47

26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 1/47

 

26Parameter Dua-

Persinggahan (Port)(z, y, h)

26.1 PENDAHULUAN

Dalam cakrawala yang luas pada kuliah berikut ini, akan ada peningkatan kebutuhan

agar mampu membuat model untuk piranti da n sistem serta menggunakan model in i

dalam menganalisis d an mensintesis sistem yang digabung d an diperluas.Bab ini akan dibatasi pada susunan yang paling sering digunakan untuk teknik

pemodelan: jaringan dua persinggahan yang diperlihatkan pada Gambar 26.1.

Catat bahwa pada Gambar 26.1 ada dua persinggahan masukan yang ditinjau,

masing-masing memiliki sepasang terminal. Untuk beberapa piranti, susunan

dua-persinggahan pada Gambar 26.1 bisa tampak seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 26.2(a). Diagram blok pada Gambar 26.2(a) menunjukkan bahwa termi-

GAM BAR 26.1 Susunan dua-persinggahan.

882

Page 2: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 2/47

 

Parameter Dua-Persinggahan (Pori) {z,y. h) 883

nail' dan 2' merupakan terminal bersarna yakni sebuah kasus khusus untuk

jaringan dua-persinggahan yang umum. Sebuah jaringan yang memiliki persing-gahan-tunggal dan persinggahan-jamak tampak pada Gambar 26.2(b). Jaringan

persinggahan tunggal telah dianalisis dalarn naskah ini, sedangkan karakteristik-

karakteristik persinggahan-jarnak akan ditinggalkan untuk kuliah yang lebih Ian-

jut.

I'

- 2 2'

2

3

1' 3'

4 4'(a) 1:2' (b)

G AM B AR 26.2

Tujuan utama dari bab ini adalah untuk mengembangkan sebuah himpunan

persamaan (dan, sesudah itu, jaringan) yang akan memungkinkan kita membuat

model suatu piranti atau sistem yang tampak dalam struktur yang terdapat pada

Gambar 26.1. Jadi kita akan dapat menetapkan sebuah jaringan yang akan

menampilkan terminal yang karakteristiknya sarna dengan karakteristik sistem

yang asli, piranti, d a n lain sebagainya, Sebagai contoh, pada Gambar 26.3 sebuah

transistor tampak berada di antara empat terminal luamya. Melalui analisis

berikut ini kita akan memperoleh sebuah gabungan elemen jaringan yang akan

memungkinkan kita untuk merubah transistor terse but dengan sebuah jaringan

yang memiliki watak sangat mirip dengan piranti yang asli untuk syarat operasi

tertentu. Kemudian metode seperti analisis mesh dan analisis titik dapat diterap-kan untuk menentukan sembarang besaran yang tidak diketahui harganya. Model,

bila disederhanakan menjadi bentuk-bentuk yang paling sederhana sebagaimana

yang ditentukan oleh syarat operasi mereka, juga dapat memberikan perkiraan

yang sangat cepat mengenai watak jaringan dengan tanpa penurunan matematika

yang panjang. Dengan kata lain, seseorang yang benar-benar paham mengenai

Page 3: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 3/47

 

884 Teknik Rangkaian Llstrik:- Jilid 2

GAMBAR26.3

penggunaan model dapat menganalisis operasi sistem besar yang rumit dengan

segera. Hasilnya bisa hanya diperkirakan dalarn kebanyakan kasus, akan tetapi

sedikit usaha yang cepat ini sering sangat berguna.·

Analisis berikut ini pada awalnya tampak sangat matematis d a n sarna sekali

tidak memiliki arti praktis. Akan tetapi anda ak an mencatat bahwa parameter

tersebut ditentukan oleh perbandingan besaran listrik. pada keadaan-keadaan ja-

ringan yang sangat khusus. Besaran yang dihasilkan juga akan memiliki istilah

yang akan sangat sering diterapkan dalam kuliah elektronika berikut ini. Analisisdalam bab ini akan dibatasi pada sistem linear (yang berharga-tetap) dengan

elemen bilateral. Tiga himpunan parameter akan dikembangkan untuk susunan

dua-persinggahan, yang direferensikan sebagai parameter impedansi (z), admi-

tansi (y), d a n hibrida (h). Sebuah tabel juga akan diberikan pada akhir bab ini

yang menghubungkan tiga parameter tersebut.

26.2 PARAMETER IMPEDANSI (z)

Untuk susunan dua-persinggahan pada Gambar 26.4, empat buah variabel telah

ditentukan. Untuk kebanyakan keadaan,jika dua variabel sudah ditentukan, maka

dua variabel yang tersisa dapat ditentukan. Empat buah variabel tersebut dapat

dihubungkan dengan persamaan berikut ini:

(26.1a)

(26.1b)

Parameter impedansi Zll, ZI2, Z21, dan Z22 diukur dalam ohm.

Untuk membuat model sistem tersebut, masing-masing parameter impedansi

harus ditentukan. Mereka ditentukan dengan mengatur sebuah variabel tertentu

berharga nol. .

. II

 

Page 4: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 4/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z,y, h) 885

GAMBAR 26.4 Susunan parameter impedansi dua-persinggahan.

Z11

Untuk Zll, jika 12ditetapkan berharga no, seperti yang diperlihatkan pada Gambar

26.5, maka Persamaan (26.1a) menjadi

GAMBAR 26.5 PenentuanZ11.

dan

~

~

(26.2)

(ohm.D)

12 =0

Persamaan (26.2) mengungkap bahwa dengan Iz ditetapkan berharga nol,

parameter impedansi ditentukan oleh perbandingan yang dihasilkan oleh E 1 dan

Ii. Karena El dan Ij keduanya merupakan be saran masukan, dengan 12 ditetapkan

berharga nol, maka parameter Zil secara formal direferensikan sebagai berikut:

Z11 = parameter impedansi-masukan, untai-terbuka

 

Page 5: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 5/47

886 Tekntk Rangkaian Listrik - Jilid 2

Z12

Untuk Z12, II ditetapkan berharga nol, d a n Persamaan (26.1a) menghasilkan

8J (0)

I, : 0

(26.3)

Untuk kebanyakan sistem di mana besaran masukan dan keluaran yang diban-

dingkan, perbandingan yang ditinjau biasanya adalah bahwa besaran keluaran

dibagi dengan besaran masukan. Dalam kasus ini, hal yang sebaliknya jugaberlaku, yang menghasilkan persamaan berikut:

ZI2 =parameter impedansi perpindahan-terbalik; untai-terbuka

Istilah perpindahan (transfer) dicantumkan untuk menunjukkan bahwa ZI2

akan berhubungan dengan sebuah besaran masukan dan keluaran (untuk keadaan

II = 0). Susunanjaringan untuk penentuan ZI2 diperlihatkan pada Gambar 26.6.

