2/9/2010 1 MIXER Modul 7 Dasar Teori Dasar Teori

2/9/2010
Modul 7
Mixer merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengalikan sinyal (kawasan
waktu).
Prinsip dasarnya adalah dua buah sinyal masuk ke suatu rangkaian non
linier yang menghasilkan frekuensi-frekuensi lain selain frekuensi dua
buah sinyal masukan tersebut dengan amplituda tertentu.
TE 36
3623
23
Elektronika Komunikasi
S0 (t) = S1(t) ⋅ S2 (t)
∞
S0 ( f ) = S1( f ) ∗ S2 ( f ) ⇒ ∫ S1(λ) ⋅ S2 ( f − λ) ⋅ dλ
−∞
Analisis Domain Waktu
MIXER
S 1 (t ) = 1Cos (2 π f 1 t + θ 1 )
S 2 (t ) = 1Cos (2 π f 2 t + θ 2 )
Maka
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Jurusan Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
Bandung – 2008
S o (t ) = S1 (t ) ⋅ S 2 (t ) =
1
{Cos[2π ( f1 + f 2 )t + (θ 1 + θ 2 )] + Cos[(2π ( f 2 − f 1 )t ) + (θ 2 − θ 1 )]}
2
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
Dasar Teori
Dasar Teori
Mixer : rangkaian atau sub system yang
memiliki 2 input dengan frekuensi f1 dan f2
dan 1 output dengan frekuensi (f1-f2) (f1+f2)
atau dengan kata lain mixer berfungsi untuk
mengalikan sinyal.
Prinsip dasar: 2 buah sinyal masuk ke suatu
rangkaian non linier yang menghasilkan
frekuensi-frekuensi lain (terjadi pergeseran
frekuensi) selain frekuensi 2 buah sinyal
masukan tersebut dengan amplituda tertentu
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
2
3
Mixer termasuk peralatan non linier sehingga
akan menghasilkan distorsi non linier yang
menyebabkan munculnya sinyal-sinyal
harmonik pada keluarannya.
Sinyal keluaran adalah sinyal terdistorsi
gabungan dari sinyal-sinyal masukannya.
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
4
1
2/9/2010
Analisa Domain Frekuensi
S1( f
< −θ
1
< +θ 2
1
1
δ ( f + f1 ) + δ f − f 1
2
2
(
Beberapa istilah yang dipakai dalam menyatakan performansi mixer :
1. Noise Figure (gambaran derau) : Menyatakan besarnya rapat spektral daya
noise relatif yang dibangkitkan oleh perangkat mixer.
2. Isolasi : Besarnya redaman dalam dB sinyal masukan mixer pada sinyal
keluaran mixer
3. Dynamic Range : Daerah amplituda dimana mixer tidak berkurang
performansinya (karakteristik mixer yang ‘linier’)
4. Harmonic Intermodulation Distortion (distorsi intermodulasi harmonik) :
Distorsi yang disebabkan oleh karena frekuensi harmonik yang dihasilkan
mixer akibat sinyal masukan tertentu.
)
< +θ 1
1
2
S
− <θ2
)=
2
1
2
(λ )
< θ2
λ
Mixer berfungsi sebagai
1. Penggeser pita frekuensi ini dapat digunakan Down Converter & Up Converter
2. Pengali dalam modulator AM
3. Scrambler (pengacak) sinyal analog
4. Detektor fasa pada PLL, dsb
< −θ 2
λ
gambarkan Domain Frekuensi So(f) !
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
5
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
6
Rangkaian mixer ini dapat direalisasikan, yaitu ;
Maka, agar rangkaian Device Non Linier di atas bisa menjadi MIXER, maka
diperlukan filter BPF dengan nilai tengah f2, sehingga gambar keluarannya menjadi:
1. Mixer dengan peralatan/device nonlinier
Vi(t)=V1(t)+V2(t); Vo(t)=a.Vi(t)+b.Vi(t)2
Jika V1(t) =cos (ω1t) dan V2(t)=cos (ω2 t); maka :
Vo (t) = a.cos (ω1 t) + a.cos (ω2 t) +b.cos2 (ω1 t) + b.cos2 (ω2 t) +
2.b.cos (ω1 t).cos (ω2 t)
= a.cos (ω1 t) + a..cos (ω2 t) + 0,5.b + 0,5.b.cos (2ω1 t) + 0,5.b +
0,5.b.cos (2ω2t) + b.cos (ω2t - ω1t) + b.cos (ω1t + ω2 t)
Dari persamaan gambar tersebut diperoleh kesimpulan bahwa dengan perkalian
sinyal-sinyal tersebut dalam domain waktu, berarti pula ada proses pergeseran pita
dalam domain frekuensi.
Gambarkan Vo (f) dalam domain frekuensi (diketahui f2 >> f1):
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
7
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
8
2
2/9/2010
2. Mixer dengan Dioda
A.Mixer dengan dioda berimbang
bergantian dan periodik. Sehingga kalau Vab positif dan lebih besar dari tegangan
antara kedua kutub dioda pada saat dioda ON, maka titik c dan d akan
terhubung, sehingga Vo akan sama dengan nol. Sedangkan kalau Vab negatif
maka keempat dioda akan OFF sehingga titik c dan d akan terpisah sehingga Vo
akan sama dengan Vin jika Rs pada sumber Vin diabaikan. Untuk pencampur
pada penerima maka beban akan ditala pada frekuensi fIF , sehingga akan
menapis komponen frekuensi yang tidak diinginkan
Kelebihan : frekuensi RF masih muncul pada port keluaran IF
Cara kerja rangkaian :
Frekuensi-frekuensi masukannya adalah fin dan fLO dan frekuensi
keluarannya adalah fIF, tegangan osilator local berada dititik a dan b.
Tegangan VLO dimisalkan cukup besar untuk menghidupkan dioda-dioda
selama ½ siklus, kalau a lebih positif dari b dan sama sekali mati selama
½ siklus yang lain Vin berada antara titik c dan d. Dimisalkan juga bahwa
VLO jauh lebih besar dari Vin sehingga VLO dapat mengendalikan
keadaan dioda setiap saat. Dengan begitu dioda bekerja sebagai
penyambung (switch) yang akan menghubungkan dan memutuskan c dan
d secara
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
9
Gambar sinyal input output
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
10
Gambar sinyal dalam domain frekuensi:
S(t)=akibat penyambungan dioda
S(t)=dalam deret fourier
∞
sin n π2
. cos( n ⋅ 2πf LO t )
π
n =1 n ⋅ 2
S ( t ) = 12 + ∑
(KRAUS)
Vo ( t ) = Vin ( t ). S ( t )
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
11
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
12
3
2/9/2010
Sin(n.
Komponen
n.
π
2
π
)
2
n genap →harmonik=0
n ganjil → ada harmonik
TE3623 - Elektronika Komunikasi - MIxer
13
4