Download - 7. Sistem Pemancar Radio FM
Komunikasi Radio1
• Radio AM
• Radio FM
Komunikasi Radio2
Band standar radio siaran moda amplitudo modulation
(AM)) dimulai dari 540 sampai dengan 1600 kHz.
Di Indonesia lebih dikenal dengan gelombang menengah
(medium wave/MW). Band MW ini adalah tempat
mengudaranya stasiun stasiun radio siaran swasta di
Indonesia sebelum banyak yang pindah ke band FM.
Spektrum frekwensi MW tidak tergolong gelombang
pendek. Spektrum gelombang pendek justru dimulai dari
batas akhir alokasi frekwensi standar untuk radio siaran
AM di MW, yaitu 1600 kHz sampai 30000 kHz atau 30
MHz (1000 kHz = 1 MHz).
“SISTEM PEMANCAR RADIO FM”
Oleh :
Suthami Ariessaputra
3
Komunikasi Radio4
• Komunikasi radio memiliki tujuan untuk Mengirimkan informasi dari
sumber ke tujuan (dapat berjauhan letaknya) dengan
memanfaatkan media udara sebagai saluran transmisi.
• Informasi yang dimaksud disini adalah sinyal suara, percakapan
atau musik.
• Sinyal suara tidak dapat langsung dipancarkan karena sinyal suara
bukan gelombang elektromagnetik. Untuk dapat mengirimkan sinyal
suara dengan lebih mudah maka sinyal suara tersebut terlebih
dahulu ditumpangkan pada sinyal radio dengan frekuensi yang
lebih tinggi dari sinyal suara tersebut.
• Jika sinyal suara tersebut dirubah menjadi gelombang
elektromagnetik maka dibutuhkan suatu antena untuk
memancarkannya.
Alokasi Spektrum dan perencanaan Pita
5
Spektrum frekuensi radio adalah sumber daya alam yang dapat digunakan untuk
meningkatkan efisiensi dan produktivitas serta dapat meningkatkan kualitas hidup
masyarakat suatu bangsa. Spektrum frekuensi radio digunakan untuk bermacam-
macam jasa komunikasi radio termasuk diantaranya komunikasi perorangan dan
perusahaan, navigasi radio, komunikasi radio penerbangan dan maritim, penyiaran,
keselamatan dan marabahaya, radio lokasi dan radio amatir (Dephub RI, 2003).
Servis Band (MHz)
Radio Siaran AM (MW) 0,5625 – 1,6065
Radio Siaran AM (SW) 5,95 – 6,2
HF Broadcasting 7,1 – 7,3
9,5 – 9,9
11,65 – 12,0
15,1 – 15,8
Radio Siaran FM 88 – 108
TV VHF 174 – 230
TV UHF 470 – 806
Tabel pita frekuensi radio yang digunakan untuk keperluan penyiaran terestrial
6
Sistem Modulasi Analog
Modulasi Frekuensi(FM)
Modulasi Amplitudo(AM)
Modulasi Phase (PM)
Sistem Pemancar FM
7
Pemancar FM berfungsi untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa
frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio
Frekuensi) yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan.
Blok Diagram Transmitter FM
Gambar. Diagram blok pemancar FM
Rangkaian
PenguatPLLMixer
Input
AudioStudio
Pemancar
Input Audio
8
Tape, CD/DVD-player, mp3-player, Ipod,
microphone, komputer
Studio
9
Studio
10
Studio
11
Studio
12
Studio
13
Mixer
14
Fungsi dari Mixer adalah menggabungkan berbagai macam input dari
Audio Generator dan pengaturan secara manual Amplitudo dari input
tersebut.
Sesuai dengan namanya, mixer merupakan terminasi berbagai input dari
audio, yaitu Microphone, Tape Recorder, CD/DVD Player, Tunner,
Computer Multimedia dan Line Telephon Hybrid.
Gambar. Mixer
Pemancar
15
PLL FM
Rangkaian Penguat
PLL FM
16
PLL (Phase Locked Loop). Suatu sistem yang memungkinkan suatu sinyal tertentu mengendalikan frekuensi sebuah osilator dalam sebuah Lingkar yang terkunci.
Frekuensi osilator dapat sama besar atau kelipatannya dari frekuensi sinyal tersebut (selanjutnya disebut frekuensi-referensi).
Kalau frekuensi sinyal berasal dari sebuah osilator kristal maka frekuensi yang lainnya dapat dijabarkan mempunyai stabilitas yang sama dengan frekuensi kristal. Inilah yang dijadikan dasar dari pesintesis frekuensi atau Frequency Synthesizer.
PLL FM
17
Kalau frekuensi-referensi mempunyai nilai yang berubah-ubah
maka frekuensi “osilator lingkar” akan mengikuti perubahan
tersebut.
