![Page 1: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/1.jpg)
Penguat DayaGelombang Mikro (1)
TTG4D3 โ Rekayasa Gelombang Mikro
Oleh
Budi Syihabuddin โ Erfansyah Ali
1
![Page 2: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/2.jpg)
Outline
โข Pendahuluan
โข Macam-Macam Daya & Faktor Penguatan
2
![Page 3: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/3.jpg)
Pendahuluan
3
Salah satu komponen yang terpenting dalam sebuah penguat adalah komponen aktif (transistor)yang memiliki nilai stabilitas berbeda-beda pada frekuensi kerja tertentu.
Stabilitas adalah hal pertama yang harus diperhatikan dalam perancangan sebuah penguat.Stabilitas merupakan ketahanan transistor terhadap osilasi dalam rangkaian gelombang mikroyang dapat dihitung dengan data parameter S transistor tersebut.
Dalam menganalisis kestabilan penguat, terdapat beberapa konstanta yang sering digunakan,yaitu:
1. Faktor kestabilan Rollet K
๐พ =1โ ๐11
2โ|๐22|2+|โ|2
2|๐21๐12|
2. Determinan dari parameter S
โ= ๐11๐22 โ ๐12๐21 LOUTINS = IN*
Es
Zs = 50IMC
inZL
= 50
IMC
out
![Page 4: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/4.jpg)
Pendahuluan
4
FaktorKestabilan
Stabil tanpa syarat(unconditionally stable)
Stabil bersyarat(potentially unstable)
Yaitu apabila K>1 dan |ฮ|<1dimana |ะin|<1 dan |ะout|<1.Pada kondisi ini transistor cocokdigunakan sebagai penguat dimana penguat selalu stabildengan pemilihan ะS dan ะL
sembarang (di mana saja) padasmith chart.
Yaitu apabila K<1 dan |ฮ|>1 atau K<1 dan |ฮ|<1.Kondisi ini lebih cocok digunakan untuk osilator karenaimpedansi sumber dan beban akan menyebabkan|ะin|>1 dan |ะout|>1. Pada kondisi ini lingkarankestabilan berperan penting dalam pemilihan koefisienpantul sumber dan beban pada perancangan osilatorsupaya memenuhi syarat kondisi osilasi, yaitu |ะin|>1dan |ะout|>1. Kondisi ini dapat juga digunakan sebagaipenguat yaitu dengan syarat pemilihan ะS dan ะL yangberada pada daerah kestabilan sumber maupun bebanpada smith chart.
![Page 5: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/5.jpg)
Pertama, power (daya) yangada adalah available power(daya yg tersedia) yang berasaldari sumber.
Pavs = Available power dari sumber
Daya (1)
5
Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu
tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada komponen penguat yang dihubungkan
dengan beban dan sumber.
![Page 6: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/6.jpg)
Daya (2)
6
๐๐ข๐ง = ๐๐ข๐ง๐ โ ๐๐ซ๐๐
=|๐๐|
๐ โ |๐๐|๐
๐๐๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
|๐ โ ๐ช๐๐ช๐ข๐ง|๐ ๐ โ ๐ช๐ข๐ง|
๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
๐๐๐๐ + ๐๐
๐๐ โ |๐ช๐ข๐ง|
๐
|๐ โ ๐ช๐๐ช๐ข๐ง|๐
Daya yg diserap beban (port input komponen penguat)
Daya yang datang ke port input komponen penguat Daya yang
dipantulkan dari port input komponen penguat
![Page 7: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/7.jpg)
Daya (3)
7
๐๐๐ฏ๐ฌ = ๐๐ข๐ง|๐ช๐ข๐ง=๐ช๐โ
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
๐ โ |๐ช๐|๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
๐๐๐๐ + ๐๐
๐๐
๐ โ |๐ช๐|๐
=๐
๐|๐๐|
๐๐
๐๐๐{๐๐โ}
Pin maks jika :
maksimal
JIKA
๐ โ |๐ช๐ข๐ง|๐
|๐ โ ๐ช๐๐ช๐ข๐ง|๐
๐ช๐ข๐ง = ๐ช๐โ
![Page 8: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/8.jpg)
Daya (4)
8
Jika ada sebuah komponen dua port dihubungkan dengan sumber, bagaimana nilai Pavn?
