elektro-telekomunikasi.pptx

ELEKTRONIKATELEKOMUNIKASI

SILABUS

4 Modulator dan Demodulator AM5 Modulator dan Demodulator FM

6

Filter: tanggapan filter, frekuensi cut-off, rate roll-off, tipe filter, dan orde filter

7 Desain Filter8 UTS

No Topik Bahasan dan Sub Topik Bahasan

1 Pendahuluan

2

Osilator: Pengertian osilator, Osilator Pergeseran Fase RC, Osilator Wien Bridge, dan Osilator Twin-T

3

Osilator: Osilator Colpitts, Osilator Hartley, Osilator Clapp, dan Osilator Armstrong

SILABUS9 Tuned Amplifier: untai tuner, faktor Q, impedan dinamik, gain dan

bandwidth, dan efek pembebanan

10Tuner amplifier: efek tapping koil, amplifier transformer terkopel, dobel tuning, amplifier kristal dan keramik, IC amplifier, dan testing tuned amplifier

11 Power amplifier: karakteristik transistor dan parameter biasing transistor, biasisng pembagi tegangan, tipe-tipe power amplifier

12 Amplifier: konsep dan desain amplifier kelas Akonsep dan desain amplifier kelas B

13 PLL (Phase Locked Loop): definisi dan fungsi PLL, Elemen-elemen PLL, kompensasi

14 PLL: IC PLL, sintesis frekuensi

15Devais mikrowave: propagasi mikrowave, distorsi saluran transmisi, pemantulan dan refleksi gelombang, karakteristik gelombang berdiri, komponen mikrowave pasif, komponen mikrowafe aktif

16 UAS

ReferensiKomunikasi Elektronika, Dennis

Roddy dkk, Erlangga-1996

PenilaianUAS 40%UTS 30%Tugas & Quiz30%

7

Model Siskom

TI Tx

RxTO

Kanal komunikasi

Message input Sinyal input

Sinyal yang ditransmisikan

Transducer Input

Pemancar

Message output

Transducer Output

Penerima Redaman, distorsi, derau, interferensi

( tergantung karakteristikkanal ybs )

Sinyal output

8

Tx : Transmitter

ModMod UpConvUp

Conv

Penguat Penguat IF Penguat daya

saltran

antena

FilterFilter

Mixer

Oscillator

RFIFPembawa IF

9

Rx : Receiver

ModMod DownConvDownConv

Penguat Penguat IF LNA

saltran

antena

FilterFilter

Mixer

Oscillator

RF

IF

C RC R

10

11

Definisi :

• Osilator merupakan rangkaian elektronik yang didesain sebagai penghasil/ pembangkit sinyal

• Metode pembangkitan:1. Menggunakan feed back LC

sebagai resonator penghasil gelombang sinusoidal.

2. Menggunakan rangkaian resistansi negatif

12

Prinsip Dasar Oscillator menggunakan

metode feedback

13

Prinsip Dasar Oscillator

Rangkaian mempunyai penguatan negatif (-A) dengan feed back β

Tegangan feedBack : Vf = β . Vo = ViTegangan Output : Vo = -A . ViMaka diperoleh :

Vf = -A.β.Vi = Vi Supaya stabil : A.β = -1, artinya

Magnitude = 1, Fasanya = 180° = π atau kelipatan 2π-nya shg terjadi osilasi.

Jika Vo merupakan tegangan tertentu (tdk = 0), maka : 1 + Aβ = 0

14

Syarat Osilasi

Magnitude : |A.β| = 1Fasanya : 180° = π atau kelipatan 2 π -

nyaJika |A.β| > 1 : berosilasi tetapi tidak

linier (sinyal mengalami cacat)Jika |A.β| < 1 : tdk terjadi osilasiSupaya berosilasi dan stabil:

◦ mula² dipilih |A.β| > 1 untuk memicu osilasi,

◦ kemudian dipilih |A.β| = 1 supaya osilasi stabil.

