PT2123 04 Penguat Frekuensi Tinggi

7/22/2019 PT2123 04 Penguat Frekuensi Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/pt2123-04-penguat-frekuensi-tinggi 1/56

Modul 4

PPTT 21212323

Elektronika KomunikasiElektronika Komunikasi

PENGUAT FREKUENSI TINGGIdengan parameter S

Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

-

Bandung – 2007



Agenda:

o e pengua

Definisi parameter s dan konversi dari parameter y, z, h keparameter s

Definisi faktor-faktor penguatan

Kemantapan penguat RF

Perancangan Penguat dengan Gain Maksimum

Perancangan Penguat dengan Operating Power Gain Ditentukan

Perancangan Penguat dengan VSWR Ditentukan

Perancangan Penguat dengan Noise Figure Ditentukan

PT2123 - Elektronika Komunikasi - Penguat Frekuensi Tinggi 2



MODEL SISTEM




Penguat frekuensi tinggi SATU TAHAP dapat dimodelkan sebagai berikut :

Tampak bahwa sistem dapat dipandang sebagai hubungan kaskade

dari kutub-4, sehingga pada umumnya metoda analisis yang dapat

digunakan untuk mempelajari perilaku suatu penguat adalah dengan

menggunakan parameter satu kutub empat.

Parameter Kutub 4 :

1. Parameter Z, Y, H, ABCD(frekuensi rendah)

2. Parameter S (frekuensi rendah


sampa ngg



Parameter Z ⎥

⎤

⎢

⎡

⎥

⎤

⎢

⎡=⎥

⎤

⎢

⎡ 112111 i

.

ZZ

V

Parameter Y ⎥

⎤

⎢

⎡

⎥

⎤

⎢

⎡=⎥

⎤

⎢

⎡ 112111 V

.

YY

i

⎤⎡⎤⎡=⎤⎡ 112111 hhV i ⎤⎡⎤⎡

=⎤⎡ 21 VBAV

222212

⎦⎣⎦⎣⎦⎣222212 Vhh

i

⎦⎣⎦⎣⎦⎣21

i-

.

DCiParameter-parameter tersebut diatas mudah diukur pada frekuensi

rendah karena en ukurann a membutuhkan BEBAN HUBUNG

SINGKAT dan/atau BEBAN TERBUKA, yang mudah diperoleh pada

frekuensi RENDAH.

Y(admitansi) atau ABCD sangat sulit (tidak mungkin) DIUKUR,

karena :

. menyebabkan komponen aktif yang digunakan tidak stabil

(OSILASI)


TERBUKA/TERTUTUP dengan range bidang frekuensi yang lebar

(wilayah operasi frekuensi yang lebar)



Maka digunakan Parameter S (Scattering

Parameter):

Gambar ai dan bi

Vi+ -

Signal flow graph


a angge om angZoi

== pantulgelombangZoi

i ==

Dimana: i = 1(port 1) atau 2 (port 2)



112111⎥⎦

⎢⎣

⎥⎦

⎢⎣

=⎥⎦

⎢⎣ 222212 a

.SS

b

a

b1

1

i11 SS=

== → koefisien refleksi masukan dengan keluaran

K-4 ditutup beban sesuai (match)

b2

f 21 SS == → koefisien transmisi maju dengan keluaran

0a2 = -

b2== → koefisien refleksi keluaran dengan masukan a 0a

21

o22

= K-4 ditutup beban sesuai

b1 → koefisien transmisi balik den an masukan


a

0a

2

1

r 12

=K-4 ditutup beban sesuai



Hubungan parameter s dan parameter y




Hubungan parameter s dan parameter z




Hubungan parameter s dan parameter h




Denormalisasi parameter h, y dan z




APROXIMATE CONVERSION FORMULAS

arameter h brid dari Common base/collector ke common emitor

Common Common base Common

hie hicibh

-

fb+

ibobhh −re rc

–

rb

fbh+1

fbh−

e

c fbh+1

obh


oe oc fb

h+1



FAKTOR PENGUATAN PENGUAT RF

1. Transducer Power Gain (GT)

bebankediberikanyangDaya

P G LT

== AVS

2. Operating Power Gain (GP)

bebankediberikanyangDayaP G

LP ==

r transistokediberikanyangDayaP IN

3. Available Power Gain (GA)


sinyalsumber padatersediayangDayaP G

AVS

A ==



L22

121

2L221212

2121111 S-1.S =.b.S+.S= b

.S.S baa

aa ΓΓ⎫+=

1

L22.

