XII. TEKNIK TRANSMISI

XII. TEKNIK TRANSMISI
Teknik transmisi adalah suatu cara yg digunakan untuk menyalurkan
suatu besaran listrik dari suatu tempat ke tempat lain.
Dalam Teknik Tenaga :
Yg disalurkan adalah daya, sehingga transmisi disini lebih berorientasi
kepada minimalisasi loss / kehilangan, yang mana lebih mengutamakan
efisiensi pengirimannya.
Dalam Teknik Komunikasi :
Yg disalurkan adalah informasi, sehingga lebih berorientasi pd tingkat
pemahaman, sehingga mengutamakan bentuk sinyalnya.
XII.1. SIFAT SALURAN TRANSMISI
Sifat-sifat transmisi dari suatu saluran / media, baik fisis / non fisis dapat
diketahui melalui percobaan sebagai berikut :
1
2
GEN
BEBAN
1'
CRO1
2'
CRO2
Gambar XII-1: Percobaan untuk mengetahui sifat sifat transmisi saluran
Pada ujung awal suatu saluran transmisi (1-1’) dipasang sumber /
generator sedangkan pada ujung akhirnya (2-2’) diberi beban.
Bila sinyal pada masing-masing kedua ujung awal dan akhir saluran
tersebut dilihat/dibandingkan melalui suatu CRO, maka ternyata terdpt
perbedaan bentuk sinyal pada (1-1’) dan (2-2’), diakibatkan oleh sifat /
karakteristik saluran transmisi berikut :
1. Redaman / attenuation
2. Waktu tunda / delay time
3. Cacad / distortion
4. Gangguan / disturbance
XII.1.1. Redaman / Attenuation
Gambar dibawah ini memperlihatkan bahwa sinyal output CRO-1 punya
bentuk yang sama dengan sinyal output CRO-2, hanya pada CRO-2
terlihat bahwa sinyal punya amplituda yang relatif lebih kecil
dibandingkan pada CRO-1. Hal ini disebabkan sifat transmisi saluran
yang disebut redaman / attenuation
Volt
2
0
-2
Volt
1
0
1
Gambar XII-2: Sinyal yang mengalami redaman
XII.1.2. Waktu tunda / Delay time
Volt
2
0
-2
Volt
1
to
0
1
Gambar XII-3 : Sinyal yang mengalami waktu tunda
Dari gambar diatas terlihat nahwa bentuk sinyal output CRO-1 sama
dengan bentuk sinyal output CRO-2, tetapi pada CRO-2 terlihat baru
muncul setelah selang waktu to detik setelah pemunculan sinyal di
CRO-1. Hal ini disebabkan sifat saluran transmisi yang disebut delay
time / waktu tunda, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh sinyal dalam
rambatannya pada suatu media / saluran transmisi.
Delay time timbul karena terbatasnya kecepatan rambatan dari sinyal.
XII.1.3. Cacad / Distortion
Terlihat bahwa sinyal output CRO-1 punya bentuk yang sedikit berbeda
dengan sinyal output CRO-2. Hal ini disebabkan oleh sifat transmisi
saluran yang disebut cacad / distortion.
Volt
2
0
-2
Volt
2
0
2
Gambar XII-4 : Sinyal yang mengalami cacad / distortion
XIII.1.4. Gangguan / Disturbance
Volt
2
0
-2
Volt
2
0
2
Volt
Gambar XII-5: Sinyal yang mengalami gangguan
Bentuk sinyal output CRO-1 sama dengan bentuk sinyal output CRO-2.
Hanya pada CRO-2 sinyal tersebut disertai dengan ripple, yang
merupakan sinyal gangguan yang masuk dan menyertai informasi
disaat rambatannya sepanjang saluran transmisi. Ripple ini akan tetap
muncul pada output CRO-2, walau sinyal input dihilangkan dengan jalan
memutus hubungan sumber / generator ke saluran transmisi.
Analisa selanjutnya membahas sifat / karakteristik transmisi berikut :
1. Redaman / attenuation, yg berkaitan dgn penguatan dan level.
2. Waktu tunda
3. Cacad / distortion, berdasarkan jenisnya dibedakan atas :
cacad redaman, cacad fasa dan cacad non linier
4. Gangguan / disturbance yakni gangguan dari dalam dan gangguan
dari luar.
XII.2. REDAMAN / ATTENUATION
Redaman adalah salah satu sifat transmisi saluran yg menyebabkan
menurunnya amplituda sinyal/informasi yg merambat melalui media tsb.
Penurunan ini sebanding dengan panjang saluran / jarak tempuh dari
sinyal.
