Download - Modul Elkom 2016
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
1/60
MODUL PRAKTIKUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
BANDUNG
2016
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
2/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20161
STRUKTUR ORGANISASI LABORATORIUM ELEKTRONIKA
KOMUNIKASI
2015-2016
Pembina laboratorium : Mochamad Yana Hardiman,S.T,M.T.
Koordinator Asisten : Primadie Anandhias Putra 1101120108
Divisi Praktikum : Melina 1101120214
Desi Dwi Prihatin 6305130079
Intan Sulviyani 6305130037
Divisi Alat : Octavian Putera Kesuma Sugeng 1101120136
Achmad Caesar Triaputra 1101120265
Fadila Rahmadany 6305130047
Divisi Administrasi : Ratnawati Bernita 6305134124
Divisi HRD : Falih Adan 1101124311
Mutia Henarta 1101120104
Divisi Riset : Rheza Egha Dwi Rendra Graha 1101120239
Nanda Aldira Fakhri 1101120097
Devi Ayu Nurmalinda 1101134481
Dimas Setriyo Wahyudi 1101134478
Riza Yusron 1101130193
Niken Salma Nabila 1101140211
Mengetahui,
Pembina Laboratorium Elektronika Komunikasi
Mochamad Yana Hardiman,S.T,M.T.
10840740-3
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
3/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20162
TATA TERTIB PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1.
Semua praktikan WAJIB menggunakan seragam Telkom University2. Kelengkapan praktikum meliputi kartu praktikum, modul praktikum, dan jurnal praktikum.
3.
Praktikum dilaksanakan selama 2,5 jam sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan.
4. Praktikan harus hadir 10 menit sebelum pelaksanaan praktikum dimulai.
5. Keterlambatan praktikan di atas 20 menit, akan menyebabkan praktikan tidak diperbolehkan
mengikuti kegiatan praktikum pada modul berjalan.
6. Praktikan dapat melaksanakan praktikum setelah mendapatkan instruksi dari Asisten
Praktikum.
7.
Di dalam Ruangan Laboratorium. Praktikum dilarang :
- Makan, minum, dan merokok
- Membuat kegaduhan didalam ruangan
-
Mengubah konfigurasi Software/Hardware
- Meninggalkan ruangan tanpa seijin Asisten Praktikum
- Telepon/SMS tanpa seijin Asisten Praktikum
- Segala tindakan yang tidak pantas dilakukan selama praktikum berlangsung
8. Apabila Praktikan melanggar aturan 1 sampai dengan 7 diatas, maka Praktikan akan
dikenakan sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
9. Pelaksanaan Praktikum dibagi menjadi 4 shift/hari :
- SHIFT 1 : 06.30 – 09.00
- SHIFT 2 : 09.30 – 12.00
- SHIFT 3 : 12.30 – 15.00
- SHIFT 4 : 15.30 – 18.00
Untuk hari jumat shift 2 dimulai pukul 09.00 dan shift 3 dimulai pukul 13.00 serta shift 4
dimulai pukul 16.00.
10. Tidak ada Praktikum Susulan, kecuali :
-
Kegiatan Kemahasiswaan Surat dari BK atau Wadek I
- Sakit SURAT KETERANGAN DIRAWAT
- Pengajuan praktikum susulan ditujukan ke LABORAN bukan ke Laboratorium
ataupun PRODI.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
4/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20163
MODUL I PRAKTIKUM ELKOM
RESONATOR DAN FILTER
A. Tujuan :
1. Praktikan dapat mengidentifikasi jenis filter dari gambar respon frekuensi yang tergambar
pada osiloskop dan spectrum analyzer.
2. Praktikan dapat membedakan respon frekuensi yang dihasilkan oleh filter Butterworth
dan Chebychev, dan dapat menganalisis karakteristik masing masing filter tersebut.
3.
Praktikan dapat memahami konsep perancangan dan transformasi filter.
4.
Praktikan mampu membedakan karakteristik yang dimiliki filter aktif maupun pasifsehingga mengerti kapan harus memakai masing masing filter.
B. Peralatan yang digunakan :
1. 1 Kit praktikum Filter
2. 1 Function Generator
3. 1 Osiloskop
4. 1 Spectrum Analyzer
5. 2 Probe
6. Jumper
C. Dasar teori :
- Resonator
Resonansi adalah suatu kondisi dimana rangkaian dieksitasi dengan frekuensi
naturalnya, ini menyebabkan nilai |H(jω)| mencapai nilai minimum dan maksimum. Nilai
|H(jω)| merupakan respon frekuensi yang direpresentasikan sebagai perbandingan output
respon Y(jω) terhadap input sinusoidal X(jω) atau yang lebih dikenal dengan fungsi transfer
dan domain jω:
Frekuensi yang menyebabkan kondisi tersebut terjadi disebut dengan frekuensi resonansi
(ω0), atau sering digunakan juga, f 0 , f r , f c
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
5/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20164
Fungsi rangkaian Resonator yaitu untuk memilih / meloloskan sinyal pada frekuensi
tertentu, meredam secara significant diluar frekuensi yang diinginkan.
Suatu rangkaian dikatakan beresonansi ketika tegangan terpasang V dan arus yang
dihasilkan I berada dalam kondisi satu fasa.
Kita telah mempelajari bahwa XL dan XC bergantung pada frekuensi f dari arus bolak-
balik (AC). Jika XL=XC, impedansi rangkaian Z menjadi sama dengan hambatan R karena R
tidak bergantung pada f. Rangkaian yang memiliki nilai seperti itu disebut dengan rangkaian
resonansi.
Rangkaian LC parallel dapat dimodelkan sebagai ideal band pass filter :
- Induktor ideal
- Kapasitor ideal
-
Bebandibuka / ‘open’
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
6/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20165
- Filter
Filter merupakan suatu rangkaian yang digunakan untuk menyaring daerah frekuensi
kerja tertentu dimana hanya frekuensi yang diinginkan yang dapat diteruskan, sedangkan
diluar frekuensi tersebut akan diredam. Frekuensi pemisah antara frekuensi yang diinginkan
dan yang tidak diinginkan disebut frekuensi cut-off . Dimana besarnya frekuensi cut-off
adalah 0,707 volt dari tegangan maximum yang diinginkan atau nilainya sama saat redaman
mencapai nilai -3dB.
Filter analog banyak digunakan dalam sistem komunikasi, misalnya pada up-down
converter , untuk merancang duplekser, filter sinyal audio, filter RF, filter SSB, dsb. Contoh
filter yang paling sederhana adalah pada rangkaian penyearah, dimana semua komponen
sinusoidalnya dihilangkan, sehingga hanya komponen C saja yang tertinggal.
PENGGOLONGAN FILTER
Filter digolongkan dalam dua bagian, yaitu:
1. Filter menurut komponen penyusun rangkaiannya :
a. Filter pasif merupakan filter yang komponennya terdiri dari resistor, kapasitor dan
induktor.
b. Filter aktif merupakan filter yang komponennya terdiri dari penguat operasional,
resistor dan kapasitor.
c. Selain itu masih ada lagi seperti filter Surface Acaustic Wave(SAW), filter-filter
elektromagnetik dan filter kristal piezoelektrik.
2. Filter berdasarkan batas frekuensi yang ingin dilewatkannya :
a.
LPF (Low Pass Filter)
Filter ini berfungsi meloloskan frekuensi dibawah frekuensi cut-off dan meredam
semua frekuensi di atasnya.Dengan kata lain LPF memperlemah tegangan keluaran
untuk semua frekuensi diatas frekuensi cut-off dan tetap untuk tegangan dibawah
frekuensi cut-off.
b. HPF (High Pass Filter)
Filter ini berfungsi meloloskan frekuensi diatas frekuensi cut-off dan meredam semua
frekuensi di dibawahnya.Dan HPF akan memperlemah tegangan keluaran untuk
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
7/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20166
semua frekuensi dibawah frekuensi cut-off dan tetap untuk tegangan diatas frekuensi
cut-off. Sehingga HPF berlawanan dengan LPF.
c. BPF (Band Pass Filter)
Filter ini berfungsi meloloskan frekuensi diantara frekuensi cut-off bawah dan
frekuensi cut-off atas dan meredam semua frekuensi diluarnya. Selisih antara
frekuensi cut-off atas dan frekuensi cut-off bawah disebut dengan Bandwidth (BW).
Dari selisih ini band pass filter dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu Wideband dan
Narrowband. Penjelasan selengkapnya baca buku referensi lainnya.
d. BSF (Band Stop Filter)
Filter ini berfungsi meredam frekuensi diantara frekuensi cut-off bawah dan
frekuensi cut-off atas dan meloloskan semua frekuensi lainnya. Oleh karena itu BSF
merupakan kebalikan dari BPF. Dari selisih ini band pass filter dapat dikelompokkan
menjadi 2 yaitu Wideband dan Narrowband. Penjelasan selengkapnya baca buku
referensi lainnya.
