Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

KELOMPOK 5 Frederick Marshall Hade Saputra H Ignatia Chyntia Joan Nababan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "KELOMPOK 5 Frederick Marshall Hade Saputra H Ignatia Chyntia Joan Nababan."— Transcript presentasi:

1 KELOMPOK 5 Frederick Marshall Hade Saputra H Ignatia Chyntia Joan Nababan

2 Yang akan dibahas: - Microstrip (6.6) - Transient (6.7) - Dispersi (6.8)

3 Sistem transmisi untuk mengirimkan sinyal frekuensi tinggi. Pada bagian bawah (substrat) merupakan lembaran metal  garis ground Bagian atas terdapat pita sempit dari metal  signal line Impedansinya merupakan fungsi dari lebar jalur sinyal, ketebalan dielektrik, dan permitivitas relatif dielektrik Dapat digunakan dalam pembuatan antenna, couplers, filter, serta pembagi daya Keuntungan : Elemen rangkaian dapat dipasang dengan mudah di atas substrat Lebih murah dari teknologi pengiriman gelombang tradisional 3

4 4 Ground plane + signal line + dielectric = microstrip

5 Contoh microstrip

6  Karena sebagian garis medan ada di udara mengakibatkan gelombang tidak terpropagasi dlm mode TEM murni.  Kecepatan propagasi u p dirumuskan dengan dengan asumsi dielektrik nonmagnetik  Konstanta fasa sepanjang garisnya: 6

7  Panjang dari sesuatu gelombang pada suatu frekuensi sepanjang T-line disebut guide wavelength: dengan besar permitivitas relatif efektif ε eff : 7

8  Impedansi karakteristik terbagi 2, yakni saat w/h<1, dan saat w/h>1 Model persamaan di atas tidak dipengaruhi nilai t (tebal lapisan metal) maupun propagasi yang berdasarkan frekuensi, namun cukup akurat.  Frekuensi kerja maksimum mikrostrip dipengaruhi oleh rugi, dispersi, dan eksitasi mode propagasi non-TEM. Untuk w<2h, perhitungan yang biasa digunakan untuk menghitung f max adalah 8

9  Diketahui: Tebal substrat alumina 20 mils, ε r = 9,90. Lebar jalur sinyal 8.0 mils. (1 mil =25,4μm)  Ditanyakan : ε eff, u p, Z o, dan f max ?  Jawab w/h = 7,5/50 = 0,15<2 ◦ ε eff = ◦ U p = ◦ Z o = ◦ F max = 9

10  Dibandingkan pencarian nilai Z o, sebenarnya lebih sering ditemukan kasus pencarian w/h yang tepat untuk nilai Z o yang terdapat pada mikrostrip. Untuk w/h<2, untuk w/h>2, Di mana 10

11  Atenuasi mikrostrip dipengaruhi rugi konduktor, rugi dielektrik, serta rugi radiasi. Karena rugi akibat radiasi bisa diperkecil dengan menghindari sudut tajam atau ketidaksambungan garis mikrostrip, maka sebagian besar atenuasi disebabkan rugi dielektrik dan induktor. 11 Pendekatan sederhana untuk rugi konduktor:

12 (konduktor tipis) Kedalaman kulit: di mana Pendekatan rugi dielektrik:

13  Meskipun sering digunakan dalam rangkaian frekuensi tinggi, ternyata mikrostrip masih memiliki kekurangan, di antaranya: ◦ Dipersif (berbeda kompenen, frekuensi mengalir dengan kecepatan berbeda pula) ◦ Untuk komponen di atas substrat, untuk membuat kontak dengan ground, harus membuat lubang terisi metal menembus papan (disebut via) ◦ Untuk ketebalan substrat yang telah diketahui, lebar T-line harus tetap untuk impedansi konstan 13

14 Stripline, Keuntungan: ◦ Memiliki keuntungan karena tertutup sempurna akibat permukaan ground berada di sisi atas dan bawah. ◦ Medan elektrik menembus dielektrik homogen sehingga tidak mengalami dispersi separah transistor. Kelemahan: ◦ Sulit sekali membuat kontak ◦ untuk komponen diskrit, ◦ misal transistor. Stripline

15 Coplanar Waveguide (CPW), Memiliki kedua jalur sinyal dan jalur ground pada sisi substrat yang sama, sehingga menjadi struktur planar termudah untuk meletakkan komponen diskrit. Impedansi dipengaruhi rasio lebar jalur tengah (w) dengan jarak pemisah garis tengah- ground (s), sehingga penentuan impedansi jadi lebih fleksibel. CBCPW (conduktor-backed coplanar waveguide T-Line), dengan ground plane pada sisi belakang selain pada sisi depan saja, sehingga lebih baik dalam shielding dibanding CPW dan punya karakteristik CPW dan microstrip.

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

17  Salah satu contoh dari transients di T-line adalah perambatan sinyal sepanjang interconnect di antara rangkaian digital.Informasi yang di bawa adalah 1 dan 0,misalnya 6 V dan 0 V.Perubahan (switching) dari 0 V ke 6 V adalah suatu langkah perubahan tegangan yang merambat sepanjang interconnect.

18  Perhatikan gambar ! Gambar tersebut memasukkan sebuah fungsi tegangan di T-line dengan menutup switch di t=0.  Tegangan yang dimasukkan di T-line ditentukan oleh voltage divider diantara impedansi Zs dan impedansi Zo.

19  Jadi tegangan T-line adalah  V 0 =Tegangan T-line  V s =Sumber tegangan  Z o =Impedansi line  Z S =Impedansi sumber

20 Tegangan pada umumnya bergantung pada lokasi line terhadap waktu sehingga dapat di representasikan sebagai V(z,t). Tegangan awalnya adalah V(-ℓ,0)=V 0 Transit timenya adalah Atau waktu untuk sinyal melewati panjang line l terhadap kecepatan merambat U p.

21 Pada akhir waktu t L, Sebagian sinyal terpantul. Koefisien pantulnya r L Pada awal 2t L,koefisien r S

22  Sehingga kita dapat menentukan tegangan awal T-line saat waktu 0 sampai 2t L

23  Misalkan rangkaian diberi nilai masing- masing seperti gambar. Zs=25 ohm,panjang T- line=6 cm,Zo=75 ohm, Zl=125 ohm.U p = 0,1c. Vs = 4 V Tentukan: V 0 ! r L dan r s ! Transmit time! Tegangan di setiap line pada Waktu yang sangat lama!

24 F IGURE 6-34 A ( 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  Berikut gambar tegangan di tengah line sampat t=8ns

27  Misalkan rangkaian diberi nilai masing- masing seperti gambar. Zs=125 ohm,panjang T- line=6 cm,Zo=75 ohm, Zl=25 ohm.U p = 0,1c. Vs = 4 V Tentukan: V 0 ! r L dan r s ! Transmit time! Tegangan di setiap line pada Waktu yang sangat lama!

28 F IGURE 6-34 A ( P. 314) ( A ) T- LINE CIRCUIT AND BOUNCE DIAGRAM FOR A VOLTAGE STEP CHANGE. 1,5 x (-1/2) V 1,5 V 1,5 x (-1/2) x (1/4) V

29 Plot tegangan pada source end di Drill 6.23

30  Pulsa berdenyut dapat di gambarkan seperi rangkaian T-line dengan menambahkan sebuah switch dekat supply saat t=T (gambar b)

31  Pada gambar a,tegangan saat t=o sampai t=T adalah Vo,namun saat t>T,nilai Vo adalah –Vo karena adanya short circuit dekat tegangan mengakibatkan arah arus dari tegangan sumber berbalik arah.

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

33  Sebagai contoh kita mengambil contoh soal T-line tadi,namun pada saat 3 ns,tegangan V 0 menjadi –V 0.Berikut gambarnya.

