LAPORAN PRAKTIKUM
SALURAN TRANSMISI Disusun untuk melaporkan hasil praktikum Saluran Transmisi Semester 4 Dosen Pembimbing Hendro Darmono,B.Eng.,MT
KELOMPOK 4 – JTD 2A Kiki Lailatul Rahmadhani Muhamad Zakaria Anshori Muhammad Ilham Holilur R Nora Asteria Oky Surya Pratama Savira Shanaz Nadia
(1341160013) (1341160070) (1341160077) (1341160028) (1341160015) (1341160038)
JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2015
Ri = 50
PERBANDINGAN TEGANGAN SALURAN KOAKSIAL DENGAN UJUNG BUKA Mp1
2
3
1 Tujuan : 1. Mengukur distribusi tegangan pada titik pengukuran 0 m, 25 m, 75 m, dan 100 m dengan frekuensi berbeda serta mengevaluasi hasil-hasil pengukuran. U1 R= 2. Memahami pengaruh impedansi instrumen pada hasil yang didapatkan. 3. Membuat pengukuran bebas pentanahan dan mengenal distribusi tegangan pada trasfer /4 dan /2. 2 Diagram Rangkaian
10
9 6
3 Alat-alat dan Komponen yang Digunakan :
Jumlah 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1
Nama Alat Generator Fungsi Oscilloscope Dual Trace Frequency Counter* Test probe, 10:1/1:1, switchable Probe adapter Dioda apapter Saluran koaksial Set kabel penghubung dan plug Multimeter analog Tee konector BNC*
Nomor Alat
4 Pendahuluan
Suatu kabel koaksial 100 meter terbagi masing-masing pada panjang 25 meter dan dilengkapi dengan soket, sehingga dapat dipasang dalam hubungan seri. Dalam percobaan, kapasitansi saluran terlihat bahwa kabel tersebut mempunyai kapasitansi : Dapat dipahami bahwa soket-soket dalam pengukuran saluran mempengaruhi kapasitansi saluran tersebut. Pemantulan terjadi pada soket dan dapat dilihat pada saluran di MP6 pada saluran. Oleh karena itu, hanya 5 titik pengukuran dilakukan sepanjang saluran yang memberikan cukup informasi pada distribusi tegangan sepanjang saluran. Kapasitansi 1 pF/cm juga menunjukkan pembebanan yang diperbolehkan oleh impedansi atau kopling pentanahan dari instrumen.
8
Seperti yang terlihat pada percobaan resistansi saluran, konduktor luar mempunyai resistansi 35 dan induktansi tidak dapat diabaikan. Dari sini terdapat perbedaan tegangan yang dihasilkan antara ujung akhir konduktor luar dan konduktor di awal saluran, yang mana makin tinggi dengan kenaikkan frekuensi. Perbedaan tegangan ini ditampilkan dalam Oscilloscope, tetapi tidak dapat dikurangkan begitu saja, karena fasa dari kedua tegangan tidak sama lagi pada frekuensi yang lebih tinggi. Bila frekuensi dinaikkan, tegangan pada titik pengukuran 2 sampai 5 juga naik. Jika kenaikkan ini mengikuti fungsi sinus pada frekuensi tertentu, kemudian distribusi /4 tercapai yakni ¼ panjang gelombang terbentuk sepanjang saluran kabel dengan minimum pada awal saluran maksimum pada ujung akhir saluran kabel. Kondisi ini didapatkan ketika tegangan masukan saluran dipertahankan tetap dan tegangan pada ujung akhir saluran diatur ke maksimum dengan mengatur nilai frekuensi saja.Pembebanan hasil