Transcript ELEKTRO TELEKOMUNIKASI
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
SILABUS
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 4 Modulator dan Demodulator AM 5 Modulator dan Demodulator FM 6 Filter: tanggapan filter, frekuensi cut-off, rate roll-off, tipe filter, dan orde filter 7 Desain Filter 8 UTS
SILABUS
9 10 11 12 13 14 15 16 Tuned Amplifier: untai tuner, faktor Q, impedan dinamik, gain dan bandwidth, dan efek pembebanan Tuner amplifier: efek tapping koil, amplifier transformer terkopel, dobel tuning, amplifier kristal dan keramik, IC amplifier, dan testing tuned amplifier Power amplifier: karakteristik transistor dan parameter biasing transistor, biasisng pembagi tegangan, tipe-tipe power amplifier Amplifier: konsep dan desain amplifier kelas A konsep dan desain amplifier kelas B PLL (Phase Locked Loop): definisi dan fungsi PLL, Elemen-elemen PLL, kompensasi PLL: IC PLL, sintesis frekuensi Devais mikrowave: propagasi mikrowave, distorsi saluran transmisi, pemantulan dan refleksi gelombang, karakteristik gelombang berdiri, komponen mikrowave pasif, komponen mikrowafe aktif UAS
Referensi
Komunikasi Elektronika, Dennis Roddy dkk, Erlangga-1996
Penilaian
UAS 40% UTS 30% Tugas & Quiz 30%
Model Siskom
Message input Sinyal input TI
Transducer Input
Tx
Pemancar
Sinyal output Sinyal yang ditransmisikan Kanal komunikasi Message output TO
Transducer Output
Rx
Penerima
Redaman, distorsi, derau, interferensi ( tergantung karakteristik kanal ybs )
7
Tx : Transmitter
Penguat IF Penguat Mod Up Conv Penguat daya
saltran antena Mixer Pembawa IF IF
Filter
RF Oscillator
8
Rx : Receiver
Penguat IF Penguat Mod C R
IF
Filter Down Conv
Mixer
LNA
RF saltran antena Oscillator
9
10
Definisi : • • 1.
2.
Osilator merupakan rangkaian elektronik yang didesain sebagai penghasil/ pembangkit sinyal Metode pembangkitan: Menggunakan feed back LC sebagai resonator penghasil gelombang sinusoidal. Menggunakan rangkaian resistansi negatif 11
Prinsip Dasar Oscillator menggunakan metode feedback 12
Prinsip Dasar Oscillator
Rangkaian mempunyai penguatan negatif (-A) dengan feed back β Tegangan feedBack : Vf = β . Vo = Vi Tegangan Output : Vo = -A . Vi Maka diperoleh : Vf = -A.
β .Vi = Vi Supaya stabil : Fasanya = 180 ° osilasi.
= π , artinya Magnitude = 1, atau kelipatan 2
π
-nya shg terjadi Jika Vo merupakan tegangan tertentu (tdk = 0), maka : 1 + A β = 0 13
Syarat Osilasi
Magnitude : |A.
β | = 1 Fasanya : 180 ° = π atau kelipatan 2 π -nya Jika |A.
β | > 1 : berosilasi tetapi tidak linier (sinyal mengalami cacat) Jika |A.
β | < 1 : tdk terjadi osilasi Supaya berosilasi dan stabil: ◦ mula² dipilih |A.
β | > 1 untuk memicu osilasi, ◦ kemudian dipilih |A.
β | = 1 supaya osilasi stabil.
