bab ii tinjauan teoritis

 Bab II Tinjauan Teoritis
BAB II
TINJAUAN TEORITIS
2.1
Tinjauan Pustaka
Aplikasi modulator video telah direalisasikan sebelumnya oleh tim TV
Kampus Politeknik Negeri Bandung yang diaplikasikan sebagai sarana
penyampaian
informasi dan entertainment. Pada proyek akhir ini, penulis
mencoba
merealisasikan bentuk alternatif lain dari aplikasi modulator video yaitu
aplikasi modulator video untuk sistem display informasi berupa pengumuman
dengan entri data isi pengumuman diinputkan menggunakan PC/Notebook.
Beberapa realisasi mengenai pemancar TV, baik bagian modulator,
penguat, exiter dan bagian-bagian lain yang berhubungan dengan sistem pemancar
TV yang berhasil penulis temukan dalam literatur (Tugas/Proyek Akhir)
dilingkungan Politeknik Negeri Bandung dan ITB angkatan tahun sebelumnya
antara lain adalah:
1) Realisasi Modulator TV pada frekuensi IF (Intermediet Frequency) 38,9 MHz.
Modulator TV yang direalisasikan memiliki:

frekuensi kerja 37,65 MHz – 44,65 MHz

frekuensi pembawa video 38,9 MHz

frekuensi pembawa audio 44,4 MHz
2) Realisasi amplifier untuk aplikasi modulator TV pada band frekuensi 470 –
510 MHz. Penguat yang dirancang memiliki daya output 100 mWatt dan gain
10 dB dengan tipe penguat kelas A.
3) Realisasi TV exiter 1 watt pada kanal 9 VHF. TV exiter yang direalisasikan
memiliki daya output 1 watt pada kanal 9 VHF.
4) Realisasi Modulator Televisi pada Kanal 10 (209 – 216) MHz. Modulator TV
yang direalisasikan memiliki spesifikasi:

frekuensi kerja 209 – 216 MHz yaitu pada kanal 10

frekuensi pembawa sebesar 210,25 MHz

daya keluaran 100mWatt
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
4
Bab II Tinjauan Teoritis
Dari literatur yang telah ditinjau oleh penulis, semua literatur memiliki
frekuensi kerja yang berbeda-beda, begitu juga dengan proyek akhir yang akan
direalisasikan oleh penulis yaitu bekerja pada kanal 7 (188 – 195 MHz). Begitu
pula dengan aplikasi dari masing-masing literatur. Dalam proyek akhir ini, penulis
akan merealisasikan modulator video yang diaplikasikan ke dalam sitem display
informasi secara broadcast. Penulis juga akan melakukan pengukuran terhadap
alat yang telah dibuat untuk mengetahui spesifikasi alat yang telah dibuat.
2.2.
Frekuensi Radio
Televisi digunakan untuk menyampaikan informasi berbentuk gambar
bergerak. Gambar tersebut adalah citra-citra dimensi yang berubah-ubah dari
waktu ke waktu [1]. Untuk mengirimkan gambar tersebut maka dilakukan dengan
mengirimkan gambar diam (still picture) secara berurutan dalam pergantian waktu
yang cukup singkat dan setiap gambar 2 dimensi di-scan secara berurutan dalam
baris-baris dalam dua field sebagai sinyal video. Sinyal video inilah yang akan
ditransmisikan melalui gelombang elektromagnet (RF/Radio Frequency) dengan
pemancar, satelit atau kabel ke pesawat penerima televisi.
Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan
terbentukketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada
frekuensi yangterdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu
spektrum elektromagnetik.
Frekuensi radio/gelombang radio (RF = Radio Frequency) berupa
gelombang elektromagnetik, yaitu perpaduan antara gelombang medan magnet
dan gelombang medan listrik, yang merambat (menjalar) dari pemancar ke
penerima [2].
2.3.
Sinyal Video Komposit
Sinyal yang diterima oleh pesawat televisi terdiri dari sinyal-sinyal gambar
dan sinyal suara yang disebut sebagai sinyal video komposit.Di dalam gelombang
pembawa sinyal gambar terdapat informasi gambar, sinyal sinkronisasi dan sinyal
pengosongan.Jadi sinyal video komposit merupakan sinyal termodulasi AM untuk
sinyal pembawa gambar dan sinyal termodulasi FM untuk sinyal pembawa
suara.Spektrum sinyal video komposit ditunjukan pada Gambar 1.
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
5
Bab II Tinjauan Teoritis
Gambar 1 Spektrum sinyal video komposit
.Sinyal-sinyal gambar yang dimaksud pada sinyal video komposit
merupakan kombinasi dari sinyal gambar dan pulsa-pulsa sinkronisasi yang
disebut sebagai sinyal video. Termasuk di dalamnya ”periode blanking” atau
waktu penahan gambar, yaitu waktu yang diperlukan untuk ”flyback” darititik
cahaya dari satu garis ke garis berikutnya dan akhir suatu rangka ke permulaan
rangka berikutnya. Hal ini diperlihatkan secara sederhana dalam Gambar 2,
dimana terlihat bahwa informasi gambar dan pulsa sinkronisasi dipisahkan oleh
waktu dan amplitudo [3].
Gambar 2 Sinyal Video
Sinyal video komposit dikirim secara berurutan sesuai dengan urutan
scanning, yaitu baris ganjil terlebih dahulu dan kemudian baris genap.Baris ganjil
untuk gambar vertikal, dan baris genap untuk gambar horisontal. Setiap baris
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
6
Bab II Tinjauan Teoritis
disisipi sinyal “Sync” yang merupakan tanda bagi CRT (Cathode Ray Tube =
Tabung Gambar) untuk kembali ke awal baris (retrace). Ilustrasi scanning TV
ditunjukkan pada Gambar 3.
Baris genap
Baris ganjil
Garis scanning
Retrace
Gambar 3Scanning TV
Sinyal video komposit diperoleh dari proses encoding dari sinyal
komponen. Sinyal video komposit terdiri dari sinyal luminan (sinyal hitam dan
putih yang menyatakan gelap-terang), sinyal sub pembawa warna (sinyal
informasi), burst sinkronisasi, blanking (sinyal pengosongan) dan sinyal
sinkronisasi yang dibutuhkan untuk mereproduksi proses sinkronisasi.
2.4.
Standar Sistem Encoding
Sistem encoding sinyal video memiliki standar yang berbeda di tiap-tiap
negara.Standar-standar
yang
digunakan
diantaranya
NTSC,
PAL
dan
SECAM.Indonesia sendiri menggunakan PAL sebagai standar sistem encoding.
2.4.1. NTSC
NTSC (National Television System Committee) adalah sistem televisi
analog yang digunakan di Amerika Serikat dan banyak televisi lainnya.Standar ini
menetapkan jumlah lintasan sebanyak 525 garis per bidang gambar dengan
kecepatan pengulasan 30 bidang gambar per detik Tabel 1 menunjukkan standar
frame dan bandwidth sistem NTSC.
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
7
Bab II Tinjauan Teoritis
Tabel 1 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem NTSC
NTSC
Garis / Field
525/60
Frekuensi horisontal
15,734 Hz
Frekuensi
verikal
59,94 Hz
Sub pembawa warna
3,579545 MHz
Lebar bandvideo
4,2 MHz
Carrieraudio
4,5 MHz
Lebar Kanal
6 MHz
2.4.2. PAL
PAL (Phase Alternating Line) adalah encoding berwarna yang digunakan
di seluruh dunia kecuali di kebanyakan Amerika. Di Indonesia sendiri, sistem
yang digunakan untuk band frekuensi VHF adalah sistem PAL B. Tabel 2
menunjukkan standar frame dan bandwidth sistem PAL.
Tabel 2 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem PAL
PAL B
Garis / Field
625/50
Frekuensi horisontal
15,625 Hz
Frekuensi verikal
50 Hz
Sub pembawa warna
4,434618 MHz
Lebar bandvideo
5,0 Mhz
Carrieraudio
5,5 MHz
Lebar Kanal
7 MHz
2.4.3. SECAM
SECAM (Sequential Color with Memory) adalah sistem televisi analog
yang digunakan di Perancis dan beberapa negara lainnya.Sama halnya seperti
PAL, SECAM menggunakan 625 garis/50 Hz. Perbedaannya terletak pada
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
8
Bab II Tinjauan Teoritis
modulasi sinyal krominannya. PAL menggunakan modulasi amplitudo, sedangkan
SECAM menggunakan modulasi frekuensi. Tabel 3 menunjukkan standar frame
dan bandwidth sistem PAL.
Tabel 3 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem SECAM
SECAM
Garis / Field
625/50
Frekuensi horisontal
15,625 Hz
Frekuensi
verikal
50 Hz
Sub
pembawa warna
4,434618 MHz
Lebar bandvideo
6,0 Mhz
Carrieraudio
5,5 MHz
Lebar Kanal
8 MHz
2.5.
Saluran Televisi
Sinyal informasi, baik video maupun audio, masing-masing membutuhkan
sinyal pembawa agar sinyal informasi dapat dikirimkan ke penerima.Sinyal
pembawa tersebut memiliki bandwidth.Bandwidth yang digunakan untuk
pengiriman sinyal audio dan video disebut saluran televisi [3].
Frekuensi-frekuensi gelombang pembawa suara dan video dialokasikan
pada saluran-saluran yang berbeda dalam band televisi sedemikian rupa sehingga
interferensi atau gangguan antara saluran-saluran televisi yang berdekatan dapat
dihindari.Tabel 4 menunjukkan alokasi kanal dan frekuensi TV VHF (Very High
Frequency) yang digunakan di Indonesia.Band I adalah kanal VHF bidang rendah,
band III adalah kanal VHF bidang tinggi.
Tabel 4 Alokasi Kanal dan Frekuensi TV VHF di Indonesia
BAND
VHF
I
KANAL
FREQ.
RANGE(Mhz)
FREQ.
VISION(Mhz)
FREQ.
SOUND(Mhz)
2
47 – 54
48,25
53,75
3
54 – 61
55,25
60,75
4
61 – 68
62,25
67,75
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
9
Bab II Tinjauan Teoritis
Tabel 4 Alokasi Kanal dan Frekuensi TV VHF di Indonesia (lanjutan)
KANAL
FREQ.
RANGE(Mhz)
FREQ.
VISION(Mhz)
FREQ.
SOUND(Mhz)
5
174 – 181
175,25
180,75
6
181 – 188
182,25
187,75
7
188 – 195
189,25
194,75
8
195 – 202
196,25
201,75
9
202 – 209
203,25
208,75
10
209 – 216
210,25
215,75
11
216 – 223
217,25
222,75
12
223 - 230
224,25
229,75
BAND
VHF III
2.6.
Modulator
Untuk memperoleh sinyal video komposit diperlukan proses modulasi
yaitu proses menumpangkan sinyal informasi yang berfrekuensi rendah ke sinyal
pembawa yang berfrekuensi tinggi agar dapat dipancarkan/dikirimkan melalui
media udara (radio) [2].Alat yang digunakan untuk proses tersebut adalah
modulator yang berfungsi untuk menggabupngkan sinyal informasi dan
komponen-komponen frekuensi pembawa untuk menghasilkan salah satu jenis
gelombang termodulasi.
Untuk memperoleh gelombang modulasi, penjumlahan 2 gelombang sinus
dilakukan di dalam perangkat (sistem) non linier yaitu modulator. Penggabungan
2 gelombang sinus dalam komponen non linier menghasilkan komponenkomponen sebagai berikut :

