9, 2010}}</ref>
Filter gemuruh merupakan tapis pelewat tinggi yang diterapkan untuk menghilangkan suara yang tidak diinginkan di dekat ujung bawah [[jangkauan pendengaran|jangkauan suara]] atau di bawahnya. Misalnya, suara bising (misalnya langkah kaki atau suara motor dari [[fonograf|pemutar rekaman]] dan [[perekam kaset|dek pita]]) dapat dihilangkan karena tidak diinginkan atau dapat membebani rangkaian [[pemerataan RIAA]] pada [[preamp]].<ref name=Watkinson1998/>
Filter lolos tinggi juga digunakan untuk [[kopling kapasitif|kopling AC]] pada input banyak [[penguat daya audio]], untuk mencegah penguatan arus DC yang dapat merusak penguat, mengurangi ruang bebas penguat, dan menghasilkan panas terbuang pada [[kumparan suara]] [[pengeras suara]]. Satu amplifier, model [[audio profesional]] DC300 yang dibuat oleh [[Crown International]] mulai tahun 1960-an, tidak memiliki penyaringan high-pass sama sekali, dan dapat digunakan untuk memperkuat sinyal DC dari baterai 9 volt umum pada input untuk memasok 18 volt DC dalam keadaan darurat untuk daya [[penggubah audio]].<ref name="Andrews2010">{{cite web|url=http://recforums.prosoundweb.com/index.php/m/462291/0/ |title=Re: Running the board for a show this big? |last=Andrews |first=Keith |author2=posting as ssltech |date=January 11, 2010 |work=Recording, Engineering & Production |publisher=ProSoundWeb |access-date=9 March 2010 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110715123934/http://recforums.prosoundweb.com/index.php/m/462291/0/ |archive-date=15 July 2011 }}</ref> Namun, desain dasar model tersebut telah digantikan oleh desain yang lebih baru seperti seri Crown Macro-Tech yang dikembangkan pada akhir tahun 1980-an yang mencakup penyaringan high-pass 10 Hz pada input dan penyaringan high-pass 35 Hz yang dapat dialihkan pada output.<ref>{{cite web|url=http://www.crownaudio.com/pdf/amps/128313.pdf |title=Operation Manual: MA-5002VZ |year=2007 |work=Macro-Tech Series |publisher=Crown Audio |access-date=March 9, 2010 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100103130925/http://crownaudio.com/pdf/amps/128313.pdf |archive-date=January 3, 2010 }}</ref> Contoh lain adalah seri amplifier [[QSC Audio]] PLX yang menyertakan filter high-pass internal 5 Hz yang diterapkan ke input setiap kali filter high-pass opsional 50 dan 30 Hz dimatikan.<ref>{{cite web|url=http://media.qscaudio.com/pdfs/plxuser.pdf |title=User Manual: PLX Series Amplifiers |year=1999 |publisher=QSC Audio |access-date=March 9, 2010 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100209153528/http://media.qscaudio.com/pdfs/plxuser.pdf |archive-date=February 9, 2010 }}</ref>
[[Berkas:75 Hz HPF on Smaart.jpg|jmpl|Filter "low cut" 75 Hz dari saluran input [[penggubah suara]] [[Mackie]] 1402 yang diukur dengan perangkat lunak [[Smaart]]. Filter high-pass ini memiliki kemiringan 18 dB per oktaf.]]
Penggubah suara sering kali menyertakan tapis pelewat tinggi di setiap jalur masukan. Beberapa model memiliki tapi pelewat tinggi frekuensi tetap dan kemiringan tetap pada 80 atau 100 Hz yang dapat diaktifkan; model lain memiliki tapis pelewat tinggi yang dapat disapu, filter dengan kemiringan tetap yang dapat diatur dalam rentang frekuensi tertentu, seperti dari 20 hingga 400 Hz pada [[Midas]] Heritage 3000, atau 20 hingga 20.000 Hz pada [[penggubah suara digital]] [[Yamaha]] [[Yamaha M7CL|M7CL]].<ref name=Main2010>{{cite journal|last=Main |first=Bruce |date=February 16, 2010 |title=Cut 'Em Off At The Pass: Effective Uses Of High-Pass Filtering |journal=Live Sound International |publisher=ProSoundWeb, EH Publishing|location=Framingham, Massachusetts}}</ref>
=== Gambar ===
[[Berkas:High Pass Filter Example.jpg|kanan|jmpl|Contoh tapis pelewat tinggi yang diterapkan pada bagian kanan foto. Sisi kiri tidak dimodifikasi, Sisi kanan diterapkan tapis pelewat tinggi (dalam kasus ini, dengan radius 4,9).]]
Tapis pelewat tinggi dan tapis pelewat rendah juga digunakan dalam [[pengolahan citra digital]] untuk melakukan modifikasi gambar, peningkatan, pengurangan noise, dll., menggunakan desain yang dilakukan dalam [[domain spasial]] atau [[domain frekuensi]].<ref>{{cite book
| title = Computer processing of remotely sensed images: an introduction
| author = Paul M. Mather
| edition = 3rd
| publisher = John Wiley and Sons
| year = 2004
| isbn = 978-0-470-84919-4
| url = https://books.google.com/books?id=Idj8Eg-KtMAC&q=image+high-pass+low-pass+frequency-domain&pg=PA181
| page = 181
}}</ref> Operasi penghilangan ketajaman, atau penajaman, yang digunakan dalam perangkat lunak penyuntingan gambar adalah tapis penguat tinggi, generalisasi dari tapis pelewat tinggi.{{cn}}
== Lihat pula ==
* [[Tapis pelewat rendah]]
* [[Tapis pelewat pita]]
* [[Tapis penghenti pita]]
== Referensi ==
{{reflist}}
{{commons category}}
[[Kategori:Teknik elektro]]
| |||
