IMPEDANSI KARAKTERISTIK SALURAN DUA KAWAT

Transkripsi

1 IMPEDANSI KARAKTERISTIK SALURAN DUA KAWAT I. TUJUAN Mengukur impedansi karakteristik dari saluran simetris. Mengukur arus input dan tegangan input ke saluran, ketika diterminasi hubungan singkat dan ketika ujung saluran terbuka. Menghitung impedansi karakteristik dari nilai yang diperoleh melalui pengukuran. Menentukan besar impedansi karakteristik impedansi sebagai fungsi dari frekuensi. Mengenal efek-efek dari panjang saluran pada impedansi karakteristik. II. DASAR TEORI Untuk dapat memperkirakan unjuk kerja dari saluran transmisi pada sebuah range frkuensi yang diberikan adalah penting untuk mengetahui impedansi karakteristiknya terlebih dahulu. Dari besarnya impedansi karakteristik saluran dapat dicocokkan dengan sebuah nilai optimimum. Impedansi karakteristik tergantung dari konstruksi geometris dari saluran. Saluran diilustrasikan sebagai rangkaian seri R dan lilitan L yang nilainya sangat kecil dalam jumlah banyak dan rangkaian parallel dari kapasitor dan konduktansi yang lainnya juga sangat kecil dengan sama dengan jumlah rangkaian R dan L. Gambar 1. Rangkaian R dipengaruhi oleh daerah silang dan pada bahan penyusun pada kawat penghantar R diberi satuan dalam Ω/km. Induktansi (L), kapasitansi ( C ) dan konduktansi (G) semuanya tergantung pada keterpisahan antara sisi saluran. Induktansi bersatuan mh/km, kapasitansinya bersatuan nf/km dan konduktansinya bersatuan us/km. Sebagai contoh harga dari saluran yang memiliki 0.9 mm cross-section, dengan insulasi plastic adalah: R = 57.8 Ω/km L = 0.7 mh/km C = 34 nf/km G = 1uS/km Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 1

2 Diagram berikut mengilustrasikan metode pengukuran dari impedansi karakteristik. Gambar Dengan saluran open-ended, pengukuran tegangan dan arus sesaat dipakai untuk menentukan nilai konduktansi dan smua kapasitansi. Gambar Dengan hubung singkat output total resistansi dan induktansi yang terhubung seri diukur : Rsh = Ue /11 (resistansi hubung singkat) Harga impedansi karakteristik dihitung dengan harga R 0 dan Rsh pada tiap frekuensi : Z = 3. Pada percobaan ini model saluran transmisi yang digunakan adalah seperti rangkaian berikut : Gambar 4. Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 2

3 III. GAMBAR RANGKAIAN Gambar 1. Gambar 2. IV. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN No. Alat dan Komponen Jumlah 1 Model saluran transmisi 0.9 u; 0.85 km 2 2 Terminating resistor 300 Ω 2 3 Universal patch panel 1 4 Power supply 1 5 Function generator 0.2 Hz 200 KHz 1 6 Dual trace osiloskop dengan differential input 1 7 Multimeter digital 1 8 Kabel-kabel penghubung Secukupnya 9 Plug besar dan kecil secukupnya V. LANGKAH PERCOBAAN 1. Merangkai rangkaian seperti Gambar 1. Lalu melengkapi Tabel Merangkai rangkaian seperti Gambar 2, untuk mengukur impedansi karakteristik pada saluran sepanjang 1.7 km, 0.9 mm cross-section. Lalu melengkapi Tabel 1. Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 3

4 VI. DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1. Data Pengamatan untuk Rangkaian 1. Open-ended Short-ended F (HZ) R 0 Rsh Z (kω) m 1.5 k m m m m m m m m m V 880 Ω 880 m V Ω 880 m V Ω 800 m Tabel 2. Data Pengamatan untuk Rangkaian 2. Open-ended Short-ended F (HZ) R 0 Rsh Z (kω) m m Ω m m Ω m m Ω k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k 7.5 Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 4

5 VII. PERHITUNGAN Tabel 1 Frekuensi (Hz) Menghitung R 0 Menghitung Rsh Menghitung Z R 0 = R sh = Z = 100 = 5 kω = 1.5 kω = 4.6 kω = Ω = 5 kω = Ω = 6 kω = Ω = 4 kω = Ω = 4.3 kω = Ω = 3.7 kω = Ω = 3 kω = Ω = 2.1 kω = Ω = 1.6 kω = 200 Ω = 1.4 kω = Ω = 1.15 kω = Ω = 880 Ω = Ω = Ω = Ω = 616.7Ω = Ω Tabel 2 Frekuensi (Hz) Menghitung R 0 Menghitung Rsh Menghitung Z R 0 = R sh = Z = 100 = Ω = Ω 405 Ω 200 = 975 Ω = 384 Ω 611 Ω 300 = Ω = 375 Ω Ω 400 =1.64 kω =1.757 kω Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 5

6 500 = kω = Ω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 6.6 kω = kω = 5.85 kω = kω = 3.6 kω = kω = 2.25 kω =2.566 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω = 7.5 kω 7.5 VIII. ANALISA Pada percobaan ini bertujuan untuk mengetahui nilai pada saat open-circuit dan short-circuit juga untuk mengetahui nialai dari Vr. Dan nilai-nilai yang didapat dari hasil pengukuran, bisa digunakan untuk mendapatkan nilai R0, Rsh dan Z melalui perhitungan dengan rumus : Ie = R 0 = dari kedua rumus diatas dapat dianalisa bahwa besarnya nilai Ie berbanding lurus dengan besarnya nilai R 0, oleh sebab itu semakin besar nilai R 0 nya maka semakin besar pula nilai Ie nya. Dan mengakibatkan nilai Vr pun semakin besar. Dan apabaila diterapkan open-circuit, dianggap nilai I mndekati 0, sehingga besarnya nilai R 0 tergantung dari besarnya yang didapat. Perbedaan antara tabel 1 dan tabel 2 yaitu jika pada Tabel 1 semakin tinggi frekuensi maka akan mengakibatkan semakin berkurang nilai nya, karena pada saat percobaan menggunakan satu buah SO5125-7J berbeda halnya dengan percobaan pada table 2 yang menggunakan 2 buah SO5125-7J yang mengakibatkan semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka akan menghasilkan yang semakin besar. IX. KESIMPULAN o o Pada saat open-circuit besarnya nilai R 0 bergantung pada besarnya nilai. Pada rangkaian yang menggunakan 2 buah SO5125-7J semakin tinggi frekuensi yang digunakan akan mengakibatkan semakin besar pula nilai nya, dan begitu sebaliknya dengan rangkaian yang menggunakan sebuah SO5125-7J. Impedansi Karakteristik Saluran Dua Kawat 6