Vii Pemancar Dan Penerima Radio [PDF]

Citation preview

VII.



PEMANCAR DAN PENERIMA RADIO



VII.1. BLOK DIAGRAM PEMANCAR AM / FM



fm



a.



Sinyal AM / FM / SSB



MOD fc



Antena



fm



AUDIO AMPL



b. Mikr s.Akustik



MOD AMP



fc



fc



POWER AMPL



fLO s. Listrik



LOCAL OSCIL Antena



fm AUDIO AMPL



c. Mikr



fc MOD FREK



FREQ. MULTI PLIER



8fc POWER AMPL



8fc



fLO



s.Akustik



s. Listrik



LOCAL OSCIL



Gbr.VII-1: Blok diagram Pemancar Radio a. Modulator sebagai bentuk dasar pemancar b. Pemancar AM c. Pemancar FM



VII-1



Berdasar Gbr.VII-1b dapat dikemukakan fungsi masing-masing blok : 1. Mikofon : Merobah besaran akustik menjadi besaran listrik ( sinyal audio ). 2. Audio Amplifier : Memperkuat sinyal audio agar bisa diproses oleh Modulator (mV->V). 3. Local Oscillator : Membangkitkan frekuensi fLO yang akan dimodulasi oleh sinyal informasi fm sehingga menghasilkan sinyal AM dengan carrier fc . 4. Modulator Amplituda: Memodulasikan sinyal informasi fm kepada ouput Local Oscillator fLO sehingga menghasilkan sinyal termodulasi amplituda fc. Dari Gbr.VII-1c terlihat perbedaan Pemancar AM dan FM, dimana sinyal pancar FM berasal dari ouput Modulator FM yg dilipatkan frekuensinya, dalam contoh dilipat 8x . Hal ini dilakukan karena modulasi frekuensi tidak dapat bekerja pada frekuensi yang terlalu tinggi, maka digunakan frekuensi menengah intermediate frequency) fIF , setelah itu barulah frekuensinya dinaikkan dengan bantuan Frequency Multiplier. VII.2



Antena



BLOK DIAGRAM PEMANCAR SSB



USB



USB : (14,8003-14,8034) MHz LSB : (9,1997- 9,1964) MHz 12MHz



OSCILLATOR 2



MIXER



LINIER AMPLIFIER



HPF



(2.8003-2.8034) MHz (0,3-3,4) KHz



AUDIO AMPL



(96,4 -99,7) KHz HPF (100,3-103,4) KHz (100,3-103,4) KHz



BALANCED MODULATOR



MIXER



HPF



2,7 MHz



Mikr 100KHz



LOCAL OSCILLATOR



OSCILL.LATOR 1



Gbr.VII-2: Blok diagram Pemancar SSB VII-2



Modulator I dari pemancar SSB merupakan Balans Modulator yang dengan bantuan Local Oscillator akan menghasilkan LSB (96,4-99,7) KHz dan USB (100,3-103,4) KHz. LPF akan meneruskan USB ketahap Mixer. Selanjutnya Mixer akan mencampur USB ini dengan output Oscillator 1 guna menghasilkan penjumlahan serta selisih frekuensi 2,7 MHz dengan (100,3-103,4) KHz , akan tetapi sesuai kebutuhan yang diteruskan adalah USB-nya yakni ( 2.800,3 -2.8034) MHz. Pada tahap akhir USB ini dicampur lagi dengan output Oscillator II (12MHz) sehingga diperoleh USB : (14,8003-14,8034) MHz dan LSB : (9,19979,1964) MHz. Filter terhadap salah satu dari komponen ini akan menghasilkan sinyal SSB dlam daerah HF. VII.3



KARAKTERISTIK PEMANCAR



Karakteristik pemancar pada umumnya mencakup : 1. Besarnya penguatan audio, yang menyatakan kualitas sinyal audionya 2. Kestabilan frekuensi, misal 64 MHz  0,01% , menyatakan toleransi dari pergeseran frekuensi yang diizinkan 3. Distorsi maksimum 4. Impedansi output, yang berkaitan dengan impedansi antena pancar / kabel feeder, misal 50, 75 , 300 .



VII.4



a.



