fungsi-jaringan2

Upload: henricuseramawanto

Post on 04-Nov-2015

219 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

electric analysys

TRANSCRIPT

  • 2 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (2)

    AnalisisAnalisisAnalisisAnalisis Rangkaian ListrikRangkaian ListrikRangkaian ListrikRangkaian Listrik

    Di Kawasan s

    Sudaryatno Sudirham

  • 3-1

    BAB 3

    Fungsi Jaringan

    Pembahasan fungsi jaringan akan membuat kita

    memahami makna fungsi jaringan, fungsi masukan, dan fungsi alih;

    mampu mencari fungsi alih dari suatu rangkaian melalui analisis rangkaian;

    memahami peran pole dan zero dalam tanggapan rangkaian;

    mampu mencari fungsi alih rangkaian jika tanggapan terhadap sinyal impuls ataupun terhadap sinyal anak tangga diketahui.

    3.1. Pengertian dan Macam Fungsi Jaringan

    Sebagaimana kita ketahui, prinsip proporsionalitas berlaku di

    kawasan s. Faktor proporsionalitas yang menghubungkan keluaran

    dan masukan berupa fungsi rasional dalam s yang disebut fungsi

    jaringan (network function). Secara formal, fungsi jaringan di

    kawasan s didefinisikan sebagai perbandingan antara tanggapan

    status nol dan sinyal masukan.

    )(Masukan Sinyal

    )( Nol Status Tanggapan Jaringan Fungsi

    s

    s= (3.1)

    Definisi ini mengandung dua pembatasan, yaitu a) kondisi awal

    harus nol dan b) sistem hanya mempunyai satu masukan.

    Fungsi jaringan yang sering kita hadapi ada dua bentuk, yaitu fungsi

    masukan (driving-point function) dan fungsi alih (transfer function).

    Fungsi masukan adalah perbandingan antara tanggapan di suatu

    gerbang (port) dengan masukan di gerbang yang sama. Fungsi alih

    adalah perbandingan antara tanggapan di suatu gerbang dengan

    masukan pada gerbang yang berbeda.

    3.1.1. Fungsi Masukan

    Contoh fungsi masukan adalah impedansi masukan dan admitansi

    masukan, yang merupakan perbandingan antara tegangan dan arus di

    terminal masukan.

  • 3-2 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    )(

    )()( ;

    )(

    )()(

    s

    ssY

    s

    ssZ

    V

    I

    I

    V== (3.2)

    CO!TOH-3.1:

    Carilah

    impedansi

    masukan

    yang dilihat

    oleh sumber pada rangkaian-rangkaian berikut ini.

    Penyelesaian :

    RCs

    RZ

    R

    RCsCs

    RY

    Cs

    RCs

    CsRZ

    inin

    in

    +=

    +=+=

    +=+=

    1

    11 b).

    ; 11

    a).

    3.1.2. Fungsi Alih

    Dalam rangkaian pemroses sinyal, pengetahuan mengenai fungsi alih

    sangat penting karena fungsi ini menentukan bagaimana suatu sinyal

    masukan akan mengalami modifikasi dalam pemrosesan. Karena

    sinyal masukan maupun sinyal keluaran dapat berupa tegangan

    ataupun arus, maka kita mengenal empat macam fungsi alih, yaitu

    )(

    )()( :Alih Impedansi

    ;)(

    )()( :Alih Admitansi

    )(

    )()( : ArusAlih Fungsi

    ; )(

    )()( :Tegangan Alih Fungsi

    o

    o

    o

    o

    s

    ssT

    s

    ssT

    s

    ssT

    s

    ssT

    inZ

    inY

    inI

    inV

    I

    V

    V

    I

    I

    I

    V

    V

    =

    =

    =

    =

    (3.3)

    TV (s) dan TI (s) tidak berdimensi. TY (s) mempunyai satuan siemens

    dan TZ (s) mempunyai satuan ohm. Fungsi alih suatu rangkaian dapat

    diperoleh melalui penerapan kaidah-kaidah rangkaian serta analisis

    rangkaian di kawasan s. Fungsi alih memberikan hubungan antara

    sinyal masukan dan sinyal keluaran di kawasan s.

    a).

    R + Cs

    1

    Vs(s) R

    Cs

    1

    Is(s)

    b).

