TUGAS SELFTEST ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI HALAMAN 150-151

53. RF amplifier provide initial RF Amplifier  and Mixer in a receiver but also add Related Tune Circuits.
54. A low-noise transistor preferred at microwave frequencies is the FET made of Metal Semiconductor.
55. Most of the gain and selectivity in a superhet is obtained in the IF amplifier.
56. The selectivity in an IF amplifier is usually produced by using Ferrite-core transformers between stages.
57. The bandwidth of a double-tuned transformer depends upon the degree of coupling between primary and secondary windings.
58. In a double-tuned circuit, minimum bandwidth is obtained with under coupling, maximum bandwidth with critical coupling and peak output with over or optimum coupling.
59. An IF amplifier that clips the positive and negative peaks of a signal is called a(n) limiter.
60. Clipping occurs in an amplifier because the transistor is driven by a high-level signal into Single transistor stage.
61. The gain of a bipolar class A amplifier can be varied by changing the positive peaks and negative peaks.
62. The overall RF-IF gain of a receiver is approximately 89 dB.
63. Using the amplitude of the incoming signal to control the gain of the receiver is known as AGC Voltage gen.
64. AGC circuits vary the gain of the IF amplifier.
65. The DC AGC Voltage is derived from a(n) AGC circuit connected to the demodulator or IF output.
66. Reverse AGC is where a signal amplitude increase causes a(n) AGC Voltage in the IF amplifier collector current.
67. Forward AGC uses a signal amplitude increase to positive voltage the collector current,which decreases the IF amplifier gain.
68. The AGC of a differential amplifier is produced by controlling the current produced by the Constant Current Source transistor.
69. In dual-gate MOSFET IF amplifier, the dc AGC Voltage is applied to the R1 to gate 2.
70. Another name for AGC in an AM receiver is Dual Gate MOSFET.
71. In an AM receiver, the AGC voltage is derived from the IF Signal.
72. Large input signals cause the gain of a receiver to be reduced by the AGC.
73. An AFC circuit corrects for frequency drift in the feedback control circuit.
74. The AFC DC control voltage is derived from the output of the demodulator circuit in a receiver.
75. A(n) Demodulator is used in an AFC circuit to vary the LO frequency.
76. A circuit that blocks the audio until a signal is received is called a(n) squelch circuit.
77. Two types of signals used to operate the squelch circuit are audiotone and audiosignal.
78. In a CTCS system, a low-frequency frequency tone is used to trigger the squelch circuit.
79. A BFO is required to receive CWCode and SSB Signals.

TUGAS SELFTEST ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI HALAMAN 107-108

12. Linear power amplifiers are used to raise the power level of Low Level AM and SSB Signals.
13. A Mosfet power amplifier is used to increase the power level of an FM signal.
14. Linear power amplifier operate class A,B, and AB
15. A class A transistor power amplifier has an efficiency of 50 percent. The output power is 27W. The power dissipated in the transistor is 13.5 W
16. Class A amplifier conduct for 360 degrees of a sine wave input.
17. True or false. With no input, a class B amplifier does not conduct. FALSE
18. Class B RF power amplifiers normally used a(n) Broadband configuration.
19. A class C amplifier conducts for approximatly 90 degrees to 150 degrees of the input signal.
20. In a class C amplifier, collector current flows in the form of positive pulses.
21. In a class C amplifier, a complete sinusoidal output signal is produced by a(n) Timed Circuit.
22. The efficiency of a class C amplifier is in the range of 60 to 85 percent.
23. The tuned circuit in the collector of a class C amplifier acts as a filter to eliminate Induced Voltage.
24. A class C amplifier whose output tuned circuit resonates at some integer multiple of the input frequency is called a(n) Flywheel effect.
25. Frequency multipliers with factors of 2, 3, 4, and 5 are cascaded. The input is 1.5MHz. The output is 120 MHz.
26. A class C amplifier has DC supply voltage of 28 V and an average collector current of 1.8A. The power input is 50.4 W

RANGKUMAN TUGAS ELEKTRONIKA - TELEKOMUNIKASI (AMPLIFIER)

5.4          AMPLIFIER COMMON-EMITTER (CE)

Konfigurasi penguat tegangan yang paling banyak digunakan untuk menguatkan sinyal kecil dan frekuensi rendah adalah penguat emitor ditanahkan atau emitor bersama (CE). Pada penguat emitor bersama sinyal masukan dikenakan pada basis-emitor dan sinyal keluaran dikenakan pada kolektor-emitor.

