Blognya lialestarirangkuti
Minggu, 16 September 2012
Pemancar VHF
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
VHF (Very high frequency atau frekuensi sangat tinggi) adalah frekuensi
radio yang berkisar dari 30 MHz ke 300 MHz.
Radio communication transceiver adalah pesawat pemancar radio sekaligus
berfungsi ganda sebagai pesawat penerima radio yang digunakan untuk keperluan
komunikasi. Ia terdiri atas bagian transceiver dan bagian receiver yang dirakit
secara terintegrasi. Pada generasi mula-mula, bagian pemancar atau transmitter
dan bagian penerima atau receiver dirakit secara terpisah dan merupakan bagian
yang berdiri sendiri-sendiri dan bisa bekerja sendiri-sendiri pula Pada saat
ini kedua bagian diintegrasikan dipekerjakan secara bergantian. Pesawat
pemancar sederhana terdiri atas suatu osilator pembangkit getaran radio dan getaran
ini setelah ditumpangi dengan getaran suara kita, dalam teknik radio disebut
dimodulir , kemudian oleh antena diubah menjadi gelombang radio dan
dipancarkan. Seperti kita ketahui bahwa gelombang suara kita tidak dapat
mencapai jarak yang jauh walaupun tenaganya sudah cukup besar, sedangkan
gelombang radio dengan tenaga yang relatif kecil dapat mencapai jarak ribuan
kilometer. Agar suara kita dapat mencapai jarak yang jauh, maka suara kita
ditumpangkan pada gelombang radio hasil dari pembangkit getaran radio, yang
disebut gelombang pembawa atau carrier
dan gelombang pembawa tadi akan mengantarkan suara kita ke tempat yang
jauh. Di tempat jauh tadi, gelombang radio yang terpancar diterima oleh antena
lawan bicara kita. Oleh antenanya, gelombang radio tadi, yang berupa gelombang
elektromagnetik diubah menjadi getaran listrik dan masuk ke receiver. Dalam
receiver pesawat lawan bicara kita, getaran carriernya kemudian dibuang dan
getaran suara kita ditampung kemudian dimunculkan melalui speaker. Dengan teknik
modilasi inilah dimungkinkan suatu getaran audio mencapai jarak jangkau yang
jauh. Getaran suara kita masuk ke transmitter melalui mikrophone, output
mikrophone tadi seringkali perlu diperkuat terlebih dahulu dengan suatu audio
amplifier ialah yang disebut microphone pre-amplifier agar dapat ditumpangkan
pada carrier oleh modulator.
Untuk menambah daya pancar suatu
transmitter, getaran hasil osilator tadi sebelum dipancarkan diperkuat terlebih dahulu
dengan suatu radio frequncy amplifier.Penguatan dapat dilakukan sekali dan bisa
juga dilakukan lebih dari satu kali. Pemancar yang tidak diperkuat disebut
pemancar satu tingkat dan yang diperkuat satu kali dinamakan dua tingkat dan
seterusnya. Pada umumnya untuk mencapai daya pancar 100 Watt diperlukan penguatan
3 kali, penguat pertama disebut pre-driver,penguat berikutnya disebut
driver dan penguat akhir disebut final
Amplifier. Dalam teknik
radio kita kenal berbagai macam cara modulasi antara lain modulasi amplitudo
yang kita kenal sebagai AM, modulasi
frekuensi yang kita kenal sebagai FM dan cara modulasi yang lain adalah modulasi fasa. Radio
yang kita gunakan sehari hari untuk berbicara dengan rekan-rekan misalnya
dengan pesawat HF SSB menggunakan
modulasi AM sedangkan pesawat VHF
dua meteran umumnya digunakan modulasi FM.
Pada modulasi amplitudo (AM) getaran suara kita akan
menumpang pada carrier yang berujud perubahan amplitudo dari gelombang pambawa
tadi seirama dengan gelombang suara kita. Sedangkan
dengan modulasi frekuensi (FM), gelombang suara kita akan menumpang pada gelombang
pembawa dan mengubah ubah frekuensi gelombang
pembawa seirama dengan getaran audio kita. Rasanya bisa juga dikatakan bahwa pada AM, gelombang audio menumpang secara transversal sedangkan pada FM audio kita menumpang secara longitudinal. Transversal ialah
getarannya tegak lurus dengan arah perambatan sedang longitudinal ialah
getarannya sama dengan arah perambatannya. Perangkat transceiver yang banyak terdapat di pasaran dan yang kita pergunakan
sekarang ini menggunakan dua macam modulasi tersebut. Kebanyakan pesawat HF SSB menggunakan modulasi AM
dan pesawat-pesawat VHF yang ada di pasaran, menggunakan modulasi FM. Pada beberapa jenis pesawat HF (SSB) misalnya TS430
disediakan fasilitas tambahan dengan modulasi FM, sedangkan pasawat VHF misalnya Kenwood TR9130 tersedia mode SSB (pada mode SSB, jenis modulasi yang digunakan adalah AM).
