perencanaan rf
Post on 19-Oct-2015
33 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
PERENCAAN PENGUAT RF
Disusun oleh :
1. Fauziyah Nuraini (06) 2. Muhammad Arif H (12) 3. Niken Ambarsari (14)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2013
-
PERENCANAAN PENGUAT RF
RF atau radio frekuensi mempunyai range frekuensi 10KHz-30GHz. Sinyal audio
mempunyai range 20Hz-20KHz harus terlebih dahulu dikuatkan dan dimodulasi agar bisa
ditransmisikan dalam frekuensi RF. Penguat RF mempunyai 2 tipe yaitu RF Low Level yaitu
penguat RF yang ditemukan pada radio dan pada transmisi sinyal dengan level kecil. Tipe
penguat RF yang lain yaitu penguat daya RF yang digunakan pada pemancar atau aplikasi
lainnya, dimana daya RF level tinggi diperlukan.
Untuk mendesain suatu perencanaan penguat RF, digunakan 3 parameter dalam penguat
RF yaitu sebagai berikut:
1. Frekuensi Resonansi
2. Bandwidth
3. Daya
1. Frekuensi Resonansi
Dengan beroperasi kelas C, arus tertentu pada kolektor adalah kurang dari setengah
siklus. Rangkaian resonan parallel dapat memfilter pulsa pada arus kolektor dan menghasilkan
gelombang sinus pada output voltage. Pengaplikasian pada kelas C adalah menyetelnya dengan
RF-Amplifier. Efisiensi maksimum pada penguat kelas C yang distel (ditala) adalah 100%.
Gambar diatas menunjukkan RF Amp yang disetel AC input voltage menggerakkan
basis, dan amplified output voltage muncul pada kolektor. Penguat dan sinyal yang dibalikkan
kemudian akan dikopling pada beban resistansi. Karena rangkaian parallel resonan, output
voltage akan maksimum pada frekuensi resonan, diberikan dengan:
Pada salah satu sisi frekuensi resonan (fr), tegangan memperoleh drop off ditunjukkan pada
gambar 12-25b. untuk alas an ini, penguat kelas yang ditala selalu dimaksudkan untuk
-
menguatkan frekuensi pada narrow band. Ini sangat ideal untuk menguatkan sinyal radio dan TV
karena setiap channel ditempatkan pada Narroband frekuensi dikedua sisi pada frekuensi tengah.
Penguat kelas C tidak dibias, seperti yang ditunjukkan pada rangkaian dc equivalent. Resistansi
(Rs) pada rangkaian kolektor adalah seri resistansi pada inductor.
(Albert Paul Malvino: Power Amplifiers, Bab 12, 404)
2. Bandwidth (BW)
Seperti yang telah dibahas bahwa bandwidth (BW) dari sebuah rangkaian resonan
didefinisikan sebagai: BW = F2 F1
Dimana F1 = bagian bawah frekuensi daya
F2 = bagian atas frekuensi daya
Setengah frekuensi daya ini identic dengan frekuensi dimana gain tegangan dengan 0.707
kali gain maksimum, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini, semakin kecil BW, maka
semakin sempit Bandwidth dari penguat.
Dengan rangkaian ekuivalen, ada kemungkinan untuk memperoleh hubungan baru untuk
bandwidth: BW =
Dimana Q adalah factor kualitas rangkaian. Persamaan diatas menyatakan bahwa
bandwidth berbanding terbalik dengan Q. Semakin tinggi rangkain Q, semakin kecil
bandwidthnya. Penguta kelas C hamper selalu memiliki rangkaian Q yang lebih besar dari 10. Ini
berarti bahwa, bandwidth kurang dari 10% dari frekuensi resonansi. Untuk alasan ini, penguat
kelas C disebut dengan penguat narrowband. Output dari penguat narrowband adalah besar
tegangan sinusoidal pada resonansi dengan penurunan yang cepat diatas dan dibawah resonansi.
(Albert Paul Malvino: Power Amplifiers, Bab 12, 406 407)
-
AC Collector Resistance
Setiap inductor memiliki resistansi seri RS, seperti yang ditunjukkan pada gambar
rangkaian ekuivalen dibawah ini. Q dari inductor didefinisikan sebagai:
QL =
Dimana QL = Faktor Kualitas Koil
XL = Reaktansi Induktif
Rs = Resistansi Koil
Resistansi seri inductor dapat digantikan oleh resistansi Rp parallel, seperti yang
ditunjukkan pada gambar sebelumnya, ketika Q lebih besar dari 10, resistansi ekuivalen ini
diberikan oleh:
Rp = QL.XL
Pada gambar sebelumnya menjelaskan pada saat resonansi XL membatalkan XC, hanya
menyisakan Rp secara parallel dengan RL. Oleh karena itu resistansi AC dilihat oleh kolektor
pada resonansi adalah:
Rc = Rp // RL
Q dari rangkain keseluruhan ditentukan oleh :
Q =
(Albert Paul Malvino: Power Amplifiers, Bab 12, hal 407)
-
3. Daya (P)
Power Amplifier adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menguatkan sinyal
dimana parameter yang digunakan adalah tegangan dan daya tanpa mengubah nilai frekuensi.
