1 / 53

KELOMPOK 5

KELOMPOK 5. Frederick Marshall Hade Saputra H Ignatia Chyntia Joan Nababan. Yang akan dibahas : Microstrip (6.6) Transient (6.7) Dispersi (6.8). Microstrip. Sistem transmisi untuk mengirimkan sinyal frekuensi tinggi .

mark-randall
Download Presentation

KELOMPOK 5

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KELOMPOK 5 Frederick Marshall Hade Saputra H IgnatiaChyntia Joan Nababan

  2. Yang akandibahas: • Microstrip (6.6) • Transient (6.7) • Dispersi (6.8)

  3. Microstrip • Sistemtransmisiuntukmengirimkansinyalfrekuensitinggi. • Padabagianbawah (substrat) merupakanlembaran metal  garis ground • Bagianatasterdapat pita sempitdari metal  signal line • Impedansinyamerupakanfungsidarilebarjalursinyal, ketebalandielektrik, danpermitivitasrelatifdielektrik • Dapatdigunakandalampembuatan antenna, couplers, filter, sertapembagidaya • Keuntungan : • Elemenrangkaiandapatdipasangdenganmudahdiatassubstrat • Lebihmurahdariteknologipengirimangelombangtradisional

  4. Figure 6-30 (p. 305)Cross section of microstrip T-line. Ground plane + signal line + dielectric = microstrip

  5. Contohmicrostrip

  6. Karenasebagiangarismedanadadiudaramengakibatkangelombangtidakterpropagasidlm mode TEM murni. • Kecepatanpropagasiupdirumuskandengan denganasumsidielektriknonmagnetik • Konstantafasasepanjanggarisnya:

  7. Figure 6-31 (p. 305)(a) Typical electric field lines in a cross section of microstrip. (b) Field lines where the air and dielectric have been replaced by a homogeneous medium of effective relative permittivity eff. • Panjangdarisesuatugelombangpadasuatufrekuensisepanjang T-line disebutguide wavelength: denganbesarpermitivitasrelatifefektifεeff :

  8. Impedansikarakteristikterbagi 2, yaknisaat w/h<1, dansaat w/h>1 Model persamaandiatastidakdipengaruhinilai t (teballapisan metal) maupunpropagasi yang berdasarkanfrekuensi, namuncukupakurat. • Frekuensikerjamaksimummikrostripdipengaruhiolehrugi, dispersi, daneksitasi mode propagasi non-TEM. Untuk w<2h, perhitungan yang biasadigunakanuntukmenghitungfmaxadalah

  9. ContohDrill 6.20 • Diketahui: Tebalsubstrat alumina 20 mils, εr = 9,90. Lebarjalursinyal 8.0 mils. (1 mil =25,4μm) • Ditanyakan : εeff , up , Zo,danfmax ? • Jawab w/h = 7,5/50 = 0,15<2 • εeff = • Up = • Zo = • Fmax =

  10. DibandingkanpencariannilaiZo,sebenarnyalebihseringditemukankasuspencarian w/h yang tepatuntuknilaiZo yang terdapatpadamikrostrip. Untukw/h<2, untukw/h>2, Di mana

  11. Atenuasi • Atenuasimikrostripdipengaruhirugikonduktor, rugidielektrik, sertarugiradiasi. Karenarugiakibatradiasibisadiperkecildenganmenghindarisuduttajamatauketidaksambungangarismikrostrip, makasebagianbesaratenuasidisebabkanrugidielektrikdaninduktor. Pendekatansederhanauntukrugikonduktor:

  12. dimana (konduktortipis) Kedalaman kulit: Pendekatanrugidielektrik:

  13. Jalur-T Planar Lain • Meskipunseringdigunakandalamrangkaianfrekuensitinggi, ternyatamikrostripmasihmemilikikekurangan, diantaranya: • Dipersif (berbedakompenen, frekuensimengalirdengankecepatanberbeda pula) • Untukkomponendiatassubstrat, untukmembuatkontakdengan ground, harusmembuatlubangterisi metal menembuspapan (disebut via) • Untukketebalansubstrat yang telahdiketahui, lebar T-line harustetapuntukimpedansikonstan

