ALAT ANALISIS DISTORSI HARMONIK

ALAT ANALISIS DISTORSI HARMONIK

Distorsi harmonik

Dalam keadaan ideal, pemakaian sebuah signal masukan berbentuk sinus ke dalam alat elektronik seperti penguat, seharusnya memperlihatkan gelombang keluaran berbentuk sinus. Namun umumnya, bentuk gelombang keluaran tidak persis sama dengan bentuk gelombang masukan sebab berbagai jenis distorsi bisa terjadi. Distorsi bisa sebagai akibat dari karakteristik transistor yang tidak linear, yang tidak dapat dihindarkan di dalam rangkaian atau dari komponen rangkaian itu sendiri. Keluaran elemen elemen rangkaian yang tidak linear memperlihatkan harmonik – harmonik dari frekuensi dasar pada bentuk gelombang keluaran, dan distorsi resultante sering disebut distorsi harmonic (Harmonic distortion).

Suatu ukuran distorsi yang dinyatakan oleh sebuah harmonic tertentu secara sederhana adalah perbandingan amplitude harmonic terhadap frekuensi dasar, dinyatakan dalam persen. Jadi distorsi harmonic dinyatakan oleh :

D2    D3   D4  

Dimana D_n (n = 2, 3, 4, …) menyatakan distorsi harmonik n; B_n menyatakan amplitudo harmonik ke n dan B amplitude dasar, B, adalah amplitude dasar.

Distorsi harmonic total atau factor distorsi, didefinisikan sebagai

D =

Beberapa metode telah direncanakan guna mengukur distorsi harmonic yang disebabkan oleh sebuah harmonic tunggal atau oleh penjumlahan semua harmonic.

Alat analisis harmonic dengan rangkaian disetalakan

Salah satu cara paling tua untuk menentukan kandungan harmonik dari sebuah bentuk gelombang adalah menggunakan rangkaian yang disetalakan.

Alat analisis harmonik heterodin atau alat ukur gelombang (wavemeter)

Kesulitan rangkaian yang disetalakan diatasi di dalam alat analisis jenis heterodin (heterodyne analyzer) dengan menggunakan sebuah filter yang frekuensinya tetap dan dipilih secara tepat.

Keluaran sebuah osilator yang frekuensinya berubah ubah dicampurkan (heterodyned) secara berturut turut dengan masing masing frekuensi harmonik sinyal masukan, dan salah satu dari penjumlahan ataupun selisih frekuensi tersebut dibuat sama dengan frekuensi filter. Karena sekarang masing masing frekuensi harmonik  diubah menjadi suatu frekuensi yang konstan. Adalah mungkin untuk menggunakan filter dari jenis Kristal kuartz  yang sangat selektif. Dengan teknik ini, yang dilewatkan dan disampaikan ke rangkaian pencatat hanya sinyal berfrekuensi konstan yang sesuai dengan frekuensi harmonic yang akan diukur. Biasanya, pencampur terdiri  dari sebuah modulator setimbang sebab dia memberikan cara yang sederhana untuk menghilangkan frekuensi harmonik mula mula. Distorsi harmonik yang rendah yang dibangkitkan oleh modulator setimbang merupakan keuntungan lain terhadap berbagai jenis pencampur. Pilihan paling baik diperoleh dengan menggunakan filter Kristal kuartz atau filter umpan balik kebalikan (inverse feedback filter).

ANALISIS SPEKTRUM

Analisis spectrum didefinisikan sebagai penyelidikan mengenai distribusi energy sepanjang spectrum frekuensi dari sebuah sinyal listrik yang diketahui. Dari penyelidikan ini diperoleh informasi yang sangat berharga mengenai lebar bidang frekuensi (bandwith), efek berbagai jenis modulasi, pembangkitan sinyal yang palsu dan begitu pada semua manfaatnya dalam perencanaan dan pengujian rangkaian RF.

Karena kemampuan dan keterbatasan instrumentasi, analisis spectrum biasanya bagi dalam dua kelompok utama,yaitu :

1.       Analisis spectrum

2.       Analisis spectrum RF (Radio Frequency)

Analisis spectrum RF yang meliputi frekuensi dari 10 MHz sampai 40 GHz adalah lebih penting, sebab dia mencakup mayoritas yang p[aling banyak dalam pita pita frekuensi (bands) komunikasi instrument industry, pelayaran (navigasi) dan radar.

Alat dasar analisis spectrum

Alat analisis spectrum dirancang agar secara grafis menyajikan hubungan amplitude terhadap frekuensi dari sebagian spectrum yang dipilih dari spectrum frekuensi yang diselidiki. Salah satu instrument pertama yang digunakan pada waktu pengembangan teknik pulsa radar membutuhkan alat yang sedikit lebih majundarripada sebuah indicator RF sederhana, yang tidak memiliki alat control terkalibrasi atau liputan spectrum yang lebar tetapi cukup untuk pekerjaan yang relative sederhana yang tersedia.

Peragaan spectral

Demi kejelasan dengan memperhatikan spectra dari beberapa sinyal yang umum dan peragaan peragaan CRT yang dihasilkan bila sinyal sinyal ini dimasukkan kea lat analisis spectrum.

a.       Sinyal sinyal gelombang kontinu (continuous wave, CW signal)

Jika osilator loka alat analisis menyapu melalui sebuah sinyal masukan CW secara perlahan lahan, respon yang dihasilkan pada layar hanyalah sebuah grafik dari pita pelewat IF.

b.      Modulasi amplitudo

 Bila amplitude sebuah sinyal CW dengan frekuensi f_c dimodilasi oleh sebuah nada tunggal f_a , pita pita sisi (sidebands)dibangkitkan pada frekuensi f_c  + f_a  selanjutnya alat analisis akan memperagakan frekuensi pembawa f_c diapit oleh dua frekuensi pita sisi yang amplitudonya relative terhadap frekuensi pembawa bergantung pada persentase modulasi.