LAPORAN PRAKTIKUM ET-3280 ELEKTRONIKA FREKUENSI RADIO MODUL : 1
PENGUKURAN KARAKTERISTIK PENGUAT FREKUENSI RADIO SINYAL KECIL
NAMA
: ANAK AGUNG GOLDHA F.P
NIM
: 18112019
GRUP
:1
HARI
: KAMIS
TANGGAL
: 30 APRIL 2015
WAKTU
: 15.30-17.30
ASISTEN
: NABILA HUSNA SABRINA
LAB. TELEKOMUNIKASI RADIO & GELOMBANG MIKRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI – STEI – ITB
Modul 1
Pengukuran Karakteristik Penguat Frekuensi Radio Sinyal Kecil Anak Agung Goldha F.P (18112019) / Kelompok 1 / Kamis, 30 April 2015 Email :
[email protected] Asisten : Nabila Husna Sabrina
I.
PENDAHULUAN
Pada pengiriman sinyal dengan menggunakan radio, salah satu hal yang harus diperhatikan adalah redamannya. Untuk mengatasi redaman pada saat sinyal radio dipancarkan, diperlukan komponen yang berguna untuk menguatkan sinyal radio sebelum dipancarkan dengan antena, yaitu penguat frekuensi radio. Untuk memahami penggunaan penguat frekuensi radio, perlu dipahami karakteristik-karakteristik dari penguat frekuensi radio, diantaranya karakteristik frekuensi, karakteristik pindah, dan karakteristik intermodulasi. Oleh karena itu, sudah sepatutnya bagi seorang mahasiswa Teknik Telekomunikasi untuk dapat memahami konsep karakteristik dari penguat frekuensi radio. Penguat frekuensi radio memiliki beberapa karakteristik penting, yaitu karakteristik frekuensi, karakteristik pindah, dan karakteristik intermodulasi. Untuk keefektifan penggunaan penguat, seorang insinyur teknik telekomunikasi tentu harus dapat memengerti dan mengukur karakteristik tersebut. Hal tersebut berguna untuk menentukan panguat mana yang lebih baik digunakan pada suatu kasus, sesuai frekuensi kerjanya dimana, perlu keluaran linear atau tidak, dan lain-lain. Tujuan praktikum ini adalah mahasiswa mengerti dan mampu melakukan pengukuran beberapa karakteristik penguat frekuensi radio sinyal kecil berikut: 1. Karakteristik frekuensi 2. Karakteristik pindah 3. Karakteristik intermodulasi
II.
DASAR TEORI
Karakteristik Penguat RF Terdapat beberapa karakteristik penguat frekuensi radio sinyal kecil, diantaranya yaitu karakteristik frekuensi, karakteristik pindah, dan karakteristik intermodulasi. Karakteristik frekuensi adalah karakteristik penguat sebagai fungsi frekuensi. Karakteristik pindah dapat diukur dengan mengetahui hubungan antara daya masukan dan keluaran sampai diperoleh level maksimum (titik jenuh) penguat, yaitu titik dimana penambahan daya masukan tidak akan
menambah daya keluaran lagi. Intermodulasi adalah gejala saling mempengaruhi antara gelombang dasar masukan dari suatu penguat non linear. Peristiwa ini mengakibatkan munculnya sinyal-sinyal pada frekuensi yang tidak diinginkan. Dengan mengetahui karakteristik frekuensi suatu penguat, maka dapat diketahui bandwidth penguat tersebut. bandwidth suatu penguat adalah range frekuensi dimana penguat memberikan performansi yang memuaskan. Penentuan bandwidth dilakukan pada saat level daya bernilai setengah dari nilai puncaknya (half power points). Maka, penghitungan bandwidth dilakukan pada nilai 3dB di bawah nilai maksimumnya. Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua diode yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau . β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
