2. Pengukuran Karakteristik Kabel Coaxial
-
Upload
mia-fitriani-suryadi -
Category
Documents
-
view
1.218 -
download
372
description
Transcript of 2. Pengukuran Karakteristik Kabel Coaxial
LAPORAN LAB TEKNIK PENGUKURAN FREKUENSI TINGGI
Percobaan No. 2
Pengukuran Karakteristik Kabel Coaxial
Oleh :
Kelompok I/Kelas 3B
1. Mia Fitriani Suryadi/121331049
2. Abdul Wahid/131331033
3. Agy Rachman Dhisyawal/131331034
4. Ahmad Samginanjar/131331035
Tanggal Percobaan : 13/10/2015
PRODI TELEKOMUNIKASI – TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
OKTOBER 2015
1. Percobaan No. : 2
2. Judul : Pengukuran Karakteristik Kabel Coaxial
3. Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah :
a. Mengukur dan menghitung parameter – parameter scalar impedansi kabel
Coaxial seperti tegangan pantul (Vref), tegangan datang (Vinc), dan koefisien
pantul (ρ).
b. Mengukur dan menghitung Loss, Redaman dan Impedansi (ZL) kabel Coaxial.
4. Teori Pendahuluan
Kabel Coaxial merupakan saluran tidak seimbang (unbalanced line), dimana
salah satu kawat penghantarnya digunakan sebagai pelindung bagi kawat
penghantar yang lain dalam satu sumbu yang sama. Kedua kawat penghantarnya
dipisahkan oleh bahan dielektrik seperti Polyethelyne atau teflon.
Fungsi kabel coaxial adalah sebagai media transmisi untuk menyalurkan arus
pada frekuensi tinggi (RF).
Kabel coaxial mempunyai satu bagian tembaga yang bertindak sebagai media
pengalir elektrik yang terletak di tengah-tengah. Satu lapisan plastik bertindak
sebagai pemisah kepada bagian tembaga yang berada di tengah-tengah itu dengan
satu lapis pintalan besi. Pintalan besi ini bertindak sebagai penghalang dari
berbagai gangguan.
Gambar 1. Struktur Fisik Kabel Coaxial
Gambar 2. Kabel Coaxial
Saluran transmisi ini paling banyak digunakan untuk mengirimkan energi
dengan frekuensi radio (RF), baik dalam sistem pemancar maupun penerima.
Impedansi karakteristiknya beragam, mulai dari 50 Ω sampai 75 Ω. Struktur fisik
dan pola medannya dapat dilihat pada Gambar 1 dimana garis putus-putus
menunjukkan medan magnet, sedangkan garis yang tidak putus-putus
menunjukkan medan listrik.
Kabel coaxial mempunyai penutup (cover) plastik yang berupaya menghalangi
kelembaban dari bahan konduktor yang berada di tengah-tengah. Ini menjadikan ia
mampu menampung gelombang yang lebih besar terutama pada topologi linear
bus. Namun begitu, kekurangan kabel ini ialah ia amat sukar untuk dibengkokkan
dan ini turut menyukarkan proses instal.
Panjang gelombang pada kabel coaxial pendek atau rambat gelombang nya
lambat karena dibatasi oleh ruang kabel (tidak bebas).
Berikut ini parameter pada kabel coaxial :
1. Impedansi karakteristik Kabel Koaksial
Dapat dikatakan bahwa impedansi karakteristik adalah impedansi yang diukur
diujung saluran transmisi yang panjangnya tak berhingga. Bila daya dirambatkan
pada saluran transmisi dengan panjang tak berhingga, maka daya itu akan diserap
seluruhnya disepanjang saluran sebagai akibat bocornya arus pada kapasitansi antar
penghantar dan hilangnya tegangan pada induktansi saluran.
Pada kabel koaksial dapat ditentukan dengan mengetahui perbandingan
diameter luar (D) dan diameter dalam (d). Dan dapat dituliskan dalam rumus
dibawah ini :
Zo = 138√ εr
logDd
2. Redaman
Redaman pada saluran/media transmisi tidak dapat dihilangkan karena tidak
ada saluran yang tidak meredam, dan redaman akan selalu ada pada saluran
transmisi.
Faktor – faktor redaman dari sebuah saluran kabel koaksial :
Jarak : semakin jauh jarak yang ditempuh, maka redamannya akan semakin
besar
Frekuensi : semakin besar frekuensi, maka redamannya pun akan semakin
besar, sama halnya dengan jarak.
Faktor redaman kabel(dB /m) : Loss Kabel (dB)
Panjang Kabel(m)
5. Setup Pengukuran
5.1 Pengaturan untuk mengubah Time Domain dan Frequency Domain
5.2 Pengaturan untuk pengukuran Vinc
5.3 Pengaturan untuk pengukuran Vreff
5.4 Pengaturan untuk pengukuran Vout
6. Alat/Bahan yang diperlukan
1. Sweep Oscillator HP 8620C
2. Kabel Koaksial RG-213 50 Ω
3. RF Plug-In HP 8622A Frequency Range 0.01-2.4 Ghz
4. LM 3010 Multifunction Counter 100MHz-1GHz
5. Directional Coupler Mini Circuit 15542 ZDC-10-1
6. GW Oscilloscope GOS-622G 20MHz
7. RF Detector Suhner 50Ω 0.1-2000MHz
8. Terminator 50Ω
9. Kabel BNC to BNC
10. Connector N to BNC
11. Meteran
7. Langkah Percobaan
7.1 Kalibrasi oscilloscope dari Function Time Domain ke Time Frekuensi
Domain.
