Archive for April 2017
Amplifier Linear,
Amplifier Kelas C, dan Pengganda Frekuensi
Ada dua tipe dasar amplifiers listrik
digunakan dalam pemancar yaitu: Linear dan Kelas C. penguat linear adalah elektronik sirkuit yang outputnya
sebanding dengan input, namun mampu memberikan lebih kekuasaan menjadi beban . Linear
amplifier menghasilkan sinyal output yang identical(serupa).Outputnya
berbanding lurus dengan input, linear amplifier juga dapat membuat inputan tapi
pada power yang lebih kuat.Linear RF amplifier harus digunakan untuk
meningkatkan level tenaga dari variasi amplitude sinyal RF amplifier. Oleh karena itu, mereka setia mereproduksi
masukan tapi amplifier RF linear harus digunakan untuk meningkatkan tingkat
daya yang berbeda-beda amplitudo Sinyal RF seperti tingkat rendah AM atau
sinyal SSE. Frekuensi sinyal termodulasi tidak bervariasi dalam amplitude.
Karena itu, dapat diperkuat dengan lebih efisien, non-linear kelas C
ampliflers. Linear amplifier bekerja pada kelas a, b dan ab. Penggunaan kelas
yang berbeda menunjukkan bagaimana sinyal tersebut akan dibiaskan.
Penguat kelas
A merupakan penguat bias, sehingga itu melakukan terus menerus , Bias di set jadi
input bervariasi kolektor (atau drain) saat ini lebih dari satu area linear
dari transistor karekteristik.Dalam hal ini,output dari linear amplifier
mereproduksi dari input dan akan bekerja setenga tegangan dari VCC. kelas A merupakan amplifier linear tetapi
berfungsi kurang efisien. Amplifier ini menghasilkan power output yang lemah.
penguat kelas B merupakan bias pada daerah cutoff
sehingga tidak ada tegangan collector yang mengalir jika inputannya nol .
untuk melakukan 180 derajat gelombang sinus input, Ini berarti bahwa hanya
satu-setengah dari gelombang sinus diperkuat.Biasanya, dua kelas B amplifier
yang terhubung dalam susunan dorongan dan tarikan sehingga baik pergantian dan
negative posistif dari input diperkuat secara bersamaan.
Kelas
AB amplifier bias dekat daerah cutoff dengan beberapa aliran arus kolektor
terus menerus. Akan melakukan lebih dari 180 derajat tapi kurang dari 360
derajat input.Juga juga digunakan terutama dalam mendorong -menarik amplifier
dan menyediakan linearitas yang lebih baik dari kelas B penguat tapi dengan
efisiensi yang kurang.
Kelas
A amplifier adalah linear tetapi tidak sangat efisien. Untuk itu, mereka
disebut juga power amplifier yang miskin. Akibatnya, mereka digunakan terutama
sebagai penguat tegangan sinyal kecil atau untuk amplifier daya rendah.
Amplifier penyangga dijelaskan sebelumnya beroperasi kelas A.
Kelas B dan kelas C amplifier lebih efisien
karena arus mengalir hanya sebagian dari sinyal input. Mereka membuat power
amplifier yang baik, kelas C menjadi yang paling efisien. Karena kedua kelas B
dan kelas C amplifier mendistorsi sinyal input, ada teknik-teknik khusus yang
digunakan untuk menghilangkan atau mengkompensasi distorsi. Sebagai contoh,
amplifier kelas B dioperasikan dalam konfigurasi push-pull, sedangkan kelas C
amplifier menggunakan beban LC resonan untuk menghilangkan distorsi.
Sinyal RF diberikan pada Q1
dan Q2 melewati trafo input T1 dan menghasilkan impedansi yang sama antara
Q1 dan Q2 dan sinyal basis terhadap Q1 Q2 berbanding 180 derajat. Untuk kelas B
amplifier, Q1 dan Q2 harus di biaskan tepat pada titik cutoff. Transistor
emitter base tidak akan bekerja sampai dengan 0.6 hingga 0.8 volt tegangan
karena daerah aktif transistor ada di rentang tersebut. Hal ini menyebabkan
transistor dibiaskan diatas daerah cutoff, bukan pada daerah cutoff.