Untuk sumber yang digunakan E2, perbandingan EI/I2 akan menentukan Zl2

dengan II ditetapkan berharga DOl.

GAMBAR 26.6 Penentuan 212.

Z21

Untuk menentukan Z21, tetapkan b berharga nol dan tentukan perbandingan EVIl

sebagaimana yang ditentukan oleh Persamaan (26.1b). Jadi,

~ (0)

~12"'O (26.4)

Dalam kasus ini, besaran masukan dan keluaran merupakan variabel penentu,

memerlukan istilah perpindahan dalam namanya. Akan tetapi, perbandingannya

adalah besaran keluaran dan besaran masukan, dengan demikian digunakan isti-

lah deskriptif maju, dan

 

Page 6: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 6/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 887

Z2 1 =parameter impedansi perpindahan-moju; untai terbuka

Penentuan jaringan diperlihatkan pada Gambar 26.7. Untuk tegangan yang

digunakan EI, ia ditentukan oleh EVIl dengan 12ditetapkan berharga DOl.

GAMBAR 26.7 Penentuan Z21.

Z22

(26.5)

sebagaimana diturunkan dari Persamaan (26.1 b) dengan IIditetapkan berharga

DOl. Karena ia merupakan perbandingan tegangan keluaran d a n arus keluaran

dengan IIditetapkan berharga nol, maka ia memiliki istilah

Z2 2 = parameter impedansi keluaran, untai-terbuka

Jaringan yang diperlukan diperlihatkan pada Gambar 26.8. Untuk tegangan

yang digunakan E2, ia ditentukan oleh basil perbandingan EVI2 dengan 11= o .

GAMBAR 26.8 Penentuan Z22.

 

Page 7: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 7/47

888 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

CONTOH 26.1. Tentukan parameter impedansi (z) untukjaringan T pada Gam-

bar 26.9.

I'

GAMBAR 26.9 SusunanT.

Penyelesaian: Untuk ZII, jaringan tampak seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 26.10, dengan Zt :; 3nLOo, Z2 = 5nL90o, dan Z3:; 4 nL-90o:

. . ! ! . . . . . I

1'

~~------~--------~2'

GAMBAR 26.10

Jadi

E l lIII = .1 ', = 0

dan

(26.6)

 

Page 8: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 8/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 889

Untuk Z12, jaringan akan tampak seperti yang diperlihatkan pada Gambar

26.11 :

2

2'I'o-------~--------o-----~

GAMBAR 26.11

Jadi

z~~= E 2 1 = h(Zz + Z3)

-- 12., = 0 12

dan

(26.7)

Untuk z21,jaringan yang diperlukan tampak pada Gambar 26.12:

I,

-

+E, ~

I'

~--O---------L-------~2'

GAMBAR 26.12

 

Page 9: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 9/47

g90 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

Jadi

Z 1 2 = = ; 1 I2 " = 0

dan

Untuk Z22, susunan penentu diperlihatkan pada Gambar 26.13:

2

2'

l'o--------1

-o---l

GAMBAR 26.13

Jadi

dan

(26.8)

(26.9)

Catat bahwa untuk susunan T. Z12 = = Z21. Untuk Zl = 3nLOo, Z2 = = 5nL90o,

dan Z3 = 4 nL-90o, kita punya harga

Zll ""' ZI + Z3 = 3n-)4 n

ZI2 = = Z21 = Z3 = 4 nL -900

= -)4 nZ22 = Z2 + Z3 = 5 n L 90

0 + 4 nL -900

= I nL90° 0=;)1 n

 

Page 10: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 10/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z. y. h) 891

Untuk sebuah himpunan parameter impedansi, terminal (luar) memiliki watak

piranti atau jaringan yang berada di dalam susunan pada Gambar 26.1 telah

ditentukan. Sebuah rangkaian setara untuk sistem tersebut dapat dikembangkan

dengan menggunakan parameter impedansi dan Persamaan (26.1 a) serta Per-

samaan (26.1b). Dua kemungkinan untuk parameter impedansi tampak pada

Gambar 26.14.

(a) (b)

FIG. 26.14

GAMBAR 26.14 Jaringan setara parameter-z, dua persinggahan.

Dengan menggunakan hukum tegangan Kirchoff terhadap kalang masukan

dan keluaran padajaringan yang terdapat pada Gambar 26. 14(a) menghasilkan

dan

yang mana bila disusun lagi akan menjadi

E, = Zllli + Z1212

E2 :: Z2111 + Z2212

yang tepat sama dengan Persamaan (26.1a) dan Persarnaan (26.1b).Untukjaringan pada Gambar 26. 14(b),

E1 - 11(ZII - zn) - zdll + 12) = 0

dan

 

Page 11: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 11/47

892 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

yang mana bila disusun Iagi akan menjadi

El = = II(Zll - Zl2 + z12) + Iz12

E2 = = II(Z21 - Zi2 + zl21 + I2(z22 - ZI2 + Z12)

dan

EI '= ZI1I1 + Zl2I2

E2 '= Z21Il + znI2

Catat dalam masing-masing jaringan perlu adanya sebuah sumber tegangan

yang dikendalikan oleh arus, yakni, sebuah sumber tegangan yang magnitudonya

ditentukan oleh harga arus tertentu dalam jaringan tersebut.

Kegunaan parameter impedansi dan jaringan setara yang dihasiIkan dapat

diuraikan dengan cara yang terbaik yakni dengan memperhatikan sistem pada

Gambar 26.l5(a), yang berisi sebuah piranti (atau sistem) yang parameter im-

pedansinya akan ditentukan. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 26.l5(b),

kemudianjaringan setara untuk piranti (atau sistem) tersebut dapat digantikan, danmetode sepertianalisis mesh, analisis titik, dan lainsebagainya dapat digunakan untuk

menentukan besaran yang tidak diketahui yang diperlukan. Kemudian piranti itu

sendiri dapat diganti dengan sebuah rangkaian setara dan penyeIesaian yang diingin-

kan dapat diperoleh dengan cara yang lebih langsung dan dengan usaha yang Iebih

sedikit bila dibandingkan dengan yang diperIukan bila hanya menggunakan karakte-

ristik piranti tersebut. .

(b)

1\,

\

GAMBAR 26.15

 

Page 12: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 12/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z , y. h) 893

CONTOH 26.2. Gambarlah rangkaian setara dalam bentuk yang diperlihatkan

pada Gambar 26.14(a) dengan menggunakan parameter impedansi yang diten-

tukan dalam Contoh 26.1.

