elektronika telekomunikasielektronika telekomunikasi - rangkaian penyesuai impedansi 10 penyesuai...
TRANSCRIPT
![Page 1: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/1.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI IMPEDANCE MATCHING CIRCUIT
OLEH : HASANAH PUTRI
6/7/2016 ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 1
![Page 2: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
2
Fungsi : Digunakan untuk menghasilkan impedansi yang tampak sama dari impendansi beban maupun impendansi sumber agar terjadi transfer daya maksimum. Penyesuai impendansi ini hanya dapat diaplikasikan pada rangkaian dengan sumber AC.
![Page 3: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/3.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 3
Konsep IMC (Impedance Matching Circuits) 1. Tranfer daya maksimal (konjugate match)
Daya akan sampai ke ZL dengan
maksimum jika ZS = ZL* atau ZL = ZS*
Dimana : ZS = RS + jXS dan ZL = RL + jXL
Bagaimana jika ZS ≠ ZL*?
Maka tidak akan terjadi transfer daya
maksimum, sehingga diperlukan
rangkaian penyesuai impedansi
(Impedance Matching Circuit = IMC).
VS
ZS
ZL
ZS* = ZL
=ZL*
VS
ZS
ZL
IMC
ZL*ZS ≠ ZL
![Page 4: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/4.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 4
Konsep IMC (Impedance Matching Circuits)
2. Koefisien pantul Γ=0, ZL = ZS
Sinyal akan sampai ke ZL tanpa cacat akibat pantulan, jika ZS = ZL
IMC disini berfungsi membuat supaya Γ=0.
Dalam pembahasan pada bab ini, yang lebih banyak kita diskusikan IMC yang
bertujuan agar terjadi transfer daya maksimal (konjugate match)
VS
ZS
ZL
IMC
ZL
ZS ≠ ZL
![Page 5: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/5.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
5
Berdasarkan bentuk rangkaian dan jumlah elemennya, penyesuai impendansi ini dibagi menjadi 3 :
1. Penyesuai impendansi bentuk L (2 elemen)
2. Penyesuai Impendansi bentuk T atau (3 elemen)
3. Penyesuai Impendansi multi-elemen (wideband, Low-Q)
Diselesaikan dengan : Perhitungan matematis Dengan bantuan Smith Chart
![Page 6: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/6.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
6
1. Penyesuai impendansi bentuk L
Penyesuai impendansi ini merupakan bentuk penyesuai yang paling sederhana
Merupakan dasar dari penyesuai impendansi bentuk T dan bentuk
![Page 7: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/7.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
7
Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)
a. Impendansi hanya komponen resistif Bila Rs < RL, maka IMC L kanan
Ada 2 kemungkinan konfigurasi:
AC
RS
L
C RL
AC
RS C
L RL
i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass
6/7/2016
![Page 8: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/8.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
8
Rs > RL, maka IMC L kiri
Ada 2 kemungkinan konfigurasi:
Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)
i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass
AC
RS
C
L
RL
AC
RS
L
C
RL
6/7/2016
![Page 9: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
9
Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)
Persamaan:
Keterangan : Qs = Faktor kualitas seri Xs = Reaktansi Seri = Xc Xp = Reaktansi Pararel Qp = Faktor kualitas paralel Rp = Resistansi paralel (Resistansi yang lebih besar Rsumber atau RL) Rs = Resistansi seri = Rc (Resistansi yang lebih kecil Rsumber atau RL)
1 - R
R Q Q
S
PPS
S
S
SR
X Q
P
PP
X
R Q
AC
Xs
Xp
Rs
Rp
Qs = Xs/Rs
Qp = Rp/Xp
6/7/2016
![Page 10: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/10.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10
Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)
Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design)
Rancang suatu IMC bentuk “L” yang menyepadankan Rs = 100Ω dan RL = 1KΩ pada f = 100MHz, dengan sifat meloloskan sinyal DC.