  • 3-3

    CO!TOH-3.2: Carilah fungsi alih rangkaian-rangkaian berikut.

    Penyelesaian :

    Kaidah pembagi tegangan untuk rangkaian a) dan kaidah

    pembagi arus untuk rangkaian b) akan memberikan :

    sRCsCR

    R

    s

    ssT

    RCsCsR

    Cs

    s

    ssT

    inI

    inV

    +=

    +==

    +=

    +==

    1

    1

    /1

    /1

    )(

    )()( b).

    ; 1

    1

    /1

    /1

    )(

    )()( a).

    o

    o

    I

    I

    V

    V

    CO!TOH-3.3: Tentukan

    impedansi masukan dan

    fungsi alih rangkaian di

    samping ini.

    Penyelesaian :

    Transformasi rangkaian ke kawasan s memberikan

    ( ) ( )

    1)(

    ))(1(

    /1

    ))(/1(

    ||/1

    212

    21

    21

    21

    21

    +++

    ++=

    +++

    ++=

    ++=

    CsRRLCs

    RLsCsR

    LsRCsR

    RLsCsR

    RLsCsRZin

    2

    2o

    )(

    )()(

    RLs

    R

    s

    ssT

    inV +

    ==V

    V

    R1 R2

    Ls

    1/Cs

    + Vin(s)

    + Vo (s)

    a).

    R

    Cs

    1+

    Vin(s)

    +

    Vo(s)

    R Cs

    1Iin(s)

    b).

    Io(s)

    R1 R2

    L

    C

    + vin

    + vo

  • 3-4 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    CO!TOH-3.4: Tentukan

    impedansi masukan dan

    fungsi alih rangkaian di

    samping ini.

    Penyelesaian :

    Transformasi rangkaian ke

    kawasan s memberikan

    rangkaian berikut ini :

    ( )1/1

    //1||

    11

    1

    11

    1111 +

    =+

    ==sCR

    R

    sCR

    sCRsCRZin

    1

    1

    1

    1

    )/1(||

    )/1(||

    )(

    )()(

    22

    11

    1

    2

    1

    11

    22

    2

    11

    22

    1

    2o

    +

    +=

    +

    +=

    ===

    sCR

    sCR

    R

    R

    R

    sCR

    sCR

    R

    sCR

    sCR

    Z

    Z

    s

    ssT

    inV

    V

    V

    CO!TOH-3.5: Tentukan

    fungsi alih rangkaian

    di samping ini.

    Penyelesaian :

    Transformasi

    rangkaian ke kawasan s memberikan rangkaian dan persamaan

    berikut ini

    +

    R2

    + Vin(s)

    + Vo(s)

    R1

    1/C1s 1/C2s

    +

    R2

    + vin

    + vo

    R1

    C1 C2

    1M

    1F

    vx

    A

    +

    vs

    +

    vx

    + vo 1M 1F

    +

  • 3-5

    Persamaan tegangan untuk simpul A :

    ( )0

    10

    1010

    101010

    6

    66

    666

    =

    ++

    x

    xin

    A

    s

    s

    V

    VV

    V

    1)3(

    1

    )122(

    atau 0)2)(1(

    )1(1

    1

    /1010

    /10 : sedangkan

    2

    2

    66

    6

    ++=

    =+++

    =++

    +=+

    =

    +=

    ss

    ssss

    sss

    ss

    s

    s

    in

    x

    inx

    xxinx

    xAA

    Ax

    V

    V

    VV

    VVVV

    VVV

    VV

    Fungsi alih : sss

    s

    s

    ssT

    s

    x

    sV

    1)3()(

    )(

    )(

    )()(

    2

    o

    ++

    =

    ==V

    V

    V

    V

    3.2. Peran Fungsi Alih

    Dengan pengertian fungsi alih sebagaimana telah didefinisikan,

    keluaran dari suatu rangkaian di kawasan s dapat dituliskan sebagai

    .kawasan di nol) status (tanggapankeluaran : )(

    kawasan dimasukan sinyal pernyataan : )(

    alih fungsiadalah )(dengan ; )()()(

    ss

    ss

    sTssTs

    Y

    X

    XY =

    (3.4)

    Fungsi alih T(s) berupa fungsi rasional yang dapat dituliskan dalam

    bentuk rasio dari dua polinom a(s) dan b(s) :

    106

    106/s

    Vx

    A +

    Vx

    + Vo(s) 106

    106/s

    +

    +

    Vs(s)

  • 3-6 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    011

    1

    011

    1

    )(

    )()(

    asasasa

    bsbsbsb

    sa

    sbsT

    nn

    nn

    mm

    mm

    +++

    +++==

    (3.5)

    Nilai koefisien polinom-polinom ini berupa bilangan riil, karena

    ditentukan oleh parameter rangkaian yang riil yaitu R, L, dan C.