7.2 Baca Vin pada saat kalibrasi di oscilloscope.
7.3 Atur frekuensi pada Sweep Oscilator sesuai dengan spesifikasi alat, saat ini
yang digunakan Coupler dengan batas Frekuensi maksimum 500 MHz. Atur
range Frekuensi dari 0 – 500 MHz.
7.4 Sambungkan power level pada sweep oscillator ke oscilloscope channel-1, lalu
nyalakan.
7.5 Tampilkan mode X-Y pada oscilloscope agar kita dapat menghitung keluaran
dari oscillator . Posisi GND Ubah ke posisi DC untuk menghitung
tegangan.
7.6 Pengukuran Vinc
Sambungkan RF output ke IN pada coupler.
Sambungkan detector ke coppling pada coupler.
Sambungkan kabel koaksial ke OUT pada coupler dan beri terminasi pada
ujung kabel.
Hitung Vinc pada osciloscope mulai dari frekuensi 0 – 500 MHz
7.7 Pengukuran Vref
Sambungkan RF output ke OUT pada coupler.
Sambungkan detector ke coppling pada coupler.
Sambungkan kabel koaksial ke IN pada coupler dan beri terminasi pada
ujung kabel.
Hitung Vreff pada osciloscope mulai dari frekuensi 0 – 500 MHz
7.8 Pengukuran Vout
Sambungkan RF output ke IN pada coupler.
Sambungkan detector ke OUT pada coupler.
Sambungkan kabel koaksial ke coppling pada coupler dan beri terminasi
pada ujung kabel.
Hitung Vout pada osciloscope mulai dari frekuensi 0 – 500 MHz.
7.9 Ukur panjang kabel koaksial dengan menggunakan meteran.
8. Hasil dan Analisa
8.1 Data Hasil Pengukuran
Tabel 1. Hasil Pengukuran Vs, Vinc dan Vref serta Perhitungan Koefisien
Pantul (ρ)
Frekuensi
(MHz)
Vs
(mV)
Vinc
(mV)
Vref
(mV)ρ
50 800 120 0.1 0.0083
100 800 130 0.1 0.0077
150 800 130 0.1 0.0077
200 800 130 0.1 0.0077
250 800 140 0.1 0.0071
300 800 140 0.1 0.0071
350 800 140 0.1 0.0071
400 800 140 0.1 0.0071
450 800 150 0.1 0.0067
500 800 150 0.1 0.0067
Dengan :
ρ = VrefVinc
Tabel 2. Hasil Pengukuran dan Perhitungan Impedansi Kabel Coaxial
Frekuensi
(MHz)
Vinc
(mV)
Vref
(mV)ρ
ZL
(Ω)
50 120 0.1 0.0083 50.83
100 140 0.1 0.0071 50.71
150 140 0.1 0.0071 50.71
200 140 0.1 0.0071 50.71
250 140 0.1 0.0071 50.71
300 140 0.1 0.0071 50.71
350 140 0.1 0.0071 50.71
400 140 0.1 0.0071 50.71
450 150 0.1 0.0067 50.67
500 150 0.1 0.0067 50.67
Dengan :
ZL = −Zo (ρ+1)
(ρ−1)
50 100 150 200 250 300 350 400 450 50050.55
50.6
50.65
50.7
50.75
50.8
50.85
ZL vs Frekuensi
Frekuensi (MHz)
ZL (O
hm)
Gambar 9.1 Kurva nilai ZL Kabel Coaxial terhadap Frekuensi
Tabel 3. Hasil Pengukuran dan Perhitungan Faktor Redaman pada
Kabel Coaxial
Frekuens
i
(MHz)
Vs
(mV)
Vout
(mV)
Loss
(dB)
Attenuasi
(dB/m)
50 800 320 7.95 0.14
100 800 340 7.43 0.13
150 800 340 7.43 0.13
200 800 380 6.46 0.12
250 800 340 7.43 0.13
300 800 300 8.51 0.15
350 800 300 8.51 0.15
400 800 280 9.11 0.16
450 800 280 9.11 0.16
500 800 280 9.11 0.16
Dengan :
Panjang kabel Coaxial yang digunakan untuk pengukuran = 53,7 meter
Loss (dB) = 20 log VsVo
Attenuasi = Loss Kabel
Panjang Kabel dB/m
50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
0.020.040.060.08
0.10.120.140.160.18
Attenuasi vs Frekuensi
Frekuensi (MHz)
Atten
uasi
(dB/
m)
Gambar 9.2 Kurva nilai Attenuasi terhadap Frekuensi
8.2 Analisa Data Hasil Pengukuran
- Nilai impedansi (ZL) yang diperoleh semakin turun seiring dengan naiknya
frekuensi. Nilai impedansi (ZL) kabel coaxial yang diperoleh berkisar
antara 50.67 – 50.83 Ω, nilai impedansi tersebut masih berada dalam batas
toleransi dari kabel coaxial RG – 213 yang mempunyai nilai impedansi 50
± 2Ω.
- Besarnya faktor redaman yang diperoleh dari hasil pengukuran dan
perhitungan semakin besar seiring naiknya frekuensi.
9. Kesimpulan
- Besarnya redaman pada kabel coaxial dipengaruhi oleh nilai loss kabel dan
panjang kabel itu sendiri.
- Nilai redaman pada coaxial berbanding lurus dengan nilai frekuensi. Semakin
besar frekuensi maka nilai redaman kabel semakin besar.
- Semakin panjang kabel coaxial, nilai redaman kabel semakin besar.
- Dari kurva hasil perhitungan dan pengukuran impedansi (ZL) dan redaman
kabel coaxial dapat disimpulkan bahwa kabel coaxial RG – 213 yang
digunakan untuk pengkuran masih berfungsi dengan baik.