P e n y e l e s a i a n : Rangkaian tampak pada Gambar 26.16.

+

---02

GAMBAR 26.16

26.3 PARAMETER ADMITANSI (y)

Persamaan yang berhubungan dengan variabel empat terminal pada Gambar 26.1

dapatjuga ditulis dalam bentuk berikut ini:

(26.10a)

(26. lOb)

Catat bahwa dalam kasus ini masing-masing suku pada masing-masing persa-

maan memiliki satuan arus, bila dibandingkan dengan satuan yang berupa tegang-

an untuk masing-masing suku pada Persamaan (26.1a) dan (26.1b). Sebagai

tambahan, satuan pada masing-masing koefisien adalah siemen, sedangkan sa-

tuan untuk parameter impedansi adalah ohm.

Parameter impedansi ditentukan dengan menetapkan arus tertentu berharga

not melalui keadaan untai terbuka. Untuk parameter admitansi pada Persamaan

(26.10a) dan (26.10b), tegangan ditetapkan berharga nol melalui keadaan hu-

bung-singkat.

 

Page 13: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 13/47

894 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

Istilah yang digunakan pada masing-masing parameter admitansi secara lang-

sung mengikuti uraian mengenai suku yang digunakan pada masing-masing pa-

rameter impedansi. Persamaan untuk masing-masing ditentukan secara langsung

dari Persamaan (26.10a) dan (26.l0b) dengan menetapkan tegangan tertentu

berharga nol.

~

~

(26.11)

(siemen, S)

E2=0

Yll = parameter admitansi-masukan, hubung-singkat

Jaringan penentu tampak pada Gambar 26.17.

~---c2

~ = 0

-----62

l'

GAMBAR 26.17 Penentuan YH .

(26.12)

(siemen, S)

El =0

Y 12 =parameter admitansi perpindahan-balik; hubung-singkat

Jaringan untuk penentuan Y l2 tampak pada Gambar 26.18.

2

2'

GAMBAR 26.18 PenentuanY12.

 

Page 14: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 14/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y. h) 895

(26.13)

Y 21 = paramet er adm ita ns i p er pi ndahan -ma ju , h ubung-s in gk at

Jaringan untuk penentuan Y21 tampak pada Gambar 26.19.

I'

E~ = 0

1------02

t-------O2'

GAMBAR 26.19

Penentuan Y12.

(26.14)

Y22 ~ parame te r admitansi -k eluaran , hubung- singkat

Jaringan yang diperlukan tampak pada Gambar 26.20.

GAMBAR 26.20 Penentuan Y22.

CONTOH 26.3. Tentukan parameter admitansi untuk jaringan 1t pada Gambar

26.21.

 

Page 15: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 15/47

896 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

J,

- -=---02

+

.25 mS E2

J' ,__--() 2'

G AM B AR 26.21 Jaringan 1t.

Penyelesaian: Jaringan untuk yn akan tampak seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 26.22, dengan

Short circuited

I' 2'

G AM B AR 26.22

YI =0.2 mS LOo Y2 = 0.02 mS L-90o Y3 = 0.25 mS L900

Kita gunakan

Jadi,

dan

(26.15)

 

Page 16: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 16/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 897

Jaringan penentuan untuk Y l2 tampak pada Gambar 26.23. YI dihubung-

singkat; dengan demikian I2 =I, dan

Short circuited

2'

GAM BAR 26.23

Hasil yang berupa tanda minus karena penentuan arab IIpada Gambar 26.23

berlawanan dengan arab aliran yang sebenarnya yang disebabkan karena sumber

yang digunakan E2; dan

II IJ2 = E

2 E, =0

dan

(26.16)

Jaringan yang digunakan untuk Y 21 tampak pada Gambar 26.24. Dalam kasus

ini, Y 3 dihubung singkat, sehingga menghasilkan

Iv, = h

Short circuited

)' 2'

GAMBAR 26.24

 

Page 17: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 17/47

898 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

dan

Jadi,

1 2 1Y 2t =E

IE:

dan

(26.17)

Catat bahwa untuk susunan 1t, Y 21 = Y12 , seperti yang diharapkan karena

parameter impedansi untuk jaringan T sedemikian rupa sehingga Z12 = Z21 .

Sebuah jaringan T dapat diubah secara langsung menjadi sebuah jaringan 1t

dengan menggunakan perubahan bentuk Y-d.

Jaringan penentuan untuk Y 22 tampak pada Gambar 26.25:

YT = Y 2 + Y 3

Short circuited

E, = 0

2'

GAMBAR 26.25

dan

Jadi

1 2 1Y22 = E

2 E,: 0

dan

(26.18)

Dengan menggantikan harga, kita peroleh

 

Page 18: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 18/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 899

YI = 0.2 mS LO°

Y ~ = 0 . 0 2 mS L-9Qo

y, = = 0 .2 5 mS L90"

Y l l = = Y 1+ Y 2

= 0.2 mS - jO.02 mS (ind.]

YI2 = = Y21 = -Y 2 = -(-jO.02 mS)

= jO.02 mS (eap.)

Y 2 2 = = Y 2 + Y 3 = = -jO.02 mS + jO.25 mS

= jO.23 mS (cap.)

Catat mengenai kemiripan antara Y II dan Y 22 untuk jaringan 1t bila diban-

dingkan dengan sn da n Z22 untukjaringan T.

Dua buah jaringan yang memenuhi hubungan terminal pada Persamaan

(26. lOa) dan Persamaan (26.1 Ob)diperlihatkan pada Gambar 26.26. Catat menge-

nai penggunaan cabang sejajar, karena masing-masing suku pada Persamaan

(26.10a) dan (26.10b) memiliki satuan arus, dan rute yang paling langsung

menuju rangkaian setara adalah penggunaan hukum arus Kirchoff yang sebalik-nya. Jadi, tentukan jaringan yang memenuhi hubungan hukum arus Kirchoff.

Untuk parameter impedansi, masing-masing suku memiliki satuan volt, dengan

demikian hukum tegangan Kirchoff digunakan yang sebaliknya untuk menen-

tukan gabungan elemen seri dalam rangkaian setara pada Gambar 26.14(a).

Penggunaan hukum arus Kirchoff terhadap jaringan pada Gambar 26.26(a),

kita memiliki persamaan

I~ I,

--+ +

£1 E ,

2' I'

(,

- - = -2

+

-2'

(a) (bl

GAMBAR 26.26 Jaringan setara pararneter-y, dengan dua-persinggahan.

 

Page 19: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 19/47

900 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

entering le3v ing.--.