    Fungsi alih dapat dituliskan dalam bentuk

    )())((

    )())(()(

    21

    21

    n

    m

    pspsps

    zszszsKsT

    = (3.6)

    Dengan bentuk ini jelas terlihat bahwa fungsi alih akan memberikan

    zero di z1 . zm dan pole di p1 . pn . Pole dan zero dapat

    mempunyai nilai riil ataupun kompleks konjugat karena koefisien

    dari b(s) dan a(s) adalah riil. Sementara itu sinyal masukan X(s) juga

    mungkin mengandung zero dan pole sendiri. Oleh karena itu, sesuai

    dengan persamaan (3.6), sinyal keluaran Y(s) akan mengandung pole

    dan zero yang dapat berasal dari T(s) ataupun X(s). Pole dan zero

    yang berasal dari T(s) disebut pole alami dan zero alami, karena

    mereka ditentukan semata-mata oleh parameter rangkaian dan bukan

    oleh sinyal masukan; sedangkan yang berasal dari X(s) disebut pole

    paksa dan zero paksa karena mereka ditentukan oleh fungsi pemaksa

    (masukan).

    CO!TOH-3.6: Jika sinyal masukan pada rangkaian dalam contoh-

    3.5 adalah vin = cos2t u(t) , carilah pole dan zero sinyal keluaran

    Vo(s) untuk = 0,5.

    Penyelesaian :

    Pernyataan sinyal masukan di kawasan s adalah :

    4)(

    2 +=

    s

    ssinV

    Fungsi alih rangkaian telah diperoleh pada contoh 3.5; dengan = 0,5 maka

    ss sssTV

    15,2

    5,0

    1)3()(

    22 ++=

    ++

    =

    Dengan demikian sinyal keluaran menjadi

  • 3-7

    )2)(2()5,0)(2(

    5,0

    415,2

    5,0)()()(

    22o

    jsjs

    s

    ss

    s

    s

    ssssTs inV

    +++=

    +++== VV

    Pole dan zero adalah :

    3.2.1. Rangkaian Dengan Masukan Sinyal Impuls

    Sinyal masukan yang berbentuk gelombang impuls dinyatakan

    dengan x(t) = (t). Pernyataan sinyal ini di kawasan s adalah X(s) = 1. Dengan masukan ini maka bentuk sinyal keluaran Vo(s) akan sama

    dengan bentuk fungsi alih T(s).

    )(1)()()()(o ssTssTs HXV === (3.7)

    Vo(s) yang diperoleh dengan X(s) = 1 ini kita sebut H(s) agar tidak

    rancu dengan T(s). Karena X(s) = 1 tidak memberikan pole paksa,

    maka H(s) hanya akan mengandung pole alami.

    Kembali ke kawasan t, keluaran vo(t) = h(t) diperoleh dengan

    transformasi balik H(s). Bentuk gelombang h(t) terkait dengan pole

    yang dikandung oleh H(s). Pole riil akan memberikan komponen

    eksponensial pada h(t); pole kompleks konjugat (dengan bagian riil

    negatif ) akan memberikan komponen sinus teredam pada h(t) dan

    pole-pole yang lain akan memberikan bentuk-bentuk h(t) tertentu

    yang akan kita lihat melalui contoh berikut.

    CO!TOH-3.7: Jika sinyal masukan pada rangkaian dalam contoh-

    3.5 adalah vin = (t) , carilah pole dan zero sinyal keluaran untuk nilai = 0,5 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4, 5.

