Penguat RF

ElektronikaTelekomunikasiLaporan Penguat RF

DosenPengajar:

MOCHAMMAD TAUFIK, ST.MT.

NIP. 131864296 / 196403041989031003

DISUSUN OLEH

KELOMPOK 3

JTD – 2B :

Andini Rahmat Hasani (04) NIM. 1241160061

Fanny Nur Amalia Sari (13) NIM. 1241160068

Muhammad Alif Haidar (19) NIM. 1241160041

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI MALANG

Jalan Soekarno Hatta 9 Malang 65141

Telp (0341) 404424 – 404425 Fax (0341) 404420

http://www.poltek-malang.ac.id

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara umum penguat adalah peralatan yang menggunakan tenaga yang kecil untuk

mengendalikan tenaga yang lebih besar. Dalam peralatan elektronik dibutuhkan suatu

penguat yang dapat digunakan untuk mengkonversi sinyal frekuensi radio berdaya rendah

menjadi sinyal yang lebih besar. Penguat ini harus menunjukkan tingkat perolehan daya yang

tinggi, gambaran noise yang rendah, stabilitas dinamis yang baik, admitansi pindah baliknya

rendah sehingga antena akan terisolasikan dari osilator, dan selektivitas yang cukup untuk

mencegah masuknya frekuensi IF, frekuensi bayangan, dan frekuensi-frekuensi lainnya.

Oleh karena itu, dibutuhkan penguat ideal yang sesuai dengan uraian di atas yaitu

penguat RF. Penguat RF ini berfungsi untuk memperkuat sinyal frekuensi tinggi yang

dihasilkan osilator RF dan diterima oleh antena untuk dipancarkan. Pada penguat RF,

rangkaian yang umum digunakan adalah penguat kelas A dan Kelas C.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana prinsip kerja penguat RF ?

2. Bagaimana rangkaian penguat RF ?

3. Mengapa penguat RF banyak menggunakan penguat kelas C ?

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Penguat RF

Penguat RF merupakan perangkat yang berfungsi memperkuat sinyal frekuensi tinggi

yang dihasilkan osilator RF dan diterima oleh antena untuk dipancarkan. Pada penguat RF,

rangkaian yang umum digunakan adalah penguat kelas A dan Kelas C.

2.2 Tingkatan Penguat RF

1. Buffer

Buffer merupakan blok rangkaian yang berfungsi sebagai penyangga atau

penyaring sinyal masukan (input) agar sesuai dengan karakteristik kerja penguat.

Ciri : a.) Daya outputnya kecil

b.) Impedansi input tinggi yang pembebanan yang rendah dari tingkat

sebelumnya

c.) Impedansi output rendah

d.) Jika buffer tidak digunakan, maka transfer daya dari tingkat sebelumnya ke

tingkat selanjutnya tidak akan maksimum.

e.) Umumnya mempunyai daya output maksimum 0,5 watt.

2. Driver

Driver merupakan penguat tingkat dua yang juga merupakan rangkaian

kendali dari penguat RF. Rangkaian penguat pada driver akan menentukan daya pada

rangkaian final.

Ciri : a.) Mempunyai daya output yang lebih besar dari rangkaian buffer

b.) Umumnya mempunyai daya output maksimum 5 watt

c.) Rangkaian penguatnya dikatakan rangkaian penguat sinyal menengah atau

daya sedang.

3. Final

Final merupakan penguat tingkat akhir. Rangkaian penguat final menentukan

daya output secara keseluruhan dari penguat RF. Rangkaian final ini merupakan

penguat tingkat akhir yang dihubungkan ke antena pemancar. Komponen penguat dari

rangkaian final ini mempunyai daya yang tinggi.