Node a: II = YIIEI + YI2E2

Node b: 12 = Y22~ + YZIE l

yang mana bila disusun lagi berupa Persamaan (26.1 Oa)dan Persamaan (26.1 Ob).

Untuk hasil pada Contoh 26.3, akan menghasilkan jaringan pada Gambar

26.27 jika digunakan jaringan setara pada Gambar 26.26.

+

mS ~

GAMBAR 26.27

26.4 PARAMETER HIBRIDA ( h)

Parameter hibrida (h) digunakan secara luas dalam analisis jaringan transistor.

Istilah hibrida berasal dari kenyataan bahwa parameter tersebut memiliki satuan

yang bercampur (himpunan hibrida) bukan merupakan satuan tunggal pengu.

kuran seperti ohm atau siemen yang masing-masing digunakan untuk parameter z

dan y. Penentuan persamaan hibrida memiliki campuran variabel tegangan dan

arus pada salah satu sisi, yaitu sebagai berikut:

(26.19a)

(26.19b)

Untuk menentukan parameter hibrida akan diperlukan untuk menetapkan dua

buah keadaan yakni hubung-singkat dan untai-terbuka, yang tergantung pada

parameter yang diinginkan.

 

Page 20: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 20/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 901

(26.20)

hll = parameter impedansi-masukan, hubung-singkat

Jaringan penentuan diperlihatkan pada Gambar 26.28.

I'

------<>2

~ = 0

-----<12

GAMBAR 26.28 Penentuan h11.

h12

(26_21)

(tanpa satuan)

II = 0

h12 = parameter perbandingan tegangan perpindahan-balik; untai-terbuka

Jaringan yang digunakan dalam penentuan hl2"diperlihatkan pada Gambar 26.29.

GAMBAR 26.29 Penentuan h12.

 

Page 21: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 21/47

902 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

(26.22)(tanpa satuan)

E2=0

b21 =parameter perbandingan tegangan perpindahan-maju, hubung-singkat

Jaringan penentuan tampak pada Gambar 26.30.

GAMBAR 26 .3 0 Penentuan h21.

(S)

I, =0

(26.23)

b22 = parameter admitansi keluaran, untai-terbuka

Jaringan yang digunakan untuk menentukan b22tampak pada Gambar 26.31.

II = 0 12- --+ 2

EI E2

I'2'

GAMBAR 26 .3 1 Penentuan h22 .

 

Page 22: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 22/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 903

Notasi subscript untuk parameter hibrida disederhanakan seperti berikut ini

untuk kebanyakan penggunaan. Huruf yang dipilih adalah huruf yang tampak

tebal dalam uraian sebelumnya untuk masing-masing parameter:

hn = h. ,

Rangkaian setara hibrida tampak pada Gambar 26.32. Karena satuan pengu-

kuran untuk masing-masing suku pada Persamaan (26.19a) dalam volt, maka

hukum tegangan Kirchoff digunakan secara terbalik untuk memperoleh rangkaian

masukan seri seperti yang ditunjukkan. Satuan pengukuran untuk masing-masing

suku pada Persamaan (26.19b) memiliki satuan arus, yang menghasilkan eIemen

sejajar pada rangkaian keluaran sebagaimana yang diperoleh dengan menggu-

nakan hukum arus Kirchoff secara terbalik.

GAM BAR 26.32 Jaringan setara parameter-hibrida, dengan dua-persinggahan.

Catat bahwa rangkaian masukan memiliki sebuah sumber tegangan yang

dikendalikan oleh tegangan yang mana tegangan pengendalinya adalah tegangan

terminal keluaran, sedangkan rangkaian keluaran memiliki sebuah sumber arus

yang dikendalikan oleh arus yang mana arus pengendalinya adalah arus pada

rangkaian masukan.

CONTOH 25.4. Untuk rangkaian setara hibrida pada Gambar 26.33:a. Tentukan perbandingan arus (gain) IVIt.

b. Tentukan perbandingan tegangan (gain) E2lE1.

Penyelesaian:

a. Dengan menggunakan aturan pembagi arus, kita punya persamaan

 

Page 23: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 23/47

904 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

I, 1 2

- --+ +

-,

E, s,E,

dan

(26.24)

b. Dengan menggunakan hukum tegangan Kirchoff pada rangkaian masukan

memberikan

dan

GAMBAR 26.33

h= (I1ho)hfIt:: hilt

(lIho) + ZL 1 + hQZL

Dengan menggunakan hukum arus Kirchoff pada rangkaian keluaran:

Akan tetapi,

maka

 

Page 24: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 24/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y. h) 905

Dengan menggantikan IImemberikan

atau

dan

yang menghasilkan

~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~A = ~ = -h,ZL

v E I h,{l + h"zL) - b,.h.rZL(26.25)

CONTOH 26.S. Untuk sebuah transistor khusus, hi = 1kG, hr = 4 x 10-4,hj= 50,

dan ho = 25 IlS. Tentukan perolehan arus dan tegangan jika ZL sebuah beban

resistif 2-kG.

Penyelesaian:

50

1 + (25 /.($)(2 kfl)

50 50A:; :; -- = 47.62I 1 + (50 x 10-3) 1.050

~h'fZLA = - - - L - - = - _

v hi( I+ hoZd - hrhjZL

-(50)(2 kO)

(lkfl)(1.050) - (4 x 10-4)(50)(2 kfl)

 

Page 25: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 25/47

90 6 Teknik Rangkaian Listrik - JiM 2

-100 X 103 100A= = ---=-99v (1.050 x 103) - (0.04 X 103) 1.01

Tanda minus menunjukkan pergeseran fase sebesar 1800

antara E 2 dan Er

untuk polaritas yang telah ditentukan pada Gambar 26.33.

26.5 IMPEDANSI MASUKAN DAN IMPEDANSI KELUARAN

Kini impedansi masukan dan impedansi keluaran ditentukan untuk rangkaiansetara hibrida dan rangkaian setara parameter z. Impedansi masukan selalu dapat

ditentukan dengan perbandiogan antara tegangan masukan dan arus masukan

dengan atau tanpa pemakaian beban . Impedansi keluaran selalu ditentukan de-

ngan tegangan sumber atau arus sumber ditetapkan berharga DOl. Telah kita

peroleh dalam pasal sebelumnya bahwa untuk rangkaian setara hibrida pada

Gambar 26.33,

E\ = hill + hrE2

E2 = -hZL

dan

Dengan menggantikan 12 ke dalam persamaan yang kedua (dengan menggu-

nakan hubungan pada persamaan terakhir), kita punya persamaan

dengan demikian maka persamaan pertama menjadi

E = h·1 + h (_ hjllZL )J ,I r 1 + h"ZL

dan

Jadi,

 

Page 26: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 26/47

Parameter Dua-Persinggahan (Pori) (z, y, h) 907

(26.26)

Untuk impedansi keluaran, kita akan menetapkan sumber tegangan berharga

no} akan tetapi menyediakan hambatan dalam R s seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 26.34.

