BAB I RANGKAIAN RESONANSI L C

Transkripsi

1 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi BAB I ANGKAIAN EONANI Beberapa deinisi yang perlu diketahui antara lain : esonansi : kondisi dimana komponen reaktansi dari suatu impendansi berharga nol pada rekuensi tertentu. Tuning/ penalaan : pengaturan harga dan agar dapat beresonansi pada rekuensi kerjanya. Faktor kualitas () : parameter untuk mengukur tingkat selektivitas rangkaian. Insertion oss : loss yang ditimbulkan oleh pemasangan suatu rangkaian antara sumber tegangan dan suatu beban. Bandwidth (db) : lebar rekuensi yang ditempati oleh suatu sinyal dengan batas setengah daya. Beberapa analisis rangkaian yang dibahas pada bagian ini antara lain : - esonansi paralel - esonansi paralel - esonansi seri - Konversi rangkaian paralel ke rangkaian seri - Konversi rangkaian seri ke rangkaian parallel.. esonansi seri Vs Faktor kualitas suatu rangkaian resonansi seri dideinisikan sebagai rasio antara tegangan indukti dengan tegangan resisti. Impendansi seri untuk rangkaian tersebut dalam adalah : V V O, O, O O aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

2 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Dari rumus tersebut tampak bahwa semakin tinggi dari suatu rangkaian menghasilkan selektivitas yang baik. elektivitas biasa dinyatakan dengan Bandwidth db. y / harus positi pada > so, dan / positi pada < so, dan / positi 0 O O O O O O O y ± y y y [ ], y y jy j j j j O O O O O O O O

3 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Dari persamaan ini tampak bahwa semakin besar, maka akan semakin sempit Bandwidth db. Untuk rangkaian seri biasanya antara esonansi paralel BW y O O O O O O O O O db O O O O O O O ± ± 0 [ ],,, y Y y jy j j j j Y BW O O O O O O O O O db O O O O O π V s

4 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Memiliki rekuensi resonansi yang sama seperti pada seri. angkaian paralel ini kurang baik untuk analisis rangkaian yang riil karena tidak memperhitungkan resistansi induktor. Faktor kualitas rangkaian ini berkebalikan dengan pada resonator seri karena semakin besar harga diperoleh selektivitas yang semakin rendah... esonansi paralel ada kondisi resonansi dan bila s so / Bila harga s lebih besar dari 0 maka s p j j j j j Y O O O O O O O O Vs

5 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Admittansi pada saat resonansi esistansi yang besarnya / ini disebut sebagai resistansi dinamik (dynamic resistance).4. Transormasi seri ke paralel dan paralel ke seri Transormasi seri ke paralel Transormasi pararel ke seri Y Y O O O po po D ( ), j Y j j Y j, j j j j j Y

6 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung TABE-TABE DAN UMU EENANAAN a. umus perencanaan untuk rangkaian resonansi paralel Besaran ersamaan asti atuan ersamaan endekatan t > 0 b. umus perencanaan untuk rangkaian resonansi paralel t ( ) t O t t O t O t t O t t O O O t O O t O hertz B ohm ohm s rad π π / t

7 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 7 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Besaran ersamaan asti atuan ersamaan endekatan t > 0 c. umus-rumus Konversi aralel eri untuk angkaian Deinisi : Deinisi : engganti paralel dari rangkaian seri engganti seri dari rangkaian paralel UMU-UMU ATI UMU-UMU ENDEKATAN Jika 0 Jika s 0 ( ) t O t t O t t t O t O t t t O O O O t O t O hertz B ohm ohm s rad π / p p s s p p ( ) E E E E E E E E E E E E

8 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 8 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung d. umus-rumus Konversi aralel eri untuk angkaian Deinisi : Deinisi : engganti paralel dari rangkaian seri engganti seri dari rangkaian paralel UMU-UMU ATI 5UMU-UMU ENDEKATAN Jika 0 Jika s 0 p K p ( ) E E E E E E E E E E E E p p s s

9 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 9 BAB II ANGKAIAN ENYEUAI IMENDANI enyesuai impendansi/ matching impendansi digunakan untuk menghasilkan impendansi yang tampak sama dari impendansi beban maupun impendansi sumber agar terjadi transer daya maksimum. enyesuai impendansi ini hanya dapat diaplikasikan pada rangkaian dengan sumber A. Ketika match terjadi, maka daya beban besarnya adalah setengah dari daya sumber atau dengan kata lain setengah daya. Match/ sepadan ini hanya terjadi pada satu rekuensi saja. uatu rangkaian dikatakan match bila impendansi beban sama dengan komplek konjugate dari impendansi sumber, dan bila kedua impendansi hanya mengandung komponen resisti maka resistansi sumber akan sama dengan resistansi beban. Berdasarkan bentuk rangkaiannya, penyesuai impendansi ini dibagi menjadi dua yaitu :. enyesuai impendansi bentuk enyesuai impendansi ini merupakan bentuk penyesuai yang paling sederhana. Dari penyesuai impendansi bentuk ini dapat dibuat beberapa jenis bentuk penyesuai impendansi yaitu diantaranya adalah penyesuai impendansi bentuk T dan bentuk π. angkaian penyesuai impendansi atau IM (Impendance Matching ircuit) digunakan bila impendansi beban tidak sama dengan impendansi sumber. Dengan IM ini, akan diperoleh seolaholah dari s akan tampak l sebagai s dan sebaliknya. a. Bila impendansi hanya komponen resisti Bila s > l, maka digunakan IM kanan Bila s < l, maka digunakan IM kiri umus yang digunakan : c p ((p/c)-) c p/p p c/c Keterangan : c Faktor kualitas paralel p Faktor kualitas seri p esistansi paralel c esistansi seri p eaktansi ararel c eaktansi eri aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

10 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 0 kanan maupun kiri berungsi pula sebagai ilter. ada saat p berupa kapasitor dan c berupa induktor, maka IM bersiat sebagai F dan bila p berupa induktor dan c berupa kapasitor, maka IM bersiat sebagai HF. Bila ingin memperlebar Bandwidth Dilakukan dengan cara mengkaskadekan beberapa buah IM. Dasar peranncangannya sama seperti perancangan satu buah IM, dan seolah-olah ada resistansi virtual yang memiliki harga di antara s dan l (pada prakteknya digunakan virtual (s l)) ontohnya untuk kanan tiga tingkat b. Bila impendansi kompleks Terdapat prinsip dasar yaitu absorpsi dan resonansi, dan dengan dua prinsip dasar ini akan diperoleh komponen-komponen pada IM yang memiliki nilai sama. Absorpsi misal pada kiri angkah-langkah perancangan :. Anggap impendansi beban dan impendansi sumber hanya komponen resisti.. Hitung c dan p.. erhitungkan harga s dan p sehingga diperoleh c dan p. esonansi Misal pada kiri aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

11 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi angkah-langkah perancangan :. Hitung harga rs dan rl agar pada beban dan sumber terjadi resonansi.. etelah terjadi resonansi pada beban dan sumber, hitung c dan p. (impendansi beban l dan impendansi sumber s). Hitung c seri dengan rs maupun p paralel dengaan rl.. enyesuai Impendansi bentuk T atau π Digunakan untuk memperoleh yang tinggi (Bandwidth yang sempit), merupakan penggabungan dari IM kiri dan IM kanan a. IM T v(virtual) ditentukan harus lebih besar dari s maupun l dan dihitung berdasarkan yang diinginkan. p dan p dapat digabungkan menjadi satu komponen. ((v/min)-), min min (s, l) b. IM π v (virtual) ditentukan harus lebih kecil dari s maupun l dan dihitung berdasarkan yang diinginkan. c dan c dapat digabungkan menjadi satu komponen. ((max/v)-), max max (s. l) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

12 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi EMAKAIAN MITH HAT ADA ANGKAIAN ENYEUAI IMEDANI (IM) erancangan penyesuai impendansi dapat dilakukan dengan lebih sederhana jika digunakan mith hart. ada dasarnya mith hart yang terdiri dari dua buah susunan lingkaran dengan aturanaturan tertentu. Dua susunan lingkaran tersebut adalah lingkaran resistansi dan lingkaran reaktansi. ada lingkaran resistansi konstan, tiap titik pada lingkaran konstan memiliki resistansi yang sama dengan titik lain pada bagian lain lingkaran yang sama, demikian pula untuk pada lingkaran reaktansi konstan. Bagian lingkaran diatas garis tengah menunjukkan reaktansi positi j (indukti) sedangkan bagian lingkaran dibawah garis tengah menunjukkan reaktansi negati j (kapasiti). ingkaran resistansi dan lingkaran reaktansi pada mith hart: ingkaran esistansi Garis datar/garis tengah x 0 adalah axis yang riil. ingkaran resistansi konstan 0 merupakan lingkaran terluar dari mith hart. Jika komponen resistansi naik maka jari-jari lingkaran mengecil dan pusat lingkaran ke kanan. Hal yang sama terjadi pada lingkaran reaktansi. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

13 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi ingkaran eaktansi. enggambaran Harga Impedansi dan Admittansi Tiap titik pada mith hart merepresentasikan kombinasi dari resistansi dan reaktansi j maupun konduktansi dan suseptansi Y G jb. Misalkan untuk menentukan posisi j, maka titik merupakan perpotongan lingkaran resistansi konstan dan lingkaran reaktansi konstan yang berada diatas garis datar 0. edangkan jika - j maka lingkaran reaktansi konstannya pada dibawah garis 0. Bila lingkaran tidak ada d mith hart, maka penentuan titik dilakukan dengan interpolasi/perkiraan. ontoh : penentuan titik impendansi dan admittansi yaitu ( 0, j 0, ) ohm, Y ( 0,6 j 0,6 ) mho, ( 0,6 j,4 ) ohm, Y4 ( 0, j 0, ) mho,y5 ( 0,6 j 0,6 ) mho, 6 ( 0,6 j,4 ) ohm aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