Amplifier common-emitter dapat kita sebut juga dengan sebutan penguat emitor bersama. Dalam melakukan pengecekan pada rangkaian penguat emitor bersama, dapat disimpulan bahwa untuk meng-crosscheck sudah berfungsi apa belum yaitu dengan mengecek pada bagian transistornya. Dapat kita lihat pada Gambar 5.4.1(a) merupakan rangkaian Amplifier CE beserta input dan outputnya. Pada gambar tersebut dapat kita ketahui bahwa C₃ dan C₄ merupakan kapasitor pemblokir DC.

Pada lain gambar yaitu pada Gambar 5.4.1(b) dapat kita lihat pula gambar rangkaian ekivalen atau rangkaian pengganti pada Amplifier CE. Pada Gambar 5.4.1(b) dapat kita lihat bahwa keadaan resistansi output transistor dan resistansi bebannya berada dalam keadaan paralel. Jika indukor pada output mempunyai resistansi seri r₂ dan induktansi L₂,maka rangkaian dapat disederhanakan lagi seperti pada yang ditunjukkan pada gambar 5.4.1.(c). Pada komponen outputnya dapat dikelompokkan dalam satu bentuk admintansi (Y) sebagai :

Pada gambar 5.4.1(c) dapat kita analisa bahwa pada admintansi Y₁ mewakilkan lambing admintansi ₨,rb’e,dan Cb’e yang terletak paralel dengan rangkaian input. Sedangkan Y₂ berposisi sebagai admintansi output sebagaimana telah dijelaskan pada rumus diatas. Umpan balik / feedback admintansinya adalah Yɟ = jωCcb’. Persamaan arus untuk simpul outputnya adalah 

Dapat pula kita tentukan Gain Voltagenya (Av) dengan rumus :

5.6          AMPLIFIER COMMON-BASE (CB)

Pada gambar 5.6.1 dapat kita lihat rangkaian ekivalen untuk transistor common-base (CB) beserta versi yang disederhanakannya. Dalam gambar dapat kita lihat juga Ccb’ tampak paralel dengan kapasitansi output Cc dan karena itu tidak menyumbang kepada kapasitansi input. Disimpulkan pula bahwa resistansi input untuk rangkaian Common Base (CB) lebih kecil daripada untuk rangkaian Common Emitter (CE). Input daripada common base sendiri terletak pada emitter and base, sedangkan outputnya berada diantara collector and base. Berdasarkan gambar rangkaian,dapat kita ketahui  pula Gain Arus hubung pendek (Aisc) pada amplifier Common Base (CB) dapat dirumuskan :

Pada gambar 5.6.2 dapat kita lihat sebuah rangkaian Common Base (CB) dengan beban kolektor tertala,rangkaian ekivalennya,dan rangkaian yang sudah disederhanakan. Berdasarkan gambar 5.6.2,dapat kita tarik kesimpulan untuk rumus Penguat Tegangan (Av) pada suatu rangkaian amplifier Common Base (CB) yang mengacu pada terminal E-B :

5.7          PENGUATAN DAYA YANG TERSEDIA (Gav)

Seperti yang kita ketahui bahwa pada penguatan daya tinggi diperlukan amplifier cascade (formula friis) untuk mempertahankan faktor noise. Pada penguatan daya yang tersedia sendiri untuk kedua rangkaian (Common Base dan Common Emitter),dapat kita simpulkan dengan rumus sebagai berikut :

