6.4. Smith Chart

SMITH CHART

 

Smith chart, yang
diciptakan oleh Phillip H. Smith (1905-1987), merupakan bantuan grafis untuk
membantu dalam memecahkan masalah dengan jalur transmisi. Diagram Smith dapat
digunakan untuk mewakili parameter, termasuk impedansi, admitansi, koefisien
refleksi, dan beberapa parameter lainnya. Diagram Smith memiliki tiga macam,
yaitu diagram Y (admitansi), diagram Z (impedansi), dan diagram YZ (admitansi
dan impedansi).

Bagian-bagian pada
Smith Chart

Pada dasarnya, bagian
dalam lingkaran dipergunakan untuk menghitung impedansi dan admitansi. Sub
bagian dari impedansi adalah resistansi dan reaktansi (Z = R +
jX). Sementara itu, sub bagian dari admitansi adalah konduktansi dan
suseptansi (Y = G + jB).

Lingkaran-lingkaran
dalam Smith Chart menunjukkan besarnya resistansi. Resistansi bernilai nol
dimulai dari kiri, resistansi bernilai satu tepat di titik tengah, dan bernilai
sangat besar di sisi kanan (pada grafik hanya terbaca sampai lima puluh). Nilai
resistansi memiliki besar yang sama sepanjang keliling lingkaran tersebut.

Adapun garis-garis
dalam Smith Chart menunjukkan besarnya reaktansi. Reaktansi bernilai nol adalah
garis lurus sumbu resistansi, dan semakin ke kanan akan semakin besar nilainya.
Garis-garis bagian atas sumbu resistansi adalah untuk reaktansi bernilai
positif, sementara bagian bawah sumbu resistansi adalah untuk reaktansi
bernilai negatif.

Nilai total dari
resistansi dan reaktansi tersebut kita namakan impedansi (tahanan kompleks)
yang memiliki satuan ohm. Untuk memodelkan sebuah impedansi ke dalam Smith
Chart, kita harus melakukan normalisasi terhadap nilai impedansi tersebut jika
nilai-nilai besaran impedansi tersebut tidak termuat dalam skala Smith Chart.
Nilai normalisasi bebas asalkan nilai-nilai hasil normalisasi tersebut dapat
kita modelkan/gambarkan dalam Smith Chart.

Misalkan, kita
memiliki impedansi dengan nilai Z = (100 + j50) ohm. Di dalam grafik, tidak
terdapat angka 100, nilai tersebut terlalu besar untuk dimodelkan langsung.
Oleh karena itu, kita harus melakukan normalisasi dengan 50 misalnya, sehingga
nilai Z normalisasi = (2 + j1) ohm.

Sesuai dengan kaidah
reaktansi, induktor dan kapasitor akan menjadi hambatan imajiner jika diberi
arus bolak-balik atau AC (Alternate Current). Nilai reaktansi induktif
(XL) didapat dari jwL = j*2*phi*L. Sedangkan, nilai reaktansi kapasitif (XC)
didapat dari 1/(jwC) = -j/(wC). Sehingga dapat disimpulkan bahwa, reaktansi
induktif bernilai positif dan berada di atas sumbu resistansi. Di sisi lain,
reaktansi kapasitif bernilai negatif sehingga berada di bawah sumbu resistansi.

Pada lingkaran (nilai
resistansi) yang sama, jika ditambahkan induktor secara seri, maka ia akan
bergerak searah jarum jam (semakin ke atas/membesar). Sedangkan, jika
ditambahkan kapasitor secara seri, maka ia akan bergerak berlawanan arah jarum
jam (semakin ke bawah/mengecil).