Evolusi Arsitektur Komputer

Evolusi Arsitektur Komputer

            Hallo semua, apa kabarnya? Sudah lama saya tidak upload materi ke dalam blog ini. Sekarang saya akan memberikan beberapa pembahasan menarik yaitu tentang Evolusi Arsitektur Komputer. Sebelum masuk ke pembahasan, mari kita ketahui terlebih dahulu definisi dari Evolusi, Arsitektur, dan Komputer.

·        Evolusi

Evolusi adalah proses perubahan secara berangsur-angsur (bertingkat) dimana sesuatu berubah menjadi bentuk lain (yang biasanya) menjadi lebih kompleks/rumit ataupun berubah menjadi bentuk yang lebih baik.

Berbeda dengan revolusi, proses evolusi biasanya berlangsung lama. Dalam konteks penggunaan istilah, evolusi seringkali digunakan untuk menggambarkan perkembangan yang lambat.

·        Arsitektur

Arsitektur adalah seni yang dilakukan oleh setiap individual untuk berimajinasikan diri mereka dan ilmu dalam merancang bangunan. Dalam artian yang lebih luas, arsitektur mencakup merancang dan membangun keseluruhan lingkungan binaan, mulai dari level makro yaitu perencanaan kota, perancangan perkotaan, arsitektur lanskap, hingga ke level mikro yaitu desain bangunan, desain perabot dan desain produk. Arsitektur juga merujuk kepada hasil-hasil proses perancangan tersebut.

·        Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer pada awalnya dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmetika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmetika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.

            Oke, diatas adalah teori dasar dari pembahasan menarik yang akan segera kita bahas di bawah sini, yuk tanpa panjang lebar inilah pembahasan menarik kali ini.

Perkembangan Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer  dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya. Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll).

Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal juga sebagai suatu tradisi yang berkembang. Dari waktu ke waktu wajah arsitektur selalu mengalami perubahan. Hal-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembangan arsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Disini kita membahas mengenai evolusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu susunan atau rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam kehidupan. Evolusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atau hal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat melakaukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.

KLASIFIKASI ARSITEKTUR KOMPUTER

1.      Arsitektur Von Neumann

Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.

Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri dari atas :

Arithmetic and Logic Unit  (ALU)

Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi penambahan,  pengurangan, dan operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya pada register output.

Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang  mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang  digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang  sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan di dalam memori utama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya.

Control Unit

Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input  menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke memori utama dan mengambil data dari memori utama untuk diolah. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau  perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim  instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data  dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk  disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

Bus

Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.

2.      Arsitektur RISC

RICS singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk negeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya. Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi yang disederhanakan” pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson,pengajar pada University of California di Berkely.

RISC, yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor.

Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

Karakteristik RISC

·         Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC

·         Operasi berbentuk dari register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load dan store yang mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unit control

·         Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register.

·         Penggunaan format-format instruksi sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word.

Karakteristik-Karakteristik Eksekusi Instruksi

Salah satu evolusi komputer yang besar adalah evolusi bahasa pemprograman. Bahasa pemprograman memungkinkan programmer dapat mengekspresikan algoritma lebih singkat, lebih memperhatikan rincian, dan mendukung penggunaan pemprograman terstruktur, tetapi ternyata muncul masalah lain yaitu semantic gap, yaitu perbedaan antara operasi-operasi yang disediakan oleh HLL dengan yang disediakan oleh arsitektur komputer, ini ditandai dengan ketidakefisienan eksekusi, program mesin yang berukuran besar,dan kompleksitas kompiler.

Untuk mengurangi kesenjangan ini para perancang menjawabnya dengan arsitektur. Fitur-fiturnya meliputi set-set instruksi yang banyak, lusinan mode pengalamatan, dan statemen –statemen HLL yang diimplementasikan pada perangkat keras.

Operasi

Beberapa penelitian telah menganalisis tingkah laku program HLL (High Level Language). Assignment Statement sangat menonjol yang menyatakan bahwa perpindahan sederhana merupakan satu hal yang penting. Hasil penelitian ini merupakan hal yang penting bagi perancang set instruksi mesin yang mengindikasikan jenis instruksi mana yang sering terjadi karena harus didukung optimal.

