TRANSISTOR POWER AMPLIFIER

Makalah Seminar Kerja Praktek
PENGUAT DAYA TRPA (TRANSISTOR POWER AMPLIFIER) V1000GUII PADA
STASIUN RELAY TRANS TV SEMARANG
Andri Wardita ( L2F008008 )
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrak
Televisi merupakan media elektronik yang menampilkan gambar dan suara. Dari alat inilah
berbagai informasi, hiburan, dan pendidikan disampaikan kepada masyarakat. Siaran televisi diolah
studio pusat dan kemudian ditransmisikan ke seluruh pemirsa.
TRANS TV merupakan salah satu stasiun televisi swasta nasional Indonesia. Pengendalian
siaran dikerjakan di Jakarta sebagai pusat. Namun wilayah Indonesia sangat luas dan terdiri dari
kepulauan, sehingga diperlukan stasiun-stasiun relay di setiap daerah agar siaran televisi dapat
diterima oleh semua masyarakat. Salah satu stasiun relay TRANS TV terletak di Gombel Semarang.
Pada stasiun relay TRANS TV Gombel Semarang, pengolahan sinyal audio dan video
menggunakan pemancar NEC tipe PCU – 1120 SSP/1 yang terdiri dari bagian utama berupa Exciter
dan Transistor Power Amplifier (TRPA). TRPA merupakan bagian transmitter yang menguatkan daya
agar memperoleh daya pancar yang maksimal. TRPA yang dipergunakan di stasiun relay TRANS TV
Gombel bernomor chassis V1000GUII dengan komponen penguatan transistor. Penguatan visual
terdiri dari 24 blok panel dengan output maksimal mencapai 1000W per panel. Penguatan aural
terdiri dari 4 blok panel dengan daya output maksimal sebesar 600 W per panel.
Kata kunci : televisi, stasiun relay, TRANS TV, TRPA V1000GUII
1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Dalam era global saat ini, arus informasi
yang mengalir terjadi sangat cepat. Sarana
penyampaian informasi pada masyarakat harus
diperhatikan. Televisi merupakan salah satu
media massa yang sangat efektif dan dapat
dinikmati secara luas oleh seluruh lapisan
masyarakat. Semakin hari televisi berkembang
dari segi teknologi maupun bisnis.
Seiring
berkembangnya
zaman,
berkembang pula teknologi televisi. Pada
awalnya televisi ditemukan oleh John Logie
Baird, seorang Skotlandia. Televisi temuan
Baird yang awalnya masih berupa gambar
hitam putih akhirnya berkembang menjadi
berwarna, dari yang berbentuk layar cembung
kini telah menjadi layar datar. Pada beberapa
tahun kedepan televisi akan berganti dari
televisi analog menjadi televisi digital.
Pemirsa televisi di Indonesia sangatlah
luas. Sehingga televisi menjadi lahan bisnis
bagi banyak perusahaan. Keuntungan yang
diperoleh dari lahan ini tampaknya sangat
besar, hal ini terbukti dengan bermunculan
stasiun-stasiun televisi swasta yang saling
berlombang dalam meningkatkan kualitas
siaran dari segi program acara maupun
pentransmisiannya.
TRANS TV sebagai salah satu stasiun
televisi
swasta
mendirikan
stasiun
relay/transmisi di berbagai penjuru wilayah
Indonesia dalam usaha menunjang kualitas
transmisi. Salah satu stasiun relaynya terletak
di Gombel Semarang. Stasiun relay berfungsi
untuk menyalurkan siaran yang dikirim dari
stasiun pusat ke pemirsa yang terletak di
penjuru daerah.
Agar pemancaran dan daya jangkau pada
stasiun relay maksimal maka dalam sistem
pemancar digunakan sebuah perangkat
penguatan daya. Stasiun relay TRANS TV
Semarang menggunakan penguat daya yang
berbasis transistor, yaitu TRPA (Transistor
Power Amplifier) V1000GUII.
