Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

1. Spektrum Frekuensi FM

Merupakan sumber daya alam yang terbatas yang mempunyai nilai strategis dalam penyelenggaraan telekomunikasi dan dikuasai oleh negara. Pemanfaatan Spektrum Frekuensi sebagai sumber daya alam tersebut perlu dilakukan secara tertib, efisien dan sesuai dengan peruntukannya sehingga tidak menimbulkan gangguan yang merugikan.

Spektrum Frekuensi Radio adalah susunan pita frekuensi radio yang mempunyai frekuensi lebih kecil dari 3000 Ghz sebagai satuan getaran gelombang elektromagnetik merambat dan terdapat dalam dirgantara (ruang udara dan antariksa).

FrekuensiPanjang

gelombangNama band Singkatan

3 – 30 Hz 104 – 105 km Extremely low frequency ELF

30 – 300 Hz 103 – 104 km Super low frequency SLF

300 – 3000 Hz 100 – 103 km Ultra low frequency ULF

3 – 30 kHz 10 – 100 km Very low frequency VLF

30 – 300 kHz 1 – 10 km Low frequency LF

300 kHz – 3 MHz 100 m – 1 km Medium frequency MF

3 – 30 MHz 10 – 100 m High frequency HF

30 – 300 MHz 1 – 10 m Very high frequency VHF

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

300 MHz – 3 GHz 10 cm – 1 m Ultra high frequency UHF

3 – 30 GHz 1 – 10 cm Super high frequency SHF

30 – 300 GHz 1 mm – 1 cm Extremely high frequency EHF

300 GHz - 3000

GHz0.1 mm - 1 mm

Tremendously high

frequencyTHF

Radio komunikasi FM bekerja pada spektrum frekuensi VHF 88-108 MHz

dengan jenis modulasi frekuensi (FM).

Di atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer bumi

begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi "opak" ke frekuensi lebih

tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer menjadi transparan lagi

pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela optikal.

Band ELF, SLF, ULF, dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar

20–20,000 Hz. Namun, suara disalurkan oleh kompresi atmosferik dan

pengembangan, dan bukan oleh energi elektromagnetik.

Penghubung listrik didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang

dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga merupakan nama

dari penghubung audio/video standar, yang juga disebut BNC (Bayonet Neill-

Concelman).

Spektrum Sinyal FM Spektrum Sinyal FM,kanal fm,bandwidth fm,lebar

band fm,spektrum fm,frekuensi fm,frekuensi fm,index modulasi fm,modulasi

fm,pendudukan kanal fm,transmisi fm Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak

berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah

sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar

indeks modulasinya seperti dalam fungsi tabel besel berikut.

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 - 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan

Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM.

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk mengubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

a. FM exciter mengubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi.

b. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage.

c. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antenna.

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

d. Catu daya (power supply) mengubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem.

e. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yangdiinginkan.

f. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar.

g. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antenna.

2. Block Diagram Pemancar FM

Blok diagram Pemancar FM Stereo. Dalam sebuah pemancar FM (Frequency Modulation), proses modulasi mengakibatkan perubahan frekuensi sinyal pembawa berupa deviasi frekuensi yang besarnya sebanding dengan amplitudo sinyal pemodulasi (pesan). Berbeda dengan pemancar AM pada umumnya, pemodulasian dilakukan pada tingkat modulator yang merupakan awal dari tingkat osilator.

Untuk lebih jelasnya kita perhatikan blok diagram sebuah pemancar FM sederhana :

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

1. Encoder

Bagian ini merupakan tahap awal masukan yang berasal dari audio-prosessor dan hanya ada pada sistem pemancar FM stereo. Pada sistem pemancar mono bagian ini tidak ada. Encoder mengubah sinyal perbedaan L dan R menjadi sinyal komposit 38 kHz termodulasi DSBSC. Lebih jelasnya silahkan baca artikel saya mengenai Sistem Pemancar FM Stereo.

2. Modulator FM/PM

Modulator FM (Frequency Modulation) atau dapat juga berupa modulator PM (Phase Modulation). Prinsip dasarnya adalah sebuah modulator reaktansi. Pada FM, sinyal audio level daya rendah mengguncang reaktansi kapasitif dari varaktor deoda untuk menghasilkan deviasi frekuensi osilator. Amplitudo tertinggi sinyal audio berakibat pada turunnya nilai kapasitansi (naiknya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga frekuensi osilator berada pada nilai tertinggi. Sebaliknya, pada level terendah sinyal pemodulasi, berakibat pada naiknya kapasitansi (turunnya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga frekuensi osilator berada pada nilai terendah. Lebar deviasi tidak lebih dari 75 kHz untuk setiap sisi atau 150 kHz secara keseluruhan.