Besarnya penguatan ini disebut gain. Rangkaian penguatan terdiri dari komponen aktif dan
komponen pasif. Komponen aktif dapat berupa transistor atau IC, sedangkan komponen pasif
terdiri dari resistor, kapasitor dan induktor.
Keluaran daya sinyal pada dorongan maksimum dapat dihitung dengan:
Pout
Masukan daya dc ke rangkaian kolektor :
Pdc = Vcc x Idc
Sedangkan penguatannya :
Ap=
Langkah-langkah untuk merencanakan suatu penguat RF yaitu:
1. Menentukan frekuensi yang akan digunakan pada rangkaian RF, misalnya pada frekuensi
radio seluler dengan rentang Band Frekuensi Radio UHF 300-3000 MHz untuk =10-
100cm, gelombang decimeter.
(Sumber: Dr Ir Suhana. Shigeki Shoji, hal 184)
2. Perancangan Power Amplifier pada aplikasi ini terdiri dari 2 blok rangkaian yang terpisah
satu sama lain, dimana memiliki perbedaan fungsi kerja tersendiri. Blok pertama berupa
rangkaian penguat yang terdiri dari buffer amplifier dan driver amplifier sedangkan blok
terakhir disebut final amplifier. Perancangan power amplifier menggunakan komponen
aktif transistor yang berbeda-beda. Dalam perencanaan ini kami akan merencanakan
bagian buffer dan transistor yang sesuai digunakan pada rangkaian buffer adalah
2SC2053.
-
(sumber jurnal perancangan dan pembuatan tahap RF Uplink 145.9 MHz portable
transceiver satelit IINUSAT-01 Oleh : T.Haryo Putra, Gamantyo Hendrantoro,
Endroyono)
Dalam data sheet transistor kita dapat mengetahui :
Vcc = 13.5 V
F = 175 MHz
Po = 0,15 W
Gp = 15,7 dB
Pin = 4 mW
L = 10 = 10 x 10-6 H
-
Kemudian menentukan nilai komponen pada perancangan RF yaitu nilai L untuk
mengetahui nilai resonansi digunakan penguat kelas C
(Sumber: Elektronik Prinsiple 7th
by Alberth Malvino: hal 412)
-
Untuk mengetahui rangkaian pada penguat RF dikatakan resonansi apabila
Dengan rumus:
Dari penurunan rumus diatas dapat diketahui nilai C pada rangkaian. Kita ketahui bahwa
suatu transistor akan hidup jika ada bias transistor, dengan diketahuinya Ib.
3. Berdasarkan nilai yang telah diketahui diatas kita dapat menghitung frekuensi
Rumus yang digunakan untuk menghitung frekuensi yaitu
Fr = merupakan parameter pertama yang digunakan dalam perancangan penguat RF
Ini membuat sinyal amplifier radio dan televise menjadi ideal karena karena setiap
channelatau setiap station menugaskan setiap frekuensi narrow band dari kedua sisi
ditengah frekuensi.
(sumber: Elektronik Prinsiple 7th
by Alberth Malvino:hal 403)
4. Menentukan frekuensi resonansi
C =
C = 0,3054 F
5. Setelah menetukan nilai Fr, parameter selanjutnya yaitu menentukan Bandwidth, untuk
menghitung Bandwidth dari sirkuit resonan didefinisikan sebagai berikut:
BW = f2-f1 Keterangan: f1 = lower half-power frequency
-
f2= upper half-power frequency
(sumber buku Elektronik Prinsiple 7th
by Alberth Malvino:hal 406)
Jadi, BW = f2-f1
= 3000-300
= 2700 MHz
6. Dalam perencanaan ini kami akan merencanakan bagian buffer dan transistor yang sesuai
digunakan pada rangkaian buffer adalah 2SC2053.
Pada data sheet transistor 2SC2053 kami mendapatkan informasi
Gpe = 15,7 dB
Pout = 0,15 W
Pin = 4mW
Maka kami dapat menghitung penguatan daya pada buffer sebagai berikut :
Parameter selanjutnya yaitu mencari nilai daya dengan rumus:
(Menurul Srader Electronic Comunication:hal 348)
Daya Out = 0,15 W
Gp = 15,7 dB
Pin = 4 mW
Nilai Gp didapat dari:
P = 10 log
= 10 log
= 10 log
= 10 log 37,5
= 10 x 1,57
= 15,7
7. Rangkaian pada perencanaan peguat daya Buffer
top related