RANGKAIAN RESONATOR (Resonator Circuit / Tune Circuit) By : Team Dosen Elkom

Transkripsi

1 RANGKAIAN RENATOR (Resonator Circuit / Tune Circuit) By : Team Dosen Elkom

2 Fungsi : Memilih / meloloskan sinyal pada rekuensi tertentu, meredam secara signiicant di luar rekuensi yang diinginkan. Jadi rangkaian resonator: Rangkaian yang dapat meloloskan rekuensi tertentu dan menghentikan rekuensi yang tidak diinginkan

3 Karakteristik Respon Ideal Penguatan (db) - -

4 Respon Resonator Praktis Ultimate attenuation

5 Beberapa deinisi yang perlu diketahui: Resonansi : kondisi dimana komponen reaktansi dari suatu impendansi berharga nol pada rekuensi tertentu. Bandwidth / lebar pita : Perbedaan antara rekuensi atas dan rekuensi bawah ( ), respon amplitudonya -3 db dibawah respon passband. Jadi yang diloloskan hanya diantara dan, diluar rekuensi tersebut diredam secara signiikan. Faktor kualitas () : parameter untuk mengukur tingkat selektivitas rangkaian. c BW cd 3 B

6 Beberapa deinisi yang perlu diketahui: Faktor bentuk ( Shape Factor = SF ) : Perbandingan BW 60dB (redaman besar)terhadap BW 3 db (redamankecil ) pada rangkaian resonator (seberapa miring terhadap ideal). SF BW BW 3 60 db db Ultimate Attenuation :Redaman minimum akhir yang diinginkan/dikehendaki rangkaian resonansi diluar passband. Ripple / Riak :Ukuran dari kerataan passband rangkaian resonansi yang dinyatakan dalam db. 4 3

7 Beberapa deinisi yang perlu diketahui: Insertion Loss : loss yang ditimbulkan oleh pemasangan suatu rangkaian antara sumber tegangan dan suatu beban. Tuning/ penalaan : pengaturan harga L dan C agar dapat beresonansi pada rekuensi kerjanya.

8 Analisis Rangkaian Resonansi RC paralel L Resonansi RL paralel C Resonansi RLC seri Konversi rangkaian paralel ke rangkaian seri Konversi rangkaian seri ke rangkaian parallel

9 . Rangkaian resonator paralel ( Loss less components) 9

10 Rangkaian LC parallel dapat dimodelkan sebagai ideal band pass ilter, dimana : Induktor ideal Kapasitor ideal Beban dibuka / open

11 Rangkaian Paralel single-pole BPF

12 Respon Vo/Vs Jika menggunakan C kecil dan L Besar : 0.LogV 0 / V s (db) Penguatan (db) 0-3 R s dan L (switch ke kanan ) Rs & C (switch ke kiri ) 6 db / octa r Frek ( Hz)

13 Respon Vo/ Vs jika C diperbesar & L diperkecil Penguatan

14 Rangkaian resonator jika Vs short Saat rangkaian resonansi Xc = XL = X Paralel L C Sehingga r LC c Bw 3dB r Rparalel Xparalel Dan nilai Rparalel Xparalel Rs rl Rs rc rcrs

15 Beban Rl (< ~ ),L dan C ideal Vs (r) C L RL Rp Rs// Sehingga Rl Rs Rs RL RL Rp Xp Rp rl rcrp C L Rp

16 Respon Rangkaian Resonator 0 Penguatan (db) = 5 = 0-50 = = 00 Frekuensi (F/Fr)

17 Contoh soal. Suatu generator dengan Rs= 50 Ώ, C dan L tanpa rugi-rugi. C= 5 pf dan L= 0,05 μ H, RL= open circuit. Tentukanlah nilai : a. c =? b. =? c. Bw 3dB..?. a. jika soal no. diatas nilai Rs= 000 Ω hitung nilai b. Jika soal.a diatas diberi nilai RL = 000 Ω hitung nilai

18 Contoh soal 3. Rancanglah suatu rangkaian resonator yang mempunyai spesiikasi sbb : Rs = 50 Ω ; RL = k Ω ; C dan L ideal Respon sbb : Penguatan ( db ) , ,5 ( M Hz )

19 .. Resonator dengan L dan C mempunyai rugirugi/komponen Losses 9

20 Pengertian dan Model L dan C dengan rugi-rugi : L Ideal L praktis dengan rugi-rugi Menyimpan seluruh energi dalam Medan Magnet Ada energi yang dibuang / dilepas berupa panas di resistor C Ideal C praktis dengan rugi-rugi Menyimpan seluruh energi dalam Medan Listrik Ada sebagian energi yang dilepas berupa panas di resistor 0