    Penyelesaian :

    Fungsi alih rangkaian ini adalah : 1)3(

    )(2 ++

    =

    sssTV

    Dengan masukan vin = (t) yang berarti Vin(s) = 1, maka keluaran rangkaian adalah :

    riil alami : 5.0

    riil alami : 2

    poles

    poles

    =

    =

    imajiner paksa : 2

    imaginer paksa : 2

    riil paksa satu : 0

    polejs

    polejs

    zeros

    +=

    =

    =

  • 3-8 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    1)3()(

    2 ++

    =

    sssH

    5,0dan 2 di riil dua

    )5,0)(2(

    5,0

    15,2

    5,0)(5,0

    2

    ==

    ++=

    ++==

    sspole

    sssssH

    1 di riil dua )1(

    5,0

    12

    1)(1

    22=

    +=

    ++== spole

    ssssH

    2/35,0 dikonjugat kompleks dua

    )2/35,0)(2/35,0(

    2

    1

    2)(2

    2

    jspole

    jsjssss

    =

    +++=

    ++== H

    1 di imajiner dua

    )1)(1(

    3

    1

    3)(3

    2

    jspole

    jsjsss

    =

    +=

    +== H

    2/35,0 dikonjugat kompleks dua

    )2/35,0)(2/35,0(

    4

    1

    4)(4

    2

    jspole

    jsjssss

    =

    +=

    +== H

    1 di riil dua )1(

    5

    12

    5)(5

    22=

    =

    +== spole

    ssssH

    Contoh-3.7 ini memperlihatkan bagaimana fungsi alih menentukan

    bentuk gelombang sinyal keluaran melalui pole-pole yang

    dikandungnya. Berbagai macam pole tersebut akan memberikan h(t)

    dengan perilaku sebagai berikut.

    = 0,5 : dua pole riil negatif tidak sama besar; sinyal keluaran sangat teredam.

    = 1 : dua pole riil negatif sama besar ; sinyal keluaran teredam kritis.

    =2 : dua pole kompleks konjugat dengan bagian riil negatif ; sinyal keluaran kurang teredam, berbentuk

    sinus teredam.

    = 3 : dua pole imaginer; sinyal keluaran berupa sinus tidak teredam.

  • 3-9

    = 4 : dua pole kompleks konjugat dengan bagian riil positif ; sinyal keluaran tidak teredam, berbentuk sinus

    dengan amplitudo makin besar.

    = 5 : dua pole riil posistif sama besar; sinyal keluaran eksponensial dengan eksponen positif; sinyal makin

    besar dengan berjalannya t.

    Gambar berikut menjelaskan posisi pole dan bentuk tanggapan

    rangkaian di kawasan t yang berkaitan.

    Gb.3.1. Posisi pole dan bentuk gelombang keluaran.

    3.2.2. Rangkaian Dengan Masukan Sinyal Anak Tangga

    Transformasi sinyal masukan yang berbentuk gelombang anak

    tangga x(t) = u(t) adalah X(s) = 1/s. Jika fungsi alih adalah T(s) maka

    sinyal keluaran adalah

    s

    sTssTs

    )()()()( == XY (3.8)

    -1 .2

    0

    1 .2

    0 20

    j

    pole di 0+j0

    (lihat pembahasan berikut)

    pole riil positif

    pole di + j

    pole riil negatif

    pole di j

    pole di j

  • 3-10 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    Jika kita bandingkan (3.8) ini dengan (3.7) dimana tanggapan

    terhadap sinyal impuls dinyatakan sebagai H(s), maka tanggapan

    terhadap sinyal anak tangga ini dapat kita sebut

    s

    s

    s

    sTs

    )()()(

    HG == (3.9)

    Karena H(s) hanya mengandung pole alami, maka dengan melihat

    bentuk ini kita segera mengetahui bahwa tanggapan terhadap sinyal

    anak tangga di kawasan s akan mengandung satu pole paksa

    disamping pole-pole alami. Pole paksa ini terletak di s = 0 + j0; pole

    inilah yang ditambahkan pada Gb. 3.3.

    Mengingat sifat integrasi pada transformasi Laplace, maka g(t) dapat

    diperoleh jika h(t) diketahui, yaitu

    =t

    dxxhtg0

    )()( (3.10)

    Secara timbal balik, maka

    kontinyu. tidak )( dimana

    di kecuali titik semua diberlaku , )(

    )(

    tg

    tdt

    tdgth =

    (3.11)

    CO!TOH-3.8: Dalam contoh-3.7, jika = 2 dan sinyal masukan berupa sinyal anak tangga, carilah pole dan zero sinyal

    keluaran.