Penguatan daya pada Common Emitter dan Common Base tentunya berbeda antara satu dengan yang lainnya. Perhitungan rumus perbandingan ratio penguatan daya antara Common Emitter dengan Common Base dijelaskan pada rumus dibawah ini

Dari keterangan diatas kita dapat mengetahui bahwa penguatan daya tersedia pada Common Emitter (CE) lebih besar dibandingkan dengan Common Base (CB). Oleh sebab itulah maka amplifier CE lebih dipilih dalam bidang tahap masukan pesawat penerima low-noise.

5.8          AMPLIFIER CASCODE

Amplifier cascode adalah suatu kombinasi amplifier Common Emitter dan Common Base yang mempunyai  penguatan daya yang tinggi dan stabil. Kata dari Amplifier  Cascode ini merupakan pusaka dari teknologi tabung vakum yang mana rangkaian hasilnya menggunakan tahapan cascode common cathode dan common grid. Pada gambar 5.8.1 dibawah ini dapat kita lihat bahwa komponen biasnya  dibuang untuk  fungsi penyederhanaan

Pada  gambar diatas dapat kita lihat Amplifier Cascode mempunyai 2 transistor pada rangkaiannya. Kedua transistor itu membawa arus kolektor (Ic) yang sama karena itu akan mempunnyai transkonduktans yang sama. Pada Amplifier Cascode,input resistans tahap Common Base (CB)  adalah rbe. Maka keseluruhan Amplifier Cascode ini memiiki ciri kinerja yang sama seperti amplifier Common Emitter (CE) tetapi dengan kestabilan dengan ketidak adaannya perubahan fasa 180^o.

5.9          RANGKAIAN EKIVALEN HIBRIDA-π UNTUK FET

FET merupakan singkatan dari Field Effect  Transistor. Dalam banyak hal,field effect transistor memiliki kelebihan yang lebih sederhana dibandingkan dengan bipolar junction transistor (BJT) dikarenakan sangat tingginya impedansi input yang diberikan oleh gerbang kontrol. Pada FET,eksternal terminal diberi label G (Gate/Gerbang), S (Source/Sumber), dan D (Drain/Pembuangan)

Dari gambar 5.9.2(a) diatas menunjukkan amplifier CS sederhana. Dimana pengertian kata sederhana ini ialah kesederhanaan yang komponen bias dibuang.

5.10        RANGKAIAN PENCAMPUR(MIXER)

Mixer digunakan untuk mengubah sinyal dari 1 frekuensi ke frekuensi lain. Ada beberapa alasan mengapa perubahan frekuensi diperlukan. Selain itu pada kenyataannya beberapa proses mixing digunakan dalam penerapan khusus yang tampil dengan nama yang berbeda. Beberapa nama tersebut ialah modulasi, demodulasi, dan multiplikasi frekuensi. Istilah mixer sendiri pada umumnya dicadang kepada rangkaian yang mengubah sinyal frekuensi radio pada kesuatu nilai intermediate frekuensi(IF).

Contoh beberapa mixer adalah yang tersedia dalam bentuk unit packet, dengan masukan berlabel RF(Radio Frekuensi) dan output berlabel IF(Intermediate Frekuensi) dalam aplikasi penerima tentu rangkaian Oscilator merupakan suatu bagian yang menyatu dari rangkaian Mixer. Dibawah ini akan dijelsaskan rumus Oscilator beserta  nilai RF-nya

Pada rumus diatas suku yang mengandung frekuensi  adalah yang biasa dipilih dengan filter, sebagai sinyal IF(Intermediate Frekuensi).