L21.12

1112L121111

2L22

L

2221212 .

S-1

.SS +.S=.b.S+.S= b

.b

.S.S b aaa

aa

aaΓ

ΓΓ→

⎪

⎬

Γ=→=

+=

Γ

L22.

..

11IN

1

IN2

S-1S b

a Γ+=Γ→=Γ

2

OUT

a 0E

s ==Γ ES = 0 → a1 = ΓS.b1


b1 = S11.ΓS.b1 + S12.a2 →S11

212

1

.S-1

. b

Γ

=



b2 = S21.ΓS.b1 + S22.a2 = 2222

S11

S21.12aa .S

.S-1

.SS +

Γ

Γ

S2112

22

2

OUT

-

..SS S

b

Γ+==Γ

2 2 2 2

.s =


IN 1 - 1 1 . - IN



RANGKAIAN MASUKAN :

V1 = ES + I1.ZS

-Bila :

O

11

Z a =

O

11

Z

V b =

OSS

ZE b =

OS Z-Z=

OS ZZ +OS

ZZ+

bs.s. bs

.b b 1IN1

1SS1aaa ΓΓ+=

→⎬⎫Γ+=

-1

.INS

1IN1 aΓΓ

=

2INS

2

IN2

S2

1IN

.-1

-1

. bP ΓΓ

Γ=

Daya yang tersedia pada sumber sinyal (P AVS) = Daya masukan transistor (PIN), bila

ΓIN = ΓS*, sehingga :2

1

22

--2

S

S2

IN

SIN

AVS

1 P *P

Γ−=Γ=Γ= 2

INS

AVSIN

.-1.PP ΓΓ=22


atau PIN = PAVS . MS dimana:

2

INS

INS

S

.-1

-.- M

ΓΓ

=



RANGKAIN KELUARAN :

VL = ETH – IL . ZOUT +

Bila :O

L2

Z

-V b = O

2

Za =

OTH ZE OOUT Z-Z

OOUT

TH

ZZ +=

OOUT

OUT

ZZ +b2 = bTH + ΓOUT.ΓL.b2 dimana ΓL . b2 = a2 →

TH

2

b b =

LOUT .-Daya yang diberikan ke BEBAN :

)-(1. b - b P2

L2

221

22

21

22

21L a Γ== 2

2

L2

TH21L

-1 . bP

Γ

= LOUT−

Daya tersedia dari Kutub-4:

= = * 2

2

TH21

LAVN

b P

*P ===

,OUT

−2

OUT

2

L -1.-1 ΓΓ=

atau PL = P AVN . ML dimana


2

LOUT .-1 .

ΓΓ2

LOUT

OUTL

L

.-1

-1.-1 M

ΓΓ

ΓΓ=



OPERATING POWER GAIN (GP)

-22

1

)-(1.a.

P G 2

IN

2

121

2

IN

L

P

Γ==

2

L22

121

2

r .S-1

. b = →

2

L22

L2

212

IN

P

.S1

-

S -1 G Γ−Γ=

.MG

P

P .G

P

P .

P

P

P

P G SP

AVS

INP

AVS

IN

IN

L

AVS

LT ===== 2

L22

2

L2

212

INS

2

S

.S1

-1 S

1

-1

.- Γ−

ΓΓ

ΓΓ

atau2

LOUT

2

L2

212

S11

2

S

T

.1

-1 S

.S1

-1G

- ΓΓ−

Γ

Γ

Γ=

AVAILABLE POWER GAIN

2

2

S 1-1 Γ


MP

.P

P

GLLAVSAVS

A === 2

OUT

212

S11

A

1.S1

- Γ−Γ=



Contoh soal:

Transistor microwave mempunyai parameter “S” pada 10GHz, dengan impedansi referensi (ZO) 50 Ω sbb.:

S =0 45 <1500

S12

=0,01 <-100

S21=2,05 <100

S22=0,40 <-1500

Jika digunakan hambatan sumber ZS=20 Ω dan Hambatan

beban sebesar ZL=30Ω

, hitunglah Operating power Gain, Available,

Solusi: ΓS=-0.429, ΓL=-0.250

151408.0dan150455.0 00 −∠=Γ∠=Γ⇒

85.5

94.5

=⇒

=⇒

A

P

G

G


49.5=⇒ T G



VSWR MASUKAN

a1

a1 VSWR IN

Γ−Γ+=

O

O

ZZa

-a

a +=Γ-

2

=)a-(1M

.MPP

S

SAVSIN

Γ=⎭=

22

*-

-1

-.- - 1a

-

)-(1.)-(1 M

M-1a

SIN

2

INS

INS

2

2

IN

2

S

S

S

ΓΓ

ΓΓ=Γ

⎪

⎪⎬ΓΓ

=

=Γ

-1

SINΓΓ




Contoh soal:

IN IN AVS IN

ΓIN = 0,4 <-145°

i=

a

S

S

ΓS = 0,614 <160°

Hitunglah : a. |Γa| (0.326)

b. VSWRIN (1.985)




VSWR KELUARAN

AVN .

b1 Γ+OZ-Zb

b1

Γ−OZZb

+

=

22

*-

-1

-.- - 1

)-(1.)-(1 M

M-1

LOUT

2

LOUT

OUTL

2

2

OUT

2

L

L

L b b

ΓΓ

ΓΓ=Γ⎪⎬ΓΓ

=

=Γ


-1

-LOUT

LOUT b

ΓΓ=



KEMANTAPAN PENGUAT RF

.Suatu penguat dinyatakan MANTAP TANPA SYARAT, bila terpenuhi │ΓIN│< 1

dan │ΓOUT│< 1; untuk SEMUA harga impedansi sumber dan beban PASIF

(│ΓS│< 1 dan │ΓL│< 1)

2. Mantap bersyarat (Conditionally Stable, Potentially Unstable)

Suatu penguat dinyatakan MANTAP BERSYARAT, bila terpenuhi │ΓIN│< 1

dan │ΓOUT│< 1; untuk SEJUMLAH harga impedansi sumber dan beban PASIF

OSILASI terjadi pada penguat, jika pada terminal masukan atau keluarannya, terdapat

RESISTANSI NEGATIF, yaitu bila │ΓIN│> 1 atau │ΓOUT│> 1.

Sebagai contoh, jika impedansi masukan : ZIN = - RIN + jXIN (-RIN = resistansi negatif)

1 XR -Z

X)Z(R

ZXR -

Z- jXR -

21

2

IN

2

INO

2IN

2OIN

OININ

OININ

IN >+

++=

++

+=Γ

E I

S

=ZS

ZoutZin


)X(X)R -(R SININS ++

LOUTINS

EsL



Pada satu frekuensi tertentu bisa terjadi : ∞=⎭⎬⎫

=+

= I

0XX

0R -R

SIN

INS

Berdasarkan kepada koefisien refleksi, penguat yang MANTAP TANPA SYARAT

akan terpenuhi bila :

1. ΓS < 1 1..SS

SS2112

22OUT <Γ

+=Γ3. .

2. │ΓL│< 1 1-

..SS SL2112

11IN <Γ+=Γ

.- S11

4. .

.

Pada penguat MANTAP BERSYARAT, harga│ΓS│dan│ΓL│yang memberikan kemantapan

dapat ditentukan dengan menggunakan PROSEDUR GRAFIS pada SMITH CHART.

Tempat kedudukan S dan L yang menghasilkan │ OUT│=1 dan │ IN│=1 ditentukan dulu :

..SS L2112

=Γ

=.S-1

L22

Γ21121122 .SS**).S-(S Δ


2112221122

22

22

22

L .-. -S-S

-ΔΔ



Persamaan diatas merupakan persamaan lingkaran beban

⎧.SS

2112

(tempat kedudukan ΓL untuk│ΓIN│=1):

⎪

⎪⎨

→Δ

=

Δ=

lingkaran pusattitik -

**).S-(S C

ar -ar -S

22

1122

L

22

22

L

Lingkaran Kemantapan

Beban

CL LR Bagaimana menentukan daerah ΓL yang

1IN =Γ

CLMANTAP ?