Sal. transmisi
P2
V2
P1
V1
R1
GEN
BEBAN
R2
P loss
CRO1
CRO2
Gambar XII-6: Redaman saluran yang menyebabkan penurunan daya
Sesuai dengan hukum kekekalan tenaga maka P1 = P2 + Ploss
Loss/kehilangan ini tdk dpt dihindari, shg dalam bidang telekomunikasi
yg diusahakan adalah meminimalkan pengaruhnya terhadap informasi.
Ukuran dari loss ini dinyatakan dengan redaman a, yang didefinisikan
sebagai berikut:
Sistem Eropa
: a = 1/2 Ln (P1/P2) Neper ……... (1)
Sistem Amerika : a =
log (P1/P2) Bel
= 10 log (P1/P2) dBel
a = 10 Log (P1/P2) dB
.…..…
Dimana 1 Neper = 8,686 dB
1 dB = 0,115 Neper
B
A
Zo(A)
Zi(B)
C
Zo(B)
Zi(C)
Gambar XII-7: Matching antara potongan saluran
(2)
Dalam teknik telekomunikasi senantiasa diusahakan agar antar tahapan
sistem terjadi kondisi yang match, artinya impendansi antar tahapan
adalah sama.
Matching pada B terjadi bila ZT (B) = Zb (B)
Krn : P= V2/R, maka P1 = (V1)2 / R1
(3)
……………
2
P2 = (V2) / R2
…..……
(4)
Untuk mencapai kondisi match maka : R1 = R2, sehingga
a = ½ Ln [{(V1)2 / R1)} / {(V2)2 / R2]
a = ½ Ln {(V1)2 / (V2)2 } = ½ Ln (V1 / V2)2
a = Ln (V1 / V2) Neper
……………..…..
(5)
a = 20 Log (V1 / V2) dB
…………………
(6)
Contoh :
Pada ujung awal suatu saluran transmisi dikirimkan sinyal dgn teg= 150
Volt dan setelah sampai di ujung akhir saluran tegangan yang terukur
hanyalah 30 Volt.
Tentukan besar redaman dari saluran transmisi tersebut ?
Jawab
Dik. : V1 = 150 Volt
V2 = 30 Volt
Dit. : a ?
Peny : a = 20 Log (V1 / V2) dB = 20 Log (150 / 30) dB
= 20 Log 5 = 20 x 0.6990 = 13,98 dB
Redaman saluran sebanding dengan panjang saluran/jarak tempuhnya,
sehingga pada komunikasi telepon dibutuhkan suatu batasan redaman
bagi jaringan telepon, agar sinyal telepon yang sampai di tujuan masih
dengan kefahaman yang memenuhi syarat.
1.
A
LE
0,30N
0,45N
0,15N
TE
TE
1,30N
0,10N
LE
0,45N
0,30N
0,10N
B
0,15N
Gambar XII-8: Persyaratan Redaman Jaringan telepon berdasarkan
Rekomendasi CCITT
A, B : pelanggan
LE : Local Exchange
TE : Trunk Exchange
XII.3
PENGUATAN
Redaman saluran pada transmisi jarak jauh akan semakin besar,
sehingga untuk memungkinkan transmisi tetep berlangsung dengan baik
perlu adanya tambahan amplifier / penguat. Dengan adanya penguat,
maka redaman yang timbul akan dikompensasi oleh penguatan.
Pa
P1
P2
V1
V2
R1
R2
Gambar. Simbol dari suatu penguatan
Pada penguat P2 > P1, disebabkan adanya tambahan daya sebesar Pa
oleh penguat tersebut, dimana :
P1, V1, R1 adalah besaran-besaran pada input penguat
P2, V2, R2 adalah besaran-besaran pada output penguat
Ukuran dari tambahan besaran output ini dinyatakan dengan faktor
penguatan (k) yang didefinisikan sebagai berikut :
Sistem EROPA :
Sistem AMERIKA :
k = ½ Ln (P2 /P1) Neper
k = 10 Log (P2 /P1) dB
Hubungan anntara redaman (a) dan penguatan (k) dapat diturunkan
sebagai berikut :
k = 10 Log (P2 /P1) dB =
= - 10 Log (P1/P2) dB
k = - a
10 Log (P1/P2)-1 dB
CONTOH :
Bila suatu saluran transmisi terdiri atas 4 potong saluran, dimana
masing-masing potongan punya redaman yang dikompensasi oleh
penguatan seperti terlihat pada tabel dibawah ini :
Potongan
Saluran
AB
BC
CD
DE
A
Redaman a (dB)
Penguatan k (dB)
15
10
3
2
10
5
16
24
C
B
600 volt
a1
k1
a2
k2
E
D
a3
k3
a4
k4
100 watt
Gambar. Konfigurasi potongan saluran transmisi AE
Tentukanlah: a. Apakah secara total saluran transmisi tersebut
mengalami redaman / penguatan.
b. Daya yang terkirim dari ujung awal saluran
c. Tegangan pada titik C.
JAWAB :
a. Redaman AE : a (AE) = 30 db
Penguatan AE : k (AE) = 55 dB
Secara keseluruhan berarti saluran AE mempunyai penguatan
sebesar 25 dB.
b.
k
25
2,5
100 / P1
P1
=
=
=
=
=
10 Log (P2/P1) dB
10 Log ( 100 / P1)
Log (100 / P1)
316,228
316 mwatt
c. Redaman AC = 25 dB
Penguatan AC = 15 dB
Sehingga potongan saluran CE mengalami redaman sebesar 5
dB, sehingga :
a = 20 Log { V(A) / V(C) }
10 = 20 Log { 600 / V© }
0,5 = Log { 600 / V© }
600 / V© = 3,16
V© = 189 volt
XII.4
LEVEL
Level pada suatu tempat menunjukkan keadaan listrik di tempat tsb.
Keadaan listrik disini dimaksudkan sebagai keadaan dari besaranbesaran listrik yang mungkin terukur seperti daya P(Watt), tegangan
V(Volt), kuat medan E(Volt/m), arus I(Ampere) ataupun tahanan R().
Pengukuran tidak lain dari membandingkan sesuatu yang hendak diukur
dengan suatu besaran referensi yang telah disepakati.
Pada pengukuran level ketentuan ini juga berlaku, dimana besaran
listrik yang hendak diukur dibandingkan dengan besaran referensi,
tetapi sedikit perbedaan, karena yang diambil adalah logaritma dari
hasil perbandingan.
PA =10W
a
B
a=10 k=20
A
b
D
C
a=15 k=4
B
a=6 k=8
E
a=8 k=20
C
F
a=15 k=5
D
F
VA =40Volt
k=20dB
a=15dB
k=12dB
k=13dB
E
k=20dB
a=17dB
Gbr.XII-10: Titik-titik pengukuran level sistem telekomunikasi pada:
a. Saluran transmisi telekomunikasi
b. Blok diagram sistem telekomunikasi
Mengingat kemungkinan pilihan referensi serta macam dari besaran
listrik yg akan diukur maka level listrik dapat dibedakan sebagai berikut:
1. LEVEL RELATIF: sebagai referensi adalah besaran yang terukur
pada awal saluran/sistem, pada Gbr XII-10 adalah besaran di titik A .
a. Level daya relatif
b. Level tegangan relatif
c. Level kuat medan relatif
d. Level arus relatif
e. Level tahanan relatif
2. LEVEL ABSOLUT: sebagai referensi adalah besaran yang nilainya
telah ditetapkan
a. Level daya absolut referensi 1Watt / 1mWatt
b. Level tegangan absolut referensi 0,775 Volt
c. Level kuat medan absolut
d. Level arus absolut
e. Level tahanan absolut
XII.4.1 DEFINISI LEVEL RELATIF
Mengacu kepada Gbr.XII-10 maka berikut ini didefinisikan / dijelaskan
pengertian level relatif , yakni :
1. LEVEL DAYA RELATIF:
Level daya relatif pada titik C adalah :
Level Prel(C) = ½ ln { P(C) / P(A) } Neper
= 10 log { P(C) / P(A) } dB …………………….. (XII-7)
2. LEVEL TEGANGAN RELATIF
Level tegangan relatif pada titik D adalah :
Level Vrel(D) = ln { V(D) / V(A) } Neper
= 20 log { V(D) / V(A) } dB …………….……….. (XII-8)
3. LEVEL KUAT MEDAN RELATIF
Level kuat medan relatif pada titik B adalah :
Level Erel(B) = ln { E(B) / E(A) } Neper
= 20 log { E(B) / E(A) } dB …………………….. (XII-10)
4. LEVEL ARUS RELATIF
Level arus relatif pada titik F adalah :
Level I rel(F) = ln { I(F) / I(A) } Neper
= 20 log { I(F) / I(A) } dB
…………………….. (XII-11)
5. LEVEL TAHANAN RELATIF
Level tahanan relatif pada titik C adalah :
Level Rrel(C) = ln { R(C) / R(A) } Neper
= 20 log { R(C) / R(A) } dB …………..……….. (XII-12)
XII.4.2 DEFINISI LEVEL ABSOLUT
Mengacu kepada Gbr.XII-10, maka berikut ini didefinisikan / dijelaskan
pengertian level absolut , yakni :
1. LEVEL DAYA ABSOLUT
Sebagai referensi ditetapkan nilai daya 1 Watt atau 1 mWatt sebagai
acuan, sehingga dengan demikian :
Level daya absolut pada titik C adalah :
Level Pabs(C) = ½ ln { P(C) / 1 } NeperW
= 10 log { P(C) / 1 } dBW
atau:
Level Pabs(C) = ½ ln { P(C) / 1 } Neperm
= 10 log { P(C) / 1 } dBm …………………….. (XII-13)
2. LEVEL TEGANGAN ABSOLUT
Karena terdapat hubungan bahwa P = V2/R dan sesuai dengan :
 Ketetapan bahwa referensi daya = 1 mWatt
 Jika impedansi / tahanan pada terminalnya = 600  , maka:
 Tegangan V = ( P R ) 1/2 = ( 10 -3 600 ) ½ Volt = 0,775 Volt
Sehingga :
Level tegangan absolut pada titik D adalah :
Level Vabs (D) = ln { V(D) / 0,775 } Neper
= 20 { log V(D) / 0,775 } dB ….…………….. (XII-14)
3. LEVEL ARUS ABSOLUT
Karena terdapat hubungan bahwa P = I 2 R dan sesuai dengan :
 Ketetapan bahwa referensi daya = 1 mWatt
 Jika impedansi / tahanan pada terminalnya = 600  , maka :
 Arus I = ( P / R ) ½ = (10 -3 / 600 ) ½ = 1,29 mA
sehingga :
Level arus absolut pada titik F adalah :
Level I abs (F) = ln { I(F) / 1,29 } Neper
= 20 log { I(F) / 1,29 } dB ….……………….. (XII-15)
4. LEVEL TAHANAN ABSOLUT
Jika referensi tahanan sistem/saluran yang ditetapkan adalah 600 ,
maka level tahanan absolut pada titik C adalah :
Level Rabs (C) = ln { R(C) / 600 } Neper
= 20 log { R(C) / 600 } dB ….……………….. (XII-16)
40Watt
a
2,58 Amp
A
2,0Watt
A
b
B
15,5 Volt
C
120Volt
B
45Watt
D
C
12,9 mA
E
300
D
200Volt
F
80Watt
F
24Volt
400Watt
E
Gbr.XII-11: Besaran listrik dititik-titik pengukuran tertentu untuk
menghitung level listrik pada sistem telekomunikasi pada:
a. Saluran transmisi telekomunikasi
b. Blok diagram sistem telekomunikasi
Contoh perhitungan :
a. Tentukan level tegangan absolut pada titik C bila V(C) = 15,5 Volt
b. Tentukan level tahanan absolut pada titik D bila R(D) = 300 
c. Tentukan level arus absolut pada titik E bila I(E) = 12,9 Amp
d. Tentukan level daya relatif pada titik F bila P(F) = 80 Watt
e. Tentukan level daya absolut pada titik F bila P(F) = 80 Watt
Penyelesaian:
a. Level tegangan absolut pada titik C :
Vabs (C) = ln { V(C) / 0,775 } = ln { 15,5 / 0,775 } =…….….……Neper
= 20 log { V(C) / 0,775 } = 20 log { 15,5 / 0,775 } =………dB
b. Level tahanan absolut pada titik D :
Vabs (D) = ln { R(D) / 600 } = ln { 300 / 600 } = …………………Neper
= 20 log { R(D) / 600 } = 20 log { 300 / 600 } = …..……… dB
c. Level arus relatif pada titik E :
Iabs (E) = ln { I(E) / I(A) } = ln { 12,9 / 1,29 } = ……….…..…… Neper
= 20 log { I(E) / I(A) } = 20 log { 12,9 / 1,29 } = …..…..…. dB
d. Level daya relatif pada titik F :
Pabs (F) = ln { P(F) / P(A) } = ln { 80 / 2 } = …………………..…Neper
= 20 log { P(F) / P(A) } = 20 log { 80 / 2 } = ……...……... dB
e. Level daya absolut pada titik D :
Pabs (F) = ln { P(F) / 1 } = ln { 80 / 1 } = ……………..…..…… NeperW
= 20 log { P(F) / 1 } = 20 log { 80 / 1 } = ……...…....…. dBW
Pabs (F) = ln { P(F) / 10 -3 } = ln { 80 / 10 -3 } = …..…….…… Neperm
= 20 log { P(F) / 10 -3 } = 20 log { 80 / 10 -3 } = .…....…. dBm
XII.5
WAKTU TUNDA / DELAY TIME
Waktu tunda / delay time adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu
sinyal untuk merambat dari tempat asalnya ke tujuannya.
Untuk jarak dekat waktu tunda ini tidaklah terlalu terasa, akan tetapi
dalam jarak jauh waktu tunda ini cukup besar sehingga memungkinkan
gangguan terhadap kelancaran komunikasi / pembicaraan.
Hal ini disebabkan sinyal yg berupa gelombang elektromaknit tersebut
merambat dengan kecepatan tertentu, tergantung kepada karakteristik /
konstanta media rambatnya seperti terlihat pd tabel XII-2.
Secara matematis kecepatan sinyal tersebut dinyatakan sebagai berikut:
v = ( 1 / LC ) ½
dimana :
v = kecepatan sinyal / gelombang elektromaknit
L = induktansi dari media rambat
C = Kapasitansi dari media rambat
Tabel XII-2: Kecepatan sinyal / gelombang elektromaknit
pada berbagai media
No
Jenis media
Kecepatan
Waktu tunda t0 utk setiap
( km/det)
jarak 1000 km ( det )
1. Udara
300.000
3,30
2. Kabel Cu utk 1 KHz
290.000
3,50
3. Kabel Fe utk 1 KHz
140.000
7,10
Gbr XII-12 memperlihatkan waktu yg berlangsung dalam pembicaraan
jarak jauh antara A dan B, yakni berupa satu pertanyaan A yg ditimpali
oleh satu jawaban B.
Pertanyaan yang dikemukakan A merambat melalui media transmisi dlm
waktu t0 detik utk sampai/diterima B, akan tetapi sebelum memberikan
jawaban, B butuh waktu t1 detik untuk berpikir, dan setelah itu barulah B
mengemukakan jawabannya.
Karena jawaban B juga membutuhkan waktu selama t0 detik untuk bisa
sampai/diterima oleh A, maka dengan demikian si A barulah menerima
jawaban, (2t0+t1)detik setelah pertanyaan dikemukakannya.
Pertanyaan A
2 t 0 + t1
Jawaban B
t(det)
t(det)
t0
Pertanyaan A
t1
Jawaban B
t0
Gbr.XII-12: Waktu tunda dalam suatu selang pembicaraan
Apabila pembicaraan tersebut berlangsung dalam jarak jauh, maka
waktu yang dibutuhkan oleh informasi untuk merambat (t0 detik) akan
sedemikian rupa, dimana A tidak sabar sehingga mengulangi kembali
pertanyaannya.
Kecenderungan A mengulangi pertanyaannya adalah berdasar
pemikiran bahwa B tidak memahami pertanyaannya atau kurang jelas
menerima penyampaiannya.
Keadaan ini akan mengganggu kelancaran pembicaraan.
1. Berdasar 100 eksperimen yang dilakukan , maka :
 Akan terjadi 5 pengulangan bila t0 = 250 mdetik
 Akan terjadi 10 pengulangan bila t0 = 300 mdetik
 Akan terjadi 55 pengulangan bila t0 = 400 mdetik
 Akan terjadi 85 pengulangan bila t0 = 500 mdetik
 Akan terjadi 92 pengulangan bila t0 = 600 mdetik
 Akan terjadi 100 pengulangan bila t0 = 1000 mdetik
Kecenderungan hubungan antara jumlah pengulangan dengan lama
t0 dpt dilihat pada Tabel XII-3 maupun dlm bentuk kurva pada
Gbr.XII-3.
2. Untuk manusia normal , nilai t1 =  2 detik
Tabel XII-3: Kecenderungan jumlah pengulangan n thd waktu tunda t0
t0 (mdetik)
n (jumlah ulangan)
250
5
300
10
400
55
500
85
600
92
1000
100
n
100
75
50
25
0
0
200
400
600
800
1000
t0 (mdet)
Gbr XII-13: Kurva yang menunjukkan hubungan t0 dengan n :
n = jumlah pengulangan yang terjadi
t0 = waktu tunda (mdet)
Kesimpulan :
1. Waktu tunda t0 dari transmisi harus mendapat perhatian, terutama
pada hubungan jarak jauh dgn transmisi pembicaraan menggunakan
satu / lebih satelit sebagai stasiun antara.
2. Untuk menghindari gangguan karena kecenderungan pengulangan,
maka dari analisis terhadap eksperimen yang dilakukan, oleh CCITT
ditetapkan nilai maksimum waktu tunda t0 = 250 mdet = 0,25 det.
XII.6
GESERAN FASA
1
SUMBER
SINYAL
2
V1(t1)
BEBAN
V2 (t2)
1’
2’
Oscilloscope 1
Oscilloscope 2
t
t
t
Gbr XII.14 Geseran fasa menyebabkan sinyal diujung awal dan
ujung akhir saluran mempunyai fasa yang berbeda.
Bila terminal 1-1’ diberi sinyal, mk sinyal ini akan merambat sepanjang
saluran transmisi menuju terminal 2-2’, dengan bantuan Oscilloscope 1
dan Oscilloscope 2 dapat diketahui bentuk sinyal pada terminal 1-1’ dan
terminal 2-2’.
Bila sinyal terminal 1-1’ adalah sinus yang merambat tanpa mengalami
cacad, maka sesampai diterminal 2-2’ bentuknya akan tetap sinus
sebagai berikut :
v1 (t1) = V1 sin ( t1 + 1 )
v2 (t2) = V2 sin ( t2 + 2 )
dimana
v1 (t1) , v2 (t2) = amplituda sesaat sinyal, v1 (t1)  v2 (t2)
1 , 2
= fasa sinyal , 1  2
maka :    1 - 2  0
   geseran fas sinyal
Besar dari geseran fasa   tergantung kepada :
1. Jarak hubungan/panjang saluran transmisi antara
Penerima
2. Kecepatan rambatan gelombang dalam media transmisi
3. Frekuensi kerja dari gelombang.
XII.7
Pengirim-
CACAD REDAMAN
XII.7.1 DEFINISI CACAD REDAMAN
1
2
SUMBER
SINYAL
BEBAN
1’
frekuensi : f1, f2, f3, f4 , f5
amplituda : v1,v2,v3,v4,v5
’
2’
frekuensi : f1, f2, f3, f4 , f5
amplituda : v1’, v2’, v3’,v4’,v5
Gbr.XII-15: Cacad redaman pada suatu saluran transmisi dimana :
v1  v1’ , v2  v2’, v3  v3’ , v4  v4’ dan v5  v5’.
Definisi : Suatu media transmisi dikatakan mengandung cacad redaman
bila redaman berbagai frekuensi tidak sama besarnya.
Dengan demikian cacad redaman terjadi bila pada ujung awal saluran
terkirim sinyal sinus frekuensi ( f1, f2, f3, f4 , f5 ) dan amplituda (
v1,v2,v3,v4,v5 ) tetapi pada ujung akhir saluran ternyata amplitudanya ( v1’,
v2’, v3’,v4’,v5 ’) dimana : v1 / v1’  v2 / v2’  v3 / v3’  v4 / v4’  v5 / v5’
20 log (v1/v1’)  20 log (v2/v2’)  20 log (v3/v3’)… 20 log (v5 /v5’)
a f1  a f2  a f3  a f4  a f5
60
50
35
30
20
10
15
f0 f1 f2 f3 f4 f5
15 15
8 12 16 18
0 4
I I I I I I I I I I I
0 20 40 60 80 100
I I I I I I I I I I I
XII.7.2 PENGARUH CACAD REDAMAN TERHADAP KEFAHAMAN
INFORMASI
f6 f7 f8 f (Hz)
vokal o
14
10
7
6
4
6
3
2
f0 f1 f2 f3 f4 f5
4
f6 f7 f8 f(Hz)
vokal a
Gbr.XII-16: Spektrum vokal o(f0=190Hz) dan vokal a(f0=200Hz).
1.
Setiap vokal/konsonan mempunyai spektrum frekuensi yang
terbentuk oleh frekuensi dasar f0 bersama harmonisanya
f1,f2,f3,f4,f5………..dst. Harmonisa ini adalah kelipatan bilangan bulat
dari frekuensi dasar dgn perbandingan amplituda tertentu.
Pada Gbr.XII.16 diberikan contoh spektrum vokal o dan vokal a
yang masing-masing punya frekuensi dasar f0(o)=200Hz dan
f0(a)=190Hz.
2.
Misal vokal o terkirim melalui saluran transmisi yg mengandung
cacad redaman, dimana masing-masing frekuensi punya redaman
berbeda sebagaimana ketentuan dibawah ini, sehingga amplituda
diujung akhir saluran adalah sebagai berikut :
Frekuensi : f0
f1
f2 f3 f4 f 5
f6
f7 f8 f (Hz)
Redaman : 1/10 1/20 7/60 1/5 1/10 1/10 1/5 2/15 1/10
Awal sal. : 20 60 30 35 15 50 15 15 10 Volt
Akhir sal. : 2,0 3,0 3,5 7’0 1,5 5,0 3,0 2,0 1,0 Volt
saluran transmisi dgn cacad redaman
Volt
7,0
5,0
3,0 3,5
2,0
1,0
3,0
1,5
f0 f1 f2 f3 f4 f5
2,0
f6 f7 f8 f(Hz)
a. Spektrum pada ujung akhir saluran
8 12 16 18
0 4
I I I I I I I I I I I
8 12 16 18
0 4
I I I I I I I I I I I
Vokal o
?
Volt
14,0
10,0
7,0
6,0
4,0
4,0
6,0
3,0
f0 f1 f2
2,0
f3 f4 f5
f6 f7 f8 f(Hz)
b. Spektrum vokal a
Gbr.XII-17 Transmisi vokal a melalui saluran dgn cacad redaman.
a. Spektrum frekuensi yang diperoleh diujung akhir saluran
b. Spektrum vokal a sebagai pembanding.
3.
Bila spektrum yang sampai diujung saluran tsb digambar kembali
berdasar amplituda masing-masing frekuensinya, akan diperoleh
spektrum frekuensi sebagaimana Gbr.XII-17a, yg ternyata spektrum
frekuensi tersebut adalah sama dengan spektrum vokal a.
Kesimpulan: Cacad redaman dpt mengakibatkan berubahnya informasi,
sehingga dengan demikian cacad redaman ini harus dibatasi besarnya.
XII.7.3 PERANGKAT EQUALIZER:
a(Sal+Eql) = 45
aEql
aSal
t
f1 f2 f3 f4 f5
I
1. Saluran
2. Equalizer
3. Amplifier
f6 (Hz)
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 dB
I I I I I I I I I I I I I I I I I I
0 10 20 30 40 50 dB
I I I I I I I I I I I
Equalizer berfungsi melakukan kompensasi/mengurangi cacad redaman
dgn prinsip kerja sebagai berikut :
1
2
a
a(Sal+Eql) = 45
a(Sal+Eql) + k = 10
f1 f2 f3 f4 f5
f6 (Hz)
k = -a = -35
1
2
3
b
Gbr.XII-18: Analisis redaman dalam penggunaan Equalizer
a. Saluran dan Equalizer ( redaman total = 45 dB )
b. Saluran, Equalizer dan Amplifier ( redaman total = 10 dB )
1. Kurva redaman Equalizer dirancang sedemikian rupa agar bersifat
dualitas terhadap kurva saluran yang akan dikompensasinya,
sehingga redaman a(Sal+Equalizer)=konstan=45dB pada frekuensi
f1,f2,f3,f4,f5 dan f6 sebagaimana terlihat pada Gbr.XII-18a.
2. Karena redaman a(Sal+Equalizer) konstan, maka cacad redaman sudah
tidak ada, namun akibatnya redaman menjadi membesar dalam
contoh adalah 45 dB. Untuk menguranginya ditambahkan suatu
amplifier yang misalnya punya penguatan k= 35 dB.
3. Redaman total a(Total) = a (Sistem+Equalizer) + k = (45 – 35) = 10 dB.
XII.8 CACAD FASA
XII.8.1
DEFINISI CACAD FASA
1
2
SUMBER
SINYAL
BEBAN
1’
frekuensi : f1, f2, f3, f4 , f5
kecepatan : 1, 2, 3, 4, 5
1  2  3  4  5
2’
frekuensi : f1, f2, f3, f4 , f5
saat terima : t1, t2, t3, t4, t5
Gbr.XII-19: Cacad fasa pada suatu saluran transmisi dimana :
kecepatan 1  2  3  4  5.
Definisi:
Suatu sinyal dikatakan mengalami cacad fasa apabila kecepatan
rambat berbagai frekuensi frekuensi tidak sama besarnya.
Pada Gbr.XII-19 terlihat bahwa sinyal dengan frekuensi f1, f2, f3, f4 , f5 dan
kecepatan 1, 2, 3, 4, 5 setelah merambat pada saluran transmisi
akan sampai di ujung akhir saluran pada waktu t1, t2, t3, t4, t5 , maka
dikatakan:
1. Cacad fasa tidak ada apabila :
Kecepatan : 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 
Waktu tunda : t1= t2 = t3= t4 = t5 = t
Akan tetapi karena informasi telepon terdiri dari vokal/konsonan,
maka yang lebih berperanan adalah :
 Kecepatan grup gr = ( d / d )
 Waktu grup = tgr = db / d
Dimana:  = kecepatan sudut ( rad/det )
b = beda fasa / satu satuan panjang (rad/km )
 = beda fasa antara sinyal kirim dan sinyal terima
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa cacad fasa tidak terjadi bila
 Kecepatan grup gr = ( d / d ) =konstan
 Waktu grup = tgr = db / d = konstan
2. Cacad fasa apabila :
Kecepatan : 1  2  3  4  5
Waktu tunda : t1  t2  t3  t4  t5
Karena waktu tunda masing-masing frekuensi beda, selain saat
sampai diujung akhir saluran juga beda, juga akan mengakibatkan
perbedaan / geseran fasa dari sinyal-sinyal tsb.
Perbandingan secara grafis dari sinyal diawal dan sinyal diakhir
saluran diakibatkan cacad fasa ini dapat dilihat pada Gbr.XII-20
0

-
0
/2
/4

2

2

3
2
2
3
a. Sinyal awal dgn fasa 0
b. Sinyal akhir dgn fasa -
t
4
3
t
t
t
c. Sinyal akhir dgn fasa /2
d. Sinyal akhir dgn fasa /4
Gbr.XII-20 : Beberapa contoh perobahan fasa akibat cacad fasa
XII.8.2 PENGARUH CACAD FASA THD TRANSMISI SINYAL AUDIO
Cacad fasa yang kecil punya pengaruh yang juga kecil, akan tetapi
cacad fasa yg relatif besar dapat merobah warna bunyi, sehingga
memungkinkan turunnya tingkat kefahaman informasi.
Sebagai contoh terjadi pada vokal (dlm bhs Jerman ) û yang terbentuk
dari vokal u dan i yg diucapkan secara bersamaan, sehingga spektrum
frekuensinya juga merupakan penjumlahan dari kedua spektrum u dan
I, sebagaimana terlihat pada Gbr.XII-21.
Bila dimisalkan pada suatu saluran transmisi yang mengandung cacad
fasa (frekuensi rendah lebih cepat dr frekuensi tinggi) dikirimkan vokal û,
maka yang lebih dahulu sampai diujung akhir saluran adalah vokal u
baru kemudian disusul oleh vokal I, sehingga yang diterima ditujuan
adalah ui.
8 12 16
0 4
I I I I I I I I I
a. Vokal u
b. Vokal I
f6 f7 f8 f(Hz)
8 12 16
0 4
I I I I I I I I I
f0 f1 f2 f3 f4 f5
c. Vokal û
8 12 16
0 4
I I I I I I I I I
f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f(Hz)
f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f(Hz)
d. Transmisi pada saluran yang mengandung cacad fasa
Vokal û
Vokal ui
Gbr XII.21 Cacad fasa yang terjadi pada pembentukan vokal û
a. Vokal u dengan mayoritas frekuensi rendah
b. Vokal I dengan mayoritas frekuensi tinggi
c. Vokal yg merupakan superposisi vokal u dan vokal i
d. Transmisi pada saluran yg mengandung cacad fasa
menyebabkan terjadinya perubahan informasi.
XII.8.3
PENGARUH CACAD FASA THD TRANSMISI SINYAL DATA
I(mAmp)
T
40
5f0 3f0
a
0
/3
2/3

t
2
4/3
5/3
f0
- 40
I(mAmp)
T’
40
5f0 3f0
b
0
/3
2/3

t
4/3
5/3
2
f0
- 40
Gbr.XII-22: Pembentukan dan pengaruh transmisi pulsa :
a. Pembentukan pulsa oleh harmonisa ganjil f0,3f0 ,5f0
b. Perubahan lebar pulsa akibat cacad fasa
Sinyal data terdiri dari deretan pulsa dengan lebar dan amplituda
tertentu. Analisis Fourier menyatakan bahwa setiap pulsa merupakan
superposisi / penjumlahan sinyal sinusoidal ( f0 ) dengan harmonisa
bilangan ganjilnya yakni (3f0, 5f0, 7f0, 9f0, 11f0 ,..…. )
Secara teoritis jumlah harmonisanya adalah tak-hingga akan tetapi pada
Gbr.XII-22a hanya dibatasi sampai dengan harmonisa kelima.
Bila pulsa tsb ditransmisikan melalui saluran yang mengandung cacad
fasa , maka sampai diujung akhir saluran fasa sinyal bisa berubah.
Misalkan fasa sinyal 3f0 yg semula 0 o berubah menjadi 180o
sebagaimana terlihat pada Gbr.XII-22b.
Sebagai akibatnya lebar pulsa juga berubah, yang semula T menjadi T‘.
XII.9.
CACAD NONLINIER
Definisi: Suatu saluran transmisi dikatakan mengandung cacad nonlinier
apabila frekuensi yang sampai diujung akhir saluran disertai
dgn frekuensi ikutan dari sinyal yang dikirim.
Cacad nonlinier ini haruslah dibatasi agar tidak mengurangi kefahaman
informasi
f1, f2, f3, f4, f5
f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7
Gbr.XII-23: Saluran transmisi yang mengalami cacad nonlinier
XII.10
GANGGUAN / DISTURBANCE
Definisi: Suatu saluran transmisi mengalami disturbance / gangguan bila
sinyal yang diterima di ujung akhir saluran disertai dengan
sinyal yang bersumber dari dalam/luar sistem.
1. Sumber gangguan/disturbance dalam suatu sistem adalah berbagai
komponen aktif dlm kondisi panas seperti dioda, transistor, trafo.
2. Sumber gangguan/disturbance diluar sistem misalnya:
 Sesama saluran fisik lain yang berdekatan yang mengakibatkan
crosstalk
 Sesama saluran non-fisik berdekatan yang dapat mengakibatkan
interferensi/ induksi
 Man made noise ( noise buatan manusia) seperti yang dihasilkan
oleh motor/mesin industri
 Kilat yang masuk dalam saluran komunikasi
 Noise/derau yang berasal dari tata surya.