Penyelesaian: meloloskan sinyal DC berarti bersifat LPF, RS < RL, maka rangkaian pengganti yang dipilih Gbr yang sesuai, yaitu:
AC
RS
L
C RL
![Page 11: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Penyelesaian: (lanjutan)
3 9 1 - 100
1000 1 -
R
R Q Q
S
PPS
S
SS
R
X Q sehingga XS = QS x RS = 3 x 100 = 300Ω
XS = XL = 2 π f L sehingga nH 477 H 10 x 4.77 10 2
300
f 2
X L 7-
8
L
P
PP
X
R Q 333,3
3
1000
Q
R X
P
PP
C f 2
1 X X CP
pF 4,8
.333,310 2
1
X f 2
1 C
8
C
sehingga
sehingga
AC
100ohm 477 nH
4,8 pF
1 Kohm
6/7/2016
![Page 12: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/12.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
12
Penyesuai impendansi bentuk L(cont’)
b. Bila impendansi sumber atau beban bilangan kompleks: Terdapat 2 prinsip dasar yaitu absorbsi dan resonansi
Dasar perhitungan masih menggunakan sumber atau beban bilangan riil (resistif saja).
6/7/2016
![Page 13: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/13.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
13
Penyesuai impendansi bentuk L(cont’)
Absorbsi : langkah-langkah : 1. Anggap impendansi beban dan impendansi sumber hanya
komponen resistif. 2. Hitung Xc-total (atau Xseri total) dan Xp-total 3. Lakukan absorbsi sehingga: j(XS + XC’) = jXseri total (untuk komponen induktif) j(XL // XP’) = jXparalel total (untuk komponen kapasitif) XC’ dan XP’ adalah hasil yang kita hitung!
6/7/2016
![Page 14: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/14.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
14
Contoh: (Example 4.2, RF Circuit Design)
Dengan menggunakan metode absorbsi, rancanglah IMC bentuk “L” pada 100MHz dengan sifat meloloskan sinyal DC pada rangkaian berikut:
Solusi:
AC
100ohm j 226 ohm
2pF
1Kohm
IMC
AC
100ohm 360nH
2pF 1Kohm
117nH
2,8pF
6/7/2016
![Page 15: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/15.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
15
Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)
Resonansi : Langkah-langkah : 1. Hitung harga Xrl dan Xrs agar pada beban dan sumber terjadi
resonansi (menghilangkan komponen imajiner pada beban dan sumber).
2. Setelah terjadi resonansi pada beban dan sumber, hitung Xp’ dan Xc’. (gunakan: impendansi beban = Rl dan impendansi sumber = Rs)
3. Hitung Xc’ seri-dengan Xrs maupun Xp’ paralel-dengan Xrl.
6/7/2016
![Page 16: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/16.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
16
Contoh: (Example 4.3, RF Circuit Design)
Rancanglah suatu IMC yang dapat memblock sinyal DC antara beban-sumber rangkaian dibawah ini, pada frekuensi operasi 75 MHz. Gunakan metode resonansi.
Solusi:
AC
50 ohm
IMC 40pF 600ohm
AC
50 ohm
40pF 600ohm87nH
12,78pF
6/7/2016
![Page 17: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/17.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
17
2. Penyesuai Impendansi 3 Elemen: (sumber dan beban resistif)
Bentuk T:
Bentuk
Digunakan untuk memperoleh Bandwidth yang lebar (Q yang rendah)
Merupakan penggabungan dari IMC L kiri dan IMC L kanan
AC
X1 X3
X2
Rs
RL
AC X1
X2
X3 RL
Rs
![Page 18: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/18.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
18
1. IMC ‘T’
Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih besar dari Rs maupun
Rl dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan.
Rkecil = Pilih yg kecil [Rs, Rl]
Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv; Xc2 dan Xp2 menyepadankan Rv dengan Rl
Xp1 dan Xp2 dapat digabungkan menjadi satu komponen.
1 - R
R Q
kecil
v
6/7/2016
![Page 19: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/19.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 19
2. IMC ‘’
Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih kecil dari Rs maupun Rl dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan.
Rbesar = Pilih yg besar [Rs, Rl]
Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv
Xc2 dan Xp2 menyepadankan Rv dengan Rl
Xc1 dan Xc2 dapat digabungkan menjadi satu komponen.
1 - R
R Q
v
besar
![Page 20: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/20.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
20
Latihan Soal ! (Example 4.4 dan 4.5, RF Circuit Design)
Rancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “T” untuk menyepadankan RS=10Ω dan RL=50Ω dengan Q=10, pada frekuensi operasi 100 MHz.
dikerjakan mahasiswa dengan NIM ganjil
Rancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “π” yang menyepadankan RS=100Ω,
RL=1000Ω, dengan faktor kualitas Q = 15 , pada frekuensi operasi 100 MHz.
dikerjakan mahasiswa dengan NIM genap
6/7/2016
![Page 21: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/21.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
21
3. Penyesuai impendansi multi elemen (Q rendah)
Bila ingin memperlebar Bandwidth Dilakukan dengan cara mengkaskadekan beberapa buah IMC L-section.
