Materi Elektronika Analog

(1)

13-Feb-17

1 Pertemuan 1

Umpan Balik

MK. Elektronika Analog 2

Bekti Wulandari, S.Pd.T., M.Pd. PTE KELAS A

2017

Pengertian

Jenis Umpan Balik

(2)

13-Feb-17

2 Umpan Balik

• Pengembalian sebagian output ke input

• Blok Diagram:

Penguatan dengan umpan balik

Af = Xo / Xs = A / (1+βA)

Rumus di atas mempunyai tiga kemungkinan

yaitu:

• Bila |1 + βA| > 1 maka rangkaian umpan balik

menjadi umpan balik negatif

• Bila |1 + βA |< 1 maka rangkaian umpan balik

menjadi umpan balik positif

(3)

13-Feb-17

3 Kelebihan umpan balik negatif

• Pada umpan balik seri

Impedansi input

menjadi

lebih besar

• Pada umpan balik paralel

Impedansi input

menjadi

lebih kecil

• Penguatan

tegangan menjadi lebih

stabil

• Bandwidth

semakin

lebar

• Pada umpan balik arus

Impedansi output naik

• Pada umpan balik tegangan

Impedansi output

turun

• Noise

berkurang

• Operasi lebih

linier

Model Umpan Balik

Dalam umpan balik negatif terdapat kategori jenis

umpan balik yang didasarkan atas jenis besaran sinyal

output yang diambil (tegangan atau arus) dan cara

pengembaliannya secara (seri atau paralel). Dengan

melibatkan semua kombinasi yang mungkin, maka

dapat diperoleh jenis umpan balik yaitu;

1. Umpan balik tegangan seri

2. Umpan balik tegangan paralel

3. Umpan baliik arus seri

(4)

13-Feb-17

4 Umpan balik tegangan

Karakteristik Tegangan Seri Tegangan Paralel

Sinyal umpan balik (Xf) Tegangan Arus

Sinyal sampel Tegangan Tegangan

Faktor Umpan Balik (β) β= Vf/Vo β= If/Vo

Penguatan (Av) Av=Vo/Vi RM=Vo/Ii

Penguatan (Avf) Avf=Av/(1+β.Av) Avf=RM/(1+RM)

Impedansi(Rif) Rif=Ri/(1+β.Av) Rif=Ri/(1+RM)

(5)

13-Feb-17

5 Umpan Balik Tegangan Seri

Rangkaian ekuivalen :

1. Penguatan dengan umpan balik (Avf)

2. Impedansi input dengan umpan balik (Rif)

3. Impedansi outpurt dengan umpan balik

(6)

13-Feb-17

6 Rangkaian umpan balik tegangan seri

AV = Vo / Vi

Vo = hfe.ib.Re

Vi = Ib. Rin = Ib (Rs+hie)

AV = hfe.ib.Re / Ib (Rs+Hie)

= (hfe.Re) / (Rs+Hie)

Penguatan dengan umpan balik Avf = AV / (1+βAV)

Impedansi input dengan umpan balik Rif = Rin (1+βAV)

Rin = Rs +Hie

Impedansi output dengan umpan balik Rof = Ro / (1+βAV)

Diasumsikan nilai Vo = Vf

Umpan Balik Tegangan Paralel

Rangkaian ekuivalen :

Penguatan tanpa umpan balik (RM / Penguatan Transresistans)

RM = Vo / Iin

Vo = (Ro / Ro+RI) . Rm Iin RM = ((Ro / Ro+RI) . Rm Iin ) / Iin RM = (Ro / Ro+RI) . Rm

(7)

13-Feb-17

7

Impedansi input dengan umpan balik (Rif)

Rif = Vi /Is Vi = Iin . Rin

Rif = Iin . Rin / Iin (1 + β Rm) = Rin / (1 + β Rm)

Impedansi output dengan umpan balik (Rof)

(8)

13-Feb-17

8 Penguatan transresistansi tanpa umpan balik (RM)

RM = Vo / Iin

Vo = Io. R =

-hfe.Ib . Rf//Rc

Ib/Iin = Rf//Rs / (Hie+Rf//Rs)

Iin/Ib = (Hie+Rf//Rs) / Rf//Rs

Iin =

((Hie+Rf//Rs) / Rf//Rs ) . Ib

RM = (-hfe.Ib . Rf//Rc) / (((hie+Rf) / hie).Ib)

= (-hfe. Rf//Rc. Rf//Rs ) / (hie+ Rf//Rs)

Penguatan dengan feedback (RMf)

RMf = RM / (1+ β Rm)

β = 1/Rf

Impedansi input dengan umpan balik (Rif )

Rif = Rin / (1 + β Rm)

Rin = Rs//Rf//hie

(9)

Perte ua

U pa Balik Arus

MK. Elektro ika A alog

Bekti Wula dari, S.Pd.T., M.Pd.

PTE KELAS A

(10)

Topologi

Arus Seri

Arus Paralel

Sig al U pa

balik

Tega ga

Arus

Sig al Output

Arus

β = Xf/Xo

Vf/Io

If/Io

A = Xo/Xi

GM = Io/Vi

AI = Io/Ii

Af

GM/ + βGM

AI/ + βAI

Rif

Ri + βGM

Ri/ + βAI

(11)

(12)

. U pa alik Arus Seri

Pe guat u pa alik arus seri erupaka je is pe guat

di a a arus keluara

a dijadika asuka u pa alik

da a tara u pa alik de ga asuka disusu se ara

seri.

Pe guata ta pa u pa alik

GM = Io/ Vi

(13)

Pe guata de ga u pa alik GMf

GMf = Io / VS

Io = GM. Vi *GM= Io/Vi

Vi = Vs –Vf

= Vs – β Io

= Vs – β. GM. Vi

Vs = Vi + β. GM. Vi

= Vi + β. GM

(14)

I peda si i put de ga u pa alik Rif

Rif = Vs /Ii

Vs = Vi + Vf

= Vi + β Io

= Vi + β GMVi

= Vi + β GM

Ii = Vi /Ri

(15)

I peda si output de ga u pa alik Rof

Rof = Vo /Io

Io = V/Ro – G .Vi

Vi = ‐Vf = ‐ β Io *Io = ‐

= β Io

.

β Io

.

β Io

1 .

β

(16)

(17)

(18)

. U pa Balik Arus Paralel

Pe guat u pa alik arus paralel erupaka je is pe guat

di a a arus keluara

a dijadika asuka u pa alik da

a tara u pa alik de ga asuka disusu se ara paralel.

Pe guata ta pa u pa alik AI = Io /Ii

Io

Ai. Iin. Ro

_{Ro Rl}

(19)

Pe guata de ga u pa alik AIf

Is = Ii + If

= Ii + β Io

= AI. Ii *

lihat persa aa AI se elu

a

Is = Ii + β AI Ii

= Ii

+ β AI

(20)

I peda si i put de ga u pa alik Rif

Is = Ii

+ β AI

Vi = Ri . Ii

(21)

I peda si output de ga u pa alik Rof

Rof = V/I

Io = V/Ro – Ai. β Io

β Io

β

(22)

(23)

A alisis Ra gkaia

• Me gide tifikasi odel u pa alik

Xf : sig al u pa alik arus atau u pa alik tega ga

Xo : sig al output a g diu pa alikka arus atau tega ga

• Me e tuka ra gkaia ta pa u pa alik

a. loop i put

U tuk u pa alik tega ga Vo =

U tuk u pa alik arus io = o

. loop output

U tuk sig al u pa alik f arus Vi =

U tuk sig al u pa alik f tega ga ii =

• Me e tuka faktor u pa alik β