te3623 02 rangk penyesuai impedansi

47
Modul 2 TE 36 3623 23 Elektronika Elektronika Komunikasi Komunikasi RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI (Impedance Matching Circuit) Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Departemen Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Departemen Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung – 2008

Upload: moel-ryadhie

Post on 28-Oct-2015

277 views

Category:

Documents


11 download

TRANSCRIPT

Page 1: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Modul 2

TTEE 36362323ElektronikaElektronika KomunikasiKomunikasi

RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI

(Impedance Matching Circuit)

Program Studi S1 Teknik TelekomunikasiDepartemen Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi TelkomDepartemen Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom

Bandung – 2008

Page 2: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Fungsi :

Digunakan untuk menghasilkan impendansi yang tampak sama dari impendansi beban maupun impendansi sumber agar terjadi transfer daya maksimum. Penyesuai impendansi ini hanya dapat diaplikasikan pada rangkaian dengan sumber AC.

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 2

Page 3: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Konsep IMC (Impedance Matching Circuits)1. Tranfer daya maksimal (konjugate y ( j gmatch)

Daya akan sampai ke ZLy p L

dengan maksimum jika ZS = ZL* atau ZL = ZS*Di Z R + jX d ZDimana : ZS = RS + jXS dan ZL

= RL + jXL

Bagaimana jika ZS ≠ ZL*?g j S L

Maka tidak akan terjadi transfer daya maksimum, sehingga di l k k idiperlukan rangkaian penyesuai impedansi (Impedance Matching Circuit =

ZS ≠ ZL

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 3

IMC). ZS ≠ ZL

Page 4: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Konsep IMC (Impedance Matching Circuits)

2 Koefisien pantul Γ=0 Z = Z2. Koefisien pantul Γ=0, ZL = ZS

ZS ≠ ZL

Sinyal akan sampai ke ZL tanpa cacat akibat pantulan, jika ZS = ZL

IMC disini berfungsi membuat supaya Γ=0

ZS ≠ ZL

IMC disini berfungsi membuat supaya Γ 0.Dalam pembahasan pada bab ini, yang lebih banyak kita diskusikan IMC yang bertujuan agar terjadi transfer daya maksimal (konjugate match)

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 4

match)

Page 5: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Berdasarkan bentuk rangkaian danBerdasarkan bentuk rangkaian dan jumlah elemennya, penyesuai impendansi ini dibagi menjadi 3 :impendansi ini dibagi menjadi 3 :

1. Penyesuai impendansi bentuk L (2 elemen)(2 elemen)

2. Penyesuai Impendansi bentuk T atau Π (3 elemen))

3. Penyesuai Impendansi multi-elemen(wideband, Low-Q)

Di l ik dDiselesaikan dengan :Perhitungan matematisD b t S ith Ch tTE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 5

Dengan bantuan Smith Chart

Page 6: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

1. Penyesuai impendansi bentuk L

Penyesuai impendansi ini merupakan bentuk penyesuai yang paling sederhana Merupakan dasar dari penyesuai impendansi bentuk T dan bentuk Π

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 6

Page 7: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)

a. Impendansi hanya komponen resistifBila Rs < Rl, maka IMC L kanan

Ada 2 kemungkinan konfigurasi:Ada 2 kemungkinan konfigurasi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 7

i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass

Page 8: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)

Rs > Rl, maka IMC L kiri

Ada 2 kemungkinan konfigurasi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 8

i. Bersifat Low-pass ii. Bersifat high-pass

Page 9: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)Rumus yang dipakai :y g

1-R

QQ P== SS

XQ = PR

Q =1R

Q QS

PS ==S

S R Q

PP X

Q =

Keterangan :Qs = Faktor kualitas seriXs = Reaktansi Seri = XcXs = Reaktansi Seri = XcXp = Reaktansi PararelQp = Faktor kualitas paralelRp = Resistansi paralel (Resistansi yang lebih besar Rsumber atau RL)

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 9

Rs = Resistansi seri = Rc (Resistansi yang lebih kecil Rsumber atau RL)

Page 10: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)

Contoh soal:Rancang suatu IMC bentuk “L” yang menyepadankan

Rs = 100Ω dan RL = 1KΩ pada f = 100MHzRs = 100Ω dan RL = 1KΩ pada f = 100MHz, dengan sifat meloloskan sinyal DC.