=

Smith ChartJika

11IN

OL

LOL S0Z-Z

ZZ =Γ⇒==Γ=


OL

ZZ

+



¾Jadi bila│S11│< 1, maka│ΓIN│< 1, untuk ΓL = 0 (ZL=ZO)

→ aera yang mengan ung t t pusat m t art a a a aera mantap

CL LR 1S 11 <

IN =

CL

∞1IN >Γ

1IN

<Γ




¾Jadi jika│S11│> 1, maka│ΓIN│> 1 untuk ΓL = 0 (ZL=ZO)

1S11 >

1IN =Γ CL

L

LC

1IN <Γ




Figure 11-5 (p. 544)Microwave Engineering, 3rd Edition, by David M Pozar

oa u pu s a y c rc es or a con ona y s a e ev ce.(a) |S11| < 1. (b) |S11| > 1.




1.S-1

..SS S

S11

S2112

22OUT =Γ

Γ+=Γ 2112221122

11

2112

22

11

2211

S .SS-.SS:dimana -S

.SS

-S

**).S-(S - =Δ

Δ=

Δ

ΔΓ

Persamaan diatas merupakan persamaan

lingkaran sumber (tempat kedudukan ΓS

=

⎪⎪

⎨

⎧→

Δ=

**

jari- jari -S

.SS R 22

11

2112

S

⎪⎩

→

Δ

= lingkaran pusattitik

-S

.- C 22

11

2211

S

1OUT =Γ1S 22 <

CS

SC

S

1OUT >Γ




1OUT =Γ1S 22 >CS

SC

S

R

OUT

>




Kondisi mantap ”TANPA SYARAT” untuk semua sumber atau beban

dapat ditulis dengan :

1Suntuk 1-C 11LL <> R

1S 11<

CL

LCLR

LL C R>




-

1S 22 < SR

SCS




FAKTOR KEMANTAPAN K

21122211

2112

2222

211

.SS-.SS dimana 1 .SS2

S-S-1 K =Δ>

Δ+=

2112211 .SS S-1 > 21122

22 .SS S-1 >on s cu up an per u un u mempero e :

1 K > 21122

11 .SS S-1 >1S11 <

1S22 < 211222 .SS S-1 >

atau cukup dengan : dan


>



→1. dengan pembebanan resistif

2. dengan umpan balik




Latihan soal:

1. Suatu transistor jenis GaAs MESFET dengan parameter s, diukur pada Vds =5 V dan Ids = 40 mA, f = 9 GHz, referensi 50 ohm:

11= , <-

S12=0,02 <400

S21=2,04 <1850

S22=0,55 <-300

Γs = 0,38 <250

1. factor Delta ∆ (0,332 < 1710)

2. Faktor stabilitas K (4,72)

3. Koefisien refleksi keluaran out (0,56 < -40,7 )4. GA (Available Power Gain) (6,94dB)


Ref: Microwave Circuit Analysis & Amplifier Design, by Samuel Y.Liao, Exp. 3-4-2.



Latihan soal: (lanjutan)

2. Parameter S untuk HP HFET-102 GaAs FET pada frekuensi 2 GHz, dicatu

dengan tegangan biasing Vgs = 0 dengan Z0=50 Ω sebagai berikut:

S11=0.894 <-60.60

S12=0,020 <62.40

S21=3.122 <123.60

S22=0,781 <-27.60

Tentukan kestabilan transistor tersebut dengan menghitung K dan Δ, kemudian plot-kan daerah kestabilannya !

= - 0 =. ,

CL = 1.363<470 R L = 0.50

CS = 1.132<680 R S = 0.199

Ref: Microwave Engineering, 2nd Edition, by David M Pozar, Exp 11.2




Plot lingkarankestabilan sumber

dan beban


PER N NG N N G N ( N G E H NG)



PERANCANGAN UNTUK GAIN MAKSIMUM (CONJUGATE MATCHING)