  14. Karenaalasan-alasandiatas, dapatdigunakanstruktur T-line yang lain: Stripline, Keuntungan: • Memilikikeuntungankarenatertutupsempurnaakibatpermukaangroundberadadisisiatasdanbawah. • Medan elektrikmenembusdielektrikhomogensehinggatidakmengalamidispersiseparah transistor. Kelemahan: • Sulitsekalimembuatkontak • untukkomponendiskrit, • misal transistor. Stripline

  15. Coplanar Waveguide (CPW), • Memilikikeduajalursinyaldanjalur ground padasisisubstrat yang sama, sehinggamenjadistruktur planar termudahuntukmeletakkankomponendiskrit. • Impedansidipengaruhirasiolebarjalurtengah (w) denganjarakpemisahgaristengah-ground (s), sehinggapenentuanimpedansijadilebihfleksibel. • CBCPW (conduktor-backed coplanar waveguide T-Line), dengan ground plane padasisibelakangselainpadasisidepansaja, sehinggalebihbaikdalamshielding • dibanding CPW danpunya • karakteristik CPW danmicrostrip.

  16. TRANSIENTS • Adalah suatu perubahan tegangan atau arus yang terjadi yang di dorong di suatu line.

  17. Salah satucontohdari transients di T-line adalahperambatansinyalsepanjang interconnect di antararangkaiandigital.Informasi yang di bawaadalah 1 dan 0,misalnya 6 V dan 0 V.Perubahan (switching) dari 0 V ke 6 V adalahsuatulangkahperubahanteganganyang merambatsepanjang interconnect.

  18. Perhatikangambar ! Gambartersebutmemasukkansebuahfungsitegangan di T-line denganmenutup switch di t=0. • Tegangan yang dimasukkan di T-line ditentukanoleh voltage divider diantaraimpedansiZsdanimpedansiZo.

  19. Jaditegangan T-line adalah • V0 =Tegangan T-line • Vs =Sumbertegangan • Zo =Impedansi line • ZS =Impedansisumber

  20. Teganganpadaumumnyabergantungpadalokasi line terhadapwaktusehinggadapat di representasikansebagaiV(z,t). TeganganawalnyaadalahV(-ℓ,0)=V0 Transit timenyaadalah Atauwaktuuntuksinyalmelewatipanjang line l terhadapkecepatanmerambat Up.

  21. PadaakhirwaktutL, Sebagiansinyalterpantul. KoefisienpantulnyarL Padaawal 2tL ,koefisienrS

  22. Sehinggakitadapatmenentukanteganganawal T-line saatwaktu 0 sampai 2tL

  23. Contohsoal • Misalkanrangkaian diberinilaimasing- masingsepertigambar. Zs=25 ohm,panjang T- line=6 cm,Zo=75 ohm, Zl=125 ohm.Up = 0,1c. Vs = 4 V Tentukan: V0! rLdanrs ! Transmit time! Tegangan di setiap line pada Waktu yang sangat lama!

  24. Figure 6-34a (p. 314)(a) T-line circuit and bounce diagram for a voltage step change.

  25. After a long enough time, the reflection will settle down and the voltage at every point along of the line will equal:

  26. Berikutgambartegangan di tengah line sampat t=8ns

  27. ContohsoalDrill 6.23 • Misalkanrangkaian diberinilaimasing- masingsepertigambar. Zs=125 ohm,panjang T- line=6 cm,Zo=75 ohm, Zl=25 ohm.Up = 0,1c. Vs = 4 V Tentukan: V0! rLdanrs ! Transmit time! Tegangan di setiap line pada Waktu yang sangat lama!

  28. Figure 6-34a (p. 314)(a) T-line circuit and bounce diagram for a voltage step change. 1,5 V 1,5 x (-1/2) V 1,5 x (-1/2) x (1/4) V

  29. Plot teganganpada source end di Drill 6.23

  30. Responsberdenyut • Pulsaberdenyutdapat di gambarkanseperirangkaian T-line denganmenambahkansebuah switch dekat supply saat t=T (gambar b)

  31. Padagambar a ,tegangansaat t=o sampai t=T adalahVo,namunsaat t>T,nilai Vo adalah –Vo karenaadanya short circuit dekatteganganmengakibatkanaraharusdaritegangansumberberbalikarah.