3. Osilator

Membangkitkan getaran frekuensi tinggi sesuai dengan frekuensi lingkar tala dari generator tala yang pada umumnya menggunakan resonator paralel berupa LC jajar. Nilai C dibangun sebagian atau keseluruhan menggunakan varaktor deoda yang ada pada bagian modulator (untuk tipe modulator dengan varaktor). Pada FM komersial, frekuensi kerja osilator mulai 87,50 MHz s/d 108,50 MHz untuk FM II dan 75,50 MHz s/d 96,50 MHz untuk FM I.

4. Buffer

Penyangga (buffer) berfungsi menguatkan arus sinyal keluaran dari osilator. Sebuah penyangga identik dengan rangkaian dengan impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah sehingga sering digunakan emitor follower pada tahap ini.

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

5. Driver

Rangkaian driver berfungsi mengatur penguatan daya (tegangan dan arus) sinyal FM dari penyangga sebelum menuju ke bagian penguat akhir. Pada sistem pemancar FM sering digunakan penguat kelas A untuk menjamin linieritas sinyal keluaran. Mengingat efisiensi penguat kelas A yang rendah (hanya sekitar 30%), maka perlu beberapa tingkatan driver sebelum penguat akhir (final amplifier). Pada tahap driver, penggunaan tapis -lolos-bawah sangat dianjurkan untuk menekan frekuensi harmonisa.

6. Penguat Akhir (Final Amplifier)

Bagian penguat akhir merupakan unit rangkaian penguat daya RF efisiensi tinggi, untuk itu sering dan hampir selalu digunakan penguat daya RF tertala kelas C karena menawarkan efisiensi daya hingga “100%”. Bagian akhir dari penguat akhir mutlak dipasang filter untuk menekan harmonisa frekuensi.

7. Antena

Mengubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi gelombang elektromagnetik dan meradiasikannya ke ruang bebas. Jenis antena sangat berpengaruh pada pola radiasi pancaran gelombang elektromagnetik.

Berikut juga dilampirkan beberapa skema untuk pemancar FM:

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

3. Antenna pada pemancar FM Antena adalah bagian yang sangat penting pada radio pemancar atau

penerima. Sebatang logam yang panjangnya 1⁄4 Lambda (λ) akan beresonansi dengan baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. Jadi bila pada ujung coax bagian inner kita sambung dengan logam sepanjang 1⁄4 λ dan outer-nya di ground, ia akan menjadi antena. Antena semacam ini hanya mempunyai satu pole dan disebut monopole (mono artinya satu). Apabila outer dari coax tidak di-ground dan disambung dengan seutas logam sepanjang 1⁄4 λ lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole 1⁄2 λ (di artinya dua).

Cara membuatnya pertama tama kita harus menentukan frekuensi kerja pemancar, setelah itu menghitung panjang gelombangnya.Rumus panjang gelombamg:Contoh: pemancar dengan frekuensi 80 Mhz memiliki panjang gelombangλ= 300 / 80 Mhz = 3.75 meter

Di atas adalah panjang gelombang di udara. Cepat rambat gelombang listrik pada logam itu lebih kecil, ialah 0.95 kali gelombang radio di udara. Jadi untuk menghitung Lambda antenatersebut menjadi:λ = 300 /f (MHz )x 0.95

Jadi dengan frekuensi 80 Mhz panjang gelombang adalah 3.75 x 0.95 =3.5625 meter

Untuk membuat antena dipole kita hanya menggunakan 1/2 panjang gelombang dan di bagi2 lagi menjadi 1/4 λ di masing masing sisi. lihat gambar di bawah ini.

Jadi panjang antena dipole masing masing sisinya adalah

3.5625 x 1/4= 0.890 meter atau 89 cm.

Rizky IkhwanurrezaTT-3B/20Tugas Desain Proyek Telekomunikasi

untuk aplikasinya bisa di letakkan secara vertikal atau horizontal sesuai radiasi yang di inginkan.

OPEN DIPOLE

Bisa pakai kawat tembaga atau pipa alumunium, jika di 80Mhz maka rumusnya 300/80 X 0.96 /4= 900 mm

VERTICAL

Pecut => 300/80 X 0.96 X 5/8 = 2250 mm

Kumis => 300/80 X 0.96 /4= 900 mm

Daftar Pustaka:

http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi_radio

http://mariberbagiinformasi.com

http://fadhlan0.blogspot.com/2012/05/blok-diagram-pemancar-dan-penerima.html

http://agustomank.wordpress.com/pemancar-fm/

http://agustomank.wordpress.com/antena-untuk-pemancar-fm/