2.3 Jenis Kelas Penguat

A. Penguat Kelas A

Penguat kelas A adalah penguat yang bekerja dengan titik operasi dan sinyal

masuk yang sedemikian rupa hingga arus dalam rangkaian keluaran mengalir terus

menerus sehingga menyebabkan transistor selalu beroperasi di daerah aktif. Ini

mengandung arti bahwa arus kolektor mengalir sepanjang 360o dari siklus ac. Hal ini

disebabkan karena pada kondisi tanpa sinyal, basis transistor telah diberi tegangan

bias. Sifat-sifat penguat kelas A, yaitu:

Bati Tegangan dengan Beban

Di dalam penguat CE, tegangan ac Vin menggerakkan basis, menghasilkan

tegangan keluar ac Vout. Bati tegangan tanpa beban adalah :

Gambar 1 Penguat CE

Karena resistansi yang dilihat oleh kolektor adalah

rc = RC // RL

Sehingga dapat dihitung bati tegangan terhadap beban dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut:

Dimana :

r’c = Resistansi emiter ac

rc = Resistansi kolektor ac

RC = Resistansi kolektor dc

A = Bati Tegangan tanpa beban

RL = Resistansi beban

AV = Bati tegangan dengan beban

Bati Arus

Bati arus sebuah transistor adalah perbandingan arus kolektor ac terhadap arus

basis ac. Persamaannya adalah sebagai berikut:

Dimana :

Ai = Bati arus

ic = Arus kolektor ac

ib = Arus basis ac

Bati Daya

Daya masuk ac pada basis adalah

Pin = Vin x Ib

Daya keluar ac pada kolektor adalah

Pout = - Vout x Ic

Tanda minus (-) diperlukan karena adanya pembalikan fasa. Perbandingan

Pout/Pin disebut sebagai bati daya dan ditulis dengan Ap. dengan mengambil

perbandingan tersebut, didapatkan:

Karena Av = Vout / Vin dan Ai = Ic / Ib , maka :

Ap = - Av Ai

Dimana :

P in = Daya input ac

v in = Tegangan melintas pada resistansi emiter

Ib = Arus basis ac

Ic = Arus kolektor ac

Vout = Tegangan keluar

Pout = Daya output ac

Ap = Bati daya

Av = Bati tegangan

Ai = Bati arus

Daya Beban

Daya ac ke dalam tahanan beban RL adalah

Dimana :

PL = Daya beban ac

VL = Tegangan beban rms


Efisiensi Tahapan

Efisiensi tahapan kelas A diberikan oleh

Dimana :

PL(maks) =Daya beban maksimum

PS = daya dc dari catu

η = Efisiensi tahapan

B. Penguat Kelas B

Operasi kelas B sebuah transistor berarti bahwa arus kolektor hanya mengalir

180o dari siklus ac. Ini berarti bahwa titik Q ditempatkan di dekat titik putus dari

kedua garis beban dc dan ac. Keuntungan operasi kelas B adalah rendahnya disipasi

daya transistor dan kekurangannya penguras arus.

Rangkaian Dorong Tarik

Bila transistor dioperasikan pada kelas B, ia akan menggunting setengah

siklus. Untuk menghindari distorsi yang dapat terjadi maka harus

menggunakan dua transistor dalam susunan dorong tarik. Ini berarti bahwa

satu transistor bekerja selama setengah siklus dan transistor yang lain bekerja

selama setengah siklus yang lain. Dengan rangkaian dorong tarik, kita dapat

membangun penguat kelas B yang mempunyai distorsi rendah, daya besar dan

efisiensi tinggi.

Gambar 2 Pengikut Emiter Dorong Tarik Kelas B

Garis Beban DC

Karena tidak ada resistansi dc pada rangkaian kolektor atau emitter pada

gambar 3, arus jenuh dc berharga tak terhingga. Ini berarti bahwa garis beban

dc verikal, seperti ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 3 Rangkaian Ekivalen DC penguat Kelas B

Gambar 4 Garis Beban Penguat Kelas B Garis Beban AC

Untuk sebuah pengikut emitor, arus jenuh ac adalah

Dengan tegangan putus ac adalah

Dalam pengikut emitor kelas B pada gambar 2.2. ICQ = 0, VCEQ = VCC/2,

dan rE= RL. Dengan demikian, arus jenuh ac dan tegangan putus ac

disederhanakan menjadi:

dan

Dimana :

IC( jen) = Arus jenuh ac

rE = Resistansi pembenaman


VCC = Tegangan catu


CEQ V = Tegangan kolektoremiter tenang

VCE( put ) = Tegangan putus ac

ICQ = Arus kolektor tenang

Gambar 4 memperlihatkan garis beban ac. Bila sebuah transistor bekerja, titik

operasi transistor itu hanya akan berayun ke atas sepanjang garis beban ac,

sementara itu titik operasi transistor yang lain tetap berada pada titik putusnya.

Tegangan dari transistor yang menghantar dapat berayun dari keadaan putus

sampai keadaan jenuh.

Efisiensi Tahapan

Efisiensi tahapan kelas A diberikan oleh

Dimana :

PL(maks) =Daya beban maksimumPS = daya dc dari catuη = Efisiensi tahapan

Kelas B mempunyai efisiensi tahapan yang lebih besar daripada kelas A

karena maenghasilkan jauh lebih banyak daya keluar dengan lebih sedikit daya

dc dari catu. Kenyataannya, kelas B mempunyai efisiensi maksimum 78,5

persen, sedangkan penguat kelas A memiliki efisiensi maksimum 25 persen.

C. Penguat Kelas C

Daerah dimana arus kolektor yang mengalir kurang dari 180o siklus ac disebut

daerah operasi kelas C. Hal ini berarti bahwa arus kolektor penguat kelas C tidak

sinusoidal, karena arus mengalir dalam bentuk pulsa-pulsa. Untuk menghindari

distorsi yang disebabkan oleh beban yang bersifat tidak murni, penguat kelas C selalu

menggerakkan rangkaian bejana resonansi. Cara ini menghasilkan tegangan keluar

berupa tegangan sinusoidal.

Penguat Tertala

Gambar 4 memperlihatkan salah satu cara utnuk membuat penguat kelas C.

Rangkaian bejana resonansi ditala pada frekuensi sinyal masuk. Bila rangkaian

mempunyai faktor kualitas (Q) yang tinggi, resonansi paralel akan terjadi

disekitar.

Dimana :

fr = Frekuensi resonansi

L = Induktansi

C = Kapasitansi

Gambar 5 Penguat Kelas C Tertala

Garis Beban DC

Karena RS sangat kecil, garis beban dc tampak hampir vertikal, seperti

ditunjukkan pada gambar 2.6. transistor tidak mempunyai arus selain arus

bocor sehingga tidak ada pelanturan termal. Titik Q diletakkan pada titik putus

tanpa resiko pengatur termal.

Gambar 6 Garis beban Penguat Kelas CGaris beban ac yang diturunkan masih tetap sama. Untuk penguat CE :

dan

Dimana :


rC = Resistansi kolektor ac

VCEQ = Tegangan kolektor emiter tenang

ICQ = Arus kolektor tenang

VCE( put ) = Tegangan putus ac

Gambar 6 memperlihatkan garis beban ac. Bila transistor bekerja, titik

operasinya berayun ke atas sepanjang garis beban ac. Dengan demikian arus

jenuh ac pada penguat kelas C adalah VCC/rC, dan ayunan maksimumnya

adalah VCC.

Resistansi Kolektor AC

Setiap kumparan atau induktor mempunyai resistansi seri RS. Harga Q dari sebuah induktor diberikan oleh

DAFTAR PUSTAKA

Albert Paul Malvino, Ph.D.Prinsip-Prinsip Elektronika Jilid I.1991:Erlangga

http://viitaarea.blogspot.com/2010/07/rf-amplifier.html

Documents

Penguat RF