3. Filter menurut bentuk frekuensi terhadap gain :
a. Filter Butterworth
Pendekatan Butterworth didasari pada asumsi bahwa keperluan untuk mendapatkan
respon rata pada daerah frekuensi sekitar nol dipandang lebih penting daripada daerah
lainnya.
Gambar 1.1 Respon Filter Butterworth Gambar 1.2 Respon Filter Chebyshev
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
8/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20167
- R
0
- 3
01
A [dB]
Butterworth
Chebyshev
1/cosh B
b. Filter Chebyshev
Jika pole-pole Butterwoth (ternormalisasi) digeser kearah kanan dengan cara
mengalikan bagian real (-α) dengan suatu konstanta kc
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
9/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20168
- nilai ripple yang diinginkan (r), khusus untuk filter chebyshev.
Oleh karena itu, bagan di bawah ini adalah langkah umum merancang sebuah filter, yaitu :
Merujuk pada buku, bagan perancangan filter pasif di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
a. Menentukan spesifikasi filter yang diinginkan, dapat berupa besarnya penguatan,
frekuensi cut-off , frekuensi stop band yang digunakan dan besarnya nilai ripple yang
diizinkan.
b.
Normalisasi frekuensi untuk mempermudah perancangan, analisis dan perhitungan
karena frekuensi yang digunakan biasanya sangat tinggi. Adapun cara untuk
normalisasi frekuensibeberapa filter, terdapat dalam tabel dibawah ini:
Note:
ω’C = frekuensi cut-off ternormalisasi ωSA = frekuensi stop-band atas
ω’S = frekuensi stop-band ternormalisasi ωSB = frekuensi stop-band bawah
ωCA = frekuensi cut-off atas
ωCB = frekuensi cut-off bawah
Spesifikasi,Nomalisasi
Orde Filter --> Harga
Komponen
TransformasiLPF
Denormalisasi
Gambar
rangkaian
sebenarnya
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
10/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/20169
Tabel1.1TabelNormalisasi Filter Pasif
Filter Spesifikasi Awal LPF Ternormalisasi C ' S '
1 rad/s
C
S
S
C
CBCA
SBSA
C
S
BW
BW
SBSA
CBCA
S
C
BW
BW
c. Menentukan orde filter.
Dari hasil normalisasi maka akan didapat nilai frekuensi stop band ternormalisasi.
Orde filter akan didapat dengan cara melihat kurva redaman vs kurva frekuensi
ternormalisasi.
d. Menentukan harga komponen induktor dan kapasitor.
Setelah mendapatkan orde filter , tahap selanjutnya menentukan komponen L dan C.
Dari orde filter dan perbandingan Rs dan Rl dengan melihat tabel Prototype Element
Value ,didapatkan nilai komponen-komponen C dan L. Kemudian kita dapat
merangkai komponen yang telah kita dapatkan dari tabel tersebut.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
11/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201610
e. Proses transformasi.
Nilai-nilai yang telah didapatkan merupakan nilai komponen untuk filter LPF saja .
Jika diinginkan filter yang lain perlu dilakukan transformasi ke filter yang diinginkan
(HPF,BPF,BSF).
Tabel1.2 TabelTransformasiFilter Pasif
Note: Untuk filter LPF tidak mengalami proses transformasi, khusus untuk LPF bisa
langsung ke tahap berikutnya (denormalisasi).
Filter Transformasi LPF Ternormalisasi Keterangan
HPF
denormalisa
si
LPF HPF C
L 1
LPF HPF LC
1
BPF
denormalisa
si
Komponen seri pada LPF
diubah menjadi
LBPF(=LLPF) diseri dengan
CBPF(=LLPF)
Komponen paralel pada
LPF diubah menjadi
LBPF(=CLPF) diparalel
dengan CBPF(=CLPF)
BSF
denormalisa
si
Komponen seri pada LPF
diubah menjadi
LBSF(=LLPF)
diparaleldengan
CBSF(=LLPF)
Komponen paralel pada
LPF diubah menjadi
LBSF(=CLPF) diseri dengan
CBSF(=CLPF)
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
12/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201611
f. Denormalisasi.Untuk mendapatkan nilai komponen yang sebenarnya perlu dilakukan
denormalisasi. Adapun cara denormalisasi dapat dilakukan seperti tabel dibawah ini :
Tabel 1.3 Tabel Denormalisasi Filter Pasif
Filter Rangkaian filter Nilai Komponen Keterangan
LPF LC
n Nn
R f
C C
2
'
C
n L Nn
f
L R L
2
'
C Nn = nilai
Denormalisasi C ke-n
C’n = nilai C
ternormalisasi ke-n
R L = nilai resistansi
normalisasi
C f = frekuensi cut-off
O f = frekuensi tengah
CACB f f .
B = bandwidth 3-dB
HPF C
n L Nn
f
L R L
2
'
LC
n Nn
R f
C C
2
'
BPF
Parallel
B
L R L n L Nn
2
'
LnO
Nn RC f
BC
'2 2
Seri
nO
L Nn
L f
B R L'2
2
B R
C C
L
n Nn
2
'
BSF
Paralel
nO
L Nn
L f
B R L
'2 2
B R
C C
L
n Nn
2
'
Seri
B
L R L n L Nn
2
'
LnO
Nn RC f
BC
'2 2
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
13/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201612
CONTOH SOAL
1. Rancang Filter LPF BT dengan frekuensi cut off 100MHz, pada frekuensi 400MHz
mengalami redaman sebesar 60dB, dimana (Rl =30 KΩ dan Rs= 15KΩ ) !
Solusi :
Maka dapat dilihat harga komponen prototype filter :
Prototype LPF :
Denormalisasi :
C1 =0.686
2.10.30.10= 0.03639 pF
L2 =0.496.3.10
2.10 = 23.68 F
Komponen yang lain dapat dicari seperti langkah di atas.
Gambar rangkaian sebenarnya (note : setiap komponennya menggunakan harga
setelah didenormalisasi).
Normalisasi :
fs
fc =
4
1 = 4 ;
RS
RL
= 0.5
Orde Filter :
Lihattable orde ,diperoleh n=5
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
14/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201613
PROSEDUR PRAKTIKUM FILTER
1. Hidupkan Function Generator dan Osiloskop, pasangkan probenya. Kemudian kalibrasi.
2.
Atur keluaran generator sinyal sehingga pada osiloskop terlihat (Vp-p)nya ± 10 volt.
Pasangkan probe positif Function Generator dengan probe positif Osiloskop dan probe
negative Function dengan probe Negatif Osiloskop. Catat kondisi ini!
Kondisi awal : Tegangan Vp-p = ± 10 saat
Frekuensi = 10 kHz
3. Kemudian pasang probe positif Function Generator pada input filter dan probe positif
Osiloskop pada output filter. Kedua probe negative dihubungkan ke Ground.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
15/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201614
4.
Lakukan percobaan dengan mengambil ± 7 sampel nilai frekuensi (antara 200kHz-2MHz)
untuk semua filter (filter 1,2,3,4 dan 5). Catat data-data yang diperlukan pada tabel filter
1.
Ikuti intruksi asisten untuk dapat mengisi tabel dengan tepat dan cepat.
5. Setelah semua data pada tabel filter 1 terisi, kemudian carilah frekuensi cutoff filter 1
dengan cara : cari Vp-p paling besar yang terdapat pada filter 1 (caranya tanya asisten),
lalu kalikan Vp-p tersebut dengan 0,707 (catat hasil perkalian ini), lalu cari nilai
frekuensi yang memiliki besar Vp-pnya hasil perkalian tadi. Inilah nilai frekuensi cut-
off nya.
(Vco) = ........ X 0,707 = ........ f cut-off = ........ kHz
6.
Lakukan langkah 2 sampai 4 untuk filter 2,3,4 dan 5.
7. Untuk mengisi kolom beda phasa ΔΦ dapat dilakukan dengan menggunakan cara sebagai
berikut :
Beda Fasa dihitung dengan rumus : ΔΦ = ( T.F) x 360o dimana : ΔT = Selisih perioda sinyal keluaran terhadap sinyal
masukan
F = Frekuensi sinyal masukan
8.
Gambar grafik respon amplitude masing-masing filter pada tempat yang
telahdisediakanyang telahditampilkanpada Spectrum Analyzer.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
16/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201615
MODUL II PRAKTIKUM ELKOM
PENGUAT DAYA DAN OSILATOR
A. Tujuan
1. Memahami konsep penguatan secara umum.
2. Menganalisa linearitas penguatan transistor kelas A, dan AB.
3. Mengamati pengaruh matching impedansi terhadap transfer daya.
4. Mengamati dan menganalisa bentuk sinyal penguat kelas A dan AB.
5.
