Top Banner

of 58

01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

Jul 07, 2018

Download

Documents

rizal
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    1/58

    TeknikTeknik SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    DTG2A3

    1.1. PENDAHULUANPENDAHULUAN

    ((KONSEPKONSEPDASAR SALURAN TRANSMISIDASAR SALURAN TRANSMISI))

    By : DwiA ndiNurmantris

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    2/58

    Where Are We?Where Are We?

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    3/58

    ContentContent

    1. Contoh-contoh Aplikasi saluran transmisi

    2. Konsep/Teori Saluran Transmisi

    3. Model Saluran Transmisi4. Parameter-parameter Saluran Transmisi

    5. Persamaan Umum Saluran Transmisi

    6. Konsep Bandwidth Saluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    4/58

    Contoh-contoh AplikasiSaluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    5/58

     Aplikasi Aplikasi SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    6/58

    Teori Saluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    7/58

    •   Saluran transmisi didefinisikan sebagai alat untuk menyalurkan energi elektromagnetdari suatu titik ke titik lain. Saluran transmisi dapat berupa kabel koaxial, kabelsejajar/twinlead, bumbung gelombang, optik, dan sebagainya.

    • Macam-macam saluran transmisi umumnya ditentukan dari daerah frekuensi operasi,kapasitas daya yang disalurkan, maupun redaman saluran per meter. Disini karakteristik saluran transmisi diturunkan atas dasar analogi dengan gelombang datar dalam medium.

    •   Saluran transmisi dikatakan uniform   jika distribusi penampang medan listrik danmedan magnetnya tampak sama pada tiap titik sepanjang saluran transmisi tersebut.Dalam hal ini, sebagaimana pada gelombang datar uniform, keadaan tersebutmemerlukan karakteristik medium dielektrik yang uniform sepanjang saluran transmisi.

    • Contoh saluran transmisi adalah : kabel PLN, kabel penghubung antara sentral yang bisaberbentuk serat optik, kabel koax, strip line, twisted pair.

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    8/58

    • In an electronic system, the delivery of power requires

    the connection of two wires between the source and

    the load. At low frequencies, power is considered to be

    delivered to the load through the wire.• In the microwave frequency region, power is

    considered to be in electric and magnetic fields that are

    guided from place to place by some physical structure.

     Any physical structure that will guide an

    electromagnetic wave place to place is called aTransm iss ion L ine .

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    Introduction

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    9/58

    The major deviation from circuit theory with transmissionline, distributed networks is this positional dependence ofvoltage and current!

     – Must think in terms of position and time to understandtransmission line behavior 

     – This positional dependence is added when theassumption of the size of the circuit being smallcompared to the signaling wavelength

    ( )( )t  z  f  I t  z  f V 

    ,,

    == V  1    V  2 

    dz 

    I 2 I 1 

    Voltage and current on a transmission line is a

    function of both time and pos i t ion .

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    Key point about transmission line operation

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    10/58

    Power  

    Plant 

    Consumer  

    Home 

    Pow er Frequency (f) i s @ 60 Hz 

    Wavel engt h ( l ) i s 5 ́ 10 6m

    ( Exampl e l ength : 300 Km)

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    Electrical Power Transmission Line

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    11/58

    Integrated Circuit

    Microstrip

    Stripline

    Via

    Cross section view taken here

    PCB substrate

    T

    W

    Cross Section of Above PCB

    T

    Signal (microstrip)

    Ground/Power

    Signal (stripline)

    Signal (stripline)

    Ground/Power

    Signal (microstrip)

    Copper Trace

    Copper Plane

    FR4 Dielectric

    W

    Si gnal Frequency (f) i s

    approaching 10 GH z 

    Wavel ength ( l ) i s 1.5 cm

    ( 0.6 inches)

    Micro-

    Strip

    Stripline

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    PC Transmission Line

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    12/58

    § Whether it is a bumpor a mountaindepends on the ratioof its size (tl ine) to thesize of the vehicle(signal wavelength)

     When do we need to When do we need touse transmission lineuse transmission line

    analysis techniques vs.analysis techniques vs.lumped circuitlumped circuit

    analysis?analysis?

