Nabilah Darma Fitri: 5.16. CASCADE SYSTEMS

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

6. Download

1. Tujuan [Kembali]

a. Mengetahui apa itu sistem kendali cascade

b. Mengethaui bagaimana mengoperasikan cascade

c. Mengetahui komponen komponen dan sifat cascade system

d. Dapat membuat rangkaian sistem cascade

2. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Resistor berfungsi sebagai menghambat arus dalam rangkaian listrik

Cara menghitung nilai resistansi resistor berdasarkan gelang warna :

1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama

2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua

3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang keempat atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi resistor

2. Transistor

Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide.

3. Kapasitor untuk menyimpan muatan listrik pada rangkaian elektronika

4. Ground

Grounding berfungsi sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan dan untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik ataupun kualitas komponen yang tidak standar.

5. Voltmeter

Voltmeter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listirk. umumnya bentuk penyusunannya paralel berdasarkan tempat komponen yang akan diukur.

6. Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus yang mengalir dalam rangkaian.

7. Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi untuk memproyeksikan frekuensi dan sinyal listrik dalam bentuk grafik.

3. Dasar Teori [Kembali]

Pendekatan sistem dua-port sangat berguna untuk sistem bertingkat seperti yang muncul pada gambar 5.67 dimana Av1, Av2, Av3, dan seterusnya adalah kenaikan tegangan setiap tahap dalam kondisi dimuat. Artinya, Av1 ditentukan dengan impedansi input untuk Av2 yang bertindak sebagai beban pada AV1. Untuk Av2, Av1 akan menentukan kekuatan sinyal dan sumber impedansi pada input ke AV2. Keuntungan total sistem kemudian ditentukan oleh produk dari keuntungan individu sebagai berikut:

Dan total :

tidak peduli seberapa sempurna desain sistem, penerapan beban kedua port sistem akan memengaruhi kenaikan tegangan. karena itu, tidak ada kemungkinan suatu situasi diaman Av1,Av2,dan seterusnya.dari gambar 5.67 hanyalah nilai nilai tanpa beban.pemuatan dari setiap tahap yg berhasil harus dipertimbangkan. parameter tanpa beban dapat digunakan untuk keuntungan yang diperoleh dari gambar 5.99, tetapi persamaan. membutuhkan nilai yg dimuat.

RC-Coupled BJT Amplifiers

Salah satu koneksi tahap penguat yang populer adalah rangkaian RC-coupled yang ditunjukkan pada Gambar 5.69 in contoh berikutnya. Namanya berasal dari kapasitor kopling kapasitif C c dan fakta bahwa beban pada tahap pertama adalah kombinasi RC. Isolasi kapasitor kopling dua tahap dari sudut pandang dc tetapi bertindak sebagai ekuivalen hubung singkat untuk respons ac. Impedansi masukan tahap kedua bertindak sebagai beban pada tahap pertama, memungkinkan pendekatan yang sama untuk analisis seperti yang dijelaskan dalam dua bagian terakhir.

Cascode Connection

Konfigurasi cascode memiliki salah satu dari dua konfigurasi. Dalam setiap kasus kolektor dari transistor terkemuka terhubung ke emitor dari transistor berikut. Satu mungkin susunannya tampak pada Gambar 5.70; yang kedua ditunjukkan pada Gambar 5.71 pada contoh berikut.

Pengaturan memberikan impedansi masukan yang relatif tinggi dengan penguatan tegangan rendah untuk tahap pertama untuk memastikan kapasitansi input Miller (akan dibahas pada Bagian 9.9 ) berada pada minimum, sedangkan tahap CB berikut memberikan respons frekuensi tinggi yang sangat baik.

4. Percobaan [Kembali]

Prinsip kerja
Gain daya, atau gain tegangan dapat dicapai oleh single stage amplifier (penguat satu tahap) tetapi tidak cukup dalam aplikasi praktis. Untuk itu, kita harus menggunakan beberapa tahap amplifikasi untuk mencapai daya atau gain tegangan yang diperlukan.

Disini jenis amplifier disebut sebagai analisis multistage amplifier. Dalam penguat atau amplifier ini, output tahap pertama diumpankan ke input tahap berikutnya, dan seterusnya. Jenis koneksi seperti ini umumnya dikenal sebagai cascading.

Karena penguatan amplifier (op-amp) secara cascading ini kita dapat menguatkan tenganggan ke tenganggan yang kita butuhkan.