14
Rangkaian Osilasi dengan FeedBack “Reaktansi” Gambar Rangkaian : Vi + AC
Av
Ro Vo Z1 Z2 Z3 Keterangan : • Av : penguatan op amp ; Ro : hambatan dalam Op.Amp Z2 Z3 Vo Z1 15
Rangkaian Osilasi dengan FeedBack “Reaktansi” Beban mempunyai impedansi : Z p = Z 2 // (Z 1 +Z 3 ) Penguatan tegangan : A=Vo/Vi
V o
Z p Z p
R o
V i
A v
penguatan Inverting , sehingga
A
Z
2
Z
1
A v Z
p
Z
Z
1
Z
2
p R o
A v
Z Z
3 3
Z
Z
1 2
Z
2
Z
1
Z
R
0 2
Z
1
Z A v Z
1 3
Z
3
Z Z Z
3 2 (
Z
2
R o
Z
1
Z Z
2 3 3 )
Z
1
Z
3 16
Z2 Penguatan Umpan Balik ( β = Vi / Vo ) Gambar Rangkaian (Vi dan Vo thd ground): Vo Z3 Z1 Vi +
V i A
Z
1
Z
1
Z
3
Z
1
Z
2
V o
Z
1
Z
1
Z
3
A v Z
3
Z R
2
o
Z
1
Z
2
Z
1
Z
3 1 17
Jika Impedansi yang digunakan adalah Reaktansi murni ( Kapasitif/ Induktif ) yaitu
Z
1
jX
1 ;
Z
2
jX
2 ;
Z
3
jX
3 :
j
2 1
A
X
1 Maka:
X
2
jR o
X
X
3 1 0
X
2
A v
X X
3
X
1 1
X X X
2 3 2
X
1
X
3 1 (bil riil saja / bagian imajiner 0) 18
Bila X 3 induktif; maka 2 komponen lainnya kapasitif (X 1 ,X 2 ) Bila salah satu kapasitif X 3 ; maka 2 komponen lainnya Induktif (X 1 ,X 2 )
A
A v
A v
X
1
X
1
X
3
X
1
X
1
X
3 1
X
2
X
1
C
1
C
2 19
Pertemuan II
Jenis – Jenis Osilator
A V X 2 X 3 X 1 Jenis Hartley Collpits Clapp X L 1 1 C 1 C 1 X L 2 2 C 2 C 2 X 3 C L seri LC 3 Keterangan L = L 1 + L 2 C = C 1 C 2 (C 1 +C 2 ) / C=C 3 Frekuensi osilasi untuk semua jenis rangkaian adalah : f = 1/(2 LC) 21
1. OSILATOR HARTLEY
Keterangan : X 3 = kapasitif, X 1 & X 2 = Induktif
22
2. OSILATOR COLLPITS
Keterangan : X 3 = Induktif, X 1 & X 2 = Kapasitif
23
Analisa rangkaian osilator Collpitts Rangkaian pengganti frekuensi tinggi hie + I1(S) + _ I2(S) 1/sC1 sL I3(S) _ Vbe + 1/sC2 24
Keterangan : 1
diabaikan h oe hoe
0 1
Opencircui t hoe S
jW
j
2
f
Dari Rangkaian Pengganti :
V o V
0 Arus Impedansi
I
1
I
1
sC
1 1
I I
1 2 ;
I
1
I
2
gm
V be
1
sC
1 25
Penguatan Tegangan :
A
V o V i
A
V i
V be
gm sC
1 1
I
2
I
1 Penguatan Umpan Balik
V be
V be V o
I
3
I
1
sC
1
hie
1
I hie
3 2 1 ;
SehinggaDi I I
peroleh
26
A
1
gm
hie
I
3
I
1 Rangkaian Pengganti : I1 I2 sL I3 hie 27
Dilihat dari rangkaian Pengganti
I
3
I
3
I
2 1 1
sC
2
sC
2
hie
I
2 1 1
sC
2
hie
1
I I
1 2
s
1
sC
1
sC
1
sL
1
sC
2 //
hie
I I
1 2
s
1
sC
1 1
sC
1
sL
1
sC
2
hie
1
sC
2
hie
1
sC
2 1
sC
2
hie
hie
1
hie sC
2 1
sC
1 1
sC
1
sL
1
sC
2
s
2
C
1
L
1 1
sC hie
2
hie
sC
2
hie
1
sC
2
hie
sC
1
hie
sC
2
sC
2 28
I
2
I
1
s
3
C
1
C
2
L
hie
1
s
2
sC
2
C
1
hie L
s
C
1
C
2
hie
1
I
3
I
1
I
3
I
1
s
3
C
1
C
2
L
hie
1
s
2
C
1
L