![Page 9: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/9.jpg)
๐๐๐ฏ๐ง = ๐๐|๐ช๐=๐ช๐จ๐ฎ๐ญโ
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ๐ช๐จ๐ฎ๐ญโ |๐
๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐|
๐
๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐ ๐
๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐|
๐
๐ โ |๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
Daya (5)
9 9
PL maks jika :
maksimal
JIKA
๐ โ |๐ช๐|๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ๐ช๐|๐
๐ช๐ = ๐ช๐จ๐ฎ๐ญโ
๐๐ =|๐๐|
๐ โ |๐๐|๐
๐๐๐
=|๐๐จ๐ฎ๐ญ|
๐
๐๐๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ๐ช๐|๐๐ โ ๐ช๐|
๐
=|๐๐|
๐
๐๐๐
|๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ๐ช๐|๐๐ โ ๐ช๐|
๐
![Page 10: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/10.jpg)
Faktor Penguatan (1)
10 10
LOUTINS
a1
b1Es
ZgIMC
inZL
IMC
out
a2
b2
PAVS PIN PAVN PL
1. Transducer Power Gain (GT)
GT =PLPavs
=Daya yang diberikan ke beban
Daya yang tersedia pada sumber sinyal
2. Operating Power Gain (GP)
GP =PLPin
=Daya yang diberikan ke beban
Daya yang diberikan ke transistor
3. Available Power Gain (GA)
GA =PavnPavs
=Daya tersedia dari transistor
Daya yang tersedia pada sumber sinyal
![Page 11: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/11.jpg)
Faktor Penguatan (2)
11 11
1. Transducer Power Gain (GT)
๐๐ =๐๐๐๐๐ฏ๐ฌ
=๐๐๐ฒ๐ ๐ฒ๐๐ง๐ ๐๐ข๐๐๐ซ๐ข๐ค๐๐ง ๐ค๐ ๐๐๐๐๐ง
๐๐๐ฒ๐ ๐ฒ๐๐ง๐ ๐ญ๐๐ซ๐ฌ๐๐๐ข๐ ๐ฉ๐๐๐ ๐ฌ๐ฎ๐ฆ๐๐๐ซ ๐ฌ๐ข๐ง๐ฒ๐๐ฅ
=|๐๐๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐ ๐ โ |๐ช๐|
๐๐ โ |๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
=|๐๐๐|
๐ ๐ โ |๐ช๐|๐ ๐ โ |๐ช๐|
๐
๐
๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐ |๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|
๐
=|๐๐๐|
๐ ๐ โ |๐ช๐|๐ ๐ โ |๐ช๐|
๐
๐
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐ช๐ข๐ง|๐ |๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|
๐
=|๐๐๐|
๐ ๐ โ |๐ช๐|๐ ๐ โ |๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐ช๐ข๐ง|๐ |๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐
![Page 12: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/12.jpg)
Faktor Penguatan (3)
12 12
2. Operating Power Gain (GP)
๐๐ =๐๐๐๐ข๐ง
=๐๐๐ฒ๐ ๐ฒ๐๐ง๐ ๐๐ข๐๐๐ซ๐ข๐ค๐๐ง ๐ค๐ ๐๐๐๐๐ง
๐๐๐ฒ๐ ๐ฒ๐๐ง๐ ๐๐ข๐๐๐ซ๐ข๐ค๐๐ง ๐ค๐ ๐ญ๐ซ๐๐ง๐ฌ๐ข๐ฌ๐ญ๐จ๐ซ
=|๐๐๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐ ๐ โ |๐ช๐|
๐|๐ โ ๐ช๐๐ช๐ข๐ง|
๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
๐
๐ โ |๐ช๐ข๐ง|๐
=|๐๐๐|
๐
๐ โ |๐ช๐ข๐ง |๐๐ โ |๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐๐ช๐ข๐ง|
๐
=|๐๐๐|
๐
๐ โ |๐ช๐ข๐ง |๐๐ โ |๐ช๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐|๐ โ ๐ช๐๐๐๐|
