Apa itu Stagger Tuned Amplifier: Menjalankan Aplikasinya
Amplifier (penguat) yang memperkuat frekuensi yang tepat atau frekuensi pita sempit dikenal sebagai Tuned Amplifier (penguat yang disetel). Amplifier ini banyak digunakan untuk memperkuat frekuensi radio yang tinggi. Amplifier ini memberikan impedansi yang sangat tinggi pada frekuensi resonansi serta impedansi sangat kecil pada semua frekuensi lainnya.
Tuned Amplifier diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu single tuned, double-tuned dan stagger tuned amplifier. Keunggulan dari amplifier ini terutama meliputi rugi daya yang lebih kecil; selektivitas tinggi, distorsi harmonik kurang, radar, TV, amplifier RF, dll. Artikel ini membahas tinjauan umum tentang stagger tuned amplifier dan aplikasinya.
Apa itu Stagger Tuned Amplifier?
Definisi stagger tuned amplifier adalah amplifier (penguat) yang digunakan untuk meningkatkan respons frekuensi total dari tuned amplifier. Biasanya, amplifier ini dirancang untuk menunjukkan respons keseluruhan untuk kerataan maksimal di wilayah frekuensi tengah.
Amplifier ini menggunakan tuned circuit (rangkaian yang disetel) untuk beroperasi dalam kesatuan. Respon frekuensi total amplifier ini dapat dicapai dengan menjumlahkan respon terpisah sebagai satu. Ketika frekuensi resonansi tuned circuit berbeda staggered jika tidak dipindahkan, maka itu dikenal sebagai stagger tuned amplifier.
Stagger Tuned Amplifier Bekerja
Diagram rangkaian yang ditunjukkan di bawah ini adalah two-stage stagger tuned amplifier. Di rangkaian ini, penyetelan / tuning stagger dapat dicapai dengan menghasilkan tuned circuit seperti L1C1 dan L2C2 ke frekuensi yang sedikit berbeda. stagger tuned amplifier circuit ditunjukkan di bawah ini.
Double-tuned amplifier penawaran BW tinggi seperti 3dB. Namun, pengaturan amplifier ini tidaklah mudah. Jadi untuk mengatasi kesulitan ini, dua single tuned amplifier bertingkat (cascaded) digunakan yang memiliki bandwidth tertentu. Frekuensi resonansi BW disesuaikan dan dibagi melalui jumlah yang setara dengan BW setiap tahap.
Karena frekuensi-frekuensi ini di staggered dan disebut sebagai stagger tuned amplifier. Karakteristik amplifier ini ditunjukkan di bawah ini. Gambar berikut menunjukkan hubungan utama antara karakteristik amplifikasi tahapan individu dalam stagger tuned amplifier.
Amplifier yang menggunakan stagger tuning memiliki BW yang lebih besar, passband yang lebih cepat dan jumlah stage yang digunakan. Flatter akan menjadi passband. Rangkaian ini disebut stagger karena frekuensi resonansi tuned circuit dipindahkan.
Respon frekuensi total stagger tuned amplifier dikontraskan dengan tahap-tahap single tuned yang setara dan terpisah. Tahapan ini mencakup rangkaian resonansi serupa. Dalam karakteristik berikut, penurunan yang mengejutkan dalam amplifikasi total frekuensi tengah menjadi 0,5 dari amplifikasi puncak tahap pemisahan.
Pada frekuensi tengah, setiap tahap mencakup amplifikasi puncak 0,707 dari tahap pemisahan. Oleh karena itu, amplifikasi tegangan yang sesuai untuk setiap tahap stagger akan menjadi 0,707 kali lebih tinggi bila dua tahap serupa digunakan tanpa staggering.
Namun, 3dB BW dari stagger pair √2 kali lebih tinggi daripada BW single tuned stage individu. Oleh karena itu, gain BW produk yang sesuai untuk setiap tahap pasangan tuning terhuyung-huyung dapat 0,707 x √2 sama dengan 1,00 kali dengan tahapan tuned tunggal yang terpisah.