Mengetahui dan memahami istilah-istilah yang berhubungan dengan penguat, meliputi:linearitas, fidelity, efisiensi, distorsi, dan crossover.
B. Peralatan yang digunakan
1. Kit praktikum Penguat Daya
2. DC Power Supply
3.
Osiloscope
4.
Function Generator
5. Multimeter
6. Probe
C. Dasar teori
1. Penguat secara umum
Penguat secara harfiah diartikan dengan sistem yang membuat jadi kuat. Dalam
bidang elektronika, penguat adalah sistem yang memperbesar dan menguatkan amplitudo
sinyal input. Penguat daya yaitu penguat yang menguatkan daya dari sinyal masukan. Pada
kenyataannya semua penguat adalah penguat daya karena tegangan tidak akan ada tanpa
adanya daya kecuali jika impedansinya tak terhingga.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
17/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201616
Gambar 2.1 arus colector : (a) Penguat A (b) Penguat B (c) Penguat
Ada kalanya sinyal input yang dikuatkankemudian terdistorsi karena berbagai sebab,
sehingga bentuk sinyal keluarannya menjadi cacat. Dari sinilah muncul istilah fidelity yangmenunjukkan seberapa mirip sinyal input yang dikuatkan dengan sinyal keluarannya
Sistem penguat dikatakan memiliki fidelitas yang tinggi (highfidelity), jika sistem tersebut
mampu menghasilkan sinyal keluaran yang bentuknya persis sama dengan sinyal input. Di
sisi lain, efisiensi juga harus diperhatikan. Efisiensi dinyatakan dengan besaran persentase
dari power output dibandingkan dengan power input. Sistem penguat dikatakan memiliki
tingkat efisiensi tinggi (100 %) jika tidak ada rugi-rugi pada proses penguatannya yang
terbuang menjadi panas. Beberapa hal yang perlu diperhatikan saat praktikum nanti adalah
kita bermain pada frekuensi tinggi yaitu frekuensi FM, sehingga untuk mendapatkan sinyal
yang cukup bagus harus disesuaikan dengan impedansi matchingnya.
2. Garis beban
Setiap penguat mempunyai ekivalensi rangkaian DC dan ekivalansi rangkaian AC.
Oleh karena itu, penguat mempunyai dua garis beban yaitu beban AC dan beban DC. Untuk
operasi sinyal kecil, lokasi titik Q tidak begitu diperhitungkan.Namun untuk penguat sinyal
besar, lokasi titk Q harus berada di tengah - tengah garis beban AC untuk mendapatkan
maksimum sinyal keluaran. Terdapat dua garis beban yaitu :
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
18/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201617
2.1 Garis beban DC
Gambar (a) Voltage Divider Based (VDB) amplifier. Titik Q dapat digeser posisinya
dengan cara mengganti nilai R2. Jika nilai R2 sangat besar atau R2>>, transistor akan berad
pada kondisi saturasi sehingga :
(2.1)
Apabila nilai R2 sangat kecil R2
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
19/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201618
Gambar (d) menunjukan titk operasi saturasi dan cutoff garis beban AC berbeda
dengan garis beban DC. Karena nilai beban collector dan emitter AC lebih kecil
dibandingkan beban DC maka garis beban AC lebih rendah dari garis beban DC. Titik
perpotongan garis beban AC dan DC terletak pada titik Q.
3. Pemotongan (clipping) sinyal besar
Ketika titik berada di tengah garis beban, sinyal AC yang besar akan mengalami
perpotongan akibat garis beban AC. Pada gambar (a) Ketika sinyal AC meningkat maka
terjadi perpotongan pada daerah cutoff. Jika titik Q naik seperti gambar (b), sinyal besar akan
mendrive transistor ke daerah saturasi. Hal ini menyebabkan perpotongan pada daerah
saturasi. Perpotongan sinyal pada daerah cutoff dan saturasi haruslah dihindari dikarenakan
dapat merusak sinyal keluaran. Desain yang paling ideal untuk penguat adalah ketika titik Q
berada di tengah – tengah garis beban sehingga didapatkan nilai maksimum peak-to-peak
tanpa terjadi pemotongan.
Gambar 2.3 (a) cutoff clipping (b) saturasi clipping (c) optimum Q point
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
20/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201619
4. Macam-macam penguat daya
Penguat daya diklasifikasikan menurut titik kerjanya. Titik kerja (titik Q) yaitu titik
pada garis beban yang menggambarkan keadaan transistor saat tidak ada sinyal masukan.
Gambar 2.4 titik Q penguat A, AB dan B
Menurut titik kerjanya penguat diklasifikasikan menjadi penguat klas A, B, AB, C ,D dan
masih banyak lagi. Akan tetapi yang akan di bahas dalam praktikum modul ini, meliputi
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
21/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201620
Penguat Kelas A
Penguat dengan letak titik Q ditengah - tengah garis beban
Linieritasnya paling bagus
Efisiensi 25% karena banyaknya daya terbuang di transistor
Disipasi daya tertinggi terjadi saat tidak ada sinyal masukan. Disipasi daya merupakan
besarnya daya yang hilang dan berubah menjadi panas.
Arus bias lebih besar dari magnitude sinyal arus
Konduksi sebesar 360o
Gambar 2.5 (a) rangkaian kelas A (b) Karakteristik sinyal keluaran
Power gain didapatkan berdasarkan rumus :
(2.3)
Efisiensi :
(2.4)
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
22/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201621
Penguat Kelas B
Letak titik Q berada didaerah cut-off garis beban
Lineritas kurang baik
Efisiensi 50%
Terdapat crossover (cacat penyebrangan) yang terjadi karena adanya tegangan bias pada
transistor basis emitor. Sehingga saa sinyal masuka belum sebesar tegangan on maka
transistor basis emitor tidak akan menghasilkan sinyal keluaran. Karena letak titik Q
penguat kelas B di titik cut-off maka untu satu transistor hanya bisa menguatkan
setengah siklus dari sinyal masukan.
Untuk mencegah terjadinya pemotongan sinyal maka dilakukan konfigurasi push pull.
Konduksi sebesar 180o
Gambar 2.6 (a) Rangkaian AC ekivalen (b) Distorsi crossover
(c) kurva transfer karakteristik penguat B
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
23/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201622
Penguat Kelas AB
Gabungan penguatan A dan B
Konduksi lebih besar dari 180o tetapi lebih kecil dari 360o
Menggunakan dua transistor Letak titik Q berada diantara penguat kelas A dan B
Linieritas paling jelek
Efisiensi sekitar 75%
Terdapat pemotongan sinyal
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
24/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201623
PROSEDUR PRAKTIKUM PENGUAT DAYA
1. Persiapan dan Pengujian
a.
Siapkan kit penguat daya, power supply, function generator, Multimeter, dan 2
probe untuk osilator dan function generator .
b. Hubungkan probe pertama ke osiloskop untuk kalibrasi. Dan hubungkan probe
kedua ke osiloskop untuk kalibrasi juga.
c. Hubungkan probe pada osiloskop dengan probe pada function generator
d. Atur VPP IN = 5 volt pada function generator dengan nilai keluaran vpp di osiloskop.
e. Atur Frekuensi = 1000 kHz pada function generator.
f. Sambungkan VCC ke Power Supply +9 Volt
Impedance matching outputdan Pengamatan Daya maksimum
Penguat daya Kelas A
1. Sambungkan P4 dengan RS In, RP in dengan RS Out, Out ke Probe Osiloskop, P1
ke Probe Function Generator.
2. Ukur RS dan RP pada kit dengan cara :
- Untuk Rp : (+) Multimeter ke Rp In, (-) Multimeter ke Ground
- Untuk Rs : (+) Multimeter ke Rs In, (-) Multimeter ke Rs Out dan sesuai RS dan RP
yang diinginkan.
Catatan : Rs = 0 (Potensiometer di putar ke kanan)
Rp = ∞ (Potensiometer diputar ke kiri)
3.
Setelah mengukur RP dan RS, Hidupkan Power Supply dan lihat pada Osiloskop.
4. Catat hasil Vpp dari penguat daya A.
Penguat daya kelas AB
1.
Sambungkan P3 dengan RS In, RP in dengan RS Out, Out ke Probe
Osiloskop, P2 ke Probe Function Generator.
2. Ukur RS dan RP pada kit dengan cara :
- Untuk Rp : (+) Multimeter ke Rp In, (-) Multimeter ke Ground
- Untuk Rs : (+) Multimeter ke Rs In, (-) Multimeter ke Rs Out Pengukuran
Dilakukan sesuai Rp dan Rs yang diminta.
3. Setelah mengukur RP dan RS, Hidupkan Power Supply dan lihat
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
25/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201624
pada Osiloskop.