    TlineWavelength/edge rate

    § Similarly, whether or

    not a line is to be

    considered as a

    transmission line

    depends on the ratio oflength of the line

    (delay) to thewavelength of the

    applied frequency

    TeoriTeori SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    When does a line become a T-Line? (analogy)

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    13/58

    Model Saluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    14/58

    • The electrical characteristics of a transmission line becomeincreasingly critical as the frequency of transmission increases

    • Instead of examining the EM field distribution within these

    transmission lines (Very Complex), we will simplify the discussion by

    using a simple model consisting of distributed elements(inductors,capacitors,resistor). This model called distributed

    element model or transmission line model

    • essentially, transmission line model needs to be used in circuits

    where the wavelengths of the signals have become comparable tothe physical dimensions of the components. An often quoted

    engineering rule of thumb is that parts larger than one tenth of awavelength will usually need to be analysed as distributed elements

    ModelModel SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    15/58

    • At low frequencies, the circuit elements are lumped sincevoltage and current waves affect the entire circuit at the sametime.

    • At microwave frequencies, such treatment of circuit elements

    is not possible since voltage and current waves do not affectthe entire circuit at the same time.

    • The circuit must be broken down into unit sections withinwhich the circuit elements are considered to be lumped.

    • This is because the dimensions of the circuit are comparableto the wavelength of the waves according to the formula:

    l = c/f where,

    c = velocity of l ight

    f = frequency of voltage/current

    • The transmission line is divided into small units where thecircuit elements can be lumped.

    Low Frequency Vs High Frequency

    ModelModel SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    16/58

    • The differential segment of the transmissionline

    R’ = resistance per unit length

    L’ = inductance per unit length

    C’ = capacitance per unit length

    G’ = conductance per unit length

    ModelModel SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    17/58

    Parameter-parameterdalam Saluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    18/58

    • Konstanta primer saluran : – R’, L’, G’, C’

    • Konstanta sekunder saluran :

     – Konstanta propagasi ( ) – Impedansi karaketristik (Z0)

     – Kecepatan fasa (Vph)

     – Kecepatan group (Vg)

    g

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    19/58

    • The transmission line has electrical resistance along its

    length. This resistance is usually expressed in ohms per

    unit length and is shown as existing continuously from

    one end of the line to the other.

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta primer (Resistance (R’))

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    20/58

    • When current flows through a wire, magnetic lines of force are set

    up around the wire

    • As the current increases and decreases in amplitude, the field

    around the wire expands and collapses accordingly

    • The energy produced by the magnetic lines of force collapsing backinto the wire tends to keep the current flowing in the same direction

    • This represents a certain amount of inductance, which is expressedin microhenrys per unit length

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta primer (Inductance (L’))

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    21/58

    • Capacitance also exists between the transmission line wires.

    • two parallel wires act as plates of a capacitor and that the air

    between them acts as a dielectric.

    • The capacitance between the wires is usually expressed in

    picofarads per unit length

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta primer (Capacitance (C’))

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    22/58

    • Since any dielectric, even air, is not a perfect insulator, a small

    current known as LEAKAGE CURRENT flows between the twowires.

    • In effect, the insulator acts as a resistor, permitting current to pass

    between the two wires.• This property is called CONDUCTANCE (G) and is usually given in

    micromhos per unit length.

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta primer (Conductance (G’))

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    23/58

    TUGAS 2TUGAS 2

    1. Carilah formula konstanta primerbeberapa jenis saluran transmisi!

    2. Apa saja yang mempengaruhi besarnya

    nilai konstanta primer dari suatu jenissaluran transmisi?

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    24/58

    ( )( )

    dB8,686 Np1

    (Ohm/m) panjangsatuan periKapasitans

    (s/m)atau(mho/m) panjangsatuan periKonduktans

    (H/m) panjangsatuan perInduktansi

    (Ohm/m) panjangsatuan perResistansi

    Z

    salurantikkarakterisImpedansi 

    (rad/km)fasakonstanta;(Np/km)redamankonstanta, 

    saluran propagasiKonstanta

    '

    '

    '

    '

    000

    '

    '

    ''

    '

    0

    ''''''