15

Rangkaian Osilasi dengan FeedBack “Reaktansi”Gambar Rangkaian :

Z3

Z1

Z2

VoAC

Z2Z1

Z3

Vo

Vi -

+

RoAv

Keterangan :• Av : penguatan op amp ; Ro : hambatan dalam Op.Amp

16

Rangkaian Osilasi dengan FeedBack “Reaktansi”Beban mempunyai impedansi :

Zp = Z2 // (Z1+Z3)Penguatan tegangan : A=Vo/Vi

viop

po AV

RZ

ZV

penguatan Inverting , sehingga

3210321

312

321

312

312312

312 )(

ZZZRZZZ

ZZZZZZ

ZZZA

ZZZRZZZ

ZZZA

RZ

ZAA

v

o

v

op

pv

17

Penguatan Umpan Balik (β = Vi / Vo )Gambar Rangkaian

(Vi dan Vo thd ground):

Z3

Z1Z2

Vo

-+

Vi

1312321

12

31

1

31

1

ZZZRZZZ

ZZAA

ZZ

ZV

ZZ

ZV

o

v

oi

18

Jika Impedansi yang digunakan adalah Reaktansi murni ( Kapasitif/ Induktif ) yaitu

Maka:

1:;; 2332211 jjXZjXZjXZ

31321

312321

21

0

0)imajinerbagian / saja riil (bil 1

XXXXX

XXXXXXjR

XXAA

o

v

19

Bila X3 induktif; maka 2 komponen lainnya kapasitif (X1,X2)

Bila salah satu kapasitif X3; maka

2 komponen lainnya Induktif (X1,X2)

2

1

1

2

1

31

31

1 1

C

C

X

X

X

XXA

XX

XAA

v

v

Pertemuan II

21

Jenis – Jenis Osilator

Jenis X1 X2 X3 Keterangan

Hartley L1 L2 C L = L1 + L2

Collpits C1 C2 L C = C1C2 / (C1+C2)

Clapp C1 C2 seri LC3 C=C3

Frekuensi osilasi untuk semua jenis rangkaian adalah : f = 1/(2LC)

2X 1X

3X

VA

22

1. OSILATOR HARTLEY

Keterangan : X3 = kapasitif, X1 & X2 = Induktif

23

2. OSILATOR COLLPITS

Keterangan : X3 = Induktif, X1 & X2 = Kapasitif

24

Analisa rangkaian osilator Collpitts

Rangkaian pengganti frekuensi tinggi

sL+ +

+

_ _

_

Vbehie

Vbe

1/sC1

1/sC2I3(S)

I2(S)I1(S)

25

Keterangan :

fjjWS

tOpencircuihoe

hoe

diabaikanhoe

2

1

0

1

Dari Rangkaian Pengganti :

sVgmsIsI

sI

sC

sIsV

sCsIsIsV

be

o

11

2

1

10

121

;1

1Impedansi Arus

26

Penguatan Tegangan :

sV

sVsA

i

o sVsV bei

sI

sI

sC

gmsA

1

2

1

1

Penguatan Umpan Balik

sI

sI

sC

sI

sIhie

perolehSehinggaDihiesIsV

sV

sV

be

o

be

1

2

1

1

3

3

1

;

27

sI

sIhiegmA

1

31

Rangkaian Pengganti :

hie

sL

1/ s

C1

1/ s

C2I1

I2

I3

28

Dilihat dari rangkaian Pengganti

sIhie

sC

sCsI 2

2

23 1

1

hiesCsI

sI

22

3

1

1

1212

2

2

2

2211

2

2

2

2211

1

2

21

1

1

2

11

1

111

1

1

1

111

1

//11

1

sChiesChieLCs

hiesC

sC

sC

hiesC

hiesC

sLsC

sC

hiesC

hiesC

hiesC

hiesC

hiesC

sLsC

sCsI

sI

hiesC

sLsC

sC

sI

sI

29

1

1

2112

213

2

1

2

hieCCsLCshieLCCs

hiesC

sI

sI

1

1

2112

213

1

3

1

3

hieCCsLCshieLCCssI

sI

sI

sI

Sehingga :