Contoh : L kanan tiga tingkat (RS > RL)
R
Rv
Rv
Rv
Rv
R
L
2
2
1
1
S 1 -
Rv
R 1 -
R
Rv Q
besar
kecil
6/7/2016
![Page 22: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/22.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
22
PEMAKAIAN SMITH CHART PADA RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI (IMC)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0
Lingkaran Resistansi konstan
Lingkaran Reaktansi konstan
6/7/2016
![Page 23: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/23.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
23
1. Penggambaran Harga Impedansi dan Admitansi
Contoh : penentuan titik impendansi dan admittansi yaitu:
Z1 = ( 0,2 + j 0,2 ) ohm
Y2 = ( 0,6 + j 0,6 ) mho
Z3 = ( 0,6 + j 1,4 ) ohm
Y4 = ( 0,2 – j 0,2 ) mho
Y5 = ( 0,6 – j 0,6 ) mho
Z6 = ( 0,6 – j 1,4 ) ohm
![Page 24: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/24.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
24
Z dan Y pada Smith Chart
(Z-chart dan Y-chart)
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Z1
Y2
Z3
Y4
Y5
Z6
![Page 25: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/25.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 25
2. Normalisasi Impedansi Pada Smith Chart
Jika Z cukup besar untuk harga resistansi dan reaktansi : maka titik tersebut pada Smith Chart akan berada di daerah lingkaran kecil sehingga
diperlukan normalisasi/pembagi tertentu.
Contoh : Z = 100 + j150 ohm, maka angka pembagi yang dapat dipakai, misalkan N=100,
Z ternormalisasi: Zn = 1 + j1,5 ohm
![Page 26: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/26.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
26
3. Konversi Impedansi ke Admitansi
= G jB
Keterangan : G = konduktansi dalam mho B = suseptansi dalam mho Dengan bantuan Smith Chart, untuk mengkonversi Z ke Y dan
sebaliknya dapat dilakukan dengan membuat titik Z dan Y yang memiliki jarak sama ke pusat lingkaran (R = 1) dan keduanya berbeda 1800 satu sama lain.
Z
1Y
![Page 27: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/27.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
27
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Z1
Y2
Y1
Z2
Contoh konversi Z ke Y (Z-chart ke Y-chart)
![Page 28: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Z1 (Y1)
Z2 (Y2)
Contoh membaca Z & Y (double smith-chart)
6/7/2016
![Page 29: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/29.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
29
4. Manipulasi Impedansi Pada Smith Chart
Penambahan kapasitor seri menyebabkan perputaran Z berlawanan arah dengan perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan
Penambahan induktor seri menyebabkan perputaran Z searah perputaran jarum jam pada lingkaran resistansi konstan
Contoh : impedansi Z = 0,5 + j0,8 ohm diseri dengan reaktansi –j1,0 ohm (berupa C)
maka Z’ = 0,5 + j0,8 – j1,0 = 0,5 – j0,2 ohm. Z baru ini merepresentasikan harga R seri dengan C. Untuk menggambarkan Z baru di Smith Chart dilakukan dengan memutar titik
Z lama sesuai arah komponen yang diseri (berlawanan arah dengan perputaran jarum jam) pada lingkaran R konstan 0,5.
6/7/2016
![Page 30: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/30.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
30
5. Manipulasi Admitansi Pada Smith Chart
Jika menggunakan “double smith chart” berlaku: Penambahan induktor paralel menyebabkan perputaran Y
berlawanan arah dengan perputaran jarum jam pada lingkaran koduktansi konstan
Penambahan kapasitor paralel menyebabkan perputaran Y searah perputaran jarum jam pada lingkaran koduktansi konstan.
Jika menggunakan “single smith chart”, Z-chart dikonversikan ke Y-chart, kemudian berlaku aturan di atas: Penambahan induktor paralel menyebabkan perputaran Y
berlawanan arah dengan perputaran jarum jam pada lingkaran koduktansi konstan.
Penambahan kapasitor paralel menyebabkan perputaran Y searah perputaran jarum jam pada lingkaran koduktansi konstan.