    =

    =

    ==

    =

    +=

    ==÷÷ ø öçç

    è æ 

    ++=

    ==+=

    ==++=

    G

     L

     R

     jX  R

    Y  Z 

    C  jG L j R Z 

     j

    Y  Z C  jG L j R

    ww

    babag

    wwg

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder Saluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    25/58

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder….Konstanta Propagasi

    Propagation Constant

    bawwg   jC  jG L j R   +=++= )'')(''(

    Menyebabkan penurunan

    amplitudo gelombang karena

    desipasi daya sepanjang

    transmisi. Nilai a terkait

    dengan resistansi saluran

    Konstanta redaman

    Menyebabkan perubahan

    fasa dan bentukgelombangterkait dengan perubahan

    induktansidan kapasitansi

    sepanjang saluran

    Konstanta fasa

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    26/58

    0

    ' '.

    ' '

     R j L Z 

    G j C 

    w

    w

    +=

    +

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder…..Impedansi Karakteristik

    q Impedansi Karakteristiksaluran didefinisikandari suatu salurantransmisi yang panjangnya tak hingga

    q Jika saluran tersebut dicatu dengan tegangan AC maka akan

    muncul arus yang mengalir di sepanjang saluran (pengaruh nilai C’dan G’)

    q Perbandingan tegangan dan arus pada input saluran transmisidengan panjang tak hingga disebut Impedansi Karakteristik

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    27/58

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder…..Wavelength (λ )

    qWavelength (Panjang gelombang) didefinisikan sebagai jarak

    dimana gelombang merambat sepanjang saluran agar pergeseran

    gelombang mencapai 2π radian (satu gelombang penuh)

    )(2 meter bpl =

    q Jika suatu saluran menggunakan suatu dielektrik tertentu makapanjang gelombang bisa dituliskan :

    )(0 meter 

    r ell =

      =l0=r e

    Panjang gelombang di udara

    Konstanta dielektrik relatif 

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    28/58

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder…..Kecepatan Phasa (Vp)

    qKecepatan Phasa (phase velocity / wave velocity/ velocity of

    propagation ) didefinisikan sebagai kecepatan dimana gelombang

    merambat sepanjang saluran pada frekuensi tertentu.

    )sec/(   ond meter  f  V  p   ´= l

     f  V  p   ´= bp2

    b

    w=V  p

    q Jika saluran menggunakan bahan dielektrik maka

    e r  p

    C V   = C = Cepat rambat gelombang di udara

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    29/58

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Konstanta Sekunder…..Kecepatan Group (Vg)

    qKecepatan Group (group velocity) didefinisikan sebagai

    kecepatan dari sekumpulan gelombang yang bersuperposisiqDisebut juga kecepatan envelope

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    30/58

    1. Suatu saluran telepon open wire memiliki R’ = 10? /km,

    L’=0,0037 henry/km, C’=0,0083 x 10-6 , dan G’= 0,4 x

    10-6 mho/km , pada frequensi 1 Khz tentukan :