→ mantap tanpa syarat

Jika dipilih : maksimum)(Gr transducedaya penguatandiperoleh*

*T

LOUT

SIN

⎭⎬⎫

Γ=Γ

Γ=Γ

L22

L211211S

.S-1

..SS S*

Γ

Γ+=Γ

S11

S2112 22L

.S-1

..SS S *

Γ

Γ+=Γ

22

1

111

SM

C2

C4-BB

±=Γ⇒

2

222

LM

C2

- =Γ⇒

222 22222111 --+=

*S. - SC 22111 Δ=

11222 --+=

*S. -SC 11222 Δ=

2


atau2

LM22

LM221

2

SM

MAXT,

.S1

- S

-1

1G

Γ−Γ= )1-K -(K

S G 2

12

21

MAXT, =

L tih l



Latihan soal:

Rancanglah suatu penguat dengan gain maximum pada frekuensi 4GHz menggunakan single-stub matching! Transistor GaAs FET

= 0

S11=0.72 <-1160

S12=0,03 <570

21= .

S22=0,73 <-540

Ref: Microwave Engineering, 2nd Edition, by David M Pozar, Exp 11.3

Solusi: Δ = 0.488 < -1620 K = 1,195 ⇒ unconditionally stable

ΓSM = 0.872 < 1230 ΓLM = 0.876 < 610

GT,max = 16.7 dB

Perhatikan rangkaian penyesuai impedansi sbb:


Circuit design and frequency response for the transistor amplifier



Circuit design and frequency response for the transistor amplifier

of Example 11.3. (a) Smith chart for the design of the input

matching network.


(b) RF i it ( ) F



(b) RF circuit. (c) Frequency response.


PERANCANGAN PENGUAT DENGAN GP DITENTUKAN:



PERANCANGAN PENGUAT DENGAN GP DITENTUKAN:

Lingkaran Gp (Operating Power Gain) Konstan

a. KASUS KEMANTAPAN TANPA SYARAT

P.2

212

L22

2L2

212

IN

P gS.S1

-1 S

-1

1G =

Γ−

Γ

Γ=

dimana: [ ] .CRe2-)-S.(S-1

-1

g 2L22

222

L2

11

2L

PΓΔΓ+

Γ

= 21122211

11222

.SS-.SS

.S-SC *

=Δ

Δ=

[ ] 211P2LP

2222P

2L S-1g-1.C.Re2.g--S.g1- =ΓΔ+Γ

2

→

)-S(g1

--

)-S(g1

.. -

)-S(g1

.. -

2222P

P

2222P

P

2222P

P2L

Δ+=

Δ+Δ+Γ

*.C2

titik pusat lingkaran : )-S(g1 2222PP

Δ+=

12


jari-jari lingkaran :

)-S.(g1

g...g..- R

2222

P

P2112P2112

P

Δ+

+=



GP maksimum terjadi pada RP = 0; artinya :

gP,MAX . |S12.S21|² – 2K.|S12.S21|.gP,MAX + 1 = 0

( )2

21

MAXP,2

2112 S

G 1-K -K

.SS

1 g

MAXP,==

sehingga ( )1-K -K SS G 2

12

21MAXP, =

Prosedur menggunakan lingkaran GP konstan :

1) Untuk GP yang ditentukan, hitung titik pusat dan jari-jari lingkaran GP konstanL yang ng n an ng aran erse u

3) Dengan ΓL tersebut, daya keluaran maksimum diperoleh dengan

melakukan conjugate match pada masukan, yaitu ΓS = ΓIN*

o22

o12

o21

o11

95,7-0,572S 16,30,057S Hz)6(f

28,52,058S171,3-0,641S Transistor :Contoh

∠=∠==

∠=∠=

G


Rancanglah sebuah penguat RF yang mempunyai GP = 9 d BRef: Gonzalez,Gonzalez, GuillermoGuillermo;; MicrowavesMicrowaves Transistor Transistor Amplifier Amplifier:: Analysis Analysis && DesignDesign;; PrenticePrentice Hall,Hall, 19841984



Solusi

= K = 1 504 → manta tan a s arat,

1,8754,235

7,94

S

G g 4,235(2,058)S

221

P

P22

21 ===⇒==

o2 103 9-0 3911C ∠=

R P

= 0,431

→ gambar tempat kedudukan ΓL yang memberikan GP = 9 dB

oP 103,90,508C ∠=

o

o9,103

A)(titik

,,

L22

L211211INS

*

S-1

..SS S* ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

Γ

Γ+=Γ=Γ


oS 175,510,629∠=Γ

b KASUS MANTAP BERSYARAT



b. KASUS MANTAP BERSYARAT

Dengan transistor mantap bersyarat, prosedur perancangan untuk GP

er en u a a a se aga er u :1) Untuk GP yang diinginkan, gambar lingkaran GP konstan dan lingkaran

kemantapan beban. Pilih ΓL yang berada pada daerah mantap dan tidak

terlalu dekat den an lin karan kemanta an beban.

