RANGKAIAN PENGUAT RF BAB I A. Peda Pedahu hulu luan an Sistem Sistem komunik komunikasi asi radio digunakan untuk membawa membawa pesan atau informasi informasi dari suatu titik ke titik lain. Informasi yang dibawa dalam bentuk sinyal listrik dapa dapatt berup berupa a pemb pembic icar araa aan, n, musik, musik, gamba gambar, r, data data ilmia ilmiah, h, data data bisn bisnis is,, dan dan sebagainya. Oleh karena itu, pada dasarnya sistem komunikasi radio terdiri dari tiga elemen utama, yaitu informasi yang akan dibawa, pengirim (transmitter), dan penerima (receiver). Transmitter dibangun dari beberapa komponen, yaitu osilator, modulator, penguat daya ! (adio !re"uency), saluran transmisi, dan antena. antena. Osilator Osilator digunakan digunakan sebagai penghasil penghasil gelombang gelombang sinus frekuensi frekuensi tinggi yang digunakan digunakan sebagai sebagai frekuensi frekuensi pembawa pembawa ( fc ). #odulator #odulator digunakan digunakan untuk memodulasi informasi yang akan dibawa dengan frekuensi pembawa. $enguat daya ! digunakan untuk menguatkan daya keluaran osilator sampai suatu nilai yang dikehendaki. dikehendaki. %eluaran %eluaran penguat penguat daya ! diumpankan diumpankan ke antena antena melalui melalui saluran transmisi.
Kemajuan yang semakin canggihnya pada dunia IPTEK sekarang ini tidak lepas dari komponen dasar pembentuk rangkain elektronika yang berupa semikonduktor baik silikon maupun germanium. Dari bahan inilah dibuat dioda dan kemudian tercipta pula transistor pada tahun 194!an. Transistor merupakan komponen terpenting pada suatu alat ala t elektronika" baika dalam penggunaan sederhana dalam arti masih dalam #ujud transistor atau sudah terbentuk terbentuk dalam sebuah I$ % Integrated Integrated Cirkuit). Cirkuit). Transistor dalam suatu alat elektronika bisa ber&ungsi sebagai penguat sinyal" penguat arus" penguat tegangan" sebagai saklar dan &ungsi&ungsi yang lain yang dimiliki transistor. tra nsistor. 'akalah ini dibuat untuk membahas rangkaian dri penguat () %(adio )rekuensi*. Kami menyadari bah#a makalah ini masih jauh dari sempurna" oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak sangat kami harapkan.
BAB II PEMBAHASAN Frekuensi radio mengacu pada arus listrik bolak-balik dengan sifat tertentu yang memungkinkan untuk siaran dari antena. Jika saat ini menghasilkan medan elektromagnetik atau gelombang pada frekuensi yang cocok untuk penyiaran televisi atau sinyal radio, maka itu dianggap sebagai frekuensi radio. Frekuensi ini merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik dan terletak hanya di luar sisi inframerah cahaya tampak. Penguat Kelas A , B, dan C
Transistor merupakan komponen yang dapat menguatkan arus. Dengan kemampuan ini" transistor dapat diman&aatkan dalam dua moda" yaitu moda nonlinier dan moda linier. 'oda nonlinier contohnya adalah peman&aatan transistor sebagai saklar elektronik" sedangkan moda linier adalah transistor sebagai penguat %ampli&ier*. Dalam penerapannya sebagai ampli&ier" terdapat beberapa jenis kon&igurasi ampli&ier. Dalam halaman ini" akan dibahas tiga buah kon&igurasi ampli&ier" yaitu ampli&ier kelas +" Kelas , dan kelas $. Kelas dari ampli&ier ini dibedakan berdasarkan letak titik beban dari kerja transistor. Titik beban ini berada dalam garis beban seperti yang terlihat dalam -ambar " dengan menganggap rangkaian transistornya adalah dalam kon&igurasi common emitter %seperti dalam -ambar 1*.
Transistor pada rangkaian di -ambar 1" akan memiliki titik kerja di antara titik + dan ," sepanjang garis beban. Titik + adalah daerah kerja ketika transistor mengalami kejenuhan" sedangkan titik , adalah ketika transistor cut!o&&.
1. PENGUAT KELAS A
Titik beban transistor pada penguat kelas + diletakkan di antara titik + dan ," biasanya untuk menghasilkan kinerja yang baik maka titik beban diletakkan tepat di tengah!tengah garis beban. /al ini memiliki maksud agar sinyal keluaran akan memiliki bentuk sinyal yang simetri antara siklus negati& dan positi&. 0upaya diperoleh titik beban yang tepat ditengah" maka CE dirancang supaya sama besar dengan CC!". ntuk menghasilkan ini" maka IB dirancang supaya menghasilkan ICRC sama dengan CC!". Penguat kelas + dapat di#ujudkan dengan rangkaian seperti -ambar 2.
$iri khas dari penguat kelas +" seluruh sinyal keluarannya bekerja pada daerah akti&. Penguat tipe kelas + disebut sebagai penguat yang memiliki tingkat &idelitas yang tinggi. +salkan sinyal masih bekerja di daerah akti&" bentuk sinyal keluarannya akan sama persis dengan sinyal input. 3amun penguat kelas + ini memiliki e&isiensi yang rendah kira!kira hanya 5 ! 5. Ini tidak lain karena titik 6 yang ada pada titik +" sehingga #alaupun
tidak ada sinyal input %atau ketika sinyal input 7 8ac* transistor tetap bekerja pada daerah akti& dengan arus bias konstan. Transistor selalu akti& %3* sehingga sebagian besar dari sumber catu daya terbuang menjadi panas. Karena ini juga transistor penguat kelas + perlu ditambah dengan pendingin ekstra seperti heatsink yang lebih besar.
Ga#$a% %ang&a'an dan s'n(al) Anal'sa %ang&a'an )
$1 pada rangkaian tersebut digunakan sebagai kapasitor coupling. )ungsinya untuk membatasi arus D$ yang akan memasuki rangkaian ini.(b1 dan (b digunakan sebagai penghasil 8b. Pada penguat kelas +" 8b yang dihasilkan harus : "; 8 %yaitu 8be*. (c %
untuk
mem
menghilangkan arus +$.
Ka%a&te%'st'& Penguat &elas A )
bypass
atau
= 7 5" ;5 panas. 0ehingga pada penguat kelas perlu ditambahkan pembuang panas seperti heatsink atau dengan menambahkan resistor di kaki emitter. 3amun jika menggunakan (e" penguat kelas + tidak cocok digunakan pada penguatan berpo#er besar.
$ocok digunakan untuk modulasi amplitude>+'" +0K" 6+'.
Terjadi perbedaan &asa 1? derajat.
$ocok digunakan pada penguatan berdaya kecil.
". PENGUAT KELAS B
Penguat ini di#ujudkan dengan merangkai sepasang transistor komplemen seperti pada -ambar 4. ,erbeda dengan penguat kelas +" titik beban transistor penguat kelas , diletakkan pad titik , %titik cut!o&&*. Dengan kondisi seperti ini" maka ketika tidak ada sinyal masukan" maka transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Penguat jenis ini dikenal juga sebagai penguat push!pull karena kerja dari pasangan transistor adalah bergantian. Penguat ini diterapkan sebagai penguat akhir" atau penguat sinyal besar. Ketika 'n berada dalam &asa positi& maka hanya transistor 3P3 yang 3" sedangkan ketika sinyal 'n berada dalam &asa negati& maka hanya transistor P3P yang 3. +kan tetapi karena bias tegangan transistor berasal dari sinyal 'n" maka sinyal ini akan terpotong oleh tegangan BE" sehingga sinyal keluarannya akan mengalami kecacatan %distorsi*.
&ambar sinyal dan pen'elasan
+nalisa rangkaian >
$ dan $2 pada rangkaian tersebut digunakan sebagai kapasitor coupling. )ungsinya untuk membatasi arus D$ yang akan memasuki dan keluar rangkaian ini.(b1
dan
(b
digunakan
sebagai
penghasil 8b. Pada penguat kelas ," 8b yang dihasilkan harus 7 "; 8 %yaitu 8be*. (2 %
Kelas , merupakan ampli&ier yang memperkuat setengah dari siklus gelombang masukan" sehingga menciptakan sejumlah besar distorsi" namun e&isiensi mereka sangat meningkat dan jauh lebih teoritis kelas
baik daripada
maksimum ,
jarang
;?"5
ditemukan
dalam
kelas +. %yaitu"
praktek"
Kelas , @
meskipun
memiliki A
telah
e&isiensi
4 digunakan
*. untuk
mendorong loudspeaker pada a#al I,' Personal Komputer dengan berbunyi BbipB" dan dapat digunakan dalam po#er ampli&ier
()
dimana
tingkat distorsi
kurang penting. Karakteristik Penguat kelas , >
= 7 % ! ;*5.
+da pemotongan sinyal
ntuk mengatasi pemotongan sinyal maka penguat , dibuat Cpush pullC.
$ocok digunakan pada penguatan berdaya besar.
0
180
.
yang
*.
PENGUAT KELAS C
Kalau penguat kelas , perlu transistor untuk bekerja dengan baik" maka ada penguat yang disebut kelas $ yang hanya perlu 1 transistor. +da beberapa aplikasi yang memang hanya memerlukan 1 phase positi& saja. $ontohnya adalah pendeteksi dan penguat &rekuensi pilot" rangkaian penguat tuner () dan sebagainya. Transistor penguat kelas $ bekerja akti& hanya pada phase positi& saja" bahkan jika perlu cukup sempit hanya pada puncak!puncaknya saja dikuatkan. 0isa sinyalnya bisa direplika oleh rangkaian resonansi < dan $. Tipikal dari rangkaian penguat kelas $ adalah seperti pada gambar di atas. (angkaian tersebut juga tidak perlu dibuatkan bias" karena transistor memang sengaja dibuat bekerja pada daerah saturasi. (angkaian < $ pada rangkaian tersebut akan ber!resonansi dan ikut berperan penting dalam me!replika kembali sinyal input menjadi sinyal output dengan &rekuensi yang sama. (angkaian ini jika diberi umpanbalik dapat menjadi rangkaian osilator () yang sering digunakan pada pemancar. Penguat kelas $ memiliki e&isiensi yang tinggi bahkan sampai 15" namun tingkat &idelitasnya memang lebih rendah. Tetapi sebenarnya &idelitas yang tinggi bukan menjadi tujuan dari penguat jenis ini.
Ga#$a% s'n(al dan +enelasan)
Karakteristik Penguat kelas $ >
E&isiensi > = 7 ?5" 15 panas
+da pemotongan sinyal :1? o Penguat kelas $ mirip dengan penguat kelas ," yaitu titik kerjanya berada di daerah cut!
o&& transistor. ,edanya adalah penguat kelas $ hanya perlu satu transistor untuk bekerja normal tidak seperti kelas , yang harus menggunakan dua transistor %sistem push!pull*. /al ini karena penguat kelas $ khusus dipakai untuk menguatkan sinyal pada satu sisi atau bahkan hanya puncak!puncak sinyal saja. Penguat kelas $ tidak memerlukan &idelitas" yang dibutuhkan adalah &rekuensi kerja sinyal sehingga tidak memperhatikan bentuk sinyal. Penguat kelas $ dipakai pada penguat &rekuensi tinggi. Pada penguat kelas $ sering ditambahkan sebuah rangkaian resonator <$ untuk membantu kerja penguat.