Operand

Penelitian Paterson telah memperhatikan [PATT82a] frekuensi dinamik terjadinya kelaskelas variabel. Hasil yang konsisten diantara program pascal dan C menunjukkan mayoritas referensi menunjuk ke variable scalar. Penelitian ini telah menguji tingkah laku dinamik program HLL yang tidak tergantung pada arsitektur tertentu. Penelitian [LUND77] menguji instruksi DEC-10 dan secara dinamik menemukan setiap instruksi rata-rata mereferensi 0,5 operand dalam memori dan rata-rata mereferensi 1,4 register. Tentu saja angka ini tergantung pada arsitektur dan kompiler namun sudah cukup menjelaskan frekuensipengaksesan operand sehingga menyatakan pentingnya sebuah arsitektur.

Procedure Calls

Dalam HLL procedure call dan return merupakan aspek penting karena merupakan operasi yang membutuhkan banyak waktu dalam program yang dikompalasi sehingga banyak berguna untuk memperhatikan cara implementasi opperasi ini secara efisien. Adapun aspeknya yang penting adalah jumlah parameter dan variabel yang berkaitan dengan prosedur dan kedalaman pensarangan (nesting).

3.      Arsitektur CISC

Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.

Sebelum proses RISC didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani celah semantik”, yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi “level tinggi” seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yg “sarat informasi” ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.

Memang setelah itu banyak desain yang memberikan hasil yang lebih baik dengan biaya yang lebih rendah, dan juga mengakibatkan pemrograman level tinggi menjadi lebih sederhana, tetapi pada kenyataannya tidaklah selalu demikian. Contohnya, arsitektur kompleks yang didesain dengan kurang baik (yang menggunakan kode-kode mikro untuk mengakses fungsi-fungsi hardware), akan berada pada situasi di mana akan lebih mudah untuk meningkatkan performansi dengan tidak menggunakan instruksi yang kompleks (seperti instruksi pemanggilan procedure), tetapi dengan menggunakan urutan instruksi yang sederhana.

Istilah RISC dan CISC saat ini kurang dikenal, setelah melihat perkembangan lebih lanjut dari desain dan implementasi baik CISC dan CISC. Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC). Prosesor-prosesor modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi instruksi-instruksi kompleks menjadi beberapa “operasi-mikro” internal yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan secara paralel, sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang lebih besar.

Karakteristik CISC

·         Sarat informasi memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat

·         Dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah perintah sedikit tetapi rumit) Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan.

4.      Arsitektur Harvard

Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk program dan data dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak  diperlukan multiplexing  alamat dan bus data. Arsitektur ini tidak hanya didukung dengan bus paralel untuk alamat dan data, tetapi juga menyediakanorganisasiinternal yang  berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dan dikodekan ketika dan data, tetapi juga menyediakan organisasi internal yang  berbeda sedemikian rupa instruksi dapaLebih lanjut lagi, bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda  dari bus alamat. Hal ini memungkinkan pengoptimalan bus data dan bus alamat dalam pengeksekusian instruksi yang cepat.t diambil dan dikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. Sebagai contoh, mikrokontroler Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk alamat dan data.  Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang menggunakan arsitektur Havard.

5.      Arsitektur Blue Gene

Blue Gene adalah sebuah arsitektur komputer yang dirancang untuk menciptakan beberapa superkomputer generasi berikut, yang dirancang untuk mencapai kecepatan operasi petaflop (1 peta = 10 pangkat 15), dan pada 2005 telah mencapai kecepatan lebih dari 100 teraflop (1 tera = 10 pangkat 12). Blue Gene merupakan proyek antara Departemen Energi Amerika Serikat (yang membiayai projek ini), industri (terutama IBM), dan kalangan akademi. Ada lima projek Blue Gene dalam pengembangan saat ini, di antaranya adalah Blue Gene/L, Blue Gene/C, dan Blue Gene/P.

