Post on 07-Apr-2018
8/4/2019 Pemancar Radio FM
1/11
DASAR TEORI PEMANCAR RADIO FM
Komunikasi radio pada dasarnya adalah pertukaran informasi antara dua
tempat yang berjauhan. Informasi yang dimaksud di sini adalah sinyal suara,
percakapan, musik atau sandi. Akan tetapi, karena keterbatasan kekuatan
gelombang suara yang berupa informasi dan lain sebagainya, maka diperlukan
sebuah media untuk menumpangkan sinyal informasi tersebut hingga ke lokasi
yang tak terjangkau oleh alat sederhana.
Pada sistem telekomunikasi radio dibutuhkan adanya pemancar dan
penerima. Pemancar digunakan untuk mentransmisikan/menyalurkan informasiyang akan dikirim kepada penerima. Teknik pengiriman menggunakan sarana
frekuensi tinggi untuk menyalurkan informasi melalui udara. Pada sistem radio
FM (Frequency Modulation), sinyal informasi tidak merubah besar kecilnya
jangkauan gelombang frekuensi (amplitudo tetap), akan tetapi merubah besar nilai
panjang gelombangnya. Perhatikan gambar berikut ini,
8/4/2019 Pemancar Radio FM
2/11
Dari gambar gelombang di atas, nampak bahwa amplitudo frekuensi sinyal
pembawa dan output memiliki besar yang sama. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa pemancaran gelombang informasi menggunakan sistem
frekuensi modulasi memiliki lebar pita yang relatif stabil (fidelitas bandwidht).
Keuntungan penggunaan sistem FM dalam radio penyiaran maupun
komunikasi antara lain bebas dari pengaruh gangguan udara, bandwidht (lebar
pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Selain itu, keunggulan-
keunggulan yang lain dari sistem radio FM bila dibanding radio AM antara lain :
1. Lebih tahan noiseFrekuensi yang dialokasikan untuk siaran radio FM berada pada 88-
108 MHz. Pada range frekuensi ini bebas gangguan baik atmosfer
maupun interferensi yang tidak diharapkan.
2. Bandwidht yang lebih lebarStandar saluran siaran FM menduduki lebih dari 10x lebar bandwidht
saluran siaran AM. Ini disebabkan oleh struktur sideband non linear
yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga
memerlukan bandwidht yang lebih lebar dibanding distribusi linear
yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM.
3. Fidelitas tinggiRespon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada
interval 50Hz sampai 15KHz), 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. Karakterisitik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah
rancangan perangkatnya saja.
4. Transmisi stereoDengan spesifikasi saluran yang baik, memungkinkan pengembangan
sistem penyiaran stereo yang praktis.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
3/11
Komponen-Komponen Pemancar FM
a. KokerKoker berfungsi untuk mengatur atau menentukan frekuensi pada
pemancar radio. Didalam koker juga terdapat ferite yang berfungsi sebagai
inti induktor selain itu juga terdapat lilitan induktor yang terdiri dari lilitan
primer dan skunder. Cara kerja dari koker adalah memudahkan pencarian
gelombang yang kosong. Apabila inti koker di putar ke kanan sampai
maksimal maka frekuensi yang di hasilkan osilator makin rendah. Jika
pemancar FM menyala, putar inti koker ke kiri sampai desis pada radio
FM hilang maka akan didapatkan sinyal yang kuat dan stabil.
b. InduktorLilitan dari kawat yang dililit dengan hitungan tertentu, dalam hal ini
untuk menentukan nilai dari induktor biasanya digunakan meter.
Induktor berfungsi sebagai penyesuai impedansi, sehingga keluaran dari
impedansi dapat diubah dan sesuai dengan yang diinginkan (match).
8/4/2019 Pemancar Radio FM
4/11
c. TransistorTransistor mempunyai 2 sambungan, satu diantaranya adalah emitor dan
lainnya basis dan kolektor. Karena inilah sebuah transistor sama seperti
dua dioda. ransistor type C1970 biasanya digunakan untuk menaikkan
tegangan 0.8 sampai 1 watt, kalau tidak salah didalam penelitian C1970
bisa menaikan sekitar 8 kali.