    Penyelesaian :

    Dengan = 2 fungsi alihnya adalah 1

    2)(

    2 ++=

    sssTV

    Dengan sinyal masukan X(s) = 1/s , tanggapan rangkaian adalah

    sjsjsssss

    )2/35,0)(2/35,0(

    21

    )1(

    2)(

    2 +++=

    ++=G

    Dari sini kita peroleh :

    00 di paksa satu : 0

    negatif riilbagian dengan

    konjugat kompleks dua : 2/35,0

    jpole s

    polejs

    +=

    =

  • 3-11

    3.3. Hubungan Bertingkat dan Kaidah Rantai

    Hubungan masukan-keluaran melalui suatu fungsi alih dapat kita

    gambarkan dengan suatu diagam blok seperti Gb.3.2.a.

    Gb.3.2. Diagram blok

    Suatu rangkaian pemroses sinyal seringkali merupakan hubungan

    bertingkat dari beberapa tahap pemrosesan. Dalam hubungan

    bertingkat ini, tegangan keluaran dari suatu tahap menjadi tegangan

    masukan dari tahap berikutnya. Diagram blok dari hubungan

    bertingkat ini ditunjukkan oleh Gb.3.2.b. Untuk hubungan bertingkat

    ini berlaku kaidah rantai yaitu apabila suatu rangkaian merupakan

    hubungan bertingkat dari tahapan-tahapan yang masing-masing

    mempunyai fungsi alih tegangan TV1(s), TV2(s) .dst. maka fungsi

    alih tegangan total rangkaian menjadi

    )()()()( 11 sTsTsTsT VkVVV = (3.12)

    Kaidah rantai ini mempermudah kita dalam melakukan analisis dari

    suatu rangkaian yang merupakan hubungan bertingkat dari beberapa

    tahapan. Namun dalam hubungan bertingkat ini perlu kita perhatikan

    agar suatu tahap tidak membebani tahap sebelumnya. Jika

    pembebanan ini terjadi maka fungsi alih total tidak sepenuhnya

    menuruti kaidah rantai. Untuk menekan efek pembebanan tersebut

    maka harus diusahakan agar impedansi masukan dari setiap tahap

    sangat besar, yang secara ideal adalah tak hingga besarnya. Jika

    impedansi masukan dari suatu tahap terlalu rendah, kita perlu

    menambahkan rangkaian penyangga antara rangkaian ini dengan

    tahap sebelumnya agar efek pembebanan tidak terjadi. Kita akan

    melihat hal ini pada contoh berikut.

    CO!TOH-3.9: Carilah fungsi alih kedua rangkaian berikut; sesudah

    itu hubungkan kedua rangkaian secara bertingkat dan carilah

    fungsi alih total.

    R1 + Vin

    1/Cs

    + Vo

    R2 Ls +

    Vo

    + Vin

    T(s) X(s) Y(s)

    a).

    T1(s) Y1 (s)

    b).

    T2(s) Y(s) X(s)

  • 3-12 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    Penyelesaian : Fungsi alih kedua rangkaian berturut-turut

    adalah

    1

    1

    /1

    /1)(

    111 +

    =+

    =CsRCsR

    CssTV dan

    LsR

    RsTV +=

    2

    22 )(

    Jika kedua rangkaian dihubungkan maka rangkaian menjadi

    seperti di bawah ini.

    Fungsi alih rangkaian gabungan ini adalah:

    ++++

    +

    +=

    +

    ++

    +

    ++

    +

    +=

    ++

    +

    +=

    )()(

    /1

    )(/1

    /1

    )(/1

    )(||/1

    )(||/1)(

    2122

    2

    2

    2

    12

    2

    2

    2

    2

    2

    12

    2

    2

    2

    RRsCRLLCs

    LsR

    LsR

    R

    RLsRCs

    LsRCs

    LsRCs

    LsRCs

    LsR

    R

    RLsRCs

    LsRCs

    LsR

    RsTV

    Pemahaman :

    Fungsi alih dari rangkaian yang diperoleh dengan

    menghubungkan kedua rangkaian secara bertingkat tidak

    merupakan perkalian fungsi alih masing-masing. Hal ini

    disebabkan terjadinya pembebanan rangkaian pertama oleh

    rangkaian kedua pada waktu mereka dihubungkan. Untuk

    mengatasi hal ini kita dapat menambahkan rangkaian penyangga

    di antara kedua rangkaian sehingga rangkaian menjadi seperti di

    bawah ini.