Komputer pertama dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L dikembangkan melalui sebuah “partnership” dengan Lawrence Livermore National Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta dan direncanakan dapat mencapai kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth Simulator, superkomputer tercepat di dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004, dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam peringkat 500 besar superkomputer berada dalam posisi ke-4 dan ke-8.

Pada 29 September 2004 IBM mengumumkan bahwa sebuah prototipe Blue Gene/L di IBM Rochester (Minnesota) telah menyusul Earth Simulator NEC sebagai komputer tercepat di dunia, dengan kecepatan 36,01 TFLOPS, mengalahkan Earth Simulator yang memiliki kecepatan 35,86 TFLOPS. Mesin ini kemudian mencapai kecepatan 70,72.

Pada 24 Maret 2005, Departemen Energi AS mengumumkan bahwa Blue Gene/L memecahkan rekor komputer tercepat mencapai 135,5 TFLOPS. Hal ini dimungkinkan karena menambah jumlah rak menjadi 32 dengan setiap rak berisi 1.024 node komputasi. Ini masih merupakan setengah dari konfigurasi final yang direncanakan mencapai 65.536 node.

Pada 27 Oktober, 2005, Lawrence Livermore National Laboratory dan IBM mengumumkan bahwa Blue Gene/L sekali lagi telah menciptakan rekor dengan mengalahkan rekornya sendiri setelah mencapai kecepatan 280.6 TFLOPS

Referensi :

https://id.wikipedia.org/wiki/Evolusi_(istilah)

https://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputer

http://tergesa.blogspot.com/2012/02/sejarah-evolusi-dan-kinerja-komputer.html http://www.scribd.com/doc/97383983/40/Klasifikasi-Feng-KLASIFIKASI-FENG

http://diaz9895.blogspot.com/2011/11/kualitas-arsitektur-komputer.html

http://next-timexxxx.blogspot.com/2011/10/organisasi-dan-arsitektur-komputer.html

http://www.scribd.com/doc/52467855/DEFINISI-ORGANISASI-KOMPUTER

Read More

E-Learning Teknologi Semikonduktor

Apa saja sih saja yang dibahas di E-Learning tentang Teknologi Semikonduktor ini?

Disini kami membahas tentang Teknologi Semikonduktor yaitu Transistor, lalu apa saja pokok bahasan di dalamnya?

Di E-Learning ini kami membahas definisi dari Transistor, cara kerja dari Transistor, dan jenis-jenis Transitor. Pada jenis-jenis Transistor kami akan membahas secara detail yaitu tentang Transistor BJT, untuk cara kerja dari Transistor kami melampirkan cara kerja dari Transistor NPN & PNP.

Untuk lebih jelasnya bisa dilihat disini

Read More

Self-Test

Selftest (Latihan)

Hal 107-108

12.  Linear power amplifiers are used to raise the power level of Low Level AM and SSB

13.  A Mosfet power amplifier is used to increase the power level of an FM signal.

14.  Linear power amplifier operate class A,B, and AB

15.  A class A transistor power amplifier has an efficiency of 50 percent. The output power is 27W. The power dissipated in the transistor is 5W

16.  Class A amplifier conduct for 360 degrees of a sine wave input.

17.  True or false. With no input, a class B amplifier does not conduct. FALSE

18.  Class B RF power amplifiers normally used a(n) Broadband

19.  A class C amplifier conducts for approximatly 90 degrees to 150 degrees of the input signal.

20.  In a class C amplifier, collector current flows in the form of positive pulses.

21.  In a class C amplifier, a complete sinusoidal output signal is produced by a(n) Timed Circuit.

22.  The efficiency of a class C amplifier is in the range of 60 to 85

23.  The tuned circuit in the collector of a class C amplifier acts as a filter to eliminate Induced Voltage.

24.  A class C amplifier whose output tuned circuit resonates at some integer multiple of the input frequency is called a(n) Flywheel effect.