Penyelesaian: meloloskan sinyal DC berarti bersifat y yLPF, RS < RL, maka rangkaian pengganti yang dipilih Gbr yang sesuai, yaitu:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 10

Page 11: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyelesaian: (lanjutan)

1000R 3 9 1 - 1001000 1 -

RR Q Q

S

PPS =====

SXQ hi X Q R 3 100 300ΩS

SS R

Q = sehingga XS = QS x RS = 3 x 100 = 300Ω

XS = XL = 2 π f L sehingga nH477 H10x 4.77 300 X L 7-8

L ====XS XL 2 π f L sehingga 770.7710 2f2 8ππ

PRQ = Ω=== 333 31000RX Psehingga

PP X

Q = Ω=== 333,3 3

Q

XP

P

1XX CP == pF4,8 1 1 C 8 ===

sehingga

sehinggaC f 2 X X CP π

p,.333,3102X f 2

C 8C ππsehingga

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 11

Page 12: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L(cont’)

b. Bila impendansi sumber atau bebanbilangan kompleks:

Terdapat 2 prinsip dasar yaitu absorpsi dan resonansiDasar perhitungan masih menggunakansumber atau beban bilangan riil (resistif

j )saja).

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 12

Page 13: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L(cont’)

Absorbsi :

langkah-langkah :1. Anggap impendansi beban dan impendansi sumber

hanya komponen resistif.2. Hitung Xc-total (atau Xseri total) dan Xp-total3. Lakukan absorbsi sehingga:

j(XS + XC’) = jXseri total (untuk komponen induktif)j(XL // XP’) = jXparalel total (untuk komponen kapasitif)XC’ dan XP’ adalah hasil yang kita hitung!

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 13

Page 14: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh:

Dengan menggunakan metode absorpsi, rancanglah IMC bentuk “L” pada 100MHz dengan sifat meloloskan sinyal DC pada rangkaian berikut:sifat meloloskan sinyal DC pada rangkaian berikut:

Solusi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 14

Page 15: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai impendansi bentuk L (cont’)

Resonansi :Resonansi :

Langkah-langkah :1. Hitung harga Xrl dan Xrs agar pada beban dan g g g p

sumber terjadi resonansi (menghilangkan komponen imajiner pada beban dan sumber).

2. Setelah terjadi resonansi pada beban dan sumber, j phitung Xp’ dan Xc’. (gunakan: impendansi beban = Rl dan impendansi sumber = Rs)

3. Hitung Xc’ seri-dengan Xrs maupun Xp’ paralel-

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 15

g gdengan Xrl.

Page 16: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh:

Rancanglah suatu IMC yang dapat memblock sinyal DC antara beban-sumber rangkaian dibawah ini pada frekuensi operasi 75 MHzdibawah ini, pada frekuensi operasi 75 MHz. Gunakan metode resonansi.

Solusi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 16

Page 17: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

2. Penyesuai Impendansi 3 Elemen:(sumber dan beban resistif)(su be da beba es st )

Bentuk T:

Bentuk Π

Digunakan untuk memperoleh Q yang tinggi (Bandwidth yang sempit)Merupakan penggabungan dari IMC L kiri dan

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 17

Merupakan penggabungan dari IMC L kiri dan IMC L kanan

Page 18: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

1. IMC ‘T’

Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih besar dari Rs maupun Rl dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan.

R Pilih k il [R R ]1RQ v Rkecil = Pilih yg kecil [Rs, Rl]

Xc dan Xp menyepadankan R dengan R ; Xc

1-R

Qkecil

v=

Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv; Xc2dan Xp2 menyepadankan Rv dengan Rl

Xp1 dan Xp2 dapat digabungkan menjadi satu

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 18

komponen.

Page 19: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

2. IMC ‘Π’

Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih kecil dari Rsmaupun R dan dihitung berdasarkan Q yangmaupun Rl dan dihitung berdasarkan Q yang diinginkan.

1R

Q besarRbesar = Pilih yg besar [Rs, Rl]1-

R Q

v

besar=

Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv

Xc2 dan Xp2 menyepadankan Rv dengan Rl

Xc dan Xc dapat digabungkan menjadi satu

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 19

Xc1 dan Xc2 dapat digabungkan menjadi satu komponen.