: 4084 Mhz
: Horizontal
: 60.000 hsym/s
: 05150
Setelah diterima melalui satelit receiver
sinyal video dan audio dikirim ke PIM
(Program Input and Monitoring Equipment)
pada bagian ini sinyal baik dari input satelit
receiver maupun output dari pemancar dapat
dipantau.
Setelah melalui PIM/ PIE Rack sinyal
video langsung dikirim ke pemancar, Trans
TV semarang menggunakan pemancar NEC
type PCU – 1120SSP/1 yang menggunakan
penguat Solid State. Skema dari pemancaran
sistem televisi pada TRANS TV Semarang
dapat dilihat pada Gambar 2.1.
SKEMA PEMANCAR
TRANS - TV Sta. SEMARANG
MESH
Satellitedish
Yuri
Satellite dish
CMI
Satellitedish
Horizontal
Horizontal
ROSCORPIERACK
DIGITAL POWERMETER
ATRPA
NICAMA
NICAMB
VUMETERR
V1 TRPA
V3 TRPA
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
IKEGAMI, TM14- 80RHRM
14" COLORMONITOR
PCU-120SSP/1
1 2 3 4
VIDTK, TVM-621
WFM/VSCOPE
VIDEOTEK,RS-12ATESTSW-2
ISIS-GROUPAVS-503 PROGSW-1
BROADCASTTECH,SM6018 DEMOD
ROSCOR,RFPP
RFTESTPATCHPANEL
AUDIOOUT A
17 " SVGACOLORMONITOR
V2 TRPA
V4 TRPA
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
to Dummy Load
VUMETERL
Devider
Devider
to 6 PORT U LINK
2. Sistem Transmisi Siaran Televisi
2.1 Dasar Sistem Siaran Televisi
Perkataan televisi berarti “melihat dari
kejauhan”. Pada sistem siaran televisi,
informasi yang dilihat pada layar diubah
menjadi sinyal listrik yang dikirimkan ke
penerima. Perubahan-perubahan listrik yang
sesuai dengan perubahan-perubahan dalam
nilai cahaya membentuk sinyal yang dapat
dilihat (sinyal video). Hal ini dilakukan
dengan menggunakan tabung kamera. Pada
1pesawat penerima (receiver), sinyal yang
dapat dilihat ini digunakan untuk menyusun
kembali bayangan pada layar tabung gambar.
Sedangkan untuk audio, yang berfungsi untuk
mengubah
gelombang-gelombang
suara
menjadi perubahan listrik adalah mikrofon,
dan akan keluar melalui pengeras suara (loud
speaker).
Frekuensi
Polarisasi
Symbol Rate
FEC code rate: ¾
LNB frekuensi
Vertical
1.3 Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan kerja praktek
ini, penulis membatasi kajian mengenai
masalah yang dibahas. Adapun pembahasan
yang penulis angkat adalah mengenai dasar
sistem televisi, spesifikasi umum, panel-panel
dan penguatan pada TRPA V1000GUII.
2.2 Sistem Pemancar pada Stasiun Trans
TV
Stasiun pemancar Trans TV Semarang
merupakan stasiun relay siaran yang berpusat
di Jakarta. Siaran dikirim melalui satelit
TELKOM 1 dan diterima kembali oleh
stasiun–stasiun di daerah melalui satelit
receiver dengan parameter :
Horizontal
Vertical
1.2 Tujuan
Tujuan dari kerja praktek di Stasiun Relay
Trans TV Semarang adalah:
1. Unruk mengetahui sistem transmisi
pada Stasiun Relay Trans TV
Semarang.
2. Untuk mengetahui dan memahami
tentang TRPA ( Transistor Power
Amplifier ) sebagai penguat daya pada
Stasiun Relay Trans TV Semarang.
EXCITERA
IFINPUT38.9
TONICAM
NICAMAOUTPUT
BARCO
SateliteReceiver
VELACOMPUTERKEYB
MIDATLANTIC,SSLSLIDINGSHELF
TEKASG-140AUDIOTESTGEN
TEKTG-700 TESTGENFRAME
COMTECH
SateliteReceiver
VIDEO PATCHPANEL
AUDIOPATCHPANEL
DATAto SERVER
Trans-TVSmg
tower
VIDEO
AUDIOOUT B
EXCITERB
IFINPUT38.9
TONICAM
SERVER
NICAMBOUTPUT
VIDEO
AUDIO1 to NICAM
AUDIO2 to NICAM
LEITCH, FR-684
VDA
LEITCH, FR-884
ADA
3PORT ULINK
6PORT ULINK
Gambar 2.1 Skema pemancar trans TV
stasiun Semarang
2.2.1 Pemancar NEC type PCU –
1120SSP/1
Pada garis besarnya pemancar NEC type
PCU – 1120SSP/1 dibagi menjadi dua bagian
besar. Yang pertama adalah dua EXCITER
yang sama, yaitu EXCITER A dan EXCITER
B yang dioperasikan secara bergantian, dimana
pada blok ini sinyal Video dan Audio
diperbaiki kualitasnya kemudian dimodulasi
pada tingkat IF, setelah itu sinyal Video dan
Audio di-mixing sampai pada frekuensi
Channel yang diinginkan.
Bagian kedua adalah Penguat daya
atau TRPA unit. Pada unit ini sinyal yang telah
dimodulasi pada frekuensi Channel dikuatkan
sampai dengan daya yang diinginkan. Barulah
setelah melalui kedua proses tersebut sinyal
dipancarkan melalui antena. Sistem pada
pemancar jenis solid state ini menggunakan
pendingin udara (air cooling) dengan bantuan
sebuah blower.
2.2.2 Exciter
NEC PCU-1120SSP/1 mempunyai dua
EXCITER yang sama, yaitu EXCITER A dan
EXCITER B yang dioperasikan secara
bergantian dimana pada blok ini sinyal video
dan audio diperbaiki kualitasnya kemudian
dimodulasi pada tingkat IF setelah itu sinyal
video dan audio di-mixing sampai pada
frekuensi channel yang diinginkan. HPB-3090
UHF TV Exciter Chassis tersusun oleh
beberapa blok.
2.2.3 Penguat Daya (TRPA)
Bagian yang kedua adalah Penguat
Daya atau TRPA unit. Pada unit ini sinyal
yang telah dimodulasi pada frekuensi channel
dikuatkan sampai dengan daya yang
diinginkan.
Penguat Daya yang digunakan adalah
V1000GUII, yang merupakan penguat daya
transistor RF Wideband. Output maksimum
untuk visual dapat mencapai 1000W.
Penguatan pada unit ini dapat mencapai 53dB
tergantung dari input yang diberikan. Untuk
penguat aural, output maksimumnya mencapai
600W. Penguatan pada unit ini mencapai
51dB.
Sistem pada pemancar jenis solid state
ini menggunakan pendingin udara (air
cooling) dengan bantuan sebuah blower.
3.
Penguat Daya TRPA ( Transistor
Power Amplifier) V1000GUII Pada
Stasiun Relay Trans TV Semarang
3.1 Spesifikasi Umum
Pada Tx NEC terdapat bagian penguat
daya berbasis transistor yang disebut TRPA
dengan chasis nomor V1000GUII. TRPA
adalah sebuah penguat daya yang terpabrikasi
secara fisik dalam bentuk blok-blok panel.
Untuk penguatan daya sinyal visual,
digunakan 24 blok panel dengan puncak daya
output mencapai ±1000 Watt. Sedangkan
penguatan daya sinyal aural digunakan 4 blok
panel dengan puncak daya output ±600 Watt.
Sehingga diperoleh total daya output
sebesar 20kW untuk sinyal visual dan 1,1 kW
untuk sinyal aural (dihitung berdasarkan
konfigurasi tertentu). Rangkaian TRPA ini
disuplai oleh tegangan DC sebesar 24-30V.
Gambar 3.1 Blok-blok TRPA V1000GUII
Tabel 3.1 Spesifikasi Umum Tx NEC TRPA
V1000GUII
PARAMETER
1. Rangkaian
Jumlah
Transistor
Jumlah tahap
penguatan
2. Konfigurasi Luar
Dimensi
Berat
Konektor input
Konektor output
System
pendinginan
3. Proteksi
Proteksi input
lebih
Proteksi suhu
Proteksi beban
4. Penguatan
Keluaran daya
RF
Masukan daya
RF
Penguatan
DESKRIPSI
16
14
710 mm x 100mm
x 410 mm
10 Kg
BNC-J, depan
WX-20D plug-in,
belakang
Hybrid cooling
+10 dB
 Suhu rata-rata
tiap bagian: 85
˚C
 Automatic
switch off pada
suhu 85 ˚C
Pada operasi tak
normal saat
rangkaian terbuka
ataupun short
circuit
Sinyal visual :
1000 W
Sinyal aural : 600
W
Konsumsi daya
5 mW (Aural /
Daerah saluran
Visual)
frekuensi
Sinyal visual : 53
Respon frekuensi dB
Sinyal aural : 51
dB
+24 s.d +30 V
Nominal : 30 V/
85 A
(1 set catu daya
untuk satu blok
TR PA)
1900 W
Khusus satu
gelombang antara
470-860 Mhz
0,5 dB
3.2 Panel-panel Pada TRPA V1000GUII
3.2.1 Panel Depan
1. D501-D150, LED indikasi kesalahan
Indikasi adanya kesalahan akan berwarna
“merah”, sedangkan kondisi normal
berwarna “hijau”.
2. J4, monitor terminal output BNC – J.
3. J1, terminal input BNC –J.
4. VR 308, sebuah VR pada drive PA2 IDLE
mengontrol arus iddle, yaitu arus yang ada
pada keluaran saat tidak ada masukan atau
sering disebut arus yang tidak diperlukan.
Pada pengaturan ini, yakinlah untuk
menggunakan sebuah check meter atau EL
Display, sehingga arus yang melewati drive
PA2 tidak lebih dari 3A ketika tidak ada
sinyal yang diumpankan.
5. VR 307, variabel Resistor untuk
pengaturan
kesalahan
output
yang
digunakan juga untuk mengeset level
pendeteksian untuk sirkuit pendeteksian
output.
6. VR 305, variabel resistor untuk pengaturan
level.
7. VR 306, variabel resistor untuk pengaturan
fasa.
8. VR 309, variabel resistor yang digunakan
untuk pengaturan sensivitas.
3.2.2 Panel Belakang
9. J2, terminal output, WX-20 D, tipe plug in
10. J3, pengendali dan terminal input DC
Catu daya
Gambar 3.2 Panel depan dan belakang pada
TRPA V1000GUII
3.2.3 Panel Samping
1. VR 301, variabel resistor untuk pengaturan
level sama seperti VR 305 tetapi memiliki
perbedaan range/gain yaitu untuk VR 301
antara +8 dB sampai -8dB.
2. VR 310, variabel resistor untuk pengatur
korektor PM
3. VR 311, variabel resistor untuk pengaturan
level
4. VR 302, variabel resistor untuk pembatas
RF
5. VR 303, variabel resistor untuk pengaturan
Drive PA1 IDDLE
6. VR 413, variabel resistor untuk pengaturan
sensivitas pemantulan, ketika mengecek
pemantulan menggunakan check meter / El
Display, hal ini untuk mengatur sensivitas
meter.
7. VR 412, variabel resistor untuk pengaturan
sensivitas output. Ketika mengecek output
menggunakan check meter / El Display
digunakan untuk mengatur sensivitas.
8. VR 501, variabel resistor untuk pengaturan
kesalahan refleksi, diguakan untuk
mengeset level pendeteksian pada sirkuit
pendeteksi refleksi.