25.  Frequency multipliers with factors of 2, 3, 4, and 5 are cascaded. The input is 1.5MHz. The output is 120

26.  A class C amplifier has DC supply voltage of 28 V and an average collector current of 1.8A. The power input is 4W

Hal 150-151

53.  RF amplifiers provide initial RF Amplifier and Mixer in a receiver but also add Related Tune Circuits

54.  A low-noise transistor preferred at microwave frequencies is the FET made of Metal Semiconductor

55.  Most of the gain and selectivity in a superhet is obtained in the IF Amplifier

56.  The selectivity in an IF amplifier is usually produced by using tuned circuit between stages

57.  The bandwidth of a double-tuned transformer depends upon the degree of Coupling between primary and secondary windings

58.  In a double-tuned circuit, minimum bandwidth is obtained with under coupling, maximum bandwidth with critical coupling and peak output with over or optimum coupling

59.  An IF amplifier that clips the positive and negative peaks of a signal is called a(n) limiter.

60.  Clipping occurs in an amplifier because the transistor is driven by a high-level signal into Single transistor stage.

61.  The gain of a bipolar class A amplifier can be varied by changing the positive peaks and negative peaks.

62.  The overall RF-IF gain of a receiver is approximately 89

63.  Using the amplitude of the incoming signal to control the gain of the receiver is known as AGC Voltage gen.

64.  AGC circuits vary the gain of the IF

65.  The DC AGC Voltage is derived from a(n) AGC circuit connected to the demodulator or IF output.

66.  Reverse AGC is where a signal amplitude increase causes a(n) AGC Voltage in the IF amplifier collector current.

67.  Forward AGC uses a signal amplitude increase to positive voltage the collector current,which decreases the IF amplifier gain.

68.  The AGC of a differential amplifier is produced by controlling the current produced by the Constant Current Source

69.  In dual-gate MOSFET IF amplifier, the dc AGC Voltage is applied to the R1 to gate 2.

70.  Another name for AGC in an AM receiver is Dual Gate MOSFET.

71.  In an AM receiver, the AGC voltage is derived from the IF Signal.

72.  Large input signals cause the gain of a receiver to be reduced by the AGC.

73.  An AFC circuit corrects for frequency drift in the feedback control

74.  The AFC DC control voltage is derived from the output of the demodulator circuit in a receiver.

75.  A(n) Demodulator is used in an AFC circuit to vary the LO frequency.

76.  A circuit that blocks the audio until a signal is received is called a(n) squelch

77.  Two types of signals used to operate the squelch circuit are audiotone and audiosignal.

78.  In a CTCS system, a low-frequency frequency tone is used to trigger the squelch

79.  A BFO is required to receive CWCode and SSB

Read More

Rangkuman Elektronika Telekomunikasi

Rangkuman Elektronika Telekomunikasi

Amplifier Linear, Amplifier Kelas C, dan Pengganda Frekuensi                    

            Ada dua tipe dasar amplifiers listrik yang digunakan dalam pemancar yaitu : Linear dan Kelas C. Penguat linear adalah elektronik sirkuit yang outputnya sebanding dengan input, namun mampu memberikan lebih kekuasaan menjadi beban. Linear amplifier menghasilkan sinyal output yang identical (serupa). Outputnya berbanding lurus dengan input, linear amplifier juga dapat membuat inputan tapi pada power yang lebih kuat. Linear RF amplifier harus digunakan untuk meningkatkan level tenaga dari variasi amplitude sinyal RF amplifier.  Oleh karena itu, mereka setia mereproduksi masukan tapi amplifier RF linear harus digunakan untuk meningkatkan tingkat daya yang berbeda-beda amplitudo Sinyal RF seperti tingkat rendah AM atau sinyal SSE. Frekuensi sinyal termodulasi tidak bervariasi dalam amplitude. Karena itu, dapat diperkuat dengan lebih efisien, non-linear kelas C ampliflers. Linear amplifier bekerja pada kelas A, B dan AB. Penggunaan kelas yang berbeda menunjukkan bagaimana sinyal tersebut akan dibiaskan.

