13-Feb-17

1

Pertemuan 1

Umpan BalikMK. Elektronika Analog 2

Bekti Wulandari, S.Pd.T., M.Pd.PTE KELAS A

2017

Pengertian

Jenis Umpan Balik

Contoh Soal

13-Feb-17

2

Umpan Balik Pengembalian sebagian output ke input

Blok Diagram:

Xs = signal sumber Xo = signal outputXf = signal UB A = penguatan tanpa UBXi = signal input = faktor umpan balik

Persamaan yg di dapat: Xi = Xs Xf Xf = Xo Xo = AxiXo = A(Xs - Xf) Xo = AXs AXo Xo(1 + A) = AXs

Penguatan dengan umpan balik

Af = Xo / Xs = A / (1+A)

Rumus di atas mempunyai tiga kemungkinanyaitu:

Bila |1 + A| > 1 maka rangkaian umpan balikmenjadi umpan balik negatif

Bila |1 + A |< 1 maka rangkaian umpan balikmenjadi umpan balik positif

Bila |1 + A |= 0 maka rangkaian umpan balikmenjadi osilator

13-Feb-17

3

Kelebihan umpan balik negatif

Pada umpan balik seri Impedansi input menjadilebih besar

Pada umpan balik paralel Impedansi input menjadi lebih kecil

Penguatan tegangan menjadi lebih stabil

Bandwidth semakin lebar

Pada umpan balik arus Impedansi output naik

Pada umpan balik tegangan Impedansi output turun

Noise berkurang

Operasi lebih linier

Model Umpan Balik

Dalam umpan balik negatif terdapat kategori jenisumpan balik yang didasarkan atas jenis besaran sinyaloutput yang diambil (tegangan atau arus) dan carapengembaliannya secara (seri atau paralel). Denganmelibatkan semua kombinasi yang mungkin, makadapat diperoleh jenis umpan balik yaitu;

1. Umpan balik tegangan seri

2. Umpan balik tegangan paralel

3. Umpan baliik arus seri

4. Umpan balik arus paralel

13-Feb-17

4

Umpan balik tegangan

Karakteristik Tegangan Seri Tegangan Paralel

Sinyal umpan balik (Xf) Tegangan Arus

Sinyal sampel Tegangan Tegangan

Faktor Umpan Balik () = Vf/Vo = If/Vo

Penguatan (Av) Av=Vo/Vi RM=Vo/Ii

Penguatan (Avf) Avf=Av/(1+.Av) Avf=RM/(1+RM)

Impedansi(Rif) Rif=Ri/(1+.Av) Rif=Ri/(1+RM)

Impedansi(Rof) Rof=Ro/(1+.Av) Rof=Ro/(1+RM)

13-Feb-17

5

Umpan Balik Tegangan SeriRangkaian ekuivalen :

1. Penguatan dengan umpan balik (Avf)

2. Impedansi input dengan umpan balik (Rif)

3. Impedansi outpurt dengan umpan balik(Rof)

2.

Vi = Vs Vf

Vf = Vo.

Vi = Vs - Vo.

Vo = AV. Vi

3.

4. Rof = Vo / Io

Io = (Vo AV Vi )/Ro

*Asumsikan Vs = 0

Io = (Vo (1+Av )) / Ro

Rof = Ro / (1+ Av )

13-Feb-17

6

Rangkaian umpan balik tegangan seri

AV = Vo / ViVo = hfe.ib.ReVi = Ib. Rin = Ib (Rs+hie) AV = hfe.ib.Re / Ib (Rs+Hie)

= (hfe.Re) / (Rs+Hie)

Penguatan dengan umpan balikAvf = AV / (1+AV)Impedansi input dengan umpan balikRif = Rin (1+AV)Rin = Rs +HieImpedansi output dengan umpan balikRof = Ro / (1+AV)Diasumsikan nilai Vo = Vf

Umpan Balik Tegangan Paralel

Rangkaian ekuivalen :

Penguatan tanpa umpan balik (RM / Penguatan Transresistans) RM = Vo / IinVo = (Ro / Ro+RI) . Rm IinRM = ((Ro / Ro+RI) . Rm Iin ) / IinRM = (Ro / Ro+RI) . Rm

Penguatan dengan umpan balik(RMf) RMf = Vo / IsVo = Rm IinIs = If + In *If = Rm IinIs = ( Rm In ) + In

= Iin (1 + Rm )RMf = Rm Iin / Iin (1 + Rm )

13-Feb-17

7

Impedansi input dengan umpan balik (Rif)Rif = Vi /IsVi = Iin . RinRif = Iin . Rin / Iin (1 + Rm)

= Rin / (1 + Rm)