Page 20: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Kerjakan !

Rancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “T” untuk menyepadankan RS=10Ω dan RL=50Ω dengan Q=10, pada frekuensioperasi 100 MHz.

dikerjakan mhs dgn NIM ganjilRancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMCRancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “π” yang menyepadankan RS=100Ω, R =1000Ω dengan faktor kualitas Q = 15RL=1000Ω, dengan faktor kualitas Q = 15 , pada frekuensi operasi 100 MHz..

dik j k h d NIMTE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 20

dikerjakan mhs dgn NIM genap

Page 21: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

3. Penyesuai impendansi multi elemen(Q rendah)( )

Bila ingin memperlebar BandwidthDil k k d k k d kDilakukan dengan cara mengkaskadekan beberapa buah IMC L-section.Contoh L kanan tiga tingkat (R > R )Contoh : L kanan tiga tingkat (RS > RL)

RRv

RRv

RR 21S

== 1-R 1-Rv Q besar==

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 21

RRvRv L21 RvRQ

kecil

Page 22: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

PEMAKAIAN SMITH CHART PADA RANGKAIAN PENYESUAIRANGKAIAN PENYESUAI

IMPEDANSI (IMC)

8 .0

0.4

0.6

0.8 1

1.4

1.8

3.0

4 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0

0.2

4.0

5.0

0

0.2

4.0

5.0

0.4

0.6

0.8 0 1.4

1.8

3.0

40

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 220. 1.0 1

Lingkaran Resistansi konstan Lingkaran Reaktansi konstan

Page 23: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

1. Penggambaran Harga Impedansi dan Admitansi

Contoh :Contoh :penentuan titik impendansi dan admittansi yaitu:yaitu:

Z1 = ( 0,2 + j 0,2 ) ohmY2 = ( 0,6 + j 0,6 ) mho

Z3 = ( 0,6 + j 1,4 ) ohmY4 = ( 0,2 – j 0,2 ) mhoY5 = ( 0 6 j 0 6 ) mhoY5 = ( 0,6 – j 0,6 ) mho

Z6 = ( 0,6 – j 1,4 ) ohm

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 23

Page 24: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Z dan Y pada Smith Chart(Z-chart dan Y-chart) 0.

6

0.8 1.

0

1.4

1.8

0.4

3.0

4.0Y2

Z3

0.2

4

5.0Z1Y2

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0

0.2

0

5.0

Y4

Y5

0.4

3.0

4.0

Z6

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 24

0.6

0.8

1.0 1.

4

1.8

Page 25: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

2. Normalisasi Impedansi Pada Smith Chart

Jika Z cukup besar untuk harga resistansidan reaktansi :dan reaktansi :

maka titik tersebut pada Smith Chart akanberada di daerah lingkaran kecil sehinggag ggdiperlukan normalisasi/pembagi tertentu.

Contoh :Z = 100 + j150 ohm, maka angka pembagi yang dapat dipakai, misalkan N=100, Z ternormalisasi: Zn = 1 + j1,5 ohm

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 25

Page 26: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

3. Konversi Impedansi ke Admitansi

1 = G ± jB

K tZ1Y =

Keterangan :G = konduktansi dalam mhoB = suseptansi dalam mhopDengan bantuan Smith Chart, untuk mengkonversi Z ke Y dan sebaliknya dapat dilakukan dengan membuat titik Z dan Y yang memiliki jarak sama ke pusattitik Z dan Y yang memiliki jarak sama ke pusat lingkaran (R = 1Ω) dan keduanya berbeda 1800 satu sama lain.

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 26

Page 27: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

0.6

0.8 1.

0

1.4

1.8

Contoh konversi Z ke Y(Z-chart ke Y-chart)

0.4

0 1

3.0

0Z1

Y2

0.2

4.0

5.0

Z1

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0

0.2

5.0Y1

0.4

3.0

4.0

Z2

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 27

0.6

0.8

1.0 1.