  32. Berikut diagram bounce untuk input pulsa di tengah line.

  33. Sebagaicontohkitamengambilcontohsoal T-line tadi ,namunpadasaat 3 ns,tegangan V0menjadi –V0.Berikut gambarnya.

  34. Aplikasi:Schottky-Diode Termination. • Sinyalrefleksidapatdieleminasidengan terminating end of the line dalambeban.Tapi, bebanimpedansidalamrangkaian digital mungkintidakdiketahui,ataubergantungpada logic state. Bahkanjikabebanimpedansidiketahui,pemakaandaya yang tidakdiinginkanakanterjadi. • Schottky-Diode Termination: - meningkatkanperformafrekuensitinggidalam interconnect digital. - forward bias drop yang sangatkecil,relatifcepat, danmudah di integrasikandengan digital logic.

  35. Perhatikangambar! • Dari gambardiodaschottkydipasangdiantara transmission line danbeban ZL. • Tujuandipasangnyadioda (D1) tersebut agar jikabeban ZL = ∞ (open circuit) makapulsarefleksiakantetapmempunyainilaiVcc. • Begitujugajikabeban ZL = 0, makapulsarefleksinyatetapmenjadiVcc,jikatidakadadiodamakapulsarefleksiakanmenjadinol (short circuit)

  36. D3 1N5818 A low voltage high current rectifier diode, useful in applications where a low voltage drop is required.

  37. Transient disaatbebanreaktif Berdasarkangambarbebaninduktifdiatas, nilaitegangan total adalah dimana U(τ) = Figure 6-42 (p. 322)

  38. merupakanfungsiwaktu, jaditidakterlaluberpengaruh. Tapi, dalamanalisis transient, kitaharusmempertimbangkanhubunganinduktansi, yaitu : Dari pertemuansebelumnya : Jadi :

  39. Dari persamaan-persamaandiatasdidapatkan : Denganmenggunakan first order analisisdidapat : Kita dapatmenilai VL(t)sebagaimanaditunjukkanpadaGambardibawah.

  40. The 6-cm-long, 75- up = 0.1c T-line is terminated in a 20-nH inductor.The voltage at the load end

  41. Akhirnya, voltasesaatrefleksiadalah • Kita bisamenilaiteganganpadasumberterakhir, Vs(t), denganmenyadaribahwa τ = t – 2tℓ. Kita dapatkan • Hal inidiplotpadagambarberikut. • Induktorkelihatanseperti open circuit setelahwaktunyatelahmemenuhi.

  42. The 6-cm-long, 75- up = 0.1c T-line is terminated in a 20-nH inductor.The voltage at the source end

  43. Pada figure 6.44, teganganpadabebanakhiradalah dimana τ = t - tℓ. Setelahkapasitorterisi, makaakan open circuit.

  44. Figure 6-44 (p. 324) The T-line of Figure 6.42 is now terminated in a capacitor. Plot shows the voltage at the load end.

  45. Time domain reflectometry (TDR) Merupakanmetode yang digunakanuntukmenemukanlokasidiskontinupadapentransmisian Tiap plot pada TDR mendeskripsikankarakteristikbeban yang ada (gambar 6.45) Lokasidiskontinudapatdiketahuidenganrumus : Figure 6-45 (p. 325)TDR plots for Z° T-line with various terminations. A 1-V incident step change in voltage is assumed.

  46. Contoh : Analisislah TDR respon yang ditampilkanpadagambar 6.46a untuk t-line sebesar50 Ωdengan up=0,6c Gambar 6.46a : Makajarakdiskontinunya :

  47. Dari grafiktersebutdapatdihitungkoefisienpantulnya, yaitu : Dari TDR plot (6.46a) diketahuibahwarangkaiantersebutresistifdengan RL>Zo . RL dapatdihitungdengan : sehingga

  48. i

  49. DISPERSI • Sinyalpulsajikadiuraikandenganderet Fourier, iaterdiridarifrekuensi sinusoidal. • Komponenfrekuensi yang berbedaakanmenghasilkanpulsa, olehkarenaitu, sehinggajikapulsaberjalandengankecepatan yang berbedamakapulsaakanmengalamipelebaran = dispersi.

  50. Contohpenguraian • Denganderet Fourier : • Yang mana a0 adalah • rata-rata magnitudo • gelombang, serta an • danbn adalah koefisienderet Fourier.

More Related