21 Akibat dari komponen Losses / ada rugi-rugi komponen : tidak mungkin lebih besar dari untuk Lossless komponen Respon resonator mengalami redaman pada rekuensi resonansi Frekuensi resonansi sedikit tergeser dengan adanya Losses / rugi Pergeseran asa pada ilter tidak akan nol di rekuensi resonansi

22 Tingkat rugi-rugi pada L/C dinyatakan dalam actor kualitas This image cannot currently be displayed. Untuk L/C seri dengan R : Rseri Rs Xs =.π..l s atau X R s Xs = s C s Cs Rs

23 Kadang Induktor L atau Kapasitor C dengan rugi-rugi juga dimodelkan sebagai rangkaian paralel dengan R-nya This image cannot currently be displayed. Lp p R X p p Rp Cp Rp X p L ataux p p C p

24 Konversi dari seri ke paralel ekivalennya, jika Rs dan Xs diketahui maka Xp dan Rp bisa dicari R p X Rs p R p s p This image cannot currently be displayed. Seri Rs Xs Paralel Ekivalen Rp Xp dimana Jika > 0 Rp 4

25 Rangkaian Resonator menggunakan L dan C dengan rugi-rugi 5

26 Rangkaian Ekivalen untuk menentukan (Vs short): = R X p p X p = L p atau X p = C p 6

27 Perbandingan Respon LC untuk 3 kondisi:

28 Contoh Soal:. Suatu inductor 50 nh dengan hambatan rugi-rugi yang disusun secara seri sebesar 0. Pada = 00 MHz. Carilah besarnya L dan R baru jika ditransormasikan ke rangkaian ekivalen Paralelnya!!. Rancanglah rangkaian resonansi sederhana supaya menghasilkan BW3dB = 0 MHz pada rekuensi tengah 00 MHz!! Komponen yang dipakai sebagai berikut : a. Hambatan sumber dan beban masing-masing 000 Kapasitor yang digunakan Ideal (Lossless C) b. Sedangkan Induktor mempunyai actor = 85 Carilah besarnya Insertion Loss rangkaian tersebut!!

29 .3 Transormator Impedansi Tujuan: Menaikkan dengan menaikkan Rs 9

30 TRANSFORMATOR IMPEDANSI Transormasi Impedansi dengan kapasitor yang ditapped di tengah Rs' Rs Rangkaian ekivalen untuk mencari Rs = RL transer daya maximum C T C C C C Rs' Rs C C L 0

31 TRANSFORMATOR IMPEDANSI Transormasi Impedansi dengan Induktor yang ditapped Rangkaian ekivalennya Rs' Rs n n

32 Contoh Soal: Rancang suatu Resonator dengan spesiikasi sbb: = 0 pada c = 00 MHz Rs = 50 ohm, R L = 000 ohm Gunakan rangkaian transormasi impedansi C tapped dengan asumsi L = 00 pada 00 MHz

33 .4 Rangkaian Resonator paralel ganda Tujuan: Untuk memperbaiki shape aktor: 33

34 Tujuan: Untuk memperbaiki shape aktor: a. Hubungan seri dikopling kapasitor C C a awal single a a = aktor kualitas rangkaian single resonator

35 Respon Resonator ganda Pada kondisi critical coupling r 0,707 a

36 b. Hubungan seri dikopling Induktor L a L a awal single a = aktor kualitas rangkaian single resonator

37 Hubungan seri dikopling akti akhir total n : aktor kualitas resonator tunggal n : banyaknya rangkaian resonator kaskade

38 Contoh Soal: Desainlah suatu rangkaian resonator yang terdiri dari buah resonator identik yang dihubungkan seri dengan kopling induktor (diset pada kondisi critical coupling), spesiikasinya sbb: c = 75 MHz ; BW 3dB = 3,75 MHz ; Rs = 00 ohm R L = 000 ohm ; Asumsikan L = 85 pada c Terakhir gunakan transormasi impedansi C yang di tapped (di sumber) untuk menaikkan!

39 .5 Rangkaian Resonator seri 39

40 Resonansi RLC seri V V L R L, L, R C RC Faktor kualitas suatu rangkaian resonansi seri dideinisikan sebagai rasio antara tegangan indukti dengan tegangan resisti.

41 Impendansi seri untuk rangkaian tersebut dalam adalah :, y R Z y jy R j R RC R L j R RC R L j R C L j R Z

42 Dari rumus tersebut tampak bahwa semakin tinggi dari suatu rangkaian menghasilkan selektivitas yang baik. Selektivitas biasa dinyatakan dengan Bandwidth 3 db. y y R y R y 3 = / harus positi

43 3 0 y y pada > so, dan / positi

44 pada < so, dan / positi y 3 BW 3dB 0 Dari persamaan ini tampak bahwa semakin besar, maka akan semakin sempit Bandwidth 3 db. Untuk rangkaian seri biasanya antara 0 300