34  Sinyal refleksi dapat dieleminasi dengan terminating end of the line dalam beban.Tapi, beban impedansi dalam rangkaian digital mungkin tidak diketahui,atau bergantung pada logic state. Bahkan jika beban impedansi diketahui,pemakaan daya yang tidak diinginkan akan terjadi.  Schottky-Diode Termination: - meningkatkan performa frekuensi tinggi dalam interconnect digital. - forward bias drop yang sangat kecil,relatif cepat, dan mudah di integrasikan dengan digital logic.

35  Perhatikan gambar!  Dari gambar dioda schottky dipasang diantara transmission line dan beban Z L.  Tujuan dipasangnya dioda (D 1 ) tersebut agar jika beban Z L = ∞ (open circuit) maka pulsa refleksi akan tetap mempunyai nilai Vcc.  Begitu juga jika beban Z L = 0, maka pulsa refleksinya tetap menjadi Vcc,jika tidak ada dioda maka pulsa refleksi akan menjadi nol (short circuit)

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

37 Berdasarkan gambar beban induktif diatas, nilai tegangan total adalah dimana U(τ) = 37 Figure 6-42 (p. 322)

38 merupakan fungsi waktu, jadi tidak terlalu berpengaruh. Tapi, dalam analisis transient, kita harus mempertimbangkan hubungan induktansi, yaitu : Dari pertemuan sebelumnya : Jadi :

39 Dari persamaan-persamaan diatas didapatkan : Dengan menggunakan first order analisis didapat : Kita dapat menilai V L (t) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar di bawah.

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

41  Akhirnya, voltase saat refleksi adalah  Kita bisa menilai tegangan pada sumber terakhir, V s (t), dengan menyadari bahwa τ = t – 2t ℓ. Kita dapatkan  Hal ini diplot pada gambar berikut.  Induktor kelihatan seperti open circuit setelah waktunya telah memenuhi.

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

43  Pada figure 6.44, tegangan pada beban akhir adalah dimana τ = t - t ℓ. Setelah kapasitor terisi, maka akan open circuit.

44 44

45 45 Merupakan metode yang digunakan untuk menemukan lokasi diskontinu pada pentransmisian Tiap plot pada TDR mendeskripsikan karakteristik beban yang ada (gambar 6.45) F IGURE 6-45 ( P. 325) TDR PLOTS FOR Z ° T- LINE WITH VARIOUS TERMINATIONS. A 1-V INCIDENT STEP CHANGE IN VOLTAGE IS ASSUMED. Lokasi diskontinu dapat diketahui dengan rumus :

46 46 Analisislah TDR respon yang ditampilkan pada gambar 6.46a untuk t-line sebesar 50 Ω dengan u p =0,6c Gambar 6.46a : Maka jarak diskontinu nya :

47 Dari grafik tersebut dapat dihitung koefisien pantulnya, yaitu : Dari TDR plot (6.46a) diketahui bahwa rangkaian tersebut resistif dengan R L >Z o. RL dapat dihitung dengan : sehingga 47

48

49  Sinyal pulsa jika diuraikan dengan deret Fourier, ia terdiri dari frekuensi sinusoidal.  Komponen frekuensi yang berbeda akan menghasilkan pulsa, oleh karena itu, sehingga jika pulsa berjalan dengan kecepatan yang berbeda maka pulsa akan mengalami pelebaran = dispersi. 49

50 50  Dengan deret Fourier : Yang mana a 0 adalah rata-rata magnitudo gelombang, serta a n dan b n adalah koefisien deret Fourier.

51  ω 0 adalah frekuensi angular dengan  Untuk keadaan khusus, yakni fungsi genap, kita dapat mensimpulkan 51

52  a 0 adalah 1.2 V, sedangkan a n  Grafik di samping adalah representasi deret Fourier yang diplot untuk pulsa dengan N = 10, N = 100, dan N=1000 menurut 52

53  Sinyal merambat secara harmonik sepanjang T-line menurt persamaan  Saat ω n = nω 0  Saat ε r merupakan fungsi dari frekuensi 53


Download ppt "KELOMPOK 5 Frederick Marshall Hade Saputra H Ignatia Chyntia Joan Nababan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google