Penguat DayaGelombang Mikro (2)
TTG4D3 – Rekayasa Gelombang Mikro
Oleh
Budi Syihabuddin – Erfansyah Ali
1
Kemantapan Penguat RF (1)
3
FaktorKestabilan
Stabil tanpa syarat(unconditionally stable)
Stabil bersyarat(potentially unstable)
Yaitu apabila K>1 dan |Δ|<1dimana |Гin|<1 dan |Гout|<1.Pada kondisi ini transistor cocokdigunakan sebagai penguat dimana penguat selalu stabildengan pemilihan ГS dan ГL
sembarang (di mana saja) padasmith chart.
Yaitu apabila K<1 dan |Δ|>1 atau K<1 dan |Δ|<1.Kondisi ini lebih cocok digunakan untuk osilator karenaimpedansi sumber dan beban akan menyebabkan|Гin|>1 dan |Гout|>1. Pada kondisi ini lingkarankestabilan berperan penting dalam pemilihan koefisienpantul sumber dan beban pada perancangan osilatorsupaya memenuhi syarat kondisi osilasi, yaitu |Гin|>1dan |Гout|>1. Kondisi ini dapat juga digunakan sebagaipenguat yaitu dengan syarat pemilihan ГS dan ГL yangberada pada daerah kestabilan sumber maupun bebanpada smith chart.
Kemantapan Penguat RF (2)
4
KemantapanPenguat RF
Mantap TanpaSyarat /
UnconditinallyStable
Mantap Bersyarat / Conditinally Stable, Potentially Unstable
Power Amplifier
Power Amplifier
Osilator
1 K &1
1 K &1 tidak
Kemantapan Penguat RF (3)
5
kondisi cukup dan perlu untuk memperoleh KEMANTAPAN TANPA SYARAT :
1 K 21122
11 .SS S - 1 1 S11
1 S22 21122
22 .SS S - 1
atau cukup dengan : 1 K dan 1
21122211
2112
2222
211
.SS - .SS dimana 1 .SS 2
S - S - 1 K
21122
11 .SS S - 1 21122
22 .SS S - 1
Kemantapan Penguat RF (4)
6
KONDISI TIDAK MANTAP → KONDISI MANTAP DENGAN SYARAT :
1. Dengan pembebanan resistif
R R
R
R
2. Dengan umpan balik
R
R
Z=1 IN
Smith Chart
CL
CL LR
Lingkaran Kemantapan
Beban
Mantap Bersyarat (1)
7
Persamaan di atas merupakan persamaan lingkaran beban
(tempat kedudukan L untuk│IN│=1):
lingkaranpusat titik - S
**).S - (S C
jari-jari - S
.SS R
22
22
1122
L
22
22
2112
L
Bagaimana menentukan daerah L yang MANTAP ?
Jika :
11IN
OL
OL
LOL S 0 Z Z
Z- Z Z Z
Mantap Bersyarat (2)
8
1 IN
Smith Chart
CL
LR
Lingkaran KemantapanBeban
1 IN Daerah mantap
LC
1 S11
Jika│S11│> 1, maka│IN│> 1 untuk L = 0→ daerah yang mengandung titik pusat Smith Chart adalah daerah tidak mantap
Mantap Bersyarat (3)
9
Z=Z=0
1 IN
Smith Chart
CL
CL LR
Lingkaran Kemantapan
Beban
Pusat Smith Chart
1 IN daerah tidak mantap
1 IN
Daerah yang diarsir adalah
daerah MANTAP L
1 S 11
Jadi bila│S11│< 1, maka│IN│< 1, untuk L = 0→ daerah yang mengandung titik pusat Smith Chart adalah daerah mantap
Mantap Bersyarat (4)
10 10
Figure 11-5 (p. 544)Microwave Engineering, 3rd Edition, by David M Pozar
Load (Output) stability circles for a conditionally stable device. (a) |S11| < 1. (b) |S11| > 1.
Mantap Bersyarat (5)
11 11
Persamaan di atas merupakan persamaan lingkaran sumber (tempat kedudukan S untuk│OUT│=1):
lingkaranpusat titik - S
**).S - (S C
jari-jari - S
.SS R
22
11
2211
S
22
11
2112
S
1 OUT
Smith Chart
1 OUT
Daerah arsiran adalah
daerah mantap S
1 S 22
SC
CS
SR
1 OUT
Mantap Bersyarat (6)
12 12
1 OUT
Smith Chart
Lingkaran
Kemantapan Sumber
1 OUT daerah mantap S
1 S 22
SC
CS
SR
1 OUT
Mantap Bersyarat (7)
13 13
Kondisi mantap ”TANPA SYARAT” untuk semua sumber atau beban dapat ditulis dengan :
1 Suntuk 1 - C 11LL R
Smith Chart
1 S 11
LC
CL
LR
LL C R
Contoh (1)
15 15
The S parameters for the HP HFET-102 GaAs FET at 2 GHz with a bias voltage VGS = 0 are given as follows (Z0 = 50 Ω):S11 = 0,894 < -60,60
S21 = 3,122 < 123,60
S12 = 0,020 < 62,40
S22 = 0,781 < -27,60
Determine the stability of this transistor by calculating K and |Δ|, and plot the stability circles.
Contoh (1)
16 16
Solution:We compute K and |Δ| as:∆= S11S22 − S12S21 = 0,696 < -830
K =1 − S11
2 − S222 + |∆|2
2|S21S12|= 0,607
We have |Δ| = 0,696 < 1, but K < 1, so the device is potentially unstable.The centers and radius of the stability circles are given by:
CL =S22∗ − ∆∗S11
|S22|2 − |∆|2
= 1,361 < 470
RL =|S12S21|
|S22|2 − ∆ 2= 0,50
Kesimpulan
18 18
Parameter S Komponen
Cek K dan|Δ|
Stabil
StabilBersyarat
Semua Region pada Smith Chart dapat digunakan
Cek LingkaranKestabilan
Beban
Cek LingkaranKestabilan
Sumber
Top Related