buat yang mau belajar elektronika

1. Elektronika II
Respon Frekuensi
Drs. Kanton Lumbantoruan

2. Pendahuluan
• Respon Frekuensi atau Tanggapan Frekuensi adalah
suatu fenomena rangkaian terhadap nilai-nilai
frekuensi yang diberikan pada rangkaian itu
• Fenomena masukan berupa gel Sinus
• Dari gel Sinus :
– Frekuensi Sudut
– Resonansi
– Lebar pita
– Faktor kualitas
– Amplitudo dan fasa
– Diagram Bode
– Koefisien redaman

3. TANGGAPAN FREKUENSI
• Secara umum penguat hanya mampu
melewatkan daerah frekuensi mrnengah.
• Faktor penguatan menurun pada frekuensi
rendah dan tinggi.
• Ukuran tanggapan lebar frekuensi di kenal
dengan lebar pita (bandwidth)
• Secara garis besar ada dua tanggapan frekuensi:
– Frekuensi rendah dan
– Frekuensi tinggi.

4. Kurva tanggapan frekuensi
Frekuensi
rendah
Frekuensi
tinggi
 -Bandwidth =f2-f1 
/fL
/fH

5. o
ivmid
o
o
omid R
VA
R
V
P
22
omid
o
ivmid
o
ivmid
oHPF P
R
VA
R
VA
P 5,05,0
707,0
22
Daya output pada frekuensi menengah (Pomid)
adalah:
Daya output pada f1 atau f2 ( PoHPF) adalah :
Bandwidth = f2 - f1 = fH - fL

6. Respon Frekuensi Penguat AC
a. Respon Frekuensi
penguat AC
b. Kapasitansi
internal
Transistor
c. Sambungan
Kapasitansi
dengan ground

7. Penguatan
Besar Penguatan

8. Respon Frekuensi Penguat DC
Bila f/f2= 0,1 , maka Av = 0,995 Av(mid)

9. Tabel nilai Fekuensi dan Tegangan
antara Mid dan Cutoff
f/f2 Av/Avmid Persentase
(pendekatan)
0,1 0,995 100
0,2 0,981 98
0,3 0,958 96
0.4 0,928 93
0,5 0,894 89
0,6 0,857 86
0,7 0,819 82
0,8 0,781 78
0,9 0,743 74
1 0,707 70

10. Contoh soal
Perhatikan gambar di atas merupakan Penguat AC dengan
midband gain 200.
Jika cutoff frekuensi f1= 20 Hz dan f2 = 20 kHz Seperti apakah
respon frekuensi, berapa Penguatan tegangan jika input
frekuensi 5 Hz, 200 kHz?

11. Jawaban
• Untuk midban gain 200 maka gain pada cutoff
Av = 0,707 x 200 = 141
• Gambar (b) menunjukkan respon Frekuensi
• Av
5,48
17
200
41
200
)
5
20(1
200
)(1
22
2
)(
Av
f
fi
A
A
midv
v

12. Contoh Soal

13. Soal.1
200.000
Op-amp 741C dengan Av(mid) = 200.000, Tentukan respon
Frekuensi jika f2= 10 Hz

14. Soal.2
• Hitung besar Penguatan tegangan untuk
masing-masing frekuensi berikut: 100 Hz, 1
kHz, 10 kHz, 100kHz bila penguatan pita
tengah (midband voltage gain) = 100.000 dan
cutoff frekuensi = 10 Hz

15. Decibel Power Gain
• Logaritma x= 10 y y = log x
• Ap= pout/pin
• Decibel power gain
pdBp AA log10)(

16. Sifat Power Gain
Faktor Decibel , dB
X 2 + 3 dB
X 0,5 - 3 dB
X 10 +10 dB
X 0,1 - 10 dB
1. Setiap penambahan atau pengurangan perkalian atau
pembagian 2 power gain akan menambah atau
mengurangi 3 dB
2. Setiap penambahan atau pengurangan perkalian atau
pembagian10 power gain akan menambah atau
mengurangi 10 dB

17. Contoh
1. S:Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 1,2,4,dan 8
J: Ap(dB)= 10 log 1 = 0 dB
Ap(dB)= 10 log 2 = 3 dB
Ap(dB)= 10 log 4 = 6 dB
Ap(dB)= 10 log 8 = 9 dB
2. S:Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 0,5; 0,25; dan 0,125
J: Ap(dB)= 10 log 0,5 = -3 dB
Ap(dB)= 10 log 0,25 = -6 dB
Ap(dB)= 10 log 0,125 =-9 dB
3. S:Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 10; 100; dan 1000
J: Ap(dB)= 10 log 10 = 10 dB
Ap(dB)= 10 log 100 = 20 dB
Ap(dB)= 10 log 1000 =30dB
4. S:Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 0,1; 0,01; dan 0,001
J: Ap(dB)= 10 log 0,1 = -10 dB
Ap(dB)= 10 log 0,01 = -20 dB
Ap(dB)= 10 log 0,001 =-30 dB

18. Soal
1. Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap=
10,20,40,dan 80
2. Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 5; 2,5;
dan 1,25
3. Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 50;
500; dan 5000
4. Hitunglah Power gain dalam decibel dari Ap= 20; 2;
0,2; dan 0,02

19. Decibel Voltage Gain
in
out
v
v
v
A
vdBv AA log20)(
Faktor Decibel , dB
X 2 + 6 dB
X 0,5 - 6 dB
X 10 +20 dB
X 0,1 - 20 dB
1. Setiap penambahan atau pengurangan perkalian atau
pembagian 2 power gain akan menambah atau
mengurangi 6 dB
2. Setiap penambahan atau pengurangan perkalian atau
pembagian10 power gain akan menambah atau
mengurangi 20 dB

20. Analisi Frekuensi Rendah
• Rangkaian R-C yang terdiri dari kombinasi
kapasitor-kapasitor kopling, by pass, dan
resistor beban dari suatu penguat akan
menentukan frekuensi cutoff pada frekuensi
rendah
Rangkaian R-C menentukan fL

21. • Reaktansi Kapasitip Xc
• Pada frekuensi rendah maka nilai XC menadi
sangat besar sehingga Kapasitor menjadi
seperti rangkaian terbuka dan Vo 0
fC
XC 2
1

22. Grafik tanggapan frekuensi rendah rangkaian RC

23. C
22
i
O
XR
RV
V
Pada saat R= Xc
707,0
2
1
V
V
A
2
V
RR
RV
V
o
i
22
i
O
i
v
R
C

24. Frekuensi cutoff
fC
XC 2
1 Pada saat R = Xc
RC
f
2
1 Frekuensi ini merupakan
frekuensi cutoff (fL)

25. Pengaruh CE dengan Kapasitor penentu respon
frekuensi rendah
Cs adalah Kapasitor kopling yang menghubungkan
sumber sinyal dengan rangkaian penguat

26. Pengaruh Cs
Rangkaian Ekivalen
fLS=1/{2 (RB//hie)Cs
Tahanan dalam Rs
maka tahanan total Rt
Rt=(RB//hie)+Rs
fLS=1/{2 (Rt)Cs

27. Pengaruh Cc
Frekuensi Cutoff
fLC=1/{2 (Rc + RL)CC

28. Pengaruh Ce
• Ce merupakan kapasitor By pass yang dipasang
paralel dengan Re
• Setelah diperoleh fLs, fLc, dan fLe maka untuk fL
dipilih nilai tertinggi
fLe=1/{2 (R’e)Ce
R’e=(hie/(hfe+1))//Re
Dengan asumsi
tahanan dalam =0

29. Cth soal
Dari gambar di atas :
Cs = 10 µF R2 = 10 k Vcc = 20 V
Cc = 20 µF Re = 2 k hie = 1576
Ce = 1 µF Rc = 4 k a. Hitunglah frekuensi cutoff rendah
Rs = 1 k RL = 2,2 k b. Tentukan Faktor penguatan pada
R1 = 40 k hfe = 100 RL tersebut

30. Jawab
• Pengaruh Cs
• Pengaruh Cc
• Pengaruh Ce :
fLS=1/{2 (Ri)Cs
Ri = (R1 // R2 // hie) + Rs
Ri = (40 k//10 k//1.756) + 1k
Ri = 2,32 k
fLS =1/{2 (Ri)Cs
= 1/{2 (2320) 10.10-6
= 6,68 Hz
fLc=1/{2 (Rc + RL)Cc }
= 1/ /{2 (4 k + 2,2 k)1. 10-6
= 25,68 Hz
fLe=1/{2 (R’e)Ce
R’e={(hie/(hfe+1))+ (Rs//R1//R2)/(hfe+1)}//Re
R’e={(1576/(100+1))+ (1k//40k//10k)/(100+1)}//2k
R’e={(15.76)+ (8.89)}//2k
R’e=24,35
fLe=1/{2 (24,35).20.10-6
fLe= 327 Hz
Maka fL = 327 Hz ( karena nilai terbesar)

31. Penguatan
Avmid = Vo/Vi
Avmid = - (hfe)(Rc//RL)/hie
Avmid = - 90
Bila dihitung mulai dari Vs maka :
Avmidtot
= Avmid . Zi/(Zi + Rs)
= (-90)(1,32k)/(1,32 k + 1 k)
= -51,21
Pada frekuensi cutoff faktor penguatan menjadi
AvLtot
= (-51,21)(0,707)
= - 36,2

32. Penguatan Bertingkat
21. vvv AAA
)(2)(1)( dBvdBvdBv AAA

33. Soal
Hitung Av(dB)
1
2
Av1 = 50 Av1 = 200
Hitung Av(dB)

34. Kesesuaian Impedansi
2
2
2
2
2
in
out
in
out
in
out
in
out
p
v
v
v
v
R
v
R
v
p
p
A
2
vp AA
)()(
2
)( log20log10log10
dBvdBp
vvpdBp
AA
AAAA

35. Contoh Soal