I) 12- - -~

+R,

-"

_ ! _E~

h"

E, = 0

I'

GAMBAR 26.34

Karena

E. = 0

maka

Dari rangkaian keluaran,

atau

dan

Jadi

 

Page 27: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 27/47

908 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

(26.27)

CONTOH 26.6. Tentukan Zj dan Zo untuk transistor yang memiliki parameter

pada Contoh 26.5 jika R, = 1kQ.

Penyelesaian:

Z. = h. - hrhjZe. = 1 kD . _ 0.04 kD .

r r 1+ hoZe. 1.050

= 1 x 103 - 0.0381 x HP = 961.9 0

1Zo=-----

h __ h_rh_,,_'f_

o hi + R,

(4 x 10-4)(50)

2 5 f ,L S - _;_1-k-n-+-l ' - 'k-n-- ' -

6 200 X 10-4

25 x 10- - 3

2 x 10

25 X 10-6 - 10 X 10-6

1Zo = 6 = 66.67 kO

15 x 10-

Untuk rangkaian setara parameter z pada Garnbar 26.35,

I- -Z21I2-

Z22 + ZL

dan

atau

 

Page 28: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 28/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) [z, y, h) 909

dan

II 12

- -+2- -, + Zo

EI 11212 'V z,

GAMBAR 26.35

Untuk impedansi keluaran, Es = 0, dan

atau

dan

Jadi,

2'

(26.28)

(26.29)

 

Page 29: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 29/47

9t O Teknik Rangkaian Listrik - JiM 2

26.6 PENGUBAHANANTAR PARAMETER

Persamaan yang berhubungan dengan parameter z dan y dapat ditentukan secara

langsung dari Persamaan (26.1) dan Persamaan (26.10). Untuk Persamaan

(26.lOa) dan (26. lOb),

1 1 = Y 1 1EI + Y I2E2

12 = Y21EI + Y 2 2E2

Penggunaan detenninan akan menghasilkan

E _ I:~~~~I2 211 - Y I212

I - I Y l l Y 1 2 1 Y I IY 2 2 - Y 1 2 Y 2 1

Y21 Y22

Dengan menggantikan notasi

kita punya persamaan

yang mana bila dihubungkan dengan Persamaan (26.1a),

yang menunjukkan bahwa

dan dengan cara yang sarna

Y 1 1ZZ 2 = -6 .y

dan

Untuk perubahan parameter z menjadi kawasan admitansi, detenninan dit

rapkan pada Persamaan (26.1a) dan Persamaan (26.1b). Parameter impedan

dapat diperoleh dalam suku parameter hibrida dengan cara terlebih dahulu me

bentuk detenninan untuk It dari persamaan hibrida.

 

Page 30: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 30/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 911

E] = hili! + h]2~

1 2 := h21lJ + h2zE2

Jadi

dan

atau

yang mana bila dihubungkan dengan persamaan parameter impedansi,

~

z y h

0

· 1

--.122 -,12 a . bIZ

Zll %12

L, A J - .4,., hn. lin_Z-hZ1 1

Z21 Zn_- -121 111

A, A ,- la n lin

- Z z z -%12 1 -h12111 112 -

4. 4. hll hny

-Zzl Zll ~1 4 t._

4. 4.121 Y 2 2

bn bll

4 ,. %l l 1 -111hu hll

h Zn Zz1 1u- 1u--Z21 1 In ~

~1 lin&n Zn 111 111

lABEL 26.1 Pengubahanantara parameter z, y, dan h.

 

Page 31: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 31/47

912 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

menunjukkan bahwa

dan

Pengubaban yang masih tersisa dibiarkan sebagai latihan. Tabel pengubahan

yang lengkap tampak pada Tabel 26.1.

26.7 DAMPAK DARI BERMACAM-MACAM PARAMETER

Parameter penting pada sembarang sistem listrikl elektronika dengan dua-per-

singgahan adalab Av, Ai, Z; dan Ze. Pengetahuan mengenai keempatnya sering

memberikan informasi yang cukup untuk bekerja secara efektif dengan sistem

dalarn perancangan sebuah bidang pemakaian tahap-tunggal mau{lun tahap-

jarnak.

Impedansi masukan sebagaimana yang ditentukan oleh Gambar 26.36(a) ada

lab impedansi yang diberikan oleh suatu sistem terhadap sumber tegangan ata

sumber arus yang diterapkan. Sebagaimana yang diperlihatkan pada Gamb

26,36(b), sistem tersebut secara efektif dapat diganti dengan sebuah impedansi Zi

Melalui hukum Ohm kita peroleh bahwa

I,

(a) (b)

G AM B AR 2 6.3 6

(26.30

atau

~~

(26.31

Impedansi masukan dapat ditentukan dengan percobaan yaitu dengan car

menyisipkan sebuah tahanan pengindera, sebagaimana yang diperlihatkan pad

 

Page 32: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 32/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 913

Gambar 26.37, dan dengan menggunakan tegangan Vg. Kemudian arus masukan

dapat diperoleh dengan menggunakan hukum Ohm Ii= VRIR = (Vg,_ Ei)1R danimpedansi masukan dari Zi = Ej/Ij.

Sebagaimana yang dinyatakan sebelumnya dalam pasal-pasal sebelumnya,

impedansi keluaran ditentukan dengan menetapkan sumber yang digunakan ber-

harga nol, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 26.38. Kemudian impedansi

keluaran dapat ditentukan secara percobaan dengan cara menggunakan sebuah

sumber Vg dan mengukur tegangan Eo. Hasilnya adalah bahwa 10 = VRIR = (Vg

_ Eo)/R dan Zo = Eollo.