2) Hitung ΓIN dan tentukan apakah conjugate match pada masukan mungkin.

Untuk itu gambar lingkaran kemantapan sumber dan periksa apakah ΓS = ΓIN*

terletak pada daerah mantap.

3) Jika ΓS = ΓIN* tidak terletak pada daerah mantap atau terletak pada daerah

mantap namun terlalu dekat dengan lingkaran kemantapan sumber, pilih ΓL yang

lain dan ulangi langkah 1) dan 2)Catt: nilai S dan L sebaiknya tidak terlalu dekat dengan lingkaran kemantapan,

karena ketidakmantapan (OSILASI) dapat terjadi oleh variasi nilai komponen yang

digunakan sehinggaΓL dan ΓS masuk ke daerah tidak mantap.

o22

o12

o21 o11

100-0,8S 300,08S GHz)6(f

702,5S180-0,5S Transistor :Contoh

∠=∠==

∠=∠=


Rancanglah sebuah penguat RF yang mempunyai GP = 10 dBRef: Gonzalez,Gonzalez, GuillermoGuillermo;; MicrowavesMicrowaves Transistor Transistor Amplifier Amplifier:: Analysis Analysis && DesignDesign;; PrenticePrentice Hall,Hall, 19841984

0



062,120,223∠=Δ K = 0,4 → transistor mantap bersyarat

o

⎧ ∠=⎩⎨

==

=97,21,18C

0,473R ,,

10dBGo

L

P

P

P

⎩ = 0,34R

L

Solusi :

o2,97




¾ Oleh karena S11 < 1, daerah MANTAP berada diluar lin karan

kemantapan BEBAN

¾ Pilih titk A→ oL 97,20,1∠=Γ → o

INS 179,320,52* ∠=Γ=Γ

¾ Lin karan kemanta an sumber :o

S 1711 67C ∠= R = 1 0

ΓS diatas harus diperiksa apakah berada di daerah MANTAP

¾ Daerah mantap berada di luar lingkaran kemantapan sumber → ΓS berada di

daerah mantap, maka S dapat digunakan


PERANCANGAN PENGUAT DENGAN GA DITENTUKAN:

Lingkaran Ga (Available Power Gain) Konstan



Lingkaran Ga (Available Power Gain) Konstan

A.2

212

S11

2S2

212

OUT

A gS.S1

-1 S

-1

1G =

Γ−

Γ

Γ=

2

[ ]

.CRe2-)-S.(S-1

-

S

g

1S

22

11

2

S

2

22

S

2

21

A

A

ΓΔΓ+

== *.S-SC 22111 Δ=

Dengan cara yang sama seperti lingkaran GP konstan, diperoleh :

Lingkaran G A konstan :

titik pusat lingkaran :

-S1

*.Cg C

2211

1AA

Δ+

=

jari-jari lingkaran :{ }

-

g..SSg.SS2K -1 R

22

21

2

A

2

2112A

2112

A

+=

A

Semua ΓS pada lingkaran, memberikan suatu G A yang diinginkan. Untuk G A tertentu,

daya keluaran maksimum diperoleh dengan ΓL = ΓOUT*


→ L ini memberikan GT = G A

b) KASUS MANTAP BERSYARAT



)

1. Untuk GA yang diinginkan, gambar lingkaran G A konstan dan

lingkaran kemantapan sumber. Pilih ΓS yang berada di daerah

sumber.

2. Hitung ΓOUT dan periksa apakah conjugate match mungkin, untuk itu

ambar lin karan kemanta an beban dan eriksa a akah Γ = Γ *

berada di daerah mantap.

3. Jika ΓL = ΓOUT* tidak berada pada daerah mantap atau terlalu dekat

dengan lingkaran kemantapan beban, pilih ΓS (atau GA) yang lain danulangi langkah 1) dan 2).