Sinyal RF diberikan pada Q1 dan Q2 melewati trafo
input T1 dan menghasilkan impedansi yang sama antara Q1 dan Q2 dan
sinyal basis terhadap Q1 Q2 berbanding 180 derajat. Untuk kelas B amplifier, Q1
dan Q2 harus di biaskan tepat pada titik cutoff. Transistor emitter base tidak
akan bekerja sampai dengan 0.6 hingga 0.8 volt tegangan karena daerah aktif
transistor ada di rentang tersebut. Hal ini menyebabkan transistor dibiaskan
diatas daerah cutoff, bukan pada daerah cutoff. Sirkuit
kunci pada sebagian besar transmitter AM dan FM adalah amplifier kelas C,
amplifier ini digunakan untuk penguatan pada driver, pengganda frekuensi dan
penguat akhir. Penguat kelas C ini dibiaskan sehingga menghasilkan sinyal yang
kurang dari 180 derajat terhadap inputannya, biasanya berkisar antar 90 sampai
150 derajat. Hal ini berarti bahwa arus mengalir melalui pulsa-pulsa pendek. Seperti
pada gambar 6-10
Suatu bentuk khusus dari kelas C penguat adalah
pengali frekuensi. Setiap kelas C amplifier mampu melakukan perkalian frekuensi
jika rangkaian disetel kolektor diatur di beberapa bilangan bulat kelipatan
dari frekuensi input. Semua amplifier kelas C memiliki beberapa bentuk disetel.
Rangkaian terhubung di kolektor seperti ditunjukkan pada Gambar. 6-12. Tujuan
utama dari sirkuit tuned ini adalah untuk membentuk ac output gelombang sinus
lengkap.
RANGKAIAN RECEIVER
Bagian paling penting dari receiver komunikasi
adalah penguat RF, mixer, dan sirkuit disetel terkait adalah bagian dari receiveryang
memproses input sinyal yang sangat lemah signal .Sangat penting bahwa komponen
suara rendah digunakan untuk memastikan rasio SN yang cukup tinggi.
Selanjutnya, selektivitas harus sedemikian rupa sehingga secara efektif
menghilangkan gambar. Banyak receiver komunikasi, penguat RF
tidak digunakan. Hal ini terutama berlaku di receiver dirancang
untuk frekuensi rendah dari sekitar 30 MHz.antena terhubung langsung ke input
mixer melalui satu atau lebih disetel sirkuit. Sirkuit disetel harus memberikan
masukan selektivitas yang diperlukan untuk image rejection.Saat
ini, kebanyakan mixer adalah MOSFET, yang menyediakan kontribusi kebisingan
terendah.
Receiver menggunakan
frekuensi di atas 100 MHz, biasanya menggunakan amplifier RF. Dan
amplifier RF ditemukan di sistem beberapa komunikasi frekuensi rendah
sistematis . Tujuan utama dari amplifier ini adalah untuk meningkatkan
amplitudo sinyal lemah sebelum melakukan pencampuran. RF amplifier juga
menyediakan beberapa selektivitas untuk penolakan gambar Dalam kebanyakan receiver ini,
tahap single RF digunakan, biasanya memberikan sumber tegangan dalam 10 sampai
30 rentang dB. Hal ini mudah didapat dengan transistor tunggal. Transistor
bipolar digunakan pada frekuensi yang lebih rendah, sedangkan FET lebih disukai
di frekwensi VHF, UHF, dan microwave . Biasanya, FET memiliki angka kebisingan
lebih rendah dari transistor bipolar dan, karena itu memberikan kinerja yang
lebih baik
IF AMPLIER
Salah
satu yang IF Amplifier yang paling umum adalah 455 kHz. Frekwensi ini cukup
rendah untuk memberikan selektifita yang baik dan untuk membuat keuntungan yang
tinggi dengan ketidakstabilan minimum. Dengan frekuensi masukan sampai sekitar
10 MHz. Tapi di luar frekuensi itu, input disetel sirkuit tidak memberikan
selektivitas yang cukup untuk mengurangi gambar ke tingkat yang dapat diterima.
Ketika beroperasi di atas sekitar 10 MHz, frekuensi IF yang lebih tinggi
dipilih. Nilai antara1500 sampai 2000-kHz dianggap baik untik frekwensi 30 MH
Ketika
frekuensi input dalam rentang VHF dan seterusnya, nilai yang sangat tinggi dari
IF Amplifier dipilih. IF amplifier disetel kelas A amplifier mampu memberikan
keuntungan dalam 10 sampai 30-Db. Biasanya dua atau lebih IF amplifier
digunakan untuk memberikan receiver keuntungan yang memadai
secara keseluruhan.Kebanyakan IF amplifier menggunakan transistor bipolar,
meskipun FET digunakan dalam beberapa desain. Dalam kebanyakan desain baru, IC
yang berbeda digunakan untuk mengimplementasikan IF amplifier.