6.2 LINEAR AMPLIFIER, AMPLIFIER KELAS C, DAN FREKUENSI MULTIPLE

                Pada dasarnya ada 2 tipe power amplifier yang dipakai pada transmitter,yaitu linear dan kelas C. Pada amplifier linear menghasilkan sinyal output yang sama yaitu replica dari input tetapi hanya diperbesar. Oleh karena itu pada linear amplifier memproduksi ulang input tetapi dengan power level yang lebih tinggi. Semua audio amplifier yang kita ketahui adalah linear. Linear amplifier sendiri terbagi menjadi 3 kelas yaitu kelas A,AB dan B. Tiap kelas mengindikasikan tentang bagaimana cara pembiasannya.

                Pada kelas A,amplifier dibiaskan sehingga terhubung secara kelanjutan dan bekerja pada daerah aktif. Seperti pada yang telah dijelaskan diatas bahwa output pada linear amplifier adalah hasil dari rekonstruksi dari inputnya sendiri.  Pada amplifier kelas A,mengalirkan input gelombang sinus sebesar 360⁰ 

                Berbeda dengan kelas A, amplifier kelas B dibiaskan pada daerah cut-off sehingga tidak ada tegangan collector (C) yang mengalir dengan tanpa adanya input. Berbeda pula pada pengaliran inputnya,pada amplifier kelas B sendiri mengalirkan input 180⁰ dengan bentuk sinyal input berupa gelombang sinus. Yang mana pada pengertian ini hanya setengah gelombang sinus yang hanya diamplifikasikan.

                Berbeda pula dengan kelas A ataupun dengan kelas B,Kelas AB dibiaskan didepan daerah cut-off dengan sedikit tegangan Collector (C). Kelas AB sendiri akan mengalirkan lebih dari 180⁰ tetapi kurang dari 360⁰ dari sebuah inputnya.

                Diketahui bahwa amplifier kelas B dan C lebih efisien. Mengapa begitu ? karena tegangan yang mengalir hanya untuk bagian daripada sinyal input. Jika kedua amplifier tersebut dibandingkan,Amplifier kelas C-lah yang yang menjadi amplifier yang paling efisien.

                Pada gambar 6.6 dibawah ini dapat kita lihat contoh dari amplifier kelas A. Ketika kita menganalisis gambar tersebut,kita akan mengetahui bahwa sinyal pembawa osilator kapasitif yang digabungkan ke input. Pembiasan yang terjadi yaitu dari R1,R2, dan R3. Komponen kolektor yang ada pada gambar juga diubah menjadi rangkaian LC (Rangkaian resonansi) yang dipasangkan bersama dengan indukif. Pada rangkaian dibawah ini biasanya beroperasi pada daya yang kurang dari 1W. Perlu anda ingat bahwa untuk amplifier kelas A hanya dapat mencapai efisiensi maksimum sebesar 50%. Yang mana 50% dari power DC diubah menjadi Radio Frekuensi (RF).

Sekarang mari kita bahas rangkaian operasi kelas B. Pada operasi rangkaian kelas B Q1 dan Q2 diharuskan untuk dibiaskan pada bagian cut-off. Ketika setengah dari bagian cycle positif RF telah terjadi,bagian dari Q1 akan berubah menjadi positif sedangkan untuk Q2 akan negatif. Q2 akan menjadi cut-off sedangkan Q1 akan mengalir dan mengamplifikasikan setengah dari cycle positif. Tegangan collector mengalir pada setengah bagian T₂ yang mana mengecilkan output tegangan sekundernya.

Pada gambar 6.8 merupakan gambar sirkuit broadband. Sirkuit ini akan mengamplifikasikan sinyal lebih dari jarak frekuensi broadnya. Jenis dari jarak yang memungkinkan adlaah 2 sampai 30 MHz. Power AM yang rendah atau Sinyal SSB dapat dibuat pada frekuensi yang diinginkan, kemudian diaplikasikan ke power amplifiernya untuk dikirim ke antenna.