    a) Konstanta propagasib) Konstanta redaman

    c) Konstanta phasa

    d) Impedansi karakteristik

    e) Panjang gelombangf) Kecepatan phasa

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Contoh Soal

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    31/58

    a) Konstanta propagasi

    b) Konstanta redaman

    c) Konstanta phasa

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Solusi

    bawwg   jC  jG L j R   +=++= )'')(''(

    bappg   j j j   +=++=   -- ))10.0083,0(1000210.4,0))(0037,0(1000210( 66

    bag   j j j   +=++=   -- ))10.15,5210.4,0)(25,2310( 66

    bag   j+=°Ð°Ð=   - )56,8910.15,52)(73,6631,25( 6

    bag   j+=°Ð=   - 29,15610.92,1319 6

    bag   j perKm j   +=+=°Ð= )(0356,000746,0145,7803633,0

    )/(0000648,0)/(00746,0   mdB Kmneper    ==a

    )/(0356,0   Kmradian=b

    dBneper    686,81   =

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    32/58

    a) Impedansi Karakteristik

    b) Panjang Gelombang

    c) Kecepatan Phasa

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Solusi

    )(88,13788,682415,1166,696

    56,8910.15,52

    73,6631,25

    )''(

    )''(0

    6ohm J 

    C  jG

     L j R Z    -=°-Ð=

    °Ð

    °Ð=

    +

    +=

    -ww

    )(49,1760356,0

    22km===

    p

    b

    pl

    )/(10.49,176100010.49,176 63  sm f Vp   =´=´= l

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    33/58

    Persamaan UmumSaluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    34/58

    ),(),()''(),(   t  z  z V t  z  I  z  L J  z  Rt  z V    D++D+D= w

    ),()''(),(),(

    t  z  I  L J  R z 

    t  z V t  z  z V w+=

    D

    -D+-Taking the limit as Dz tends to 0 leads to

    ),()''(),(

      t  z  I  L J  R z 

    t  z V w+-=

    PersamaanPersamaan UmumUmum SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    35/58

    ),()''(),(

      t  z V C  J G z 

    t  z  I w+-=

    ),(),(   t  z  z  I  I t  z  I    D++D=

     z C  J 

    t  z  z V 

     z G

    t  z  z V t  z  z  I t  z  I 

    D

    D++

    D

    D+=D+-

    '1

    ),(

    '1

    ),(),(),(

    w

    Taking the limit as Dz 

    tends to 0 leads to

    ),()''(),(),(   t  z  z V  z C  J  z Gt  z  z  I t  z  I    D+D+D=D+-   w

    ),()''(),(),(

    t  z  z V C  J G z 

    t  z  z  I t  z  I D++=

    D

    D+-w

    PersamaanPersamaan UmumUmum SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    36/58

    0),(),(

    0),(),(

     

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    =-

    =-

     z t  I dz 

     z t  I d 

     z t V dz 

     z t V d 

    g

    g),()''(),(

      t  z  I  L J  R z 

    t  z V w+-=

    ),()''(),(

      t  z V C  J G z 

    t  z  I w+-=

    PersamaanPersamaan UmumUmum SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    0 0

    0 0

    ( , ) cos( ) cos( )

    ( , ) cos( ) cos( )

     z z 

     z z 

    v z t V e t z V e t z  

    i z t I e t z I e t z  

    a a

    a a

    w b w b

    w b w b

    + - -

    + - -

    = - + +

    = - + +

    0 0

    0 0

    ( )

    ( )

     z z 

     z z 

    V z V e V e

     I z I e I e

    g g

    g g

    + - - +

    + - - +

    = +

    = +

    DisebutPersamaanDifferential salurantransmisi

    SolusiTegangandanarus:

    Ataudalam bentuk fungsihiperbolic:

     z  z e z 

    ggg

    sinhcosh +=

     z  z e  z 

    ggg

    sinhcosh -=-

     z V V  z V V    gg   sinhcoshV(z) 0000+--+ -++=

     z  I  I  z  I  I    gg   sinhcoshI(z) 0000   ÷ ø

     ö

    çè 

    æ 

    -+÷ ø

     ö

    çè 

    æ 

    +=

      +--+

    Disebut Telegrapher’s Equations

    Ingat :

    ( ){ }t  je z V    wRet)V(z, =Dalam FungsiReal Time:

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    37/58

    +

    V(z)-

     Z og=a +j b

    )eAe(-AZ0

    1I(z)

    eAeAV(z)

    zz

    zz

    γ2

    γ1

    γ2

    γ1

    -

    -

    +=

    += PersamaanUmum saluran

    transmisi

    L

    V(z) = Tegangan sejauh z dari sumber 

    I(z) = Arus sejauh z dari sumber 

    Z

    PersamaanPersamaan UmumUmum SaluranSaluran TransmisiTransmisi

    zγ2eAV(z)

      -+ =

    zγ1eAV(z)   =

    -

    Menggambarkanada dua

    gelombangyang merambatdalam saluran transmisi :• V+dan atau I+ yang merambat

    padaarah (Z positif)• V-dan atau I- yang merambat

    padaarah (Z negatif)

     I(z)

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    38/58

    o

    21

    zz

    21sz

    Z

    AA- II

    AAVV:didapatmaka0zJika

    +==

    +==

    =

    )eAe(-AZ

    1I

    eAeAV

    zz

    zz

    γ

    2

    γ

    1

    O

    z

    γ

    2

    γ

    1z

    -

    -

    +=

    +=

    Persamaan umum saluran :

