BAB II

PAGE 12

BAB II

DASAR TEORI

Dasar teori ini berisikan teori-teori yang mendasari dari proses perancangan alat yang dibuat. Adapun teori yang digunakan di antaranya tentang modulasi dan demodulasi, osilator, penguat, PLC (power line carrier), juga parameter-parameter dari sebuah penghantar. Pada prinsipnya penggunaan dasar teori ini untuk memberikan kemudahan-kemudahan dalam proses menganalisa suatu alat juga sebagai bahan referensi jika terjadi perubahan perencanaan pada perancangan alat.

2.1Modulasi

Modulasi adalah proses dimana sinyal informasi (suara, gambar, data) ditumpangkan atau dititipkan pada sinyal pembawa (carrier) dari sisi pengirim ke sisi penerima.

2.1.1 Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation)Modulasi frekuensi adalah proses dimana frekuensi gelombang carrier diubah-ubah mengacu pada amplitudo sinyal pemodulasi, yaitu dengan cara menyelipkan sinyal informasi pada gelombang carrier. Jika sinyal informasi telah diselipkan maka frekuensi gelombang carrier akan naik menuju harga maksimum, sesuai dari amplitudo sinyal informasi yang naik menuju harga maksimum dalam arah positif. Kemudian frekuensi gelombang carrier akan turun kembali menuju harga frekuensi aslinya sesuai dengan harga amplitudo sinyal informasi yang menuju harga minimum dalam arah negatif, kemudian frekuensi gelombang carrier akan naik kembali menuju harga aslinya sesuai dengan harga amplitudo sinyal informasi yang turun kembali keharga nol.Persamaan hasil modulasi frekuensi:

..(2-1)

Dan indeks modulasi untuk modulasi frekuensi didefinisikan sebagai berikut:

.....(2-2)

Dimana:

= Gelombang hasil modulasi frekuensi

= Frekuensi sudut pembawa (rad/s)

= Frekuensi sudut pemodulasi

= Deviasi frekuensi (Hz)

= Frekuensi modulasi (Hz)

= Indeks modulasi frekuensi

Skema dari gelombang carrier dengan modulasi frekuensi ditunjukkan dengan gambar berikut:Gambar 2.1 Grafis dari gelombang carrier dengan modulasi frekuensi

2.2Demodulasi Demodulasi adalah suatu proses yang berlawanan dengan modulasi, dimana sinyal informasi dikeluarkan lagi dari frekuensi carrier menjadi sinyal aslinya.

2.2.1Demodulasi Frekuensi (Frequency Demodulation)

Demodulasi frekuensi adalah sebuah rangkaian yang mengkonversikan perubahan frekuensi yang sangat cepat keperubahan tegangan linier. Adapun tipe rangkaian yang digunakan dalam sistem komunikasi ini adalah demodulator frekuensi phase-locked loop (PLL).

2.3Gelombang Carrier (Pembawa) Gelombang carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi yang beragam dengan range 20 Hz hingga 20 KHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Frekuensi sinyal carrier ditetapkan dalam suatu alokasi frekuensi yang ditentukan oleh badan yang berwenang.Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan pada frekuensi antara 87,5 MHz 108 MHz, sedangkan siaran AM pada frekuensi antara 525 KHz 1610 KHz. Alokasi itu terbagi untuk 204 kanal dengan pengkanalan kelipatan 100 KHz. Kanal pertama pada frekuensi 87,6 MHz, sedangkan kanal ke 204 berada pada frekuensi 107,9 MHz. Penetapan tersebut dan aturan lainnya tertuang dalam Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM 15 tahun 2003.

Frekuensi carrier inilah yang disebutkan oleh stasiun radio untuk menunjukan keberadaannya. Misalnya, Radio ABC 105,9 FM atau Radio CBA 100.9 FM. 105,9 dan 100,9 MHz merupakan frekuensi carrier yang dialokasikan untuk stasiun bersangkutan.2.4 Proses Modulasi Sinyal informasi (pembawa) dan gelombang carrier akan dimodulasi oleh suatu rangkaian modulator, maka suatu gelombang pembawa yang telah dimodulasi akan dihasilkan sebagai output dari rangkaian modulator, setelah itu output dari modulator ini akan dirubah kembali seperti sinyal informasi aslinya dengan sebuah rangkaian demodulator, proses modulasi dapat diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 2.2 Prinsip sederhana proses modulasi suatu sistem telekomunikasi

Keuntungan utama yang diperoleh dari teknik modulasi dalam sistem komunikasi adalah antara lain:1. Memungkinkan pengiriman sinyal lemah dengan menumpangkan gelombang pembawa yang berdaya tinggi.2. Reduksi ukuran antena karena pengiriman sinyal dilaksanakan melalui gelombang pembawa yang memiliki frekuensi tinggi.3. Memungkinkan pengaturan dan alokasi daerah frekuensi terpisah bagi penyaluran sejumlah sinyal secara serempak melalui medium sama.4. Memungkinkan pergeseran frekuensi sinyal kepada daerah frekuensi yang lebih mudah diolah oleh peralatan tersedia.2.5Osilator

Prinsip kerja osilator memanfaatkan feedback positif. Adapun jenis osilator terdiri dari osilator RC dan osilator LC. Pada frekuensi di bawah 1 MHz, kita dapat menggunakan osilator RC untuk menghasilkan gelombang sinus yang hampir sempurna. Osilator frekuensi rendah ini menggunakan penguat operasional dan rangkaian resonansi RC untuk menentukan frekuensi osilasinya. Diatas 1 MHz, digunakan osilator LC. Osilator frekuensi tinggi ini menggunakan transistor dan rangkaian resonansi LC.