dari impedansi meter harus diingat. Hasil yang lebih baik akan didapatkan dengan instrumen bebas pentanahan (earth-free) yang dihubungkan ke titik pengukuran dan titik konduktor luar (screen) yang menyertainya. Perlu diingat bahwa instrumen seperti itu harus tidak dihubungkan dengan sumber tegangan utama dan kapasitansinya harus sekecil mungkin dibandingkan dengan kapasitansi saluran, kalau tidak terpenuhi kapasitansi paralel tambahan dikopelkan pada tegangan jatuh salauran. Untuk mendapatkan instrumen bebas pentanahan, multimeter (Ri = 10 M) digunakan dengan dioda adapter. Dengan beberapa pengukuran, pembebanan pada Generator oleh kapasitansi kabel dan pemindahan resistansi begitu besar, sehingga level keluaran 0 dB tidak dapat dipertahankan. Level -10 dB = 244,9 mVrms.22 = 0,69 Vpp digunakan dalam pengukuran. 5 Langkah Kerja Sebelum merangkai peralatan , semua alat harus di uji kelayakan guna 5.1 Rangkai perangkat seperti dalam diagram rangkaian, ujung saluran dibuka. Atur Generator U1 = 2 Vpp dan frekuensi diberikan dalam tabel. Gunakan probe 10:1 pada Oscilloscope dan kalibrasi probe tersebut. Y1 (1 V/div; 10:1) ke MP1. Y2 (1 - 2 V/div; 10:1) ke MP2 sampai MP4 berurutan. TB diatur sesuai dengan keperluan. Ground Oscilloscope dan Generator dihubungkan ke MP10. Isi tabel tersebut Pertahankan U1 = 2 Vpp untuk setiap kenaikkan frekuensi. Mengapa timbul tegangan pada MP6 dibandingkan MP10 ? 5.2 Y1 ke MP1 sebesar 2 Vpp. Y2 ke MP5. Atur frekuensi agar MP5 mencapai maksimum. Catat frekuensinya. Distribusi gelombang apa yang terjadi ? 5.3 Y2 ke MP5 dan atur hingga maksimum, dengan Y1 selidiki titik pengukuran 2 sampai 4 dan amati MP5 pada waktu yang bersamaan. Hasilnya ? 5.4 Bila kedua hasil pengukuran dibandingkan, Metoda mana yang lebih baik ? 5.5 Pengukuran dengan instrumen bebas pentanahan.
Atur U1 = -10 dB. Lakukan pengukuran pada MP1 ke MP5 dengan ground dihubungkan ke titik menyertainya, yakni 1 dan 10, 2 dan 9, dan seterusnya. 5.6 Bagaimana tanggapan tegangan pada saluran ujung buka ? Kapan tegangan makismum terjadi ? Pada frekuensi berapa transfer 1:1 diharapkan terjadi ? Catat nilai untuk f = 740 kHz dan f = 680 kHz. Mengapa frekuensi turun ke 680 kHz ? 6. Hasil Percobaan
Untuk 5.1 f
MP1
MP2
MP3
MP4
MP5
MP6
10 kHz
2,0 Vpp
2,16
2,20
2,24
2,32
0,28
100 kHz
2,0 Vpp
2,12
2,24
2,28
2,32
0,28
200 kHz
2,0 Vpp
2,44
2,84
3,08
3,20
0,32
300 kHz
2,0 Vpp
2,68
3,6
4,2
4,56
0,48
400 kHz
2,0 Vpp
2,24
3,76
5
6,08
0,80
500 kHz
2,0 Vpp
1,44
2,76
3,52
3,68
1,40
Vpp Vpp Vpp Vpp Vpp Vpp Vpp
Untuk 5.2 U1 = 2 Vpp, menghasilkan U5 maksimum = 6,08 Vpp pada frekuensi = 400 kHz. U5 maksimum menghasilkan distribusi gelombang tegak yaitu tegangan maksimum muncul pada ujung akhir saluran. Untuk 5.3 U5 memperlihatkan perubahan besar Untuk 5.4 Metode yang lebih baik adalah metode bebas pertahanan, karena hasil yang didapat lebih akurat dan lebi lengkap.
