LABORATORIUM KOMUNIKASI RADIO JUDUL : WIDE BAND AMPLIFIER DISUSUN OLEH : Angga Nugraha M.Jafar Nosen Karol Wibby Aldryani Astuti Praditasari Teknik Telekomunikasi 5D POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
WIDE BAND AMPLIFIER 1. TUJUAN a. Merangkai wide band common emitter amplifier b. Menentukan titik kerja rangkaian c. Memberikan kesimpulan tentang resistansi input, resistansi output serta gain tegangan amplifier d. Menunjukan respon frekuensi amplifier e. Menentukan bandwidth dan batas frekuensi dari amplifier f. Menunjukkan pengaruh tegangan feedback negatif terhadap respon frekuensi amplifier g. Menghiung gain amplifier dengan feedback negatif h. 2. DIAGRAM RANGKAIAN
3. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN 1 universal power supply 1 function generator 2 universal patch panels 1 digital multimeter 1 transistor BC 107 1 potensiometer 1 ohm, linier 2 resistor 820 ohm 2 resistor 1 k ohm 1 resistor 2,2 k ohm 1 resistor 4,7 k ohm 1 resistor 100 k ohm 1 capasitor 22 nf 2 capasitor 0,1 uf 1 capasitor 0,47 uf 1 capasitor 2,2 uf Daftar Komponen Resistor R1 = 1 kohm R2 = 4,7 kohm R3 = 100 kohm R4 = 2,2 kohm Capasitor C1 = 0,1 uf C2 = 22 nf C3 = 0,47 uf C4 = 0,1 uf
R5 = 1 Mohm potensiometer, linier Rv = 820 ohm RL = 1 kohm Tambahan C = 2,2 uf Transistor V1 = BC 107 4. PENDAHULUAN Amplifier jalur lebar, yang dipakai sebagai contoh dalam pengukuran instrumen, idealnya mempunyai penguatan konstan terhadap perubahan range frekuensi yang lebar. Bandwidth amplifier transistor agak sedikit dibatasi oleh kapasitansi dan kecepatan switching ransistor yang dipasang. Akan tetapi dengan pendisaian rangkaian, bandwidh bisa diperbaiki. Rangkaian yang dipakai dalam laboratorium ini adalah amplifier feed back negatif untuk menghasilkan bandwidth yang labar. Komponen utama yang diperhatikan adalah C1-R1 dan C2- R2. Penguatan amplifier dengan feed back negatif (Gb) adalah : 1/Gb = 1/G + Z1/Z2, dimana G = penguatan tanpa feed back.
Ketika G>> Z2/Z1, kemudian nilai 1/G dapa dihilangkan, sehingga didapat Gb = Z2/Z1 (dimana G >> Z2/Z1). Z1 dan Z2 bisa merupakan nilai resistansi murni. Bisa juga merupakan nilai impedansi yang di hasilkan dari nilai-nilai R dan C, dimana respon frekuensi tertentu telah dicapai (persamaan amplifier untuk dinamic pick up). Pada saat yang sama, terdapat pula bentuk bentuk kapasitor yang dipakai memblok potensial dc. Sebagai pertimbangan, impedansi Z1 dan Z2 dipilih yang memiliki nilai time constan yang sama R1.C1 = R2.C2. Demikian pula untuk faktor feed back, ehingga penguatannya tidak terpengaruh oleh frekuensi. Karena yang akan diuji adalah jalur frekuensi yang lebar, sumbu frekuensi dari karakteristik transfernya adalah logaritmik. Nilai tegangan output tidaklah absolut, tetapi merupakn nilai-nilai logaritmik dan dihitung dengan memakai ekspresi : Vo/dB = 20 log (Vo/Vod) Dimana Vod adalah data tegangan output dari referensi. Batas-batas frekuensi bawah dan atas dicapai ketika nilai tegangan output lebih rendah 3 db dibandingkan dengan nilai tegangan pada frekuensi referensi. Gambar 3. Resistansi input Resistansi ouput yang dinamis ri, dapat dihitung dengan menyisipkan resistor seri yang telah diketahui Rv, dengan memakai persamaan berikut :
Vi2/Vi = ri/rv Gambar 4. Resistansi ouput Resistansi output dinamis ro, ditentukan oleh pengukuran yang dibuat dengan memakai 2 beban yang berbeda : Vo/Vo2 = ro/rl 5. LANGKAH KERJA 5.1 Catatan : komponen yang terlihat titik-titik dipasang bila ada perintah (sesuai prosedur) 5.1.1 Pasang rangkaian seperti pada diagram. Set R5 pada posisi tengah. 5.1.2 Gunakan tegangan sinyal segitiga pada F = 10 KHz, naikkan tegangan hingga tegangan output maksimum (tidak cacat). Atur R5 untuk titik kerja optimum, dimana saat periode positif maupun negatif tegangan output adalah sama. Pada saat titik kerja tercapai, catat tegangan Vc, Vbe, dan output Vopp (tanpa distorsi) hitung Ic. 5.1.3 Switch ke gelombang sinus dan amati apa yang terjadi 5.2 Mengukur gain tegangan, resistansi input dan output tanpa sinyal input, set tegangan collector emitter ke 6,3 v. gunakan gelombang sinus 1 Vpp pada 10 KHz. 5.2.1 Ukur Vopp dan hitung gain tegangan dari rangkaian 5.2.2 Dengan bantuan resistor Rv, tentukan resistansi input dinamic rangkaian 5.2.3 Dengan bantuan resistor baban RL, tentukan resistansi output dinamic rangkaian.