    Diagram blok rangkaian ini menjadi :

    R1 + Vin 1/Cs

    R2 Ls

    + Vo

    R1 + Vin

    1/Cs R2

    Ls + Vo

    +

  • 3-13

    Contoh-3.9. di atas menunjukkan bahwa kaidah rantai berlaku jika

    suatu tahap tidak membebani tahap sebelumnya. Oleh karena itu agar

    kaidah rantai dapat digunakan, impedansi masukan harus diusahakan

    sebesar mungkin, yang dalam contoh diatas dicapai dengan

    menambahkan rangkaian penyangga. Dengan cara demikian maka

    hubungan masukan-keluaran total dari seluruh rangkaian dapat

    dengan mudah diperoleh jika hubungan masukan-keluaran masing-

    masing bagian diketahui. Pengembangan dari konsep ini akan kita

    lihat dalam analisis sistem.

    3.4. Fungsi Alih dan Hubungan Masukan-Keluaran di Kawasan

    Waktu

    Dalam pembahasan di atas dapat kita lihat bahwa jika kita bekerja di

    kawasan s, hubungan masukan-keluaran diberikan oleh persamaan

    )()()( ssTs XY =

    Bagaimanakah bentuk hubungan masukan-keluaran di kawasan

    waktu? Menurut (3.9) T(s) = H(s), sehingga kita dapat menggunakan

    konvolusi untuk melakukan transformasi balik dari hubungan di atas

    dan kita dapatkan hubungan masukan-keluaran di kawasan waktu,

    yaitu

    ==tt

    dthxdtxhty00

    )()()()()( (3.13)

    dengan h(t) adalah tanggapan impuls dari rangkaian.

    Persamaan (3.13) ini memberikan hubungan di kawasan waktu,

    antara besaran keluaran y(t), besaran masukan x(t), dan tanggapan

    impuls rangkaian h(t). Hubungan ini dapat digunakan langsung tanpa

    melalui transformasi Laplace. Hubungan ini sangat bermanfaat untuk

    mencari keluaran y(t) jika h(t) ataupun x(t) diperoleh secara

    experimental dan sulit dicari transformasi Laplace-nya. Konvolusi

    berlaku untuk rangkaian linier invarian waktu. Jika batas bawah

    adalah nol (seperti pada 3.13), maka sinyal masukan adalah sinyal

    kausal, yaitu x(t) = 0 untuk t < 0.

    Vo(s) Vin(s) TV1 TV1 1

    Vo1 Vo1

  • 3-14 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    3.5. Tinjauan Umum Mengenai Hubungan Masukan-Keluaran

    Dari pembahasan mengenai fungsi alih diatas dan pembahasan

    mengenai hubungan masukan-keluaran pada bab-bab sebelumnya,

    kita dapat mengetahui bahwa hubungan antara sinyal keluaran dan

    sinyal masukan di suatu rangkaian dapat kita peroleh dalam beberapa

    bentuk. Di kawasan s, hubungan tersebut diperoleh melalui

    transformasi Laplace. Hubungan tersebut juga dapat kita peroleh di

    kawasan t melalui konvolusi. Di samping itu kita ingat pula bahwa

    hubungan antara sinyal keluaran dan sinyal masukan dapat pula

    diperoleh dalam bentuk persamaan diferensial, seperti yang kita

    temui pada waktu kita membahas analisis transien. Jadi kita telah

    mempelajari tiga macam bentuk hubungan antara sinyal keluaran dan

    sinyal masukan, yaitu

    transformasi Laplace, konvolusi, persamaan diferensial.

    Kita masih akan menjumpai satu lagi bentuk hubungan sinyal

    keluaran dan sinyal masukan yaitu melalui transformasi Fourier.

