Apa itu Tuned Amplifier: Prinsip kerja dan Aplikasinya
Seperti yang kita ketahui bahwa banyak keuntungan menggunakan amplifier (penguat). Kita dapat memperkuat atau meningkatkan sinyal tanpa mengubah informasi sinyal apa pun. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai jenis amplifier.
Amplifier diklasifikasikan berdasarkan parameter input dan output seperti penguat tegangan, penguat arus, dan penguat daya. Tetapi pada amplifier tersebut, amplifier yang disetel adalah unik. Pada akhir artikel ini, kita akan membahas apa itu penguat yang disetel atau (tuned amplifier), diagram rangkaian dengan cara kerja, berbagai jenis, aplikasi, dan keunggulan.
Apa itu Tuned Amplifier?
Tuned Amplifier adalah salah satu jenis Amplifier atau penguat yang memilih rentang frekuensi tertentu dan menolak frekuensi yang tidak diinginkan dengan menggunakan rangkaian yang disetel pada bebannya. Rentang frekuensi selektif dapat diperkuat dengan menggunakan amplifier ini. Kami dapat menentukan rangkaian yang disetel dengan berbagai cara. Ini berguna untuk memperkuat frekuensi yang lebih tinggi atau frekuensi radio.
Amplifier ini termasuk rangkaian yang disetel (tuned) pada bagian bebannya untuk memilih frekuensi yang diinginkan. Tuning dapat dilakukan dengan rangkaian yang disetel. Tuning berarti memilih frekuensi tertentu.
Rangkaian tuning dapat dibangun dengan berbagai komponen seperti Induktor (L) dan Kapasitor (C). Kombinasi paralel dari induktor dan kapasitor disebut rangkaian tuned. Efisiensi rangkaian yang disetel menentukan kinerja penguat ini. Di bawah gambar 1 menunjukkan diagram dasar rangkaian penguat. Dan gambar 2 menunjukkan diagram sirkuit yang disetel (tuned circuit).
Tuned Amplifier Circuit
Gambar 1 di atas mewakili diagram rangkaian. Di rangkaian ini, di ujung terminal collector, rangkaian yang disetel dapat ditempatkan untuk memilih rentang frekuensi tertentu dan perlu menolak frekuensi lain secara efisien. Pada akhir rangkaian ini, osilasi frekuensi yang diinginkan akan muncul sebagai keluaran.
Frekuensi di mana nilai reaktansi induktor sama dengan nilai reaktansi kapasitor, frekuensi tersebut disebut frekuensi resonansi, dan ditunjukkan oleh Fr
Rentang frekuensi
Gambar 2 adalah diagram rangkaian dari tuned circuit. Menurut itu, frekuensi resonansi 'Fr' dan impedansi dari rangkaian yang disetel (tuned circuit) adalah
Fr = 1 / 2π√LC
Zr = L / CR
Grafik di bawah ini menunjukkan respon antara frekuensi dengan penguatan penguat (gain amplifier). Kita dapat mengatakan seperti rentang frekuensi tuned amplifier. Pada frekuensi resonansi 'Fr', gain amplifier ini besar.
Gain akan berkurang di bawah frekuensi resonansi & setelah nilai frekuensi resonansi. Gain tidak akan mempertahankan nilai tertinggi pada frekuensi ini.
Pada diagram rentang frekuensi amplifier, rentang 3dB ditunjukkan dengan 'B' dan rentang 30dB ditunjukkan oleh S. Oleh karena itu rasio antara B ke S disebut selektivitas skirt. Pada Fr, Amplifier ini bersifat resistif dan cosФ = 1. Ini menunjukkan tegangan dan arus keduanya berada dalam fasa yang sama.
Jenis Tuned Amplifier
Amplifier ini terutama memiliki tiga jenis
- Single tuned
- Double tuned
- Stagger tuned
Sekarang, akan dibahas tentang deskripsi jenis-jenis amplifier tersebut. Mari kita mulai dengan model pertama.
Single Tuned Amplifier
Amplifier (penguat) ini diklasifikasikan berdasarkan jumlah rangkaian yang disetel (tuned circuit) yang digunakan dalam tuned amplifier. Jika amplifier hanya memiliki satu tuned circuit maka itu disebut Single Tuned Amplifier.