    Pers 1

    Pers 2

    2

    .ZIVs A

    2

    .ZIVs A

    0s

    2

    0s

    1

    +=

    -=

    úû

    ùêë

    é   --ú

    û

    ùêë

    é   +=

    úû

    ùêë

    é   ++úû

    ùêë

    é   -=   -

    2

    ee.ZI

    2

    eeVV

    e2

    .ZIVe

    2

    .ZIVV

     :didapat1, pers keAdanAkanSubstitusi

    γz-γz

    0s

    γz-γz

    sz

    γz0ssγz0ss

    z

    21

    γz  Z  I γz V V  s s z 

    sinhcosh0

    -=

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter sumber sumber diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a+j b

    Z=L

    Z

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    39/58

    39

    Persamaan umum saluran :

    Pers 1

    Pers 2

    úû

    ùêë

    é   --ú

    û

    ùêë

    é   +=

    úû

    ùêë

    é   ++ú

    û

    ùêë

    é   -=   -

    2

    ee

    Z

    V

    2

    eeII

    e2Z

    .ZIVe

    2Z

    V.ZII

     :didapat2, pers keAdanAkanSubstitusi

    γz-γz

    0

    S

    γz-γz

    sz

    γz

    0

    0ssγx

    0

    S0s

    z

    21

    γz  Z 

    V γz  I  I    s

     s z sinhcosh

    0

    -=

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter sumber sumber diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a+j b

    Z=L

    Z

    )eAe(-AZ

    1I

    eAeAV

    zz

    zz

    γ

    2

    γ

    1

    O

    z

    γ

    2

    γ

    1z

    -

    -

    +=

    +=

    Persamaan umum saluran :

    Pers 1

    Pers 2

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    40/58

    40

    γz  Z  I γz V V   s s z    sinhcosh 0-=

    γz  Z 

    V γz  I  I    s s z  sinhcosh

    0

    -=

    Persamaan Tegangan 

    Dan Arus Jika Parameter 

    Sum ber diketahui ! 

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter sumber sumber diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a +j b

    Z=LZ

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    41/58

    )eAe(-A

    Z

    1I

    eAeAV

    zz

    zz

    γ

    2

    γ

    1

    O

    z

    γ

    2

    γ

    1z

    -

    -

    +=

    +=

    Persamaan umum saluran :

    Pers 1

    Pers 2

    [ ]γL2

    γL

     1

    o

    L

    γL

    2

    γL

     1L

    eAeA-Z

    1 I

    eAeAV

    :didapatmaka LzJika

    -

    -

    +=

    +=

    =

    γL0LL

    2

    γL0LL1

    e2

    .ZIV A

    e2

    .ZIV A

    úû

    ùêë

    é   +=

    úûùêëé  -

    =   -

    úû

    ùêë

    é   -+ú

    û

    ùêë

    é   +=

    ú

    û

    ùê

    ë

    é   ++ú

    û

    ùê

    ë

    é   -=

    úû

    ùêë

    é   ++úû

    ùêë

    é   -=

    úû

    ù

    êë

    é   +

    +úû

    ù

    êë

    é   -

    =  +-

    2

    eeZIe

    2

    eeVV

    e

    2

    .ZIVe

    2

    .ZIVV

    e2

    .ZIVe

    2

    .ZIVV

    e2

    .ZIVe2

    .ZIVV

     :didapat1, pers keAdanAkanSubstitusi

    γd-γd

    0L

    γ-

    γd-γd

    Ld

    γd0LLγd-0LL

    d

    z)-γ(L0LLz)-γ(L-0LL

    d

    γLγz0LLγL-γz0LL

    z

    21

    γd  Z  I γd V V  L Ld 

      sinhcosh0

    +=

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter BebanBeban diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a+j b

    Z=L

    d

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    42/58

    )eAe(-AZ

    1I

    eAeAV

    zz

    zz

    γ

    2

    γ

    1

    O

    z

    γ

    2

    γ

    1z

    -

    -

    +=

    +=

    Persamaan umum saluran :

    Pers 1

    Pers 2

    Dengan cara yang sama masukkan

     A1 dan A2 ke pers 2, maka didapat :

    γd  Z 

    V γd  I  I 

      L

     Ld  sinhcosh0

    +=

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter BebanBeban diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a+j b

    Z=L

    d

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    43/58

    γd  Z  I γd V V  L Ld 

      sinhcosh0

    +=

    γd  Z V γd  I  I    L

     Ld sinhcosh

    0

    +=

    Persamaan Tegangan 

    Dan Ar us Jika Parameter 

    Beban diketahui ! 