Prinsip ini digunakan dalam demodulator FM (Frequency
Modulation), FSK (Frequency Shift Keying) dan Tracking Filter.
PLL FM
18
Bagian-bagian dari PLL terdiri dari :
Fixed Osilator sebagai frekuensi-referensi yang biasanya dibangun menggunakan kristal kuarsa untuk menjamin kestabilannya
VCO (Voltage Control Oscillator) merupakan osilator yang frekuensi keluarannya terkendali tegangan
LPF (Low Pass Filter). Pada dasarnya bagian ini mengubah ayunan tegangan yang begitu cepat dari Phase Detektor menjadi tegangan dc terkendali fasa
LPF-Amplifier. Bagian ini memperkuat keluaran LPF yang masih sangat lemah sampai ke taraf beberapa volt dc hingga mampu mengendalikan VCO
n-Devider atau “pembagi n kali”. Bagian ini yang membagi frekuensi keluaran yang dikehendaki dari VCO supaya sama dengan frekuensi-referensi
Phase Detector. Bagian ini bekerja dengan membandingkan nilai frekuensi referensi dengan frekuensi dari n-Devider. Keluaran akan 0 volt jika terjadi kedua frekuensi sama dan bernilai taraf dc tertentu jika kedua frekuensi tersebut tidak sama
PLL FM
19
Berikut contoh Blok Diagram Aplikatif sebuah PLL Klasik yang
bekerja pada FM-II 100-MHz :
PLL FM
20
Bagian-bagian dari PLL terdiri dari :
Fixed Osilator sebagai frekuensi-referensi yang biasanya dibangun menggunakan kristal kuarsa untuk menjamin kestabilannya
VCO (Voltage Control Oscillator) merupakan osilator yang frekuensi keluarannya terkendali tegangan
LPF (Low Pass Filter). Pada dasarnya bagian ini mengubah ayunan tegangan yang begitu cepat dari Phase Detektor menjadi tegangan dc terkendali fasa
LPF-Amplifier. Bagian ini memperkuat keluaran LPF yang masih sangat lemah sampai ke taraf beberapa volt dc hingga mampu mengendalikan VCO
n-Devider atau “pembagi n kali”. Bagian ini yang membagi frekuensi keluaran yang dikehendaki dari VCO supaya sama dengan frekuensi-referensi
Phase Detector. Bagian ini bekerja dengan membandingkan nilai frekuensi referensi dengan frekuensi dari n-Devider. Keluaran akan 0 volt jika terjadi kedua frekuensi sama dan bernilai taraf dc tertentu jika kedua frekuensi tersebut tidak sama
PLL FM
21
Osilator
Pada PLL terdapat Osilator.
Osilator adalah Inti dari sebuah pemancar.
Osilator berfungsi untuk menghasilkan gelombang
sinus yang dipakai sebagai sinyal pembawa.
Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada sinyal
pembawa dengan proses modulasi.
PLL FM
22
Penguat Awal (Penyangga)
Rangkaian Penguat Kecil
Semua jenis osilator membutuhkan penyangga.
Penyangga berfungsi untuk menstabilkan frekuensi
dan/atau amplitudo osilator akibat dari
pembebanan tingkat selanjutnya.
Biasanya penyangga terdiri dari 1 atau 2 tingkat
penguat transistor yang dibias sebagai kelas A.
PLL FM23
Contoh : Rangkaian PLL
Penguat Akhir24
Transistor dengan daya keluaran besar biasanya
membutuhkan daya masukan yang besar pula.
Karena itu penguat dengan daya keluaran besar
biasanya dibuat beberapa tingkat agar
didapatkan daya yang cukup untuk menggerakkan
transistor tingkat akhir.
Penguat Akhir
25
Gambar . Penguat RF
Suatu struktur transmisi antara ruang bebas dan peralatan
pengarah (guiding divice), guiding divice bisa berupa
saluran koaksial atau waveguide.
Suatu peralatan untuk menggandengkan atau mengkopel
energi elektromagnetik dari saluran transmisi ke ruang
bebas.
Suatu peralatan untuk penerimaan dan pemancaran
energi gelombang elektromagnetik.
Antena
26
Untuk meradiasikan dan menerima energi elektromagnetik atau
gelombang radio.
Untuk merubah suatu guide wave ke free space elektromagnetik
wave.
Untuk mengarahkan atau mengoptimasikan energi
elektromagnetik yang diradiasikan ke arah tertentu yang
diinginkan dan menekan radiasi atau energi pada arah-arah lain
yang tak diinginkan
Sebagai impedansi matching device untuk menyesuaikan saluran
transmisi ke impedansi karakteristik ruang bebas.