4

1.8

Page 28: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh membaca Z & Y(doble smith-chart)

• Z1 (Y1)

• Z2 (Y2)

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 28

Page 29: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

4. Manipulasi Impedansi Pada Smith Chart

b h k it i b bk t Zpenambahan kapasitor seri menyebabkan perputaran Z berlawanan arah dengan perputaran jarum jam padalingkaran resistansi konstanpenambahan induktor seri menyebabkan perputaran Z searah perputaran jarum jam pada lingkaran resistansikonstanContoh :

impedansi Z = 0,5 + j0,8 ohm diseri dengan reaktansi –j1 0 ohm (berupa C) maka Z’ = 0 5 + j0 8 j1 0 = 0 5j1,0 ohm (berupa C) maka Z = 0,5 + j0,8 – j1,0 = 0,5 –j0,2 ohm. Z baru ini merepresentasikan harga R seri dengan C.Untuk menggambarkan Z baru di Smith Chart dilakukandengan memutar titik Z lama sesuai arah komponenyang diseri (berlawanan arah dengan perputaran jarum

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 29

y g ( g p p jjam) pada lingkaran R konstan 0,5.

Page 30: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

5. Manipulasi Admitansi Pada Smith Chart

Jika menggunakan “double smith chart” berlaku:Jika menggunakan “double smith chart” berlaku:penambahan induktor paralel menyebabkan perputaranY berlawanan arah dengan perputaran jarum jam padalingkaran koduktansi konstanpenambahan kapasitor paralel menyebabkan perputaranY searah perputaran jarum jam pada lingkaranp p j j p gkoduktansi konstan.

Jika menggunakan “single smith chart”, Z-chartdikonversikan ke Y-chart kemudian berlaku aturan di atas:dikonversikan ke Y-chart, kemudian berlaku aturan di atas:

penambahan induktor paralel menyebabkan perputaranY berlawanan arah dengan perputaran jarum jam padalingkaran koduktansi konstanlingkaran koduktansi konstan.penambahan kapasitor paralel menyebabkan perputaranY searah perputaran jarum jam pada lingkaran

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 30

koduktansi konstan.

Page 31: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Kesimpulan manipulasi impedansi dan admitansi pada SC(double SC)

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 31

Page 32: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh : Manipulasi Impedansi dan Admitansi Pada Smith ChartAdmitansi Pada Smith Chart

pada Double Smith Chart :Z1 = ( 0,2 - j 0,2 ) Ω seri dengan C (-j 0,6 Ω) menjadi Zt1= ( 0,2 - j 0,8 ) Ω.Z2 = ( 0,2 + j 0,2 ) Ω seri dengan L (+j 0,6 Ω) menjadi Zt2 = ( 0,2 + j 0,8 ) Ω.Y3 = ( 0,2 – j 0,2 ) mho paralel dengan L (-j 0,6 mho) menjadi Yt3 = ( 0,2 – j 0,8 ) mho.Y4 = ( 0,2 + j 0,2 ) mho paralel dengan C (+j 0,6 mho) menjadi Yt4 = ( 0,2 + j 0,8 ) mho.

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 32

Page 33: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

0.6

0.8 1.

0

1.4

1.8

0.6

0.8

1.01.4

1.8

Yt3

Double SC

0.4

3.0

4.0

Zt2 0.4

3.0

4.0

Yt3

0.2

5.0

Z2

0.2

5.0

Y3

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0 00.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

10 2.5

0

0.2

0

5.0

Z10.2

4

5.0

Y4

0.4

3.0

4.0

Zt10.4

3.0

4.0

Yt4

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 33

0.6

0.8

1.0 1.

4

1.80.6

0.81. 0

1.4

1.8

Page 34: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh : Manipulasi Impedansi dan Admitansi Pada Smith Chartdan Admitansi Pada Smith Chart

pada Single Smith Chart :Z = ( 0 2 j 0 2 ) Ω seri dengan C ( j0 6 Ω)Z1 = ( 0,2 – j 0,2 ) Ω seri dengan C (–j0,6 Ω)menjadi Zt1 = ( 0,2 - j 0,8 ) ΩY2 = (0 2 + j 0 2 ) mho paralel dengan C (+j0 6)Y2 (0,2 + j 0,2 ) mho paralel dengan C (+j0.6) mho menjadi Yt2 = (0,2 + j 0,8 ) mhoZ3 = ( 0,6 - j 0,6 ) Ω seri dengan L (+j1,0 Ω)3 ( , j , ) g ( j , )menjadi Zt3 = ( 0,6 + j 0,4 ) ΩY4 = (1 + j 1,4) mho paralel dengan L (-j2,8 mho) menjadi Yt4 = (1 - j 1,4) mho

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 34

Page 35: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

0.6

0.8 1.