4. Catat hasil Vpp dari penguat daya AB.
Transfer Daya MaksimumPenguat Daya A dan Penguat daya AB
1. Langkah-langkah untuk mencari Transfer daya maksimum adalah seperti
mencari pengamatan daya maksimum. Tapi banyak menggunakan frekuensi.
2. Atur frekuensi menggunakan function generator sesuai tabel yang diminta.
Tekan tombol auto pada osiloskop.
3. Catat hasil Vpp penguat daya A maupun penguat daya AB.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
26/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201625
OSILATOR
A. Tujuan
a.
Praktikan dapat memahami prinsip kerja Osilator.
b. Praktikan dapat mengetahui karakteristik dari berbagai jenis Osilator.
c. Praktikan dapat merancang Osilator.
B. Peralatan yang digunakan
1. Osiloskop
2. Power Supply/ Catu daya
3. Multimeter
4. Kit praktikum osilator
5. Kabel penghubung (jumper)
6.
Probe
C. DasarTeori
Osilator merupakan suatu rangkaian yang dapat menghasilkan sinyal keluaran secara
periodik setiap waktu. Dengan kata lain rangkaian ini mampu membangkitkan sinyal
keluaran AC dengan sinyal masukan DC. Sinyal periodik yaitu sinyal yang terus berulang
setiap waktu tertentu.Hubungan antara osilator dengan penguat daya yaitu: osilator adalah
rangkaian penguat daya yang memiliki output yang tidak stabil.
Ada 2 metode pembangkitan pada osilator, yaitu:
a. Menggunakan feedback , osilator menggunakan komponen feedback (L-C, R-C)
sebagai resonator penghasil gelombang sinusoidal.
b. Menggunakan rangkaian resistansi negatif
Secara umum rangkaian osilator L-C (Induktor-Kapasitor) adalah sebagai berikut:
AC
Z3
Z Z
-
+Vi
Vo
Gambar 4.1 Rangkaian generik osilator L-C
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
27/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201626
Gambar 4.2 Rangkaian prinsip osilator
Prinsip osilator dengan menggunakan metode feedback negatif.Rangkaian mempunyai
penguatan negatif dengan feedback .
Tegangan feedback : o f V V (4-1)
Tegangan output : V AV o (4-2)
Dari gambar 4.2. didapat : f i V V V (4-3)
Kemudian substitusikan pers. (4-1) dan (4-2) ke (4-3), sehingga:
oio V V
A
V → ... AV AV V oio → V AV AV io .).1( , maka diperoleh
pers.: ).1( A
A
V
V
i
o
(4-4)
Supayastabil : 0.1 A → 1 A ,hal ini menunjukan bahwa magnitudenya
adalah 1, fasanya )(1800 dan kelipatannya.
Jika oV merupakan tegangan tertentu (tidak = 0) maka 101 A A
Sehingga syarat osilasi (kriteria Barkhausen):
1. Magnitude : A = 1
2.
Fasanya : 1800 (dan kelipatannya)
Jika A >1 : Berosilasi tapi tidak linier (sinyal akan mengalami cacat) dan
berprinsip menguatkan
Jika A
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
28/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201627
Kondisi yang dipilih : mula-mula A > 1 untukmemicu osilasi kemudian pilih
A = 1 supaya keluarannya linier
Z3
Z1
Z2
Vo
AC
Z2Z1
Z3
Vo
Vi -
+
Ro
Gambar 4.3. rangkaian osilator dengan komponen feedback
v A : penguatan op amp; o R : hambatan dalam op amp
Beban mempunyai impedansi 312 // Z Z Z Z p (4-5)
Penguatan tegangan:i
o
V
V A (4-6)
vi
o p
p
o AV R Z
Z V
, dengan v A merupakan penguatan inverting (4-7)
Dari pers. (4-6) dan (4-7) didapat hubungan:o p
pv
R Z Z A A
(4-8)
Substitusikan pers. (4-5) ke pers. (4-8), maka didapat:
312312312 )(
Z Z Z R Z Z Z
Z Z Z A
R Z
Z A A
o
v
o p
pv
(4-9)
Penguatan umpan balik ( feedback ):o
i
V
V (4-10)
Z3
Z1Z2
Vo
-
+
Vi
311
31
1
Z Z
Z V
Z Z
Z V oi
(4-11)
Dari pers. (4-9) dan (4-11) didapat nilai hubungan A dan β:
1
312321
21
Z Z Z R Z Z Z
Z Z A A
o
v
(4-12)
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
29/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201628
Jika Impedansi yang digunakan adalah reaktansi murni (kapasitif/induktif), yaitu:
1;;; 2332211 j jX Z jX Z jX Z (4-13)
Substitusikan pers. (4-13) ke pers. (4-12), maka didapat:
0,1
312321
21
imajiner real
X X X X X X jR
X X A A
o
v (4-14)
Dari pers (4-14), nilai imajiner = 0, maka:
312321 0 X X X X X X (4-15)
Jika 3 X induktif:2 komponenlainnya kapasitif 21, X X
Jika 3 X kapasitif:2 komponenlainnya induktif 21, X X
1
31
1
X X
X A A v
(4-16)
1
2
2
1
1
2
1
31
L
Latau
C
C
X
X
X
X X Av
(4-17)
Gambar 4.4. Bentuk umum osilator L-C
Untuk komponen-komponen Z1, Z2, dan Z3dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel4.1.Komponen-komponen Z1, Z2, dan Z3
Osilator Z1 Z2 Z3
Colpitts C1 C2 L
Hartley L1 L2 C
Clapp C1 C2 seri LC3
Kristal C1 C2 Kristal
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
30/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201629
Ada beberapa jenis osilator yaitu:
1. Osilator Colpitts
f =
21
21.
2
1
C C
C C L
(4-18)
2. Osilator Hartley
f =)(2
1
21 L LC (4-19)
3. Osilator Clapp
f =
21
213
.2
1
C C
C C LC
(4-20)
4. Osilator Kristal
f = LCs21
= f s (4-21)
Selain menggunakan komponen L-C, osilator dengan metode feedback dapat juga
menggunakan komponen R-C, salah satunya yaitu osilator Wien-Bridge.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
31/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201630
Gambar 4.5. Osilator Wien-Bridge
Osilator Wien Bridge mengunakan 2 jaringan R-C pada terminal positif op amp untuk
membentuk sinyal keluaran yang berosilasi.
Gambar 4.6. Osilator Wien-Bridge dengan 2 jaringan R-C
Penguatan sinyal dilakukan oleh 2 resistor pada terminal negatif op-amp (inverting
input ).
Gambar 4.7. Osilator Wien-Bridge dengan 2 resistor penguatan
Untuk mencari frekuensi osilasinya, maka dapat dicari dengan memodifikasi rangkaian
seperti gambar 4.8. di bawah ini:
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
32/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201631
Gambar 4.8. Modifikasi osilator Wien-Bridge
Pada rangkaian modifikasi ini, penguatan loop-nya dapat dicari dengan melakukan
pembagian tegangan, sehingga didapat pers (4-22):
)()()(
)()(21
2
10 s Z s Z
s Z sV sV
(4-22)
Sedangkan nilai )(1 s Z dan )(2 s Z harus didapat dari nilai R dan C yang sama besar:
C s R s Z
1
)(1
(4-23)
C s R
C s R
s Z
1
1.
)(2
(4-24)
Penguatan pada rangkaian osilator ini adalah penguatan inverting , sehingga dengan
memakain rumus penguatan inverting op amp didapat nilai penguatan (G), yaitu:
Gambar 4.9. Non-inverting op amp
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
33/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201632
1
21 1)(
)(
R
R
sV
sV G
S
(4-25)
Dengan mensubstitusikan pers (4-23), (4-24), dan (4-25) ke pers (4-22), maka didapat:
13)()(
2220
C R sC R s
C R s sV G sV S
(4-25)
Sekarang kita dapat pers. secara keseluruhan, yaitu:
13)(
)()(
222
0
C R sC R s
GC R s
sV
sV sT
S
(4-26)
Substitusikan nilai s dengan jω, maka pers (4-26) akan menjadi:
C R jC R
GC R j
sT
3)1()( 222 (4-27)
Jika kita menginginkan pergeseran fasanya nol, maka bagian real -nya sama dengan nol:
01 222 C R (4-28)
Sehingga frekuensi osilasinya adalah:
f = RC 2
1
(4-29)
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
34/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201633
PROSEDUR PRAKTIKUM OSILATOR
1. Kalibrasi Alat Ukur
2.
Pengujian Modul Osilator Colpitts
a. Siapkan modul osilator, power supply, dan kabel jumper.
b. Hubungkan kabel jumper power supply pada tegangan +9 Volt ke port VCC+ pada
modul, dan ground power supply ke port GND pada modul.
c. Hubungkan ujung probe merah ke port OUTPUT Colpitts dan ujung probe hitam ke
port GND.
d. Nyalakan power supply dan tekan tombol Auto pada osiloskop.
e. Gunakan Cap. Select untuk memilih kapasitor mana yang akan digunakan dalam
rangkaian.
f.
Lihat frekuensi keluaran dan tegangan keluaran pada osiloskop kemudian lakukan
pengambilan data.
g. Matikan power supply.
3. Pengujian Modul Osilator Wien Bridge
a. Hubungkan kabel jumper power supply pada tegangan +5 dan – 5 Volt ke port VCC+
dan VCC - pada modul.
b. Hubungkan kabel jumper power supply pada posisi ground ke port GND pada modul.
c. Hubungkan ujung probe merah ke port OUTPUT Wien Bride dan ujung probe hitam ke
port GND.
d. Nyalakan power supply dan tekan tombol Auto pada osiloskop.
e. Lihat frekuensi keluaran dan tegangan keluaran pada osiloskop kemudian lakukan
pengambilan data.
f.
Matikan power supply.
4. Pengujian Modul Osilator Digital
a.
Hubungkan kabel jumper power supply pada tegangan +5 Volt ke port VCC+ pada
modul, dan ground power supply ke port GND pada modul.
b. Hubungkan ujung probe merah ke port OUTPUT Digital dan ujung probe hitam ke
port GND.
c. Nyalakan power supply dan tekan tombol Auto pada osiloskop.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
35/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201634
d.
Lihat frekuensi keluaran dan tegangan keluaran pada osiloskop kemudian lakukan
pengambilan data.
e. Matikan power supply.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
36/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201635
MODUL III PRAKTIKUM ELKOM
MIXER DAN PLL
A. Tujuan
1. Mengamati dan memahami cara kerja mixer dioda berimbang, pencampur BJT, dan
pencampur dengan IC 1496.
2. Mengamati dan mengukur bentuk-bentuk sinyal pada port-port mixer dengan menggunakan
Osiloskop.
3.
Mengamati dan mengukur sinyal pada port-port mixer dengan menggunakan Spektrum
Analyzer.
B. Peralatan Yang Digunakan
1. Function Generator
2.Osiloskop
3.Power Supply/ Catu Daya
4.Kit praktikum mixer
5.Kabel penghubung (jumper)6. Probe
C. DasarTeori
Mixer adalah rangkaian atau sub sistem yang memiliki dua input dengan frekuensi
1 2dan f f dan 1 output dengan frekuensi 1 2 1 2 f f f f atau dengan kata lain mixer
berfungsi untuk mengalikan sinyal.
Prinsip dasarnya adalah dua buah sinyal masuk ke suatu rangkaian non linier yang
menghasilkan frekuensi-frekuensi lain (terjadi pergeseran frekuensi) selain frekuensi dua buah
sinyal masukan tersebut dengan amplituda tertentu.
Beberapa istilah yang digunakan untuk menjelaskan penampilan mixer :
1.
Perolehan (Kehilangan) Konversi adalah perbandingan antara daya sinyal keluaran (IF)
dengan daya sinyal masukan (RF).
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
37/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201636
2. Gambaran Derau (Noise Figure) adalah besarnya rapat spektral daya noise relatif yang
dibangkitkan oleh perangkat mixer.
3.
Isolasi adalah besarnya redaman dalam dB sinyal masukan mixer pada sinyal keluaran
mixer
4.
Daerah Dinamis adalah daerah amplitudo dimana mixer dapat bekerja tanpa berkurangnya
penampilan
5.
Harmonic intermodulation Distortion adalah Distorsi yang disebabkan oleh karena
frekuensi harmonik yang dikeluarkan oleh mixer akibat sinyal masukan tertentu
Ada beberapa jenis mixer yaitu :
1.
Mixer dioda berimbang Tunggal
Gambar3.1 Mixer Diode Berimbang Tunggal
Cara Kerja Rangkaian :
Frekuensi-frekuensi masukannya adalah f RF dan f LO dan frekuensi keluarannya adalah f IF,
tegangan osilator local berada dititik a dan b. Tegangan V LO dimisalkan cukup besar untuk
menghidupkan dioda-dioda selama ½ siklus, kalau a lebih positif dari b dan sama sekali mati
selama ½ siklus yang lain VRF berada antara titik c dan d. Dimisalkan juga bahwa VLO jauh
lebih besar dari VRF
sehingga VLO
dapat mengendalikan keadaan dioda setiap saat. Dengan
begitu dioda bekerja sebagai penyambung (switch) yang akan menghubungkan dan
memutuskan c dan d secarabergantian dan periodik. Sehingga kalau Vab positif dan lebih besar
dari tegangan antara kedua kutub dioda pada saat dioda ON, maka titik c dan d akan terhubung,
sehingga Vo akan sama dengan nol. Sedangkan kalau Vab negatif maka keempat dioda akan
OFF sehingga titik c dan d akan terpisah sehingga Vo akan sama dengan VRF jika Rs pada
sumber VRF diabaikan. Untuk pencampur pada penerima maka beban akan ditala pada frekuensi
f IF , sehingga akan menapis komponen frekuensi yang tidak diinginkan . Dioda berimbang
R
D1
D4D2
D3
c
d
a b
VLO(t)
VRF(t) VO(t)
+
-
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
38/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201637
tunggal menghasilkan keluaran berupa Supres Carrier, karena dalam dioda berimabng tunggal
jika dioda ON maka ON semua, dan jika dioda OFF maka semuanya OFF, sehingga bentuk
sinyalnya akan menyerupai sinyal info.
Berikut merupakan gambar sistem kerja pada sinyal input output pada Mixer Dioda
Berimbang Tunggal.
Gambar3.2 Output Mixer DiodaBerimbang Tunggal
2. Mixer dengan IC MC1496
Mixer dengan IC MC1496 ini, menghasilkan sinyal keluaran sinyal suppressed carrier dan
meminimalkan sideband palsu dari sinyal suppressed carrier. Rangkaian ini dirancang untuk
menekan sinyal carrier seminimal mungkin sehingga yang dimunculkan di keluaran adalah
sinyal info . Penekanan carrier sangat bergantung pada level input carrier, dan untuk
mendapatkan sinyal suppressed carrier yang optimum, pada datasheet IC MC 1496 ini telah
dirancangkan spesifikasi sebagai berikut :
Vc : 60 mVrms = 0,04 Volt fc : 500 KHz
Vs : 300 Vrms = 0,21 Volt fs : 1 KHz
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
39/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201638
Gambar3.3konfigurasi pin IC MC 1496
Gambar3.4 Mixer dengan IC MC1496
Output dari rangkaian ini dapat diambil dari pin 6 dan 12 baik gain sinyal ataupun balanced.
Berikut merupakan bentuk keluaran dari rangkaian ini.
Gambar3.5 Bentuk keluaran mixer
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
40/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201639
PROSEDUR PRAKTIKUM MIXER
1. Mixer Dioda Berimbang Tunggal
Kalibrasi frekuensi dan amplitude sinyal info, spesifikasinya adalah :
Frekuensi : 64,9 Hz
Amplitudo : 6,48 Volt
Untuk melakukan kalibrasi, hubungkan probe positif function generator 1 dengan probe positif
osiloskop dan probe negatif function generator dengan probe negatif osiloskop, atur frekuensi
dan amplitudo di function generator lalu lihat perubahan nilainya pada osiloskop, sesuaikan
dengan spesifikasi diatas.Gambar 3.6 merupakan tampilan sinyal info saat dikalibrasi. Setelah
frekuensi dan amplitudonya sesuai, hubungkan probe positif function generator pada port Info
Signal In pada kit mixer diode berimbang tunggal dan probe negatif function generator
kebagian port Ground (GND) pada kit.
2. Kalibrasi frekuensi dan amplitude sinyal carrier, spesifikasinya adalah :
Frekuensi` : 1,02KHz
Vpp : 3,58 Volt
Untuk melakukan kalibrasi, hubungkan probe positif function generator 2 dengan probe positif
osiloskop dan probe negatif function generator dengan probe negative osiloskop, atur frekuensidan amplitudo di function generator lalu lihat perubahan nilainya pada osiloskop, sesuaikan
dengan spesifikasi diatas.Setelah frekuensi dan amplitudonya sesuai, hubungkan probe positif
function generator pada port Carrier Signal + pada kit mixer dioda berimbang tunggal dan
probe negative function generator kebagian portCarrier Signal - pada kit mixer dioda
berimbang tunggal.
3. Melihat hasil keluaran mixer diode berimbang tunggal.
Setelah sinyal info dan carrier diinputkan, lalu hubungkan probe positif osiloskop pada bagian
Modulated Signal Out pada kit dan probe negatif osiloskop kebagian port Ground (GND)
pada kit. Amati hasil keluaran dari mixer dioda berimbang tunggal tersebut.
Note untuk mixer dioda berimbang tunggal :
Pergunakan dua buah terminal untuk mencolok alat ukur, & pastikan terminal untuk
mencolokkan function generator (sebagai sinyal carrier) terpisah dengan alat ukur lainnya,
karena akan membuat ground menjadi tidak stabil
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
41/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201640
2. Mixer dengan IC 1496
a.
Memberikan catuan pada kit.
Untuk mixer dengan IC MC 1946, diperlukancatuan -9 Volt dan 12 Volt.Untuk itu, hubungkan
catuan -9 volt dari power supply dengan menggunakan jumper ke port -9V pada kit
danhubungkancatuan 12 volt dari power supply dengan menggunakan jumper ke port +12V
pada kit. Hubungkan pula ground dari power supply ke port GND pada kit.
b. Kalibrasi frekuensi dan dan amplitude sinyal info, spesifikasinya adalah :
Frekuensi : 1,32 KHz
Vpp : 2,68 Volt
Untuk melakukan kalibrasi, hubungkan probe positif function generator 1 dengan probe positif
osiloskopdan probe negatif function generator dengan probe negative osiloskop, atur frekuensi
dan amplitudo di function generator lalu lihat perubahan nilainya pada osiloskop, sesuaikan
dengan spesifikasi diatas.Setelah frekuensi dan amplitudonya sesuai, hubungkan probe positif
function generator pada port Info Signal In pada kit mixer IC MC1496 dan probe negatif
function generator kebagian port Ground (GND) pada kit.
d.
Kalibrasi frekuensi dan dan amplitude sinyal carrier, spesifikasinya adalah :Frekuensi : 57,1 KHz
Vpp : 17,2 Volt
Untuk melakukan kalibrasi, hubungkan probe positif function generator 2 dengan probe
positifosiloskopdan probe negatif function generator dengan probe negative osiloskop, atur
frekuensi dan amplitudo di function generator lalu lihat perubahan nilainya pada osiloskop,
sesuaikan dengan spesifikasi diatas.Setelah frekuensi dan amplitudonya sesuai, hubungkan
probe positif function generator pada port Carrier Signal In pada kit mixer IC MC1496 dan
probe negatif function generator kebagian port Ground (GND) pada kit.
e. Melihat hasil keluaran mixer IC MC1496.
Setelah sinyal info dan carrier diinputkan, lalu hubungkan probe positif osiloskop pada bagian
port + Signal Out pada kit dan probe negative osiloskop kebagian port - Signal Out. Amati
hasil keluaran dari mixer IC MC1496 tersebut.Gambar 3.12 merupakan tampilan sinyal
keluaran mixer
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
42/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201641
Note untuk mixer IC MC1496:
Pergunakan dua buah terminal untuk mencolok alat ukur, & pastikan terminal untuk
mencolokkan osiloskop terpisah dengan alat ukur lainnya, karena akan membuat ground
menjadi tidak stabil.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
43/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201642
PHASE LOCK LOOP
A. Tujuan
1.
Praktikan dapat melakukan pengukuran dan pengaturan free-running frequency pada PLL.
2. Praktikan dapat mengamati dan memahami lock-range pada PLL.
3. Praktikan dapat mengukur frekuensi capture maksimum dan minimum.
4. Praktikan dapat mengamati cara kerja PLL sebagai pensintesis frekuensi.
B. Peralatan yang digunakan
1. Kit praktikum elektronika Komunikasi PLL.
2. Catu daya DC
3. Multimeter digital.
4. Osiloskop.
5. Kabel penghubung (jumper).
C. Dasar teori
Phase Lock Loop (PLL) merupakan sistem tertutup membentuk feedback negatif dengan sinyal
feedback digunakan untuk mengunci (lock) frekuensi dan phasa keluaran terhadap frekuensi dan phasa
sinyal input. Hubungan antara PLL dengan mixer adalah di dalam PLL terdapat rangkaian phase detector
, dan mixer merupakan salah satu penyusun phase detector sehingga dengan kata lain mixer adalah
bagian dari PLL
PLL digunakan untuk filtering, penggeser frekuensi (frequency synthesis), kontrol kecepatan
motor, frequency modulation, demodulation, signal detection, dan aplikasi lainnya.
PLL dapat berupa analog atau digital, tetapi banyak tersusun dari komponen analog dan digital.
Beberapa parameter dalam PLL antara lain :
1. Free-running f requency . Adalah frekuensi keluaran VCO pada kondisi tidak ada sinyal
masukan. Biasanya nilainya pada frekuensi tengah.
2.
Locked-range . Adalah kawasan atau daerah frekuensi dimana lingkar dapat bertahanterkunci. Daerah ini dibatasi oleh frekuensi operasi minimum dan maksimum. Frekuensi
operasi maksimum adalah frekuensi tertinggi sinyal masukan dimana lingkar(lup) masih
dapat terkunci. Cara mencarinya dengan mengubah frekuensi sinyal masukan dari kondisi
PLL tidak terkunci (dari frekuensi tinggi sehingga PLL tidak terkunci), perlahan-lahan
frekuensi diturunkan sehingga pada harga frekuensi tertentu PLL akan terkunci pada
frekuensi tersebut. Frekuensi operasi minimum adalah frekuensi terendah sinyal masukan
dimana lingkar-lup masih dapat menguncinya. Cara mencarinya yaitu dalam keadaan PLL
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
44/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201643
tidak terkunci sinyal masukan dinaikan dari frekuensi paling rendah (sehingga PLL tidak
terkunci) dinaikan perlahan-lahan sehingga PLL mulai terkunci. Pertengahannya pada
free-running frequency
3. Tracking range . Adalah simpangan maksimum yang diijinkan dari jaraknya ke free
running frequency, biasanya sejauh setengah lock-range.
4. Capture range . Simpangan frekuensi disekitar free-running frequency dimana lingkaran
masih mampu mengunci sejak memulai. Capture-range < Lock-range
5. Lock-up time . Adalah selang waktu transient dari PLL sampai mencapai kondisi terkunci.
Untuk lebih jelasnya maka dapat digambarkan sebagai berikut :
Cara kerja PLL :
1. Detektor Fasa
Andaikan kita memiliki mixer dengan masukan yang frekuensinya sama (misal 50 KHz dan 50
KHz). Karena selisih frekuensinya nol, maka keluaran pencampur merupakan tegangan dc, karena
frekuensinya nol. Dengan kata lain, tegangan dc akan keluar dari pencampur ketika frekuensi sinyal-
sinyal masukannya sama.
Pada dasarnya sebuah detector fase adalah merupakan mixer yang dioptimasi untuk digunakan pada
frekuensi sinyal masukan yang sama. Itu dikenal sebagai phase detector atau phase comparator,
karena besarnya tegangan dc yang dihasilkan tergantung dari beda sudut fase antara kedua sinyal
masukan. Jadi jika sudut fasenya berubah maka tegangan dc-nya juga berubah.
Gambar 1.a mengilustrasikan beda sudut fase antara dua sinyal sinusoidal. Ketika sinyal – sinyal ini
memasuki detector fase pada gambar 1.b, maka akan dihasilkan tegangan dc. Salah satu contoh tipe
kurva karakteristik detector fase digambarkan pada gambar 1.c, dimana ketika beda sudut fasenya
nol, maka tegangan dc yang dihasilkan akan maksimum. Dan jika sudut fase meningkat dari nol ke
180 maka tegangan dc akan menurun menuju harga minimum. Ketika susut fase 90 derajat, keluaran
tegangan dc adalah harga rata- rata dari maksimum dan minimum.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
45/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201644
Gambar 1.a
Sin (t+) VDC
Sin (t)
Gambar 1.b
Vdc
0 90 180 fase
Gambar 1.c
2. VCO [Voltage Controlled Oscillator]
Sesuatu yang penting diingat tetntang VCO adalah sebagai berikut :
Sebuah masukan tegangan dc akan mengendalikan frekuensi keluaran. Dalam percobaan ini,
kenaikan tegangan kendali dc akan menyebabakan penurunan frekuensi keluaran VCO.
PHASE
DETECTOR
Vmin
Vmak
2
Vmak + Vmin
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
46/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201645
f VCO
Vdc
Gambar 2
Ketika tegangan dc pada gambar 2 meningkat, maka frekuensi pada sinyal keluaran akan meningkat.
Dengan kata lain, tegangan dc akan mangendalikan frekuensi osilator. Secara tipikal, penaikkan
frekuensi akan berbanding lurus dengan kenaikan level tegangan dc (gambar 2).