III. 1.
DATA & ANALISIS
Pengukuran Karakteristik Frekuensi Penguat Frekuensi Radio Level Masukan(Vpp) = 4 V Tegangan Catu(V) = 12 V
Frekuensi = 1 MHz MAR 3 Frekuensi(kHz) V (mVolt) Penguatan(dB) 1 40 -40 2 50 -38.0618 3 60 -36.4782 4 80 -33.9794 5 90 -32.9563 6 100 -32.0412 7 120 -30.4576 8 140 -29.1186 9 160 -27.9588 10 180 -26.9357 12 200 -26.0206 14 240 -24.437 16 250 -24.0824 18 290 -22.7932 20 320 -21.9382 22 360 -20.9151 24 400 -20 26 440 -19.1721 28 460 -18.786 30 480 -18.4164 32 540 -17.3933 34 560 -17.0774 36 580 -16.7726 38 600 -16.4782 40 640 -15.9176 42 660 -15.6503 44 680 -15.391 46 720 -14.8945 48 775 -14.2552 50 800 -13.9794 52 825 -13.7121 54 850 -13.4528 56 900 -12.9563 58 900 -12.9563 60 950 -12.4867 62 1000 -12.0412 64 1000 -12.0412
66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 GRAFIK : (Terlampir)
1050 1050 1100 1125 1150 1200 1200 1250 1275 1275 1350 1400 1400 1400 1450 1500 1500 1550
-11.6174 -11.6174 -11.2133 -11.0181 -10.8272 -10.4576 -10.4576 -10.103 -9.931 -9.931 -9.43452 -9.11864 -9.11864 -9.11864 -8.81384 -8.51937 -8.51937 -8.23457
MAR 8 Frekuensi(kHz)
V (mVolt)
Penguatan(dB)
1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
5 7.5 10 11 11.5 13.5 15 20 20.5 21.5 22.5 25 30 31 32.5 35 40 40.5 41 41.5 45 47.5
-58.0618 -54.54 -52.0412 -51.2133 -50.8272 -49.4345 -48.5194 -46.0206 -45.8061 -45.3924 -44.9975 -44.0824 -42.4988 -42.214 -41.8035 -41.1598 -40 -39.8921 -39.7855 -39.6802 -38.9769 -38.5073
44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 GRAFIK : (Terlampir)
50 50.5 52.5 55 56.5 57.5 59 60 61 62.5 63 65 67.5 69 70 70 70.5 74 75 77.5 79 80 81 82.5 82.5 82.5 82.5 85 85
-38.0618 -37.9754 -37.638 -37.2339 -37.0002 -36.8478 -36.6242 -36.4782 -36.3346 -36.1236 -36.0544 -35.7829 -35.4551 -35.2642 -35.1392 -35.1392 -35.0774 -34.6566 -34.54 -34.2552 -34.0887 -33.9794 -33.8715 -33.7121 -33.7121 -33.7121 -33.7121 -33.4528 -33.4528
Pada percobaan pertama dilakukan pengukuran karakteristik frekuensi pada penguat M 3 dan M 8. Masukan dari generator sinyal diatur pada level 4Vpp. Setelah itu diukur level penguatan yang terjadi, dan terlihat bahwa penguatan dari kedua penguat justru bernilai negatif. Hal ini mungkin terjadi karena usia alat yang sudah tua, sehingga fungsi penguatannya sudah melemah. Meskipun kedua penguat sudah tidak lagi dapat berperan sebagai penguat, namun kurva karakteristik frekuensi dari kedua penguat masih menunjukkan bentuk yang mirip dengan kurva referensi karakteristik frekuensi.
Kurva karakteristik frekuensi :
Kurva karakteristik frekuensi dari kedua penguat masih menunjukkan bentuk yang mirip dengan kurva referensi karakteristik frekuensi diatas. Namun demikian, pada rentang kerja yang diujikan pada percobaan kali ini (1 - 100MHz) belum didapatkan nilai gain maksimum. Hal ini dikarenakan rentang kerja dari kedua penguat jauh lebih besar dari rentang frekuensi yang diujikan pada percobaan kali ini. Dari kurva karakteristik frekuensi pada pun belum didapatkan daerah kelinieran sehingga lebar pita kerja dari kedua penguat belum dapat ditentukan 2.