14 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi Y Y4 0. Y dan Y pada mith hart. Normalisasi Impedansi ada mith hart Jika harga cukup besar untuk harga resistansi dan reaktansi, maka titik tersebut pada mith hart akan berada di daerah lingkaran kecil sehingga diperoleh akurasi yang kurang baik. Oleh karena itu untuk besar, diperlukan normalisasi untuk menggambar mith hart. Dalam penggambaran impedansi, angka-angka impedansi harus dinormalisasi dengan angka yang sama, misalnya 00 j50 ohm, maka angka pembagi yang dapat dipakai, misalkan 00, sehingga diperoleh baru, yaitu j,5 ohm. emilihan angka penormalisasi didasari untuk menghasilkan tingkat ketelitian yang diinginkan.. Konversi Impedansi ke Admitansi Konversi ke Y dan sebaliknya dapat dilakukan dengan menggunakan mith hart. Y G ± jb Keterangan : G konduktansi dalam mho B suseptansi dalam mho aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

15 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 ada kapasitor, suseptansi bernilai positi. edangkan induktor, suseptansi bernilai negati. Untuk mengkonversi ke Y dan sebaliknya dapat dilakukan dengan membuat titik dan Y yang memiliki jarak sama ke pusat lingkaran 0 dan keduanya berbeda 80 0 satu sama lain. Untuk mempermudah konversi maka hal yang dilakukan adalah memutar mith hart 80 0 sehingga diperoleh mith hart ganda. ada mith hart ganda penentuan titik-titik dari reaktansi suatu komponen Y berkebalikan dengan penentuan titik (berlawanan) pada kordinat yang berbeda Y Y Konversi Y ke dan ke Y 4. Manipulasi Impedansi ada mith hart ecara umum penambahan (secara seri) suatu komponen reakti dan yaitu bahwa penambahan kapasitor seri menyebabkan perputaran berlawanan arah dengan perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan, sedangkan penambahan induktor seri menyebabkan perputaran searah perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan. Misalkan reaktansi j0 ohm diseri dengan impedansi 0,5 j0,8 ohm maka 0,5 j0,8 j0 0,5 j0, ohm. baru ini merepresentasikan harga seri. Untuk menggambarkan baru di mith hart dilakukan dengan memutar titik lama sesuai arah komponen yang diseri (berlawanan arah dengan perputaran jarum jam) pada lingkaran konstan 0,5. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

16 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 5. Manipulasi Admitansi ada mith hart ecara umum penambahan (secara paralel) suatu komponen reakti dan yaitu bahwa penambahan induktor paralel menyebabkan perputaran Y berlawanan arah dengan perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan, sedangkan penambahan kapasitor paralel menyebabkan perputaran Y searah perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan. Misalkan suseptansi j0 mho diparalel dengan admitansi Y 0,5 j0,8 mho maka Y 0,5 j0,8 j0 0,5 j0, mho. Y baru ini merepresentasikan harga paralel. Untuk menggambarkan Y baru di mith hart dilakukan dengan memutar titik Y lama sesuai arah komponen yang diparalelkan (berlawanan arah dengan perputaran jarum jam) pada lingkaran G konstan 0,5. contoh : manipulasi impendansi dan admittansi pada gambar mith hart yaitu ( 0, j 0, ) ohm seri komponen reakti j0,6 ohm menjadi t, Y (0, j 0, ) mho paralel komponen reakti j0.6 mho menjadi Yt, ( 0,6 j 0,6 ) ohm seri komponen reakti j,0 ohm menjadi t, Y4 (,4 j,0 ) mho paralel komponen reakti j,8 mho menjadi Yt4, edangkan contoh pada mith hart ganda : ( 0, j 0, ) ohm seri j 0,6 ohm, ( 0, j 0, ) ohm seri -j 0,6 ohm Y ( 0, j 0, ) mho par. -j 0,6 mho, ( 0, j 0, ) mho par. j 0,6 mho Yt t Y Y t Yt Manipulasi Impendansi dan Admittansi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

17 0 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi t Yt Y Y t Yt Manipulasi Impendansi dan Admittansi 6. enyesuai Impedansi ada mith hart a. enyesuai impedansi elemen. ersamaan-persamaan untuk memudahkan analisis: Komponen seri : Komponen seri : N N B Komponen paralel : N Keterangan : Komponen paralel : π N B reaktansi yang terbaca dari mith hart B suseptansi N angka penormalisasi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

18 0 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 8 rosedur pemakaian mith hart untuk desain penyesuai impedansi elemen:. Tentukan titik beban dan sumber konjugate atau sumber dan beban konjugate.. Tentukan titik yang merupakan pertemuan titik ( beban dan sumber konjugate) yang sudah diputar pada yang konstan.. Jarak pemutaran titik beban dan sumber konjugate menentukan harga dan jenis komponen reakti yang digunakan sebagai penyesuai impedansi. ontoh : pemakaian mith hart pada penyesuai impendansi tipe dengan s ( 0, j 0,4 ) ohm dan l ( 0, j 0, ) ohm ehingga diperoleh dua kemungkinan pemakaian komponen yang digunakan: ( I ), dengan reaktansi (j),4 ohm dan dengan suseptansi (j) 0,8 mho ( II ), dengan reaktansi (-j) 0,6 ohm dan dengan suseptansi (-j), mho Dari kedua kemungkinan ini, dapat dipilih salah satu rangkaian sesuai dengan siat IM yang diinginkan I l* s II IM Elemen b.enyesuai impedansi elemen ada IM elemen, dapat dipilih harga tertentu, sehingga perlu diplot dulu titik-titik pada mith hart. pada impedansi seri sama dengan rasio reaktansi dan resistansi. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

19 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 9 enggambaran titik-titik pada mith hart bersesuaian dengan harga reaktansi dan resistansinya. Titik-titik pada mith hart membentuk garis lengkung pada bagian atas dan bawah garis mendasar. enentuan harga komponen penyesuai impedansi dibatasi oleh garis lengkung pada smith hart. rosedur desain IM elemen:. Gambar lengkungan konstan pada tertentu.. Gambar impedansi beban dan komplek konyuget impedansi sumber.. utar salah satu titik dengan kali pemutaran pada lingkaran r dan lingkaran G tertentu sehingga bertemu pada titik lainnya. emutaran titik dilakukan pada yang lebih kecil dan yang ditentukan 4. Jarak pemutaran titik ke titik lainnya merupakan harga komponen reakti yang digunakan sebagai rangkaian IM s l* IM π aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

20 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi l* s IM T aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

21 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi BAB III FITE ANAOG Filter merupakan merupakan suatu alat yang memiliki ungsi untuk melewatkan rekuensi tertentu. Filter analog berarti ilter yang melewatkan sinyal analog dan pengolahan sinyalnya juga dilakukan secara analog. Filter analog banyak digunakan pada sistem komunikasi, misalnya untuk merancang duplekser, ilter sinyal audio, ilter F, ilter B, dsb. Filter merupakan kombinasi dari beberapa rangkaian penala yang diatur sehingga didapatkan respon rekuensi sesuai dengan spesiikasi yang diinginkan. Berdasarkan komponen penyusunnya, ilter analog dibagi menjadi beberapa jenis antara lain :. Filter pasi dan akti Filter ini tersusun dari komponen reakti, (ilter pasi) dan,, penguat (ilter akti).. Filter AW (urace Acoustic Waves) Filter AW ini menggunakan kristal piezoelektrik sebagai permukaan yang di atasnya terdapat kutub-kutub yang berhubungan dengan input dan output. rinsip kerjanya yaitu bila input diberi suatu sinyal dengan tegangan tertentu maka kristal piezoelektrik akan bervibrasi. Vibrasi ini menghasilkan gelombang akustik yang memiliki kecepatan propagasi 000 m/s. Molekul pada permukaan piezoelektrik mengikuti gerak eliptik menembus media padat piezoelektrik, em akan dihasilkan dari piezoelektrik ini. Filter ini disebut juga sebagai delay line ilter, struktur elektroda berupa garis-garis dengan jarak antar garis (satu kutub) adalah χ, dimana χ ini adalah panjang gelombang center. Karakteristik ilter AW ini selalu berupa bandpass ilter. truktur elektroda input dan output tampak sama yang disebut sebagai InterDigital Transducers (IDTs). Gelombang akustik di permukaan dihasilkan oleh kopling dari dua arah, bagian terluar diserap atau didisipasikan dalam sebuah elektroda di bagian tepi (mencegah pantulan). Absorber dapat diganti dengan grating relector yang terdiri dari relecting slots/ grooves dengan jarak χ/. Beberapa relektor menimbulkan peak pada output.. Filter-ilter elektromekanik Filter elektromekanik disusun dari piringan besi yang diatur secara axial akan menghasilkan ilter bandpass dengan karakteristik cuto rekuensi yang sangat tajam, sehingga ilter jenis ini biasa dipakai pada komunikasi B. Jenis lain ilter elektomekanik adalah ilter keramik yang terbuat dari piringan keramik piezoelektrik (misalnya Barium Titanate) yang disusun rapi. ontoh ilter keramik yaitu ilter IF pada penerima AM dengan rekuensi centernya 455 khz dengan bandwidth antara KHz sampai aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

