7/26/2019 Tuned Circuit
1/28
TUNED CIRCUITS
(RANGKAIAN TERTALA)
7/26/2019 Tuned Circuit
2/28
Bagaimana komponen L, C, dan R, digunakan dalam rangkaian
elektronika komunikasi (di-operasikan pada frekuensi tinggi)
R
fLQ
R
X
RI
XIQ LL
2
2
2
4522)1040)(1018(28.6
2
66
L
L
X
fLX
LfCdan
CfL
2222 4
1
4
1
Inductor L pada frekuensi tinggi
Contoh:
Reactansi induktif dari sebuah coil (lilitan) 40 mH pada 18 MHz adalah
7/26/2019 Tuned Circuit
3/28
2.796
)10100)(102(28.6
1
2
1
126C
C
X
CfX
CC fXCdan
CXf
21
21
Capacitor C pada frekuensi tinggi
Contoh:
Capasitive-Reactance dari sebuah kapasitor 100 pF pada 2
MHz adalah:
7/26/2019 Tuned Circuit
4/28
Resistor R pada frekuensi tinggi
Resistansi dari semua konduktor kawat, apakah itu
kawat inductor, kapasitor, atau resistor bervariasi
nilainya tergantung frekuensi-kerjanya.
Semakin tinggi frekuensi kerjanya, semakin
rendah faktor qualitas Q
7/26/2019 Tuned Circuit
5/28
Rangkaian Resonansi Seri
22 )( CL XXRZ
LCfmaka
fCfL
fCXdanfLX
XX
r
CL
CL
2
1
2
12
2
12
Saat XL sama dengan
XC, dikatakan sebagai
keadaan RESONANSI
7/26/2019 Tuned Circuit
6/28
Pada frekuensi yang
sangat rendah,
reaktansi kapasitif
jauh lebih besardaripada reaktansi
induktif; karena itu
arus di dalam
rangkaian sangatlah
kecil karena tingginyaimpedansi.
Pada saat itu, karena rangkaian lebih bersifat kapasitif, maka arus
mendahului tegangan hampir 900. Saat frekuensi semakin tinggi,XCmenurun danXL makin besar. Saat nilai reaktansi keduanya mendekatisatu sama lain, maka arus makin besar. Pada saatXC=XL , keduanya
saling menghilangkan dan impedansi rangkaian menjadi sebesar nilai
resistansinya, arus menjadi maksimum. Saat frekuensi terus makin
tinggi,XL menjadi lebih besar daripadaXC, rangkaian menjadi lebih
induktif. Impedansi rangkaian makin besar dan arus makin kecil, dst.
7/26/2019 Tuned Circuit
7/28
Daerah frekuensi
sempit dimana arus
pada rangkaian
adalah yangterbesar disebut
bandwidth. Daerah
ini diperlihatkan
pada gambar di
samping.
Batas atas dan bawah dari bandwidth ditentukan oleh dua frekuensi cutoff yang
diberi label f1 dan f2. Kedua frekuensi cutoff ini terjadi ketika besar arus adalah
70,7% dari arus maksimum. Level arus di dua titik dimana besarnya 70,7% tadi
disebut sebagai half-power points.
12
222 5.0)707.0(
ffBW
RIRIRIP peak
Q
fBW
R
XQ r
T
L
7/26/2019 Tuned Circuit
8/28
Contoh soal
What is the bandwidth of a resonant circuit
with a frequency at 28 MHz and a Q of 70?
kHzHzQ
fBW r 400000,400
70
1028 6
22
2
21
21
21
BWffdan
BWff
fff
fff
BWfQ
rr
r
r
r
7/26/2019 Tuned Circuit
9/28
7/26/2019 Tuned Circuit
10/28
Rangkaian resonansi seri dengan bermacam
respon frekuensi (amati BW dan Q)
7/26/2019 Tuned Circuit
11/28
7/26/2019 Tuned Circuit
12/28
Rangkaian resonansi Paralel
7/26/2019 Tuned Circuit
13/28
Rangkaian Equivalen-nya
7/26/2019 Tuned Circuit
14/28
Contoh soal
7/26/2019 Tuned Circuit
15/28
Gain, attenuation, dan Decibel
Gain = penguatan, atau dikatakan sebagai perbandingan output daninput dimana output lebih besar daripada input.
Attenuation = redaman, dikatakan sebagai perbandingan output daninput dimana output lebih kecil daripada input.
Decibel (dB): satuan ukuran yang dipakai untuk menyatakan Gain danAttenuation.
7/26/2019 Tuned Circuit
16/28
7/26/2019 Tuned Circuit
17/28
Contoh soal
000.251030
107506
3
in
outv
V
VA
mWWP
A
P
PthereforeP
P
A
in
p
out
inin
out
p
75075.080
6
1. What is the voltage gain of an amplifier that produces an output of750 mV for a 30mV input?
2. The power output of an amplifier is 6 watts (W). The power gain is 80.
What is the input power?
7/26/2019 Tuned Circuit
18/28
Contoh soal
WP
PAPthereforeP
PA
AAAA
out
inpout
in
outp
p
8.6)1040(170
1701725
3
321
203/60360,3
601025105.1
221
21
6
3
AandAthenAif
AAA
PPA
p
in
outp
3. Three cascaded amplifiers have power gain of 5, 2, and 17.
The input power is 40 mW. What is the output power?