Amplifier ini hanya memiliki satu tuned circuit di terminal collector amplifier. Frekuensi resonansi amplifier ini adalah Fr = 1 / 2π, di mana L dan C adalah induktor dan kapasitor amplifier. Jika amplifier ini memiliki bandwidth rendah maka itu tidak dapat memperkuat sinyal lengkap secara merata. Dan ini menghasilkan proses reproduksi. Ini menunjukkan stabilitas penguat.
Double Tuned Amplifier
Jenis amplifier (penguat) ini mencakup dua sirkuit yang disetel (tuned circuit). Setiap amplifier memiliki tuned circuit di ujung terminal kolektor. Dan amplifier pertama dan kedua digabungkan dengan induktor. Karena dua tuned circuit, respons yang tajam akan dihasilkan. Dan itu menawarkan bandwidth 3 dB yang lebih besar daripada yang disetel tunggal. Kedua sirkuit disetel ke frekuensi yang sama. Dengan menyesuaikan L1 dan C1 dengan benar dari rangkaian tuning pertama, L2 dan C2 dari rangkaian tuning kedua, output akan diambil di port output dari double-tuned amplifier.
Sinyal frekuensi tinggi diterapkan di port input amplifier. Jadi input perlu diperkuat dengan bantuan double-tuned. Setiap kali amplifier pertama disetel ke frekuensi sinyal input, maka output diteruskan ke amplifier tahap kedua melalui L2 dan C2.
Pada tahap ini, amplifier pertama menawarkan reaktansi tinggi terhadap frekuensi sinyal. Setiap kali amplifier tahap kedua mendapatkan input dari L1 dan C1, ia juga disetel ke frekuensinya dan memberikan output yang diperkuat pada port output dari double-tuned. Ini memberikan bandwidth 3dB yang lebih besar daripada yang disetel tunggal (single tuned). Dan memberikan nilai bandwidth gain tinggi.
Stagger Tuned Amplifier
Amplifier (penguat) ini berguna untuk memperkuat sinyal hanya untuk rentang frekuensi tertentu. Dan kami mendapatkan lebih banyak bandwidth frekuensi dalam double-tuned daripada single tuned. Tapi ada proses yang kompleks dalam penyelarasan double-tuned. Jadi untuk mengatasi amplifier ini seperti stagger tuned amplifier diperkenalkan.
Amplifier ini adalah cascading dari single tuned amplifier. Amplifier ini dalam bentuk cascade yang memiliki bandwidth tertentu dan frekuensi resonansinya diatur ke bandwidth yang sama pada setiap tahap.
Amplifier jenis ini memberi lebih banyak bandwidth. Kebutuhan untuk stagger tuned adalah, amplifier double stage memberikan lebih banyak bandwidth tetapi penyelarasan adalah proses yang kompleks.
Amplifier ini diperkenalkan untuk mempermudah & mendapatkan bandwidth datar. Keuntungan utama dari stagger tuned adalah memiliki karakteristik frekuensi yang datar, lebih baik dan lebar. Gambar di bawah ini menunjukkan cakupan area bandwidth amplifier seperti single tuned dan staggers tuned.
Keuntungan
Kelebihan penguat (amplifier) ini antara lain sebagai berikut.
- Ada kehilangan daya minimum di rangkaian yang disetel karena di rangkaian yang disetel mereka hanya menggunakan komponen reaktif induktor dan kapasitor.
- Ini memberikan selektivitas tinggi.
- SNR di tingkat keluaran sudah bagus.
Aplikasi
Aplikasi penguat (amplifier) ini meliputi yang berikut ini.
- Amplifier ini digunakan untuk memilih rentang frekuensi tertentu seperti antena parabola, radio, dll.
- Amplifier ini digunakan untuk memperkuat sinyal yang diinginkan ke level tinggi.
- Amplifier ini lebih disukai dalam sistem komunikasi nirkabel.
- Siaran radio dan televisi sangat membantu untuk memilih rentang frekuensi tertentu.
Jadi, dengan menggunakan amplifier ini, kita dapat meningkatkan level amplitudo pada frekuensi yang lebih tinggi. Dan juga kita dapat memilih rentang frekuensi yang diinginkan untuk memperkuatnya dan untuk menghindari rentang frekuensi yang tidak diinginkan dengan menggunakan amplifier ini.