            Penguat kelas A merupakan penguat bias, sehingga itu melakukan terus menerus, bias di set jadi input bervariasi kolektor (atau drain) saat ini lebih dari satu area linear dari transistor karekteristik. Dalam hal ini, output dari linear amplifier mereproduksi dari input dan akan bekerja setengah tegangan dari VCC. Kelas A merupakan amplifier linear tetapi berfungsi kurang efisien. Amplifier ini menghasilkan power output yang lemah.

penguat kelas B merupakan bias pada daerah cutoff sehingga tidak ada tegangan collector yang mengalir jika inputannya nol. Untuk melakukan 180° gelombang sinus input, Ini berarti bahwa hanya satu-setengah dari gelombang sinus diperkuat. Biasanya, dua kelas B amplifier yang terhubung dalam susunan dorongan dan tarikan sehingga baik pergantian dan negative posistif dari input diperkuat secara bersamaan.

Kelas AB amplifier bias dekat daerah cutoff dengan beberapa aliran arus kolektor terus menerus. Akan melakukan lebih dari 180° tapi kurang dari 360° input. Juga digunakan terutama dalam mendorong-menarik amplifier dan menyediakan linearitas yang lebih baik dari kelas B penguat tapi dengan efisiensi yang kurang.

Kelas A amplifier adalah linear tetapi tidak sangat efisien. Untuk itu, mereka disebut juga power amplifier yang miskin. Akibatnya, mereka digunakan terutama sebagai penguat tegangan sinyal kecil atau untuk amplifier daya rendah. Amplifier penyangga dijelaskan sebelumnya beroperasi kelas A.

Kelas B dan kelas C amplifier lebih efisien karena arus mengalir hanya sebagian dari sinyal input. Mereka membuat power amplifier yang baik, kelas C menjadi yang paling efisien. Karena kedua kelas B dan kelas C amplifier mendistorsi sinyal input, ada teknik-teknik khusus yang digunakan untuk menghilangkan atau mengkompensasi distorsi. Sebagai contoh, amplifier kelas B dioperasikan dalam konfigurasi push-pull, sedangkan kelas C amplifier menggunakan beban LC resonan untuk menghilangkan distorsi.

Sinyal RF diberikan pada Q1 dan Q2 melewati trafo input T1 dan menghasilkan impedansi yang sama  antara Q1 dan Q2 dan sinyal basis terhadap Q1 Q2 berbanding 180 derajat. Untuk kelas B amplifier, Q1 dan Q2 harus di biaskan tepat pada titik cutoff. Transistor emitter base tidak akan bekerja sampai dengan 0.6 hingga 0.8 volt tegangan karena daerah aktif transistor ada di rentang tersebut. Hal ini menyebabkan transistor dibiaskan diatas daerah cutoff, bukan pada daerah cutoff.

         Sinyal RF diberikan pada Q1 dan Q2 melewati trafo input T1 dan menghasilkan impedansi yang sama  antara Q1 dan Q2 dan sinyal basis terhadap Q1 Q2 berbanding 180 derajat. Untuk kelas B amplifier, Q1 dan Q2 harus di biaskan tepat pada titik cutoff. Transistor emitter base tidak akan bekerja sampai dengan 0.6 hingga 0.8 volt tegangan karena daerah aktif transistor ada di rentang tersebut. Hal ini menyebabkan transistor dibiaskan diatas daerah cutoff, bukan pada daerah cutoff. Sirkuit kunci pada sebagian besar transmitter AM dan FM adalah amplifier kelas C, amplifier ini digunakan untuk penguatan pada driver, pengganda frekuensi dan penguat akhir. Penguat kelas C ini dibiaskan sehingga menghasilkan sinyal yang kurang dari 180 derajat terhadap inputannya, biasanya berkisar antar 90 sampai 150 derajat. Hal ini berarti bahwa arus mengalir melalui pulsa-pulsa pendek. Seperti pada gambar 6-10

Suatu bentuk khusus dari kelas C penguat adalah pengali frekuensi. Setiap kelas C amplifier mampu melakukan perkalian frekuensi jika rangkaian disetel kolektor diatur di beberapa bilangan bulat kelipatan dari frekuensi input. Semua amplifier kelas C memiliki beberapa bentuk disetel. Rangkaian terhubung di kolektor seperti ditunjukkan pada Gambar. 6-12. Tujuan utama dari sirkuit tuned ini adalah untuk membentuk ac output gelombang sinus lengkap.

