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.