Pada transistor C1971 bisa digabungkan langsung dari rangkaian Exciter
dan maka tegangan 6.5 sampai 7 watt atau bias menaikan sekitar 10
kali. Jika di gabung C1970 dengan C1971 maka keluaran power sekitar 12
watt atau lebih.
d. Rangkaian ExciterRangkaian exciter terdiri dari osilator dan penyangga.- Osilator
Inti dari sebuah pemancar adalah osilator. Untuk dapat membangun
sistem komunikasi yang baik harus dimulai dengan osilator yang dapat
bekerja dengan sempurna. Pada system komunikasi, osilator
menghasilkan gelombang sinus yang dipakai sebagai sinyal pembawa.
Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada sinyal pembawa
dengan proses modulasi.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
5/11
- Penyangga (Buffer)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.
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.
e. BoosterPenguat daya lebih populer disebut Booster. Booster adalah alat yang
dipasang melekat pada pemancar radio dan dipergunakan untuk
memperkuat daya 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 bisa melingkupi satu kecamatan. Booster umumnya
berbentuk kotak kecil yang terkoneksi dengan kabel ke pemancar yang
diperkuatnya.
Penguat daya terbagi dua. Pertama, penguat daya yang memperkuat sinyal
dalam satu siklus penuh, kualitas sinyal paling baik dan harmonis. Kedua,
penguat daya yang hanya memperkuat sinyal input kurang dari setengah
siklusnya dan menghasilkan gelombang yang rusak dengan frekuensi
sama.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
6/11
f. AntenaAntena berfungsi meradiasi dan sekaligus menangkap sinyal radiasi
gelombang radio. Antena dibedakan menjadi dua berdasarkan arah
pancaran, yaitu:
Omnidirectional (segala arah). Antena ini meradiasikan gelombangradio yang sama kuat kesegala arah.
Bidirectional (dua arah). Antena ini meradiasikan gelombang radioyang sama kuat ke hanya dua arah. Dua parameter yang perlu
diperhatikan pada antena adalah polarisasi dan penguatannya. Secara
sederhana, sebuah antena mempunyai polarisasi vertikal jika antenna
tersebut diletakan pada posisi tegak lurus terhadap bumi. Antena
dengan polarisasi vertikal akan menghasilkan gelombang radio dengan
polarisasi vertikal juga. Selain vertikal, ada pula antenna berpolarisasi
horizontal, bila bidang antena berposisi sejajar dengan bumi.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
7/11
g. Saluran TransmisiSaluran transmisi adalah bagian pengantar daya yang dihasilkan pemancar
ke antena. Sebagai pengantar daya, saluran transmisi yang baik tidak akan
mengurangi daya yang diantarnya dan juga tidak meradiasi, karena
meradiasi adalah tugas antena. Agar transfer daya terjadi secara maksimal,
maka saluran transmisi juga harus mempunyai karakteristik impendansi
yang sama dangan sumber daya beban. Karakteristik impendansi saluran
transmisi yang umum adalah 300W (kabel pita pada TV hitam putih), 75W
(kabel coaxial pada TV berwarna) dan 50W(kabel coaxial pada peralatan
radio amatir).
Masih ada beberapa alat penunjang/tambahan untuk pemancar radio, di
antaranya sebagai berikut:
- Power MeterPower Meter adalah alat untuk mengukur daya gelombang. Pada
saluran transmisi yang tidak sepadan, selain gelombang datang
mengalir pula gelombang pantul. Gelombang datang arahnya dari
sumber ke beban (dari pemancar ke antena) sedangkan gelombang
pantul dari arah yang sebaliknya (dari antena ke pemancar). Biasanya
pada Power Meter terdapat dua skala, satu untuk daya datang dan satu
lagi untuk daya pantul. Skala untuk daya pantul lebih kecil dari skala
untuk daya datang.
- SWR MeterSWR (standing wave ratio) Meter atau pengukur perbandingan
gelombang tegak digunakan untuk mengukur perbandingan gelombang
datang dan gelombang pantul. Sering juga SWR diartikan sebagai nilai
perbandingan yang dapat menentukan besarnya daya yang hilang dan
daya yang terpancar Sehingga diketahui seberapa sepadan sebuah
sumber dengan beban. Prinsip kerja SWR Meter didasari Power Meter.
Jika pada suatu pengukuran hanya terdapat Power Meter, maka SWR
dapat dihitung dari daya datang (Pf ) dan daya pantul (Pr) dengan
8/4/2019 Pemancar Radio FM
8/11
rumus:
SWR = ( Pf + Pr ) (Pf - Pr ).