RANGKAIAN RECEIVER

                 Bagian paling penting dari receiver komunikasi adalah penguat RF, mixer, dan sirkuit disetel terkait adalah bagian dari receiver yang memproses input sinyal yang sangat lemah signal .Sangat penting bahwa komponen suara rendah digunakan  untuk memastikan rasio SN yang cukup tinggi. Selanjutnya, selektivitas harus sedemikian rupa sehingga secara efektif menghilangkan gambar. Banyak receiver komunikasi, penguat RF tidak digunakan. Hal ini terutama berlaku di receiver dirancang untuk frekuensi rendah dari sekitar 30 MHz.antena terhubung langsung ke input mixer melalui satu atau lebih disetel sirkuit. Sirkuit disetel harus memberikan masukan selektivitas yang diperlukan untuk image rejection.Saat ini, kebanyakan mixer adalah MOSFET, yang menyediakan kontribusi kebisingan terendah.

                 Receiver menggunakan frekuensi diatas 100 MHz, biasanya menggunakan amplifier RF. Dan amplifier RF ditemukan di sistem beberapa komunikasi frekuensi rendah sistematis . Tujuan utama dari amplifier ini adalah untuk meningkatkan amplitudo sinyal lemah sebelum melakukan pencampuran. RF amplifier juga menyediakan beberapa selektivitas untuk penolakan gambar Dalam kebanyakan receiver ini, tahap single RF digunakan, biasanya memberikan sumber tegangan dalam 10 sampai 30 rentang dB. Hal ini mudah didapat dengan transistor tunggal. Transistor bipolar digunakan pada frekuensi yang lebih rendah, sedangkan FET lebih disukai di frekwensi VHF, UHF, dan microwave. Biasanya, FET memiliki angka kebisingan lebih rendah dari transistor bipolar dan, karena itu memberikan kinerja yang lebih baik

IF AMPLIER

                 Salah satu yang IF Amplifier yang paling umum adalah 455 kHz. Frekwensi ini cukup rendah untuk memberikan selektifita yang baik dan untuk membuat keuntungan yang tinggi dengan ketidakstabilan minimum. Dengan frekuensi masukan sampai sekitar 10 MHz. Tapi di luar frekuensi itu, input disetel sirkuit tidak memberikan selektivitas yang cukup untuk mengurangi gambar ke tingkat yang dapat diterima. Ketika beroperasi di atas sekitar 10 MHz, frekuensi IF yang lebih tinggi dipilih. Nilai antara1500 sampai 2000-kHz dianggap baik untik frekuensi 30 MHz.

                  Ketika frekuensi input dalam rentang VHF dan seterusnya, nilai yang sangat tinggi dari IF Amplifier dipilih. IF amplifier disetel kelas A amplifier mampu memberikan keuntungan dalam 10 sampai 30dB. Biasanya dua atau lebih IF amplifier digunakan untuk memberikan receiver keuntungan yang memadai secara keseluruhan.Kebanyakan IF amplifier menggunakan transistor bipolar, meskipun FET digunakan dalam beberapa desain. Dalam kebanyakan desain baru, IC yang berbeda digunakan untuk mengimplementasikan IF amplifier.

                 Selektivitas dalam penguat IF disediakan oleh sirkuit disetel. Sebagaimana ditunjukkan sebelumnya, cascading disetel sirkuit menyebabkan bandwidth sirkuit keseluruhan akan jauh menyempit. Tinggi Q disetel sirkuit yang digunakan, tetapi dengan beberapa sirkuit tuned, bandwidth bahkan lebih sempit  Dalam banyak receiver komunikasi di mana selektivitas unggul diperlukan, filter kristal yang sangat tajam digunakan untuk mendapatkan selektivitas yang diinginkan. Filter kristal ini biasanya dari berbagai kisi serta filter  keramik dan mekanik juga digunakan. Filter tersebut biasanya dikemas sebagai sebuah unit dan terhubung langsung pada output dari mixer tetapi sebelum tahap pertama dari IF. Selektivitas yang diinginkan diperoleh dengan filter ini.Tahapan yang tersisa dari IF amplifier adalah menggunaan sirkuit tuned dimana bandwidth yang umumnya lebih luas dari yang disediakan oleh filter.

