2/9/2010. Modul 2. Fungsi : Basic Idea IMC(*)

Transkripsi

1 Modul 2 TE 3623 Elektronika Komunikasi ANGKAIAN ENYEUAI IMEDANI (Impedance Matching Circuit) Basic Idea IMC(*) Impedance matching network placed between a load impedance and transmission line. Impedance matching is often necessary in the design of F circuitry to provide the maximum possible transfer of power between a source and its load rogram tudi 1 Teknik Telekomunikasi Departemen Teknik Elektro - ekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung 2008 Fungsi : Digunakan untuk menghasilkan impendansi yang tampak sama dari impendansi beban maupun impendansi sumber agar terjadi transfer daya maksimum. IMC or tuning is important Maximum power is delivered when the load is matched to the line (assuming the generator is matched) and power loss in the feed line is minimized. Impedance matching sensitive receiver components (antenna,lna,etc) improves the signal-to-noise ratio of the system. Impedance matching in a power distribution network (such as an antenna array feed network) will reduce amplitudo and phase errors. angkaian enyesuai Impedansi 3 1

2 Konsep IMC (Impedance Matching Circuits) 1. Tranfer daya maksimal (konjugate match) Konsep IMC (Impedance Matching Circuits) 2. Koefisien pantul Γ=0, Z L = Z Daya akan sampai ke Z L dengan maksimum jika Z = Z L * atau Z L = Z * Dimana : Z = + jx dan Z L = L + jx L Bagaimana jika Z Z L *? Maka tidak akan terjadi transfer daya maksimum, sehingga diperlukan rangkaian penyesuai impedansi (Impedance Matching Circuit = IMC). Z Z L * angkaian enyesuai Impedansi 5 Z ZL inyal akan sampai ke Z L tanpa cacat akibat pantulan, jika Z = Z L IMC disini berfungsi membuat supaya Γ=0. Dalam pembahasan pada bab ini, yang lebih banyak kita diskusikan IMC yang bertujuan agar terjadi transfer daya maksimal (konjugate match) angkaian enyesuai Impedansi 6 Berdasarkan bentuk rangkaian dan jumlah elemennya, penyesuai impendansi ini dibagi menjadi 3 : 1. enyesuai impendansi bentuk L (2 elemen) 2. enyesuai Impendansi bentuk T atau Π (3 elemen) 3. enyesuai Impendansi multi-elemen (wideband, Low-Q) Diselesaikan dengan : erhitungan matematis Dengan bantuan mith Chart 1. enyesuai impendansi bentuk L enyesuai impendansi ini merupakan bentuk penyesuai yang paling sederhana Merupakan dasar dari penyesuai impendansi bentuk T dan bentuk Π angkaian enyesuai Impedansi 7 angkaian enyesuai Impedansi 8 2

3 enyesuai impendansi bentuk L (cont ) a. Impendansi hanya komponen resistif Bila s < l, maka IMC L kanan enyesuai impendansi bentuk L (cont ) s > l, maka IMC L kiri Ada 2 kemungkinan konfigurasi: Ada 2 kemungkinan konfigurasi: i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass angkaian enyesuai Impedansi 9 i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass angkaian enyesuai Impedansi 10 enyesuai impendansi bentuk L (cont ) umus yang dipakai : Q = Q = -1 Q = X Q = X enyesuai impendansi bentuk L (cont ) Contoh soal (*): ancang suatu IMC bentuk L yang menyepadankan s = 100Ω dan L = 1KΩ pada f = 100MHz, dengan sifat meloloskan sinyal DC. enyelesaian: meloloskan sinyal DC berarti bersifat LF, < L, maka rangkaian pengganti yang dipilih Gbr yang sesuai, yaitu: Keterangan : Qs = Faktor kualitas seri Xs = eaktansi eri = Xc Xp = eaktansi ararel Qp = Faktor kualitas paralel p = esistansi paralel (esistansi yang lebih besar sumber atau L ) s = esistansi seri = c (esistansi yang lebih kecil sumber atau L ) angkaian enyesuai Impedansi 11 angkaian enyesuai Impedansi 12 3

4 enyesuai impendansi bentuk L(cont ) b. Bila impendansi sumber atau beban bilangan kompleks: Terdapat 2 prinsip dasar yaitu absorbsi dan resonansi Dasar perhitungan masih menggunakan sumber atau beban bilangan riil (resistif saja). enyesuai impendansi bentuk L(cont ) Absorbsi : langkah-langkah : 1. Anggap impendansi beban dan impendansi sumber hanya komponen resistif. 2. Hitung X c-total (atau X seri total ) dan X p-total 3. Lakukan absorbsi sehingga: j(x + X C ) = jx seri total (untuk komponen induktif) j(x L // X ) = jx paralel total (untuk komponen kapasitif) X C dan X adalah hasil yang kita hitung! angkaian enyesuai Impedansi 13 angkaian enyesuai Impedansi 14 Contoh: Dengan menggunakan metode absorpsi, rancanglah IMC bentuk L pada 100MHz dengan sifat meloloskan sinyal DC pada rangkaian berikut: enyesuai impendansi bentuk L (cont ) esonansi : olusi: angkaian enyesuai Impedansi 15 Langkah-langkah : 1. Hitung harga Xrl dan Xrs agar pada beban dan sumber terjadi resonansi (menghilangkan komponen imajiner pada beban dan sumber). 2. etelah terjadi resonansi pada beban dan sumber, hitung Xp dan Xc. (gunakan: impendansi beban = l dan impendansi sumber = s) 3. Hitung Xc seri-dengan Xrs maupun Xp paraleldengan Xrl. angkaian enyesuai Impedansi 16 4

5 Contoh: ancanglah suatu IMC yang dapat memblock sinyal DC antara beban-sumber rangkaian dibawah ini, pada frekuensi operasi 75 MHz. Gunakan metode resonansi. 2. enyesuai Impendansi 3 Elemen: (sumber dan beban resistif) Bentuk T: Bentuk Π olusi: angkaian enyesuai Impedansi 17 Digunakan untuk memperoleh Bandwidth yang lebar (tetapi Q yang rendah) Merupakan penggabungan dari IMC L kiri dan IMC L kanan angkaian enyesuai Impedansi IMC T 2. IMC Π v ( virtual ) ditentukan harus lebih besar dari s maupun l dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan. Q = -1 v kecil = ilih yg kecil [ s, l ] kecil Xc 1 dan Xp 1 menyepadankan s dengan v ; Xc 2 dan Xp 2 menyepadankan v dengan l Xp 1 dan Xp 2 dapat digabungkan menjadi satu komponen. angkaian enyesuai Impedansi 19 v ( virtual ) ditentukan harus lebih kecil dari s maupun l dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan. Q = -1 besar besar = ilih yg besar [ s, l ] v Xc 1 dan Xp 1 menyepadankan s dengan v Xc 2 dan Xp 2 menyepadankan v dengan l Xc 1 dan Xc 2 dapat digabungkan menjadi satu komponen. angkaian enyesuai Impedansi 20 5

6 Kerjakan! ancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk T untuk menyepadankan =10Ω dan L =50Ω dengan Q=10, pada frekuensi operasi 100 MHz. dikerjakan mhs dgn NIM ganjil ancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk π yang menyepadankan =100Ω, L =1000Ω, dengan faktor kualitas Q = 15, pada frekuensi operasi 100 MHz.. dikerjakan mhs dgn NIM genap angkaian enyesuai Impedansi 21 6