IMPEDANSI KARAKTERISTIK SALURAN DUA KAWAT

I. TUJUAN

Mengukur impedansi karaketristik dari saluran simetris

Mengukur arus input dan tegangan input kesaluran, ketika diterminasi

hubungan singkat dan ketika ujung saluran terbuka.

Menghitung impedansi karakteristik dari nilai yang diperoleh melalui

pengukuran.

Menentukan besar impedansi karakteristik impedansi sebagai fungsi dari

frekuensi.

Mengenal efek-efek dari panjang saluran pada impedansi karakteristik.

II. DASAR TEORI

Untuk dapat mempekirakan unjuk kerja dari saluran transmisi pada sebuah

range frekuensi yang diberikan adalah penting untuk mengetahui impedansi

karakteristiknya terlebih dahulu. Dari besarnya impedansi karakteristik saluran

dapat dicocokan dengan sebuah nilai optimum. Impedansi karakteristik tergantung

dari konstruksi geometris dari saluran. Saluran diilustrasikan sebagai rangkaian

seri R dan lilitan L yang nilainya sangat kecil dalam jumlah yang banyak dan

rangkaian paralel kapasitor dan konduktansi yang lainnya juga sangat kecil

dengan sama dengan jumlah rangkaian R dan L.

Gambar 1.

Rangkaian R yang dipengaruhi oleh daerah silang dan pada bahan penyusun

pada kawat penghantar R diberi dalam ohm/km. Induktansi (L), kapsitansi(C) dan

konduktansi(G) semuanya tergantung pada keterpisahan antara sisi saluran.

Induktansi bersatuan mH/km, kapasitansinya bersatuan nF/km dan

konduktansinya bersatuan uS/km.

Sebagai contoh harga dari saluran yang memiliki 0,9 mm cross-section,

dengan insulasi plastik adalah :

R’=57,8 ohm/km

L’=0,7 mH/km

C’=34 nF/km

G’=1 uS/km

Diagram berikut mengilustrasikan metode pengukuran dari impedansi

karakteristik.

Gambar 2.

1. Dengan saluran open-ended, pengukuran tegangan dan arus sesaat dipakai

untuk menentukan nilai konduktansi dan semua kapasitansi.

Gambar 3.

2. Dengan hubung singkat output total resistansi dan induktansi yang terhubung

seri diukur:

Rsh=Ue/I1 (resistransi hubung singkat)

Harga impedansi karakteristik dihitung dengan harga Ro dan Rsh pada tiap

frekuensi :

Z=

3. Pada percobaan ini model saluran transimis yang digunakan adalah seperti

rangkaian berikut :

Gambar 4.

III. GAMBAR RANGKAIAN

Rangkaian 1 :

Rangkaian 2 :

IV. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN

NO Alat dan komponen Jumlah

1 Model saluran transmisi 0,9u ; 0,85km 2

2 Terminating resistor 300Ω 2

3 Universal patch panel 1

4 Power supply 1

5 Function generator 0,2Hz-200KHz 1

6 Dual trace osiloskop dengan differential input 1

7 Multimeter digital 1

8 Kabel-kabel penghubung Secukupnya

9 Plug besar dan kecil Secukupnya

V. LANGKAH PERCOBAAN

1. Rangkai seperti gambar 1, lengkapi tabel yang telah disediakan.

2. Rangkai gambar 2 untuk pengukuran impedansi karakteristik pada saluran

sepanjang 1,7km;0,9mm cross-section. Dan lengkapi tabel yang telah

disediakan.

VI. DATA HASIL PERCOBAAN

Tabel 1. Data Pengamatan untuk Rangkaian 1

Open-ended Short-circuitF (Hz) Ve (Vpp) VR(mVpp) Ro(Ω) Ve (Vpp) VR(Vpp) Rsh(Ω) Z(kΩ)

100 4 76 15,79 4 0,062 19,35 17,48200 4 142 8,45 4 0,11 10,9 9,6300 4 210 5,71 4 0,156 7,69 6,63400 4 280 4,28 4 0,198 6,06 5,09500 4 328 3,66 4 0,248 4,84 4,21600 4 364 3,3 4 0,29 4,14 3,69800 4 430 2,79 4 0,346 3,47 3,111000 4 498 2,41 4 0,392 3,06 2,712000 4 508 2,36 4 0,508 2,36 2,363000 4 2040 0,59 4 1,92 0.625 0,614000 4 2520 0,47 4 2,44 0,49 0,485000 4 3000 0,4 4 2,88 0,42 0,416000 4 3320 0,36 4 3,24 0,37 0,3648000 4 3880 0,31 4 3,84 0,31 0,3110000 4 4280 0,28 4 4,24 0,28 0,28

Tabel 2. Data Pengamatan untuk Rangkaian 2

Open-ended Short-circuitF (Hz) Ve (Vpp) VR(mVpp) Ro(Ω) Ve (Vpp) VR(Vpp) Rsh(Ω) Z(kΩ)

100 4 80 15 4 80 15 15200 4 120 10 4 120 10 10300 4 240 5 4 240 5 5400 4 320 3,75 4 320 3,75 3,75500 4 400 3 4 400 3 3600 4 480 2,5 4 440 2,73 2,61800 4 600 2 4 560 2,14 2,061000 4 760 1,58 4 720 1,67 1,632000 4 1400 0,85 4 1360 0,88 0,8643000 4 2000 0,6 4 1920 0,625 0,614000 4 2480 0,48 4 2440 0,49 0,484

5000 4 2920 0,41 4 2840 0,42 0,4146000 4 3280 0,36 4 3240 0,37 0,3658000 4 3840 0,31 4 3840 0,31 0,3110000 4 4200 0,28 4 4280 0,28 0,28

VII. ANALISA

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan yaitu Impedansi

Karakteristik Saluran Dua Kawat maka dapat dianalisa bahwa pada rangkaian 1

nilai VR yang didapat pada saat open-ended circuit cenderung lebih besar

dibandingkan saat short-circuit. Nilai VR dan RO bergantung pada frekuensi yang

diberikan, semakin besar frekuensi maka nilai VR yang didapat pun semakin besar,

begitupun sebaliknya. Sedangkan pada saat rangkaian short-circuit didapat nilai

Rsh dan Z yang juga bergantung pada nilai frekuensi, semakin besar frekuensi

semakin besar nilai Rsh dan Z yang di dapat begitupun sebaliknya.

Pada percobaan kedua hasil yang didapat tidak jauh berbeda dengan percobaan

pertama namun nilainya cenderung lebih besar dibandingkan percobaan pertama.

Dan nilai yang didapat tetap bergantung pada frekuensi.

Jenis saluran ini jarang digunakan pada frekuensi tinggi, diatas 100MHz,

karena pada frekuensi tinggi saluran ini menghasilkan rugi-rugi radiasi yang

tinggi. Saluran transmisi sepasang kawat sejajar mempunyai impedansi

karakteristik sebesar 300 Ω.

VIII. KESIMPULANDari analisa yang didapat dan dari percobaan yang telah dilakukan didapat

kesimpulan sebagai berikut :

Impedansi karaketristik ini jarang digunakan pada frekuensi yang tinggi.

Nilai VR berbanding lurus dengan frekuensi, semakin besar frekuensi maka

semakin besar nilai VR yang didapat, begitupun sebaliknya.

Rangkaian pada open circuit cenderung lebih besar dibandingkan short-

circuit.

Saluran transmisi sepasang kawat sejajar mempunyai impedansi

karakteristik sebesar 300 Ω.