    PersamaanPersamaan TeganganTegangan dandan Arus Arus jika jika

    ParameterParameter BebanBeban diketahuidiketahui

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a +j b

    Z=L

    d

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    44/58

    • Pada slide sebelumnya sudah didefinisikan mengenai impedansikarakteristik

    • Alternatifpengertian impedansi karakteristik yang dilihat dari

    persamaan umum saluran transmisi, adalah ratio antara tegangan danarus yang merambat ke satu arah ( V(z)+/I(z)+ ) atau ( -V(z)-/I(z)- ) pada

    setiap titik di saluran transmisi

    -

    -

    +

    +-+-+

    -++

    -++

    -=+=+

    +=

    +==

    +-=-

    ==

    ==

    +-=

     I 

    V  jX  R

    C  jG

     L j R L j R

     I 

    V  Z 

    e I  L j ReV 

    e I  z  I  z  I 

    eV  z V  z V 

     z  I  L j Rdz 

     z dV 

    ooo

     z  z 

     z 

     z 

    w

    w

    g

    w

    wg

    w

    gg

    g

    g

    )()(

    )()(

    )()(

    )()()(

    z

    ImpedansiImpedansi KarakteristikKarakteristik

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    45/58

    • Dapat disimpulkan bahwa impedansi karakteristik bukan merupakanfungsi dari jarak, dan besarnya hanya tergantung dari nilai R’, L’, C’,dan G’ saja.

    • Untuk mempermudah desain dan aplikasi biasanya nilai impedansikarakteristik (Z0) dari berbagai jenis saluran sudah dibuat formula-

    formula yang bisa langsung digunakan

    ImpedansiImpedansi KarakteristikKarakteristik

    1. Carilah formula-formula Impedansi

    karakteristik (Z0) beberapa jenis saluran

    transmisi!2. Apa saja yang mempengaruhi besarnya nilai

    impedansi karakteristik dari suatu jenis

    saluran transmisi?

    TUGAS 3

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    46/58

    46

     

    coshI

    1

     coshI

    1

    denganKalikan

    sinhcosh

    sinhcosh

    L

    L

    0

    0

    γd  Z 

    V γd  I 

    γd  Z  I γd V  I V  Z 

     L L

     L L

    g

    g

    ++==

    úû

    ùêë

    é

    +

    +=

    γd  Z  Z 

    γd  Z  Z  Z  Z 

     L

     L

    tanh

    tanh

    0

    0

    0

    Didapat :

    Merupakan  impedansi saluran sejauh d dari beban  !

    PersamaanPersamaan ImpedansiImpedansi SaluranSaluran TransmisiTransmisi

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s

    +

    V  L-

     Z og=a+j b

    Z=L

    L

    d

    ZdZin

    Bedakan dengan impedansi

    karakteristik saluran !!!

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    47/58

    47

    ú

    û

    ùê

    ë

    é

    +

    +=

    γd  Z  Z 

    γd  Z  Z  Z  Z 

     L

     L

    tanh

    tanh

    0

    0

    0

    Jika d = L maka :

    úû

    ù

    êë

    é

    +

    +===

    γL Z  Z 

    γL Z  Z  Z  Z  Z 

     L

     L

    in Ld  tanh

    tanh

    0

    0

    0

    Adalah  Impedansi Inp ut Saluran Transm isi  ! 

