Pemancar dan Penerima FM

Pemancar dan penerima FM

Siaran FM stereo di Indonesia sudah cukup luas diselenggarakan, bahkan hingga ke kota-kota kecil di seluruh pelosok tanah air. Sayangnya, siaran ini belum dimanfaatkan secara maksimal karena masih ada fasilitas yang tidak dimanfaatkan, yakni fasilitas pengiriman teledata. Di negara-negara maju, fasilitas ini sudah sejak lama dimanfaatkan untuk mengirimkan data-data teks secara digital. Data/informasi yang dikirimkan bisa dari berbagai jenis, mulai dari informasi teks lagu yang sedang diputar saat itu, pengumuman, cuaca, iklan bioskop, hingga ke pasar uang dan informasi-informasi yang berubah dengan cepat lainnya. Karakteristik sistem teledata ini persis sama dengan sistem teletext yang sekarang sudah lazim digunakan oleh sistem televisi. Karena dikirim dengan sistem broadcast FM stereo dan diterima dengan penerima FM stereo khusus (yang memiliki pemayar) maka informasi teledata ini sangat praktis dan berguna bagi pelanggan yang mobilitasnya tinggi. Seorang pebisnis misalnya, bisa memonitor pergerakan harga saham dari menit ke menit hanya dengan mengantongi pesawat penerima saku yang dilengkapi dengan teledata. Hal inilah yang membedakannya dari sistem teletext televisi, yang (hampir) tidak memiliki mobilitas sama sekali karena untuk menerima siarannya harus menggunakan layar televisi. Pesawat televisi yang portable saat ini belum bisa digunakan dengan maksimal akibat lemahnya sinyal dari pemancar dan terlebih lagi karena sangat boros energi. Batere pesawat televisi mini yang beredar di pasar saat ini, hanya sanggup bertahan selama 2-3 jam saja. Dengan demikian, sistem teledata dengan radio akan lebih unggul dalam banyak hal dibanding dengan sistem teletext televisi.

Studi ini dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana sistem teledata bisa diwujudkan (dengan menggunakan komponen yang tersedia di pasaran) dan kemungkinan aplikasinya di Indonesia. Karena karakteristiknya yang khas, maka pada makalah ini sistem teledata dengan radio disebut juga dengan sistem radiotext.

Sistem Radiotext dengan SCA

Di antara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara, bandwidth (lebar pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya :

Lebih tahan noise

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line Of Sight).

Bandwith yang Lebih Lebar

Fidelitas Tinggi

Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah rancangan perangkatnya saja.

Transmisi Stereo

Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara keseluruhan.

Hak komunikasi Tambahan

Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan, sering disebut Subsidiary Communication Authorization (SCA), bersama dengan transmisi stereo. Saluran SCA menyediakan sumber penerimaan yang penting bagi kebanyakan stasiun radio dan sekaligus sebagai media penyediaan jasa digital dan audio yang berguna untuk khalayak.

Teori Modulasi Frekuensi (FM)

Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan (ditumpangkan). Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut :

Uc = Ac sin (wc + qc)

Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai ‘Ac‘ akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen ‘wc + qc‘. Jika yang diubah-ubah adalah komponen ‘wc‘ maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen ‘qc‘ yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM).

Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi (m) dimana :

m = Perubahan frekuensi (peak to peak Hz) / frekuensi modulasi (Hz)

Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplituda dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.

Pre-Emphasis

http://www.elektroindonesia.com/elektro/elek29g1.gifPre-emphasis dipakai dalam pesawat pemancar untuk mencegah pengaruh kecacatan pada sinyal terima. Karena iru komponen pre-emphasis ditempatkan pada awal sebelum sinyal itu sempat masuk pada modulator. Pengaruh kecacatan itu berasal dari differential gain (DG-penguatan yang berbeda) dan differential phase (DP-fasa yang berbeda). Pre-emphasis akan menekan amplitudo dari frekuensi sinyal FM yang lebih rendah pada input.

Dengan penggunaan alat ini ketidaklinearan (cacat) akibat sifat DG dan DP dalam transmisi dapat dikurangi. Nantinya di ujung terima pada demodulator dipasang komponen de-emphasis yang mempunyai fungsi kebalikan dari pre-emphasis.

Pemancar FM

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

  1. FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi
  2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage
  3. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena
  4. Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem
  5. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan
  6. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar
  7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena

FM Exciter

Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciter-nya. Fungsi dari exciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang pembawa dengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar FCC. Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat oleh wideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh tingkat berikutnya.