Fungsi Antena
27
Antena
28
Beberapa Spesifikasi dari antenna yang harus diperhatikan antara lain :
Frekuensi Kerja
Pola Radiasi
Power Input
Bandwidth
Impedansi
VSWR
Polarisasi
Berat dari antenna dan bahan yang digunakan.
Biasanya Antena FM disusun dalam bentuk Array
Antena
29
Beberapa parameter-parameter yang perlu diperhatikan
pada antena adalah :
1. Pola radiasi
Pola radiasi suatu antena adalah pernyataan grafis yang
menggambarkan sifat radiasi suatu antena (pada medan
jauh) sebagai fungsi arah. Pola radiasi ini berbentuk tiga
dimensi atau pola ruang. Pola ini dibuat untuk mengukur kuat
medan pada setiap titik permukaan bola dengan antena
sebagai pusatnya.
Antena
30
Berdasarkan arah pancarannya Pola radiasi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:
a) Directional
Pola radiasi directional adalah pola radiasi dimana arah pancarannya satu arah. Berdasarkan
bentuk pola radiasinya, antena dapat diklasifikasikan dalam bentuk broadside, endfire dan
Intermediate.
b) Omnidirectional
Pola radiasi omnidirectional adalah suatu antena yang arah pancarannya ke segala arah.
Antena
31
2. Nilai SWR
SWR atau yang sering disebut VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) didefinisikan sebagai
perbandingan antara daya keluar (forward power) dengan daya kembali (reflected power).
Nilai SWR yang diperoleh diusahakan antara 1-2, supaya daya yang dipantulkan sedikit.
Hal ini berdasarkan koefisien pantul
3. Nilai Gain
Gain antena dapat didefinisikan sebagai perbandingan intensitas maksimum antena yang
diukur dengan intensitas radiasi suatu antena pembanding atau antena referensi.
Antena Telex
32
5/8λ
5/8λ
f
c
Teledata33
Pada sistem penyiaran FM stereo di pita frekuensi
88~108 MHz, tersedia fasilitas pengiriman data
untuk siaran teledata yang menempati sebagian kecil
pita bagian atas dari seluruh pita siaran.
Teledata34
Fasilitas penyiaran teledata disediakan oleh setiap
perangkat pemancar FM stereo yang standar.
Ada dua jenis sistem pengiriman teledata yang saat
ini
digunakan : sistem RDS (radio data system) dan
sistem telerate yang menggunakan SCA (subsidiary
communications authorization.
Teledata35
Sistem RDS (radio data system)
Sistem RDS berasal dari Inggris (tepatnya dari
European Broadcasting Union, EBU).
RDS menggunakan sub-frekuensi pembawa sejauh
57 kHz dari frekuensi pusat dengan sistem modulasi
amplitudo jenis DSBSC (double sideband suppressed
carrier) dan lebar pita sebesar + 2 kHz setelah
terlebih dulu dimodulasikan secara BPSK (bi-phase
shift keying)
Teledata36
SCA (subsidiary communications authorization
SCA menggunakan sub-frekuensi pembawa sejauh 67 kHz dari frekuensi pusat dengan sistem modulasi frekuensi (FM) setelah terlebih dulu dimodulasikan secara FSK (frequency shift keying) dan deviasi maksimum sebesar 7,5 kHz.
Karena menggunakan modulasi frekuensi, maka jelaslah bahwa sistem SCA lebih kebal terhadap derau dibanding sistem RDS.
Keunggulan lainnya adalah laju pengiriman data yang lebih tinggi (karena lebar pitanya lebih besar) dan untai penerima yang lebih sederhana.
Teledata37
Gambar Spektrum Frekuensi Broadcast FM
Keterangan :
L+R = jumlah informasi suara kanal kiri dan kanan
L-R = selisih informasi suara kanal kiri dan kanan
pilot = sinyal pandu penanda siaran stereo
RDS = radio data system
SCA = subsidiary communications authorization
Teledata38
Pengiriman data teks dilakukan di luar spektrum frekuensi suara di antara keduanya. Pengiriman dilakukan dengan sistem modulasi bertingkat :
Stereo (L+R dan L-R yang menempati spektrum dari 0 hingga 53 kHz), sehingga tidak timbul interferensi FSK dan FM.
Modulasi FSK dilakukan pada tahap awal, yakni memodulasikan data-data digital (berupa informasi "1" dan "0" dari data digital teks informasi) menjadi sinyal audio DTMF (dual tone multiplefrequency).
Sinyal ini kemudian dimodulasikan kembali secara FM pada frekuensi pembawa 67 kHz dengan lebar deviasi maksimum sebesar 7,5 kHz.
Sinyal SCAFM ini pada akhirnya dijumlahkan dengan sinyal multipleks FM stereo konvensional.
39
TERIMA
KASIH