rangkaian resonator nov

7/31/2019 Rangkaian Resonator Nov

1/38

1

RANGKAIAN RESONATORdan TRANFORMATOR

IMPEDANSI


2/38


3/38


4/38

4

Respon Resonator Praktis

Frekuensi(Hz)

Penguatan( dB )

0

-3

Insertion Loss

Ripple

Ultim

ate

attenu

ation

Stop Bandf3 fc f2f1

Stop

Band

f4

- 60

Pass Bandwidth

Bandwidth ( - 60dB)


5/38

5

Beberapa definisi yang perlu

diketahui:

Resonansi : kondisi dimana komponen reaktansidari suatu impendansi berharga nol pada frekuensitertentu.

Bandwidth / lebar pita : Perbedaan antara frekuensiatas dan frekuensi bawah (f2 f1), respon

amplitudonya -3 dB dibawah respon passband. Jadiyang diloloskan hanya diantara f1 dan f2, diluar

frekuensi tersebut diredam secara signifikan.

Faktor kualitas (Q) : parameter untuk mengukur

tingkat selektivitas rangkaian.= BdBW

fcQ 312 ff

fc


6/38

6

Beberapa definisi yang perlu

diketahui:

Faktor bentuk ( Shape Factor = SF ) : PerbandinganBW 60dB (redaman besar)terhadap BW 3 dB(redamankecil ) pada rangkaian resonator (seberapamiring terhadap ideal).

Ultimate Attenuation :Redaman minimum akhir yangdiinginkan/dikehendaki rangkaian resonansi diluarpassband.

Ripple / Riak :Ukuran dari kerataan passbandrangkaian resonansi yang dinyatakan dalam dB.

=dBBW

dBBW

SF 360

12

34

ff

ff


7/38


8/38

8

Analisis Rangkaian

Resonansi RC paralel LResonansi RL paralel C

Resonansi RLC seri

Konversi rangkaian paralel kerangkaian seri

Konversi rangkaian seri ke

rangkaian parallel


9/38

9

1.1 Rangkaian resonator

paralel ( Loss less

components)


10/38

10

Rangkaian LC parallel dapat

dimodelkan sebagai ideal

band pass filter, dimana :

Induktor ideal

Kapasitor ideal Beban dibuka / open


11/38

11

Rangkaian Paralel single-pole BPF

Vo

C

Rs

L

Switch

Vs


12/38

12

Respon Vo/Vs Jika menggunakan C kecil

dan L Besar :

- 3

0

f1 f2fr

Frek( Hz)

Rs dan L (switch ke kanan )

6 dB/octav

Rs&C

(switch ke

kiri)

V0/ Vs (dB)20.Log

Penguatan

(dB

)


13/38

13

Respon Vo/ Vs jika C diperbesar & L

diperkecil

f1 f2

Gab :Rs,L,C

Rs&LRs&C

V0/V

s(dB)20.Log

-3

Penguatan


14/38

14

Rangkaian resonator jika Vs short

Saat rangkaian resonansi

Xc = XL = X Paralel

Sehingga

Dan nilai

Xparalel

Rparalel

ff

fr

dBBw

fcQ =

==

123

fC2

1 fL2

LCfr

2

1=

frCRsfrC

Rs

frL

Rs

Xparalel

Rparalel

Q

2212 ====

XLXCRs


15/38

15

Beban Rl (< ~ ) ,L dan C ideal

Sehingga

RLRsRLRsRlRsRp

+

== //

frCRpfrL

Rp

Xp

RpQ

22

===

RLLC

Vs

(fr)

RpLC


16/38

16

Respon Rangkaian Resonator

-60

-50

-30

- 40

Q = 200

Q = 100

Q= 10

Q = 5

Peng

uatan

(dB)

Frekuensi (F/Fr)1

0


17/38

17

1. 2. Resonator dengan L

dan C mempunyai rugi-rugi/komponen Losses


18/38

18

Pengertian dan Model L dan C dengan rugi-

rugi :

L

L Ideal

Menyimpan seluruh energidalam Medan Magnet

L praktis dengan rugi-rugi

Ada energi yang dibuang / dilepasberupa panas di resistor

C Ideal

Menyimpan seluruh energi dalamMedan Listrik

C praktis dengan rugi-rugi

Ada sebagian energi yangdilepasberupa panas di resistor

C RC

LR


19/38

19

Akibat dari komponen Losses / ada rugi-rugi

komponen : Q tidak mungkin lebih besar dari Q untuk

Lossless komponen

Respon resonator mengalami redaman

pada frekuensi resonansi Frekuensi resonansi sedikit tergeser

dengan adanya Losses / rugi

Pergeseran fasa pada filter tidak akan nol

di frekuensi resonansi


20/38

20

Tingkat rugi-rugi pada L/C dinyatakan

dalam factor kualitas Q

Untuk L/C seri dengan R :