Selektivitas
dalam penguat IF disediakan oleh sirkuit disetel. Sebagaimana ditunjukkan
sebelumnya, cascading disetel sirkuit menyebabkan bandwidth sirkuit keseluruhan
akan jauh menyempit. Tinggi Q disetel sirkuit yang digunakan, tetapi dengan
beberapa sirkuit tuned, bandwidth bahkan lebih sempit Dalam banyak receiver komunikasi
di mana selektivitas unggul diperlukan, filter kristal yang sangat tajam
digunakan untuk mendapatkan selektivitas yang diinginkan. Filter kristal ini
biasanya dari berbagai kisi serta filter keramik dan mekanik juga
digunakan. Filter tersebut biasanya dikemas sebagai sebuah unit dan terhubung
langsung pada output dari mixer tetapi sebelum tahap pertama dari IF.
Selektivitas yang diinginkan diperoleh dengan filter ini.Tahapan yang tersisa
dari IF amplifier adalah menggunaan sirkuit tuned dimana bandwidth yang umumnya
lebih luas dari yang disediakan oleh filter.
AGC
Cara
yang lebih efektif untuk menangani sinyal besar dengan memasukkan sirkuit AGC.
AGC adalah sistem umpan balik yang otomatis menyesuaikan sumber dari receiver berdasarkan
amplitudo sinyal yang diterima.Level sinyal yang sangat rendah
menyebabkan sumber tegangan dari receiver menjadi tinggi.
Sinyal masukan yang besar menyebabkan tegangan di receiverdikurangi.Penggunaan
AGC di receiver akan menghasilkan Dynamic
range yang sangat luas. Dynamic range mengacu pada
ukuran dari kemampuan receiver menerima sinyal yang sangat
kuat dan sangat lemah tanpa menghasilkan distorsi dan rasio sinyal yang besar
yang dapat dibuat menjadi rendah. Dynamic range yang
khas pada komunikasi receiver dengan AGC biasanya dalam 60- 100 dB.
Sebuah AGC circuit mengambil sinyal yang diterima pada output dari
penguat IF atau output dari demodulator dan meluruskan menjadi arus searah .
Amplitudo dari tegangan dc sebanding dengan tingkatan sinyal yang
diterima.Tegangan DC diahasilkan satu atau dua tahapan IF amplifier yang
berguna mengatur sumber tegangan.Sumber dari transistor penguat bipolar sebanding
dengan jumlah arus kolektor. Meningkatkan arus kolektor dari tingkat yang
sangat rendah akan menyebabkan sumber tegangan naik secara proporsional
Jumlah
arus kolektor di transistor menetukan fungsi dari bias basis. Sejumlah arus
basis akan menghasilkan sejumlah arus di kolektor dan sebaliknya. Biasanya
tingkat bias diatur oleh pembagi tegangan, tetapi bila di IF amplifier tingkat
bias biasanya dikontrol oleh sirkuit AGC . Dalam beberapa sirkuit, kombinasi
dari pembagi tegangan bias tetap ditambah masukan dc dari rangkaian AGC
mengontrol sumber keseluruhan.Sumber bisa disesuaikan dalam dua cara. Sumber
dapat diturunkan dengan mengurangi arus kolektor. Rangkaian AGC menurunkan
besaran arus yang mengalir saat di penguat untuk mengurangi sumber disebut
reverse AGC. Sumber di IF amplifier juga dapat dikurangi dengan meningkatkan arus
di kolektor. Semakin sinyal kuat, tegangan AGC meningkat, yang
meningkatkan arus basis. Kenaikan arus basis juga meningkat arus kolektor yang
berarti menrunkan sumber tegangan. Metode kontrol sumber dikenal sebagai forward AGC.
Namun, ke depan AGC secara luas digunakan dalam TV set dan biasanya membutuhkan
transistors khusus untuk operasi optimum.