4. A two stage amplifier has an input power of 25 mW and an output
power of 1.5 mW. One stage has a gain of 3. What is the gain of
the second stage?
7/26/2019 Tuned Circuit
19/28
Attenuation = redaman
21
2
RR
RVV inout
in
out
V
V
input
outputAnattenuatio
Vin
R1=200
R2=100 3333.0300
100
21
2
RR
RA
Loss
stage
Loss
circuit
Loss
component
VinVout
A1=0,2 A2=0,9 A3=0,06
AT= A1 x A2 x A3 = 0.2 X 0.9 x 0.06 = 0.0108
Vout = AT Vin= 0.0324 = 32.4 mV
7/26/2019 Tuned Circuit
20/28
Redaman
25,01000
250
1)4(25,0)250750(
250
1
211
A
AAAA T
Vin
R1=750
R2=250A2 = 4
Vout = Vin
Loss
stage
Loss
stage
Vin = 1.5 VVout = 6.75 V0.15V 1.5V 0.45V
A1= 0.1 A2= 10 A3= 0.3 A4= 15
AT= A
1A
2A
3A
4= (0.1)(10)(0.3)(15) = 4.5
7/26/2019 Tuned Circuit
21/28
Contoh soal
045.0470,10
4701
21
21
A
RR
RA
3.22045.01045.01 22 AA
A voltage divider like that shown in Fig. 2-5 has values of R1 = 10 k and
R2 = 470 .
a. What is the attenuation?
b. What amplifier gain would you need to offset the loss for an overall
gain of 1 ?
AT= A1A2
whereA1 is attenuation andA2 is the amplifier gain
Note:
To find the gain that will offset the loss for unity gain, just take
the reciprocal of attenuation:A2= 1/A1
7/26/2019 Tuned Circuit
22/28
Contoh soal
An amplifier has a gain of 45,000, which is too much for theapplication. With an input voltage of 20mV, what attenuationfactor is needed to keep the output voltage from exceeding
100 mV?
Let A1 = amplifier gain = 45,000; A2 = attenuation factor; AT=total gain.
1111.0000,45
000,5
000,51020
10100
1
221
6
3
A
AAthereforeAAA
V
VA
TT
in
outT
7/26/2019 Tuned Circuit
23/28
Decibel (dB)
)3(log10
)2(log20
)1(log20
in
out
in
out
in
out
P
PdB
I
IdB
VVdB
Formula (1) untuk menyatakan penguatan (gain) atau
redaman (attenuation) tegangan dari suatu rangkaian.Formula (2) untuk penguatan atau redaman arus
Formula (3) untuk penguatan atau redaman daya
It is common for electronic circuitsand systems to have extremely
high gains or attenuations, often
in excess of 1 million.
Dengan mengubah angka di atas
menjadi decibel (dB) akan
membuatnya terkesan menjadi
lebih kecil dan mudah digunakan.
7/26/2019 Tuned Circuit
24/28
Contoh
4.64)22.3(2067.1666log20003.0
5log20 dB
98.13)398.1(1004.0log1050
2log10
dB
a. An amplifier has an input of 3 mV and an output of 5 V. What is
the gain in decibels?
b. A filter has a power input of 50 mW and an output of 2 mW.What is the gain or attenuation?
Note that when the circuit has gain, the decibel figure ispositive. If the gain is less than 1, which means that thereis an attenuation, the decibel figure is negative.
7/26/2019 Tuned Circuit
25/28
Loss
stage
A1=15dB A2= - 20dB A3= 35dB
AT= A1 + A2+ A3AT = 15 20 + 35 = 30 dB
gain or redaman total:
Antilog:
NydanN
dBanti
P
P
maka
PPdBdan
PPdB
y
dB
in
out
in
out
in
out
10
10
log1010
10
10
log
log10
log10
7/26/2019 Tuned Circuit
26/28
Ratio (daya/tegangan)dB gain or attenuation
power voltage
0.000001 - 60 - 120
0.00001 - 50 - 1000.0001 - 40 - 80
0.001 - 30 - 60
0.01 - 20 - 40
0.1 - 10 - 20
0.5 - 3 - 6
1 0 0
2 3 6
10 10 20
100 20 401000 30 60
10000 40 80
100000 50 100
1000000 60 120
7/26/2019 Tuned Circuit
27/28
Contoh soal1. A power amplifier with a 40 dB gain has an output power of 100 W.
What is the input power?
2. A power amplifier has a gain of 60 dB. If the input voltage is 50mV,
what is the output voltage?
mWPPPP
antiP
P
P
P
PPdB
PPdB
outin
in
out
in
out
in
out
in
out
in
out
10000,10
100000,10
10
4loglog10
40
log10
log10
4
mVVVV
V
V
V
V
V
VdB
V
V
dB
outinout
in
out
in
out
in
out
in
out
50)105(10001000
100010log3
log20log20
6
3
7/26/2019 Tuned Circuit
28/28
dBm dan dBm
dBm adalah ratio logaritmik dengan acuan 1 mW untuk daya
dBm adalah ratio logaritmik dengan acuan 1 mVolt untuk tegangan
V
VdBdan
mW
PdBm xx
mm
1log20
1log10
Contoh:
1. Nyatakan 20 dBm dalam watt.
2. Nyatakan 40 dBm dalam volt.
Daya = 100 mW
Tegangan = 100 mV
Loss
stage
A1= 30dB A2= - 10dB A3= 3dB
1mW ???
Contoh lagi: