(FM Transmitter)

Judul Praktikum : Transmisi Suara pada Berbagai Metode Modulasi dan Demodulasi

Tujuan :

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari transmisi suara dengan

variasi metode modulasi dan demodulasi.

a. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator

dan foster seeley detector sebagai frekwensi demodulator.

b. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator

dan Ratio Detector sebagai frekwensi demodulator.

c. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator

dan Phase Locked Loop detector sebagai frekwensi demodulator.

d. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator

dan Quadrature detector sebagai frekwensi demodulator.

e. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator

dan Detuned Resonance detector sebagai frekwensi demodulator.

f. Untuk mempelajari transmisi suara dengan metode Phase Modulation dan Phase

Demodulation.

Alat dan Bahan :

1. Modul ACL-03 dan ACL-04

2. Power Supply

3. 20 Mhz Oscilloscope

4. Frequency Meter

5. Kabel connector

6. Dynamic Microphone

7. Headphone

Catatan: Pastikan semua switch dalam keadaan off.

Dasar Teori :

1. Fekuensi Modulasi

Frekuensi modulasi (FM) adalah teknik standar untuk komunikasi seperti terlihat dalam

sinyal yang diterima dari band FM (88-108 MHz) sedangkan band AM (450-1.650 KHz). Alasan

utama untuk meningkatkan, adalah bahwa detektor FM, ketika benar dirancang, tidak sensitif

terhadap variasi amplitudo acak yang merupakan bagian dominan dari kebisingan listrik

(didengar sebagai statis pada radio AM). Frekuensi modulasi tidak hanya digunakan dalam

siaran radio komersial, tetapi juga dalam komunikasi polisi dan rumah sakit, saluran darurat,

suara TV, wireless (selular) sistem telpon, dan band amatir radio di atas 30 MHz.

Ide dasar dari sebuah sinyal FM dibandingkan dengan sinyal AM ditampilkan dalam

gambar dibawah. Dalam sinyal FM, frekuensi sinyal diubah oleh sinyal (baseband) modulasi

sedangkan amplitudonya tetap sama. Dalam sebuah sinyal AM, kita sekarang tahu bahwa itu

adalah amplitudo dari sinyal yang diubah oleh sinyal modulasi. Sinyal FM dapat dilihat sebagai

berikut:

a. Amplitudo dari sinyal modulasi menentukan jumlah perubahan frekuensi dari frekuensi

pusat.

b. Frekuensi dari sinyal modulasi menentukan laju perubahan frekuensi dari frekuensi pusat.

c. Amplitudo dari sinyal FM konstan setiap saat dan tidak tergantung dari sinyal modulasi.

2. Transmitter FM Stereo

Pada system FM juga dikenal istilah indeks modulasi (ß), yang merupakan perbandingan

antara deviasi frekuensi maksimum sinyal carrier dengan frekuensi sinyal informasi. Indeks

modulasi FM dirumuskan sebagai berikut:

ß = ∆fc / fm

dengan ß : Indeks Modulasi FM

∆fc : Deviasi maksimum sinyal carrier (Hz)

fm : Frekuensi sinyal modulasi (Hz)

Indeks modulasi dalam FM baiasanya lebih dari satu dan tidak akan menghasilkan

gelombang cacat, hanya saja gelombang FM yang dihasilkan mempunyai lebar pita yang lebih

besar sehingga dapat menyebabkan interferensi antar kanal yang berdekatan.

Sinyal FM lebih kebal terhadap derau dan kualitas informasi lebih bagus, namun hanya

mampu mencapai jarak yang dekat, hal ini karena sifat pemancaran sinyal FM adalah LOS (Line

Of Sight) atau segaris pandang.

Keunggulan FM dibandingkan dengan AM adalah sebagai berikut:

1. Komunikasi dapat berlangsung dengan dera yang kecil

2. Dapat melangsungkan komunikasi dengan kualitas yang sama dengan sistem AM, tetapi

dengan tenaga yang lebih kecil.

2.1 Blok diagram pemancar FM stereo

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 amplitude 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 :

2.2 Encoder

Bagian ini merupakan tahapan awal masukan yang berasal dari audio-prosessor dan

hanya ada pada system pemancar FM stereo.Pada system pemancar mono bagian ini

tidak ada. Encoder mengubah sinyal perbedaan L dan R menjadi sinyal komposit 38 kHz

termodulasi DSBSC.

2.3 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.

2.4 Osilator

Membangkitkan getaran frekuensi tinggi sesuai dengan frekuensi lingkartala dari

generator tala yang pada umumnya menggunakan resonator parallel 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.

2.5 Buffer (penyangga)

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.

2.6 Driver

Rangkaian driver berfungsi mengatur penguatan daya (tegangan dan arus) sinyal FM dari

penyangga sebelum menuju kebagian penguat akhir.Pada system 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.

2.7 Final Amplifier (penguat akhir)

Bagian penguat akhir merupakan unit rangkaian penguat daya RF efisiensi tinggi, untuk

itu sering dan hamper selalu digunakan penguatdaya RF tertala kelas C karena

menawarkan efisiensi daya hingga “100%”. Bagian akhir dari penguat akhir mutlak

dipasang filter untuk menekan harmonisa frekuensi.

2.8 Antena

Mengubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi gelombang elektromagnetik dan

meradiasikannya ke ruang bebas.Jenis antenna sangat berpengaruh pada pola radiasi

pancaran gelombang elektromagnetik.

2.9 Catu Daya

Catu daya harus mampu mensuplay kebutuhan daya listrik mulai dari tingkat modulator –

osilator sampai tingkat penguat akhir daya RF. Pemasangan shelding pada blok pen-catu

daya merupakan hal penting untuk system pemancar FM, selain itu pemakaian filter

galvanis sangat dianjurkan untuk menekan sinyal gangguan pada rangkaian jala-jala dan

sebaliknya.

Dalam sebuah blok diagram pemancar FM stereo seperti gambar di atas, untuk dapat

bekerja dengan baik, diperlukan penalaan rangkaian. Dalam system pemancar FM

modern, tingkat encoder sampai dengan driver telah tersedia dalam bentuk modul yang

dikenal dengan istilah Excitter FM Stereo.Pada modul semacam itu tidak diperlukan

penalaan rangkaian secara manual karena rangkaian tala sudah dirancang sedemikian

rupa untuk dapat bekerja pada bidang yang lebar, sehingga penalaan hanya dilakukan

pada bagian input dan output penguat akhir daya RF.

Cara Kerja :

1. Buatlah rangkaian dengan koneksi berdasarkan gambar 9.1

2. Hubungkan dynamic microphone dengan terminal bertanda MIC IN pada block AUDIO

PREAMPLIFIER.

3. Hubungkan terminal OUT pada block AUDIO PREAMPLIFIER dengan terminal MOD-

IN pada block FREQUENCY MODULATOR.

4. Hubungkan terminal FM/RF OUT pada blok FREQUENCY MODULATOR dengan

terminal RF IN pada MIXER, di modul ACL-03.

5. Hubungkan power supply dengan polaritas yang sesuai ke modul ACL-03 dan ACL-04,

pada saat menghubungkan power supply pastikan power supply ada pada keadaan off.

6. Nyalakan power supply dan atur dengan ketentuan sebagai berikut:

FREQUENCY MODULATOR: Setting switch pada frekuensi 500 KHz, Level

pada 1Vpp, frekuensi ± 450 KHz

Frequency demodulator pada Foster-Seeley mode (jumper pada posisi FS)

FUNCTION GENERATOR: Gelombang sin (CH1), Level pada 1000 KHz,

frekuensi ± 500 Hz

LOCAL OSCILLATOR: Level pada 1 Vpp, frequensi pada 1000 KHz, posisi

center

7. Hubungkan terminal OUT dari LOCAL OSCILLATOR ke terminal LO IN dari MIXER

dan MIXER OUT ke LIMITER IN dengan bantuan kabel pendek, guna menyambungkan

rangkaian.

8. Lalu hubungkan LIMITER OUT dengan FM IN pada FOSTER-SEELEY DETECTOR

dan hubungkan FS OUT dengan IN pada LOW PASS FILTER

9. Sambungkan headphone yang telah tersedia ke terminal bertanda SEPEAKER pada sisi

Audio Amplifier.

10. Apabila frekuensi dari pemisah dan frekuensi pembawa signal FM serta frekuensi dari

local oscillator sama, maka anda akan memperoleh suara yang jernih. Sesuaikan volume

untuk menyesuaikan besar kecilnya suara pada audio.

MEMPOSISIKAN SAKLAR:

Catatan: Pastikan sambungan telah sesuai dengan prosedur. Sekarang posisikan saklar yang

bersangkutan pada posisi ON dan perhatikan pengaruhnya terhadap output. Perubahan posisi

saklar biasanya hanya diubah sesekali.

1. Posisikan saklar 1 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 1 dalam posisi ini

maka kapasitor C33 dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian

signal O/P akan menghilang.


maka Resistor R58 pada rangkaian Local Oscillator akan terbuka, sehingga tidak akan

ada variasi pada signal frekuensi.


maka Resistor R3 pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan

signal ditiadakan, maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.


maka Kapasitor C19 pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat

noise pada output.

Untuk obektif B, C, D, E, F dapat dilaksanakan seperti penjelasan prosedur A diatas. Hanya

dengan mengganti tipe dari modulator dan demodulator sesuai dengan kebutuhan.

POSISI SAKLAR

Terdapat 4 buah saklar pada masing-masing kelompok saklar, baik pada ACL-03 maupun ACL-

04. Saklar ini dapat digunakan untuk menstimulasi kondisi tertentu pada berbagai bagian dari

rangkaian. Saklar ini biasanya digunakan sesekali. Untuk memastikan perangkat ACL dapat

beroprasi secara maksimal, maka pastikan seluruh saklar berada pada posisi off sebelum

digunakan.

ACL-03 :


maka kapasitor C33 dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian

signal O/P akan menghilang.


maka Resistor R49 pada rangkaian Phase Modulator akan terbuka, sehingga tidak akan

ada variasi pada signal phasa.


maka kapasitor C24 akan terbuka, tidak aka nada proses modulasi terjadi.


maka Resistor R58 pada rangkaian local oscillator akan terbuka, sehingga tidak adan ada

variasi pada frekuensi signal.

ACL-04 :


maka Resistor R3 pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan

signal ditiadakan, maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.


maka pin 4 dari U2 (MC 1496) pada rangkaian quadrature detector akan terbuka. Hal ini

akan mengganggu ouput dari detector.


maka Resistor R27 akan terbuka dan terhubung pada pin 11 dari U4 (4046). Hal ini akan

mengubah frequency dari PLL dan mengakibatkan output tidak dapat dihasilkan.


maka Kapasitor C19 pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat

noise pada output.

Data Hasil Percobaan :

Test Point Output Signal Waveform Frequency

Pre-Amplifier

IN

OUT

32,41 MHz

32,43 MHz

FM Modulator

INPUT

OUTPUT

33,55 MHz

4139,50 MHz

Local Osilator 9492,91 MHz

RF Input 4153,24 MHz

Mixer Transmiter 4134,14 MHz

Limiter

INPUT

OUTPUT

2143,64 MHz

4137,83 MHz

Ratio Detector OUT 934,69 MHz

Low Pass OUT 1016,20 MHz

Speaker 75,72 MHz

Analisa dan Pembahasan :

Test Point Analisis Frequency Analisis Tegangan Signal

Pre-Amplifier

INPUT

Setting Frquency Meter : 10 MHz

5,989 x 10 MHz = 59,89 MHz VCH1 = Volt/div x div

= 1 x 0,8

OUTPUT 3,316 x 10 MHz = 33,16 MHz

= 0,8 V

VCH1 = Volt/div x div

= 1 x 0,8

= 0,8 V

FM Modulator

INPUT

OUTPUT


3,355 x 10 MHz = 33,55 MHz

413,950 x 10 MHz = 4139,50 MHz


= 1 x 0,8

= 0,8 V


= 1 x 1,6

= 1,6 V

Local Osillator Setting Frquency Meter : 10 MHz

949,291 x 10 MHz = 9492,91 MHz


= 1 x 2,8

= 2,8 V

RF Input Setting Frquency Meter : 10 MHz

415,324 x 10 MHz = 415,324 MHz


= 1 x 0,8

= 0,8 V

Mixer Transmiter Setting Frquency Meter : 10 MHz

413,415 x 10 MHz = 413,415 MHz


= 1 x 1,6

= 1,6 V

Limiter

INPUT

OUTPUT


214,365 x 10 MHz = 2143,65 MHz

413,783 x 10 MHz = 4137,83 MHz


= 1 x 1,6

= 1,6 V


= 1 x 2,4

= 2,4 V

Ratio Detector Setting Frquency Meter : 10 MHz

93,469 x 10 MHz = 93,469 MHz


= 1 x 0,8

= 0,8 V

Low Pass Out Setting Frquency Meter : 10 MHz

101,620 x 10 MHz = 1016,20 MHz


= 1 x 4

= 4 V

Speaker Setting Frquency Meter : 10 MHz

7,572 x 10 MHz = 75,72 MHz


= 1 x 3,4

= 3,4 V

Analisa Posisi Saklar:

1. Saat saklar 1 dari SF1 pada ACL-03 kami posisikan pada posisi ON, maka kapasitor C33

dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian signal O/P akan

menghilang.

2. Saat saklar 4 dari SF1 pada ACL-03 kami posisikan pada posisi ON, maka Resistor R58

pada rangkaian Local Oscillator akan terbuka, sehingga tidak akan ada variasi pada signal

frekuensi.

3. Saat saklar 1 dari SF1 pada ACL-04 kami posisikan pada posisi ON, maka Resistor R3

pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan signal ditiadakan,

maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.

4. Saat saklar 4 dari SF1 pada ACL-04 kami posisikan pada posisi ON, maka Kapasitor C19

pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat noise pada output.

Kesimpulan :

Dari praktikum mengenai FM transmitter kali ini kami memperoleh beberapa kesimpulan

yaitu:

1. Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus

khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi

dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal

yang dimodulasikan (ditumpangkan). Dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang

ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah

sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi.

2. Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah 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 fungsinya tersendiri.

Saran :

1. Pastikan seluruh saklar pada ACL-03 dan ACL-04 dalam keadaan off, agar perangkat

pemancar dan penerima dapat bekerja secara maksimal.

2. Setting frekuensi pemancar sedemikian rupa sehingga suara yang keluar dari loudspeaker

tidak mengandung noise dan terdengar jernih.

LAMPIRAN GAMBAR RANGKAIAN:

(FM Transmitter)

Documents

Transcript of (FM Transmitter)