AGC

                 Cara yang lebih efektif untuk menangani sinyal besar dengan memasukkan sirkuit AGC. AGC adalah sistem umpan balik yang otomatis menyesuaikan sumber dari receiver berdasarkan amplitudo sinyal yang diterima.Level sinyal  yang sangat rendah menyebabkan sumber tegangan dari receiver menjadi tinggi. Sinyal masukan yang besar menyebabkan tegangan direceiver dikurangi. Penggunaan AGC direceiver akan menghasilkan Dynamic range yang sangat luas. Dynamic range mengacu pada ukuran dari kemampuan receiver menerima sinyal yang sangat kuat dan sangat lemah tanpa menghasilkan distorsi dan rasio sinyal yang besar yang dapat dibuat menjadi rendah. Dynamic range  yang khas pada komunikasi receiver  dengan AGC biasanya dalam 60-100 dB. Sebuah AGC circuit mengambil  sinyal yang diterima pada output dari penguat IF atau output dari demodulator dan meluruskan menjadi arus searah . Amplitudo dari tegangan dc sebanding  dengan tingkatan sinyal yang diterima.Tegangan DC diahasilkan satu atau dua tahapan IF amplifier yang berguna mengatur sumber tegangan.Sumber dari transistor penguat bipolar  sebanding dengan jumlah arus kolektor. Meningkatkan arus kolektor dari tingkat yang sangat rendah akan menyebabkan sumber tegangan naik secara proporsional

                 Jumlah arus kolektor di transistor menetukan fungsi dari bias basis. Sejumlah arus basis akan menghasilkan sejumlah arus di kolektor dan sebaliknya. Biasanya tingkat bias diatur oleh pembagi tegangan, tetapi bila di IF amplifier tingkat bias biasanya dikontrol oleh sirkuit AGC . Dalam beberapa sirkuit, kombinasi dari pembagi tegangan bias tetap ditambah masukan dc dari rangkaian AGC mengontrol sumber keseluruhan.Sumber bisa disesuaikan dalam dua cara. Sumber dapat diturunkan dengan mengurangi arus kolektor. Rangkaian AGC menurunkan besaran arus yang mengalir saat di penguat untuk mengurangi sumber disebut reverse AGC. Sumber di IF amplifier juga dapat dikurangi dengan meningkatkan arus di kolektor. Semakin sinyal kuat, tegangan AGC  meningkat, yang meningkatkan arus basis. Kenaikan arus basis juga meningkat arus kolektor yang berarti menrunkan sumber tegangan. Metode kontrol sumber dikenal sebagai forward AGC. Namun, ke depan AGC secara luas digunakan dalam TV set dan biasanya membutuhkan transistors khusus untuk operasi optimum.

Sirkuit Squelch

Sirkuit lain yang ditemukan pada suatu receiver adalah sirkuit squelch berfungsi untuk menjaga audio receiver dimatikan sampai sinyal RF muncul di input receiver. Kebanyakan komunikasi dua arah adalah percakapan singkat yang tidak terus-menerus. Dengan tidak ada sinyal RF amplifier di input ke receiver, keluaran audio akan kembali ke ground noise. Dalam sistem AM dan FM tingkat kebisingan yang relatif tinggi dan sangat mengganggu. Kebanyakan orang tidak ingin mendengarkan suara bising latar belakang dan secara spontan akan menurunkan volume suara. Dengan menggunaka sirkuit squelch ketika sinyal yang diterima, hal seperti tadi mungkin tidak diperlukan lagi. Sirkuit sqelch menyediakan sarana menjaga penguat audio dimatikan selama waktu yang kebisingan yang diterima di backgorund tersebut. Ketika sinyal RF amplifier muncul pada masukan, penguat audio diaktifkan.