Catt: nilai ΓS dan ΓL sebaiknya tidak terlalu dekat dengan lingkaran kemantapan,

karena ketidakmantapan (OSILASI) dapat terjadi oleh variasi nilai komponen yang

digunakan sehinggaΓL dan ΓS masuk ke daerah tidak mantap.


Latihan soal:



Latihan soal:

o22

o12

o

21

o

11

100-0,8S 300,08S GHz)6(f 702,5S180-0,5S Transistor :Contoh

∠=∠==∠=∠=

Rancanglah sebuah penguat RF yang mempunyai GA = 10 dB!

Rancang pula IMC-in dan IMC-out dengan menggunakan stub paralel-open circuit!


PERANCANGAN PENGUAT DENGAN VSWR DITENTUKAN:



VSWRIN konstan

.-1

*- a a-1a1 VSWR

SIN

SIN

INΓΓΓΓ=Γ→

ΓΓ+=


konstanVSWR lingkaranditurunkandapat IN→

Lingkaran VSWRIN konstan :




2-*

jari-jari lingkaran :

2

-2

INa.1

. Cvi

ΓΓ−

=2

INa.1

. Rvi

ΓΓ−=

Pada kasus mantap tanpa syarat dan beberapa kasus mantap bersyarat,

ΓS dapat dipilih =ΓIN* ; untuk memperoleh VSWRIN = 1.

= *Bila VSWRIN = 1 →

⎩⎨

==Γ

0Rvi 0a

Jadi ΓS = ΓIN* memberikan 0a =Γ → VSWRIN = 1


VSWRout konstan



out

DENGAN CARA YANG SAMA :

*-

.-1

-1VSWR

LOUTOUT

b b ΓΓ

=Γ→Γ

=

Lingkaran VSWROUT konstan :

titik usat lin karan : ari- ari lin karan :

2OUT

2OUT

.1

)-(1.* Cvo

b

b

ΓΓ−

ΓΓ= 2

OUT

2

OUT

.1

)-(1. Rvo

b

b

ΓΓ−

ΓΓ=


PERANCANGAN PENGUAT DENGAN NOISE FIGURE DITENTUKAN:



Lingkaran Noise figure/Faktor Derau Konstan:

2

S opt-n4 r ΓΓ( ) 22S

MIN

opt1.-1

Γ+Γ+=

dimana:FMIN

= faktor derau minimum komponen aktif

r n = equivalent normalized noise resistance (= RN/ZO)

Γ = koefisien refleksi sumber yang dapat menghasilkan faktor


derau minimum

2MIN

2S

t1F-Fiopt-

Γ+ΓΓ



Ambil satu harga F = Fi 2S

opt1.n4

-1 r

Γ+=Γ

=⇒=Γ+= Ni konstanopt1.n4

F-Fi Ni

2MIN

r

-1

opt-2

S

2S

Γ

ΓΓ

(ΓS - Γopt).(ΓS* - Γopt) = Ni – Ni |ΓS|²

|ΓS|².(1 + Ni) – 2Re[ΓS.Γopt*] + |Γopt|² = Ni2

Ni1 Ni1*opt.Re

Ni1 - SS

+=

++ΓΓ

+Γ

→ merupakan persamaan lingkaran di bidang ΓS dan dapat ditulis menjadi :

222

( )2S

Ni1

-

Ni1

op -

+=

+Γ

untuk Ni tertentu, diperoleh lingkaran faktor derau Fi konstan.

Lingkaran faktor derau:


o tΓ jari-jari lingkaran :


Ni1 Fi

+= opt-1 Ni Ni

1 NiR 2

Fi Γ++

=

Contoh Soal :



Suatu transistor dengan parameter S sebagai berikut :

o

oo12

MINo

11

1660,475opt230,049S

2,5dBF 1690,552S

∠=Γ∠=

=∠=

o22 67-0,839S

. ,

∠=

Tentukan lingkaran faktor derau Fi = 2,8dB konstan

2MINopt1.

n4

F-Fi Ni

r Γ+=

0 073,5

Rn

nr === 50ZO

Fi = 2,8dB = 1,905

FMIN = 2,5 dB = 1,778o166

∞=Z0Z =,

oFi 1660,417

Ni1opt C ∠=+Γ=

=


,

PT2123 04 Penguat Frekuensi Tinggi

Documents