22 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 50 khz, dan ilter keramik pada penerima FM dengan rekuensi center 0,7 MHz dengan bandwidth 00 KHz sampai MHz. 4. Filter kristal piezoelektrik Kristal yang diproduksi pabrik, biasanya berkisar antara khz 50 MHz. Bentuk kristal ini berupa potongan kristal dengan rancangan tertentu untuk memperoleh rekuensi resonansi yang diapit oleh elektroda pada dua sisi yang lain sehingga ada komponen kapasitinya. ecara elektronik, resonansi mekanik (mechanical resonance) membuat kristal ini memiliki (aktor kualitas) yang tinggi dan menyebabkan kristal ini memiliki resonansi seri. Kapasitor yang timbul sebagai akibat kristal yang terapit elektroda ini menyebabkan resonansi paralel kedua yang terjadi pada rekuensi yang sangat dekat dengan resonansi mekanik kristal. Kristal memiliki reaktansi yang sangat dipengaruhi oleh induktor jika induktor tersebut dipasang paralel. emasangan induktor yang diserikan dengan kristal juga mempengaruhi karakteristik reaktansi kristal Biasanya jarak s dan p beberapa ratus Hz untuk kristal MHz. Berdasarkan daerah rekuensi yang dilewatkan, ilter analog dibagi menjadi beberapa jenis yaitu :. F (ow ass Filter). BF (Band ass Filter). HF (High ass Filter) 4. BF/BF (Band top Filter/ Band eject Filter) 5. All ass Filter (hanya memperhatikan respon asa). Berdasarkan bentuk respon rekuensi terhadap gain antara lain :. Filter Bessel/ Maximally Flat Time Delay Filter ini memiliki cut o yang tidak terlalu tajam tetapi menghasilkan constant time delay yang baik (respon ase-rekuensi yang linier). Filter ini digunakan untuk memilter sinyal pada suatu sistem yang lebih memperhatikan asa sinyal dibandingkan respon amplitudo. Biasanya, ilter ini digunakan pada sinyal pulsa dan sinyal video/ gambar.. Filter auer/ Eliptic Memiliki daerah transisi (antara passband dan stop band) yang sangat tajam, biasanya dipakai dalam telepon. ada ilter ini, respon pada passband dan stopband terdapat ripple.. Filter Butterworth/ maximally lat 4. Filter hebyshev/ Tchebyche Filter yang dibahas di bagian ini adalah ilter akti dan ilter pasi yang tersusun dari komponen reakti dan, yang memiliki bentuk respon Butterworth dan hebychev. ada suatu ilter (requency selective ilter), selektivitas ditentukan oleh aktor kualitas dari suatu rangkaian penala/ rangkaian resonansi. angkaian ilter lebih komplek dibandingkan dengan rangkaian penala. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

23 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi ada jenis ilter pasi, komponen penyusunnya menggunakan induktor, kapasitor dan resistor. edangkan untuk ilter akti, komponen-komponen yang menyusunnya yaitu penguat, kapasitor dan resistor. Induktor memiliki ukuran yang besar dan harga yang cukup mahal, sehingga saat ini dalam beberapa perancangan induktor diganti dengan rangkaian elektronik yang menggunakan op-amp, resistor dan kapasitor. Filter akti memiliki beberapa keuntungan antara lain ukuran yang lebih kecil, ringan, lebih murah dan lebih leksibel dalam perancangannya. edangkan kekurangannya ada pada kebutuhan catu daya eksternal, lebih sensiti terhadap perubahan lingkungan, dan memiliki rekuensi kerja yang tidak terlalu tinggi (hanya sampai ratusan MHz). Model Filter Ternormalisasi Untuk memudahkan analisis dan perhitungan dalam merancang suatu ilter maka dibuat suatu prototipe/ model ilter F ternormalisasi, bila F ternormalisasi ini sudah dibuat maka dapat dirancang F, HF, BF maupun BF riil yaitu pada rekuensi yang sebenarnya dengan transormasi tertentu. Untuk mengaplikasikan prototipe ternormalisasi pada suatu harga rekuensi tertentu diperlukan penskalaan dengan aturan yang ditentukan, karena prototipe F ternormalisasi ini dirancang saat rekuensi rad/s. F pasi Butterworth ternormalisasi espon magnituda kuadrat F Butterworth terhadap rekuensi (pada bagian ini, untuk memudahkan disebut sebagai respon rekuensi ) Keterangan : ( ), Ω H N j N rekuensi redaman yang diinginkan rekuensi cutt o db. Filter ini memiliki orde N, N integer dan jika N semakin besar maka respon ilter mendekati respon ilter ideal. Orde ilter ini ditentukan oleh jumlah komponen penyimpan energi. F Butterworth ini memiliki respon lat pada daerah passband maupun stopband. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

24 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 Graik respon F Butterworth ditunjukkan pada gambar berikut : H(j) 0 db - db N 4 N N Dari ersamaan Filter tersebut, untuk mengetahui redaman perdekade (persepuluh kali) setelah rekuensi cut o dilakukan pendekatan sebagai berikut. Jadi setelah rekuensi cut o-nya, ilter Butterworth ini memiliki respon meredam mendekati 0N db/ dekade. H N ( j ) 0N log / N ( 0) ( 0) db 0N db dec H N ( s) H N ( s). H N ( s) N Ω s N N Ω ( ) s osisi pole-pole pada bidang s (s-plane) ditentukan dengan menyelesaikan persamaan berikut. Dengan membuat harga denominator ungsi tersebut pada harga 0, pole akan diperoleh sebagai berikut : s N [ ( ) ] N ( N genap) ( N ganjil) s s K K < ( kπ / N) K 0,,,..., N < ( π / N kπ / N) K 0,,,..., N atau s K (K ) π sin N (K ) π j cos N K,,,..., N aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

25 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 osisi-posisi pole dari ungsi H N (s) dan H N (-s) ini ditunjukkan pada gambar berikut ini yaitu berada pada titik-titik dengan jari-jari. Jarak antara dua buah pole adalah π/n radian. pole-pole H(-s) pole-pole H(-s) N N pole-pole H(s) pole-pole H(s) ole-pole dari ungsi H N (-s) terletak disebelah kanan sumbu vertikal (disebut ight Hal lane oles), sedangkan pole-pole dari ungsi H N (s) terletak disebelah kiri sumbu vertikal (disebut et Hal lane oles) Berikut ini adalah respon rekuensi F Butterworth ternormalisasi yang disimulasikan menggunakan MATAB : aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

26 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 ecara lengkapnya terlihat pada gambar berikut (rekuensi 0, sampai dan sampai 0). aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

27 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 7 Untuk menentukan komponen yang digunakan, dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel harga komponen F Butterworth ternormalisasi ( ) N N edangkan Tabel harga komponen F Butterworth ternormalisasi ( ) adalah sebagai berikut : N s/l aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

28 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

29 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 9 N l/ s ole-pole Butterworth n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) Urutan perancangan model F Butterworth ternormalisasi adalah :. Berdasarkan spesiikasi F yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ) dan redamannya (A ), bila rad/s maka normalisasikan harga dan dengan reerensi.. etelah dinormalisasikan, sesuaikan harga dan dengan melihat graik respon rekuensi F Butterworth ternormalisasi.. ilih orde ilter (N) yang sesuai dengan spesiikasi ilter (orde ilter diperoleh dengan pembulatan ke atas). 4. Dengan harga N, tentukan rangkaian yang digunakan berdasarkan spesiikasi ilter dengan cara melihat Tabel harga komponen F Butterworth ternormalisasi. F pasi hebyshev/ Tchebyche ternormalisasi Beberapa literatur menyebutkan hebyshev/ Tschebysche/ Tchebyche, perbedaan ini dikarenakan terjemahan tulisan usia yaitu Чєбышёв. espon magnituda kuadrat F hebychev terhadap rekuensi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

30 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 0 H N ( j ) ε T N c T N (/ ) disebut polinomial hebyshev yaitu untuk / memiliki nilai cos [N cos - (/ )] / dan / memiliki nilai cosh [N cosh - (/ )] olinomial hebyshev berosilasi antara dan, koeisien ε dipilih berdasarkan besar kecilnya ripple yang diinginkan. adalah rekuensi redaman yang diinginkan, dan adalah rekuensi cutt o db. Filter ini memiliki orde N, N integer dan jika N semakin besar maka respon ilter mendekati respon ilter ideal. Filter ini cocok digunakan bila diinginkan slope yang tajam dan diperbolehkan ripple di passband atau di stopband. F hebychev ini memiliki respon yang memiliki ripple (disebut equiripple pada daerah passband atau daerah stopband). olinomial hebychev dapat juga dihasilkan dari rumus rekursi : T N (x)xt N- (x) T N- (x), N > ; T 0 (x) dan T (x)x. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

31 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi epuluh polinomial hebychev yang pertama : N T N (x) 0 x 4x - x 4 8x 4-8x 5 6x 5-0x 5x 6 x 6 48x 4 8x 7 64x 7 - x 5 56x - 7x 8 8x 8 56x 6 60x 4 - x 9 56x 9-576x 7 4x 5-0x 9x 0 5x 0 80x 8 0x 6 400x 4 50x - ada saat x memiliki respon seperti gambar berikut : Untuk N genap (dalam tabel ini N ditulis sebagai n) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

32 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi Untuk N ganjil (dalam tabel ini N ditulis sebagai n) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

33 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi ontoh espon F hebychev untuk Ω antara sampai 0 terlihat pada gambar berikut. Urutan perancangan model F hebychev ternormalisasi adalah :. Berdasarkan spesiikasi F yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), ripple yang diperbolehkan (db), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ) dan redamannya (A ), bila rad/s maka normalisasikan harga dan dengan reerensi.. etelah dinormalisasikan, sesuaikan harga dan dengan melihat graik respon rekuensi F hebychev ternormalisasi.. ilih orde ilter (N) yang sesuai dengan spesiikasi ilter (orde ilter diperoleh dengan pembulatan ke atas). 4. Dengan harga N, tentukan rangkaian yang digunakan berdasarkan spesiikasi ilter dengan cara melihat Tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi. Berikut ini graik respon F hebychev dengan ripple yang berbeda (pada graik ini terdapat beberapa proses pendekatan) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

