BAB 2 RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI · Dasar perhitungan masih menggunakan sumber atau beban...
Transcript of BAB 2 RANGKAIAN PENYESUAI IMPEDANSI · Dasar perhitungan masih menggunakan sumber atau beban...
Ruang Lingkup Materi :
• Impedance Matching Circuit (IMC) bentuk L• Impedance Matching Circuit (IMC) bentuk T atau Π• Impedance Matching Circuit (IMC) multi elemen
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 2
Fungsi :
• Digunakan untuk menghasilkan impedansi yang tampak sama dari impedansi beban maupunimpedansi sumber agar terjadi transfer dayamaksimum.
• Penyesuai impedansi ini hanya dapat diaplikasikan pada rangkaian dengan sumber ac
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 3
Konsep Rangkaian Penyesuai Impedansi (Impedance Matching Circuit/IMC)
Transfer Daya Maksimum• Daya akan sampai ke ZL dengan maksimum jika ZS = ZL* atau ZL = ZS*
• Dimana : ZS = RS + jXS dan ZL = ZS*= RS - jXS
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 4
Konsep Rangkaian Penyesuai Impedansi (Impedance Matching Circuit/IMC)
• Bagaimana jika ZS ≠ ZL*?
• Maka tidak akan terjadi transfer daya maksimum, sehingga diperlukan rangkaian penyesuai impedansi (Impedance Matching Circuit = IMC).
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 5
• Penyesuai impedansi ini merupakan bentuk penyesuaiyang paling sederhana
• Merupakan dasar dari penyesuai impedansi bentuk T dan bentuk
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 7
1. Impedansi hanya komponen resistif
Bersifat Low Pass Filter (LPF) Bersifat High Pass Filter (HPF)
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 8
Jika RL > RS , maka IMC L kanan
Bersifat Low Pass Filter (LPF) Bersifat High Pass Filter (HPF)
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 9
Jika RL < RS , maka IMC L kiri
Contoh Soal :
Rancang suatu IMC bentuk “L” yang menyepadankan RS
= 100Ω dan RL = 1KΩ pada f = 100MHz, dengan sifat meloloskan sinyal DC
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 11
Jawaban :
Karena RL > RS dan meloloskan sinyal DC, maka IMC bersifat LPF bentuk L kanan
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 12
푄 =푅푅 − 1 =
1000100 − 1 = 3
푄 = 푄 = 푄
푄 = → 푋 =푄 푅 =3x100=300
푋 = 휔퐿 → 퐿 =푋휔 =
푋2휋푓 =
3002휋100푀 = 477푛퐻
푄 =푅푋 → 푋 =
푅푄 =
10003 = 333,33
푋 =1휔퐶 → 퐶 =
1휔푋 =
12휋푓푋 =
12휋100푀333,33
= 4,8푝퐹
2. Impedansi Bilangan Kompleks
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 13
Terdapat 2 prinsip dasar yaitu absorpsi dan resonansi Dasar perhitungan masih menggunakan sumber atau beban
bilangan riil (resistif saja).
2.a Metode Absorpsi
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 14
• Jika RL > RS IMC L kanan tentukan sifat filter IMC konversiZL seri ke paralel
• Jika RL < RS IMC L kiri tentukan sifat filter IMC konversi ZSseri ke paralel
• Tentukan Q total dengan menggunakan RL dan RS
• Gunakan Q total untuk mencari reaktansi totalnya• Hitung nilai reaktansi sebenarnya pada masing-masing reaktansi
total
Contoh Soal :
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 15
Rancanglah sebuah IMC dengan metoda absorpsi untukmenyepadankan ZS=10-j10 dengan ZL=20+j200 pada frekuensi kerja2 MHz dengan bentuk IMC tipe L bersifat HPF !
Jawaban :
RL > RS (20 Ohm > 10 Ohm) IMC L kanan HPF ubah ZL seri ke paralel
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 16
푄 =푋푅 =
20020 = 10
푅 = 푅 1 + 푄 = 20 1 + 10 = 2020푄 =
푅푋 → 푋 =
푅푄 =
202010 = 202
Jawaban :
푄 =푅푅 − 1 =
202010 − 1 = 14,2
푄 =푅푋 → 푋 =
푅푄 =
202014,2 = 142,25 → 푋 =
푋 . 202푋 + 202 = 142,25 → 푋 = 481,48 → 퐿
=481,482휋. 2푀 = 38,32휇퐻
푄 =푋푅 → 푋 = 푄 .푅 = 14,2.10 = 142 → 푋 = 10 + 푋 = 142 → 푋 = 132 → 퐶
=1
2휋.2푀. 132 = 602,9푝퐹
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 17
2.b Metode Resonansi
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 18
• Hilangkan komponen imajiner saat terjadi resonansi : 푓 =• Jika RL > RS gunakan L kanan, ubah impedansi beban dari seri
menjadi paralel• Jika RL < RS gunakan L kiri, ubah impedansi sumber dari seri menjadi
paralel• Gunakan sifat filter IMC• Hitung nilai Q total dengan menggunakan RL dan RS• Hitung masing-masing nilai reaktansi dengan menggunakan Q total• Hitung komponen reaktansi induktif dan kapasitif nya• Gabungkan nilai reaktansi hasil resonansi dengan parallel IMC nya
Contoh Soal :
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 19
Rancanglah suatu IMC yang dapat memblok sinyal DC antara beban-sumber rangkaian dibawah ini, pada frekuensi operasi 75 MHz. Gunakan metode resonansi.
• Digunakan untuk memperoleh Q yang tinggi (Bandwidth yang sempit)
• Merupakan penggabungan dari IMC L kiri dan IMC L kanan
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 21
Bentuk T Bentuk Π
Bentuk T bersifat LPF Bentuk T bersifat HPF
Bentuk Π bersifat LPF Bentuk Π bersifat HPF
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 22
Bentuk T
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 23
• Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih besar dari Rs maupun Rl dan dihitungberdasarkan Q yang diinginkan.
• Rkecil = Pilih yg kecil [Rs, Rl]
• Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv; Xc2 dan Xp2 menyepadankan Rvdengan Rl
• Xp1 dan Xp2 dapat digabungkan menjadi satu komponen.
1 - RR Q
kecil
v
Bentuk Π
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 24
• Rv (Rvirtual) ditentukan harus lebih kecil dari Rs maupun Rl dan dihitungberdasarkan Q yang diinginkan.
• Rbesar = Pilih yg besar [Rs, Rl]
• Xc1 dan Xp1 menyepadankan Rs dengan Rv• Xc2 dan Xp2 menyepadankan Rv dengan Rl• Xc1 dan Xc2 dapat digabungkan menjadi satu komponen.
1 - R
R Q
v
besar
Contoh Soal :
ELH4E3 - Elektronika Frekuensi Tinggi 25
• Rancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “T” untuk menyepadankan RS=10Ω dan RL=50Ω dengan Q=10.
• Rancanglah 4 kemungkinan konfigurasi IMC bentuk “π” yang menyepadankan RS=100Ω, RL=1000Ω, dengan faktor kualitas Q = 15.