Rseri Rs Xs = 2..f.Ls atau

Q Xs =s

s

R

X

sfC2

1

RsLs

RsCs


21/38

21

Kadang Induktor L atau Kapasitor C dengan

rugi-rugi juga dimodelkan sebagai

rangkaian paralel dengan R-nya

Rp

Cp

Rp

Lp

p

p

p

X

RQ =

pppp fCatauXfLX

2

1

2==


22/38

22

Konversi dari seri ke paralel ekivalennya, jika Rsdan Xs diketahui maka Xp dan Rp bisa dicari

dimanaJika Q > 10 Rp Q2

( )12 += QRRp

Q

R

X

p

p =

ps QQQ ==

Rs

Rp

Xs

Xp

Seri

Paralel Ekivalen


23/38

23

Rangkaian Resonator menggunakan L

dan C dengan rugi-rugi

Vs

R s

L

R Ls

C

R Cs

RL


24/38

24

Rangkaian Ekivalen untuk menentukan

Q (Vs short):

Rs L

RLs

C

RCs

RL

Rs Lp RLp Cp RCp RL

Q= p

p

X

R

pfC2

1X

p

= 2fL

patau X

p

=Lp Cp Rp


25/38

25

Perbandingan Respon LC untuk 3 kondisi:

0

dB

3dB

Beban + Losses Component

( Praktis)

Beban +Lossless Component

Open circuit +Lossless Compnent(Ideal)

Insertion loss

Penguatan(dB)

Frekuensi (Hz)


26/38

26

1.3 TransformatorImpedansi (Menaikkan

Q dengan menaikkan

Rs)


27/38

27

TRANSFORMATOR IMPEDANSI

Transformasi Impedansi

dengan kapasitoryangdi-tapped di tengah

Rangkaian ekivalenuntuk mencari Q

Rs = RL transfer

daya maximum

AC

RLL

C2

C1

RS

RsRs'

21

21

TCC

CCC

+

=

+=

2

1C

1RsRs'C

10QL

RS RLCT L


28/38

28

TRANSFORMATOR IMPEDANSI

Transformasi

Impedansi denganInduktoryang di-

tapped

Rangkaian

ekivalennya

AC

RS

CRLn2

n1

=

1

2RsRs'

n

n2

RS RLC LT


29/38

29

1.4 Rangkaian Resonatorparalel ganda


30/38

30

Untuk memperbaiki shape faktor:

a. Hubungan seri dikopling kapasitor

Qa = faktor kualitas rangkaian single resonator

aQ

C

12C = singleawala

QQQ

RS

L LC CAC

C12

RL

Resonator 1 Resonator 2


31/38

31

Respon Resonator ganda

aQ0,707

rQ =

Resonator

tunggal[Qa ]

Resonator

ganda[Qr]

0dB

-3

dB

- 60

dB

f1 f1'

fR f2f2'

Penguatan

f


32/38

32

b. Hubungan seri dikopling Induktor

Qa = faktor kualitas rangkaian single resonator

LQL a12= singleawala

QQQ

RS

L LC CAC RL

L12


33/38

33

Hubungan seri dikopling aktif

12

Q

QtotalQakhir 11

== n

Q1 : faktor

kualitas

resonator

tunggalN : banyaknya

rangkaian

resonator

kaskade

LLL CC C

VIN

+8V


34/38

34

1.5 RangkaianResonator seri


35/38

35

Resonansi RLC seri

Faktor kualitas Q suatu rangkaian resonansi

seri didefinisikan sebagai rasio antara

tegangan induktif dengan tegangan resistif.

RL

C

V s

RCQ

CL

RL

VVQ

SOSO

SO

SO

R

L

1,1, ====


36/38

36

Impendansi seri untuk rangkaian tersebut

dalam Q adalah :

[ ]

221

,1

1

1

1

11

1

QyRZ

yjyQR

QjR

RCR

L

jR

RCR

LjR

CLjRZ

SO

SO

SO

SO

SO

SOSO

SO

+=

=+=

+=

+=

+=

+=


37/38

37

Dari rumus tersebut tampak bahwa semakin tinggi Q

dari suatu rangkaian menghasilkan selektivitas yang

baik. Selektivitas biasa dinyatakan dengan

Bandwidth 3 dB.

Qy

Qy

RQyR

1

1

21

3

22

3

22

3

=

=

=+

2

2

2

222

2

2

2

3

22

0

1

SO

SOSO

SO

SO

SO

SO

fQ

f

Q

f

f

Qffff

Qf

f

f

fy

+

=

=

==

y3 = 1/ Q harus positif

pada f2 > fso, dan 1/ Qpositif


38/38

38

pada f1 < fso, dan 1/Q positif

Qf

Qf

Qf

fQ

f

Q

ff

Q

f

Q

f

ffBW

f

Q

f

Q

ff

Q

ffff

Qf

f

f

fy

SOSOSO

SO

SOSO

SO

SOSO

dB

SO

SOSO

SO

SO

SO

SO

=+=

+

++

=

=

+

=

=

==

22

2222

22

0

1

2

2

2

2

123

2

2

1

12

1

2

1

1

3

Dari persamaan ini

tampak bahwa

semakin besar Q,

maka akansemakin sempit

Bandwidth 3 dB.

Untuk rangkaian

seri biasanya Qantara 10 300

rangkaian resonator nov

Documents