Pengukuran Karakteristik Pindah Penguat Fekuensi Radio
MAR 3 Masukan(Vpp) 4 4.48 5.02 5.62 6.29 7.05 7.9 8.84 9.9 11.09 12.42 13.91 15.58 17.45 19.55 GRAFIK : (Terlampir) MAR 8 Masukan(Vpp) 4 4.48 5.02 5.62 6.29 7.05
Keluaran(mVpp) Penguatan(dB) 7.5 -54.54 7.5 -55.52 9 -54.93 10 -54.99 10 -55.97 10 -56.96 10 -57.95 10.5 -58.51 9.5 -60.36 9.5 -61.34 10 -61.88 10 -62.87 10 -63.85 10 -64.84 10 -65.82
Keluaran(mVpp) Penguatan(dB) 5 -58.0618 5 -59.0462 7.5 -56.5128 7.5 -57.4935 8 -57.9112 9 -57.8789
7.9 8.84 9.9 11.09 12.42 13.91 15.58 17.45 19.55 GRAFIK : (Terlampir).
10 10 10 10 10 10 11 11 12.5
IV.
-57.9525 -58.929 -59.9127 -60.8986 -61.8824 -62.8665 -63.0235 -64.0081 -63.8847
1.
Pada percobaan kedua, kurva karakteristik yang didapat lebih linier, namun kurang bagus. Ketidaksempurnaan dari kelinieran kurva karakteristik pindah ini disebabkan oleh kesalahan pembacaan dari level keluaran, karena nilai level keluaran yang kecil. Level keluaran juga bisa tidak bertambah lagi. Hal ini disebut dengan titik jenuh,yaitu sebuah titik dimana level penguatan tidak dapat bertambah lagi. Dari gambar kurva dapat dilihat bahwa dihasilkan kurva karakteristik transfer yang kurang lebih linier, walaupun tidak linier sempurna. Ketidaksempurnaan dari kelinieran kurva karakteristik pindah ini disebabkan oleh kesalahan pembacaan dari level keluaran, karena nilai level keluaran yang kecil. Namun begitu bila dilihat pada tabel, nilai gain untuk kedua penguat sudah berkisar pada nilai yang sama yaitu sekitar -60 dB untuk kedua penguat. Dari gambar kurva juga dapat dilihat bahwa level keluaran akan terus bertambah sampai suatu titik dimana level keluaran tidak dapat bertambah lagi. Titik ini disebut titik jenuh. Kedua penguat memiliki titik jenuh yang kurang lebih sama yaitu sekitar 16Vpp. 3.
Pengukuran Karakteristik Penguat Frekuensi Radio
Intermodulasi
Intermodulasi adalah gejala saling mempengaruhi (modulasi amplituda) dari dua atau lebih sinyal yang berlainan frekuensi dalam suatu sistem yang nonlinear. Intermodulasi terjadi pada mode kerja saturasi pada transistor. Dampak intermodulasi antara lain: cross talk, broken call, penurunan kualitas kanal. Penguat RF dapat diaplikasikan untuk dicatukan kepada sumber daya tinggi lainnya dan pemanasan microwave. Juga dapat diaplikasikan untuk dicatukan ke antena pemancar yang digunakan untuk komunikasi suara dan data.
2.
3.
Karakteristik frekuensi dari penguat RF merupakan salah satu karakteristik penguat frekuensi radio yang menggambarkan perubahan penguatan terhadap perubahan dari frekuensi kerja. Karakteristik frekuensi ini dapat digunakan untuk menentukan lebar pita kerja dari sebuah penguat, namun dalam praktikum kali ini tidak dapat ditentukan lebar pita kerja dari kedua penguat karena lebar pita kerja dari kedua penguat lebih besardari rentang frekuensi yang diujikan. Karakteristik pindah menggambarkan perubahan daya output pada penguat dibandingkan dengan perubahan daya input. Karakteristik pindah digunakan untuk menentukan titik jenuh dari penguat yaitu titik batas dimana penambahan level masukan tidak akan mengakibatkan penambahan level keluaran. Distorsi intermodulasi, atau IMD adalah penguat atau pra-penguat spesifikasi yang mengukur frekuensi non-harmonik ditambahkan ke sinyal. Distorsi IM adalah hasil dari dua atau lebih sinyal pencampuran bersama yang tidak frekuensi harmonik. Sinyal campuran ini untuk membuat frekuensi non-harmonik tambahan yang tidak diinginkan
V.