catatan: Dalam pengukuran, gunakan multimeter digital 5.2.4 Bandingkan harga yang didapatkan untuk gain, ri, dan ro dengan harga yang didapat pada buku referensi untuk rangkaian common-emitter 5.3 respon frekuensi set generator ke gelombang sinus 1V (Vipp) catatan : tegangan input harus konstan untuk tiap pengukuran 5.3.1 pada tegangan input konstan,ukur tegangan output dalam osiloskop dan berkaitan frekuensi sesuai dengan tabel. 5.3.2 Ubah hasil pengukuran dalam db dan masukkan pada tabel. (referensi data pada tegangan output pada 10KHz) 5.3.3 plot hasil pengukuran yang telah anda dapatkan. 5.3.4 Tentukan batas upper dan lower frekuensi dan band width amplifier(gunakan pen berwarna untuk gambar karakteristik tersebut. 5.4 Pengaruh feed back negatif 5.4.1 pengukuran respon frekuensi tanpa feed back negatif. Hilangkan pengaruh feed back dengan melepas C2 dan ganti C1 dengan 2,2 uf kemudian short R1. Atur Vipp pada 10KHz hingga harga Vopp sama seperti langkah 5.3.1 Catatan : selama pengukuran, jaga harga Vipp konstan. Ukur tegangan output seperti yang diberikan pada tabel. 5.4.2 ubah hasil pengukuran ke dalam db,dan masukkan pada tabel. 5.4.3 Plot hasil pengukuran (dalam db),gunakan kertas grafik yang sama pada langkah 5.3.3 dan pakailah warna yang berbeda. 5.4.4 Tentukan batas frekuensi upper dan lower dan band width amplifier.
5.4.5 Bandingkan gain tegangan rangkaian pada frekuensi 10KHz, dengan dan tanpa feed back. Jelaskan apa pengaruh feed back negatif pada gain dari rangkaian. 5.4.6 Bandingkan dua karakteristik transfer yang anda buat. Sebutkan pengaruh feed back negatif pada respon frekuensi amplifier. 5.5 check hasil pengukuran dengan perhitungan. 5.1 Hitung harga XC1,XC2,Z1 dan Z2 pada frekuensi 100 Hz, 1KHz,dan 10 KHz. Hitung gain tegangan dengan feed back Gb, gunakan harga reaktansi Reaktansi dan impedansi 5.2 Bandingkan gain tegangan antara perhitungan dan pengukuran. 5.3 Apa pengaruh kapasitor C1 dan C2 pada impedansi Z1 dan Z2 dan gain tegangan Pada ketiga frekuensi pada langkah 5.5.1
HASIL PERCOBAAN Pada saat titik kerja maksimum Vc = 0.3V Vopp = 7.1 V Vbe = 0.7 V Ic = 0.6mA 5.2.1 Vipp = 2 V G = Vout =3.55 Vin Vopp = 7.1 V 5.2.2 Tanpa Rv Vipp = 2.6 V Dengan Rv Vi2p = 3.2 V Δ Vipp = 0.6 V F1 = Vipp.Rv ΔVipp = 0.6 V 5.2.3 Tanpa RL =Vo1 = 1.5 Dengan RL = Vo2 =1.8 ΔVo = 1.8-1.5 = 0.3 F/Hz 5 10 20 50 100 1K 10K 100K 1M 2M 5M Vopp/V 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 2.6 2.2 2 2 1.8 1.4 Vo/dB -14.8-14.8-14.8-14.8-14.8 1.45 0 0.82 0.82-1.7-3.9 F/Hz 10 20 50 100 1K 10K 100K 200K 500K 1M 2M Vopp/V 0.2 0.2 0.2 0.2 3 3.2 2.3 2.3 2.3 2.3 2 Vo/dB - 13.4-13.4-13.4-13.4 9.54 10.1 0 7.2 7.2 7.2 7.2 0.82
GAMBAR GRAFIK ANALISA Menurut hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa Wideband amplifier adalah Penguat sinyal untuk gelombang yang mampu melakukan transmisi data dengan kapasitas besar.wideband ampilifier juga dapat menentukkan bandwidth dan batas frekuensi dari amplifier tersebut.tidak hanya itu wide band amplifier juga dapat mengetahui pengaruh tegangan feedback negative terhadap respon frekuensi amplifier dan dapat juga untuk menghitung gain dengan feedback yang sudah diketahui Dan hasil percobaan yang didapat dari F yang telah ditentukan jika frekuensi yang diberikan besar maka Vopp yang di hasilkan akan semakin tinggi dan bisa semakin menurun jika F yang ditentukan semakin besar,dan Vo yang dihasilkan semakin tinggi jika F yang ditentukan semakin besar.