6/7/2016
![Page 31: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Kesimpulan manipulasi impedansi dan admitansi pada SC (double SC)
6/7/2016
![Page 32: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/32.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
32
Contoh : Manipulasi Impedansi dan Admitansi Pada Smith Chart
Menggunakan Double Smith Chart :
Z1 = ( 0,2 - j 0,2 ) seri dengan C (-j 0,6 ) menjadi Zt1= ( 0,2 - j 0,8 )
Z2 = ( 0,2 + j 0,2 ) seri dengan L (+j 0,6 ) menjadi Zt2 = ( 0,2 + j 0,8 )
Y3 = ( 0,2 – j 0,2 ) mho paralel dengan L (-j 0,6 mho) menjadi Yt3 = ( 0,2 – j 0,8 ) mho
Y4 = ( 0,2 + j 0,2 ) mho paralel dengan C (+j 0,6 mho) menjadi Yt4 = ( 0,2 + j 0,8 ) mho
![Page 33: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/33.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
33
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Z1
Zt2
Zt1
Z2
0.2
0.4
0.6
0.81
. 0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.01
.4
1.8
3.0
4.0
5.0
00.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Y3
Yt4
Yt3
Y4
Double SC
6/7/2016
![Page 34: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/34.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
34
Contoh : Manipulasi Impedansi dan Admitansi Pada Smith Chart
pada Single Smith Chart :
Z1 = ( 0,2 – j 0,2 ) seri dengan C (–j0,6 ) menjadi Zt1 = ( 0,2 - j 0,8 )
Y2 = (0,2 + j 0,2 ) mho paralel dengan C (+j0.6) mho menjadi Yt2 = (0,2 + j 0,8 ) mho
Z3 = ( 0,6 - j 0,6 ) seri dengan L (+j1,0 ) menjadi Zt3 = ( 0,6 + j 0,4 )
Y4 = (1 + j 1,4) mho paralel dengan L (-j2,8 mho) menjadi Yt4 = (1 - j 1,4) mho
6/7/2016
![Page 35: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/35.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
35
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Z1
Yt2
Zt1
Y2
Zt3
Z3Yt4
Y4
Single SC
6/7/2016
![Page 36: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/36.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
36
6. Penyesuai Impedansi Pada Smith Chart
a. Penyesuai impedansi 2 elemen.
Prosedur pemakaian Smith Chart untuk desain penyesuai impedansi 2 elemen:
Plotkan pd Smith Chart titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*)
atau Zsumber (RS) dan Zbeban konjugate (RL*).
Tentukan titik X yang merupakan pertemuan 2 titik: [Zbeban (RL) dan
Zsumber konjugate (RS*)] atau [Zsumber (RS) dan Zbeban konjugate (RL*)]
yang sudah diputar pada Resistansi (R) dan lingkaran Konduktansi
(G) yang konstan.
Jarak pemutaran titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*) atau
[Zsumber (RS) dan Zbeban konjugate (RL*)] menentukan harga dan jenis
komponen reaktif yang digunakan sebagai penyesuai impedansi.
6/7/2016
![Page 37: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/37.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
37
Penyesuai Impedansi Pada Smith Chart (cont’)
Contoh pemakaian Smith Chart pada penyesuai impendansi tipe L dengan :
RS = ( 0,2 – j 0,4 ) dan RL = (2,5 – j 2,5) atau YL = ( 0,2 + j 0,2 ) mho Sehingga diperoleh dua kemungkinan pemakaian komponen yang
digunakan:
( solusi I ), L1 dengan reaktansi (+j) 1,4 ohm dan C1 dengan suseptansi (+j) 0,8 mho
( solusi II ), C2 dengan reaktansi (-j) 0,6 ohm dan L2 dengan suseptansi (-j) 1,2 mho
6/7/2016
![Page 38: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/38.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
38
RS R
L
RL*
L2
C2
Plot dengan double SC
RS R
L
L1
RL*
C1
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 1
.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6 4.0
10
2.5
0
0.2
0.40.6
0.81
. 0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.01
.4
1.8
3.0
4.0
5.0
00.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Rl*
Rs
I
II
L1
C1
L2
C2
X1
X2
6/7/2016
![Page 39: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/39.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
39
b.Penyesuai impedansi 3 elemen
Prosedur desain IMC 3 elemen (T atau section):
Gambar lengkungan Q konstan pada Q tertentu.