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Diktat Kuliah Elektronika Frekuensi Radio(ET3006) Radio Frequency and Microwace Communication Circuits, Davendra K Misra http://www.scribd.com/doc/36910739/Penguat -RF
Anak Agung Goldha Fidhanda Putra Lahir di Jakarta pada tanggal 5 Februari 1995. Anak Agung Goldha Fidhanda Putra atau yang biasa dipanggil Goldha merupakan anak pertama dari 4 bersaudara dari Bapak Anak Agung Gede Alit Artana dan Ibu Anak Agung Ayu Putra Purwanetri . Hobi Goldha adalah berpetualang, jalan-jalan, dan berpikir. Saat ini Goldha sedang menjalani pendidikan di Sekolah Teknik Elektro dan Informatika(STEI) Institut Teknologi Bandung, jurusan Teknik Telekomunikasi.
Lampiran 1 :
Grafik perbandingan frekuensi & penguatan(dB) MAR 3 Penguatan(dB)
0 -10
1
3
5
7
9 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100
-20 -30 -40 -50
Axis Title Penguatan(dB)
Grafik perbandingan frekuensi & penguatan(dB) MAR 8 0
Penguatan(dB)
-10
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
-20 -30 -40 -50 -60 -70
Axis Title Penguatan(dB)
Lampiran 2 :
Perbandingan Vout(Volt) dengan Vin (Volt) MAR 3 0.012 0.009
Voutput
0.01 0.008
0.01 0.01 0.01 0.01
0.0105 0.00950.0095 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
0.00750.0075
0.006 0.004 0.002 0 4
4.48 5.02 5.62 6.29 7.05
7.9
8.84
9.9
11.0 12.4 13.9 15.5 17.4 19.5 9 2 1 8 5 5
Vout(dB) 0.008 0.008 0.009 0.01 0.01 0.01 0.01 0.011 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Vinput
Voutput(dB)
Perbandingan Vout(dB) dengan Vin (Volt) MAR 3 -50.00 -50.50 -51.00 -51.62 -51.50 -52.04-52.04-52.04-52.04 -52.04-52.04-52.04-52.04-52.04 -52.00 -52.49-52.49 -52.96 -52.50 -53.00 -53.50 -54.00 -54.54-54.54 -54.50 -55.00 4 4.48 5.02 5.62 6.29 7.05 7.9 8.84 9.9 11.09 12.42 13.91 15.58 17.45 19.55 Vout(dB) -54.5 -54.5 -52.9 -52.0 -52.0 -52.0 -52.0 -51.6 -52.4 -52.4 -52.0 -52.0 -52.0 -52.0 -52.0
Vinput
Perbandingan Vout(Volt) dengan Vin (Volt) 14
12.5
12
Voutput
10 8 6
7.5
7.5
8
9
10
10
10
10
10
10
11
11
5
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5
5
7.5
7.5
8
9
10
10
10
10
10
10
11
11
12.5
4 2 0 Vout
Vinput
Perbandingan Vout(dB) dengan Vin (Volt) -52.00
Voutput(dB)
-54.00 -56.00
-56.51 -58.06
-58.00
-57.49 -57.91-57.88-57.95
-59.05
-58.93
-59.91
-60.00 -62.00
-60.90
-61.88
-62.87 -63.02
-64.01 -63.88
-64.00 -66.00
4
4.48 5.02 5.62 6.29 7.05
7.9
8.84
9.9 11.09 12.42 13.91 15.58 17.45 19.55
Vout(dB) -58.0 -59.0 -56.5 -57.4 -57.9 -57.8 -57.9 -58.9 -59.9 -60.9 -61.8 -62.8 -63.0 -64.0 -63.8
Vinput