Sumber tegangan searah (DC)

Frekuensi-frekuensi asal dari gelombang tersebut

Penjumlahan dari kedua frekuensi-frekuensi asal

Pengurangan dari kedua frekuensi-frekuensi asal

Harmonisa-harmonisa dari frekuensi asal
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
10
Bab II Tinjauan Teoritis
Karena sinyal videokomposit merupakansinyal termodulasi AM untuk
sinyal pembawa gambar dan sinyal termodulasi FM untuk sinyal pembawa suara,
maka diperlukan dua buah modulator untuk memodulasi masing-masing sinyal
tersebut
yaitu modulator video dan modulator audio.
Modulator Video
2.6.1.
Modulator video berfungsi untuk menggabungkan sinyal informasi gambar
dan frekuensi pembawa gambar untuk menghasilkan sinyal termodulasi AM.
Modulator video bekerja dengan menerapkan modulasi amplitudo (AM).
2.6.1.1.
Modulasi Amplitudo
Modulasi amplitudo (AM) adalah suatu sistem modulasi dimana
amplitudo gelombang pembawa (gelombang carrier) dibuat sebanding dengan
amplitudo sesaat gelombang pemodulasinya (gelombang informasi/sinyal
informasi) [2]. Gelombang AM ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Gelombang AM
Persamaan (1), (2),(3), dan(4) menunjukkan persamaan modulasi AM dan
penurunannya.
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
11
Bab II Tinjauan Teoritis
A
= Vc + Vm ……………………………………………………………... (1)
Dimana :
A
= Amplitudo gelombang termodulasi
Vc = Amplitudo puncak gelombang AM saat tak ada sinyal informasi
Vm
dimana, Vc = konstan
= Amplitudo puncak gelombang AM saat ada informasi
dimana, Vm = berubah-ubah menumpang pada Vc.
= Vc +Vm
Amax
= Vc + Vm sin ωm t ………………………………………………...….. (2)
Jika m (indeks modulasi) =
Amax = Vc +
, maka
. Vc sin ωm t
= Vc + m Vc sin ωm t
= Vc (1 + m sin ωm t) ………………………………………………….. (3)
= Amax sin ωc t
Gelombang AM : VAM(t)
= Vc (1 + msin ωm t) sin ωc t
= Vc sin ωc t + m Vc sin ωmt .sinωc t
= Vc sin ωc t +
VAM(t) = Vc sin ωc t –
[cos (ωc – ωm) t – cos (ωc + ωm) t]
cos (ωc + ωm) t +
cos (ωc – ωm) t
Carrier
upper side band.
lower side band.
(pembawa)
USB : Band. sisi atas
LSB : Band. sisi bawah
VAM(t) = Vc sin ωc t +
{cos (ωc – ωm) t – cos (ωc + ωm) t} …………... (4)
Terdiri dari :
1. Frekuensi pembawa
2. Frekuensi sisi atas (ωc + ωm) atau (fc + fm)
3. Frekuensi sisi bawah (ωc – ωm) atau (fc – fm)
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
12
Bab II Tinjauan Teoritis
2.6.1.2. Spektrum Sinyal AM
Gambar 5 menunjukkan spektrum dari persamaan (4).
Vc carrier
LSB
mVc
USB
mVc
2
2
(fc – fm)
fc
(fc + fm)
Gambar 5 Spektrum AM
Akan tetapi, sinyal informasi tidak hanya memiliki frekuensi tunggal saja,
tetapi
bervariasi dari frekuensi terendah hingga tertinggi dalam band tersebut.
Contoh : frekuensi suara = 300 – 3400 Hz (manusia)
frekuensi musik = 20 – 15000 Hz
Secara umum, fmmin s/d fm max → ωmmin s/d ωmmax, maka gambar spektrumnya
ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Spektrum umum AM
Contoh-contoh sistem komunikasi dengan menggunakan modulasi amplitudo.

Siaran AM komersial (MW) : 535 KHz – 1605 KHz

Siaran TV komersial :
kanal 2 – kanal 6 = 54 MHz – 88 MHz
kanal 7 – kanal 13 = 174 MHz – 216 MHz
kanal 14 – kanal 83 = 470 MHz – 890 MHz
kanal 2 – kanal 13 merupakan kanal VHF, sedangkan kanal 14 – kanal 83
merupakan kanal UHF. Siaran TV untuk gambar (video) menggunakan
modulasi AM, sedangkan untuk suara (audio) menggunakan modulasi FM.
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
13
Bab II Tinjauan Teoritis

Radio CB : 26,965 MHz – 27,405 MHz
2.6.2. Modulator Audio
Modulator audio berfungsi untuk menggabungkan sinyal informasi suara
dan frekuensi pembawa suara untuk menghasilkan sinyal termodulasi FM.
Modulator
audio bekerja dengan menerapkan modulasi frekuensi (FM).
2.6.2.1. Modulasi Frekuensi
Modulasi frekuensi adalah modulasi sudut yang mana frekuensi sesaat
gelombang
sinus pembawa berubah sebanding dengan harga sesaat (amplitudo)
gelombang
pemodulasi (sinyal informasi) pada modulasi frekuensi, frekuensi
gelombang pembawa berubah sesuai dengan amplitudo gelombang informasi
[2].Gelombang FM ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Gelombang FM

Amplitudo puncak gelombang FM tetap (konstan)

Jika Vm (tegangan sinyal informasi) = 0, maka frekuensi FM sama dengan
frekuensi carrier → fFM = fc

Jika Vm = +V ; fFM naik, menjadi fc + ∆f1

Jika Vm = - V ; fFM turun, menjadi fc – ∆f1
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
14
Bab II Tinjauan Teoritis

Jika Vm merambat naik, maka fFM juga ikut merambat naik, fFM mencapai
harga maksimum pada saat Vm mencapai harga maksimum yaitu sebesar
fFMmax= fc + ∆f

Jika Vm merambat turun, maka fFM juga ikut merambat turun, fFM mencapai
harga minimum pada saat Vm mencapai harga minimum yaitu sebesar fFM MIN
= fc – ∆f
2.6.2.2. Spektrum Sinyal FM
Bentuk gelombang termodulasi FM mempunyai spektrum frekuensi
yang cukup banyak atau mempunyai sideband hanya satu atau lebih dari satu.
Banyaknya frekuensi dari hasil proses modulasi FM ini menentukan besarnya
bandwidth dari suatu pemancar FM. Semakin banyak sinyal sideband yang
dihasilkan oleh pemancar FM maka semakin besar juga range frekuensi yang
digunakan oleh pemancar FM tersebut. Gambar 8 menunjukkan spektogram
sinyal FM.
(a)
(b)
Gambar 8 Spektogram sinyal FM
(a) fm konstan, δ bertambah
(b) δ konstan, fmbertambah
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
15
Bab II Tinjauan Teoritis
Untuk mengetahui seberapa lebar spektrum frekuensi sinyal termodulasi
FM, dimulai dari persamaan (5), yaitu persamaan gelombang FM yang berbentuk
fungsi sinus dari fungsi sinus. Penyelesaiannya memasukkan fungsi Bessel seperti
ditunjukkan
pada persamaan (6), yaitusinus dari fungsi sinus. Persamaan
gelombang
FM dinyatakan sbb:
eFM = Vc J0 mf sin ωc t ……………………………………………………...…... (5)
+ Vc {J1 (mf) [sin (ωc + ωm )t - sin (ωc - ωm )t]}
+ Vc {J2 (mf) [sin (ωc + 2ωm )t - sin (ωc - 2ωm )t]}
+ Vc {J3 (mf) [sin (ωc + 3ωm )t - sin (ωc - 3ωm )t]}
+ Vc {J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t - sin (ωc - 4ωm )t]}
+ ………
dengan :
eFM : amplitudo sesaat gelombang termodulasi FM
Vc
: amplitudo puncak pembawa
Jn
: penyelesaian fungsi Bessel orde ke-n untuk indeks modulasi
mf
: indeks modulasi FM
dan
Vc J0 (mf) sin ωc t = komponen frekuensi pembawa ………………. (6)
Vc{J1 (mf) [sin (ωc+ωm)t - sin (ωc-ωm)t]} = komp. bid. sisi pertama
Vc{J2 (mf) [sin (ωc+2ωm )t - sin (ωc-2ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-dua
Vc{J3 (mf) [sin (ωc+3ωm)t -sin (ωc-3ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-tiga
Vc{J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t-sin (ωc-4ωm )t]} = komp. bid. sisi keempat
Vc {J5 (mf) [sin (ωc + 5ωm )t - sin (ωc - 5ωm )t]} = komp. bid. sisi kelima dst.
2.7.
Osilator (RF)
Sinyal pembawa (carrier) pada modulator dihasilkan oleh osilator RF.
Oleh karena itu osilator RF (pembangkit listrik frekuensi radio) merupakan bagian
utama dari sebuah pemancar.Osilator berfungsi untuk menentukan/menghasilkan
frekuensi pembawa (carrier) atau kelipatannya [2]. Semakin tinggi frekuensi yang
dihasilkan, maka akan semakin jauh jarak pancarnya.
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
16
Bab II Tinjauan Teoritis
Berdasarkan metode pengoperasiannya, osilator dibagi menjadi dua
kelompok, yaitu osilator umpan balik (feedback oscillator) dan osilator
relaksasi.Pada osilator umpan balik, sebagian daya keluaran dikembalikan ke
masukan.Osilator
biasanya dioperasikan pada frekuensi tertentu. Osilator
gelombang
sinus termasuk kelompok osilator ini dengan frekuensi operasi dari
beberapa Hz sampai jutaan Hz. Osilator inilah yang banyak digunakan untuk
penerima radio, TV, dan pada transmitter/pemancar.
Frekuensi osilator umpan balik biasanya ditentukan dengan menggunakan
rangkaian
LC (induktor-kapasitor). Frekuensi tegangan AC yang dibangkitkan
oleh rangkaian tersebut akan tergantung dari harga L dan harga C yang digunakan.
Ini yang disebut sebagai “frekuensi resonansi” dengan harga yang ditunjukkan
pada persamaan (7).
fr 
1
2 LC
…………………………………………………………... (7)
Dimana : fr = frekuensi resonansi dalam Hz
L = induktansi dalam Henry
C = kapasitansi dalam Farad
Resonansi terjadi saat reaktansi kapasitif (XC) besarnya sama dengan
reaktansi induktif (XL).
Frekuensi osilasi rangkaian LC memiliki resistansi yang akan mengganggu
aliran arus pada rangkaian. Akibatnya, tegangan AC akan cenderung menurun
setelah melakukan beberapa putaran osilasi. Osilasi rangkaian dapat dibuat secara
kontinu jika menambahkan energi secara periodik dalam rangkaian.Energi ini
akan digunakan untuk mengganti energi panas yang hilang. Tambahan energi
pada rangkaian LC dilakukan dengan menghubungkan kapasitor dengan sumber
DC, yang tidak mungkin dilakukan secara manual. Proses pemutusan dan
penyambungan dengan kapasitor dilakukan dengan menggunakan transistor.
2.9.
Penguat Daya RF
Penguat secara harfiah diartikan dengan memperbesar dan menguatkan
sinyal input. Tetapi yang sebenarnya terjadi adalah sinyal input direplika (copied)
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
17
Bab II Tinjauan Teoritis
dan kemudian di reka kembali (re-produce) menjadi sinyal yang lebih besar dan
lebih kuat.
Penguat RF merupakan perangkat yang berfungsi memperkuat sinyal
frekuensi
tinggi yang dihasilkan osilator RF dan diterima oleh antena
untuk
dipancarkan [4]. Penguat RF yang ideal harus menunjukkan tingkat
perolehan daya yang tinggi, gambaran noise yang rendah, stabilitas dinamis yang
baik, admitansi pindah baliknya rendah sehingga antena akan terisolasikan dari
osilator, dan selektivitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF,
frekuensi
bayangan, dan frekuensi-frekuensi lainnya.Pada penguat RF, rangkaian
yang umum digunakan adalah penguatkelas A dan Kelas C. Secara umum,
penguat RF lengkap terdiri dari tiga buah tingkatan, yaitu buffer, driver, dan final.

Buffer
Buffer merupakan blok rangkaian yang berfungsi sebagai penyangga
atau penyaring sinyal masukan (input) agar sesuai dengan karakteristik kerja
penguat. Buffer merupakan penguat tingkat satu dengan daya output yang
kecil.
Buffer merupakan
suatu
rangkaian
penguat
yang
mempunyai
impedansi input tinggi danimpedansi output rendah. Impedansi input tinggi
berarti pembebanan yang rendahdari tingkat sebelumnya. Jika buffer tidak
digunakan, maka transfer daya daritingkat sebelumnya ke tingkat selanjutnya
tidak akanmaksimum. Penguat buffer umumnya mempunyai daya output
maksimum 0,5 watt.

Driver
Driver merupakan penguat tingkat dua yang juga merupakan
rangkaiankendali dari penguat RF. Rangkaian penguat pada driverakan
menentukan daya pada rangkaian final. Ragkaian penguar driver ini
mempunyai daya output yang lebih besar dari rangkaian buffer.

Final
Final merupakan penguat tingkat akhir. Rangkaian penguat final
menentukan daya output secara keseluruhan dari penguat RF. Rangkaian
penguat RF ini merupakan penguat tingkat akhir yang dihubungkan ke antena
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
18
Bab II Tinjauan Teoritis
pemancar. Komponen penguat dari rangkaian final ini mempunyai daya yang
tinggi.
2.9.1. Penguat Kelas A
Contoh dari penguat kelas A adalah rangkaian dasar penguat transistor
common
emitor (CE). Tipe penguat dibuat dengan mengatur arus bias basis yang
sesuai pada titik tertentu untuk mendapatkan titik kerja pada garis beban
rangkaian tersebut [6]. Untuk penguat tipe kelas A arus bias basis dibuat
sedemikian rupa, sehingga titik kerja transistor (Q) berada tepat ditengah kurva
garis beban Vce – Ic dari rangkaian penguat tersebut. Contoh rangkaian dasar
penguat transistor tipe kelas A dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Rangkaian penguat kelas A
Resistor Ra dan Rb pada rangkaian diatas berfungsi untuk menentukan
arus bias basis. Garis beban rangkaian dasar penguat tipe kelas A diatas
ditentukan oleh konfigurasi resistor Rc dan Re yang dirumuskan seperti pada
persamaan (8).
Vcc = Vce + IcRc + IeRe ………..…………………….………………….. (8)
Apabila Ic = Ie, maka rumus diatas dapat di sederhanakan seperti pada persamaan
(9).
Vcc = Vce + Ic (Rc + Re) …………………………..……….…………….. (9)
Untuk menentukan arus basis sebaiknya melihat dahulu data sheet
transistor yang digunakan kemudian menentukan nilai resistor Ra dan Rb untuk
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
19
Bab II Tinjauan Teoritis
menentukan besarnya arus basis (Ib) yang memotong titik Q. Berikut adalah garis
beban dan titik Q penguat kelas A.
Untuk menentukan arus basis sebaiknya melihat dahulu data sheet
transistor
yang digunakan kemudian menentukan nilai resistor Ra dan Rb untuk
menentukan
besarnya arus basis (Ib) yang memotong titik Q. Gambar 10
menunjukkan garis beban dan titik Q penguat kelas A.
Gambar 10 Titik kerja penguat kelas A
2.9.2. Penguat Kelas AB
PowerAmplifier kelas AB ini dibuat bertujuan untuk membentuk penguat
sinyal yang tidak cacat (distorsi) dari penguat kelas A dan untuk mendapatkan
efisiensi daya yang lebih baik seperti pada amplifier kelas B [7]. Titik kerja
amplifier kelas AB dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Titik kerja penguat kelas AB
Karena amplifier kelas A memiliki efisiensi daya yang rendah (±25%)
yang disebaban titik kerja berada di 1/2 VCC tetapi memiliki kualitas sinyal yang
terbaik. Sedangkan amplifier kelas B memiliki efisiensi daya yang baik (±85%)
karena titik kerja mendekati VCC tetapi kualitas suara yang kurang baik.Sehingga
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
20
Bab II Tinjauan Teoritis
dibuat amplifier kelas AB yang memiliki efisiensi daya penguatan sinyal (±60%)
dengan kualitas sinyal audio yang baik.
Dengan menempatkan titik kerja rangkaian poweramplifier kelas AB
berada
diantara titik kerja kelas A dan kelas B seperti terlihat pada Gambar 11
diatas,
penguat kelas AB dimaksudkan mendapatkan karakteristik dasar gabungan
dari amplifier kelas A dan amplifier kelas B.
2.10.
Rangkaian Bias Transistor
Agar sebuah rangkaian transistor dapat bekerja dengan baik, maka perlu
dirancang sebuah rangkaian bias yang sesuai dengan karakteristik transistor