0

1.4

1.8

Single SC

0.4

3.0

4 0

Yt2

Y4

0.2

4.0

5.0

Y2

Zt3

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0

0.2

0

5.0

Z1

0.4

3.0

4.0

Zt1

Z3Yt4

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 35

0.6

0.8

1.0 1.

4

1.8

Page 36: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

6. Penyesuai Impedansi Pada Smith Charta. Penyesuai impedansi 2 elemen.y

Prosedur pemakaian Smith Chart untuk desain penyesuai impedansi 2 elemen:

Tentukan titik Z (R ) dan Z konjugate (R *)Tentukan titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*)atau Zsumber (RS) dan Zbeban konjugate (RL*).Tentukan titik X yang merupakan pertemuan 2 titik:y g[Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*)] atau [Zsumber (RS)dan Zbeban konjugate (RL*)] yang sudah diputar pada Resistansi (R) dan lingkaran Konduktansi (G) yangResistansi (R) dan lingkaran Konduktansi (G) yang konstan.Jarak pemutaran titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate(RS*) atau [Zsumber (RS) dan Zbeban konjugate (RL*)] menentukan harga dan jenis komponen reaktif yang digunakan sebagai penyesuai impedansi.

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 36

digunakan sebagai penyesuai impedansi.

Page 37: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Penyesuai Impedansi Pada Smith Chart (cont’)( )

Contoh pemakaian Smith Chart pada penyesuai impendansi tipe L dengan : gRS = ( 0,2 – j 0,4 ) Ω dan RL = (2,5 – j 2,5) Ω atau YL = ( 0,2 + j 0,2 ) mho

Sehingga diperoleh dua kemungkinan pemakaian komponen yang digunakan:( solusi I ), L1 dengan reaktansi (+j) 1,4 ohm dan C1 ( so us ), de ga ea ta s ( j) , o da Cdengan suseptansi (+j) 0,8 mho( solusi II ), C2 dengan reaktansi (-j) 0,6 ohm dan L2 dengan suseptansi (-j) 1 2 mhodengan suseptansi (-j) 1,2 mho

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 37

Page 38: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Plot dengan double SC

6

0.8 1.

0

1.4

8

0.

0.8

1.01.4

1 X

0.4

0.6

1.8

3.0

4 0

0.4

0.61.8

3.0

4 0

IC1

• X1

0.2

4.0

5.0

0.2

4.0

5.0Rl*

L1

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0 00.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

10 2.5

0

II0.2

4

3.0

4.0

5.00.2

0

3.0

4.0

5.0

Rs

IIL2

C20.4

0.6

0.8

1.0 1.

4

1.8

30.4

0.6

0.81. 0

1.4

1.8

0

C2

• X2

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 38

10

Page 39: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

b.Penyesuai impedansi 3 elemenProsedur desain IMC 3 elemen (T atau Π section): ( )

Gambar lengkungan Q konstan pada Q tertentu.(Titik-titik Q pada Smith Chart didefinisikan sama dengan Q pada impedansi seri yaitu rasio reaktansi terhadappada impedansi seri yaitu rasio reaktansi terhadap resistansi)Gambar titik Zbeban (RL) dan Zsumber konjugate (RS*) atau Z (R )dan Z konjugate (R *)atau Zsumber (RS)dan Zbeban konjugate (RL ).Putar salah satu titik dengan 3 kali pemutaran pada lingkaran Resistansi (R) dan lingkaran Konduktansi (G) konstan sehingga bertemu pada titik lainnya. Pemutaran titik dilakukan di dalam lengkung Q yang sudah diplot.y g pJarak pemutaran titik ke titik lainnya merupakan harga komponen reaktif yang digunakan sebagai rangkaian IMC

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 39

rangkaian IMC.

Page 40: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

0.6

0.8 1.

