Modul 1. Elektronika Komunikasi. RANGKAIAN RESONATOR (Resonator Circuit / Tune Circuit)

Transkripsi

1 Modul Elektronika Komunikasi ANGKAIAN ENATO (esonator ircuit / Tune ircuit) Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

2 Fungsi : Memilih / meloloskan sinyal pada rekuensi tertentu, meredam secara signiicant di luar rekuensi yang diinginkan. Jadi rangkaian resonator: angkaian yang dapat meloloskan rekuensi tertentu dan menghentikan rekuensi yang tidak diinginkan PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator

3 Karakteristik espon Ideal Penguatan (db) - - PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 3

4 espon esonator Praktis Penguatan( db ) 0 Insertion oss ipple -3 Ultimate attenuation Stop Band c Pass Bandwidth Bandwidth ( - 60 db) 4 Stop Band Frekuensi(Hz ) PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 4

5 Beberapa deinisi yang perlu diketahui: esonansi : 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 3 db c PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 5

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 60dB db Ultimate Attenuation :edaman minimum akhir yang diinginkan/dikehendaki rangkaian resonansi diluar passband. ipple / iak :Ukuran dari kerataan passband rangkaian resonansi yang dinyatakan dalam db. 4 3 PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 6

7 Beberapa deinisi yang perlu diketahui: Insertion oss : loss yang ditimbulkan oleh pemasangan suatu rangkaian (komponen tidak ideal) antara sumber tegangan dan suatu beban. S VS Vout = / ( + S ).V S =0.5 V S Tuning/ penalaan : pengaturan harga dan agar dapat beresonansi pada rekuensi kerjanya. PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 7

8 Analisis angkaian esonansi paralel esonansi paralel esonansi seri Konversi rangkaian paralel ke rangkaian seri Konversi rangkaian seri ke rangkaian parallel PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 8

9 . angkaian resonator paralel (oss less components) Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

10 angkaian parallel dapat dimodelkan sebagai ideal band pass ilter, dimana : Induktor ideal Kapasitor ideal Beban dibuka / open PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 0

11 angkaian Paralel single-pole BPF s Switch Vo V s PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator

12 espon Vo/Vs Jika menggunakan kecil dan Besar : 0.ogV 0 / V s (db) Penguatan (db) 0-3 s dan ( switch ke kanan ) s & (switch ke kiri ) 6 db/octav r Frek ( Hz) PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator

13 espon Vo/ Vs jika diperbesar & diperkecil 0.ogV 0 / V s (db) Penguatan Gab :s,, -3 s & s& PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 3

14 angkaian resonator jika Vs short Saat rangkaian resonansi Xc = X = X Paralel s X X Sehingga r c BW c 3dB r X paralel paralel Dan nilai X paralel paralel s r s r s r PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 4

15 Beban l (< ~ ), dan ideal S p s // l s s Vs Sehingga p Xp p r rp p PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 5

16 espon angkaian esonator 0 Penguatan (db) = 5 = 0-50 = = 00 Frekuensi (F/Fr) PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 6

17 ontoh soal. Suatu generator dengan S = 50 Ώ, dan tanpa rugi-rugi. = 5 pf dan = 0,05 μ H, = open circuit. Tentukanlah nilai : a. c = r =? b. =? c. Bw 3dB..?. a. jika soal no. diatas nilai S = 000 Ω hitung nilai b. Jika soal.a diatas diberi nilai = 000 Ω hitung nilai PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 7

18 ontoh soal 3. ancanglah suatu rangkaian resonator yang mempunyai spesiikasi sbb : S = 50 Ω ; = k Ω ; dan ideal espon sbb : Penguatan ( db ) 0-3 example - F ircuit design 48, ,5 ( M Hz ) PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 8

19 .. esonator dengan dan mempunyai rugi-rugi/komponen osses Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

20 Pengertian dan Model dan dengan rugi-rugi : Ideal praktis dengan rugi-rugi Menyimpan seluruh energi dalam Medan Magnet Ideal Ada energi yang dibuang / dilepas berupa panas di resistor praktis dengan rugi-rugi Menyimpan seluruh energi dalam Medan istrik Ada sebagian energi yang dilepas berupa panas di resistor PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 0

21 Akibat dari komponen osses / ada rugi-rugi komponen : tidak mungkin lebih besar dari untuk ossless komponen espon resonator mengalami redaman pada rekuensi resonansi Frekuensi resonansi sedikit tergeser dengan adanya osses / rugi Pergeseran asa pada ilter tidak akan nol di rekuensi resonansi PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator

22 Tingkat rugi-rugi pada / dinyatakan dalam actor kualitas Untuk / seri dengan : seri s Xs =.π.. s atau X s Xs = s s s s s s PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator

23 Kadang Induktor atau Kapasitor dengan rugi-rugi juga dimodelkan sebagai rangkaian paralel dengan -nya p p Faktor kualitas Komponen p: p X p p X p p p p X p atau X p p p PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 3

24 Konversi dari seri ke paralel ekivalennya, jika s dan Xs diketahui maka Xp dan p bisa dicari p X s p p s p Untuk < 0, Dimana, jika > 0 p. S p, s, :Faktor kualitas Komponen Seri s p Xp Xs Paralel Ekivalen PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 4

25 angkaian esonator menggunakan dan dengan rugi-rugi s V s s s PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 5

26 angkaian Ekivalen untuk menentukan (Vs short): s s p p p p s s sistem BW c 3dB X p p P X p = p atau X p = // X S P // p p p p PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 6

27 Perbandingan espon untuk 3 kondisi: Penguatan(dB) 0 db -3dB Insertion loss Beban + osses omponent ( Praktis) Beban + ossless omponent Open circuit + ossless ompnent (Ideal) Frekuensi (Hz) PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 7

28 ontoh Soal:. Suatu inductor 50 nh dengan hambatan rugi-rugi yang disusun secara seri sebesar 0. Pada = 00 MHz. arilah besarnya dan baru jika ditransormasikan ke rangkaian ekivalen Paralelnya! example - F ircuit design. ancanglah 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 (ossless ) b. Sedangkan Induktor mempunyai actor = 85 Kemudian arilah besarnya Insertion oss rangkaian tersebut! example -3 F ircuit design PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 8

29 .3 Transormator Impedansi Tujuan: Menaikkan dengan menaikkan s (atau ) Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

30 TANSFOMATO IMPEDANSI Transormasi Impedansi dengan kapasitor yang di-tapped di tengah A S s' s angkaian ekivalen untuk mencari s = transer daya maximum S T T s' s 0 PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 30

31 TANSFOMATO IMPEDANSI Transormasi Impedansi dengan Induktor yang ditapped A S n n angkaian ekivalennya S T s' s n n PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 3

32 ontoh Soal: ancang suatu esonator dengan spesiikasi sbb: = 0 pada c = 00 MHz s = 50 ohm, = 000 ohm Gunakan rangkaian transormasi impedansi tapped dengan asumsi = 00 pada 00 MHz example -4 F ircuit design PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 3

33 .4 angkaian esonator paralel ganda Tujuan: Untuk memperbaiki shape aktor. Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

34 Tujuan: Untuk memperbaiki shape aktor: a. Hubungan seri dikopling kapasitor A S esonator esonator a a awal single a = aktor kualitas rangkaian single resonator PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 34

35 espon esonator ganda Penguatan 0 db -3 db esonator tunggal [ a] esonator ganda [ tot ] - 60 db ' ' Pada kondisi total ganda criticalcoupling 0,707 a TE363 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 35

36 b. Hubungan seri dikopling Induktor A S a a awal single a = aktor kualitas rangkaian single resonator PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 36

37 Hubungan seri dikopling akti +8V : aktor kualitas resonator tunggal V IN akhir total n n : banyaknya rangkaian resonator kaskade PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 37

38 ontoh Soal: example -5 F ircuit design Desainlah suatu rangkaian resonator yang terdiri dari buah resonator identik yang dihubungkan seri dengan kopling induktor (diset pada kondisi critical coupling), sehingga terpenuhi spesiikasi sbb: c = 75 MHz ; BW 3dB = 3,75 MHz ; s = 00 ohm = 000 ohm ; Asumsikan = 85 pada c Terakhir gunakan transormasi impedansi yang di tapped (di sumber) untuk menaikkan! A S PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 38

39 .5 angkaian esonator seri Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan 06

40 esonansi seri Vs Faktor kualitas suatu rangkaian resonansi seri dideinisikan sebagai rasio antara tegangan indukti dengan tegangan resisti. V V,, PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 40

41 PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 4 Impendansi seri untuk rangkaian tersebut dalam adalah :, y Z y jy j j j j Z

42 Dari rumus tersebut tampak bahwa semakin tinggi dari suatu rangkaian menghasilkan selektivitas yang baik. Selektivitas biasa dinyatakan dengan Bandwidth 3 db. y 3 y 3 y 3 y 3 = / harus positi PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 4

43 PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 43 pada > so, dan / positi 3 0 y y

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 PT3 - Elektronika Komunikasi - angkaian esonator 44