Pemikiran stagger tuned dapat dengan mudah diperluas ke tahap tambahan. Pada 3-tahap staggering, penyetelan rangkaian primer dapat disetel ke frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi tengah. Rangkaian ke-3 dapat diatur ke frekuensi tinggi dibandingkan dengan frekuensi menengah. Frekuensi yang disetel yang berada di tengah disesuaikan dengan frekuensi tengah yang tepat.
Turunan Stagger Tuned Amplifier
Gain penguat yang disetel tunggal dapat (single tuned amplifier) ditulis sebagai
Av/Av (resonansi) = 1/1 + 2jQeff 𝛿
= 1/1 + jX
Dimana X = 2Qeff 𝛿
Dalam stagger tuned amplifier, dua amplifier seperti single tuned cascaded digunakan dengan frekuensi resonansi terpisah. Asumsikan, jika satu tahap penguat disetel dengan frekuensi seperti fr + 𝛿 dan tahap lain penguat disetel dengan frekuensi seperti fr - 𝛿. Jadi kita memiliki fr1 = fr + 𝛿 dan fr2 = fr - 𝛿.
Berdasarkan dua frekuensi di atas fr1 dan fr2, fungsi selektivitas dapat ditulis sebagai
Av/Av (resonansi) 1 = 1/j (X+1)
Av/Av (resonansi) 2 = 1/j (X-1)
Total perolehan dari tahap-tahap ini sama dengan hasil dari dua tahap perolehan individu
Av/Av (resonansi) cascaded = Av/Av (resonansi) 1*Av/Av (resonansi) 2
= 1/j (X+1)*1/j (X-1)
= 1/2+2jX-X2 = 1 / (2-X2) + 2jX
|Av/Av (resonansi) cascaded| = 1 / √ (2-X2) 2 + (2jX) 2
= 1/√ (4-4X2+X4+4X2) = 1/√4+X4
Kita tahu nilai X = 2Qeff 𝛿
Gantikan nilai ini dalam persamaan di atas.
= 1/√4 + (2Qeff 𝛿) 4
= 1/√4 + 16Q4eff 𝛿 4 = 1/2√1+4Q4eff 𝛿 4
Keuntungan dan kerugian
Keuntungan & kerugian stagger tuned amplifier adalah sebagai berikut.
- Dengan menggunakan amplifier (penguat) ini, BW yang meningkat dapat diperoleh. Bandingkan dengan single tune, BW adalah √2 kali.
- Amplifier ini memiliki nilai BW gain yang tinggi.
- Di setiap tahap amplifier, ada perbedaan kecil di dalam resonansi. Oleh karena itu, stabilitas yang ditingkatkan dalam suatu operasi dapat diperoleh.
- Bandpass amplifier ini lebih cepat dibandingkan dengan single tuned amplifier. Penjajaran rangkaian ini mudah bila kita membandingkannya dengan single tuned amplifier.
Aplikasi
Aplikasi stagger tuned amplifier meliputi yang berikut ini.
- Ini digunakan dalam penerima superheterodyne sebagai penguat IF (frekuensi menengah)
- Ini digunakan dalam sistem relay radio UHF.
- Ini adalah penguat frekuensi menengah narrow-band (pita sempit) dalam penganalisis spektrum
- Ini digunakan seperti penguat disetel wide-band (pita lebar) yang ditujukan untuk Y-amplifier dalam osiloskop;
- Ini digunakan untuk amplifikasi video seperti amplifier yang disetel pita lebar.
- Ini digunakan seperti RF amplifier di dalam penerima
- IF amplifier dalam transponder satelit
Jadi, ini semua tentang Stagger tuned amplifier. Dari informasi di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa amplifier ini biasanya dirancang sedemikian rupa sehingga respons frekuensi total menunjukkan kerataan maksimum kira-kira pada frekuensi tengah.
Ini membutuhkan beberapa rangkaian yang disetel (tuned circuit) untuk beroperasi dalam kombinasi. Begitu frekuensi diubah di atas & di bawah frekuensi resonansi, maka frekuensi itu jatuh dengan cepat.