34 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

35 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

36 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 emua tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi menggunakan dua alternati rangkaian. Tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi (ripple 0,0 db) N s/l aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

37 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

38 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi N l/ s Tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi (ripple 0, db) N s/l aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

39 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi N l/ s Tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi (ripple 0,5 db) N s/l aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

40 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi N l/ s aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

41 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 Tabel harga komponen F hebychev ternormalisasi (ripple.0 db) N s/l N l/ s aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

42 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 ole-pole hebychev (ripple 0,0 db) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) ole-pole hebychev (ripple 0, db) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) ole-pole hebychev (ripple 0,5 db) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

43 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 4 ole-pole hebychev (ripple,0 db) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) n Bagian riil (-α) Bagian Imajiner (±jβ) F Akti ternormalisasi F akti merupakan F yang di dalamnya terjadi proses penguatan. F akti ternormalisasi ini merupakan model F saat rekuensi sudut rad/s. F akti ini direalisasikan tanpa menggunakan induktor, jadi komponen penyusunnya adalah resistor, kapasitor dan penguat (biasanya op-amp). Kelebihan lain ilter akti ini adalah dapat dihindari pembebanan karena memiliki in yang besar dan out yang kecil. F akti ini memiliki rekuensi kerja yang tidak terlalu tinggi yaitu maksimumnya pada ratusan MHz. Frekuensi kerja ilter ini sangat dipengaruhi oleh kemampuan op-amp yang dipakai. Adapun realisasi ilter akti ini adalah sebagai berikut : Bila orde ilter N genap, maka realisasi dilakukan dengan (N/) buah ilter double pole. Bila orde ilter N ganjil, maka realisasi dilakukan dengan ((N-)/) buah ilter double pole dan sebuah ilter triple pole. Filter double pole adalah ilter akti yang memiliki dua buah pole yang saling berpasangan pada bagian pole yang imajiner. edangkan ilter triple pole adalah ilter akti yang memiliki tiga buah pole yaitu satu buah pole riil negati dan dua buah pole yang saling berpasangan pada bagian pole yang imajiner. F double pole F double pole dengan penguatan (model allen and Key) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

44 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 44 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung Bila pasangan polenya adalah s K α K ± jβ K, maka dan ditentukan F double pole dengan penguatan - A (model ininite gain) Bila pasangan polenya adalah s K α K ± jβ K enguatan -A (di daerah passband) F triple pole F triple pole dengan penguatan Terdiri dari satu buah F double pole dan sebuah ilter pasi dengan pole riil (berupa dan ) ole-pole yang F tersebut adalah sebuah real pole s k α 0 dan sepasang pole s K α K ± jβ K F triple pole dengan penguatan (penguatan -A), ada dua alternati asangan polenya adalah s K α K ± jβ K dan pole riilnya s k α 0, ; K K K K β α α α.. ) ( ) ( A A A A A K K K K K β α α α β 0 ; ; α β α α α K K K K

45 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 45 enguatan -A (di daerah passband) α K ; ; α α β K K K α 0 enskalaan Impendansi dan Frekuensi (Denormalisasi) Nilai-nilai komponen,, maupun pada rangkaian F ternormalisasi merupakan hargaharga komponen saat rekuensi sudut rad/s. Dengan acuan ini, maka dalam merancang ilter sesuai spesiikasi diperlukan proses normalisasi. etelah dilakukan normalisasi, maka nilai komponennya harus dikonversiikan kembali ke harga sesungguhnya yang disebut sebagai denormalisasi. Denormalisasi ini, selain berpengaruh pada nilai komponen yang digunakan, juga berpengaruh pada pole-pole ilter. Denormalisasi ini dilakukan pada semua jenis perancangan ilter (ilter akti maupun pasi) yaitu F, HF, BF, BF. umus-rumus yang dipakai dalam denormalisasi yaitu : A BA A ( BA ) / (π A ) A / (π A BA ) α A β A α π A β π A A keterangan : A : esistor akhir : esistor ternormalisasi BA : esistor akhir beban A : Induktor akhir π A aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

46 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 46 : Induktor ternormalisasi A : Frekuensi cutto akhir A : Kapasitor akhir : Kapasitor ternormalisasi α A : Bagian pole riil akhir α : Bagian pole riil ternormalisasi β A : Bagian pole imajiner akhir β : Bagian pole imajiner ternormalisasi A : Frekuensi akhir : Frekuensi ternormalisasi High ass Filter Filter yang melewatkan sinyal yang memiliki rekuensi di atas rekuensi cuto dan meredam sinyal yang memiliki rekuennsi di bawah rekuensi cuto. Fungsi transer HF didapatkan dengan menggantikan pole-pole pada ungsi transer F yaitu (s K ) F (/s K ) HF. elain perubahan pole-polenya juga terjadi perubahan pada ( ) HF (/ ) F, (Ω) HF (Ω) F. ada ilter ini juga memiliki respon seperti pada F antara lain respon Butterworth dan respon hebychev. Transormasi dari F ternormalisasi ke HF ternormalisasi ini juga menyebabkan berubahnya komponen-komponen penyusun ilter yaitu pada HF pasi ternormalisasi akan terjadi perubahan dari induktor menjadi kapasitor dan sebaliknya, sedangkan pada HF akti ternormalisasi terjadi perubahan dari resistor menjadi kapasitor dan juga sebaliknya. Adapun persamaan yang menunjukkan perubahan nilai komponen adalah sebagai berikut (perubahan dilakukan pada kondisi ternormalisasi) : HF pasi ternormalisasi : HF / F dan HF / F HF akti ternormalisasi : HF / F dan HF / F ada HF akti, resistor yang menyebabkan terjadinya penguatan, tidak perlu diganti dengan kapasitor. Urutan perancangan HF adalah :. Berdasarkan spesiikasi HF yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ), ripple (untuk respon hebychev) dan redamannya (A ), bila rad/s maka normalisasikan harga dan dengan reerensi. etelah dinormalisasikan, transormasikan HF ternormalisasi dengan harga ( ) HF dan ( ) HF ke F ternormalisasi yaitu dengan rumus () HF (/) F. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

47 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 47. etelah diperoleh F ternormalisasi, sesuaikan respon dan orde ilter berdasarkan graik respon rekuensi F ternormalisasi. 4. ilih orde ilter (N) yang sesuai dengan spesiikasi ilter (orde ilter diperoleh dengan pembulatan ke atas). 5. Berdasarkan tabel, bila F ternormalisasi telah diperoleh nilai komponennya, transormasikan ke HF ternormalisasi. 6. akukan denormalisasi pada HF ternormalisasi. Band ass Filter Filter yang melewatkan sinyal yang memiliki band rekuensi terrtentu. BF ini dikelompokkan menjadi bagian : Wideband Band ass Filter : bila perbandingan antara upper cuto requency dengan lower cuto requency lebih besar dari. Narrowband Band ass Filter : bila perbandingan antara upper cuto requency dengan lower cuto requency lebih kecil atau sama dengan. Wideband Band ass Filter Dalam desainnya, dapat didekati dengan membuat kaskade antara F dan BF yang diberi rangkaian isolator agar respon masing-masing ilter tidak saling mempengaruhi. ada WBF pasi, isolator berupa peredam yang tersusun atas resistor-resistor (bentuk T atau bentuk π). edangkan pada WBF akti, isolator berupa voltage ollower/buer atau noninverting ampliier. angkaian isolator yang digunakan adalah sebagai berikut : Isolator untuk ilter akti : Isolator untuk ilter pasi (impendansi input-output sepadan yaitu 500 ohm): db a b aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

48 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi Untuk terminasi sepadan 500 ohm maka kalikan nilai-nilai pada tabel dengan (/500). Urutan perancangan WBF adalah :. Berdasarkan spesiikasi WBF yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ), ripple (untuk respon hebychev) dan redamannya (A ), buat spesiikasi F dan HF yang dikaskadekan.. etelah diperoleh spesiikasi F dan HF, tentukan orde ilter dan jenis respon ilter.. ancang F dan HF tersebut secara terpisah, dan tentukan komponen-komponen yang digunakan. 4. Tambahkan rangkaian isolator di antara F dann HF tersebut Narrowband Band ass Filter Fungsi transer BF didapatkan dengan menggantikan pole-pole pada ungsi transer F yaitu (s K ) F (p K /p K ) BF dengan p K (s K /) ± ((s K /) -. ada NBF juga memiliki respon seperti pada F antara lain respon Butterworth dan respon hebychev. Ada dua metode perancangan NBF yaitu bila aktor kualitas ilter ( o/bw db ) < 0 dan bila > 0.. < 0 espon NBF akan merupakan simetri geometrik yaitu berlaku : O B A B A O : rekuensi tengah NBF B : rekuensi cuto bawah A : rekuensi cuto bawah B : rekuensi bawah pada redaman db tertentu A : rekuensi atas pada redaman db tertentu perancangan respon yang simetri geometrik : diketahui suatu ilter memiliki redaman db pada dua buah rekuensi yaitu B dan A dan memiliki redaman db pada dua buah rekuensi yaitu B dan A. akukan langkah berikut : Dari spesiikasi ilter, tentukan O berdasarkan rumus O B A. Tentukan harga B jika A tetap, dan tentukan pula A jika B tetap berdasarkan rumus O B A. Dari perhitungan ini diperoleh harga B dan A. Tentukan Bandwidth db dari dua kemungkinan harga B dan A di atas. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