(Titik-titik Q pada Smith Chart didefinisikan sama dengan Q pada impedansi seri yaitu rasio reaktansi terhadap resistansi)
Gambar titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*) atau Zsumber (RS)dan Zbeban konjugate (RL*).
Putar salah satu titik dengan 3 kali pemutaran pada lingkaran Resistansi (R) dan lingkaran Konduktansi (G) konstan sehingga bertemu pada titik lainnya. Pemutaran titik dilakukan di dalam lengkung Q yang sudah diplot.
Jarak pemutaran titik ke titik lainnya merupakan harga komponen reaktif yang digunakan sebagai rangkaian IMC.
![Page 40: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/40.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 40
RS R
LL2L
1
C
RL*
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
0.2
0.4
0.6
0.81
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.01
.4
1.8
3.0
4.0
5.0
00.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Rl*
Rs
L1
C
L2
Q=2
Contoh IMC section Q=2
RS=1+j0,2 RL=0,6+j0,2
![Page 41: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/41.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 41
RSRL
L1
RL*
C1
C2
Contoh IMC T section Q=2
RS=0,4-j0,2 RL=1-j0,2
0.2
0.4
0.6
0.8 1
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
0.2
0.4
0.6
0.81
.0
1.4
1.8
3.0
4.0
5.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.01
.4
1.8
3.0
4.0
5.0
00.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
4.0
10
2.5
0
Rs
Rl*
L1
C
L2
Q=2
C
1
![Page 42: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/42.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
42
Persamaan-persamaan untuk denormalisasi:
Komponen C seri: Komponen L seri:
Komponen C paralel: Komponen L paralel:
X = reaktansi (jarak 2 titik) yang terbaca dari Smith Chart
B = suseptansi (jarak 2 titik) yang terbaca dari Smith Chart
N = angka penormalisasi impedansi sumber dan beban
= 2..f
NXC
..
1
: :
NXL
.
:
N
BC
.
:
B
NL
.
6/7/2016
![Page 43: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/43.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 43
Buktikan solusi:
1. Rancanglah suatu IMC dua elemen yang menyepadankan beban ZL = 200 – j100 dan saluran transmisi dengan ZO = 100 (Zs) pada frekuensi kerja 500 MHz
Solusi:
Dikerjakan Semua mhs
![Page 44: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/44.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 44
Buktikan solusi :
2. Rancanglah IMC 2-elemen dengan Smith Chart yang bisa menyepadankan sumber sebesar 25 – j15 ohm dengan beban 100 – j25 ohm pada 60 MHz dan IMC harus bersifat LPF Solusi:
ZS
25-j15 ZL
159nH
Zs*
38.7pF
100-j25
Example 4.7, RF Circuit Design
![Page 45: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/45.jpg)
Kerjakan soal-soal di atas sesuai dengan NIM masing (genap/ganjil) !
Petunjuk :
Boleh buka buku
Smith Chart juga dikumpulkan
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 45
![Page 46: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/46.jpg)
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 46
Contoh soal: 3. Rancanglah IMC T-section dengan Smith Chart yang
menyepadankan sumber sebesar 15 + j15 dengan beban 225 pada frekuensi 30 MHz dengan faktor kualitas Q = 5 ! Solusi (dengan rangkaian bersifat LPF):
15+j15
995 nH318nH
Zs*
81pF
![Page 47: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/47.jpg)
Elektronika Telekomunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi
47
Latihan soal:
Rancanglah dua buah IMC-2 elemen yang berfungsi untuk menyesuaikan penguat sinyal kecil dengan spesifikasi Yin= 40 + j12 milli mhos dan Yout=0.4+j1.4 milli mhos, jika digunakan impedansi sumber sebesar = 50 dan impedansi beban sebesar 50 ! Rangkaian bekerja pada frekuensi 100 MHz bersifat menghambat sinyal DC.
penguat
sinyal kecil
IMC
1
IMC
2R
S RL
Yin
Yout
6/7/2016
![Page 48: ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASIELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 10 Penyesuai impendansi bentuk L (cont’) Contoh soal: (Example 4.1, RF Circuit Design) Rancang](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042504/5f4ec06483d00d1d7312437b/html5/thumbnails/48.jpg)
REFERENSI: 1. RF CIRCUIT DESIGN second edition. Chris Bowick 2. Slide Budi Prasetya. ITTelkom
TERIMAKASIH
6/7/2016 ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI - RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI 48