1.2 TUJUAN
1. Untuk
mengetahui lebih dalam lagi mengenai radio VHF bagian pemancar.
2. Menjelaskan
cara kerja serta pembagian blok diagram VHF bagian pemancar.
BAB
II
DASAR
TEORI
2.1 Teknik Radio Pemancar FM
Tujuan dari pemancar FM
adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal inputyang berupa frekuensi audio
(FM) menjadi gelombang termodulasi dalam radiofrekuensi (RF) yang dimaksudkan
sebagai output daya yang kemudian diumpanke sistem antena untuk dipancarkan.
Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkanatas modulator FM dan sebuah power
amplifier RF dalam satu unit.Di antara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara,
bandwidth
(lebar
pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Jikadibandingkan dengan
sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan,diantaranya sebagai berikut :
1. lebih Tahan Noise.
Frekuensi yang
dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 ± 108MHz, dimana pada wilayah
frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan.
Jangkauan darisistem modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AMdimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang
diakibatkanoleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan
secara LOS(Line Of Sight).
2. Bandwith yang Lebih
Lebar.
Saluran
siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan
oleh struktur sideband nonlinear yang
lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi)sehingga memerlukan
bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari
sideband-sideband dalam sistem AM.
3. Fidelitas Tinggi .
Respon yang seragam
terhadap frekuensi audio
(paling tidak pada interval50
Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) denganamplitudo sangat
rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi
yang baik. Pemakaiansaluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi
audio danmenyediakan hubungan radio dengan noise rendah.
Karakteristik yang lainhanyalah ditentukan oleh masalah
rancangan perangkatnya saja.
4. Transmisi Stereo .
Alokasi
saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan denganharmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang
pembawa,memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis.
5. Hak komunikasi Tambahan .
Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM juga memungkinkan
untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan, sering disebut SubsidiaryCommunication
Authorization (SCA), bersama dengan transmisi stereo.Saluran SCA menyediakan sumber penerimaan yang penting bagi kebanyakanstasiun
radio dan sekaligus sebagai media penyediaan jasa digital dan audioyang berguna untuk khalayak.

Gambar 1.1 Diagram Blok Pemancar FM Rangkain Exciter
Exciter adalah rangkaian yang menghasilkan
osilasi, karena pada exciter terdapat osilator yang berfungsi sebagai
pembangkit gelombang sinus yangnantinya akan dimodulasikan. Didalam sistem
osilator juga terdapat buffer (penyangga) yang berfungsi untuk
menstabilkan frekuensi/ modulasi osilator akibat proses pembebanan oleh
penguat tingkat selanjutnya. Rangkaian exciter terdiri dari osilator dan
penyangga.

Gambar
1.2 Rangkain Exciter
BAB
III
BAGIAN-BAGIAN
PEMANCAR FM
1.Osilator
Osilator adalah sebuah rangkaian yang
sangat penting dalam sistem komunikasi radio. Sebab gelombang elektromagnetik
hanya bisa terpancar bila ada arus listrik yang berubah, dan cara termudah
untuk mendapatkan arus listrik yang berubah-ubah adalah dengan osilator. Jadi
fungsi utama osilator adalah untuk membangkitkan gelombang pembawa. Fungsi
penting lainnya adalah ketika gelombang pembawa itu harus digeser ke frekuensi
lain, maka di situlah osilator sangat dibutuhkan. Sebab penggeseran frekuensi
tidak bisa dilakukan tanpa osilator.
Syarat penting bagi sebuah osilator
adalah stabil. Dalam arti, frekuensinya tidak mudah berubah. Akan tetapi pada
prakteknya justru lebih banyak dibutuhkan osilator yang frekuensinya mudah
diubah-ubah (variabel). Dua kondisi ini terlihat saling bertentangan. Stabil
artinya frekuensinya harus tetap, tapi di sisi lain frekuensi ini harus mudah
diubah-ubah.