Direct FM merupakan teknik modulasi dimana frekuensi dari oscilator dapat diubah sesuai dengan tegangan yang digunakan. Seperti halnya oscilator, disebut voltage tuned oscilator (VTO) dimungkinkan oleh perkembangan dioda tuning varaktor yang dapat merubah kapasitansi menurut perubahan tegangan bias reverse (disebut juga voltage controlled oscillator atau VCO).

Kestabilan frekuensi dari oscillitor direct FM tidak cukup bagus, untuk itu dibutuhkan automotic frekuensi control system (AFC) yang menggunakan sebuah kristal oscillator stabil sebagai frekuensi referensi. Komponen AFC berperan sebagai pengatur frekuensi yang dibangkitkan oscillator lokal untuk dicatukan ke mixer, sehingga frekuensi oscillator menjadi stabil.

Penguat Mikropon dengan Kompresor Tingkat Nada Dinamik

Pada rancangan ini transistor BC547C berlaku sebagai penguat awal sebesar 20 dB untuk sinyal dari mikropon. Tegangan kolektornya mengeset level tegangan DC untuk input op-amp sebesar kurang lebih setengah dari tegangan catu.

Output sinyal audio dari op-amp disearahkan oleh diode D1 dan D2 yang mencatu kapasitor C1 dan C2 berturut-turut positif dan negatif. Beda tegangan antara C1 dan C2 menimbulkan pembuangan muatan yang melewati R3, D3, D4, dan R4. Kapasitor C3 dan C4 mempunyai fungsi ganda yaitu mengurangi riak-riak AC dari arus melalui D3 dan D4 dan menyediakan pembumian (ground) untuk pembagi tegangan yang terdiri atas R5 dan impedansi dari dioda D3 dan D4 ( paralel ). Impedansi pada kedua dioda tersebut bergantung pada besarnya pembuangan muatan oleh kapasitor C1 dan C2 yang melewati kedua dioda ini. Semakin besar arus pada rangkaian dioda, semakin kecil impedansinya, dan berati semakin kecil pula tegangan input untuk op-amp pada pin noninverting (positif).

Penerima Radio FM

Rx adalah kependekan dari “Receive” atau penerima. Semua radio mempunyai titik minimal, dimana jika sinyal yang diterima lebih rendah dari titik minimal tersebut maka data yang dikirim tidak dapat di terima. Titik minimal sensitifitas RX didefinisikan dalam dBm atau W.

Bagi sebagian besar radio, sensitifitas RX di definisikan sebagai level dari Bit Error Rate (BER). Biasanya kita mengunakan standard Bit Error Rate (BER) sama dengan 10^-5 (99.999%).

Pada peralatan WiFi, sensitifitas penerima ini biasanya dalam range -79 sampai -80-an dBm. Biasanya sinyal yang di terima lebih tinggi dari sensitifitas penerima dan akan berubah-ubah tergantung pada banyak factor.

Noise / derau harus jauh lebih rendah dari sensitifitas penerima. Para peralatan WiFi, noise / derau biasanya sekitar -90 sampai -96 dBm. Noise di definisikan sebagai sinyal yang tidak kita inginkan yang di terima oleh pesawat penerima kita.

GelombanggRadio

Seperti yang telah diketahui bahwa sistem radio yang kita kenal ada dua macam, yaitu pemancar (transceiver) dan penerima (receiver). Pemancar digunakan untuk menampung dan mengolah segala informasi yang dibutuhkan (berupa musik, komunikasi dan lain-lain) untuk kemudian diubah menjadi gelombang elektromagnetik dan dipancarkan keudara melalui sistem pemancar (antena). Penerima berfungsi untuk menerima gelombang yang dipancarkan oleh pemancar untuk kemudian memilih dan mengubahnya menjadi informasi yang dapat didengar sesuai dengan suara yang ditangkap oleh sistem penerima.Jadi gelombang radio adalah sebagai pembawa informasi dari pemancar ke penerima.

Bandgfrequensi

Gelombang elektromagnetik (gelombang radio) yang dipancarkan ke udara melalui antena pemancar akan memiliki kecepatan, frequensi dan panjang gelombang tertentu.
Gelombang radio yang dipancarkan di udara ini secara bersamaan akan bertemu dengan gelombang elektromagnetik lainnya, sehingga tidak menghilangkan kemungkinan akan terjadi saling mengganggu. Untuk mengatasi hal ini dilakukan alokasi frequensi menurut masing-masing jalur yang digunakan. Secara internasional, pembagian alokasi frequensi radio itu meliputi 10kHz sampai 40GHz, atau terbagi dalam 7 daerah frequensi.

