Low Pass Filter (LPF) RC

Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (f_c) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (f_c). Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (f_c) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt). Rangkaian low pass filter RC merupakan jenis filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang digunakan. Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut.

Rangkaian Dasar Dan Grafik Respon Frekuensi Low Pass Filter RC

Frekuensi cut-off (f_c) dari filter pasif lolos bawah (Low Pass Filter,LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut.

$f_{c}=\frac{1}{2\pi RC}$

Rangkaian filter pasif LPF RC diatas terlihat seperti pembagi tegangan menggunakan R. Dimana pada filter LPF RC ini teganga output diambil pada titik pertemuan RC. Tegangan output (V_out) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

$V_{out}=\frac{1/j\omega C}{1/j\omega C+R}\cdot V_{in}$

Besarnya penguatan tegangan (G) pada filter pasif yang ideal maksimum adalah 1 = 0dB yang hanya terjadi pada frekuensi sinyal input dibawah frekuensi cut-off (f_c). Penguatabn tegangan (G) filter LPF RC pasif dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

$G=\left | \frac{V_{out}}{V_{in}} \right |$

Dan penguatan tegangan (G) LPF RC dapat dituliskan dalam satuan dB sebagai berikut.

$G=20log\frac{V_{out}}{V_{in}}=20log\frac{1}{1+\omega ^2C^2R^2}$

Pada filtrer lolos bawah (low pass filter ,LPF) terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut.

Pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi cut-off (f_c) (f_in << f_c) maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1 atau G=0dB.
Pada saat frekuensi sinyal input sama dengan frekuensi cut-off (f_c) (f_in = f_c) maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G) menjadi -3 dB atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 dB.
Pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi cut-off (f_c) (f_in >> f_c) maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G = -20 log ωRC
Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa Filter Lolos Rendah (Low Pass Filter, LPF) hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (f_c) saja.