Gambar
contoh (a) Rangkaian osilator kristal (b) Rangkaian VCO
Osilator yang sangat stabil adalah
osilator kristal. Tetapi kristal tidak bisa diubah frekuensinya. Sebab
frekuensi resonansi kristal ditentukan oleh demensi fisiknya. Kristal quartz
misalnya, harus diasah sedemikian rupa sehinga pada demensi tertentu elektron
di dalamnya ber-resonansi pada frekuensi tertentu. Demensi inilah yang
menentukan frekuensi resonansi kristal, dan inilah yang membuat osilator
kristal menjadi sangat stabil, karena demensi tak mudah berubah.
VCO (voltage controlled oscillator)
adalah osilator LC yang frekuensinya bisa dikendalikan dari tegangan yang
diberikan pada varaktor-nya (lihat gambar b). Varaktor adalah dioda yang bila
diberi tegangan balik akan menjadi kapasitor, dimana nilai kapasitansinya
tergantung dari tegangan yang diberikan padanya. Jadi dengan mengubah tegangan
pada varaktor, frekuensi VCO dapat berubah. Sementara itu nilai kapasitansi
varaktor (maupun kapasitansi intrinsik dalam transistor) sangat mudah
dipengaruhi oleh suhu. Inilah yang membuat frekuensi VCO mudah berubah (kurang
stabil). Sensitif terhadap suhu.
PLL mempekerjakan dua jenis osilator
itu (kristal dan VCO) sedemikian rupa sehingga menghasilkan frekuensi output
yang stabil dan sekaligus mudah diubah-ubah (variabel). Caranya adalah dengan
membagi frekuensi VCO dan kemudian membandingkannya dengan frekuensi referensi
yang berasal dari osilator kristal (gambar d).
Prinsip kerja PLL (Phase Locked Loop)
Dua buah sinyal dikatakan memiliki
frekuensi yang sama bila beda fasa antara keduanya selalu tetap. Bila misalnya
frekuensi VCO berubah maka beda fasa antara osilator kristal dan VCO akan
berubah. Perubahan beda fasa ini kemudian oleh dikonversi menjadi perubahan
tegangan error. Tegangan error berupa deretan pulsa-pulsa ini kemudian
dilewatkan ke rangkaian Low Pass Filter sehingga menjadi tegangan DC yang
benar-benar rata. Selanjutnya perubahan tegangan DC yang sudah rata ini
diberikan pada varaktor sehingga frekuensi VCO kembali seperti semula. Dengan
cara ini maka frekuensi VCO akan “terkunci” (locked) dan selalu sama dengan
frekuensi osilator kristal. Berhubung osilator kristal sangat stabil maka
frekuensi VCO dengan sendirinya akan ikut stabil. Inilah prinsip kerja PLL
(gambar c).

Dalam gambar (d) frekuensi referensi (fr)
berasal dari osilator kristal yang telah dibagi (oleh rangkaian pembagi
frekuensi) dengan bilangan pembagi = R. Sementara itu, sebelum dibandingkan
dengan frekuensi referensi (fr), frekuensi output VCO (fo) juga dibagi dengan
bilangan pembagi = N. Pada saat sistem PLL ini dalam keadaan terkunci (locked)
maka fr = fo / N atau dengan kata lain :
fo = N . fr.
3. Penyangga
(Buffer)
Semua jenis osilator membutuhkan penyangga.
Penyangga berfungsiuntuk menstabilkan frekuensi dan/atau amplitudo osilator
akibat dari pembebanan tingkat selanjutnya.
Biasanya
penyangga terdiri dari 1 atau 2tingkat penguat transistor yang dibias sebagai
kelas A.Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciternya. Fungsi
dariexciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang
pembawadengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar
FCC.Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat olehwideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh
tingkat berikutnya.
Semua
jenis osilator membutuhkan penyangga. Penyangga berfungsiuntuk menstabilkan
frekuensi dan/atau amplitudo osilator akibat dari pembebanan tingkat
selanjutnya.
Biasanya
penyangga terdiri dari 1 atau 2tingkat penguat transistor yang dibias sebagai
kelas A.Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciternya. Fungsi
dariexciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang
pembawadengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar
FCC.Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat olehwideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh
tingkat berikutnya.