9. VR 404, variabel resistor untuk pembatasan
IDDLE
10.VR 403, variabel resistor untuk APL Offset
11.VR 401, variabel resistor untuk pengaturan
koreksi APL
12.ATT 402, variabel attenuator untuk
pengaturan level input sirkuit kesalahan
refleksi
13.ATT 401, variabel attenuator untuk
pengaturan level input sirkuit kesalahan
output. Untuk komponen VR 310, VR 311,
VR 303, VR 403, VR 401, VR 402, ATT
401 tidak diperkenankan melakukan
perubahan.
Gambar 3.3 Panel samping TRPA
V1000GUII
3.3Prinsip Kerja TRPA V1000GUII
Penguatan daya pada TRPA dibagi
menjadi tiga tingkat yaitu Drive PA1, Drive
PA2, dan Final PA.
 Board Drive PA1
Sinyal visual yang dikirimkan keluar dari
exciter masuk ke dalam board melalui terminal
J1 pada panel depan, sinyal visual ini setelah
melewati attenuator pada pengatur fasa pada
rangkaian kopling 3dB masing-masing CPL
301 dan CPL 302, sinyal visual ini dikuatkan
rangkaian penguat IC 307 (IC µPC1678G).
Saat pemancaran ulang sinyal transmisi
melalui gelombang radio akan terjadi
pergeseran fasa saat diterima pada pesawat
televisi pada tingkat konsumen, dimana
pergeseran fasa ini khususnya terjadi pada
sinyal-sinyal visual. Untuk mengatasi hal
tersebut maka dilakukan antisipasi dengan
menggeser fasa yang dilakukan oleh pengatur
fasa dengan nilai pergeseran berlawanan
dengan nilai pergeseran yang diperkirakan
terjadi. Akibatnya, pada pesawat televisi
konsumen tidak terjadi pergeseran fasa.
Kemudian setelah melewati pengaturan
fasa, sinyal lewat melalui PM corrector. PM
corrector mengkompensasi distorsi non-linier
terutama pada puncak sinyal visual
termodulasi amplitudo negative, secara
spesifik IC PM ini berpengaruh pada tahap
akhir penguat daya. Kemudian sinyal visual
dikuatkan dengan penguat IC 301 (HIC
CA4800), kemudian lewat melalui RF limiter
dan dikuatkan kembali pada tahap berikutnya
oleh dua penguat TR 301 dan TR 302
(2SC3500 dan 2SK2396). Radio Frekuensi
(RF) limiter digunakan untuk mengatasi lebar
pita sinyal yang berkaitan dengan lebar
penguatan dari TRPA.
Sumber daya untuk board ini disuplai
oleh board sirkuit alarm melalui board PA 2.
Sinyal audio diproses dengan cara yang sama
saat unit tersebut digunakan sebagai penguat
audio.
 Board Drive PA2
Board Drive PA 2 dan Final PA
merupakan penguat kelas AB push-pull. Sinyal
visual yang dikirimkan keluar dari board drive
PA1 dan menuju ke sebuah kompling hybrid 3
dB 90’, sinyal tersebut adalah sinyal yang
terbagi oleh kopling hybrid 3 dB 90’ dan
kemudian dilewatkan ke transformer. Sinyal
tersebut dikuatkan oleh transistor TR 201 dan
TR 202 ( dua transistor 2SK2396). Sinyal yang
disela dikuatkan dan dikombinasikan dengan
sinyal kopling 3 dB 90’. Kemudian sinyal
visual
yang
telah
dikombinasikan
didistribusikan melalui tiga output dengan
pembagi tiga jalur dan kemudian diaplikasikan
menuju pembagi dua jalur pada board akhir
PA. Sumber daya board disuplai board sirkuit
alarm. Sinyal aural diproses dengan cara yang
sama saat unit digunakan sebagai penguat
audio.
 Board Final PA
Sinyal visual yang digunakan keluar
pembagi dua jalur diteruskan oleh kopling
hybrid 3 dB 90’. Setelah dilakukan penguatan,
prosesnya sama seperti drive PA2 dengan
kopler tercetak dan dalam transformer sinyal
yang telah dikuatkan TR101a dan TR102a (
dua transistor 2SK2396) diteruskan ke isolator
W1. Sumber daya board di suplai oleh board
sirkuit akhir. Sinyal aural diproses dengan cara
yang sama saat unit digunakan sebagai
penguat audio.
4. Penutup
4.1 Kesimpulan
1. Dalam proses pemancaran siaran pada
stasiun televisi, dibutuhkan stasiun relay,
agar siaran dapat menjangkau daerahdaerah yang jauh dr stasiun pusat.
2. Sinyal yang diterima di stasiun relay
dikuatkan dengan Transistor Power
Amplifier (TRPA) agar bisa dipancarkan
kembali dengan coverage area yang luas.
3. Pada Stasiun Relay Trans TV Semarang
digunakan TRPA dengan nomer chasis
V1000GUII dan V600GUII yang disuplai
oleh tegangan DC sebesar 24 – 30 V.
4. TRPA V1000GUII digunakan untuk
menguatkan sinyal video terdiri dari 4
blok berisi 24 panel (masing-masing blok
berisi 6 panel) dengan penguatan daya
yang dihasilkan mencapai 1000 W.
5. TRPA V600GUII digunakan untuk
menguatkan sinyal audio terdiri dari 1
blok berisi 4 panel dengan penguatan
mencapai 600 W.
6. Konfigurasi
TRPA
memungkinkan
terjadinya pengkompensasian beban oleh
TRPA lain dalam satu blok jika terdapat
sebuah TRPA yang mengalami penurunan
kinerja.
7.
8.
9.
Metering TRPA dilakukan 2 jam dan 4
jam sekali untuk mengetahui kinerja alat
dan kualitas sinyal yang dilakukan.
Maintenance TRPA dilakukan 3 bulan
sekali
ata
ketika
air
pressure
menunjukkan level 1,4 psi atau suhu
TRPA rata-rata telah berada di atas 65˚
(pilih mana yang tercapai lebih dahulu).
Stasiun Relay Trans TV Semarang
memancarkan sinyal yang dapat diterima
oleh konsumen sampai radius 60 km
dengan coverage area mencakup kota
Semarang, kabupaten Semarang, hingga
kota
Pekalongan
dan
kabupaten
Pekalongan.
4.2 Saran
1. Perlu dibuat aplikasi yang dapat
membantu proses metering TRPA yang
dilakukan secara manual agar dapat
dilakukan secara komputerisasi
2. Pengontrolan sistem pendingin perlu
dijaga mengingat suhu pada ruangan
Transmitter harus berada pada suhu
rendah.
3. Diperlukan adanya referensi tentang datadata khusus tentang penguat daya. Guna
kepentingan pendidikan dan pelatihan,
sehingga tidak terjadi kesulitan dalam
pemahaman cara kerja penguat daya
tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
1. Dennis, Rooddy & John Coolen,
Electronic
Communication,
Fourth
Edition, Prentice Hall Inc,1995
2. Freeman, Roger L, Telecomunication
System Engineering, John Willey & Sons
Inc, 1996
3. Gary M Miller, Modern Communication,
Fourth Edition, Prentice Hall Inc,1993
4. ................, PCU-1120SSP/1 20 KW UHF
TV TRANSMITTER Instruction Manual
Vol.I, NEC Corporation Tokyo Japan
PCU-1120SSP/1 20 KW
5. ..................,
UHF TV TRANSMITTER Instruction
Manual Vol.II, NEC Corporation Tokyo
Japan
Biodata Penulis
Andri
Wardita
(L2F008008) dilahirkan di
Bengkulu, 1 Agustus 1990.
Penulis telah menempuh
pendidikan di SD St
Aloysius Semarang, SMPN
21 Semarang, SMA Kolese
Loyola Semarang, dan saat
ini menjalani studi di S1
Teknik Elektro Undip Semester 7 konsentrasi
Elektronika Telekomunikasi.
Mengetahui dan Mengesahkan,
Dosen Pembimbing
Yuli Christiyono, ST, MT
NIP 196807111997021001