3. PLL [Phase Locked Loop]
Gambar 3.a adakah merupakan blok diagram dari sebuah PLL. Sebuah sinyal masukan dengan
frekuensi fx adalah salah satu masukan ke detector fase. Masukan yang lain datang dari keluaran
VCO. Keluaran detector fase ditapis dengan LPF. Ini akan menghilangkan frekuensi – frekuensi
dasar dari masukan, frekuensi – frekuensi harmonik (kelipatan dari frekuensi dasar), dan frekuensi
jumlahnya. Hanya frekuensi selisih saja yang dilewatkan oleh LPF Tegangan dc ini kemudian akan
mengendalikan frekuensi keluaran dari VCO.
Sistem umpan balik akan mengunci frekuensi VCO pada frekuensi masukannya. Ketika system
bekerja secara benar, frekuensi keluaran VCO akan sama dengan fx, sama dengan frekuensi
masukan. Oleh karena detector fase memilki dua sinyal masukan dengan frekuensi yang sama, maka
sudut fase antara kedua sinyal masukan ini akan menentukan besarnya tegangan keluaran dc.
(a)
PHASE
DETECTOR
LOW PASS
FILTERVCO
Keluaran
Terkunci fx
Sinyal
Masukan fx
Keluaran dc
ff
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
47/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201646
INPUT INPUT INPUT
vco vco vco
(b) (c) (d)
Jika frekuensi masukan berubah, maka frekuensi keluaran VCO akan mengikutinya. Sebagai contoh,
jika frekuensi masukan fx meningkat sedikit, fasornya akan berputar cepat dan sudut fase bertambah.
Ini berarti tegangan dc keluar dari detector fase akan menurun. Tegangan dc yang lebih rendah akanmemaksa frekuensi keluaran VCO untuk meningkat sampai dengan fx.
Di pihak lain, jika frekuensi masukan menurun, fasornya secara lambat akan menurun dan sudut
fasanya akan bertambah, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.d. Sekarang tegangan dc yang
keluar dari detektor fase akan bertambah, dan ini menyebabkan frekuensi keluaran VCO akan
menurun sampai sama dengan frekuensi masukannya. Dengan kata lain, PLL secara otomatis
mengoreksi/mengontrol frekuensi keluaran VCO dan sudut fasenya.
Lock range (daerah penguncian) BL adalah daerah frekuensi VCO yang dihasilkan, diberikan
dengan persamaan :
BL = fmax - fmin
Di mana fmax dan fmin adalah frekuensi keluaran VCO maksimum dan minimum. Sebagai contoh,
jika frekuensi VCO dapat membawa dari 40 KHz sampai 60 KHz, maka daerah pengunciannya
(lock-range) adalah sama dengan :
KHz KHz KHz BL 204060
Sekali PLL terkunci, maka frekuensi masukan fx dapat membawa frekuensi dari 40 KHz sampai 60
KHz; VCO akan mengikuti frekuensi masukan ini dan keluaran akan terkunci akan sama dengan fx.
a. Mode Free Running
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
48/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201647
Jika masukan detector fase tidak ada, maka PLL akan bekerja dalam mode free running.
Frekuensi keluaran VCO hanya akan ditentukan oleh komponen penyusun osilatornya saja yaitu
R1 dan C1, jadi tidak dipengaruhi oleh tegangan pengendali dc. Dalam bentuk ini maka keluaran
dari VCO disebut free-running frequency.
b. Capture dan Lock Range
Asumsikan PLL bekerja dalam mode free-running atau tidak terkunci. PLL akan terkunci pada
frekuesni masukannya jika frekuensi masukannya itu berada pada daerah capture- range, yaitu
band frekuensi yang berpusat pada free-running frequency. Rumus untuk capture range adalah :
12 f f BC
dimana 12 f dan 1 f adalah frekuensi tertinggi dan terendah agar PLL dapat mengunci sinyal
masukan.
Capture-range adalah selalu lebih sempit dibanding lock-range dan ini berhubungan dengan
frekuensi cutt-off dari LPF. Frekuensi cut-off yang lebih rendah akan mengakibatkan capture-
range yang lebih sempit. Hal ini dapat diketahui dari karakteristik VCO, dimana jika tegangan
masukan dc-nya semakin besar, maka frekuensi keluaran VCO akan menurun, dan jika tegangan
dc masukannya diperkecil, maka frekuensi keluaran VCO akan semakin meningkat. Di lain
pihak, sinyal masukan dc VCO berasal dari keluaaran detector fasa. Detektor fasa sifatnya
seperti mixer, di mana keluaran detector fasa ini terdiri dari komponen- komponen frekuensi
asli, jumlah dan selisih dari sinyal-sinyal masukannya.
Keluaran detector fasa ini kemudian dilewatkan filter. Sehinggga kalau frekuensi cut-off filter
semakin tinggi maka tegangan keluaran dc filter akan semakin rendah, dan kalau frekuensi cut-
off semakin rendah maka teganagn dc keluaran akan semakin tinggi. Dan hasil pemfilteran ini
diumpankan ke VCO sebagai masukan. Jadi secara tidak langsung frekuensi cut-off filter akan
mempengaruhi capture-range.
c. IC PLL MC 4046
IC PLL MC 74HC4046A dari Motorola adalah sebuah IC dengan 16 pin yang dapat
dihubungkan dengan komponen ekstrenal untuk membentuk PLL.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
49/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201648
Gambar 4 memperlihatkan diagram blok sederhana.
Resistor pewaktu eksternal R 1,2 dihubungkan dengan pin 11 dan 12 terhadap ground, dan
kapasitor pewaktu eksternal C1A dan C1B dihubungkan dengan pin 6 dan 7. Ini adalah dua
komponen yang menentukan free-running frequency dari VCO dan range frekuensi VCO dan
diberikan dengan persamaan sebagai berikut (diambil dari data library PLL MC74HC4046A) :
d. PLL Sebagai Modulator FM dan AFC [Automatic Frequency Control]
PHASE
DETECTOR
LOW PASS
FILTERVCO
Sfm(t)
fv
Sinyal
Masukan fx
S(t)
info
S
)*3(2
232
2
1
1
undershoot Vdd C
I R
Vdd I
R
VCO
f EXT
RCONST RCONST IN
o
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
50/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201649
Jika Switch S-OFF . Sinyal FM, sfm(t), dengan frekuensi fv yang hanya dipengaruhi oleh sinyal
informasi s(t) saja, dengan menganggap komponen VCO stabil tidak dipengaruhi oleh
lingkungan. Tapi jika tak stabil, berarti fv dipengaruhi s(t) dan lingkungannya.
Jika Switch S – ON . Keluaran LPF akan memuat sinyal perubahan fv oleh lingkungan sebagai
sinyal koreksi, sebagai masukan VCO yang berupa sinyal informasi s(t) ditambah sinyal koreksi
dari keluaran LPF yang menyebabkan seolah-olah harga fv dipengaruhi oleh s(t) saja.
e. PLL Sebagai Demodulator FM / Diskriminator
Gambar di bawah ini memperlihatkan sebuah osilator LC dengan sebuah kapasitor variable
sebagai penala. Jika kapasitansi berubah, maka frekuensi osilasi akan berubah. Jika kapasitansi
berubah secara sinusoidal pada frekuensi 1 KHz, maka frekuensi pemodulasinya adalah 1 KHz.
OSILATOR LC
Ketika sinyal FM dimasukkan sebagai masukan pada PLL, VCO akan mengikuti perubahan
frekuensi masukannya. Sebagai hasilnya, tegangan yang berfluktuasi atau berubah-ubah akan
keluar melalui LPF. Tegangan ini memilki frekuensi yang sama dengan frekuensi sinyal
pemodulasi. Dengan kata lain, keluaran DC sekarang menyatakan keluaran demodulasi FM. Ini
banyak digunakan dalam penerima FM. Jika sinyal pemodulasi adalah musik, maka sinyal
keluaran dari keluaran FM adalah akan sama dengan musik juga.
Demodulasi atau deteksi FM dapat diperoleh secara langsung dengan menggunakan rangkaian
PLL. Jika frekuensi tengah PLL dirancang pada frekuensi sinyal FM, maka hasil penyaringan
atau tegangan keluaran LPF-nya adalah tegangan keluaran demodulasi yang diinginkan.
Perubahan nilainya sebanding dengan perubahan frekuensi sinyal masukannya. Rangkaian PLL
kemudian dioperasikan sebagai strip IF lengkap, pembatas, dan demodulator sebagaimana
dipakai dalam penerima FM.
f. PLL Sebagai Pensintesis Frekuensi
Pensintesis frekuensi dapat dibangun dengan menggunakan PLL seperti pada gambar berikut ini
PHASE
DETECTOR
LOW PASS
FILTER
VCO
Vo(t)Sinyal FM
Sfm(t), fv
fi
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
51/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201650
:
Sebuah pembagi frekuensi disisipkan antara keluaran VCO dengan masukan detector fasa
sehingga sinyal lingkar menuju detector fasa pada frekuensi fo ketika output VCO adalah Nfo.