    Akan tetapi sebelum membahas transformasi Fourier kita akan

    melihat lebih dulu tanggapan frekuensi dalam bab berikut ini.

  • 3-15

    Soal-Soal

    1. Terminal AB rangkaian

    berikut adalah terminal

    masukan, dan terminal

    keluarannya adalah CD.

    Tentukanlah admitansi

    masukannya (arus / tegangan

    masukan di kawasan s) jika terminal keluaran terbuka.

    2. Jika tegangan masukan v1(t)=10u(t) V, gambarkan diagram pole-

    zero dari arus masukan dan sebutkan jenis pole dan zero yang ada

    3. Tegangan keluaran v2(t) rangkaian soal 1 diperoleh di terminal

    CD. Tentukan fungsi alih tegangannya (tegangan keluaran /

    tegangan masukan di kawasan s).

    4. Jika tegangan masukan v1(t) = 10 u(t) V Gambarkan diagram pole-

    zero tegangan keluaran.

    5. Ulangi soal 2 dengan tegangan masukan v1(t) = 10[sin100t]u(t) V.

    6. Ulangi soal 4 dengan tegangan masukan v1(t) = 10[sin100t]u(t) V.

    7. Tentukan fungsi alih pada rangkaian berikut dan gambarkan

    digram pole-zero dari tegangan keluaran Vo(s)dan sebutkan jenis

    pole dan zeronya.

    a). b).

    c). d).

    +

    R1 C

    u(t)

    + vo

    +

    R2

    + L

    R C

    u(t)

    + vo

    +

    R2 R1

    C cos1000t

    + vo

    + L

    R1

    R2 u(t)

    + vo

    C

    1k 1k

    1H

    0,5F

    D

    A

    B

    C

  • 3-16 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)

    e). f).

    g). h),

    8. Carilah fungsi alih, g(t), dan h(t) dari rangkaian berikut.

    a). b).

    c), d).

    9. Carilah fungsi alih hubungan bertingkat yang: (a)tahap

    pertamanya rangkaian soal 18 dan tahap keduan rangkaian pada

    soal 15; (b) tahap pertama rangkaian pada soal 19 dan tahap

    kedua rangkaian pada soal 16; (c) tahap pertama rangkaian soal

    15 sedangkan tahap kedua rangkaian pada soal 18; (d) tahap

    pertama rangkaian soal 16 sedangkan rangkaian pada soal 19

    menjadi tahap kedua.

    +

    R1 C

    u(t)

    + vo

    +

    R2

    L

    100k 1F

    + vo

    +

    10k

    + vin 10k

    1F +

    vo

    +

    10k

    +

    vin

    1k 1k

    1H

    0,5F

    +

    vin

    +

    vo

    10k

    1k

    0,5H +

    vin

    +

    vo

    +

    R1

    C

    u(t)

    + vo

    +

    R2

    L

    +

    R1 C

    u(t)

    + vo

    +

    R2

    +

    R1

    C

    u(t)

    + vo

    +

    R2

  • 3-17

    13. Carilah fungsi alih dari suatu rangkaian jika diketahui bahwa

    tanggapannya terhadap sinyal anak tangga adalah :

    ( )( )( ) );( )( d).

    );( 51)( c).

    );( 1 )( b).

    );()( a).

    2000 1000

    5000

    5000

    5000

    tueetg

    tuetg

    tuetg

    tuetg

    tt

    t

    t

    t

    =

    +=

    =

    =

    ( )( ) )( 2000sin )( f).

    );( )( e).

    1000

    2000 1000

    tutetg

    tueetg

    t

    tt

    =

    =

    ( )

    )( 2000)()( j).

    ; )( 1000)()( i).

    );( 1000)( h).

    ; )( 2000sin )( g).

    1000

    1000

    1000

    1000

    tuetth

    tuetth

    tueth

    tutetg

    t

    t

    t

    t

    =

    =

    =

    =

    ( )( ) )( 2000cos )( l).

    );( 2000sin )( k).

    1000

    1000

    tuteth

    tuteth

    t

    t

    =

    =

    14. Dengan menggunakan integral konvolusi carilah tegangan

    kapasitor pada rangkaian seri RC jika tegangan masukannya: (a)

    v1(t) = tu(t) ; (b) v1(t) = A e t

    u(t).

  • 3-18 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (3)