BLOK DIAGRAM PENERIMA AM / FM



DEMOD



Sinyal AM / FM / SSB fc



fc - fm



fc



fm fm



b. RF AMPL



fLO



MIXER



IF AMPL



DEMOD / DETEKTOR



AUDIO AMPL



LOCAL OSCILLATOR



Gbr.VII-3



Blok diagram Penerima Radio a. Demodulator sebagai bentuk dasar penerima b. Penerima AM / FM VII-3



Fungsi utama penerima adalah demodulasi, yakni mengambil/memisahkan sinyal informasi dari carriernya. Bila modulasi bisa dilakukan pada frekuensi tinggi, tidak demikian halnya dengan demodulasi, sehingga sebelum proses demodulasi, dengan bantuan mixer, frekuensi carrier harus diturunkan dahulu ke frekueni menengah / intermediate frequency. Setelah itu barulah dilakukan deteksi / demodulasi, dimana sinyal carrier “diredam/dibuang” agar yang tinggal hanyalah sinyal informasinya saja. Berdasar hal tersebut maka fungsi masing-masing blok adalah : 1. Antena : menangkap sinyal RF dalam orde sangat kecil (W, pW). 2. RF Amplifier : memperkuat sinyal RF agar bisa diproses oleh Mixer. 3. Local Oscillator : membangkitkan sinyal LO dengan frekuensi fLO. 4. Mixer : mencampur sinyal RF dan sinyal LO, sehingga menghasilkan :  Frekuensi menengah / Intermediate Frekuensi  Frekuensi Bayangan / Image Frequency. 5. Demodulator / detektor: meneruskan sinyal informasi fm dan menekan sinyal fIF. 6. Audio Amplifier : memperkuat sinyal informasi fm. 7. Loudspeaker : merobah besaran listrik menjadi besaran akustik. Catatan : Frekuennsi IF mempunyai 3 alternatif pilihan tergantung sistem komunikasi yang dipakai yakni 455KHz, 10,7 MHz dan 70 MHz.



VII.5



BLOK DIAGRAM PENERIMA SSB



Beberapa hal yang patut diperhatikan dari blok diagram Penerima SSB pada Gbr.VII-4 adalah : 1. Penerima SSB mempunyai 2 Mixer karena peburunan frekuensi carrier juga terjadi 2 kali. Output Mixer I adalah 10,7 MHz. 2. Automatic Voltage Control ( AVC ) Detector mengatur agar level tegangan tahap IF adalah konstan. 3. Automatoc Frequency Control Detector mengatur agar frekuensi L.O.2 tetap stabil. Acuan untuk frekuensi ini bisa berasal dari Crystal Oscillator atau dari output Amplifier & Crystal Detector ( 100 KHz).



VII-4



RF AMPL



AUDIO AMPL



(2.8003-2.8034) MHz



(0,3-3,4) KHz



(100,3-103,4) KHz



MIXER



L.O. 1



IF AMPL1 2,7 MHz



MIXER



IF AMPL 2



L.O. 2



AMPL & CRYSTAL FILTER



DEMOD / DETEKTOR



LS



100 khZ



AVC DETECTOR



AFC DETECTOR T



CRYASTAL OSCILLATOR



Gbr.VII-4 : Blok diagram Penerima SSB



VII.6



KARAKTERISTIK PENERIMA RADIO



Ada 4 parameter yang menentukan kualitas suatu Penerima Radio, yakni :  Sensitivitas  Selektivitas  Fidelitas  Noise Figure Sensitivitas dan selektivitas menentukan kualitas dari sinyal carrier sehingga pengukuran / pengamatannya dilakukan pada output antena penerima. Sedangkan fidelitas dan Noise Figure menentukan kualitas sinyal informasi sehingga pengukuran / pengamatannya dilakukan pada output Audio Amplifier.



VII-5



VII.6.1



SENSITIVITAS



Definisi umum : 1. Sinyal terkecil yang masih dapat ditangkap oleh sistem antena. 2. Kuat medan listrik E / Tegangan V / daya RF W yang harus diberikan kepada antena penerima guna menghasilkan output standard 0.5 Watt pada output Audio Amplifier. E(V/m )



fc(1)



fc(2)



fc(3)



fc



Gbr.VII-5 : Kurva sensitivitas suatu penerima



+X +X/2



fm=400Hz , m = 0,3



0 Sinyal AM



-X/2



-X



fc RF AMPL



0,5Watt AUDIO AMPL



Gbr.VII-6 : Input x Volt menghasilkan output Audio Amplifier 0,5 Watt Definisi khusus : Besarnya amplituda tegangan dari gelombang carrier dengan pemodulasi dan indek modulasi m = 0,3 yang harus diberikan kepada input RF Amplifier agar pada output Audio Amplifier diperoleh daya 0,5 Watt utk beban resistif. VII-6