s
C
1
C
2
hie
1 Sehingga :
A
s
3
C
1
C
2
hie
L
gm
hie s
2
C
1
L
s
C
1
C
2
hie
1 1
A
1 Im
ajiner
C
1
LW o
2 1
C
1
gm
L
W
hie
2 1
jW
gm hie
C
1
hie
C
2
W
2
L
C
1
C
2 1 29
Frekuensi Osilasi diperoleh dengan syarat Im =0
C
1
C
2
W
2
L
C
1
C
2
W
2
C
1
L
C
1
C
C
2 2 2
f
2 4 2
f
2 Jadi Frekuensi osilasi :
f o
1 2
L C
1
C
1
C
2
C
2 1 2 1
L
C
1
C
1
C
2
C
2
f o
1 2 1
L
C
1
seriC
2 30
3. OSILATOR KRISTAL Dasarnya adalah osilator Collpitts yang sudah diperbaiki menjadi “Osilator Pierce” dgn gbr sbb:
Perhatikan Gambar Osilator Pierce
31
Syarat Osilator Pierce
C
C
1
C X
1
X
1
X
1
C
2
X
2
C
1 ;
X
2
X
2
X X
3 0 3
C
2 ;
X
X
3 0
C
3 1
jwC
1 1
jwC
2
jwL
1
jwC
0 Sehingga diperoleh Frekuensi Osilasinya menjadi
f o
1 2 1
L
C
1
seriC
2
seriC
dimana
C
1 &
C
2
C
32
Osilator pierce diatur hanya oleh L & C saja,penguatan tidak berubah ,karena penguatan hanya diatur oleh besarnya
C
1 &
C
2 ;
A v
C C
2 1 Reaktansi = X
w s
Induktif 2
f s w p
2
f
W
p
Wp = 2
f p f p
1 2
L
C
1
C
' Kapasitif KarakteristikReaktansi x’Tal Jika R =0 Syarat
C
'
C
Ws= Resonansi Seri Ws = 2
f s f s
1 2
L
1
C
dimana
f s
f osilasi
f p
33
Maka, Output Osilator :
V o
A
Cos
2
f o
34
Rangkaian transmisi
Osilator gel. Mikro
dengan metode tahanan negatif 2 port Transistor “s”
Г
T
Г
out
Г
IN
Г
L Rangkaian beban ( Tunning) 35
Osilator gelombang mikro (frekuensi tinggi) Syarat terjadi osilasi : K<1
Г IN Г OUT . Г L . Г T = 1 = 1
IN
S
11 1
S
12
S S
21
T
22
T
S
11 1
S
T
22
T
OUT
S
1 22
S
L
22
L
36
Prosedur perancangan Osilator tahan negative 2 port : 1.
2.
Pilih transistor yang mantap bersyarat pada frekuensi osilasi ω o Mengambarkan lingkaran kemantapan terminasi (lingkaran kemantapan beban) titik pusat:
C T
(
S
22
S
22 2
S
11 *) 2 * jari-jari:
T
S S
12 22 2
S
21 2 3.
4.
Rancang rangkaian terminasi untuk menghasilkan │
Г IN
│ daerah tidak mantap) > 1 (pilih
Г T
Rancang rangkaian beban untuk beresonansi dengan Zin dan penuhi kondisi syarat mula osilasi di 37
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: S 11 =0,98 < 163
o
S 12 =0,39 < -54
o
S 21 =0,675 < -161
o
S 22 =0,465 < 120
o
38
Solusi : 1.
2.
3.
4.
K = 0,529 < 1(mantap bersyarat) C
T
r
T
= 1,35 < -156 = 0,521
o
Pilih Tdi daerah yang tidak mantap( │
Г IN
│ > 1 ) titik A ― ›
Г T = 1 < -163 o
T
Z T Z T
/
Z O
/
Z O
1 1 Rangkaian beban: Z
L
= =19 + j2,6 39
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 < -116
o
S12 = 0,03 < 57
o
S21 = 2,60 < 70
o
S22 = 0,73 < -54
o
pada Zo = 50 Ω 40