Keluaran ini adalah kelipatan dari frekuensi sinyal masukan(referensi) selama lingkar dalam
keadaan terkunci.
Sinyal masukan dapat berupa kristal terbilan pada frekuensi f1 dengan menghasilkan keluaran
VCO pada Nf1 jika lingkar dalam mkondisi mulai terkuknci pada frekuensi dasar (ketika fo =
f1). Karena VCO hanya bisa berubah – ubah pada daerah yang terbatas dari frekuensi tengahnya,
maka diperlukan untuk mengubah frekuensi VCO ketika harga pembagi diubah. Selama
rangkaian PLL pada kondisi terkunci, frekuensi keluaran VCO akan secara pasti N kali frekusnsi
masukannya. Ini hanya diperlukan untuk mengatur kembali fo menuju daerah capture-range dan
lock-range, lingkar tertutup kemudian menghasikan sinyal Nf1 pada keluaran VCO pada
keadaan terkunci.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
52/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201651
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
53/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201652
P R O S E D U R P R A K T I K U M P H A S E L O C K L O O P
1.
VCO
Pengukuran kestabilan VCO dilakukan untuk menentukan daerah tegangan kontrol untuk
menentukan frekuensi yang diinginkan dan menentukan besarnya faktor penguatan VCO atausensitifitas modulasi. Pengukuran ini dilakukan dengan cara memberikan tegangan masukan VCO
dengan jarak 0,1 Volt dan mencatat frekuensi keluaran VCO. Diagran blok pengukuran seperti pada gambar dibawah ini :
Data Pengukuran VCO
(pin a dan pin b di hubung singkat) No. Tegangan Input (V) Frekuensi (KHz)
1. 1,2
2. 1,4
3. 1,6
4. 1,8
5. 2,0
6. 2,2
7. 2,4
8. 2,6
9. 2,8
10. 3,0
11. 3,2
12. 3,4
13. 3,6
Tegangan
Searah
VCO Osiloskop
Frequency
Counter
Voltmeter
Diagram Blok Pengukuran VCO
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
54/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201653
14. 3,8
15. 4,0
Tabel 1. Kelinieran VCO
a. Gambarkan kurva kelinieran VCO
b. Hitung faktor penguatan VCO
2. Keluaran Filter LPF
a. Ukurlah tegangan DC (dengan voltmeter digital) pada keluaran Filter LPF (pin 3) untuk
frekuensi referensi (osilator lokal) masukan 400 Hz. Catat tegangan dc pada table 3.
b.
Ulangi langkah a untuk frekuensi yang lain pada table 4
Frekuensi (Hz) Vdc
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Tabel 2. Keluaran Filter LPF
3. Free Running Frequency
a. Beri tegangan DC pada masukan VCO sebesar 3 volt, dengan cara :
Hubung singkat pin a dan pin b
Putar variable resistor dengan trimmer
Ukur keluaran Tegangan DC dengan multimeter (pin a)
b. Atur variable resistor pada pin 8 sehingga diperoleh free running frequency sebesar 250 KHz
4. Proses PLL
Prosedur :
a. Hubungkan pin b dan pin c, sehingga masukan DC pada VCO berasal dari keluaran detector
phasa.
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
55/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201654
b. Atur variable resistor pada pin 7 sehingga diperoleh frekuensi referensi sebesar 400 Hz. (pin
1)
c.
Hitung berapa pembagi yang diperlukan agar keluaran VCO 250 KHz dengan referensi 400
Hz
d. Buatlah programable divider sesuai dengan pembagi yang diinginkan
e. Amati keluaran VCO
Frekuensi : ......
Duty Cycle : ......
Gambar:
f. Amati keluaran Phase Detector
Gambar :
g. Amati keluaran Loop Filter
Gambar :
+V
-V
t
+V
-V
t
+V
-V
t
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
56/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201655
h. Amati keluaran Programable Divider
Frekuensi : .......
Duty Cycle : ........
Gambar :
i. Amati keluaran Pembagi 2
Frekuensi : .......
Duty Cycle : ........
Gambar :
j. Ulangi untuk nilai Frekuensi Referensi dan Free Running Frekuensi yang lain !
k. Analisa data yang diperoleh !
5.
PLL Sebagai Modulator FMa. Aturlah Keluaran VCO dengan frekuensi referensi 400 Hz sehingga keluarannya mempunyai
frekuensi 250 KHz KHz (sebagai frekuensi pembawa)
b. Hubungkan Generator Sinyal dengan sinyal ‘kotak’ (sebagai sinyal informasi) dengan
frekuensi 20 KHz dan amplitudo ……… pada masukan modulator FM (pada pin 3 VCO).
c. Amati sinyal keluaran modulator FM yang berupa gelombang FM pada pin 4 VCO,
bandingkan dengan sinyal masukan pemodulasinya.
d. Amati untuk nilai frekuensi informasi yang berbeda-beda :
+V
-V
t
+V
-V
t
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
57/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201656
No. Frekuensi Informasi (KHz) Gambar keluaran modulator FM
1. 20
2. 40
3. 60
4. 80
5. 100
6. 120
7. 140
8. 160
9. 180
10. 200
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
58/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201657
Tabel 3
6.
PLL sebagai pensintesis frekuensi
a. Set Frekuensi referensi pada 400 Hz.
b. Ukurlah Frekuensi Output VCO pada posisi divider 00 0000 0000 0000
No PEMBAGI FREKUENSI (VCO)
1 10
2 100
3 200
4 300
5 400
6 500
7 600
8 700
9 800
10 900
11 1000
Tabel Pesintesa Frekuensi
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
59/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
Laboratorium Elektronika Komunikasi 2015/201658
PROSEDUR PRAKTIKUM PLL
1. Oscillator Lokal
Hubungkan kit PLL dengan power supply sebesar 5 volt
Hubungkan Out X’tal dengan osiloskop
Atur variabel resistor dengan trimmer 1 hingga mendapatkan frekuensi referensi
sebesar 400 Hz
Gambarkan sinyal keluaran
2. Free Running
Hubungkan pin A dengan pin B
Hubungkan Out VCO dengan osiloskop
Ukur besar tegangan DC menggunakan multimeter (positif ke pin A, negatif ke
GND) menjadi sebesar 3 volt dengan memutar variabel resistor dengan trimmer 2
Atur besar frekuensi free running menjadi 250 KHz dengan memutar variabel
resistor dengan trimmer 3
3. Voltage Control Osilator (VCO)
Atur besar tegangan input VCO sesuai tabel pada jurnal
Gunakan multimeter (positif ke pin A, negatif ke GND)
Putar variabel resistor pada trimmer 2 untuk mendapatkan besar tegangan yang
diinginkan
4. Looping PLL
Atur input tegangan VCO sebesar 3 volt dan frekuensi 250 KHz
Hubungkan pin B dengan pin C sehingga inputan VCO berasal dari keluaran
detector phasa
Ubah besar pembagi sesuai tabel pada jurnal
5. Programmable Divider
Hubungkan Out programmable divider dengan osiloskop
Ubah besar pembagi sesuai tabel pada jurnal
6. Keluaran Pembagi Dua
Hubungkan Out Pembagi dua dengan osiloskop
Ubah besar pembagi sesuai tabel pada jurnal
7. Detektor Phasa
Hubungkan Out detektor phasa dengan osiloskop
-
8/17/2019 Modul Elkom 2016
60/60
LABORATORIUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI
FAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOM
A N A L I S A
1. Analisa kurva kelinieran VCO dan hitung faktor penguatan ?
2. Analisa hasil keluaran LPF untuk setiap perbedaan frekuensi !
3. Bandingkan antara free running frekuensi yang diperoleh dari hasil percobaan dengan hasil
perhitungan (gunakan rumus di modul praktikum !) !
4. Analisa setiap keluaran blok pada PLL dalam proses PLL ! Mengapa bisa terjadi demikian ?
Jelaskan!
5. Analisa PLL sebagai modulator FM untuk setiap frekuensi informasi yang berbeda ! Bagaimana
caranya PLL yang merupakan sebuah osilator bisa menjadi modulator FM ? Jelaskan jawaban
anda !
6.
Analisa PLL sebagai pesintesa frekuensi !7. Rancanglah sebuah PLL sebagai pensintesa frekuensi beserta spesifikasinya untuk
membangkitkan sinyal sinus dengan frekuensi terendah 88 MHz dan frekuensi tertinggi 108 MHz
(kenaikan frekuensi setiap 200 KHz / sweep generator). Jika osilator kristal yang tersedia adalah
osilator kristal 25 KHz. Jika perlu gunakan programmable counter sebagai frequency divider.
8. Sebutkan komponen apa saja yang anda gunakan dalam setiap blok rancangan anda ? Jelaskan
mengapa anda menggunakan komponen tersebut!