Untuk 5.5 Pengukuran dengan bebas pentanahan. MP1 (dB)
MP2 (dB)
MP3 (dB)
MP4 (dB)
MP5 (dB)
Amplitudo (mVpp)
10 kHz
-10
-10
-10
-10
-10
380
100 kHz
-10
-10
-10
-9.1
-9.1
420
200 kHz
-10
-9
-8
-7.2
-7.1
560
300 kHz
-10
-8
-6
-5
-4.3
870
400 kHz
-10
-10
-7
-4.9
-4
1040
500 kHz
-10
-15.3
-12
-18
-6.9
880
600 kHz
-10
-17
-16.8
-11.2
-9
730
650 kHz
-10
-12
-19
-12.7
-11
680
700 kHz
-10
-16.5
-21.5
-13.9
-11
640
800 kHz
-10
-15
-24
-15.5
-13
600
900 kHz
-10
-13
-24.5
-16.5
-13
600
1 MHz
-10
-12
-22
-17
-12.6
640
1,1 MHz
-10
-10
-17.2
-17
-12
700
1,2 MHz
-10
-8.5
-15
-17
-10
820
1,3 MHz
-10
-8
-12.5
-17
9-
910
1,37 MHz
-10
-8.5
-11.9
-18
-9.5
910
Frekuensi
Untuk 5.6 Tegangan pada ujung buka, naik sampai frekuensi 1000 kHz atau 1MHz. Kondisi ini menunjukkan kondisi maksimum Tegangan maksimum terjadi pada frekuensi 1MHz Tegangan minimum terjadi pada frekuensi 400 kHz Tranfer 1:1 (/2) diharapkan terjadi pada frekuensi 1200 kHz atau 1,2 MHz. Transfer 1:1 artinya Zin = Zout (matching) Pengukuran (tegangan maksimum) untuk f = 900 kHz dan 680 kHz. Frekuensi
MP1
900 kHz 680 kHz
-10 -10
MP2 -13.5 -12
MP3 -24.5 -19
MP4
MP5
-16.5 -12.7
-13 -11
dB dB
Transfer 1:1 terjadi pada frekuensi 900 kHz. Alasannya karena pada frekuensi tersebut terjadi tegangan maksimum yang mana itu adalah kondisi match.Pengukuran frekuensi ini terjadi disebabkan pembebanan oleh matching instrumen di ujung saluran.
7 Analisa Data Pada percobaan ini terlihat bahwa besarnya tegangan untuk setiap titik pengukuran tidak sama, hal ini menunjukkan bahwa resistansi dan induktansi tidak dapat diabaikan. Dari alasan ini mengapa tegangan naik turun sesuai dengan perubahan frekuensi.
8 Kesimpulan Terhubung buka menyebabkan fasa gelombang tegangan pantul sama dengan fasa tegangan pantul sedangkan fasa gelombang arus pantul berlawanan dengan fasa gelombang arus datang. Pada saluran hubungan singkat berlau sebaliknya. Referensi Roddy, Dennis dan Coolen, John, Electronic Communication, 2nd edition – Hall of India Private Limited, New Delhi, 1981. https://faisaljamil.files.wordpress.com/2011/02/modul-praktikum-teknik-telekomunikasi-2011.pdf
Pertanyaan Paska Praktikum 1. Apa yang terjadi jika ujung beban saluran tidak dibebani sama sekali? Jelaskan dengan teori saluran! 2. Apa yang dimaksud dengan gelombang pantul dan gelombang insident pada saluran dua kawat sejajar? 3. Bagaimana cara mengurangi gelombang pantul yang terjadi pada saluran? Jawaban Pertanyaan : 1. Jika saluran tidak dibebani sama sekali maka gelombang pantul akan bersuperposisi dengan gelombang yang datang dan membentuk suatu pola saling menguatkan pada satu titik dan saling melemahkan pada titik yang lain di saluran transmisi. Superposisi tersebut adalah gelombang berdiri (standing wave). 2. Gelombang pantul (reflected wave) terjadi jika impedansi beban tidak sama dengan impedansi karakteristik saluran. Dan gelombang yang ditimbulkan oleh sumber sinyal dan mengalir pada saluran transmisi disebut gelombang insiden. 3. Untuk mengurangi gelombang pantul adalah dengan menggunakan 3 cara yaitu,
STUB,
λ 4
transformer,
λ 2
BALUN.