GAM BAR 26.37 GAMBAR 26.38

Perolehan tegangan pada sebuah sistem dua-persinggahan dapat diperoleh

pada keadaan berbeban maupun tidak berbeban. Akan tetapi perolehan arus

memerlukan impedansi beban u~tuk menetapkan arus keluaran. Perolehan te-

gangan pada keadaan tanpa beban dapat ditentukan dengan Gambar 26.39(b),

sedangkan perolehan tegangan dan perolehan arus pada keadaan berbeban diten-

tukan dengan Gambar 26.39(b). Perolehan tegangan dapat ditentukan dari per-

samaan Av =EofEi dan perolehan arus dari persamaan Ai = lelli dengan 10 = IL =

VL lRL dan Ii= VRIR = (Vg_ Ej)/R.Untuk semua sistem dua-persinggahan, ingat bahwa dengan melalui analisis

berikut perolehan tegangan dan perolehan arus merupakan fungsi dari beban yang

I;-R

Vg -, VL

+

E o 1 0A, = -E . A, =-1

, ;

(a) (b)

GAMBAR 26.39

 

Page 33: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 33/47

914 Teknik Rangkaian Listrik - JiM 2

diterapkan sebagairnana ditunjukkan oleh Persamaan (26.24) dan Persamaan (26.25)

untuk model setara hibrida. Akan tetapi impedansi keluaran Zo dan perolehan

tegangan pada keadaan tanpa beban AvNL tidak tergantung pada beban yang

diterapkan. Ketidak-tergantungan ini dapat digunakan untuk pengembangan rang-

kaian setara Thevenin yang bagus bagi rangkaian keluaran seperti .yang diperli-

hatkan pada Gambar 26.40.

GAMBAR 26.40

Dengan menggunakan Gambar 26.40 tegangan beban dapat ditentukan dengan

menggunakan aturan pembagi tegangan,

dan

(26.32)

dan perolehan tegangan jaringan dapat diperoleh dari persamaan

dengan demikian maka

(26.33)

Arus keluaran

 

Page 34: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 34/47

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z , y, h) 915

1 '-= A V N l E i

o Z" + ZL

yang menghasilkan perolehan arus

A V N L E ,

10 z, + ZLA·=-'Ii E j

Z j

dan

(26.34)

Untuk sistem dua-persinggahan yang disusun secara seri seperti yang diperli-

hatkan pada Gambar 26.41, parameter terminal yang penting (Av. A; Z i; dan Zo)

dipengaruhi oleh pembebanan pada salah satu tahap terhadap yang lain. Sebagai

contoh, impedansi menuju tahap ketiga adalah impedansi beban bagi tahap yang

kedua, dan seterusnya. Akan tetapi ada sejumlah persamaan yang dapat dikem-

bangkan untuk sistem pada Gambar 26.41 jika kita menentukan Av. Ai. Zj, dan Zo

pada harga perolehan dan impedansi pada keadaan berbeban .

.~ : . r ; : l~f ;~(_·:~-ti

;'t~o>,lj,:i; --';i .~-l-~_:.-

~-~-~:.~~~~i~~::~; ~-.·(~~~S.:.

~1L~_r~~~J-~

~- ." : • • , I _

Z"

GAM BAR 26.41

Sebagai contoh, perolehan tegangan total ditentukan oleh persamaan

(26.35)

Untuk perolehan arus total:

(26.36)

 

Page 35: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 35/47

Magnitudo tegangan beban ditentukan oleh persamaan

dan magnitudo perolehan tegangan total:

VL loRLA =-=--

VT V I Z

1 1 '"

dengan demikian maka

(26.37)

Persamaan (26.37) memungkinkan penentuan perolehan tegangan total atau

perolehan arus total dari besaran lain dengan menggunakan impedansi beban dan

impedansi masukan.

CONTOH 26.7. Jika sistem dua-persinggahan pada Gambar 26.42(a) digunakan

dengan impedansi sumber dan beban pada Gambar 26.42(b), tentukan:

z , = 1 l e n z , = 50 l e nw 00

GAMBAR 26.42

a. Perolehan tegangan Av =c/Ei untuk Gambar 26.42(b).

b. Perolehan tegangan Av = Vu 'Vg untuk Gambar 26.42(b).

c. Perolehan arus total AiT = IcJh

Penyelesaian:

a. Persamaan (26.33):

 

Parameter Dua-Persinggahan (port) {z,y, h) 917

Page 36: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 36/47

EoA=-v E,

_ A . . . . ; . V N = L R _ , ; ; L ; ; , _= (-5000)(2.2 kil) = -210.73R L + s, 2.2 k!l + 50k!l

b. V L =Es

tetapi

E. = ZYg = (1 kil)(Vg) = Vg

J Zj + R$ 1 kO + 1 kO 2

dan

A VT

= V L = ( V L ) ( _ § _ ) = ( E o ) ( E i ) = A v ( _ § _ )Vg E, Vg E, VB Vg

= (-210.73)G)

= -105.36

c. Persamaan (26.34)

1 0 Av",-Z; -50000 k{})

A i = J; = Zo+ R L = 50kO + 2.2 kO = -95.79

Tanda negatif dalam penyelesaian bagi AvT mengungkap bahwa VL dan Vg

terpisah fase 180°, begitu juga Eo dan Ei, sebagaimana ditentukan untuk Gambar

26.42(a). Tanda negatif untuk A, mengungkap bahwa arab untuk 10 dan I L me-

mi1iki arab yang berlawanan dengan yang ditunjukkan pada Gambar 26.42(b)-

dengan kata lain, pergeseran fase sebesar 1800

antara 1 0 dan Iiuntuk arab yang

ditunjukkan pada Gambar 26.42(b).

CONTOH 26.8. Untuk sistem dua-tahap pada Gambar 26.43, tentukan:

+

Zi, = lk{}

GAMBAR 26.43

a. Perolehan tegangan total.

b. Perolehan arus total.

 

918 Tekntk Rangkaian Listrik - Jilid 2

Page 37: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 37/47

c. Perolehan arus pada masing-masing tahap.

d. Perolehan arus total dengan menggunakan hasil pada bagian (c). Bandingkan

dengan hasil pada bagian (b).

Penyelesaian:a. Persamaan (26.35):

A"T ::: Av, . A v; ::: (- 30)(-50) = = 1500

b. Persamaan (26.37):

Z 1k!l

A :::A -" :::(1500'- = = 187.5'T VT RL '8 k!l

c .z; 1 k!l

A- = = A -::: (- 30~ ::: -15" v , Z. '2 k!l"z; 2 k!l

A- = = A - = = ( - 50'-- = -12 5" vlRL '8 kO •

Sekedar pemeriksaan

AiT= Ai,. Ai , = = (-15)( -12.5) = = 187.5 (sebagaimana di atas)

26.8 ANALISIS KOMPUTER

Analisis komputer untuk bab ini akan dibatasi pada pembahasan praktis dalammemasukkan sumber terkendali ke dalam paket perangkat-lunak PSPICE. Sistem

yang di analisis adalah model setara hibrida dengan dua-persinggahan yang

GAMBAR 26.44

+

 

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 919

Page 38: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 38/47

terdapat pada Gambar 26.44. Perhatikan bahwa penyisipan sebuah sumher

tegangan untuk menentukan arah 11 dan titik referensi bersama bagi rangkaian

masukan dan rangkaian keluaran. Tegangan keluaran yang diinginkan VL = E2juga akan berupa tegangan kendali bagi VCVS rangkaian masukan.

