PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI HIGH POWER AMPLIFIER STANDAR DVB-T2 PADAPEMANCAR TV KOMUNITAS DALAM FREKUENSI UHF

Rahmat Sopian1, Budi Prasetya ST., MT2 , Dr. Ir. Yuyu Wahyu, MT.3

1,2 Institut Teknologi Telkom 3Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI)1mastakamat@gmail.com 2budiprasetya@telkomuniversity.ac.id 3yuyuwahyusr@yahoo.com

ABSTRAKGlobalitas TV digital sudah semakin meningkat, di Indonesia masih menggunakan modulasi

analog sebagai sistem penyiaran televisi. Selain frekuensi UHF sangat terbatas,permasalahannya dalam satu kanal televisi analog hanya dapat diduduki oleh satu stasiun TVsaja. Ketika LPK(Lembaga Penyiaran Komunitas) masih menggunakan sistem modulasi analog, Tel-UTV(Komunitas Televisi Telkom University) akan sulit mendapatkan ISR (Izin Spektrum RadioFrekuensi). Karena frekuensi UHF kedepannya akan digunakan untuk teknologi LTE, oleh karenaitu pemerintah mengeluarkan regulasi baru untuk berpindah ke TV digital.

TV digital adalah solusi untuk membuat efisiensi penggunaan pita frekuensi UHF yangmampu menduduki 9 kanal televisi dalam bandwidth 8 Mhz. Pada tugas akhir ini akan membahasperancangan dan implementasi pembuatan HPA (High Power Amplifier) standar DVB-T2. HPA adalah salahsatu blok diagram transmisi pada bagian RF (Radio Frekuensi) yang berfungsi sebagai penguatsinyal. Daerah cangkupan yang dibangun standar LPK yaitu sekitar radius 2 km untuk modelanalog dan radius 20 km untuk model digital. Maka dengan power amplifier 5-50 watt dapatmenjangkau koverage area LPK yang tercantum dalam Permen Kominfo No.28.

Hasil dari perancangan dan Implementasi HPA standar DVB-T2, dapat bekerja di frekuensi470-695Mhz. Tegangan input yang dapat digunakan pada HPA ini sekitar (Vd: 40-70 Volt)tergantung dari kebutuhan power daya pancar. Impedansi Perangkat dari hasil pengukuran sekitar45-50 Ohm, tergantung frekuensi kerja. SWR rata-rata dengan frekunsi 470-695Mhz yang diukurmenghasilkan nilai return loss 17 dB atau setara dengan SWR 1.329. Gain rata-rata pada poweramplifier ini tergantung tunning tegangan input HPA (Vd), sehingga gain yang dihasilkan dari HPAini bisa menghasilkan 10-18 dB. Kata kunci : Tel-U TV, High Power amplifier, DVB-T2.

ABSTRACTGlobality digital TV is increasing, in Indonesia still using analog modulation as a television broadcasting system. In

addition a UHF frequency is very limited , the problem in the analog television channels can only be occupied by only one TVstation. When LPK (Community Broadcasting Station) the systems still use analog modulation, Tel-U TV (Television Communityat Telkom University) will be difficult to get the ISR (Radio Frequency Spectrum Licenses). Because UHF frequency will be usedfor LTE technology future, therefore the government build a new regulation to switch to digital TV.

Digital TV is the solution to make efficient use of the UHF frequency band that is able to occupy 9 television channels inthe bandwidth of 8 MHz. In this thesis will discuss the design and implementation of the manufacture HPA (High PowerAmplifier) DVB-T2 standard. HPA is a block diagram of transmission on the RF (Radio Frequency) which serves as a signalamplifier. Regional cangkupan standard LPK is built around a radius of 2 km for analogue models and a radius of 20 km to adigital model. So with 5-50 watt power amplifier can reach koverage LPK area listed in Permen Kominfo 28.

The results of the design and implementation of the DVB-T2 standard HPA, can work at the frequency of 470-695Mhz.Input voltage that can be used on the HPA about (Vd: 40-70 Volts) depending on the power needs to be transmitted energy.Impedance of the device is around 45-50 Ohm measurement results, depending on the operating frequency. SWR / S11 with anaverage frequency of 470-695Mhz generate the measured 17 dB return loss, equivalent to 1.329 SWR. Average gain isdependent on the power amplifier input voltage tunning HPA (Vd), so that the gain resulting from the HPA can be up to 10-18dB.Keywords: T-U TV, High Power amplifiers, DVB-T2..

I. PENDAHULUAN

DVB (Digital Video Broadcasting)adalah salah satu sistem yangdigunakan untuk mentransmisikan siaranTV digital hingga ke end-user.Pengembangan DVB sebagai standardglobal untuk penyiaran televisidigital baik melalui satelite maupunterestrial berawal dari pembentukan

DVB Project pada tahun 1993. DVBProject beranggotakan sekitar 250institusi yang berasal dari 30 negaradan terdiri dari broadcaster,manufaktur, network operator, badanregulasi dan institusi akademik.Project DVB tidak menjalankan fungsisebagai regulator melainkan bekerjaberdasarkan aspek bisnis dankomersial[1].

Disalah satu perguruan tinggiswasta, Telkom University sudahmerencanakan pembangunan stasiun TVkomunitas. Tetapi karena regulasipemerintah yang sudah berubah,akibatnya tidak mendapatkan izin olehpemerintah untuk memiliki slotfrekuensi UHF. Karena transmisi yangdigunakan pada rencana sebelumnyamasih dalam teknologi analog. DVBadalah solusi yang tepat sebagaiteknologi digital untuk membangun TVkomunitas, dalam perkembangannya DVBmasih dalam proses riset dikampusTelkom University. Oleh karena itudalam tugas akhir ini akan membuatsalah satu blok transmisi sebagaipenguat dari stasiun TV komunitas diTelkom University dengan standar DVB-T2.

Sistem pemancar TV komunitasterdiri dari exciter (PCI Card DVB-T2), driver,HPA (High Power amplifier), dan antena.Luas pemancar TV komunitas ini akandirancang untuk sejauh 2 km sekitarkawasan pendidikan telkom. Maka dariitu keluaran daya dari High Poweramplifier ini harus dirancang sekitar50-100 watt dengan antena dua atautiga sektor. Desain dari power amplifierakan mengikuti dari jenis spesifikasitransistor yang dapat mendukungparameter - parameter DVB-T2. Padadasarnya teknologi DVB-T2 dapatmemberikan 12 channel dalam satu slotfrekuensi UHF. Dalam implementasinyananti, TV komunitas Telkom Universitydapat memberikan peluang untuk masing-masing fakultas atau untuk kampustetangga Telkom University yang akanmenyalurkan informasinya melalui mediaterestrial.

II. DASAR TEORI

DVB-T2Terdapat tiga standar sistem

pemancar televisi digital di dunia,yaitu televisi digital (DTV) diAmerika, penyiaran video digitalterestrial (DVB-T) di Eropa, danlayanan penyiaran digital terestrialterintegrasi (ISDB-T) di Jepang. Semuastandar sistem pemancar sistem digitalberbasiskan sistem pengkodean OFDMdengan kode suara MPEG-2 untuk ISDB-Tdan DTV serta MPEG-1 untuk DVB-T.

DVB dikembangkan berdasarkanlatar belakang pentingnya sistembroadcasting yang bersifat terbuka(open system) yang ditunjang olehkemampuan interoperability,fleksibilitas dan aspek komersial.Sebagai suatu open system, makastandard DVB dapat dimanfaatkan olehpara vendor untuk mengembangkanberbagai layanan inovatif dan jasanilai tambah yang saling kompatibeldengan perangkat DVB dari vendor lain.Selain itu program digital yangdikirimkan berdasarkan spesifikasi DVBdapat ditransfer dari satu mediumtransmisi ke medium transmisi laindengan murah dan mudah. Pendekatanyang dilakukan oleh DVB adalah denganmemaksimalkan perangkat eksisting dansistem umum yang tersedia di pasarkomersial.

Dengan teknologi digital, DVBdapat memanfaatkan penggunaanbandwidth secara lebih efisien. Satutransponder satelit yang biasanyahanya dapat digunakan untuk satuprogram TV analog, dengan menggunakanDVB dapat digunakan untuk menyiarkan 8kanal TV digital. Selain penambahankapasitas kanal TV, pada mediatransmisi terestrial dapat diperolehkualitas gambar yang lebih baik danbahkan pada media kabel TV, DVB-Cmenawarkan layanan interaksi two-way.

Salah satu keputusan mendasaryang diambil dalam menetapkan standardDVB adalah pemilihan MPEG-2 sebagai"data containers". Dengan konsepsitersebut maka transmisi informasidigital dapat dilakukan secarafleksibel tanpa perlu memberikanbatasan jenis informasi apa yang akandisimpan dalam "data container"tersebut. Pemilihan MPEG-2 untuksistem koding dan kompresi dilakukankarena terbukti bahwa MPEG-2 mampumemberikan kualitas yang baik sesuaidengan sumber daya yang tersedia. Darisudut pandang komersial, pengadopsianMPEG-2 yang merupakan standardeksisting dan proven sangatmenguntungkan karena memungkinkan DVBuntuk berkonsentrasi pada upayanyadalam menemukan cara untuk mengemaspaket data MPEG-2 melalui mediatransmisi yang berbeda-beda termasuk

satelit, kabel, SMATV, LMDS, maupunterestrial. Chip-sets untuk keperluancoding dan decoding MPEG-2 telahtersedia secara komersial sehinggaharga decoder di pasar komersialberharga murah. Walaupun demikiankarena MPEG-2 yang terdapat padadokumen ISO bersifat generik, makaProjek DVB mengembangkan dokumen yangberisikan pembatasan terhadap sintaksdan parameter MPEG-2 serta rekomendasinilai yang digunakan dalam aplikasiDVB. Selain itu, MPEG-2 memungkinkandesain decoder yang fleksibel seiringpeningkatan kualitas pada sisiencoding. Setiap peningkatan unjukkerja baru karena pengembangan sistemencoding akan secara otomatisdirefleksikan pada kualitas gambardari decoder.

Mulai awal tahun 2012,Indonesia melalui Peraturan MenteriKominfo No. 05 tahun 2012, mengadopsistandar penyiaran televisi digitalterestrial Digital Video Broadcasting -Terrestrial second generation (DVB-T2) yangmerupakan pengembangan dari standardigital DVB-T yang sebelumnyaditetapkan pada tahun 2007. Dalam halini, pemerintah berusaha untukberadaptasi dengan perkembanganteknologi yang begitu pesat danmenganggapnya sebagai suatu peluangbagi pengembangan industri penyiarannasional ke depan. Sebelum menetapkanstandar digital tersebut, pemerintahterlebih dahulu melakukan kajian dankonsultasi publik dengan melibatkanpara stakeholders terkait [3]. 

Perbedaan DVB-T dan DVB-T2salah satunya pada codecnya, dimanaDVB-T menggunakan MPEG 2 sedangkanDVB-T2 menggunakan MPEG 4.Frekuensi Radio

Televisi digunakan untukmenyampaikan informasi berbentukgambar bergerak. Gambar tersebutadalah citra-citra dimensi yangberubah-ubah dari waktu ke waktu [4].Untuk mengirimkan gambar tersebut makadilakukan dengan mengirimkan gambardiam (frame) secara berurutan dalampergantian waktu yang cukup singkatdan setiap gambar 2 dimensi di-scansecara berurutan dalam baris-barisdalam dua field sebagai sinyal video.

Sinyal video inilah yang akanditransmisikan melalui gelombangelektromagnet (RF/Radio Frequency) denganpemancar, satelit atau kabel kepesawat penerima televisi.

Gelombang radio adalah satubentuk dari radiasi elektromagnetik,dan terbentuk ketika objek bermuatanlistrik dimodulasi (dinaikkanfrekuensinya) pada frekuensi yangterdapat dalam frekuensi gelombangradio (RF) dalam suatu spektrumelektromagnetik.

Frekuensi radio/gelombang radio(RF = Radio Frequency) berupa gelombangelektromagnetik, yaitu perpaduanantara gelombang medan magnet dangelombang medan listrik, yang merambat(menjalar) dari pemancar ke penerima .Penguat Daya RF

Penguat secara harfiahdiartikan dengan memperbesar danmenguatkan sinyal input. Tetapi yangsebenarnya terjadi adalah sinyal inputdireplika (copied) dan kemudian di rekakembali (re-produce) menjadi sinyal yanglebih besar dan lebih kuat.

Penguat RF merupakan perangkatyang berfungsi memperkuat sinyalfrekuensi tinggi yang dihasilkanosilator RF dan diterima oleh antenauntuk dipancarkan [6]. Penguat RF yangideal harus menunjukkan tingkatperolehan daya yang tinggi, gambarannoise yang rendah, stabilitas dinamisyang baik, admitansi pindah baliknyarendah sehingga antena akanterisolasikan dari osilator, danselektivitas yang cukup untuk mencegahmasuknya frekuensi IF, frekuensibayangan, dan frekuensi-frekuensilainnya.Pada penguat RF, rangkaianyang umum digunakan adalah penguatkelas A dan Kelas C. Secara umum,penguat RF lengkap terdiri dari tigabuah tingkatan, yaitu buffer, driver, danfinal. Buffer

Buffer merupakan blokrangkaian yang berfungsi sebagaipenyangga atau penyaring sinyalmasukan (input) agar sesuai dengankarakteristik kerja penguat. Buffermerupakan penguat tingkat satudengan daya output yang kecil.

Buffer merupakan suaturangkaian penguat yang mempunyaiimpedansi input tinggi danimpedansioutput rendah. Impedansi input tinggiberarti pembebanan yang rendahdaritingkat sebelumnya. Jika buffertidak digunakan, maka transfer dayadaritingkat sebelumnya ke tingkatselanjutnya tidak akanmaksimum.Penguat buffer umumnya mempunyaidaya output maksimum 0,5 watt.

DriverDriver merupakan penguat

tingkat dua yang juga merupakanrangkaian kendali dari penguat RF.Rangkaian penguat pada driver akanmenentukan daya pada rangkaianfinal. Ragkaian penguar driver inimempunyai daya output yang lebihbesar dari rangkaian buffer.

Final AmplifierFinal amplifier merupakan

penguat tingkat akhir. Rangkaianpenguat final menentukan daya outputsecara keseluruhan dari penguat RF.Rangkaian penguat RF ini merupakanpenguat tingkat akhir yangdihubungkan ke antena pemancar.Komponen penguat dari rangkaianfinal ini mempunyai daya yangtinggi.

Penguat Kelas AContoh dari penguat kelas A

adalah rangkaian dasar penguattransistor common emitor (CE). Tipepenguat dibuat dengan mengatur arusbias basis yang sesuai pada titiktertentu untuk mendapatkan titik kerjapada garis beban rangkaian tersebut .Untuk penguat tipe kelas A arus biasbasis dibuat sedemikian rupa, sehinggatitik kerja transistor (Q) beradatepat ditengah kurva garis beban Vce –Ic dari rangkaian penguat tersebut.Contoh rangkaian dasar penguattransistor tipe kelas A dapat dilihatpada gambar berikut [7].

Gambar 2 Rangkaian penguat kelas A

Resistor Ra dan Rb padarangkaian diatas berfungsi untukmenentukan arus bias basis. Garisbeban rangkaian dasar penguat tipekelas A diatas ditentukan olehkonfigurasi resistor Rc dan Re yangdirumuskan seperti pada persamaanberikut.Vcc = Vce + IcRc + IeRe ………………... 2.1Apabila Ic = Ie, maka rumus diatasdapat di sederhanakan seperti padapersamaan berikut.Vcc = Vce + Ic (Rc + Re) ………….….....2.2

Untuk menentukan arus basissebaiknya melihat dahulu data sheettransistor yang digunakan kemudianmenentukan nilai resistor Ra dan Rbuntuk menentukan besarnya arus basis(Ib) yang memotong titik Q. Berikutadalah garis beban dan titik Q penguatkelas A.

Untuk menentukan arus basissebaiknya melihat dahulu data sheettransistor yang digunakan kemudianmenentukan nilai resistor Ra dan Rbuntuk menentukan besarnya arus basis(Ib) yang memotong titik Q. Gambarberikut menunjukkan garis beban dantitik Q penguat kelas A.

Gambar 3 Titik kerja penguat kelas A

Penguat Kelas ABPowerAmplifier kelas AB ini dibuat

bertujuan untuk membentuk penguat

sinyal yang tidak cacat (distorsi)dari penguat kelas A dan untukmendapatkan efisiensi daya yang lebihbaik seperti pada amplifier kelas B [8].Titik kerja amplifier kelas AB dapatdilihat pada Gambar berikut.

Gambar 4 Titik kerja penguat kelas AB

Karena amplifier kelas A memilikiefisiensi daya yang rendah (±25%) yangdisebaban titik kerja berada di 1/2VCC tetapi memiliki kualitas sinyalyang terbaik. Sedangkan amplifier kelasB memiliki efisiensi daya yang baik(±85%) karena titik kerja mendekatiVCC tetapi kualitas suara yang kurangbaik.Sehingga dibuat amplifier kelas AByang memiliki efisiensi daya penguatansinyal (±60%) dengan kualitas sinyalaudio yang baik.

Dengan menempatkan titik kerjarangkaian poweramplifier kelas AB beradadiantara titik kerja kelas A dan kelasB, penguat kelas AB dimaksudkanmendapatkan karakteristik dasargabungan dari amplifier kelas A danamplifier kelas B.Rangkaian Bias Transistor

Agar sebuah rangkaiantransistor dapat bekerja dengan baik,maka perlu dirancang sebuah rangkaianbias yang sesuai dengan karakteristiktransistor tersebut. Rangkaian biasdibuat agar sebuah transistor dapatbekerja dengan baik dan tidak bekerjapada daerah cut off atau saturasi.Beberapa jenis rangkaian biastransistor adalah sebagai berikut.Rangkaian Bias Pembagi Tegangan (Self Bias)

Self bias transistor adalah teknikpemberian tegangan basis transistordan kaki transistor yang berdirisendiri. Rangkaian self bias transistor

ini menggunakan rangkaian pembagitegangan (voltage divider) dari 2 buahresistor, dimana titik pembagiantegangan dihubungkan ke kaki basistransistor. Rangkaian bias pembagitegangan (self bias) dapat dilihat padagambar berikut.

Gambar 5 Rangkaian bias pembagi tegangan

Rangkaian bias pembagi tegangan(self bias) terdiri dari empat buahresistor, yaitu : R1, R2, RC, dan RE.Resistor R1 (yang berada di atas) akanmenjamin bahwa hubungan antarakolektor-basis mendapatkan bias mundur,sedangkan resistor R2 (yang berada dibawah) akan menjamin bahwa hubunganbasis-emitor mendapatkan bias maju.Oleh karena itu dengan adanya pembagitegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwatransistor dapat bekerja pada daerahaktif. RC sebagai resistansi bebankolektor, dan RE sebagai stabilisasidc. Pada umumnya penguat transistor 1tingkat menggunakan bias tegangan jenispembagi tegangan (self bias) karenamemiliki kestabilan yang sangat baik.Rangkaian Bias Umpan-Balik (Feedback) Transistor

Bias umpan-balik (feedbackbias)transistor merupakan teknik pemberianbias basis suatu rangkaian penguattransistor yang menggunakan resistorsebagai komponen pemberi bias basissekaligus sebagai jaringan umpan-balik(feedback) rangkaian penguat transistor1 tingkat. Tujuan penggunaanfeedbackbias pada rangkaian penguattransistor 1 tingkat adalah untukmemperbaiki stabilitas titik kerjatransistor pada perubahan faktorpenguatan transistor (β). Rangkaian

bias umpan-balik ditunjukan pada gambarberikut.

Gambar 6 Rangkaian bias umpan-balik

Rangkaian Bias Tetap (Fix Bias)Rangkaian dasar untuk

memberikan fix bias pada transistorditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 7 Rangkaian dasar fix bias

Rangkaian bias tetap (fix bias)untuk transistor ini cukup sederhanakarena hanya terdiri atas dua resistorRB dan RC.Kapasitor C1 dan C2merupakan kapasitor kopling yangberfungsi untuk mengisolasi tegangandc dari transistor ke tingkat sebelumdan sesudahnya, namun tetapmenyalurkan sinyal ac-nya.

III. PERANCANGAN SISTEM

Spesifikasi Power amplifierUntuk memudahkan perancangan dan

realisasi power amplifier dalam tugasakhir, dilakukan tahapan-tahapanidentifikasi kebutuhan infrastrukturstasiun tv komunitas. Pertama,dilakukan penentuan spesifikasi yangdibutuhkan. Kedua , menentukankomponen pendukung power amplifiersesuai perhitungan. Ketiga, dilakukansimulasi pembuatan desain power

amplifier dengan alat bantu softwareAdvance Design System 2009. Keempat,merealisasikan hasil simulasi dan yangkelima adalah melakukan pengukuranperformansi power amplifier yang telahdirealisasikan.

Langkah awal dari suatuperancangan power amplifier adalahmenentukan spesifikasi kinerjaperangkat yang akan diintegrasikandengan power amplifier. Spesifikasi inimerupakan acuan dari perencanaan yangdilakukan. Mengingat pentingnyaspesifikasi, maka penulis menetapkanspesifikasi dari power amplifier yangakan direalisasikan. Berikutspesifikasi yang akan dirancang:1. Frekuensi kerja : UHF (470-695 MHz)1. Broadband frequency : 225 MHz2. Bandwidth sinyal : 6-8 Mhz3. Power Daya Output HPA: 37-47dBm /5-50

watt4. Mode of Operation : DVB-T2 OFDM 32K5. S-Parameter menghasilkan ΓL return

loss ±17 / VSWR : < 1.56. (Gp) power gain : 10-18 dB (dapat

di tunning)7. Impedansi Input dan Output : 50 Ω

balance

Perancangan diagram RF DVB-T2Blok diagram TV komunitas

sederhana dapat terlihat pada gambar3.1. Sistem siaran transmisi televisidigital pada bagian RF terdiri darimodulator DVB-T2 (exciter), driver, HPA(High Power amplifier), dan antenapemancar.

Gambar 3.1 Diagram RF dan perhitunganPower transmit

Yang dikerjakan pada tugas akhirini adalah bagian blok HPA, untukmerancang HPA dibutuhkan spesifikasiuntuk masing-masing blok yang akanterintegrasinya. Sinyal keluar darimodulator DTA2111 SP T2 dapat diaturdari daya maksimum (-12 dBm) hinggalevel daya minimum (-35dBm). Kemudiansinyal tersebut dikuatkan oleh driversampai memperoleh level daya 23 dBm,driver berfungsi untuk memenuhi inputminimum HPA agar dapat bekerja secara

Low Power Amplifier

optimum dan ditambah Gain antena 9dBi, sehingga total power transmit 47dBm. Kemudian sinyal ditransmisikanmenggunakan antena pemancar untukdikirimkan hingga kesisi penerima.Daya minimum untuk mendapatkan sinyalyang baik disisi penerima adalah -14dBm. Oleh karena itu daya pancaryang akan dirancang harus diperhatikandengan mengukur medan coverage areauntuk daya pancar optimum hinggasampai disisi daya terima, berikutrumus disisi penerima :

PR = EIRP + GR - Losses...............................

.......................(3.1)

Gambar 3.2 Model pemancar televisikomunitas Omnidirectional

Bagian yang akan direalisasikandalam proposal ini yaitu high poweramplifier. High Power amplifier ini berfungsiuntuk menguatkan sinyal keluaran daridriver sebelum dipancarkan oleh antena,karena sinyal keluaran dari exciterterlalu kecil dan harus dibuatbeberapa tingkat dalam penguatannya.Blok diagram driver dan HPA tidak bisadigabungkan dalam satu blok karenakonsentrasi kinerja penguatan powerpada mekanismenya berbeda.

Komponen yang digunakan untuk modeldigital

Pemancar model digital adalahpemancar yang digunakan untuktransmisi jarak yang jauh. Pemancarmodel digital ini menggunakan dayapancar yang cukup tinggi sekitar100watt. Selain itu pemancar modeldigital ini pun dapat digunakansebagai mini repeater didaerahtertentu. Komponen yang digunakanuntuk model pemancar digital inimenggunakan komponen yang memilikispesifikasi untuk power amplifier TVDigital yaitu BLF888A. Untuk pembuatan

pallet power amplifier ini dibutuhkanbeberapa komponen kecil yangdipaparkan oleh tabel 3.1. komponenpendukung BLF888ATabel Komponen pendukung BLF888A

Bahan PCB : Taconic RF35; εr = 3.5 F/m; height = 0.762 mm; Cu (top/bottom metallization); thickness copper plating = 35 μm.

Gambar 3.3 menjelaskan gambar rangkaian yang digunakan untuk komponen transistor BLF888A.

Gambar Rangkaian BLF888A

Komponen yang digunakan untuk model analogDiagram Alur Pengujian

Diagram alur pengujian sebagaiberikut :

Gambar Diagram Alir Pengerjaan Antena Pemancar

Desain dan simulasiPada proses desain dan simulasi inimenggunakan software ADS 2011.10,software ini dapat mengkalkulasikannilai parameter yang dilihat sebagaihasil simulasi desain. Hasil darisimulasi dan desain tersebut,selanjutnya Layout dapat dicetak

d

Htx

kedalam PCB agar dapat dipasangkanbeserta komponen pendukung. Inilahhasil gambar desain pada software ADS.

Gambar Desain Layout PCBSetelah desain selesai dan

ukurannya presisi sesuai perhitungansaluran transmisi, selanjutnya hasildesain tersebut harus disimulasikanagar parameter yang dikejar dapatterpenuhi.

Desain dan simulasiPada proses desain dan simulasi

ini menggunakan software ADS 2009,software ini dapat mengkalkulasikannilai penggunaan komponen yangdibutuhkan untuk mengejar spesifikasiawal. Hasil dari simulasi dan desaintersebut, selanjutnya layout/gambar3.6 dapat dicetak kedalam PCB agardapat dipasangkan beserta komponenpendukung. Berikut gambar 3.6 hasildesain pada software ADS.