Propagasijgelombangkradio

Propagasi gelombang radio hampir terjadi pada semua daerah frequensi, baik frequensi rendah maupun frequensi sangat tinggi. Dan propagasi gelombang elektromagnetik (gelombang radio) itu dapat berupa gelombang langsung, gelombang pantulan bumi, gelombang troposfir, gelombang pembiasan troposfir, gelombang pemancaran trofosfir, gelombang pantulan ionosfir maupun gelombang pemancaran ionosfir.
Ionosfir merupakan lapisan partikel-partikel gas bermuatan listrik dan berada di sekeliling bumi meluas dari 60 mil sampai 250 mil di atas permukaan bumi, sedangkan troposfir berada dibawahnya.
Gelombang Langsung adalah gelombang yang berasal dari pemancar yang langsung diterima oleh antena penerima tanpa terhalang sedangkan Gelombang Pantulan Tanah

adalah gelombang yang diterima antena penerima yang berasal dari tanah akibat pancaran

Fading

Fading yaitu pengaruh naik turunnya isyarat radio ketika sampai pada penerima, sehingga daya yang bisa dihasilkan oleh penerima menjadi tidak stabil, kadang kuat dan kadanYlemah.

Peristiwa terjadinya fading sebenarnya akibat isyarat langsung dan tak langsung. Bila keduanya sampai pada penerima dalam keadaan yang sefasa, keduanya akan saling memperkuat,sehinggahdayahterimahpesawathakanhmenjadihbagus.
Keadaan sebagaimana di atas sebenarnya karena pengaruh perubahan lapisan E dan F. Kedua lapisan ini umumnya dalam kondisi tidak tetap, selalu berubah-ubah setiap saat. Perubahan itu jelas mempengaruhi jalannya gelombang radio. Akibatnya kedua gelombang itu senantiasahsalinghberubahhfasahterhadaphsatuhsamahlain.

BentukkTranceiver

Suatu kelompok amatir hanya menggunakan operasi radionya melalui stasiun relai (repeater), sehingga perangkatnya disesuaikan dengan kegunaan tersebut. Pada pengoperasiannya hanya diperlukan sistem modulasi frequensi dengan daya pancar antara 1 sampaiD10FW.

Untuk antena rumah, digunakan antena dengan pola radiasi berbentuk lingkaran seperti antena ground-plane atau antena Yagi yang lebih terarah, maka diperlukan rotor antena. Yang cukup baik adalah sekumpulan pemancar yang menggunakan beberapa antena YagiGatauYmenggunakanhantenahomnidirectionalg(polahradiasiksegalaharah).

Kelompok kedua dari pencinta radio amatir adalah kelompok yang tidak puas operasi relai. Amatir ini tidak menginginkan frequensi yang tetap, tetapi dapat memilih frequensi dengan bebas didalam jalur 2-m, yaitu 144 sampai 146 MHz. Dengan demikian, selain menggunakan sistem Frequensi Modulasi (FM) dapat juga dengan sistem Single Side Band (SSB), dalam banyak kasus diperlukan daya pancar Radio frequensi (RF) sebesar 10 sampai 25 W. Bila kita cukup puas dengan daya pancar sampai 3 W, maka perangkat dapat dioperasikan dalam rumah dengan catu daya ringan atau dengan baterai. Selain kemungkinan bekerja dengan stasiun relai Frequensi Modulasi (FM), Single Side Band (SSB) dapat menggunakan saluran pemancar sendiri. Pemakaian seperti ini sangat menguntungkan untuk daerahFpegunungan.

Kelompok ketiga dalam bentuk transceiver adalah kelompok dengan pesawat yang secara teknik cukup canggih. Dari segi penerimaan digunakan konverter yang dapat memperkecil desah. Kebanyakan digunakan penguat Intermedia Frequensi (IF) untuk transceiver. Sistem FM (Frequensi Modulasi) tidak digunakan dalam sistem ini karena hampir seluruh transceiver High Frequensi (HF) hanya digunakan pada sistem Single Side Band (SSB) dan Continuous Wave (CW). Pada pemancar dipasang transceiver High Frequensi (HF) dari 28 sampai 30 MHz kejalur 2-m selebar 2 MHz (144-146 MHz). Daya keluaran yang dihasilkan antara 100 sampai 500 W atau lebih.