Untuk membentuk osilator sinusoidal, kita menggunakan penguat dengan umpan balik positif. Idealnya adalah dengan menggunakan isyarat umpan balik pada sinyal keluaran. Jika sinyal umpan balik cukup besar dan mempunyai fase yang benar, akan menyebabkan adanya sinyal keluaran meskipun tidak ada sinyal masukan ekstenal.

2.6 Penguat (Amplifier)

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada di daerah kerja aktif. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C. Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Base (CB), Common-Emitter (CE) dan Common-Collector (CC). Konfigurasi yang paling banyak dipakai sebagai penguat adalah Common-Emitter, karena mempunyai penguat arus (AI) dan penguatan tegangan (AV) yang tinggi. Secara umum, konfigurasi common emitter adalah seperti pada gambar 2.3 dibawah ini:

Gambar 2.3 konfigurasi common emitter

Secara umum penguat (amplifier) dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga), yaitu penguat tegangan, penguat arus dan penguat transresistansi. Pada dasarnya kerja sebuah penguat adalah mengambil masukan (input), mengolahnya dan menghasilkan keluaran (output) yang besarnya sebanding dengan masukan.

2.7PLC (Power Line Carrier)

Secara umum, PLC adalah sistem telekomunikasi yang menggunakan penghantar tegangan tinggi sebagai media transmisinya, karena itu sistem PLC banyak digunakan oleh perusahaan-perusahaan yang bergerak di bidang pengusahaan dan pendistribusian tenaga listrik, seperti PT. PLN (Persero).

Konsep dasar dari sistem PLC adalah memanfaatkan saluran penghantar tegangan tinggi yang banyak dijumpai di lingkungan perusahaan listrik sebagai media transmisi dalam kegiatan komunikasi di lingkungan perusahaan tersebut. Karena sifatnya memanfaatkan saluran yang ada, penggunaan sistem PLC ini dapat mengurangi ketergantungan terhadap perusahaan telekomunikasi (PT. TELKOM) dalam pengadaan telekomunikasi di lingkungan perusahaan listrik.

Prinsip kerja PLC adalah menumpangkan frekuensi informasi seperti: Data, calling, signaling ke frekuensi carrier (frekuensi PLC).

2.7.1PLC (Power Line Carrier) Yang Dipakai PLN

Untuk mengoperasikan sistem PLC, diperlukan perangkat pendukung dengan teknologi yang memadai beserta keahlian yang mencukupi dari operator. Hal ini dimaksudkan agar sistem dapat berjalan dengan baik dan tepat serta dapat mencegah terjadinya kerusakan pada alat. Adapun perangkat utama sistem PLC yang digunakan oleh PLN adalah:

1. SSB (Single Side Band) berfungsi sebagai metode pengiriman sinyal

2. LMU (Line Matching Unit) berfungsi sebagai penyesuai impedansi.3. CC (Coupling Capasitor) berfungsi sebagai penghubung antara sisi tegangan tinggi ke sisi tegangan rendah bagi peralatan media komunikasi PLC.

4. Wave Trap/Line Trap berfungsi untuk menyaring frekuensi, sehingga arus frekuensi yang datang dari stasiun lawan maupun dari pancaran stasiun sendiri tidak masuk ke peralatan Gardu Induk.2.8Parameter-Parameter Jaringan Listrik (Tembaga)Performasi dari sistem PLC ini tergantung dari kualitas kabel tembaganya, maka ada beberapa parameter yang harus diperhatikan untuk mengetahui kelayakan jaringan kabel tembaga tersebut dalam mentransmisikan sinyal-sinyal informasi. Adapun parameter-parameter tersebut adalah:

1. Loading coil2. Bridge tap3. Jarak

2.8.1

Loading Coil

Loading coil adalah jenis kabel tembaga yang dimuati induktansi, berguna untuk meningkatkan kualitas suara yang ditransmisikan dengan jarak lebih dari 6 km.

2.8.2 Bridge Tap

Bridge tap adalah percabangan yang terjadi pada jaringan kabel tembaga, dimana pada titik ujung percabangan tidak terhubung dengan perangkat telekomunikasi (telepon atau modem) apapun.

2.8.3Jarak

Secara umum sistem PLC sangat sensitif terhadap jarak, dimana setiap frekuensi mempunyai jarak tempuh maksimum yang berbeda-beda. Karenanya diperlukan cara untuk mengetahui jarak jaringan kabel tembaga yang menghubungkan pengiri dengan penerima sinyal. Sehingga dalam aplikasinya nanti dapat diperoleh kualitas sinyal yang diinginkan pada sisi pengirim dan sisi penerima.

Untuk mengetahui panjang maksimum kabel, maka harus diketahui faktor redaman.Rumus: A =

Dimana: A = Redaman total (dB)

= Faktor redaman (dB/Km)

= Panjang max kabel (Km) EMBED Visio.Drawing.6

EMBED Visio.Drawing.6

EMBED Visio.Drawing.6

5PAGE

_1241168752.unknown

_1241169063.unknown

_1246922622.unknown

_1246922758.unknown

_1247001182.vsd

RS

RB

C1

C3

C2

RC

RL

Vo

RE

Vcc

_1246922712.unknown

_1241169128.unknown

_1241168971.unknown

_1241168582.unknown

_1241168688.unknown

_1241164891.vsdModulator

Demodulator

Sisi Penerima

Sinyal Asal

Sinyal informasi

Sisi Pengirim

Gelombang Pembawayang telah dimodulasi

Gelombang Pembawa

Gelombang Pembawa

_1241167844.unknown

_1236262483.vsd

Sinyal Carrier

Puncak Pembawa

Pembawa

Sinyal Audio

Sinusoida

Sinyal FM