                Berbeda dengan gambar 6.8, dibawah ini merupakan rangkaian dari power amplifier push-pull RF yang berbeda. Pada rangkaian dibawah ini,menggunakan 2 power MOSFET dan dapat menghasilakn output lebih dari 1kW pada jarak frekuensi lebih dari 90MHz dengan penguatan sebesar 12 dB. Trafo yang digunakan pada input dan output adalah trafo Toroidal yang berfungsi untuk impedansi matching. Kunci dasar dari circuit transmitter AM dan FM adalah pada kelas C amplifier. Amplifier C pada AM dan FM ini sendiri digunakan pada power amplifier dalam bentuk driver, pengganda frekuensi serta amplifier akhir.

Gambar 6.10 diatas menunjukkan penggunaan internal emmiter-base (EB) untuk pembiasan kelas C. Dari gambar 6.10(a) pembiasan 1 arah oleh amplifier kelas C. Kaki transistor base terhubung ke ground melewati resistor. Transistor akan bekerja pada setengah positif cycle dari gelombang input dan akan cut-off pada setengah cycle negatif. Sedangkan pada gambar 6.10(b) dijelaskan grafik hasil untuk  tegangan kolektor yang melewati transistor pada bagian positif untuk kurang dari 180⁰.

Metode pembiasan lain pada amplifier kelas C dapat kita lihat pada gambar 6.11. Dapat kita lihat pada gambar 6.11(c) disebut sebagai metode self-bias yang diturunkan langsung dari 6.11(a). Ketika tegangan mengalir pada transistor,tegangan ini dikembangkan oleh R1. Kapasitor C1 diisi dan memegang tegangan konstan. Hal ini akan dapat membuat emitter lebih positif dibandingan base.

7.4       TIPE SIRKUIT PENERIMA

Pada bab sebelumna kita sudah membahas mixer dan demodulator,jadi kita tidak akan membahas hal tersebut pada bab ini. Melainkan pada bab ini kita akan fokus membahas pada RF dan IF amplifier,AGC dan AFC sirkuit, dan sirkuit spesial lainnya yang dapat ditemukan pada receiver / penerima.

Dalam kebanyakan suatu komunikasi penerima,RF amplifier tidaklah lagi digunakan. Hal ini dapat dibuktikan pada receiver yang didesign untuk frekuensi dibawah 30MHz. Dalam hal ini penguat tegangan kurang berpengaruh dan jika berpengaruh akan menambahkan noise.

Receiver yang digunakan pada kebanyakan frekuensi berada pada kisaran 100Mhz yang berdasarkan tipe RF amplifier. Tujuan utama dari amplifier ini adalah memperkuat sinyal amplitudo yang lemah untuk mixing. Pada kebanyakan receiver,1 tahap RF biasanya menghasilkan penguat tengangan yang berkisar antara 10-30dB. Hal ini juga dapat di perkuat kembali dengan 1 transistor. Bipolar transistor digunakan pada frekuensi rendah, ketika FET sendiri lebih mengarah pada frekuensi VHF,UHF dan microwave. Pada dasarnya, FET mempunyai noise yang lebih rendah dibandingkan bipolar transistor serta memberikan performa yang lebih baik.

RF amplifier sendiri biasannya berbentuk sirkuit kelas A. Dapat kita lihat pada gambar diatas bahwa pada 7.11(a) menunjukkan contoh rangkaian dari sirkuit bipolar,sedangkan pada gambar 7.11(b) merupakan gambar rangkaian dari FET sirkuit. Perlu anda catat bahwa pada sirkuit bipolar tidak mempunyai input tuner. Antenna terhubung langsung kepada base transistor. Hal lain yang perlu anda perhatikan ialah collector ditala (tuned) dengan rangkaian resonansi paralel yang kita tau terdiri atas komponen kapasitor dan induktor untuk input mixer. Sirkuit FET sangatlah efektif dikarenakan input impedansi yang tinggi meminimalisir loading pada sirkut yang ditala (tuned).