Dari rumus tersebut, pada keadaan sepadan ( Pr = O) akan didapatSWR = 1.
Untuk keadaan yang tidak sepadan akan didapatkan SWR > 1. Untuk keadaan yang paling buruk di mana semua daya yang dating
dipantulkan kembali ( Pf =Pr ) akan didapatkan SWR = tak
terhingga.
- Dummy LoadAgar daya pancar siaran bisa maksimal tetapi efisien, diperlukan suatu
beban yang sudah diketahui impendansinya dengan pasti sebagai acuan
yang disebut Dummy Load. Dummy Load bebas dari pengaruh
frekuensi dan dapat menangani pembuangan daya pancar yang terlalu
besar. Impendansi Dummy Load biasanya 50 atau 75 Ohm.
DummyLoad dapat dibuat sendiri dengan memasang secara paralel
beberapa resistor sehingga diperoleh resistansi dan daya yang
diinginkan. Memparalelkan beberapa resistor memperkecil induktansi
liar dari resistor tersebut. Sebagai contoh, dapat dipakai resistor karbon
300 Ohm/2 watt sebanyak 6 biji yang dihubungkan secara paralel
untuk mendapatkan Dummy Load dengan daya 12 watt dan
impendansi 50 Ohm.
Rangkaian dan Diagram Blok Pemancar FM
Untuk merencanakan dan membuat alat pemancar, perlu diketahui terlebih dahulu
mengenai blok diagram sistem, sistem kerja dari rangkaian secara
keseluruhan.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
9/11
Gambar Rangkaian ExciterRangkaian exciter terdiri dari osilator dan penyangga.
Pada Rangkaian Exciter ini menggunakan komponen-komponen dengan
spesifikasi sebagai berikut:
Koker Induktor : L2 = 0.12 H, L3 = 0.12 H, L4 = 0.2 H Transistor: C930 Resistor : 5,6 K, 47 K , 33 K Capasitor : 2.2 nF, 100 nF, 18 pF, 20 pF, 5 pF Trimer : 560 pF
Exciter adalah rangkaian yang menghasilkan osilasi, karena pada exciter terdapat
osilator yang berfungsi sebagai pembangkit gelombang sinus yang nantinya akan
dimodulasikan. Didalam sistem osilator juga terdapat buffer (penyangga) yang
berfungsi untuk menstabilkan frekuensi/ modulasi osilator akibat proses
pembebanan oleh penguat tingkat selanjutnya.
8/4/2019 Pemancar Radio FM
10/11
Gambar Rangkaian Booster
Pada Rangkaian Booster ini menggunakan komponen-komponen dengan
spesifikasi sebagai berikut:
Induktor :L1 = 0.2 mikro Henry. L2 = 0.2 mikro Henry. L3 = 0.085mikro Henry L4 = 0.04 mikro Henry. L5 = 0.1 mikro Henry. L6 = 0.2
mikro Henry L7 = 0.2 mikro Henry.
Transistor 1970 : Vce 10 VIc 0.1 A
10 180
Trimer : 530 pFRangkaian booster terdiri dari dua tingkat penguat transistor yang masing-masing
bekerja pada kelas C, masing-masing input dan output penguat transistor ini diberi
rangkaian penyesuai impedansi.
Penguatan tingkat pertama memakai transistor C1970. Rangkaian Penguatan ini
mempunyai penguatan daya 9,2dB (8 kali), sehingga dari exciter berdaya 0,25 W
seharusnya bisa dihasilkan daya 2 W. Pada kenyataannya dari keluaran penguatan
tingkat pertama ini hanya menghasilkan daya 1,75 Watt, hal ini disebabkan
adanya kerugian dari rangkaian matching network.
Penguatan tingkat kedua memakai transistor C1971. Rangkaian Penguat ini
mempunyai penguatan daya 10dB (10 kali). Sehingga daya dari tingkat pertama
yang 1,75 W bisa diperkuat menjadi 17,5 W. Pada kenyataannya daya dari
8/4/2019 Pemancar Radio FM
11/11
penguatan tingkat kedua hanya mencapai 12,5 Watt. Hal ini disebabkan adanya
kerugian dari rangkaian matching network dan keterbatasan dari
transistor C1971. Karena harga dari transistor C1971 relatif mahal maka yang
digunakan hanya transistor 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.