tersebut. Rangkaian bias dibuat agar sebuah transistor dapat bekerja dengan baik
dan tidak bekerja pada daerah cut off atau saturasi. Beberapa jenis rangkaian bias
transistor adalah sebagai berikut.
2.10.1.RangkaianBias Pembagi Tegangan (Self Bias)
Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan
kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini
menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor,
dimana titik pembagian tegangan dihubungkan ke kaki basis transistor. Rangkaian
bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12 Rangkaian bias pembagi tegangan
Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah
resistor, yaitu : R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan
menjamin bahwa hubungan antara kolektor-basis mendapatkan bias mundur,
sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
21
Bab II Tinjauan Teoritis
basis-emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi
tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah
aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Pada
umumnya
penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi
tegangan
(self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik.
2.10.2.RangkaianBias Umpan-Balik (Feedback) Transistor
Bias umpan-balik (feedbackbias) transistor merupakan teknik pemberian
bias basis suatu rangkaian penguat transistor yang menggunakan resistor sebagai
komponen pemberi bias basis sekaligus sebagai jaringan umpan-balik (feedback)
rangkaian penguat transistor 1 tingkat. Tujuan penggunaan feedbackbias pada
rangkaian penguat transistor 1 tingkat adalah untuk memperbaiki stabilitas titik
kerja transistor pada perubahan faktor penguatan transistor (β). Rangkaian bias
umpan-balik ditunjukan pada Gambar 13.
Gambar 13 Rangkaian bias umpan-balik
2.10.3. Rangkaian Bias Tetap (Fix Bias)
Rangkaian dasar untuk memberikan fix bias pada transistor ditunjukan
pada Gambar 14.
Gambar 14 Rangkaian dasar fix bias
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
22
Bab II Tinjauan Teoritis
Rangkaian bias tetap (fix bias) untuk transistor ini cukup sederhana karena
hanya terdiri atas dua resistor RB dan RC.Kapasitor C1 dan C2 merupakan
kapasitor kopling yang berfungsi untuk mengisolasi tegangan dc dari transistor ke
tingkat
sebelum dan sesudahnya, namun tetap menyalurkan sinyal ac-nya.
2.11.
Antena Dipol
Untuk menyampaikan informasi dari satu tempat (titik) ke tempat (titik)
yang lain tentunya dibutuhkan sebuah media saluran transmisi. Media saluran
transmisi
yang dimaksud di sini adalah antena. Dalam hal ini, gelombang
elektromagnetik “disebarkan” dan “diarahkan” oleh sebuah antena dari pemancar
ke ruang bebas menuju tujuan untuk diterima oleh antena penerima [5].
Antena dipol bisa dikatakan cikal bakal dari jenis-jenis antena kawat linier
seperti dipol pendek, dipol setengah panjang gelombang, dipol lima-per-empat
panjang gelombang, dipol tiga-per-empat panjang gelombang, dsb. Selain itu
antena dipol juga mendasari antena-antena seperti antena Yagi – Uda, antena log –
periodik, dan antena monopol. Antena dipol juga biasa digunakan sebagai elemen
dasar dari antena susun (array antenna) [5].
Antena dipol sebenarnya merupakan sebuahantena yang dibuat dari kawat
tembaga dandipotong sesuai ukuran agar beresonansi pada frekuensi kerja yang
diinginkan. Kawat yangdipakai sebaiknya minimal ukuran AWG (American Wire
Gauge) # 12 atau diameter 2mm. Lebih besar akan lebih baik secaramechanical
strength.
Agar dapat beresonansi, maka panjang totalsebuah dipol( L) adalah
,
× ,dimana
λ
adalah
panjang
gelombang
diudara
dan
Kadalah
velocityfactor pada kawat tembaga [8].Untuk ukuran kawat tembaga yang relatif
kecil
(
hanya
ber-diameter
beberapa
mm)jika
dibandingkan
setengah
panjanggelombang, maka nilai K diambil sebesar0,95 dancukup memadai sebagai
awal.
Sehingga
rumus
untuk
menghitung
totalpanjang
sebuah
antena
dipolditunjukkan pada persamaan 10.
c 3 × 10
λ= =
f
f
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
23
Bab II Tinjauan Teoritis
= 0,5 ×
× λ ………………………………………….……………… (10)
Dimana: λ = panjang gelombang
c = kecepatan cahaya
f = frekuensi kerja
L = panjang total antena dipol
K = velocityfactor yang diambil sebesar 0,95
Santy Fauziyah (091331025)
Laporan Proyek Akhir Tahun 2012
24