Seperti amplifier RF, IF amplifier kapak disetel kelas A amplifier mampu memberikan keuntungan dalam 10 sampai 30 jangkauan. Biasanya dua atau lebih IF amplifier digunakan untuk memberikan keuntungan penerima secara keseluruhan memadai.

     Dalam merancang sebuah penguat IF, perawatan harus diambil sehingga selektivitas tidak terlalu tajam. Jika JIKA bandwidth terlalu sempit, akan menyebabkan pemotongan sideband. ini berarti bahwa frekuensi modulasi yang lebih tinggi akan sangat berkurang dalam amplitudo, sehingga mendistorsi sinyal yang diterima.

    Hal ini kadang-kadang diperlukan ketika menerima sinyal band yang sangat luas untuk memperlebar bandwidth dari amplifier IF. Ada beberapa cara untuk melakukan hal ini. Pertama, nilai tinggi resistensi dapat terhubung di sirkuit paralel disetel sehingga menurunkan Q mereka ke nilai yang akan menghasilkan band-tepat Teknik lain adalah dengan menggunakan overcoupled sirkuit disetel. Kopling antara IF amplifier stagbs di beberapa penerima dilakukan dengan dua transformator inti ferit disetel seperti ditunjukkan pada Gambar. 7-13.

Dalam banyak penerima komunikasi di mana selektivitas unggul diperlukan, sangat peka filter kristal yang digunakan untuk mendapatkan selektivitas yang diinginkan. filter kristal ini biasanya dari berbagai kisi dibahas sebelumnya dalam bab tentang SSB. Ccramic dan filter mekanik juga digunakan. filter tersebut biasanya dikemas sebagai sebuah unit dan terhubung langsung pada output dari mixer tetapi sebelum pertama IF tahap.

limiter bukanlah sirkuit khusus. Biasanya tidak lebih dari kelas konvensional A JIKA amplifier.

Dengan mengemudi saturasi transistorbetween dan cutoff, puncak positif dan negatif dari sinyal input secara efektif pipih atau terpotong. Setiap variasi amplitudo yang essentidlly- dihapus. Sinyal output pada kolektor, oleh karena itu, adalah gelombang persegi.

pemilihan gain keseluruhan penerima komunikasi biasanya didasarkan pada

sinyal terlemah tg diterima. Dalam kebanyakan penerima komunikasi modern keuntungan individu adalah sebagai berikut: gain tegangan antara antena dan demodulator biasanya lebih dari 100 dB; penguat RF biasanya memiliki keuntungan dalam kisaran 5 sampai 15-dB; keuntungan mixer adalah dalam 6 sampai 10 rentang dB; amplifier IF memiliki keuntungan tahap individu 20 sampai 30 dB; detektor dapat memperkenalkan kerugian khas -2 ke -5 dB jika dari jenis dioda; dan gain dari tahap penguat audio dalam 20 sampai 40-dB rentang. Sebagai contoh, asumsikan keuntungan rangkaian berikut:

Penggunaan AGC menyebabkan penerima memiliki berbagai dyndmic sangat luas. rentang dinamis mengacu pada ukuran kemampuan penerima untuk menerima kedua sinyal yang sangat kuat dan sangat lemah tanpa inhoducing distorsi dan rasio sinyal terbesar yang dapat ditangani dengan terendah, dinyatakan dalam desibel

Rangkaian AGC mengambil signaleither diterima di outptt dari sebuah penguat IF atau output dari demodulator dan meluruskan menjadi arus searah.

Gambar 7-17 menunjukkan dua cara khas menerapkan AGC ke amplifier IF. Pada Gambar. 7-17 (a), emitor umum IF amplifier bias berasal dari pembagi tegangan terdiri dari R1 dan R2 dan emitor resistor R3. Resistor Ra diterapkan ke basis menerima tegangan dc negatif dari rangkaian AGC.

Rangkaian pada Gambar. 7-l7 (b) adalah serupa, tetapi bias untuk panggung berasal dari emitor resistor R, dan sirkuit AGC itu sendiri.