4.
Penguat Daya (Booster)
Booster adalah alat
yangdipasang melekat pada pemancar radio dan dipergunakan untuk memperkuatdaya
pancar frekuensi radio ke segala arah yang ingin dituju. Misalnya, untuk pemancar
berkekuatan 25 watt yang hanya melingkupi satu desa,
Booster dipergunakan
agar daya pancar menjadi 50 hingga 100 watt sehingga bisamelingkupi satu
kecamatan.
Booster umumnya
berbentuk kotak kecil yangterkoneksi dengan
kabel ke pemancar yang diperkuatnya.Penguat daya terbagi dua. Pertama,
penguat daya yang memperkuat sinyaldalam satu siklus penuh, kualitas sinyal
paling baik dan harmonis. Kedua, penguat daya yang hanya memperkuat sinyal
input kurang dari setengahsiklusnya dan menghasilkan gelombang yang rusak
dengan frekuensi sama.Gambar 4. Rangkaian
Booster http://ahkoelektroenpulsa.blogspot.com/2010/08/cara-membuat-pemancar-fm.htmlPada
gambar 4. Rangkaian booster terdiri dari dua tingkat penguattransistor yang masing-masing bekerja pada kelas
C, masing-masing input danoutput penguat transistor ini diberi rangkaian
penyesuai impedansi. Penguatantingkat pertama memakai transistor C1970.
Rangkaian Penguatan inimempunyai penguatan daya 9,2d
B(8 kali), sehingga
dari exciter berdaya 0,25W seharusnya bisa dihasilkan daya 2 W. Pada
kenyataannya dari keluaran penguatan tingkat pertama ini hanya
menghasilkan daya 1,75 Watt, hal ini

Gambar
1.6 Rangkaian Booster
Disebabkan adanya
kerugian dari rangkaian matching network. Penguatantingkat kedua memakai transistor C1971. Rangkaian Penguat ini mempunyai penguatan
daya 10d
B(10 kali).
Sehingga daya dari tingkat pertama yang 1,75W bisa diperkuat menjadi 17,5 W.
Pada kenyataannya daya dari penguatantingkat kedua hanya mencapai 12,5 Watt.
Hal ini disebabkan adanya kerugiandari rangkaian matching network dan
keterbatasan dari transistor C1971.Karena harga dari transistor C1971 relatif
mahal maka yang digunakan hanyatransistor C1970. Oleh karena itu daya yang
dihasilkan oleh pemancar ini tidak mencapai 12 Watt. Karena panas yang
dihasilkan kedua transistor cukup besar maka kita memasang pendinginan
yang cukup.
5.
Antena
Antena
berfungsi meradiasi dan sekaligus menangkap sinyal radiasigelombang radio.
Antena dibedakan menjadi dua berdasarkan arah pancaran,yaitu‡
Omnidirectional
(segala arah). Antena ini meradiasikan gelombang radioyang sama kuat kesegala
arah.
Bidirectional
(dua arah). Antena ini meradiasikan gelombang radio yangsama kuat ke hanya dua
arah. Dua parameter yang perlu diperhatikan padaantena adalah polarisasi dan
penguatannya. Secara sederhana, sebuahantena mempunyai polarisasi vertikal jika
antenna tersebut diletakan pada posisi tegak lurus terhadap bumi. Antena
dengan polarisasi vertikal akanmenghasilkan gelombang radio dengan polarisasi
vertikal juga. Selainvertikal, ada pula antenna berpolarisasi horizontal, bila
bidang antena berposisi sejajar dengan bumi.
6.
Saluran
transmisi
Saluran
transmisi adalah bagian pengantar daya yang dihasilkan pemancar ke antena.
Sebagai pengantar daya, saluran transmisi yang baik tidak akanmengurangi daya
yang diantarnya dan juga tidak meradiasi, karena meradiasiadalah tugas antena.
Agar transfer daya terjadi secara maksimal, maka saluran
transmisi
juga harus mempunyai karakteristik impendansi yang sama dangansumber daya beban.
Karakteristik impendansi saluran transmisi yang umumadalah 300 W (kabel pita pada TV hitam putih), 75 W (kabel coaxial pada
TV berwarna) dan 50W(kabel coaxial pada peralatan radio amatir)
Langganan:
Komentar (Atom)