49 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 49 Berdasarkan dua buah Bandwidth db ini, pilih harga Bandwidth db yang mendekati Bandwidth db spesiikasi yang diberikan.. > 0 espon NBF akan merupakan simetri aritmatik yaitu berlaku : O 0,5 ( B A ) 0,5 ( B A ) O : rekuensi tengah NBF B : rekuensi cuto bawah A : rekuensi cuto bawah B : rekuensi bawah pada redaman db tertentu A : rekuensi atas pada redaman db tertentu perancangan respon yang simetri aritmatik : diketahui suatu ilter memiliki redaman db pada dua buah rekuensi yaitu B dan A dan memiliki redaman db pada dua buah rekuensi yaitu B dan A. akukan langkah berikut : Dari spesiikasi ilter, tentukan O berdasarkan rumus O 0,5( B A ) Tentukan harga B jika A tetap, dan tentukan pula A jika B tetap berdasarkan rumus O 0,5 ( B A ). Dari perhitungan ini diperoleh harga B dan A. Tentukan Bandwidth db dari dua kemungkinan harga B dan A di atas. Berdasarkan dua buah Bandwidth db ini, pilih harga Bandwidth db yang mendekati Bandwidth db spesiikasi yang diberikan. Transormasi dari F ke BF ini akan menyebabkan berubahnya komponen-komponen penyusun ilter yaitu pada NBF pasi akan terjadi perubahan dari induktor menjadi kapasitor yang diserikan dengan kapasitor dan kapasitor menjadi induktor yang diparalel dengan kapasitor. Adapun persamaan yang menunjukkan perubahan nilai komponen adalah sebagai berikut (denormalisasi dilakukan pada saat diperoleh F ternormalisasi) : Transormasi NBF dari F pasi : F NBF NBF /((π O ) F ) dan NBF /((π O ) F ) Transormasi NBF ke F dilakukan sesuai dengan harga -nya (ada dua metode yaitu simetri geometris dan simetri aritmatik). ada tiap metode baik simetri geometrik maupun simetri aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

50 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 50 aritmatik, dipilih rancangan yang memiliki selisih nilai-nilai rekuensi yang lebih kecil dengan spesiikasi yang diberikan. Transormasi NBF ke F 0 db - db w - db w w w wb wcb w0 wca wa Urutan perancangan NBF adalah :. Berdasarkan spesiikasi NBF yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ), ripple (untuk respon hebychev) dan redamannya (A ), tentukan metode perancangan NBF yang diperlukan.. etelah diperoleh harga-harga rekuensi O, B, A, tentukan spesiikasi F berdasarkan transormasi NBF ke F.. Normalisasikan F ini, dan tentukan jenis respon maupun orde F. 4. Bila F ternormalisasi telah diperoleh nilai-nilai komponennya, lakukan denormalisasi ke F. 5. akukan transormasi F ke NBF dengan mengganti nilai-nilai komponen F. Band top Filter / Band eject Filter Filter yang meredam sinyal yang memiliki band rekuensi terrtentu. BF ini dikelompokkan menjadi bagian : Wideband Band top Filter : bila perbandingan antara upper cuto requency dengan lower cuto requency lebih besar dari. Narrowband Band top Filter : bila perbandingan antara upper cuto requency dengan lower cuto requency lebih kecil atau sama dengan. Wideband Band top Filter Dalam desainnya, dapat didekati dengan membuat F dan BF terpisah dan kemudian masing-masing keluarannya di jumlahkan. Urutan perancangan WBF adalah : aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

51 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5. Berdasarkan spesiikasi WBF yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ), ripple (untuk respon hebychev) dan redamannya (A ), buat spesiikasi F dan HF yang terpisah.. etelah diperoleh spesiikasi F dan HF, tentukan orde ilter dan jenis respon ilter.. ancang F dan HF tersebut secara terpisah, dan tentukan komponen-komponen yang digunakan. 4. Jumlahkan/ gabungkan masing-masing keluaran ilter. Narrowband Band top Filter Fungsi transer BF didapatkan dengan menggantikan pole-pole pada ungsi transer HF yaitu (s K ) HF (p K /p K ) BF dengan p K (s K /) ± ((s K /) -. NBF juga memiliki respon seperti pada F antara lain respon Butterworth dan respon hebychev. Dua metode perancangan NBF yaitu bila aktor kualitas ilter ( o/bw db ) < 0 dan bila > 0. Dua metode perancangan NBF ini sama seperti pada NBF yaitu respon simetri geometrik dan respon simetri aritmatik. erbedaannya adalah respon NBF ini diubah dulu ke respon HF dan bukan ke F. Transormasi NBFdari HF pasi (denormalisasi dilakukan pada saat diperoleh HF ternormalisasi) : HF NBF NBF /((π O ) HF ) dan NBF /((π O ) HF ) Transormasi NBF ke HF 0 db - db w - db w w w wcb wb aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung w0 wa wca

52 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 Urutan perancangan NBF adalah :. Berdasarkan spesiikasi NBF yang diberikan yaitu spesiikasi resistansi sumber ( ), resistansi beban ( ), rekuensi cuto ( ), rekuensi stop band ( ), ripple (untuk respon hebychev) dan redamannya (A ), tentukan metode perancangan NBF yang digunakan.. etelah diperoleh harga-harga rekuensi O, B, A, tentukan spesiikasi HF berdasarkan transormasi NBF ke HF.. Normalisasikan HF ini, dan tentukan jenis respon maupun orde HF dengan cara membuat F ternormalisasinya. 4. Bila F ternormalisasi telah diperoleh nilai-nilai komponennya, aplikasikan ke HF dan lakukan denormalisasi. 5. akukan transormasi HF ke NBF dengan mengganti nilai-nilai komponen HF. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

53 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 5 BAB IV ENGUAT INYA KEI enguat rekuensi tinggi erencanaan penguat rekuensi tinggi pada bagian ini didasarkan pada parameter y dari suatu alat akti (misalnya transistor). arameter y ini digunakan untuk membuat penguat pada rekuensi HF, VHF, dan UHF. ada rekuensi yang lebih tinggi dapat digunakan parameter (cattering/ hamburan). arameter y I I Y Y V Y V Y uatu perangkat akti dapat dimodelkan menjadi model jaringan seperti gambar berikut : A Y Y V I AI I V V i y y.y I V I V y y Y o y o o y.y y y.y y.y i r o i yyr yi y Y yyr y Y tabilitas enguat Tujuan perencanaan penguat pada rekuensi tinggi adalah perolehan daya maksimum dengan tingkat stabilisasi yang telah diperkirakan sesuai spesiikasi. enguat yang stabil adalah penguat yang bebas dari osilasi yang tidak diinginkan. Ada dua jenis stabilitas suatu penguat yaitu : a. tabilitas invill tabilitas invill merupakan ukuran stabilisasi alat dalam kondisi input maupun output yang terbuka (tanpa input dan tanpa beban). aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

54 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 54 y.yr gg e(y.y ) i alat akti akan stabil jika <, dan alat akti tidak stabil jika >. b. tabilitas tern K tabilitas tern merupakan ukuran stabilisasi alat yang telah memperhitungkan impendansi input dan impendansi output. o (gi G)(go G ) K y.y e(y.y ) alat akti tidak stabil jika K <, dan alat akti stabil jika K > r r r ada suatu penguat yang terdapat umpan balik, kriteria invill dan tern masih dapat dipergunakan tetapi parameter y yang digunakan merupakan gabungan dari dua blok jaringan. Jika subskrip t ditambahkan ke parameter alat dan subskrip ke parameter jaringan umpan-balik, parameter y gabungan tersebut adalah : y y ic oc y it y y ot i y o jika jaringan umpan balik terdiri dari admittansi tunggal y x, yang dihubungkan antara input dan output alat akti maka parameter y untuk jaringan ini sama dengan : y y i y y o r y x y jika suatu kapasitansi x dihubungkan dari masukan ke keluaran maka y x j x, dan y r - j x x y y c rc y y t rt y y r encapaian tabilisasi ada umumnya, ketidakstabilan penguat disebabkan oleh umpan balik yang ada pada suatu penguat. Berdasarkan rumus tabilitas invill dan stabilitas tern K dapat disimpulkan beberpa cara untuk memperoleh stabilitas yang diinginkan : a. ilihlah komponen umpan balik sehingga y r -y rt, jika kondisi ini tercapai maka y rc akan sama dengan nol dan penguat akan stabil (tidak ada transmisi balik). enguat pada kondisi tersebut dikatakan penguat yang diunilateralkan. Jika y rt kompleks, maka sangat sulit untuk menghasilkan y r -y rt. b. Jika y rt kompleks, yaitu y rt g rt jb rt (biasanya g rt dapat diabaikan dibandingkan dengan b rt, maka jaringan umpan balik luar dipilih mempunyai y r jb r -jb rt. ada keadaan ini y rc g rt yang mempunyai pengaruh kecil pada kestabilan penguat. enguat pada kondisi tersebut dikatakan penguat yang dinetralkan. c. Jika tidak dimungkinkan rangkaian penetral, maka G dan G dapat dipilih untuk memperoleh aktor tern lebih besar dari dengan kompensasi penurunan penguatan. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

55 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 55 Gain Transduser Dideinisikan sebagai G G T T daya yang diberikan ke beban daya yang tersedia dari sumber 4GG y (y Y )(y Y ) y y i o r erencanaan enguat. Jika < tabilitas invill > berarti alat akti akan stabil dengan penentuan nilai Y dan Y yang bebas berdasarkan gain transdiser dan noise igure yang diinginkan. Netralisasi mungkin dilakukan untuk memperkecil interaksi antara penalaan rangkaian masuk dan rangkaian keluar dan untuk mengisolasi sinyal osilator lokal. a. enguat unilateral Jaringan umpan balik dapat disambungkan untuk memperoleh y rc 0, sehingga diperoleh y y ic oc Y y it y ot Y y it y ot y y y y rt y rt y rt rt x r y rt y Dari rumus di atas terlihat bahwa Y dan Y tidak tergantung pada Y dan Y. ehingga jika pada bagian input dan output dikehendaki persesuaian konjugasi maka Y G G T (y g it it 4GG y (y Y )(y Y ) y y (y y ) * g i it 4GG yt y Y )(y yt yrt 4(g g )(g g ) it rt rt rt rt o ot ot rt rt y y c rc Y G y 0 t (y g y yrt y Y ) rt r ot ot rt y ) * b. enguat tanpa umpan balik emilihan harga Y dan Y untuk memperoleh transduser yang maksimal (tanpa unilateralisasi ataupun netralisasi) yaitu sebaagai berikut : rt g rt aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

56 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 56 [[g.g i o e(yy r)] y y ] G g B Im(yy r) b i g Im(yy r) B b o g o i o i / r [[g.g i o e(yy r)] y y ] G g / r Gg g jika harga-harga tersebut digunakan untuk menghitung G T maksimum maka : G T y g.g e(yy ) [[g.g e(yy )] y y ] i o r i o r i o / r. Jika > Dengan menggunakan umpan balik yang tepat, y rc dapat dikurangi sehingga kurang dari satu pada alat gabungan. a. Jika penguat diunilateralkan (y rc 0), (pada umumnya unilateralisasi penguat sulit dilakukan) maka analisis rangkaian penguat dapat menggunakan analisis pertama (untuk < ). b. Jika penguat dinetralkan tetapi g rc 0, kestabilan invill dapat ditentukan. Kalau kurang dari maka digunakan analisis pertama, tetapi kalau lebih besar dari maka digunakan prosedur berikut. Umpan balik pada suatu penguat pada jumlah yang tepat akan memperumit rangkaian, tetapi masih dapat menimbulkan parameter gabungan (y c ) yang memungkinkan osilasi. Berdasarkan persamaan pada kestabilan tern, stabilitas suatu penguat dapat dicapai tanpa umpan balik. ada penguat F, harga G sering dikendalikan oleh Noise Figure. ehingga bila G tetap, dan kalau kestabilan tern K telah ditentukan maka G dapat dihitung. Berikut ini cara menentukan harga Y dan Y : (iterasi). Misalkan bahwa awal harga B, yaitu B - bot. Dengan Y G jb, hitung Y G jb dengan rumus Y I V yyr yi y Y o. amakan B -B. Dengan Y G jb, hitung Y G jb dengan rumus Y I V y o yyr y Y i Harga - B merupakan koreksi dari B. 4. Dengan harga baru B, kembali ke tahap () dan cari harga baru Y, dan demikian seterusnya. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

57 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi Teruskan proses tersebut sampai harga B dan B mendekati. 4GG y 6. enghitungan G T dengan rumus GT (y Y )(y Y ) y y i o r. Jika K ditentukan K telah ditentukan, G T dibuat maksimum sedangkan G dan G tidak ditentukan. G dan G dapat dihitung menggunakan rumus berikut: G G K[ y.yr e(y.yr )].g i go K[ y.yr e(y.yr )].g o gi / / g i g harga B dan B dihitung menggunakan metode iterasi analisis kedua. o rosedur erencanaan Keseluruhan suatu enguat F Tahap-tahap dalam prosedur perencanaan adalah sebagai berikut :. ilih BJT, JFET atau MOFET yang cocok untuk rekuensi kerja, dan dengan G T dan Noise Figure yang ditentukan.. Menentukan parameter y dan kestabilan transistor. Tenntukan cara memperoleh kestabilan (dengan netralisasi ataukah dengan pembebanan).. Hitunglah harga G, B, G dan B yang diperlukan. 4. Tentukan impendansi (admittansi) suber sinyal dan beban. 5. ancang jaringan untuk lebar pita akibat pembebanan. Biasanya pada prakteknya lebar pita keseluruhan Bn sama dengan Bn B ( /n ) / Keterangan : B lebar pita penguat satu tingkat 6. ancang penyesuai impendansi pada bagian input dan output. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

58 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 58 BAB V ENGUAT DAYA F Ino IF IF F Mod IF Up on F HA F IF ~ Mixer BF inyal Kecil Untuk penguat sinyal kecil F parameter Y dan cocok digunakan enguat daya dengan parameter Impedansi () enguat Daya s Tingkat II ~ IM I Tingkat I IM II Transistor sebagai penguat Impedansi IM III in out in out in out parameter Impedansi transistor in/out ada model, yaitu:. Model eri Transistor,7 Ω -j,7 Ω 5 Ω -j5,6ω in Frek operasi 00 MHz Transistor MF out. Model ararel ontoh : MF dengan rek operasi 00 MHz INUT transistor OUTUT 6 Ω 4 pf 56 pf, Ω in out aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

59 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 59 ENGUAT DAYA KEA A η 5%, 75% panas cocok digunakan untuk modulasi amplitudo linearitas paling bagus Titik kerja penguat daya kelas A Imax Ic Ic IB output Imin π π IB IB saturasi Vcc π π Vc Vin 0 Karakteristik transer linier Vmax input Vmin V o u t G. 0 V o u t G. V in G ersamaan umum output yang mempunyai penguatan tidak linier: V in Vout A Vin B Vin Vin.. ontoh: Vout 5 Vin Vin Maka karakteristik transernya sebagai berikut: 8 Vout Vin aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

60 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 60 Jika ino sinus Vout (Volt) Vin (Volt) - t t T / T / dalam domain rekuensi akan muncul harmonisa dari rekuensi dasar/undamentalnya secara analitis : transormasi Fourier secara praktis : s. analizer Vin Vout 0 / 0 -m m Harmonisa harus di reject ENGUAT DAYA KEA B Titik kerja penguat daya kelas B, yaitu: Ic I ( t) 0 π π π emotong an inyal 4π π IB IB IB Vc 0 Vmax Vmin aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

61 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 η (50 70)% ada pemotongan sinyal 80 0 untuk mengatasi pemotongan sinyal maka penguat B dibuat push pull ada metode push pull kelas B, yaitu: a. penguat push pull kelas B dengan transormator input ontoh : menggunakan transistor N Vec Vin π - Vcc Trao input 0 π Vout - Vcc b. penguat push pull kelas B dengan transormator input dan output contoh : dengan menggunakan transistor NN Input. angkaian penguat push pull kelas B tanpa trao ontoh : Dengan transistor N dan NN 0 π π π 0 π - vee Vo 0 π π aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

62 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 ENGUAT DAYA KEA Eisiensi : η 85%, 5% panas inieritas paling jelek Ada pemotongan sinyal >80 0 Vout (t) Vin(t) t >π t Ic IB Ic (t) IB IB >π 0 V cc (titik kerja) π V c π 0 yang diinginkan Vin () Vout() o o/ o/ o o o 4o harus di reject langkah-langkah merancang penguat daya. Menentukan beban yang optimum. Transistor biasing dan matching impedansi aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

63 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 6 BAB VI OIATO Osilator merupakan rangkaian elektronik yang didesain sebagai penghasil sinyal. Di bagian ini, yang dibahas adalah osilator menggunakan komponen sebagai resonator penghasil gelombang sinusoidal. ada umumnya, osilator menggunakan eedback positi untuk proses osilasi. Berdasarkan kriteria Barkhausen, rangkaian eedback dapat terus berosilasi jika hal berikut ini dipenuhi yaitu :. oop gain tidak kurang dari. ergeseran asa dalam loop harus perkalian bulat dari π radian atau 60 o oop Gain AB < θ Dengan demikian osilasi terjadi bila : θ n.60 o dimana n 0,,,,, dan AB (AB gain loop) A v A A B A B ada umumnya pada beberapa osilator, A dan B masing-masing menggeser asa 80 o atau penguatan negati. Jika magnitude AB adalah maka overall gain dengan eedback adalah, osilasi akan terjadi. Jika magnituda AB > maka osilasi akan meningkat. ada prakteknya, osilasi akan meningkat sampai pada nonlinearitas ampliier (kondisi saturasi) sehingga AB, setelah itu magnituda AB akan menjaga kondisi secara otomatis sehingga terjadi kestabilan dalam osilasi. enguatan yang lebih besar dari 0 db dari AB biasanya dapat menjamin terjadinya osilasi. Karakteristik osilator yang penting adalah rekuensi operasi (bisa tetap atau variabel), kestabilan rekuensi, kestabilan amplituda, dan distorsi dari gelombang yang dihasilkan. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

64 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 64 rinsip dasar osilator : Vi (t) o Vi i _ - A Vo (t) Vo 0 _ t v _ B _ angkaian mempunyai penguatan negati dengan eedback β Tegangan Feedback : V β V V Tegangan Output : Vo A Vi ehingga V A β V V i i o i upaya tabil : A β,hal ini menunjukan bahwa magnitudenya adalah,fasanya 80 0 ( π ) dan kelipatannya. V merupakan tegangan tertentu ( tidak 0 ) maka ( A β ) 0 A β Jika o ehingga yarat Osilasi:. Magnitude : A β Jika 0. Fasanya : 80 π ( kelipa tan nya) A β > : Berosilasi tapi tidak linier ( sinyal akan mengalami cacat ) Jika A β < : Tidak terjadi osilasi,berhenti. Kondisi yang dipilih : mula- mula A β untuk memicu osilasi kemudian dipilih A β supaya keluarannya linier Vi - o Vo A Vo A : penguatan op amp; : hambatan dalam Op.Amp v Beban mempunyai impedansi p ( ) V enguatan tegangan: A V o o i // aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

65 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 65 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung v i o p p o A V V ( penguatan Inverting ) sehingga ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 ) ( A A A A v o v o p p v enguatan Umpan balik o i V V β V o - V i ( ) ( ) ( ) A A V V o v o i β β Jika Impedansi yang digunakan adalah eaktansi murni ( Kapasiti/ Indukti ) yaitu : ; ; j j j j ( ) ( ) ( ) 0 0, imajiner riil j A A o v β alah satu harus indukti : komponen kapasiti ( ), alah satu harus kapasiti : komponen Indukti ( ), ( ) A A A v v β

66 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 66 Bentuk umum osilator A V Keterangan : Hartley ollpits / ( ) lapp seri Frekuensi osilasi untuk semua jenis rangkaian adalah : /(π ) ada saat penguat transistor bekerja pada daerah akti (kelas A), kestabilan rangkaian memiliki siat yang sama dengan penguat kelas A biasa. ada saat amplituda sinyal naik maka titik kerja transistor akan bergeser ke daerah saturasi, dan untuk kondisi ini penguatan transistor akan turun sampai mendekati. Jika komponen penguat menggunakan O-AM maka rekuensi osilasi dibatasi oleh keterbatasan slew rate dari O-AM tersebut.. OIATO HATEY Keterangan : kapasiti, & Indukti aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

67 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 67. OIATO OIT Keterangan : Indukti, & Kapasiti Analisa rangkaian osilator ollpitts angkaian pengganti rekuensi tinggi rangkaian osilator collpitts hie I() Vbe _ I() Vbe I() /s /s s Keterangan : h oe diabaikan hoe 0 Ω ΩOpencircuit hoe jw jπ Dari angkaian engganti : V V o 0 ( s) Arus Im pedansi [ I ( s) I ( s) ] ( s) enguatan Tegangan : I s ( s) I ( s) I ( s) ; I Vo ( s) ( ) ; Vi ( s) Vbe ( s) V ( s) A s i s ( s) gm V ( s) be aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

68 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 68 ( ) A s enguatan Umpan Balik I β V β be gm I s I ( s) ( s) Vbe ( s) Vo ( s) ( s) I ( s) hie; hie I ( s) I( s) I ( s) s I ( s) I A β gm hie I ehinggadiperoleh ( s) ( s) / s I / s s h ie I s hie s Dilihat dari rangkaian engganti : ( s) I ( s) I I I ( s) ( s) s hie aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

69 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 69 I I I I ( s) ( s) ( s) ( s) s s s I I I I s s s ( s ) ( hie s ) hie s s s s hie s s s hie // hie s hie s s hie s s hie s hie } s s ( s) shie ( s) s hie s s( ) hie ( s) ( s) I I ehingga : A β s A β W gm hie Im ajiner o hie hie ( s) ( s) s hie s s( ) hie gm hie hie s s( ) hie ( W ) jw hie[ ( ) W ] gm hie Frekuensi Osilasi diperoleh dengan syarat Im 0 W W Jadi Frekuensi osilasi : ( π ) 4π aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

70 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 70 aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung ( ) o π π ( ) seri o π. OIATO KITA Kestabilan rekuensi dari osilator mencapai ± 0 ppm per o, jika diperlukan tingkat kestabilan yang lebih tinggi yaitu sekitar 0, ppm (dengan pengontrol temperatur) sampai ppm dapat digunakan osilator kristal (kristal iezo Elektrik). Faktor kualitas kristal ini cukup tinggi yaitu bisa mencapai puluhan ribu. Osilator kristal rekuensi tinggi sulit diperoleh karena keterbatasan potongan kristal yang semakin tipis untuk rekuensi yang tinggi. Biasanya untuk menghasilkan osilator kristal rekuensi tinggi, osilator diset bekerja pada rekuensi overtone (harmonisa) kristal. Osilator kristal yaitu : Dasarnya Osilator ollpitts yang sudah diperbaiki menjadi Osilator ierce. yarat: 0 0 ; ; 0 << << jw jw jw jw

71 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 7 ehingga diperoleh Frekuensi Osilasinya menjadi: sehingga, dimana o & >> π ( seri seri) o π ; Osilator pierce diatur hanya oleh & saja,penguatan tidak berubah,karena penguatan hanya diatur oleh besarnya & ; Av eaktansi w Indukti π s s w p π W p Kapasiti Karakteristik eaktansi x Tal Jika 0 W p esonansi paralel W p π p ' p ; yarat >> π ' W s esonansi eri W s s π s π < < s osilasi Output Osilator : V A os[ π ( ( t) θ )] o o p Kestabilan osilasi Kapasitansi parasitik pada penguat terlihat diparalel dengan dan, dan kapasitansi ini memiliki range yang besar tergantung dari tegangan suplai ampliier, temperatur, beban dan pengaruh isolasi/ casing dsb. Untuk mengatasinya, maka digunakan regulator tegangan suplai, ampliier dengan buer dsb. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

72 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 7 engaruh temperatur dapat dikurangi dengan pemakaian daya yang rendah dan pengisolasian termal osilator terhadap temperatur lingkungan. Osilator lapp merupakan osilator yang cukup stabil karena hanya yang berpengaruh. Vibrasi dan gelombang suara menyebabkan modulasi rekuensi pada osilator dan biasanya menjadi masalah yang perlu dipertimbangkan, sehingga perlu diberi shielding akustik dan anti vibrasi. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

73 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 7 BAB VII MIE (ENAMU) Mixer merupakan rangkaian yang berungsi untuk mengalikan sinyal. rinsip dasarnya adalah dua buah sinyal masuk ke suatu rangkaian non linier yang menghasilkan rekuensi-rekuensi lain selain rekuensi dua buah sinyal masukan tersebut dengan amplituda tertentu. (t) o (t) ( t) ( t) ( t) 0 (t) 0 ( ) ( ) ( ) ( λ ) ( λ ) dλ Analisis Domain Waktu & domain rekuensi Untuk Kasus ( t) os( π t θ) ( t) os ( π t θ ) Maka o ( t) ( t) ( t) { os[ π ( ) t ( θ θ )] os[ ( π ( ) t) ( θ θ )]} Analisa Domain Frekuensi < θ - 0 ( ) δ ( ) δ ( ) < θ ( λ ) < < θ < θ - θ ( - ) < - θ λ λ aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

74 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 74 Beberapa istilah yang dipakai dalam menyatakan perormansi mixer : a) Noise Figure (gambaran derau) : Menyatakan besarnya rapat spektral daya noise relati yang dibangkitkan oleh perangkat mixer. b) Isolasi : Besarnya redaman dalam db sinyal masukan mixer pada sinyal keluaran mixer c) Dynamic ange : Daerah amplituda dimana mixer tidak berkurang perormansinya (karakteristik mixer yang linier ) d) Harmonic Intermodulation Distortion (distorsi intermodulasi harmonik) : Distorsi yang disebabkan oleh karena rekuensi harmonik yang dihasilkan mixer akibat sinyal masukan tertentu. Mixer yang berungsi sebagai penggeser pita rekuensi ini dapat digunakan untuk menggeser spektrum sinyal ke rekuensi lebih rendah (Down onverter), menggeser spektrum sinyal ke rekuensi lebih tinggi (Up onverter), pengali dalam modulator AM, scrambler (pengacak) sinyal analog, dsb dengan menambahkan ilter-ilter yang memiliki spesiikasi tertentu. angkaian mixer ini dapat direalisasikan dengan membuat penguat transistor yang ditala pada rekuensi tertentu, sedangkan penguatan sinyal diatur oleh amplituda sinyal inormasi. ontoh rangkaian mixer adalah sbb : angkaian mixer ini dapat direalisasikan, yaitu ;.Mixer dengan peralatan/device nonlinier v (t) - - v (t) peralatan non linier vo (t) v o (t) a.v.cos ( t) b.v.cos ( t) a.v.cos ( t) b.v.cos ( t).v.v.cos ( t).cos ( t) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

75 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 75 a.v.cos ( t) b.v.cos ( t) 0,5.a.V 0,5.a.V.cos ( t) 0,5.b.V 0,5.b.V.cos ( t) a.b.v.v.cos ( t- t) a.b.v.v.cos ( t t) Jika misalnya sinyal yang dikalikan tersebut adalah sinyal sinusoidal s(t) dan p(t) dengan rekuensi tertentu maka akan diperoleh persamaan matematis (dengan pendekatan) : s(t) V cos t p(t) Vp cos p t maka : V MIE (t) s(t).p(t) V cos t.vp cos p t V Vp cos p t cos t 0,5.V Vp cos ( t t) 0,5.V Vp cos ( t- t) Dari persamaan terakhir diperoleh kesimpulan bahwa dengan perkalian sinyal-sinyal tersebut, ada proses pergeseran pita rekuensi.. Mixer dengan dioda A. Mixer dengan dioda berimbang Kelebihan : rekuensi F masih muncul pada port keluaran IF ara kerja rangkaian : Frekuensi-rekuensi masukannya adalah F dan O dan rekuensi keluarannya adalah IF, tegangan osilator local berada dititik a dan b. Tegangan V O dimisalkan cukup besar untuk menghidupkan dioda-dioda selama ½ siklus, kalau a lebih positi dari b dan sama sekali mati selama ½ siklus yang lain V F berada antara titik c dan d. Dimisalkan juga bahwa V O jauh lebih besar dari V F sehingga V O dapat mengendalikan keadaan dioda setiap saat. Dengan begitu dioda bekerja sebagai penyambung (switch) yang akan menghubungkan dan memutuskan c dan d secara bergantian dan periodik. ehingga kalau V ab positi dan lebih besar dari tegangan antara kedua kutub dioda pada saat dioda ON, maka titik c dan d akan terhubung, sehingga Vo akan sama dengan nol. edangkan kalau V ab negati maka keempat dioda akan OFF sehingga titik c dan d akan terpisah sehingga Vo akan sama dengan V F jika s pada sumber V F diabaikan. Untuk pencampur pada penerima maka aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