Sirkuit
Squelch
Sirkuit lain yang ditemukan pada suatu receiver adalah
sirkuit squelch berfungsi untuk menjaga audio receiver dimatikan
sampai sinyal RF muncul di input receiver. Kebanyakan komunikasi
dua arah adalah percakapan singkat yang tidak terus-menerus. Dengan tidak ada
sinyal RF amplifier di input ke receiver, keluaran audio akan
kembali ke ground noise. Dalam sistem AM dan FM tingkat kebisingan
yang relatif tinggi dan sangat mengganggu. Kebanyakan orang tidak ingin
mendengarkan suara bising latar belakang dan secara spontan akan menurunkan
volume suara. Dengan menggunaka sirkuit squelch ketika sinyal yang diterima,
hal seperti tadi mungkin tidak diperlukan lagi. Sirkuit sqelch menyediakan
sarana menjaga penguat audio dimatikan selama waktu yang kebisingan yang
diterima di backgorund tersebut. Ketika sinyal RF amplifier muncul pada
masukan, penguat audio diaktifkan
Amplifier Common-Emitter
Amplifier CE dengan rangkaian
output dan input tertala ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :
C3 dan C4 adalah kapasitor
pemblokir DC dengan reaktans yang dapat diabaikan pada frekuensi tinggi.
Resistor Pbias memasuk arus bias ke base, dan ini dapat juga dianggap mempunyai
pengaruh yang dapat diabaikan terhadap kinerja pada
frekuensi tinggi. Sumber sinyalnya ditunjukkan sebagai pembangkit arus ekivalen
is dan Rs. Rangkaian ekivalennya, yang menggunakan rangkaian ekivalen hybrid-pi
untuk transistor, ditunjukkan dalam gambar dibawah ini, dimana rb’b telah
dianggap dapat diabaikan.
Amplifier
Common-Base (BS)
merupakan
Efek kapasitor umpan balik Ccb’ dapat dinul-kan sama sekali dengan
menghubungkan transi dalam konfigurasi, rangkaian ekivalen sinyal kecil
ditunjukkan dalam Gambar.5. Dengan ragam pengoperasian ini, Ccb’ tampak
paralel dengan kapasitans output Cc dan karena tidak menyumbang kepada
kapasitans input. Input resistans-nya α0/gm di mana α0 = β0 /
( β0 + 1). Oleh karena itu maka resistans input untuk rangkaian
CB jauh lebih kecil daripada yang rangkaian CE yang diberikan oleh β0/gm.
Kapasitans inputnya adalah Ceb’ = Cb’e. Resistans output untuk rangkaian CE
timbul antara kollektor dan emitter. Ini lebih tinggi daripada resistans output
CE dan dapat ditunjukkan diberikan oleh rcCB ≡ βrcCE.
Karena nilainya yang sangat tinggi resistans output dapat diabaikan bagi
kebanyakan maksud praktis.
Amplifier common-emitter dan common-base dapat
dikombinasikan untuk membentuk sebuah amplifier yang mempunyai penguatan daya
tinggi dan stabil. Unit kombinasi ini dikenal sebagai Amplifier Cascode (kata
ini merupakan pustaka dari teknologi tabung vakum, dirnana rangkaian aslinya
menggunakan tahap cascade common-cathode dan cornrnon-grid). Secara keseluruhan
amplifier cascode itu merniliki ciri kinerja yang serupa dengan yang dimiiiki
oleh amplifier CE tetapi dengan kestabilan (dan diartikan, tidak ada perubahan
fase l80˚), dan karena itu penguatan tegangan tersedia tinggi.
Dengan menerapkan hubungan pendek pada terminal output
gambar diatas dan ditentukannya arus seperti yang ditunjukkan, arus output
hubungan pendeknya ic = -gmVeb dan arus inputnya = (1/reb + jwCeb)Veb. Karena
itu gain arus hubung pendek untuk amplifier CB adalah
dimana
frekuensi -3db untuk gain rangkaian hubung pendek tahap CB adalah Wa =
1/rebCeb. Kini karena Ceb= Cb’e dan Cb’e > Ccb’ dan reb = 1/gm, maka mudah
menunjukkan bahwa
ωa = ωr
Jadi,
frekuensi -3dB itu hampir (sangat mendekati) sama dengan fr, yaitu gain unity
frekuensi transisi. Ini lebih tinggi dari frekuensi -3dB untuk hubungan CB oleh
factor β0.
Amplifier Cascode
Amplifier
common-emitter dan common-base dapat dikombinasikan untuk membentuk sebuah unit
amplifier yang mempunyai penguatan daya tinggi dan stabil. Unit kombinasi inin
dikenal sebagai amplifier cascade. Secara keseluruhan amplifier ini memiliki
ciri-ciri kinerja yang serupa dengan yang dimiliki oleh amplifier CE tetapi memiliki
kestabilan yang lebih tinggi dan tidak ada perubahan fase 180 sehingga
penguatan yang tersedia tinggi.