Sebelum pengujian file-file masukan dan keluaran pertama-tama marilah kita

tentukan perolehan tegangan dengan menggunakan Persamaan (26.25).

-hfRA ,:: L

v hll + haRL) - h,hfRL

-(50)(2 kU)~-----------~~~--~---------(1 kfi)(l + (25 x 10-

6S)(2 kfi» - (4 x 10-

4

)(50)(2 kfi)-100 X 103

= --------=----(1 kfi)(l + 50 x 10-3) - 40

-100 X 103

. = -99.011010

-100 x 1<P

1050 - 40

dan

dengan demikian maka,

VL =vE ) = (-99.01)(1 V LaO)

= 99.01 V L 180°

File-file masukan dan keluaran tampak pada Gambar 26.45 dengan masukan

yang diperlukan dan tegangan beban yang diminta. File keluaran memberikan

hasil yang tepat sarna dengan penyelesaian yang baru saja diperoleh.Penjalanan PSPICE yang terakhir pada pasal ini (dan naskah ini) akan menen-

tukan impedansi jaringan pada Gambar 26.46. Sumber arus yang digunakan

sebesar 1A, dan tegangan yang ditentukan adalah Vs, ia memiliki magnitudo dan

sudut sebagaimana Zo, karena

z = v, = V, = ~ L8 - 0° = v fi L8" I I A LaO I A' ~ .s

Sebelum mengulas file-file masukan dan keluaran, marilah kita tentukan lagipenyelesaian dengan menggunakan pendekatan perhitungan tangan untuk me-

meriksa hasil yang diperoleh komputer.

Persamaan (26.27):I

Z,=----h _ _ _ _ ; , h ,h -= . . . ' f _

U hi + R,

 

920 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

Page 39: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 39/47

'U*' CIRCUI T DE5CRIPT ION

•••• , • • , • ••••••••••••••• ,', •• ,." ••• , • • ,"* •••• , • •• , • • * * . , • • • , • • • , • • • • • • * • • ~

VI 1 0 ~C H'

V5EN5E 120

RI 2 3 I I <

lOR 3 o 4 0 'IE-4

FF 'I 0 V5EN5E 50R2 'I 0 401<

RL 4 0 21<

.~C LIN 1 lKH 11<H

.PRINT AC VM('I,O) VP(4.0)

.OPTIONS NOPAGE

.END

111* AC ANALYSIS TEMPERATURE

FRED VM(4,OI VP(4,OI

I.OOOE+03 9.901E+Ol 1.800E+02

GAMBAR 26.4 5

V g '" o v

27.000 DEG C

I

h.

+

40lcfi V,

-"

GAMBAR 2 6.4 6

I AL OO

 

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 921

Page 40: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 40/47

=------------200 X 10-4

25 X 10-6 S - --_:_::..__1 kO

25 X 10-6 S _ (4 X 10-4)(50)

1 kO + 0

1

25 X 10-6 S - 20 X 10-6 S

= 200 kfl

5 X 10-6 S

File masukan pada Gambar 26.47 mencantumkan penerapan arus sumber

sebesar 1 A dengan sudut fase nol dan menggunakan frekuensi 1 kHz untuk

menetapkan analisis ac. Secara khusus, perhatikan kemampuan untuk membawa

* * * *AC ANALYSIS TEMPERATURE: 27.000 DEG C

FREO VMIJ,OI

1.O(JOE+OJ 2.000E·OS

G AM B AR 26.47

 

922 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

Page 41: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 41/47

titik referensi menuju sumber tegangan pengindera dan kebutuhan untuk mende-

finisikan titik-titik pada Gambar 26.44. Magnitudo tegangan Vs yang dihasilkan

tepat sama dengan yang diperoleh pada penyelesaian di atas.

SOAl

PASAL 26.2 Parameter Impedansi (z)

1. a. Tentukan parameter impedansi (z) untukjaringan 1t pada 26.48.

b. Sketsalah rangkaian setara parameter z (dengan menggunakan salah

satu bentuk pada Gambar 26.14).

+-

+

GAMBAR 26.48

2. a. Tentukan parameter impedansi (z) untukjaringan pada Gambar 26.49.b. Sketsalah rangkaian setara parameter z (dengan menggunakan salah

satu bentuk pada Gambar 26.14).

R J. . .'T'"

II R z R31 2- • - -

+T 'TT

+

EJ . . '" " s,R4"~

GAM BAR 26.49

 

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z. y. h) 923

Page 42: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 42/47

PASAL 26.3 Parameter Admitansi (y)

3. a. Tentukanparameter admitansi(y) untukjaringan T pada Gambar26.50.h. Sketsalah rangkaian setara parameter y (dengan menggunakan salah

satu bentuk pada Gambar26.26).

+ +

GAM BAR 26.50

4. a. Tentukan parameter admitansi (y) untukjaringan pada Gambar 26.51.

h. Sketsalah rangkaian setara parameter y (dengan menggunakan salahsatu bentuk pada Gambar26.26).

I,-+

E,

+

GAMBAR 26.51

PASAL 26.4 Parameter Hibrida (h)

5. a. Tentukan parameter hibrida (b) untukjaringan pada Gambar 26.48.h. Sketsalah rangkaian setarahibrida.

6. a. Tentukan parameter hibrida (b) untukjaringan pada Gambar 26.49.

h. Sketsalah rangkaian setarahibrida.

 

92 4 T eknik R angkaian L istrik. - Jilid 2

Page 43: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 43/47

7. 8. Tentukan parameter hibrida (b) untukjaringan p a d a Garnbar 26.50.

b. Sketsalah rangkaian setara hibrida.

8. a. Tentukan parameter hibrida (b) untuk jaringan pada Garnbar 26.51.

b. Sketsalah rangkaian setara hibrida.

9. Untuk rangkaian hibrida pada Garnbar 26.52:

a. Tentukan perolehan arus Ai :=12111.

b. Tentukan perolehan tegangan Av:= EVE1.

PASAL 26.5lmpedansi Masukan dan Impedansi Keluaran

10. Untuk rangkaian setara hibrida pada Gambar 26.52:

8. Tentukan impedansi masukan.

b. Tentukan impedansi keluaran.

I,hi

1 2

- - -+ +- -.i, Z.z,

htl, h. E z RL = 2 kOE, 501 , 40 kO

G AM B AR 2 6.52

11. Tentukan irnpedansi-impedansi masukan dan keluaran untuk rangkaian se-

tara parameter z pada Gambar 26.53.

12. Tentukan pemyataan untuk impedansi masukan dan keluaran untuk rang-

kaian setara parameter y.

+ +

-,

G AM B AR 2 6.5 3

 

Parameter Dua-Persinggahan (Port) (z, y, h) 92S

Page 44: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 44/47

PASAL 26.6 Pengubahan Antara Parameter

13. Tentukan parameter h untuk parameter z berikut ini:

Zll =4kO

Z12 = 2 kO

Z21 = 3 ill

Z22=4kO

14. a. Tentukan parameter z untuk parameter h berikut ini:

hIt = 1kO

hl2 = 2 x 10 -4

h21 = 100

h22 = 20 x 1 0-6 S

b. Tentukan parameter y untuk parameter hibrida yang ditunjukkan pada

bagian (a).

PASAL 26.7 Dampak Bermacam-macam Parameter

15. Untuk sistem pada Gambar 26.36, jika Ei = 120 V LO o d a n Ii = 6.2 AL-IO.So, maka tentukan impedansi masukan dalam koordinat persegi. Pada

frekuensi 60 H z , tentukan harga parameter pada papan nama.

16. Untuk sistem pada Gambar 26.37, tentukan Zj jika Vg = 220 sin 3771 dan VR

= 120 x 10 .3 sin(3771 - 60°), dengan R =2.2 O.

17. Untuk sistem pada Gambar 26.38, tentukan Zojika Vg = 10 sin 3771 dan VR

= 40 x 10-3

sin 377/ , dengan R = 100 n dan R s = 1ill.

18. Untuk sistem pada Gambar 26.40,

a. Tentukan ZojikaZL = 1.2 ill, It. = 5 mA,AvNL = 1200, dan tegangan E;

yang digunakan sebesar 40 mV.

b. Tentukan perolehan tegangan berbeban Av = EtlVi untuk parameter

pada bagian (a).

c. Tentukan perolehan tegangan arus A i = Ie/I i untuk parameter pada

bagian (a) d a n Z ; = 1 k n .d. Tentukan perolehan daya dengan menggunakan Ap = Av. Ai dan ban-

dingkan dengan hasil yang diperoleh dengan menggunakan Ap = (lo2RIl

I i2Rd ·

"'19. Untuk sistem pada Gambar 26.41, jika Zit = 1 ill, Zi3 = 2 kn, RL = 2.2

ill,Avt = -12, dan Av3 = -32,

a. Tentukan ztez jika perolehan tegangan total sebesar -6912.

b. Tentukan Zi2 dengan menggunakan hasil pada bagian (a) dan Ai2 = -26.

 

926 Teknik Rangkaian Listrik - Jilid 2

Page 45: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 45/47

c. Tentukan Ail dan Ai3 jika Aa = -26 dan A 13 = 2Au.

*20. Untuk sistem pada Gambar 26.54,

a. Tentukan Zo o

b. Tentukan AvNL = VUVg.

c. Sketsalah rangkaian setara Thevenin pada Gambar 24.40.

d. Hitunglah VL dengan menggunakan hasil pada bagian (c) dan aturan

pembagitegangan.

e. Tentukan /0 dengan menggunakan hasil pada bagian (c).

f. Tentukan VL dan /0 untuk jaringan pada Gambar 26.54, penganalisisan

jaringan seperti yang tampak dan bandingkan dengan hasil pada bag ian-

bagian (c) dan (d).

g. Tentukan AvT = VU Vg.h. Tentukan AiT = /oIhi, Bagairnanakah bila perolehan tegangan tanpa-beban pada bagian (b

dibandingkan dengan perolehan tegangan berbeban pada bagian (g).

j. Bagaimanakah bila perolehan arus pada bagian (h) dibandingkan de-

ngan faktor pengali sumber tegangan terkendali (100).·Mengapa mere-

ka berbeda.

+ l)1"

50 kil E".8kil,

GAMBAR 26.54

PASAL 26.8 Analisis Komputer

PSPICE

21. Tulislah file masukan untuk menentukan impedansi masukan sistem pad

Gambar 26.52.

*22. Tulislah file masukan untuk menentukan tegangan keluaran dan arus untu

sistem pada Gambar 26.54 jika Vg = 10 V LOo.

23. Tulislah file masukan untuk menentukan impedansi keluaran bagi siste

yang terdapat pada Gambar 26.54.

+

 

Parameter UIW-l ersingganan (Port) (z, y. h) 927

Page 46: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 46/47

24. Ulangi Soal 23 untuk menentukan impedansi masukan.

BASIC

25. Sebuah susunan T telah ditentukan sedemikian rupa seperti yang diperlihat-

kan pada Gambar 26.9, tulislah sebuah program untuk menghasilkan pa-

rameter z dan y. Masing-masing cabang pada susunan T dapat berupa

sebuah resistor, kapasitor, atau induktor.

26. Parameter hibrida sebuah sistem telah ditentukan, tulislah sebuah persa-

maan untuk menentukan perolehan arus, perolehan tegangan, impedansi

masukan, dan impedansi keluaran.

27. Tulislah sebuah program untuk melakukan pengubahan yang ditunjukkan

pada Tabel 26.1. Jadi parameter z, y, atau h telah diketahui, tentukan

parameter yang lain.

DAFTAR ISTILAH

Admittance (y) parameter: Sebuah himpunan parameter, yang memiliki satuan

siemen, yang dapat digunakan untuk menetapkan sebuah jaringan setara dua

persinggahan bagi sebuah sistem.

Hybrid (b) parameter: Sebuah himpunan parameter campuran (ohm, siemen,

tanpa satuan) yang dapat digunakan untuk menetapkan sebuah jaringan setara

dua persinggahan bagi sebuah sistem.

Impedance (z) parameter: Sebuah himpunan parameter, yang memiliki satuan

ohm, yang dapat digunakan untuk menetapkan sebuah jaringan setara dua

persinggahan bagi sebuah sistem.Input impedance: Impedansi yang tampak pada terminal masukan sebuah

sistem.

Output impedance: Impedansi yang tampak pada terminal keluaran sebuah

sistem dengan sumber energi ditetapkan berharga DOl.

Single-port network: Sebuah jaringan yang memiliki sebuah himpunan tunggal

terminal akses.

Two-port network: Sebuah jaringan yang memiliki dua pasang terminal akses,

 

Page 47: 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h)

5/11/2018 26 Parameter Dua Persinggahan (Port) (z y h) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/26-parameter-dua-persinggahan-port-z-y-h 47/47

:'1B A L I S f'_ .. ·

- E C:;·