11211

221

3

hieCCsLCsLhieCCs

hiegmA

11

Im

11

21

212

212

1

hiegm

WLC

oajiner

CCLWCChiejWLWC

hiegmA

30

Frekuensi Osilasi diperoleh dengan syarat Im =0

222

21

212

212

21

42 ffCCL

CCW

CCLWCC

Jadi Frekuensi osilasi :

21

2121

21 1

2

1

2

1

CC

CCL

CCL

CCfo

21

1

2

1

seriCCLfo

31

3. OSILATOR KRISTALDasarnya adalah osilator Collpitts yang

sudah diperbaiki menjadi “Osilator Pierce” dgn gbr sbb:

Perhatikan Gambar Osilator Pierce

32

Syarat Osilator Pierce

0111

0

;;

0

21

321

332211

321

2

1

jwCjwL

jwCjwC

XXXX

CXCXCX

XXX

CC

CC

Sehingga diperoleh Frekuensi Osilasinya menjadi

seriCseriCCLfo

21

1

2

1

dimana CCC 21 &

33

Osilator pierce diatur hanya oleh L & C saja,penguatan tidak berubah ,karena penguatan hanya diatur oleh besarnya

2

121 ;&

C

CACC v

W

Reaktansi = X

Induktif

Kapasitif

KarakteristikReaktansix’Tal Jika R =0

pp fw 2ss fw 2

Wp = Resonansi paralelWp = pf2

'1

2

1

CCLf p

Syarat CC '

Ws= Resonansi SeriWs =

sf2

CLf s

1

2

1

posilasis fff dimana

34

Maka, Output Osilator :

tfCosAV oo 2

35

Osilator gel. Mikro dengan metode tahanan negatif 2 port

Transistor “s”Rangkaian transmisi

Rangkaian beban

( Tunning)

ГT Гout

ГIN ГL

36

Osilator gelombang mikro (frekuensi tinggi)

Syarat terjadi osilasi :

K<1ГIN . ГL = 1ГOUT . ГT = 1

L

LOUT S

S

22

22

1

T

T

T

TIN S

S

S

SSS

22

11

22

211211 11

37

Prosedur perancangan Osilator tahan negative 2 port :

1. Pilih transistor yang mantap bersyarat pada frekuensi osilasi ωo

2. Mengambarkan lingkaran kemantapan terminasi (lingkaran kemantapan beban)

titik pusat:

jari-jari:

3. Rancang rangkaian terminasi untuk menghasilkan │ГIN│ > 1 (pilih ГT di daerah tidak mantap)

4. Rancang rangkaian beban untuk beresonansi dengan Zin dan penuhi kondisi syarat mula osilasi

22

**)(

22

1122

S

SSCT

2222

2112

S

SST

38

Contoh perancangan

Rancanglah transistor yang akan digunakan sebagai osilator yang akan digunakan sebagai osilator tahanan negatif yang bekerja pd f=8GHz dengan parameter”s” sbb:S11 =0,98 < 163o

S12 =0,39 < -54o

S21 =0,675 < -161o

S22 =0,465 < 120o

39

Solusi :

1. K = 0,529 < 1(mantap bersyarat)

2. CT = 1,35 < -156o

rT = 0,5213. Pilih Tdi daerah yang tidak

mantap(│ГIN│ > 1 )

titik A ―› ГT = 1 < -163o

4. Rangkaian beban:

ZL= =19 + j2,6

1/

1/

OT

OTT ZZ

ZZ

40

Latihan:Example 8.3 ( Buku Mikrowave & RF Design of wireless System)Desainlah transistor osilator pada 4GHz

menggunakan FET GaAs. Common gate configuration, untuk meningkatkan “instability” gunakan induktor 6 nH dipasang seri pada kaki gate. Pilihlah rangkaian terminasi untuk menyepadankan beban 50 Ω.(gunakan saltran/stub).Parameter S transistor :S11 = 0,72 < -116o

S12 = 0,03 < 57o

S21 = 2,60 < 70o

S22 = 0,73 < -54o

pada Zo = 50 Ω