Amplifier Common-Emitter

Amplifier CE dengan rangkaian output dan input tertala ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :

C3 dan C4 adalah kapasitor pemblokir DC dengan reaktans yang dapat diabaikan pada frekuensi tinggi. Resistor Pbias memasuk arus bias ke base, dan ini dapat juga dianggap mempunyai pengaruh yang dapat diabaikan terhadap kinerja pada frekuensi tinggi. Sumber sinyalnya ditunjukkan sebagai pembangkit arus ekivalen is dan Rs. Rangkaian ekivalennya, yang menggunakan rangkaian ekivalen hybrid-pi untuk transistor, ditunjukkan dalam gambar dibawah ini, dimana rb’b telah dianggap dapat diabaikan.

Amplifier Common-Base (BS)

Merupakan Efek kapasitor umpan balik Ccb’ dapat dinul-kan sama sekali dengan menghubungkan transi dalam konfigurasi, rangkaian ekivalen sinyal kecil ditunjukkan dalam Gambar.5. Dengan ragam pengoperasian ini, Ccb’ tampak paralel dengan kapasitans output Cc dan karena tidak menyumbang kepada kapasitans input. Input resistans-nya α0/gm di mana α0 = β0 / ( β0 + 1). Oleh karena itu maka resistans input untuk rangkaian CB jauh lebih kecil daripada yang rangkaian CE yang diberikan oleh β0/gm. Kapasitans inputnya adalah Ceb’ = Cb’e. Resistans output untuk rangkaian CE timbul antara kollektor dan emitter. Ini lebih tinggi daripada resistans output CE dan dapat ditunjukkan diberikan oleh rcCB ≡ βrcCE. Karena nilainya yang sangat tinggi resistans output dapat diabaikan bagi kebanyakan maksud praktis.

Amplifier common-emitter dan common-base dapat dikombinasikan untuk membentuk sebuah amplifier yang mempunyai penguatan daya tinggi dan stabil. Unit kombinasi ini dikenal sebagai Amplifier Cascode (kata ini merupakan pustaka dari teknologi tabung vakum, dirnana rangkaian aslinya menggunakan tahap cascade common-cathode dan cornrnon-grid). Secara keseluruhan amplifier cascode itu merniliki ciri kinerja yang serupa dengan yang dimiiiki oleh amplifier CE tetapi dengan kestabilan (dan diartikan, tidak ada perubahan fase l80˚), dan karena itu penguatan tegangan tersedia tinggi.

            Dengan menerapkan hubungan pendek pada terminal output gambar diatas dan ditentukannya arus seperti yang ditunjukkan, arus output hubungan pendeknya ic = -gmVeb dan arus inputnya = (1/reb + jwCeb)Veb. Karena itu gain arus hubung pendek untuk amplifier CB adalah

Dimana frekuensi -3dB untuk gain rangkaian hubung pendek tahap CB adalah Wa = 1/rebCeb. Kini karena Ceb= Cb’e dan Cb’e > Ccb’ dan reb = 1/gm, maka mudah menunjukkan bahwa

ωa = ωr

Jadi, frekuensi -3dB itu hampir (sangat mendekati) sama dengan fr, yaitu gain unity frekuensi transisi. Ini lebih tinggi dari frekuensi -3dB untuk hubungan CB oleh factor β0.

Amplifier Cascode

Amplifier common-emitter dan common-base dapat dikombinasikan untuk membentuk sebuah unit amplifier yang mempunyai penguatan daya tinggi dan stabil. Unit kombinasi inin dikenal sebagai amplifier cascade. Secara keseluruhan amplifier ini memiliki ciri-ciri kinerja yang serupa dengan yang dimiliki oleh amplifier CE tetapi memiliki kestabilan yang lebih tinggi dan tidak ada perubahan fase 180 sehingga penguatan yang tersedia tinggi.

Read More