76 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 76 beban akan ditala pada rekuensi IF, sehingga akan menapis komponen rekuensi yang tidak diinginkan Vi (t) Vo (t) t B. Mixer dengan dioda berimbang ganda Kelebihan : rekuensi F tidak muncul dalam keluaran IF D s (t) D D 4 v (t) l in y a l p (t) b e ru n g s i s e b a g a i p e n g e n d a li s w itc h b e ru p a d io d a D p (t) Keterangan : Dioda luar : D & d Dioda dalam : D & D4 Dioda ini bekerja saling bergantian: Jika dioda D & D ON, maka dioda D & D4 OFF Jika dioda D & D4 ON, maka dioda D & D OFF D D s(t) D v(t) l s(t) D4 v(t) l. Mixer yang menggunakan rangkaian terintegrasi (I). aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

77 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 77 4.Mixer Dengan menggunakan BJT ( Bipolar Junction transistor ) encampur dapat dibuat dengan konigurasi dasar transistor. inyal masukannya terdiri dari dua,yaitu satu sinyal kemudi berada disisi basis ( biasanya sinyal F ) dan satu kemudi lain berada diemitor ( biasanya sinyal dari osilator ). inyal keluarannya berada pada konektor. ontoh rangkaian Mixer dengan menggunakan BJT adalah sebagai berikut: V V out E Fx E Fy yarat dari pencampur tersebut adalah bahwa salah satu sinyal masukannya mempunyai level yang cukup besar.ini diperlukan untuk mengantisipasi operasi non linier dari rangkaian tersebut. inyal masukan yang lainnya selalu berlevel lebih kecil. alah satu alas an mengapa sinyal ini kecil adalah kareena biasanya sinyal ini dating dari antenna yang mempunyai level sinyal yang lemah. ada rangkaian tersebut, kolektornya dihubungkan dengan rangkaian tank circuit, yang ditala pada salah satu rekuensinya, misalnya ditala pada y x. Tujuannya agar sinyal keluaran Vout hanya terdiri dari rekuensi selisih saja, jadi komponen- komponen rekuensi yang lain akan ditapis atau ditekan. Jadi dan harus beresonansi pada rekuensi Fo Fy Fx. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

78 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 78 BAB VIII Blok diagram dasar Vs, s, θs D θe θs θo Ve Vs - Vo enguat & F Vo, o, a θo b VO output hase ock oop () merupakan sistem tertutup membentuk eedback negati dengan sinyal eedback digunakan untuk mengunci (lock) rekuensi dan phasa keluaran terhadap rekuensi dan phasa sinyal input. digunakan utuk iltering, penggeser rekuensi (requency synthesizer) control kecepatan motor requency modulation/demodulation signal detection Frequency ynthesizer dapat dikatakan sebagai suatu konverter rekuensi. ecara umum, Frequency ynthesizer ini terbagi menjadi :. Direct ynthesizer a. Direct Digital ynthesizer (DD) Menggunakan rangkaian digital yang dilengkapi dengan memori. Keluaran DD ini merupakan keluaran digital (digital output). Jika resolusi tegangan output yang dihasilkan cukup baik maka outputnya akan seperti sinyal analog biasa. b. engali rekuensi (multiplier) Menggunakan rangkaian pembangkit overtone (harmonisa rekuensi), dan rangkaian pembagi (digital).. Indirect ynthesizer Menggunakan rangkaian umpan balik yaitu (hase ocked oop) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

79 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 79. Frequency ynthesizer menggunakan multiplier Osilator MHz pengali 0 pengali 5 pembagi 0 pembagi 0 pengali 4 pengali pengali pengali 4 BF (c 45 MHz) pengali pengali BF (c 40 khz) BF (c 45,4 MHz) OUTUT engali rekuensi digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan rekuensi yang lebih tinggi sedangkan pembagi rekuensi (requenncy divider) digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan rekuensi yang lebih rendah. Gambar rangkaian tersebut merupakan contoh suatu pembangkit sinyal dengan rekuensi 45,4 MHz (pengali rekuensi dan pembagi rekuensi hanya dibatasi sampai 0 kalinya saja). Frequency ynthesizer menggunakan Osilator stabil menghasilkan gelombang persegi dengan rekuensi reerensi r yang digunakan sebagai salah satu input detektor asa. ebuah VO menghasilkan output akhir dengan rekuensi o dan dirancang agar dapat berosilasi sesuai rekuensi yang diinginkan. Kestabilan rekuensi keluaran ditentukan oleh kestabilan osilator reerensi (biasanya dari osilator kristal). Osilator eerensi Detektor asa ow ass Filter VO B rescaler Output ini juga langsung dihubungkan ke beban dan digunakan untuk mendrive binary counter yang dapat diprogram yang berungsi sebagai pembagi rekuensi ( N). Keluaran counter berupa gelombang persegi pada rekuensi reerensi sebagai input detektor asa. embanding asa merupakan suatu rangkaian yang menghasilkan suatu sinyal D yang memiliki amplitudo proporsional terhadap perbedaan asa antara sinyal reerensi r dengan output o/n. inyal D ini diilter untuk aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

80 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 80 menghaluskan noise dan memperlambat respon rangkaian agar terhindar dari overshoot atao osilasi dan digunakan sebagai input VO. Beda asa r dan o/n 0 D output Nr Beda asa r dan o/n 0 D output naik turun sehingga beda asa 0 Bila rekuensi keluaran VO Nr maka pada kondisi ini telah ock/ terkunci. Beberapa parameter yang digunakan dalam : a) Free running requency Jika masukan detector ase tidak ada, maka akan bekerja dalam mode ree running. Frekuensi keluaran VO hanya akan ditentukan oleh komponen penyususn osilatornya saja yaitu dan, jadi jika dipengaruhi oleh tegangan pengendali dc. Dalam bentuk ini maka keluaran dari VO disebut ree running requency. b) ock range ange rekuensi dimana dapat terus bekerja. c) apture range yang bekerja dalam kondisi ree running akan terkunci pada rekuensi masukannya jika rekuensi masukannya itu berada pada daerah capture range yaitu band rekuensi yang berpusat pada ree running rekuensi. B d) ock up time lang waktu yang diperlukan antara waktu transient sampai kondisi terkunci.. ebagai Modulator FM dan Automatic Frequency ontrol ( AF) inyal Masukan Fix HAE DETETO F it) ino VO Fm ( T ) FV Jika witch - o: inyal FM, sm ( t).dengan rekuensi Fv yag hanya dipengaruhi oleh sinyal inormasi s ( t) saja, dengan mengganggap komponen VO stabil tidak dipengaruhi oleh lingkungan.tapi jika tidak stabil,berarti Fvdipengaruhi s ( t ) dan lingkungannya. Jika witch - On: Keluaran F akan memuat sinyal perubahan Fv oleh lungkungan sebagai sinyal koreksi,sebagai maukan VO yang berupa sinyal inormasi s ( t ) ditambah sinyal koreksi dari keluaran F yang menyebabkan seolah olah harga Fv dipengaruhi oleh s ( t) saja. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

81 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 8 4. ebagai Demodulator FM / Diskriminator Osilator Gambar diatas memperlihatkan sebuah osilator dengan sebuah kapasitor variable sebagai penala. Jika kapasitansi berubah,maka rekuensi Osilasi akan berubah.jika Kapasitansi pada gambar diatas berubah secara sinusoidal pada rekuensi KHz,maka rekuensi pemodulasinya adalahkhz. inyal FM HAE DETETO F Vo ( t ) i VO Ketika sinyal FM dimasukan sebagai masukan pada,vo akan mengikuti perubahan rekuensi masukannya.ebagai hasilnya,tegangan yang berluktuasi atau berubah- ubah akan keluar melalui F.Tegangan ini memiliki rekuensi yang sama dengan sinyal pemodulasi.dengan kata lain,keluaran D sekarang menyatakan keluaran demodulasi FM. Ini banyak digunakan dalam penerima FM. Demodulasi atau deteksi FM dapat diperoleh secara langsung dengan menggunakan. Jika rekuensi tengah dirancang pada rekuensi sinyal FM,maka hasil penyaringan atau tegangan keluaran F nya adalah tegangan keluaran demodulasi yang diinginkan.erubahan nilainya sebanding dengan perubahan rekuensi sinyal masukannya.angkaian kemudian dioperasikan sebagai strip IF lengkap, pembatas,dan demodulator sebagaimana dipakai dalam penerima FM. aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

82 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 8 BAB I MODUATO DAN DEMODUATO embagian modulator dan demodulator berdasarkan pemrosesan sinyal :. Modulator Analog a. Modulator AM (AM-DB-F, AM-DB-, AM-B) b. Modulator FM (Narrowband, Wideband). Modulator Digital a. Modulator AK (BAK, 4-AK, 8-AK) b. Modulator FK (BFK, 4-FK, 8-FK) c. Modulator M-K (BK, K, 8-K, 6-K) d. Modulator AM (6-AM, 64-AM, 56-AM) Dari beberapa jenis modulator analog dan digital tersebut, ada modulator yang memiliki yang memiliki rangkaian yang sama. Untuk model rangkaian yang sama ini, masukan yang digunakan berbeda yaitu masing-masing sinyal analog dan sinyal digital. ontoh modulator analog dan modulator digital yang rangkaiannya sama adalah modulator AM-DB- dan modulator BK, modulator AM-DB-F dan modulator AK. Modulator AM (AM-DB-F) aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung

83 Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi 8 Modulator AM (AM-DB-) Modulator FM Demodulator FM aboratorium Elektronika Telekomunikasi TTTelkom Bandung