๐ |๐ โ ๐ช๐จ๐ฎ๐ญ ๐ช๐|๐
|๐ โ ๐๐๐๐ช๐|๐
=|๐๐๐|
๐
๐ โ |๐ช๐ข๐ง |๐
๐ โ |๐ช๐|๐
|๐ โ ๐๐๐๐ช๐|๐
![Page 13: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/13.jpg)
Faktor Penguatan (4)
13 13
3. Available Power Gain (GA)
๐๐ =๐๐๐ฏ๐ง๐๐๐ฏ๐ฌ
=๐๐๐ฒ๐ ๐ญ๐๐ซ๐ฌ๐๐๐ข๐ ๐๐๐ซ๐ข ๐ญ๐ซ๐๐ง๐ฌ๐ข๐ฌ๐ญ๐จ๐ซ
๐๐๐ฒ๐ ๐ฒ๐๐ง๐ ๐ญ๐๐ซ๐ฌ๐๐๐ข๐ ๐ฉ๐๐๐ ๐ฌ๐ฎ๐ฆ๐๐๐ซ ๐ฌ๐ข๐ง๐ฒ๐๐ฅ
=|๐๐๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
๐ โ |๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
๐ โ |๐ช๐|๐
|๐ โ ๐ช๐ |๐
=|๐๐๐|
๐
|๐ โ ๐ช๐ ๐๐๐|๐
|๐ โ ๐ช๐|๐
๐ โ |๐ช๐จ๐ฎ๐ญ|๐
![Page 14: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/14.jpg)
Contoh (1)
14 14
A microwave transistor has the following S parameters at 10 GHz, with a 50 ฮฉreference impedance:S11 = 0,45 < 1500
S12 = 0,01 < -100
S21 = 2,05 < 100
S22 = 0,40 < -1500
The source impedance is ZS = 20 ฮฉ and the load impedance is ZL = 30 ฮฉ.Compute the power gain, the available gain and the transducer power gain.
![Page 15: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/15.jpg)
Contoh (1)
15 15
Solution:The reflection coefficients at the source and load are:
ฮS =ZS โZ0ZS + Z0
=20 โ 50
20 + 50= โ0,429
ฮL =ZL โZ0ZL + Z0
=30 โ 50
30 + 50= โ0,250
The reflection coefficients seen looking at the input and output of the terminated network are:
ฮin = S11 +S12S21 ฮL1 โ S22 ฮL
= 0,45 < 1500+(0,01 < โ100 )(2,05 < 100 )(โ0,250)
1 โ (0,40 < โ1500 )(โ0,250)
= 0,455 < 1500
ฮout = S22 +S12S21 ฮS1 โ S11ฮ S
= 0,40 < โ1500+(0,01 < โ100 )(2,05 < 100 )(โ0,429)
1 โ (0,45 < 1500 )(โ0,429)
= 0,408 < -1510
![Page 16: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/16.jpg)
Contoh (1)
16 16
The power gain is:
GP =|S21|
2
(1 โ |ฮin |2)
(1 โ |ฮL|2)
|1 โ S22ฮL|2=
2,05 2 [1 โ 0,250 2]
1 โ 0,455 2 |1 โ 0,40 < โ1500 โ0,250 |2
=5,94
The available power gain is:
GA =|S21|
2
(1 โ |ฮout |2)
(1 โ |ฮS|2)
|1 โ S11ฮS|2=
2,05 2 [1 โ 0,429 2]
1 โ 0,408 2 |1 โ 0,45 < 1500 โ0,429 |2
= 5,85
The transducer power gain is:
GT =|S21|
2(1 โ |ฮS|2)(1 โ |ฮL|
2)
|1 โ ฮSฮin|2|1 โ S22ฮL|2
=2,05 2 [1 โ 0,429 2][1 โ 0,250 2]
1 โ โ0,429 0,455 < 1500 2|1 โ 0,40 < โ1500 โ0,250 |2= 5,49
![Page 17: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/17.jpg)
Referensi
โข Microwave Engineering 3rd Edition, David M. Pozar.
17
![Page 18: Penguat Daya Gelombang Mikro (1)...dari sumber Daya (1) 5 Sebelum diskusi tentang amplifier (penguat), harus didefinisikan terlebih dahulu tentang daya yang dialirkan. Misalkan ada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021609/5e28b8ae2cd77f04b10079c9/html5/thumbnails/18.jpg)
Terima Kasih
18