Pengertian Band Stop Filter (BSF) atau Notch Filter

Band Stop Filter adalah filter atau penyaring frekuensi yang menolak dan memblokir frekuensi yang berada di antara dua titik cut-off, sedangkan semua frekuensi yang berada di bawah frekuensi tertentu (dibawah titik cut-off) dan semua frekuensi yang berada diatas frekuensi tertentu (diatas titik cut-off) akan dilewatkannya. Dengan kata lain, Band Stop Filter akan melewatkan semua frekuensi yang berada di luar kedua sisi rentang titik cut-off tersebut.

Band Stop Filter atau juga sering disebut dengan Notch Filter ini pada dasarnya merupakan kombinasi dari Low Pass Filter dan High Pass Filter yang dihubungkan secara paralel. Koneksi ini berbeda dengan Band Pass Filter yang menghubungkan Low Pass Filter dan High Pass Filter secara seri. Sebutan lain untuk Band Stop Filter ini adalah Band-Elimination Filter atau Band-Reject Filter.

Perlu diketahui bahwa Karakteristik Band Stop Filter (BSF) adalah berlawanan dengan karakteristik Band Pass Filter (BPF). Ketika sinyal input diberikan, frekuensi rendah dilewatkan melalui Low Pass Filter (Tapis Lolos Bawah) pada rangkaian BSF. Demikian juga frekuensi tinggi akan dilewatkan melalui High Pass Filter pada rangkaian BSF seperti yang ditunjukkan dalam diagram blok dan bentuk karakteristik Band Stop Filter di bawah ini.

Dari gambar karakteristik diatas terlihat bahwa fL adalah frekuensi cut-off pada Low Pass Filter dan fH adalah frekuensi cut-off pada High Pass Filter. Sedangkan frekuensi tengah (frekuensi center) atau fC=√(fLx fH).

Rangkaian Band Stop Filter

Seperti yang disebutkan sebelumnya, Band Stop Filter atau Band Reject Filter pada dasarnya terdiri dari dua filter yaitu Low Pass Filter dan High Pass Filter yang kemudian dihubungkan secara paralel. Contoh Rangkaian dasar dari sebuah Band Stop Filter dapat dilihat dari gambar dibawah ini :

Rumus Band Stop Filter

Rumus atau persamaan yang digunakan pada Band Stop Filter pada dasarnya sama dengan rumus yang digunakan dalam Low Pass Filter dan High Pass Filter. Dibawah ini adalah Rumus yang digunakan untuk penyaringan frekuensi dengan menggunakan Band Stop Filter.

f = 1/2πRC

Dimana :

f = Frekuensi dalam satuan Hz

π = 3,14

R = Nilai Resistor dalam satuan Ohm (Ω)

C = Nilai Kapasitor dalam satuan Farad (F)

Contoh Perhitungan Band Stop Filter

Sebuah rangkaian Band Stop Filter dirancang dari komponen RC (Resistor – Capasitor) untuk melewatkan frekuensi dibawah 300Hz dan frekuensi diatas 1kHz. Kapasitor yang digunakan pada rangkaian tersebut adalah sebesar 0,1µF. Berapakah Resistor yang digunakan pada Rangkaian Band Stop Filter tersebut ?

Penyelesaian

Perhitungannya dibagi menjadi dua tahapan perhitungan yaitu perhitungan tahapan pada bagian LOW PASS FILTER dan tahapan pada bagian HIGH PASS FILTER.

Tahap Perhitungan pada LOW PASS FILTER

Mencari Nilai Resistor RLyang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off fLyaitu 300Hz dengan menggunakan Kapasitor sebesar 0,1µF adalah dihitung melalui perhitungan dibawah ini :

FL= 1 / 2πRLC

300Hz = 1 / 2 x 3,14 x RL x (0,1 x 10-6)

RL = 1 / 2 x 3,14 x 300 x (0,1 x 10-6)

RL = 5.308Ω atau sekitar 5,3kΩ

Jadi nilai Resistor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut off fLadalah 5.308Ω atau sekitar 5,3kΩ.

Tahap Perhitungan pada HIGH PASS FILTER

Mencari Nilai Resistor RH yang diperlukan untuk memberikan frekuensi cut off fHyaitu 1kHz dengan nilai Kapasitor sebesar 0,1µF adalah dihitung melalui perhitungan dibawah ini :

fH= 1 / 2πRHC

1000Hz = 1 / 2 x 3,14 x RH x (0,1 x 10-6)

RH = 1 / 2 x 3,14 x 1000 x (0,1 x 10-6)

RH = 1.592Ω atau sekitar 1,6kΩ

Jadi nilai Resistor yang diperlukan untuk menghasilkan Frekuensi cut off fHadalah 1.592Ω atau sekitar 1,6kΩ.

Menghitung Frekuensi Center (fC)

Kita juga dapat menghitung Frekuensi Center atau fC dengan rumus dibawah ini :

fC =√( fL x fH)

fC =√( 300 x 1000)

fC =√300.000

fC = 547,72Hz

Jadi Frekuensi Center atau fC dari rangkaian BSF tersebut adalah 547,72Hz.

Aplikasi Band Stop Filter di berbagai Bidang

Berikut ini adalah pemanfaatan rangkaian Band Stop Filter di berbagai bidang.

1. Dalam teknologi telepon, Filter yang disebut dengan Notch Filter ini digunakan sebagai peredam derau (noise) pada saluran telepon dan layanan internet DSL. Ini akan membantu menghilangkan gangguan pada saluran yang akan mengurangi kinerja DSL.

2. Rangkaian BSF Ini banyak digunakan dalam amplifier gitar listrik. Sebenarnya, gitar listrik ini menghasilkan ‘hum’ pada frekuensi 60 Hz. Filter ini digunakan untuk mengurangi dengungan dalam memperkuat sinyal yang dihasilkan oleh amplifier gitar dan membuat peralatan tersebut lebik baik. BSF Ini juga digunakan dalam beberapa aplikasi akustik seperti mandolin dan instrumen-instrumen yang menggunakan amplifier.

3. Dalam elektronik komunikasi sinyal terdistorsi karena beberapa noise (harmonisa) yang membuat sinyal asli terganggu dengan sinyal lain sehingga menyebabkan kesalahan pada hasil outputnya. Dengan demikian, filter ini digunakan untuk menghilangkan harmonisa yang tidak diinginkan tersebut.

4. Rangkaian BSF Ini digunakan untuk mengurangi statis pada radio, yang biasa digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari.

5. Rangkaian BSF Ini juga digunakan dalam teknologi komunikasi optik, di ujung serat optik mungkin ada beberapa frekuensi cahaya mengganggu yang membuat distorsi pada berkas cahaya. Distorsi ini dapat dihilangkan dengan menggunakan Band Stop Filter. Contoh terbaik adalah dalam spektroskopi Raman (Raman spectroscopy).

6. Dalam pemrosesan gambar dan sinyal, filter ini sangat bermanfaat untuk menolak noise.

7. BSF juga digunakan dalam aplikasi audio berkualitas tinggi seperti sistem PA (Public Address systems).

8. Filter yang disebut juga dengan Band Reject Filter ini juga sering digunakan dalam aplikasi bidang medis yaitu pada instrumen-instrumen biomedis seperti untuk menghilangkan derau saluran (line noise) pada EGC.