Gambar 3.6 Desain Layout PCB

Setelah desain PCB sudah selesai,selanjutnya di Update kedalamschematic untuk merancang simulasiyang berfungsi untuk melihat besarannilai komponen pendukung agar dapatdiketahui jumlah total kombinasiantara komponen aktif dan komponenpasif. Yang dikejar dari simulasi padaschematic ini yaitu nilai matchingimpedance antara Zin dan Zout yangberfungsi pematchingan pada salurantransmisi. Selanjutnya nilai S-

Parameter untuk mengetahui VSWR ataureturn loss pada perangkat. Ada pulanilai kestabilan penguatan, pengaruhcatudaya input terhadap gain penguatanyang diberikan, sampai broadbandfrekuensi kerja yang palingmempengaruhi hasil perancangan dandesain pembuatan pallet PCB poweramplifier.

Gambar 3.7 Rangkaian pada schematic

Gambar 3.8 Hasil Simulasi

Implementasi Pallet Power Amplifier UHF

Berikut Gambar 3.13 merupakan hasil perancangan high power amplifier BLF888A standar DVB-T2:

A B C D

Gambar 3.13 Pallet Power Amplifier

Keterangan ;

A : Sinyal RF input.

B : V Gate / rangkaian biasing(3.1 Volt)

C : V Drain (48 Volt)

D : Sinyal RF output yang sudahdikuatkan oleh HPA

Untuk realisasi PCB menggunakanbahan Tachonic RF35 dengan dielektrikrelatifnya sebesar εr = 3,5. Hal inidiperlukan ketika merealisasikankomponen induktor ke dalam bentukmicrostrip line. Dalam merealisasikan alatada beberapa hal yang harusdiperhatikan diantaranya kaki-kakikomponen dibuat sependek mungkinselain itu pada pemasangan catu dayaditambahkan toroid agar nilai RF tidakmerambat kedalam catu daya atautegangan. Pada sebagian penguat-penguat daya RF seringkali dibuatshielding (pembatas) yang tersambung keground. Shielding tersebut biasanyaterpasang diantara rangkaian biasingdengan penguat daya RF nya. Hal inibertujuan untuk menghindari terjadinyaosilasi atau distorsi. Sementara untukpendingin digunakan dimensi yangsesuai dengan kebutuhan daya disipasidari penguat daya tersebut dan dapatmenggunakan kipas agar panas dapatdibuang ke lingkungan sekelilingnya.

3.10 Cassing dan sirkulasi pendingin Pallet Power Amplifier

Berikut Gambar 3.13 merupakan isicassing HPA sebagai tempat penyimpanan semua komponen yang dibutuhkan.

Keterangan :

A : Switch AC berfungsi untukmematikan dan menyalakan semua sistem

B : Catudaya DC 48 Voltberfungsi sebagai supply untuk HPA

C : Catudaya DC 12 Voltberfungsi sebagai supply untukextrafan / kipas

D : Kipas DC 0.85 A berfungsiuntuk menarik angin dari luar kedalam

E : Heatsink DXC 573-300berfungsi untuk menyerap panas

F : Cassing HPA berfungsi untukmembungkus pallet HPA agar sinyalRF tidak berhamburan yangmenyebabkan radiasi RF dari dalamkeluar atau sebaliknya.

G : Kipas DC 2 A berfungsi untukmenarik udara panas yang adadidalam cassing atau heatsink.

Cassing ini memiliki ukuran 19”(inchi) untuk lebar, sesuai denganstandar internasional perangkattransmisi yang biasanya digunakan padaperangkat-perangkat telekomunikasi.Sirkulasi udara atau pendingin daricassing ini bekerja untuk menarik daridepan dan mengeluarkan kebelakangudara panas, sehingga HPA akan bekerjadengan panas yang stabil .

IV Hasil Analisis

Parameter dari hasilperancangan dan implementasi

perangkat, didapat beberapa nilai yangdijadikan bahan analisis dapatdisimpulkan diantaranya :

PAPR

Jika semakin besar PAPRnya makaakan semakin kecil draineffisiensinya. Begitupula jika nilaiPAPRnya semakin kecil maka kualitassinyalnya akan semakin baik.

nD (Drain Effisiensi)

Semakin besar drain effisiensimaka kualitas sinyal dan power dayaakan semakin baik pula.

Power Output

Nilai daya yang keluar denganmelihat parameter daya input.

Daya Input

Daya input yang baik adalahnilai daya yang memiliki ripple rendah.

Lifetime / Realibility

Penggunaan perangkat yang baikakan digunakan dengan waktu yang lama.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari pembuatan tugas akhir ini, dapat

dinyatakan bahwa dari simulasi yang

dilakukan sampai perealisasian power

amplifier, secara keseluruhan didapat

nilai parameter yang hampir sama

antara simulasi dengan pengukuran.

Baik itu return loss, VSWR, bandwidth

frekuensi kerja, gain dan parameter

lainnya.

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari

hasil simulasi, realisasi sampai

dengan hasil pengukuran adalah :

1. Power amplifier yang direalisasikan

pada tugas akhir ini telah sesuai

dengan fungsinya, yaitu sebagai power

amplifier pemancar tv digital standar

regulasi diindonesia. Hal ini telah

dibuktikan dengan melakukan percobaan

di laboratorium riset tv digital.

2. Power Amplifier UHF ini memiliki VSWR

1.329 pada frekuensi tengahnya (fc =

582 MHz), hal ini telah memenuhi

speifikasi awal, yaitu VSWR ≤1.5.

Dengan

bandwidth yang cukup lebar, yaitu

sebesar 225 MHz serta memiliki gain

sebesar

18 dB, penguatan sinyal yang

dihasilkan juga cukup baik sesuai

dengan parameter yang dikejarnya,

sehingga mampu memancarkan sinyal

informasi yang akan dipancarkan oleh

pemancar tv digital.

3. Hasil simulasi dan hasil pengukuran

dapat dilihat pada tabel berikut.

Parameter Simulasi PengukuranVSWR

(fc=582

MHz)

1.1613 1.329

Bandwidth 320.07 MHz 225 MHzImpedansi

(Ω)

64.116+j1.46

6 Ω

45.511+j7.76

8 ΩGain (dB) 21 18PAPR (dB) 3 2nD(Drain

Effisiensi)

60% 45%

Lifetime / 80% 60%

Realibility

Frekuensi

kerja

470 – 1000

Mhz

470 – 695

Mhz

5.2 Saran

Dari perancangan dan perealisasian

power amplifier yang telah dilakukan,

terjadi beberapa kerusakan terhadap

karakteristik power amplifier yang

diinginkan yaitu pada pengujian dan

implementasinya power amplifier ini

terjadi pecah dua kali hal ini

diakibatkan oleh saluran kabel

koaksial pada semirigid terjadi

konsleting terhadap catudaya supply AC

yang tidak memiliki grounding yang

baik, sehingga untuk memperbaiki hal

tersebut ada beberapa saran yang perlu

dilakukan, antara lain :

1. Meningkatkan ketelitian dalam

merealisasikan power amplifier.

2. Rancang dan realisasikan power

amplifier dengan mengestimasikan

kemudahan pencarian komponen.

3. Rancang dan realisasikan power

amplifier sesuai dengan Power Link Budget.

4. Dalam proses pengukuran

diperhatikan prosedur pengukuran yang

baik dan benar Sehingga tidak terjadi

pengukuran ulang.

5. Jangan terburu-buru untuk langsung

mengintegrasikan HPA kedalam antena

langsung karena dapat membuat

transistor pecah, oleh karena itu SWR

pada tiap-tiap saluran harus diukur.

6. Untuk mengurangi resiko transistor

pecah buatlah pemasangan kabel

konektor dengan kabel teflon dengan

presisi, jika perlu agar lebih kuat

setelah kabel koaksial atau kabel

teflon dicatu pada konektor maka

tambahkan timah dengan solder agar

lebih paten.

7. Selain itu untuk mengurangi

transistor pecah gunakanlan terminal

listrik AC yang memiliki 3 catuan

kabel (positif, negatif, ground).

Catuan grounding sangat penting untuk

menyalurkan arus pendek yang terdapat

pada perangkat.

8. Saat menggunakan kabel penghubung

antar perangkat, pastikan iner dan outer

tidak short.

1. http://tvdigital.kominfo.go.id/?page_id=11

2. www.nxp.com/pip/BLF888A.html3. http://web.kominfo.go.id/sites/

default/files/Permen%2037%20Standar%20Penyiaran%20TV%20Digital.pdf

4. http://www.postel.go.id/artikel_c_7_p_1856.htm

5. http://ecee.colorado.edu/~ecen4242/marko/TV_History/related%20standards/DVB-T.htm

6. http://www.empowerrf.com/7. http://elkakom.blogspot.com/

2011/03/rangkaian-penguat-kelas.html

8. http://elkakom.blogspot.com/2011/04/rangkaian-penguat-kelas-ab.html

9. http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1505678&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D1505678