0

1.4

1.8

0.6

0.8

1.01.4

1.8

Contoh IMC Π section

0.4

3.0

4.0

0.4

3.0

4.0

Q=2Contoh IMC Π section

Q=2RS=1+j0,2

RL=0,6+j0,2

0.2

4

5.0

0.2

0

5.0

Rs

L1

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0 00.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

10 2.5

0

RsC

0.2

5.00.2

5.0

Rl*

L2

0.4

3.0

4.0

0.4

3.0

4.0

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 40

0.6

0.8

1 .0 1.

4

1.80.6

0.81 .0

1.4

1.8

Page 41: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh IMC T section 0.6

0.8 1.

0

1.4

1.8

0.6

0.8

1.01.4

1.8Contoh IMC T sectionQ=2

RS=0,4-j0,2RL=1-j0,2

0.4

0

3.0

0

0.4

3.0

4 C

Q=2

L j ,

0.2

4.0

5.0

0.2

4.0

5.0 L1

C

L2C1

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

102.5

0 00.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.6

4.0

10 2.5

0Rl*

0.2

5.00.2

5.0 Rs

RS RL1 C2 0.4

3.0

4.0

0.4

3.0

4.0

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 41

RL

RL*

C1

0.6

0.8

1 .0 1.

4

1.80.6

0.81 .0

1.4

1.8

Page 42: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Persamaan-persamaan untuk denormalisasi:

Komponen C seri: Komponen L seri:Komponen C seri: Komponen L seri:

C 1=

NXL .=

Komponen C paralel: Komponen L

NXC

..ω::

ω::

Komponen C paralel: Komponen L paralel: BC = NL =X = reaktansi (jarak 2 titik) yang terbaca dari Smith Chart

NC

.ω BL

.ω=

B = suseptansi (jarak 2 titik) yang terbaca dari Smith ChartN = angka penormalisasi impedansi sumber dan beban

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 42

g p pω = 2.π.f

Page 43: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Buktikan solusi:

1 Rancanglah suatudikerjakan mhs dgn NIM ganjil

1. Rancanglah suatuIMC dua elemen yang menyepadankany pbeban ZL = 200 – j100Ω dan salurantransmisi dengan ZO = 100 Ω ( Zs) padafrekuensi kerja 500frekuensi kerja 500 MHz

Solusi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 43

Solusi:

Page 44: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Buktikan solusi:dikerjakan mhs dgn NIM genap

2. Rancanglah IMC 2-elemen dengan Smith

dikerjakan mhs dgn NIM genap

Chart yang bisa menyepadankan sumbersebesar 25 – j15 ohm dengan beban 100 –j25 ohm pada 60 MHz dan IMC harusj25 ohm pada 60 MHz dan IMC harusbersifat LPF

Solusi:Solusi:

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 44

Page 45: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Kerjakan soal-soal di atas sesuai denganNIM masing (genap/ganjil) !Boleh buka buku !Dikumpulkan pukul 11 00 di ruang StafDikumpulkan pukul 11.00 di ruang StafDepartemen TE, ged C !Smith Chart juga dikumpulkan !Smith Chart juga dikumpulkan !

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 45

Page 46: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Contoh soal:Contoh soal:

3. Rancanglah IMC T-section dengan Smith Chart3. Rancanglah IMC T section dengan Smith Chart yang menyepadankan sumber sebesar 15 + j15 Ω dengan beban 225 Ω pada frekuensi 30 MHz dengan faktor kualitas Q = 5 !

Solusi (dengan rangkaian bersifat LPF):

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 46

s

Page 47: TE3623 02 Rangk Penyesuai Impedansi

Latihan soal:

Rancanglah dua buah IMC-2 elemen yang berfungsi untuk menyesuaikan penguat sinyal kecil dengan spesifikasi Yin= 7 + j12 milli mhoskecil dengan spesifikasi Yin 7 j12 milli mhosdan Yout=0.4+j1.4 milli mhos, jika digunakan impedansi sumber sebesar = 50Ω dan impedansi beban sebesar 50Ω ! Rangkaian bekerja padabeban sebesar 50Ω ! Rangkaian bekerja pada frekuensi 100 MHz bersifat menghambat sinyal DC.

TE3623 - Elektronika Komunikasi - Rangkaian Penyesuai Impedansi 47