Impedansi output dengan umpan balik(Rof)Rof = Vo /IoIo = (Vo Rm.Iin) / RoIin = Is If * Is = 0Iin = - If = - VoIo = Vo (Rm- Vo) /Ro = Vo + Rm Vo /Ro

= (Vo (1 + Rm ) )/ RoRof = Ro / (1 + Rm )

Penguatan tegangandalam DB Av (db) = 20 log Vo/Vi

Rangkaian umpan balik tegangan paralel

13-Feb-17

8

Penguatan transresistansi tanpa umpan balik (RM)

RM = Vo / Iin

Vo = Io. R = -hfe.Ib . Rf//Rc

Ib/Iin = Rf//Rs / (Hie+Rf//Rs)

Iin/Ib = (Hie+Rf//Rs) / Rf//Rs

Iin = ((Hie+Rf//Rs) / Rf//Rs ) . Ib

RM = (-hfe.Ib . Rf//Rc) / (((hie+Rf) / hie).Ib)

= (-hfe. Rf//Rc. Rf//Rs ) / (hie+ Rf//Rs)

Penguatan dengan feedback (RMf)

RMf = RM / (1+ Rm)

= 1/Rf

Impedansi input dengan umpan balik (Rif )

Rif = Rin / (1 + Rm)

Rin = Rs//Rf//hie

Impedansi input dengan umpan balik (Rof )

Rof = Ro / (1 + Rm )

Pertemuan 2

Umpan Balik ArusMK.Elektronika Analog2

BektiWulandari,S.Pd.T.,M.Pd.PTEKELAS A

2017

Topologi ArusSeri ArusParalelSignalUmpan

balikTegangan Arus

SignalOutput Arus Arus=Xf/Xo Vf/Io If/IoA=Xo/Xi GM=Io/Vi AI=Io/Iin

Af GM/(1+GM) AI/(1+AI)Rif Ri(1+GM) Ri/(1+AI)Rof Ro(1+Gm) Ro(1+Ai)

1.Umpan balik Arus SeriPenguatumpanbalikarusserimerupakanjenispenguatdimanaaruskeluarannyadijadikanmasukanumpanbalikdanantaraumpanbalikdenganmasukandisusunsecaraseri.

Penguatan tanpa umpan balikGM=Io/VinIo=Gm.Vin.Ro /(Ro+RI)GM=Gm.Ro/Ro+RI

Penguatan dengan umpan balik (GMf)GMf =Io/VSIo=GM.Vi*GM=Io/ViVi=Vs Vf=Vs Io=Vs . GM.Vi

Vs =Vi+.GM.Vi=Vi(1+ .GM)

GMf =Io/Vs =GM.Vi /Vi(1+.GM)=GM/(1+.GM)

Impedansi inputdengan umpan balik (Rif)Rif=Vs /IinVs =Vi+Vf

=Vi+ Io=Vi+ GMVi=Vi(1+ GM)

Iin =Vin/RinRif=Vs/Iin =Rin (1+ GM)

Impedansioutputdengan umpan balik (Rof)Rof =Vo/IoIo=(V/Ro) Gm.VinVin=Vf = Io*Io=1

= Io

. Io

.Io

1 . )

.)

Commonemitor configurationwithunbypassed Re

1.Identifytopology

2.Umpan Balik Arus ParalelPenguatumpanbalikarusparalel merupakanjenispenguatdimanaaruskeluarannyadijadikanmasukanumpanbalikdanantaraumpanbalikdenganmasukandisusunsecaraparalel.

Penguatantanpa umpan balik (AI)=Io/Iin

IoAi. Iin. RoRo Rl

AIAi. RoRo Rl

Penguatandengan umpan balik (AIf)

Is=Iin +If=Iin + Io

=AI.Iin *lihat persamaan AIsebelumnya

Is=Iin + AIIin=Iin (1+ AI)

=Iin(1+AI +AI

Impedansiinputdengan umpan balik (Rif)

Is=Iin (1+ AI)Vin=Rin .Iin

= .(1+AI)=(1+AI)

Impedansi outputdengan umpan balik (Rof)Rof =V/IIo=(V/Ro) Ai. Io

Io

)

)

Analisis Rangkaian Mengidentifikasi modelumpan balik

Xf :signalumpan balik arus atau umpan balik teganganXo:signaloutputyangdiumpan balikkan arus atau tegangan

Menentukan rangkaian tanpa umpan balika.loopinput

Untuk umpan balik tegangan Vo=0Untukumpanbalikarusio=o

b.loopoutputUntuksignalumpanbalik(xf)arusVin=0Untuksignalumpanbalik(xf)teganganiin=0

Menentukan faktor umpan balik () Menentukan penguatan tanpa umpan balik A:AV,AI,GM,atau RM

pertemuan 1. umpan balik teganganpertemuan 2. umpan balik arus