    PersamaanPersamaan ImpedansiImpedansi SaluranSaluran TransmisiTransmisi

     Z  L

     Z  g 

    V  g 

    +

    V  s-

     I  s+

    V  L-

     Z og=a+j b

    L

    d

    ZdZin

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    48/58

    • A 40-m long TL has V  g =15 cos (ωt), Z o= 262,88-j137,88 W, and γ =0,00746+J0,0356 (per m). If Zg=ZL=Z0 , find:

    a) the input impedance Z in ,

     b) the sending-end current I in

    c) the sending-end voltage V in,

    d) the receiving-end voltage VL.e) the receiving-end current IL

    f) Impedance at point 20 m from load

     Z  L Z  g 

    V  g 

    +

    V in-

     I in

    +

    V  L-

     Z o= 262,88-j137,88 Wγ= 0,00746+j0,0356

    40 m

    LatihanLatihan

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    49/58

    a) Input Impedance (Zin)

    Karena saluran match dengan beban, maka Z0 = ZL = 262,88-j137,88 W

    Maka:

    b) Sending-end Current (Iin)

    c) Sending-end voltage (Vin)

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Solusi

    W-==

    ú

    ú

    û

    ù

    ê

    ê

    ë

    é

    +

    += 88,13788,262

    tanh

    tanh0

    0

    00   j Z 

    γL Z  Z 

    γL Z  Z  Z  Z 

     L

     Lin

     Z in Z  g 

    V  g 

    +

    V in

    -

     I in

    ( ) ( ) 76,27576,525015

    88,13788,26288,13788,262

    015

     j j j Zin Z 

    V  I 

     g 

     g in

    -

    °Ð=

    -+-

    °Ð=

    +=

    ))(68,27cos(0253,068,270253,068,2769,593

    015amperet  I in   °+=°Ð=

    °-Ð

    °Ð=   w

     Z in Z  g 

    V  g 

    +

    V in

    -

     I in

    ( ) ( )  °Ð´

    -+-

    -=´

    += 015

    88,13788,26288,13788,262

    88,13788,262

     j j

     jV 

     Zg  Zin

     Z V   g 

    inin

    t)(volt)(cos7,5)(05,72

    015w=°Ð=

    °Ð=   volt V in

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    50/58

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    51/58

    f) Zd=20m

    Parameter Parameter--parameterparameter dalamdalam SaluranSaluran

    TransmisiTransmisi

    Solusi

    W-==úúû

    ù

    êêë

    é

    +

    += 88,13788,262

    tanh

    tanh0

    0

    00   j Z 

    γd  Z  Z 

    γd  Z  Z  Z  Z 

     L

     Ld 

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    52/58

    Konsep Bandwidth dalamSaluran Transmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    53/58

    53

    • Matching impedansi yang dilakukan pada frekuensi tunggal/referensibisa saja berhasil mencapai VSWR minimum yang mendekati 1 disaluran utamanya, terutama jika salurannya lossless. Jika saluranlossy, maka matching dengan VSWR minimum mendekati 1 dapatdicapai pada pangkal saluran (titik input), sedangkan di ujung saluran(titik beban) VSWR akan cenderung membesar.

    • Setelah matching dilakukan pada frekuensi referensi, saluran tersebut

    bagi komponen sinyal dengan frekuensi yang semakin jauh darireferensi akan semakin tidak matched.

    • Dapat dibuat plot kurva respons VSWR saluran terhadap frekuensi.

    VSWR

    1.2

    1.4

    1.6

    1.8

    1.35

    f ref    f H f L

    BW 1.35=f H  - f L

    BandwidthBandwidth dalamdalam SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    54/58

    54

    • Jika band-width filter didefinisikan pada respons 3 dBdari referensi, maka   band-with saluran transmisi didefinisikan untuk nilai VSWR maksimum yang diijinkansebagai referensi . Tetapi nilai VSWR maksimumreferensi tersebut tidak disepakati berharga tertentu,bisa saja 1,15; 1,20; 1,35; atau 1,50 asalkan cukup baikuntuk aplikasi yang bersangkutan (pantulan tidakmembahayakan peralatan, khususnya pesawatpemancar).

    • Matching berganda (transformator-l/4 ganda, stubganda) bertujuan memperlebar bandwidth pada VSWR

    yang sama dibandingkan dengan matching tunggal.

    BandwidthBandwidth dalamdalam SaluranSaluran TransmisiTransmisi

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    55/58

    Questions???Questions???

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    56/58

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    57/58

    Find the baby

  • 8/18/2019 01_SALTRAN_DNN_PENDAHULUAN-Konsep-Dasar-Saluran-Transmisi.pdf

    58/58