VII.6.2



SELEKTIVITAS



Definisi : Kurva yg menggambarkan kesanggupan suatu penerima dlm memisahkan sinyal carrier RF yang diinginkan dari sinyal RF lainnya. Terdapat 2 tipe kurva selektivitas, yakni :  Kurva selektivitas berdasar redaman  Kurva selektivitas berdasar penguatan Rx(A) Rx(B)



a(dB)



k(dB)



100



100



80



80 Rx(K)



60 Rx(L)



40 Rx(C)



60



40



20



20 Rx(M)



0 -4



-3



-2



-1 0 1 Off resonance



2



3



4



-4



-3



0 -2



-1 0 1 2 Off resonance



3



4



Gbr.VII-7 : Kurva selektivitas yang berdasarkan a. Redaman a (dB) b. Penguatan k (dB)



KURVA SELEKTIVITAS BERDASAR REDAMAN : 1. Suatu penerima mempunyai kualitas yang semakin baik apabila redaman dari frekuensi carrier (RF) yang diinginkan semakin kecil, sedangkan untuk frekuensi lainnya diusahakan redaman sebesar mungkin. 2. Dengan demikian kurva redaman yang terbaik adalah kurva yang punya slope / kecuraman terbesar. KURVA SELEKTIVITAS BERDASAR PENGUATAN : 1. Suatu penerima mempunyai kualitas yang semakin baik apabila penguatan dari frekuensi carrier (RF) yang diinginkan semakin besar, sedang untuk frekuensi lainnya diusahakan penguatan sekecil mungkin.



VII-7



2. Dengan demikian kurva redaman yang terbaik adalah kurva yang punya slope / kecuraman terbesar. VII.6.3



FIDELITAS



fc



AUDIO AMPL



A



fc



POWER AMPL



RF AMP L



Amplituda (V)



AUDIO AMPL



B



Amplituda (V)



3



3



300



10.000



a.



f(Hz)



300



10.000



f(Hz)



b.



Gbr.VII-8 : Titik pengukuran dan sinyal informasi pada TX – RX a. Sinyal pemodulasi (audio) dititik A pada Tx b. Sinyal pemodulsi (audio) dititik B pada Rx Definisi: Gambaran yang menyatakan perubahan output Audio Amplifier utk berbagai frekuensi pemodulasi, sebagaimana dijelaskan pada Gbr.VII-8. Walau pada pengirim berbagai frekuensi dari sinyal pemodulasi / audio (300-10.000)Hz dititik A mempunyai amplituda yang sama, akan tetapi setelah sampai dititik B amplituda berbagai frekuensi (300-10.000)Hz tsb tdk lagi sama. Hal ini terutama diakibatkan tahapan proses yang berlangsung disepanjang transmisinya memberikan efek yang berbeda bagi masing-masing frekuensi.



VII-8



VII.6.4



NOISE FIGURE



Nilai minimum sinyal yang masih dapat dideteksi oleh suatu penerima, antara lain ditentukan oleh besarnya noise / derau yang menyertainya. Noise / derau yang menyertai tersebut berasal dari berbagai sumber, seperti misalnya : 1. Derau yang berasal dari sistem sendiri : a. Derau dari loss antena b. Derau dari tahanan pada rangkaian penerima c. Derau dari komponen aktif (transistor,IC) yang menghasilkan juncton noise ataupun breakdown noise. d. Magnetic noise yang terjadi bila trafo tidak tertutup. e. Contact noise yang muncul pada kontak / switch / selector. 2. Derau yang berasal dari luar sistem : a. Derau akibat gangguan jaringan radio lain. b. Derau karena pengaruh 2 frekuensi yang sama. c. Man made noise yakni derau yag ditimbulkan oleh industri, mesin, motor, kabel tegangan tinggi. d. Derau yang berasal dari alam :  Kilat dari atmosfir  Sistem tata surya  Dari kapal terbang saat melintasi hujan / salju. Ukuran noise dinyatakan dengan : Perbandingan daya (S/N) sistem ideal NOISE FIGURE (NF) = Perbandingan daya (S/N) sistem sesungguhnya.



VII-9