1. Gambar Rangkaian

2. Gambar Rangkaian 5.69

3. Gambar Rangkaian 5.70

4. Gambar Rangkain 5.71

Example

Example 5.14:

1. Sistem dua tahap pada Gambar 5.68 menggunakan transistor emitor-follower konfigurasi sebelum konfigurasi common-base untuk memastikan persentase maksimum dari sinyal yang diterapkan muncul di terminal input dari penguat common-base. Dalam Gambar. 5.68 , nilai tanpa beban disediakan untuk setiap sistem, dengan pengecualian Z i dan Z o untuk emitor-follower, yang merupakan nilai yang dimuat. Untuk konfigurasi Gambar 5.68 , tentukan:

A. Keuntungan yang dimuat untuk setiap tahap.

B. Keuntungan total untuk sistem, Av dan Avs

C. Gain arus total untuk sistem.

D. Gain total untuk sistem jika konfigurasi emitor-follower dihilangkan

Solusi :

Untuk konfigurasi emitor-follower, gain yang dimuat adalah (dengan Persamaan (5.94))

Untuk konfigurasi basis umum

Secara total, oleh karena itu, gain sekitar 25 kali lebih besar dengan konfigurasi emitor-lanjutan

untuk menarik sinyal ke tahap penguat. Perhatikan, bagaimanapun, bahwa juga penting bahwa

impedansi keluaran tahap pertama relatif dekat dengan impedansi masukan tahap kedua

tahap, jika tidak, sinyal akan "hilang" lagi oleh aksi pembagi tegangan.

Example 5.15:

A. Hitung gain tegangan tanpa beban dan tegangan keluaran dari transistor RC-coupled amplifier dari Gambar 5.69.

B. Hitung penguatan keseluruhan dan tegangan keluaran jika beban 4,7 k diterapkan ke detik tahap, dan bandingkan dengan hasil bagian (a).

C. Hitung impedansi masukan tahap pertama dan impedansi keluaran tahap kedua panggung.

Solusi:

A. Hasil analisis bias dc adalah sebagai berikut untuk setiap transistor:

VB = 4.8 V, VE = 4.1 V, VC = 11 V, IE = 4,1 mA

Untuk tahap kedua yang dibongkar, keuntungannya adalah

menghasilkan keuntungan keseluruhan sebesar

tegangan outputnya adalah

B. Keuntungan keseluruhan dengan beban 10-k yang diterapkan adalah

yang jauh lebih kecil dari keuntungan yang dibongkar karena R L relatif dekat dengan R C.

C. Impedansi masukan tahap pertama adalah

sedangkan impedansi keluaran untuk tahap kedua adalah

Example 5.16:

Hitung penguatan tegangan tanpa beban untuk konfigurasi cascode pada Gambar 5.71.

Solution:

hasil analisis arus DC:

karena IE1 = IE2

resistansi dinamis untuk setiap transistor adalah

Pembebanan pada transistor Q1 adalah impedansi input dari transistor Q2 di CB konfigurasi seperti yang ditunjukkan oleh r e pada Gambar 5.72. Hasilnya adalah penggantian R C dalam persamaan dasar tanpa beban untuk mendapatkan CB konfigurasi, dengan impedansi input konfigurasi CB sebagai berikut.

dengan gain tegangan untuk tahap kedua (common base).

Gain tanpa beban secara keseluruhan adalah

Seperti yang diharapkan, dalam Contoh 5.16, tahap CE memberikan impedansi input yang lebih tinggi daripada yang bisa diharapkan dari tahap CB. Dengan penguatan tegangan sekitar 1 untuk tahap pertama, Kapasitansi input efek Miller dijaga cukup rendah untuk mendukung respons frekuensi tinggi yang baik. Gain tegangan yang besar sebesar 265 disediakan oleh tahap CB untuk memberikan desain keseluruhan yang baik tingkat impedansi masukan dengan tingkat penguatan yang diinginkan.

Problem :

Pilihan Ganda :

1. penguat cascaded adalah jaringan dan port yg dirancang dengan amplifier yg dihubungkan secara?

A. Paralel

B. Seri (√)

C. Seri dan paralel

D. Terbuka

E. Tertutup

Pembahasan:kaskade adalah jaringan dua port yang dirancang dengan amplifier yang dihubungkan secara seri ketika setiap amplifier mentransmisikan output daya ke input amplifier kedua dalam rantai daisy.

2. teori penguat cascaded digunakan untuk gain?

A. Rendah

B. Yg hilang

C. Tinggi (√)

D. Normal

E. Stabil

Pembahasan:Ketika produk gain-bandwidth stabil, maka kita harus menukar bandwidth yang ditujukan untuk gain tinggi dalam amplifier satu tahap. Teori penguat cascade digunakan untuk gain tinggi serta bandwidth tinggi.

3. kelemahan utama dari cascaded system adalah ketika beberapa tahap meningkat, maka bandwith akan?

A. Bertambah

B. Hilang

C. Stabil

D. Berkurang(√)

E. Putus

Pembahasan:Meskipun penguatan penguat terutama tergantung pada parameter perangkat serta komponen rangkaian, terdapat batas penguatan yang lebih tinggi yang dapat dicapai dari penguat satu tahap. penguatan penguat ini tidak cukup dalam aplikasi praktis.Seperti di atas satu tahap digunakan dalam seri itu disebut sebagai penguat multi-tahap. Kelemahan utama dari penguat cascade adalah ketika beberapa tahap meningkat maka bandwidth akan berkurang

Nabilah Darma Fitri