Amatir radio dengan peralatan stasiun 2-m biasanya mempunyai hubungan luas dalam Single Side Band (SSB) dan Continuous Wave (CW). Dengan antena yang sesuai, hubungan radio juga memungkinkan melalui satelit atau melalui bulan sebagai reflektornya yang disebut hubungan Earth-Mon-Earth (EME). Radio amatir yang mengoperasikan sistem seperti ini lebih sedikit dibanding dengan stasiun radio relai.


Komunikasi gelombang langit semula hanya digunakan melalui Continuous Wave (CW), saat ini dimungkinkan juga melalui pengiriman Single Side Band (SSB). Jarak yang dapat dilalui antara 1000 dan 2000 km. Hasil serupa dapat juga dicapai melalui teknik “Meteor-Scatter”. Dimana meteor berfungsi sebagai reflektor. Pada teknik penghubungan ini, harus tersedia daya pancaran yang cukup besar (950 sampai 1000 W). Jika dibandingkan denganHsistemGpemantulankgelombangklangit,kperbedaannyahcukuphjauh.

Selain kelompok-kelompok diatas, terdapat kelompok lain yaitu amatir radio pada jarak 11-m. Kelompok ini disebut sebagai kelompok Citizen Band (CB). Jika pernah menggunakan radio 11-m, dapat memastikan bahwa jarak pemancaran dan penerima dengan menggunakan peralatan normal cukup pendek, tergantung pada daya pancar dan posisinya, km.

Meningkatnya penggemar komunikasi di jalur 11-m disebabkan oleh karena harga perangkatnya cukup murah dan dapat dibeli tanpa memerlukan ujian lisensi khusus. Akan tetapi fasilitas yang diperoleh tidak dapat dibandingkan dengan amatir radio 2-m atau 11-m yang berlisensi. Dengan memiliki lisensi, amatir radio dapat mempunyai radio dengan daya pancar lebih tinggi pada jalur High Frequensi (HF), Very High Frequensi (VHF

RangkaianlPadapMasing-masing[Tingkat[Penerima

Empat puluh sampai lima puluh tahun yang lalu, dibutuhkan tabung hampa untuk merakit pre-amplifie, Amplifier Audio Frequensi (AF), atau untuk merakit pemancar AM (Amplitude Modulation). Peralatan radio amatir seperti itu, saat ini sudah tidak digunakan. Saat ini penerima harus mempunyai kepekaan dan selektivitas yang tinggi, ketetapan modulasi silang. Frequensi cermin pada penerima dan dituntut sekurang-kurangnya mempunyai sistem Frequensi Modulasi (FM), Single side Band (SSB), dan Continuous Wave (CW). Untuk pemancar selain mempunyai daya keluaran tinggi juga stabilitas yang baik, dan ketetapan penyetelan dari seluruh sistem di atas. Selain itu, kita juga sering menginginkan pengadaan catu daya universal, tampilan frequensi digital dan sistem pelayanan pemakaian yang canggih serta bentuk “Millitarry-Look”, S-meter pada penerima, dan tampilan daya keluaranGpadaGpemancar.

AntenapMultibandpHF

Telah lebih dari 40 tahun dipole G5RV dikenal di dunia sebagai antena multiband HF (High Frequensi). Untuk kerja yang baik, tidak terlalu panjang, murah, praktis dan serba-guna adalahhalasanhmengapahantenahinihmenjadigpopuler.
Dirancang pertama kali pada tahun 1946 oleh Louis Varney, callsign G5RV, seorang amatir radio Inggris (wafat 28 Juni 2000 pada usia 89 tahun). Praktis karena panjang bentangan hanya 102 feet dan pada tengahnya diberi “matching section” berupa “open wire” sepanjang 34 feet kebawah. Dengan adanya interaksi antara “radiating section” dan “matching section” membuat antena ini mudah untuk di “match” pada semua band dari 80 sampai 100 meter dengan bantuan antena tuner yang sederhana sekalipun. Walaupun ukurannya lebih pendek, tetapi jangkauannya setara dengan dipole pada band 80 dan 40 meter. Untuk jarak jauh mempunyai 4 sampai 6 “low angle lobes” yang mencakup seluruh arah.

referensi :

http://www.sultan-elektro.blogspot.com

http://www.elektroindonesia.com

http://id.wikipedia.org

About these ads

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: