FREKUENSI MODULASI

TERJEMAHAN TEKNIK RADIO “Frekuensi Modulasi dan Rangkaian Frekuensi Modulasi”

Kelompok 3:

1. RIZKY FIRDAUSI

(115514050)

2. GUSTAV MANDIGO A.R (115514051) 3. LILA LISTIYANI O

(115514053)

4. MUHAMMAD SYARIF H (115514054)

Elkom 1 2011 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA 2013

BAB 4 FREKUENSI MODULASI

Tujuan Bab Ini Bab ini akan membantu Anda untuk: 1. Mendefinisikan dan menjelaskan proses dari Frequency Modulation (FM) dan Phasa Modulation (PM) dan menyebutkan perbedaannya. 2. Menghitung indeks modulasi yang diberikan dari deviasi maksimum dan frekuensi modulasi maksimum, Menentukan angka signifikan pada sidebands pada sinyal FM, dan menghitung lebar (bandwidth) dari sinyal FM. 3. Menentukan pre-emphasis dan de-emphasis, menyebutkan keuntungannya, dan menunjukan bagaimana mereka dicapai. 4. Menyebutkan keuntungan dan kerugian dari FM dan PM dibandingkan AM.

Modulasi adalah proses memodifikasi pembawa sesuai dengan sinyal informal untuk ditransmisikan. Gelombang pembawa biasanya adalah sebuah sinyal sinus yang berfrekuensi tinggi. Dalam memeriksa sebuah pembawa sinyal sinus, Anda dapat melihat dengan jelas 2 cara untuk memodifikasinya. Pertama,

amplitudonya dapat dirubah. Dengan merubah

amplitudo menghasilkan AM. Pembawa lain yang dapat dirubah juga adalah frekuensi. Juga dimungkinkan untuk mempengaruhi sebuah pembawa informasi sinyal dengan merubah frekuensinya. Meskipun tidak terlihat secara jelas, karakteristik lainnya yang dapat dirubah adalah pergeseran fasanya. Dengan memvariasikan jumlah pergeseran fasa yang pembawa alami, informasi dapat dipengaruhi melalui pembawa.Inilah yang disebut dengan Phase Modulation (PM). Ternyata, pemvariasian pergeseran fasa pada pembawa dapat menghasilkan FM. Karena itu, antara FM dan PM erat kaitannya antara yang satu dengan yang lain. Keduanya secara kolektif disebut dengan tipe sudut modulasi. Karena FM pada umumnya lebih superior dari AM untuk performanya, FM digunakan secara luas di berbagai area komunikasi elektronik. Pada bab ini, kita akan memperkenalkan tentang dasar dari FM dan PM. Rangkaian untuk memproduksi FM dan PM dan frekuensi demodulator terdapat pada Bab 5. 4-1 Prinsip Frekuensi Modulasi Pada FM, amplitudo pembawa besarnya konstan, sementara frekuensi pembawa dirubah oleh sinyal modulasi. Sehubungan dengan bervariasinya formasi sinyal, pembawa frekuensi akan mengalami pergeseran proporsi. Sejalan dengan naiknya sinyal modulasi

amplitudo, pembawa frekuensi akan meningkat. Apabila amplitudo dari sinyal modulasi berkurang, pembawa frekuensi juga akan berkurang. Hubungan yang berkebalikan juga dapat diimplementasikan. Dengan mengurangkan sinyal modulasi maka akan menaikkan pembawa frekuensi diatas nilai tengahnya, sedangkan dengan menaikkan sinyal modulasi akan menurunkan pembawa frekuensi dibawah nilai tengahnya. Sejalan dengan sinyal modulasi amplitudo yang bervariasi, pembawa frekuensi bervariasi baik diatas atau dibawah dari nilai tengah frekuensi tanpa modulasi. Perubahan jumlah pada pembawa frekuensi dihasilkan oleh sinyal modulasi yang dikenal dengan deviasi frekuensi. Deviasi frekuensi maksimal terjadi ketika amplitudo sinyal modulasinya maksimal.

Frekuensi sinyal modulasi menentukan berapa kali per detik pembawa frekuensi mengalami deviasi baik diatas atau dibawah dari nilai tengah frekuensi.Apabila sinyal modulasi adalah 100 Hz sinyal sinus, maka pembawa frekuensi bergeser diatas atau dibawah dari pusat frekuensi 100 kali per detik. Inilah yang disebut dengan laju deviasi frekuensi.

Sebuah sinyal FM diilustrasikan pada gambar 4-1(c). Pada umumnya pembawa [gambar 4-1(a)] berbentuk gelombang sinus, tapi ditunjukkan dengan sinyal segitiga disini untuk memudahkan pengilustrasiannya. Tanpa sinyal modulasi yang dipakai, pembawa frekuensi adalah sinyal sinus yang memiliki amplitudo yang konstan pada nilai frekuensi konstan normal.

Modulasi sinyal informasi [(gambar 4-1(b)] adalah sinyal sinus berfrekuensi rendah. Karena sinyal sinus menjadi positif, frekuensi pembawa meningkat secara proporsional. Frekuensi tertinggi terjadi ketika pada puncak amplitudo dari sinyal modulasi. Sehubungan dengan berkurangnya modulasi sinyal amplitudo, pembawa frekuensi juga berkurang. Ketika sinyal modulasi tanpa amplitudo, pembawanya akan berada pada nilai tengah frekuensi.

Sekarang ketika sinyal modulasi menjadi negatif, pembawa frekuensi akan berkurang. Pembawa frekuensi akan selalu berkurang sampai mencapai puncaknya pada setengah lingkaran negatif dari modulasi sinyal sinus.

Lalu karena sinyal modulasi menuju 0,

frekuensi akan naik kembali. Catatan pada gambar 4-1(c) bagaimana pembawa sinyal sinus terlihat “dikompres” dan lalu “dibentangkan” oleh sinyal modulasi.

Anggap pembawa frekuensi besarnya 50 MHz. Apabila puncak amplitudo dari sinyal modulasi mengakibatkan pergeseran frekuensi menjadi 200 kHz, pembawa frekuensi akan berdeviasi antara 50.2 MHz dan 49.8 MHz. Total deviasi frekuensinya adalah 50.2 – 49.8 = 0.4 MHz = 400 kHz. Pada praktiknya, bagaimanapun, deviasi frekuensi ditunjukkan oleh jumlah pergeseran frekuensi dari pembawa diatas dan dibawah nilai tengah frekuensi. Sehingga, deviasi frekuensi pada contoh diatas mengatakan kurang lebih 200 kHz. Ini menunjukkan bahwa ada variasi sinyal modulasi pada pembawa baik diatas atau dibawah nilai tengah frekuensi yang besarnya 200 kHz. Frekuensi dari sinyal modulasi menunjukan tingkatan deviasi frekuensi tapi tidak memiliki efek pada jumlah deviasi yang berfungsi sebagai amplitudo pada sinyal modulasi dengan ketat.

4-2 Modulasi Phasa Cara lain untuk membuat sudut modulasi adalah dengan memvariasikan jumlah pergeseran fasa pada pembawa frekuensi yang konstan sesuai dengan sinyal modulasi. Keluarannya berupa sinyal PM. Bayangkan rangkaian modulator yang pada dasarnya memproduksi pergeseran fasa. Ingat, pergeseran fasa menunjukkan relasi waktu antara dua sinyal sinus yang memiliki frekuensi yang sama. Asumsikan apabila kita dapat membuat pergeseran fasa yang mengakibatkan variasi pergeseran fasa dengan aplitudo dari sinyal modulasi. Lebih besar amplitudo dari sinyal modulasi, lebih besar pula pergeseran fasanya. Asumsikanlah bahwa pergeseran positif sinyal modulasi menghasilkan pergeseran fasa tertinggal dan sinyal negatif menghasilkan pergeseran fasa terdepan.

Apabila pembawa sinyal sinus yang amplitudo dan frekuensinya konstan diterapkan kepada penggeser fasa, keluaran dari penggeser fasa akan menjadi sinyal PM. Karena sinyal modulasi menjadi positif, jumlah lag fasa menjadi naik sesuai dengan amplitudo dari sinyal modulasi. Artinya pembawa keluarannya mengalami delay. Delay bertambah sejalan dengan amplitudo sinyal modulasi. Hasil keluarannya adalah apabila pembawa sinyal frekuensi konstan yang telah ditarik keluar atau frekuensinya diperkecil.

Ketika sinyal modulasi bernilai negatif pergeseran fasa menjadi unggul. Ini menyebabkan pembawa sinyal sinus menjadi bertambah cepat dengan lebih efektif atau dikompres. Hasilnya adalah pembawa frekuensi yang telah dinaikkan.

Modulasi Fasa menghasilkan modulasi frekuensi. Karena jumlah pergeseran fasanya bervariasi, berakibat pada berubahnya pembawa frekuensi. Karena FM diproduksi oleh PM, maka bisa dikatakan dengan FM tidak langsung.

Penting untuk dicatat bahwa dinamika alam dari sinyal modulasi mengakibatkan variasi frekuensi pada keluaran pergeseran fasa. Dengan kata lain, FM hanya diproduksi selama pergeseran phasa bervariasi. Salah satu cara untuk memahami ini lebih baik adalah dengan mengasumsikan sinyal modulasi seperti yang ditunjukkan pada gambar 4-2(a) dihalaman selanjutnya. Itu merupakan sinyal segitiga yang puncak positif dan negatifnya telah dipotong pada amplitudo yang telah ditentukan. Pada saat t0, besar sinyalnya 0 sehingga pembawa berada pada frekuensi tengah.

Menerapkan sinyal modulasi ini kepada frekuensi modulator akan menghasilkan sinyal seperti yang ditunjukkan pada gambar 4-2(b). Selama bentuk sinyal menaik (t1), frekuensi juga menaik. Ketika amplitudo positifnya konstan (t2), keluaran frekuensi Fmnya konstan. Selama nilai amplitudo berkurang dan mengarah ke negatif (t3), frekuensi akan berkurang. Maka, ketika amplitudo konstan pada giliran negatif (t4), frekuensi tetap konstan pada frekuensi rendah. Ketika t5, besarnya frekuensi naik. Ketika sinyal modulasi diterapkan kepada penggeser fasa, keluaran frekuensinya akan berubah hanya pada sat amplitudo dari sinyal modulasi bervariasi besarnya. Merujuk pada PM sinyal pada gambar 4-2(c). Selama peningkatan atau pengurangan amplitudo (t1, t3, dan t5), frekuensi yang bervariasi akan dihasilkan. Bagaimanapun, ketika amplitudo konstan mancapai puncak positif dan negatif tanpa frekuensi merubah tempat yang didapat. Keluaran dari penggeser fasa akan disederhanakan menjadi pembawa frekuensi yang telah bergeser fasanya. Ini menggambarkan dengan jelas apabila variasi frekuensi mengambil tempat hanya jika sinyal modulasi amplitudonya bervariasi.

Ternyata, deviasi frekuensi maksimal dihasilkan oleh modulator fasa yang terjadi ketika waktu sinyal modulasi berubah pada tingkat paling cepat. Untuk modulasi sinyal gelombang sinus, tingkat perubahan dari sinyal modulasi paling besar ketika perubahan gelombang modulasi berubah dari positif ke negatif atau dari negatif ke positif. Tingkat maksimal dari perubahan tegangan modulasi terjadi tepatnya pda saat berada ditengah. Anda dapat melihatnya melalui gambar 4-2(c). Berbeda sekali, catat bahwa pada gelombang FM,

deviasi maksimal terjadi pada puncak positif dan negatif amplitudo dari tegangan modulasi. Jadi meskipun sebuah modulator fasa memang memproduksi FM, deviasi maksimal terjdi pada titik yang berbeda pada sinyal modulasi. Pasti, ini tidak relevan karena kedua sinyal FM dan PM mengandung informasi yang sama dan ketika didemodulasi akan menghasilkan sinyal modulasi yang asli.

Pada FM, deviasi maksimal terjadi pada puncak amplitudo positif dan negatif dari sinyal modulasi. Pada PM, nilai maksimal lebih dahulu atau tertinggal perfeseran fasa terjadi pada puncak amplitudo dari sinyal modulasi. Memanggil kembali yang telah kita katakan apabila deviasi frekuensi pada keluaran dari penggeser fasa tergantung pada tingkat perubahan pada sinyal modulasi. Lebih cepat tegangan sinyal modulasi bervariasi, lebih cepat juga deviasi frekuensi yang dihasilkan. Karena itu, deviasi frekuensi dihasilakn pada PM naik sesuai dengan frekuensi dari sinyal modulasi. Lebih tinggi frekuensi modulasi sinyal, pada umumnya lebih pendek periodenya dan lebih cepat perubahan tegangannya. Semakin tinggi sinyal moudlasi memproduksi lebih banyak pergeseran fasa yang menghasilkan lebih besar deviasi frekuensi. Lalu pada PM, pembawa deviasi frekuensi sejalan dengan frekuensi modulasi dan amplitudo. Pada FM, deviasi frekuensi sesuai hanya dengan amplitudo dari sinyal modulasi tanpa memperhatikan frekuensi. Hubungan antara pembawa deviasi dan karakteristik sinyal modulasi tampak pada gambar 4-3.

Untuk membuat PM kompatibel dengan FM, kita harus mengimbangkan untuk deviasi yang dihasilkan oleh perubahan frekuensi pada sinyal modulasi. Ini digambarkan pada gambar 4-4. Ini adalah low-pass filter menyebabkan modulasi frekuensi lebih tinggi dilemahkan pada amplitudo. Meskipun frekuensi modulasi lebih tinggi akan menghasilkan tingkat perubahan yang lebih tinggi dan deviasi frekuensi yang lebih tinggi, ini mengimbangi oleh amplitudo dari sinyal modulasi yang lebih rendah yang akan menghasilkan pergeseran fasa yang lebih kecil dan deviasi frekuensi yang lebih kecil. Jaringan ini mengimbangi pada keluaran deviasi frekuensi yang disebabkan oleh frekuensi modulasi yang lebih tinggi. Hasilnya adalah keluaran yang sama dengan sinyal FM. FM dihasilkan oleh modulator fasa yang disebut dengan indirect FM atau FM tidak langsung.

Meskipun FM dan PM digunakan secara umum pada sistem komunikasi, kebanyakan yang digunakan adalah FM. Alasannya karena oscillator kristal dengan akurasi frekuensi yang lebih tinggi dan stabil dapat digunakan untuk menghasilkan pembawa. Pada FM,

oscillator kristal pada umumnya tidak dapat mengalami modulasi frekuensi lebih dari jarak yang telah ditentukan. Bagaimanapun, oscillator kristal dapat mengarahkan modulator fasa yang dapat menghasilkan FM yang diinginkan. Lebih jauh, kebanyakan modulator fasa adalah penyederhana untuk mengimplementasi daripada modulator frekuensi. Anda dapat melihatnya ketika mempraktikkan rangkaian FM dan PM yang didiskusikan di bab 4.

4-3 SIDEBANDS DAN INDEKS MODULASI Setiap proses modulasi menghasilkan sidebans. Seperti yang Anda lihat di AM, ketika gelombang sinus konstan maka frekuensi memodulasikan carrier, dan menghasilkan dua frekuensi sisi . Frekuensi sisi adalah penjumlah dan selisih dari pembawa dengan frekuensi modulasi. Di FM dan PM pula, jumlah dan selisih frekuensi sidebands yang dihasilkan sama. Selain itu, jumlah teori yang tak terbatas tentang sepasang sidebands atas dan bawah juga banyak dijabarkan. Akibatnya, spektrum dari sinyal FM / AM biasanya lebih luas daripada sinyal AM .Sebuah sinyal FM khusus juga dapat dihasilkan. Gambar 4-5 menunjukkan contoh dari spektrum sinyal FM khusus yang dihasilkan oleh modulasi pembawa dengan gelombang sinus frekuensi tunggal. Perhatikan bahwa sidebands diberi jarak dari operator dengan gelombang sinus frekuensi tunggal. Perhatikan bahwa sidebands diberi jarak dari fc pembawa dan diberi jarak dari satu sama lain dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi modulasi fm. Jika frekuensi modulasi bernilai 500 Hz. Pasangan pertama sideband diatas dan dibawah operator dengan 500Hz. Pasangan kedua sidebands berada di atas dan di bawah operator dengan 2 x 500 Hz = 1000 Hz, atau 1 KHz, dan sebagainya. Perhatikan juga bahwa amplitudo dari sideband bervariasi. Jika setiap sideband diasumsikan gelombang sinus dengan frekuensi dan amplitudo seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-5 dan semua gelombang sinus ditambahkan bersama-sama, maka sinyal FM akan memproduksi sideband. Sebagai amplitudo dari sinyal modulasi bervariasi, tentu saja, deviasi frekuensi akan berubah. Jumlah sidebands dihasilkan amplitudo dan jarak mereka tergantung pada deviasi frekuensi dan frekuensi modulasi. Perlu diingat bahwa sinyal FM konstan dengan amplitudo. Jika sinyal FM adalah penjumlahan dari frekuensi sidebands, maka Anda dapat melihat bahwa amplitudo sideband harus bervariasi dengan deviasi frekuensi dan frekuensi modulasi jika jumlah mereka adalah untuk menghasilkan sinyal amplitudo tetap dan FM.

Meskipun proses FM menghasilkan jumlah nilai sidebands atas dan bawah tak terbatas , hanya mereka dengan amplitudo terbesar yang signifikan dalam membawa informasi. Biasanya setiap sideband yang amplitudonya kurang dari 1 persen dari pembawa tidak dimodulasikan dan dianggap tidak signifikan. Akibatnya, hal ini jelas mempersempit bandwidth sinyal FM. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, jumlah sideband signifikan dan amplitudo tergantung pada jumlah deviasi frekuensi dan frekuensi modulasi. Rasio deviasi frekuensi ke frekuensi modulasi dikenal sebagai indeks modulasi m.

Dimana fd adalah deviasi frekuensi dan fm adalah frekuensi modulasi. Sebagai contoh, asumsikan nilai deviasi frekuensi maksimum pembawa ± 25 KHz sedangkan frekuensi modulasi maksimum adalah 10 KHz. Maka nilai Indeks modulasinya

Dalam sistem komunikasi kebanyakan menggunakan FM, batas maksimum diletakkan pada kedua frekuensi deviasi dan frekuensi modulasi. Sebagai contoh, dalam standar penyiaran FM, deviasi frekuensi maksimum yang diizinkan adalah 75 KHz, sedangkan frekuensi modulasi maksimum diizinkan adalah 15 KHz. Hal ini menghasilkan nilai indeks modulasi

Setiap kali frekuensi deviasi maksimum dan frekuensi modulasi maksimum yang digunakan dalam menghitung indeks modulasi m dikenal sebagai rasio modulasi. Mengetahui rumus indeks modulasi,

Anda dapat menghitung jumlah amplitude

signifikan dari sidebands. Hal ini dilakukan secara proses matematis yang kompleks yang dikenal sebagai fungsi Bessel. Perhitungan matematis ini berada di luar lingkup penjalasan ini. Secara umum, tidak perlu untuk diketahui bagaimana membuat perhitungan sebagai

fungsi Bessel telah dihitung dan ditabulasi, untuk berbagai indeks modulasi. Sebuah contoh diberikan dalam gambar 4-6. Kolom kiri memberikan indeks modulasi. Kolom yang tersisa menunjukkan pasang berbagai sidebands. Setiap sideband dengan amplitudo pembawa, relatif kurang dari 1 persen (0,01) yang telah dieliminasi. Perhatikan bahwa beberapa pembawa dan amplitudo sideband memiliki tanda-tanda negatif. Hal ini berarti, bahwa sinyal amplitudo hanya bergeser pada fase 180o (inversi fase). Seperti yang Anda lihat, spektrum dari sinyal FM bervariasi dalam bandwidth tergantung pada indeks modulasinya. Semakin tinggi indeks modulasi, maka semakin lebar bandwidth sinyal FMnya. Ketika konservasi spektrum diperlukan bandwidth dari sinyal FM dapat disengaja digeser dengan menempatkan batas atas indeks modulasi. Gambar 4-7 pada halaman berikutnya menunjukkan beberapa contoh dari spektrum sinyal FM dengan indeks modulasi yang berbeda. Bandingkan, misalnya dengan memasukkan nilai dalam tabel Gambar. 4-6. Pembawa tidak dimodulasikan sebagai amplitudo relatif dari 1,0. dengan modulasi pembawa menurun sedangkan dari sidebands amplitudo mengalami peningkatan. Dengan beberapa nilai indeks modulasi, operator bisa dihilangkan sepenuhnya. Total bandwidth dari sinyal FM dapat ditentukan dengan mengetahui indeks modulasi dengan menggunakan tabel pada Gambar.4-6. Misalnya, anggaplah nilai indeks modulasi 2 yand dimasukkan dalam tabel, Anda dapat melihat bahwa hal ini menghasilkan empat pasang sidebands yang signifikan. Lebar Bandwidth dapat ditentukan dengan rumus sederhana. BW = 2 N fm max

Dimana N adalah jumlah sidebands signifikan. Dengan menggunakan rumus di atas dan mengansumsikan nilai frekuensi modulasi tertinggi 2,5 KHz, bandwidth dari sinyal FM yaitu. BW = 2 (2,5) (4) = 20 KHz Sinyal FM dengan nilai index modulasi 2 dan frekuensi modulasi tertinggi 2,5 KHz maka akan menempati bandwidth 20 KHz.

Cara alternatif untuk menghitung bandwidth sinyal FM adalah dengan menggunakan aturan Carson. Aturan ini hanya mempertimbangkan kekuatan di sideband paling signifikan yang amplitudonya lebih besar dari 2 persen dari carrier. Ini berarti nilai sidebandnya 0,02 atau lebih. Pada Gambar. 4-6. Aturan Carson dinyatakan dengan rumus. BW = 2 (fd max + fm max) Dalam rumus tersebut, Dimisalkan nilai fd max adalah deviasi frekuensi maksimum 5 KHz dan frekuensi modulasi maksimum 2,5 KHz, maka lebar bandwidth bisa dihitung dengan menggunakan rumus BW = 2 (5KHz +2,5 KHz) = 2 (7,5 KHz) = 15 KHZ Membandingkan dengan bandwidth yang dihitung dalam contoh sebelumnya, Anda dapat melihat bahwa Carson memberikan bandwidth yang lebih kecil. Telah ditentukan bahwa, jika rangkaian atau sistem memiliki bandwidth (per aturan Carson), daya sideband yang cukup, akan diteruskan untuk memastikan jelas sinyal penuh informasi. Pada AM, jumlah atau tingkat modulasi biasanya dinyatakan sebagai persentase modulasi. persentase modulasi adalah rasio amplitudo dari sinyal modulasi dengan amplitudo dari carrier. Ketika keduanya memiliki faktor yang sama, rasionya adalah 1 dan kami mengatakan bahwa 100 persen modulasi terjadi. Seharusnya sinyal amplitudo modulasi menjadi lebih besar dari amplitudo pembawa, maka modulasi akan lebih dan distorsi.akan.terjadi. Kondisi seperti tidak terjadi pada FM atau PM. Karena amplitudo pembawa tetap konstan selama modulasi FM dan dengan PM, indikator persentase yang digunakan dalam modulasi AM tidak ada artinya. Selanjutnya, meningkatkan amplitudo atau frekuensi dari sinyal modulasi tidak akan menyebabkan modulasi berlebihan atau distorsi. Meningkatkan amplitudo sinyal modulasi hanya meningkatkan frekuensi deviasi. Hal ini, selanjutnya meningkatkan indeks modulasi yang hanya menghasilkan sidebands lebih signifikan dan bandwidth yang lebih luas. Untuk alasan praktis konservasi spektrum dan kinerja penerima, biasanya ada beberapa batas mengenakan deviasi frekuensi atas dan frekuensi modulasi atas. Seperti yang ditunjukkan pada penjelasan sebelumnya, rasio deviasi frekuensi maksimum diizinkan untuk frekuensi modulasi frekuensi maksimum yang disebut sebagai rasio deviasi.

Pada saluran TV Audio siaran disalurkan oleh FM dengan nilai Deviasi maksimum adalah 25 KHz, dan frekuensi modulasi maksimum adalah 15 KHz. Ini menghasilkan deviasi..rasio.

Dalam standar komunikasi dua arah radio mobile yang menggunakan FM, deviasi maksimum yang diijinkan biasanya 5 KHz. Frekuensi modulasi atas biasanya terbatas pada 2,5 KHz yang cukup tinggi untuk transmisi suara. Ini menghasilkan deviasi rasio

Deviasi maksimum dapat digunakan dalam rasio dengan deviasi operator sebenarnya untuk menghasilkan persentase modulasi untuk FM. Perlu diingat, didalam

penyiaran

komersial FM, deviasi maksimum yang diizinkan adalah 75 KHz. Jika sinyal modulasi hanya menghasilkan deviasi maksimum 60 KHz, maka persentase FM modulasi adalah

Persentase modulasi FM = = = 80 %

Ketika penyimpangan maksimum yang ditetapkan, kurang dari 100 persen adalah maka persentase modulasi yang diadakan penting. Alasannya, bahwa stasiun FM beroperasi di saluran frekuensi yang ditugaskan. Ini adalah berdekatan dengan saluran lain yang mengandung stasiun lain. Jika penyimpangan diizinkan untuk melebihi batas maksimal, lebih banyak pasang sidebands yang akan diproduksi dan bandwidth sinyal mungkin berlebihan. Hal ini dapat menyebabkan gangguan saluran yang tidak diinginkan

4-4

FREKUENSI MODULASI AMPLITUDO VERSUS MODULASI Secara umum, FM dianggap unggul dibandingkan AM. Meskipun kedua sinyal modulasi ini cocok untuk menstransmisikan informasi satu tempat ke tempat lain dan keduanya sama-sama mampu memberikan kejelasan informasi yang disampaikan . FM biasanya menawarkan beberapa manfaat yang signifikan atas AM. Keunggulan dan kelemahan dari FM bila dibandingkan dengan AM dirangkum dalam tabel. 4-8. Mari kita pertimbangkan masing-masing secara lebih.rinci. No 1

2 3

Keunggulan Meredam noise lebih baik Menolak sinyal pengganggu karena adanya "efek penangkapan"

Kelemahan penggunaan ruang spectrum yang berlebih sirkuit yang lebih kompleks dan mahal

Efisiensi pemancar yang lebih baik

Gambar. 4-8 adventages dan disadventages dari FM dibandingkan AM. Manfaat utama dari FM dibanding AM adalah kekebalan kebisingan yang diunggulkan. kebisingan adalah gangguan terhadap sinyal yang dihasilkan oleh petir, motor, sistem pengapian otomotif, dan saluran listrik yang menghasilkan transien. Kebisingan tersebut merupakan lonjakan sempit antara tegangan dengan kandungan frekuensi yang sangat tinggi. Mereka menambahkan sinyal yang cukup kuat dan mereka dapat.melenyapkan.sinyal.informasi. Pada dasarnya kebisingan adalah variasi dari amplitudo. Di sisi lain, sinyal FM, , memiliki amplitudo pembawa yang konstan. Karena itu, penerima FM mengandung sirkuit terbatas yang disengaja untuk membatasi amplitudo dari sinyal yang diterima. Setiap Variasi amplitudo yang terjadi pada sinyal FM, secara efektif terpotong. Ini tidak mengurangi isi informasi dari sinyal FM karena didalamnya terdapat variasi frekuensi pembawa. Karena tindakan pemotongan dari sirkuit pembatas, noise hampir sepenuhnya dihilangkan. Manfaat utama lain dari FM adalah bahwa sinyal pengganggu pada frekuensi yang sama akan ditolak secara efektif. Karena sinyal pembatas dikuatkan ke penerima FM, efek ganggauan terjadi ketika dua atau lebih sinyal FM terjadi secara bersamaan pada frekuensi yang sama. Jika sinyal dari yang satu lebih dari dua kali amplitudo dari

yang lain, sinyal penguat akan "menangkap" saluran dan sinyal lemah akan dihilangkan, lemah campur dikenal sebagai efek penangkapan di FM. Ketika kedua sinyal AM menempati frekuensi yang sama, pada umumnya kedua sinyal akan terdengar terlepas dari penguat sinyal relative.

Ketika satu sinyal AM secara

signifikan lebih kuat dari yang lain, tentunya sinyal yang kuat akan diperjelas, namun, meskipun sinyal lemah tidak akan diperjelas, itu masih akan terdengar di bagian akhir. Ketika kekuatan sinyal dari sinyal AM hampir sama, mereka akan mengganggu satu sama lain dan membuat keduanya hampir tidak dapat diperjelas. Pada FM, efek penangkapan memungkinkan sinyal yang lebih kuat untuk mendominasi sedangkan sinyal.lemah.dihilangkan. Namun, ketika penguatan dari dua sinyal FM mulai sama, efek penangkapan dapat menyebabkan sinyal untuk didominas secara bergantian di frekuensi. Pada beberapa waktu, satu sinyal akan lebih kuat dari yang lain, dan itu akan menangkap saluran. Di lain waktu, kekuatan sinyal akan mundur, dan sinyal lainnya akan menangkap saluran. Anda mungkin pernah mengalami efek ini pada diri Anda saat mendengarkan radio FM di mobil Anda, saat mengemudi di jalan raya. Anda mungkin mendengarkan stasiun yang kuat pada frekuensi tertentu, tetapi saat Anda berkendara, Anda menjauh dari stasiun. Pada titik tertentu, Anda mungkin mulai mengambil sinyal dari stasiun lain pada frekuensi yang sama. Ketika sinyal keduanya kurang amplitudo yang sama, Anda akan mendengar satu stasiun mendominasi dan dari yang lain sebagai variasi amplitudo sinyal selama anda mengemudi . Namun, di beberapa titik, sinyal kuat pada akhirnya akan mendominasi yang lemah tidak terdengar sama sekali satu saluran. Terlepas dari fakta bahwa FM memiliki kualitas suara penolakan unggul, kebisingan masih mengganggu sinyal FM. Hal ini berlaku untuk komponen frekuensi tinggi dalam sinyal modulasi. Karena kebisingan, terutama lonjakan isi energy tinggi dari sinyal modulasi. Hal ini menyebabkan bentuk distorsi frekuensi yang dapat membuat sinyal.diperjelas. Sebagian besar isi dari sinyal modulasi, terutama suara, berada pada frekuensi yang lebih rendah. Dalam sistem komunikasi suara, bandwidth dari sinyal modulasi sengaja dibatasi maksimum sekitar 3 KHz. Suara itu masih diperjelas meskipun keterbatasan bandwidth. Setelah saluran telepon memotong di 3 KHz dan

memberikan kualitas suara yang baik. Namun, musik akan sangat terdistorsi oleh bandwidth yang sempit karena mengandung komponen frekuensi tinggi yang diperlukan untuk fidelity yang tinggi. Biasanya, bagaimanapun, komponen frekuensi yang tinggi dari amplitudo yang lebih rendah. Misalnya, alat musik biasanya menghasilkan sinyal pada frekuensi rendah tetapi mengandung harmonik tingkat yang lebih rendah, banyak yang memberi mereka suara yang unik. Jika suara unik mereka harus dipertahankan, maka komponen frekuensi tinggi harus dilalui. Alasannya seperti bandwidth yang luas dalam fideliti system suara tinggi , Karena komponen frekuensi

tinggi

berada

pada

tingkat

yang

sangat

rendah,.kebisingan.dapat.menghancurkannya. Untuk mengatasi masalah ini, kebanyakan sistem FM menggunakan teknik yang dikenal sebagai pra-penekanan yang membantu mengimbangi masalah kebisingan frekuensi yang tinggi. Pada transmitter, meskipun sinyal modulasi dilewatkan melalui jaringan sederhana untuk menguatkan komponen frekuensi tinggi. Bentuk paling sederhana seperti sirkuit filter high-pass sederhana dari jenis yang ditunjukkan pada Gambar. 4-9 (a). Spesifikasi mendektifikasi t waktu yang konstan dari 75 mikrodetik (mikrodetik) dimana t = R1C. Setiap kombinasi resistor dan kapasitor (atau resistor dan induktor) memberikan waktu konstan secara tepat. Seperti pada rangkaian frekuensi cutoff dari 2.122 Hz fco akan ditingkatkan secara linear. Amplitudo keluaran meningkat dengan frekuensi pada tingkat 6 dB per oktaf. Kurva pra-penekanan ditunjukkan pada Gambar. 4-9 (b). Sirkuit pra-penekanan ini meningkatkan kandungan energi yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal sehingga mereka akan cenderung menjadi lebih kuat daripada kebisingan komponenfrekuensi tinggi.

Hal

ini

meningkatkan

rasio

signal-to-noise

dan

meningkatkan.penjelasan.dan.fideliti. Rangkaian pra-penekanan juga memiliki frekuensi atas fu di mana peningkatan sinyal mendatar. Lihat Gambar. 4-9 (b). Frekuensi atas dihitung dengan ekspresi

Hal ini biasanya ditetapkan di beberapa nilai yang sangat tinggi di luar jangkauan audio. Karakteristik Sebuah fu lebih besar dari 30 KHz. Untuk mengembalikan respons frekuensi ke tingkat normal, rangkaian prapenekanan harus digunakan pada penerima. Ini adalah filter low-pass sederhana dengan waktu konstan 75 mikrodetik. Lihat Gambar 4-9 (c). fitur cutoff dari 2.122 Hz dan menyebabkan sinyal di atas frekuensi ini menjadi dilemahkan pada tingkat 6 dB per oktaf. Kurva respon ditunjukkan pada Gambar. 4-9 (d). Akibatnya, pra-penekanan pada pemancar adalah persis diimbangi dengan sirkuit de-penekanan pada penerima, memberikan respon frekuensi normal. Efek gabungan dari pra-penekanan dan depenekanan adalah untuk meningkatkan komponen-komponen frekuensi tinggi selama transmisi sehingga mereka akan menjadi lebih kuat dan tidak ditutupi oleh kebisingan. Sebuah keunggulan ketiga dari FM dibandingkan AM adalah dalam efisiensi transmisinya . Ingatlah bahwa AM dapat diproduksi oleh kedua teknik modulasi tingkat rendah dan tingkat tinggi. Yang paling efektif adalah tingkat tinggi, modulasi dimana penguat kelas C digunakan sebagai tahap akhir dan daya RF dimodulasi oleh penguat modulasi daya tinggi. Pemancar AM harus menghasilkan RF yang sangat tinggi dan kekuatan sinyal modulasi. Selain itu, dengan harga yang sangat tinggi daya tingkat yang besar akan membuat penguat modulasi tidak praktis. Dalam kondisi seperti itu, tingkat rendah modulasi harus digunakan. Sinyal AM dihasilkan pada tingkat yang lebih rendah dan kemudian diperkuat dengan amplifier linier untuk menghasilkan sinyal RF akhir. Karena amplifier linier mengoperasikan kelas A atau kelas B, maka jauh lebih efisien dibandingkan dengan penguat kelas C. Namun, penguat linier harus digunakan jika informasi.AM.tetap.dipertahankan. Sinyal FM sebagai amplitudo konstan, dan, oleh karena itu, tidak perlu menggunakan amplifier linear untuk meningkatkan tingkat daya. Bahkan, sinyal FM selalu dihasilkan pada tingkat yang lebih rendah dan kemudian diperkuat oleh serangkaian amplifier kelas C untuk meningkatkan kekuatan mereka. Hasilnya adalah penggunaan yang lebih besar dari daya yang tersedia karena penguat kelas C jauh lebih efisien. Lihat lagi ke Gambar.4-8. Meskipun keuntungan dari FM umumnya lebih besar daripada kelemahannya, namun kelemahan itulah yang akan membuat FM beresiko dalam beberapa aplikasi. Mungkin kelemahan terbesar FM adalah hanya

menggunakan spektrum ruang terlalu banyak. Bandwidth dari sinyal FM jauh lebih luas daripada sinyal AM transmisi serupa. Meskipun indeks modulasi tetap rendah untuk meminimalkan bandwidth yang digunakan, namun bandwidth biasanya lebih besar dari sinyal AM. Selanjutnya pengurangan indeks modulasi juga dapat mengurangi kekebalan kebisingan dari sinyal FM. Dalam komersial dua arah sistem radio FM, deviasi maksimum yang diizinkan adalah 5 KHz dengan frekuensi modulasi maksimum 3 KHz. Ini menghasilkan rasio penyimpangan 5/3 = 1,67. Hal ini biasanya disebut sebagai FM narrowband (NBFM). Sejak FM menempati bandwidth yang begitu banyak, biasanya hanya digunakan pada frekuensi yang sangat tinggi. Bahkan, jarang digunakan dalam komunikasi dibawah frekuensi 30 MHz. Kebanyakan komunikasi FM bekerjaan pada frekuensi VHF, UHF dan microwave. Hanya saja dalam bagian dari spektrum di mana bandwidth yang memadai tersedia untuk sinyal FM dan di mana garis jangkauan transmisi digunakan secara umum. Hal Ini berarti bahwa jangkauan komunikasinya terbatas. Kerugian utama lainnya dari FM adalah bahwa sirkuit yang digunakan untuk modulasi dan demodulasi biasanya jauh lebih kompleks daripada AM. Biasanya sirkuit lebih komplek akan lebih sulit untuk merancang dan menyesuaikan daripada rangkaian sederhana untuk modulasi amplitudo dan demodulasi. Hal ini juga membuat biaya sirkuit FM lebih tinggi dari rangkaian AM. Kerugian ini biasanya diimbangi dengan peningkatan biaya dan kompleksitas.

BAB 5 RANGKAIAN FREKUENSI MODULASI

5.1 frekuensi modulator konsep dasar FM adalah untuk merubah frekuensi pembawa sesuai dengan sinyal modulasi. pembawa yang dihasilkan oleh salah satuLC atau sirkuit osilator kristal. objek kemudian adalah untuk menemukan cara untuk mengubah frekuensi osilasi. dalam osilator LC, frekuensi pembawa ditetapkan oleh nilai-nilai induktansi dan kapasitansi dalam rangkaian disetel.frekuensi carrier, oleh karena itu, dapat diubah dengan memvariasikan baik induktansi ini atau kapasitansi. idenya adalah untuk menemukan rangkaian atau komponen yang mengubah tegangan modulasi menjadi perubahan yang sesuai pada kapasitansi atau induktansi. saat pembawa dihasilkan oleh osilator kristal, frekuensi ditetapkan oleh kristal. Namun, perlu diingat bahwa rangkaian setara kristal merupakan rangkaian LCR dengan kedua seri dan poin resonansi paralel. dengan menghubungkan sebuah kapasitor eksternal untuk kristal, variasi kecil dalam frekuensi operasi dapat obetained. lagi tujuannya adalah untuk menemukan rangkaian atau komponen yang kapasitansi akan berubah dalam menanggapi sinyal modulasi. komponen yang paling sering digunakan dalam aplikasi ini adalah varactor atau tegangan-variabel kapasitor (VVC). juga dikenal sebagai dioda kapasitansi variabel atau varicap, komponen ini pada dasarnya adalah sebuah persimpangan semikonduktor dioda yang dioperasikan dalam mode bias cadangan. lihat gambar 5-1 pada halaman berikutnya. ketika dioda junction terbentuk, P-dan Nsemikonduktor tipe yang bergabung untuk membentuk persimpangan. beberapa elektron dalam materi melayang N-type lebih dalam ke materi P-jenis dan menetralisir lubang di sana. sehingga wilayah tipis di mana ada tidak ada operator gratis, lubang, atau elektron terbentuk. ini disebut daerah penipisan. itu bertindak seperti isolator tipis yang mencegah arus mengalir melalui perangkat. lihat gambar 5-1 (a). jika Anda menerapkan bias maju pada dioda, akan melakukan. kekuatan potensial eksternal lubang dan elektron menuju persimpangan di mana mereka menggabungkan dan

menyebabkan arus kontinu dalam dioda maupun eksternal. lapisan deplesi hanya menghilang. lihat gambar 5-1 (b). jika bias cadangan eksternal diterapkan dioda seperti pada gambar 5-1 (c), tidak ada arus akan mengalir. bias sebenarnya meningkatkan lebar lapisan deplesi. lebar ini modus deplesi tergantung pada jumlah bias terbalik. semakin tinggi bias terbalik, luas lapisan deplesi dan semakin sedikit kesempatan untuk aliran arus. dioda junction terbalik bias tampaknya menjadi kapasitor kecil. bahan-P dan N-type bertindak sebagai dua piring kapasitor, sedangkan daerah penipisan bertindak sebagai lebar dielectric.the dari lapisan deplesi determinies lebar dielektrik, dan, karena itu, jumlah kapasitansi. jika reverse bias tinggi, daerah penipisan akan lebar dan dielektrik akan menyebabkan pelat kapasitor secara luas spasi, menghasilkan nilai yang rendah dari kapasitansi. penurunan jumlah bias reverse mempersempit daerah penipisan, dan, karena itu, piring dari kapasitor akan efektif lebih dekat bersama-sama dan menghasilkan kapasitansi yang lebih tinggi. semua dioda junction pameran ini karakteristik kapasitansi variabel sebagai bias reverse berubah. Namun, varactors atau VVCs telah dirancang untuk mengoptimalkan ini karakteristik khusus. dioda tersebut dibuat sehingga variasi kapasitansi adalah sebagai lebar dan linear mungkin. Kapasitor variabel tegangan dibuat dengan berbagai nilai kapasitansi. Sebagian besar unit memiliki kapasitansi nominal dalam kisaran 1 sampai 200 pF. Rentang variasi kapasitansi dapat setinggi 12 ke 1. Gambar menunjukkan 5-2 kurva untuk dioda yang khas. Sebuah kapasitansi maksimum 80 pF diperoleh pada 1 V. Dengan 60 V diterapkan, kapasitansi turun menjadi 20 Pf, kisaran 4 sampai 1. Rentang operasi biasanya terbatas pada bagian tengah kurva linear. Gambar 5-3 menunjukkan konsep dasar dari sebuah modulator frekuensi varactor. The L1 dan C1 merupakan sirkuit tuned dari osilator pembawa. Varactor dioda D1 adalah conected secara seri dengan kapasitor C2 seluruh rangkaian disetel. Nilai C2 dibuat sangat besar pada frekuensi operasi sehingga reaktansi sangat rendah. Akibatnya, ketika C2 dihubungkan secara seri dengan kapasitansi yang lebih rendah dari D1, efek seolah-olah D1 terhubung derectly seluruh rangkaian disetel. Kapasitansi total rangkaian efektif maka adalah

kapasitansi dari D1 secara paralel dengan C1. Ini akan memperbaiki frekuensi pembawa pusat. Kapasitansi D1, tentu saja, dikendalikan oleh dua faktor: bias dc tetap dan sinyal modulasi. Dalam gambar 5-3, bias pada D1 diatur oleh pembagi tegangan yang terdiri dari R1 dan R2. Biasanya baik R1 atau R2 dibuat variabel sehingga frekuensi pembawa pusat dapat disesuaikan pada kisaran sempit. Sinyal modulasi diterapkan melalui C3 dan RFC. C3 adalah kapasitor memblokir yang membuat bias dc keluar dari sirkuit sinyal modulasi. RFC adalah frekuensi radio yang tercekik reaktansi yang tinggi pada frekuensi pembawa untuk mencegah sinyal pembawa dari masuk ke sirkuit sinyal modulasi. Sinyal modulasi yang berasal dari mikrofon diperkuat dan diterapkan pada modulator. Sebagai sinyal modulasi bervariasi, itu menambah dan substracts dari tegangan bias tetap. Dengan demikian tegangan efektif diterapkan pada D1 menyebabkan kapasitansi bervariasi. Hal ini, pada gilirannya, menghasilkan deviasi frekuensi pembawa yang diinginkan. Sebuah sinyal akan positif pada titik A menambah bias terbalik, penurunan kapasitansi dan meningkatkan frekuensi pembawa. Sebuah negatif akan sinyal pada A substracts dari bias, meningkatkan kapasitansi dan mengurangi frekuensi pembawa. Masalah utama dengan sirkuit dalam gambar 5-3 adalah bahwa sebagian besar LC osilator hanya tidak cukup stabil untuk memberikan sinyal pembawa. Meskipun kualitas komponen dan keunggulan desain, frekuensi osilator LC akan bervariasi karena perubahan suhu, variasi sirkuit tegangan, dan faktor-faktor lainnya. Seperti dalam stabilitas tidak dapat ditoleransi di paling modern sistem komunikasi elektronik. Akibatnya, osilator kristal biasanya digunakan untuk mengatur frekuensi pembawa. Osilator Crystas tidak hanya memberikan frekuensi pembawa yang sangat akurat, tetapi juga stabilitas frekuensi mereka lebih unggul pada rentang temperatur yang luas. Hal ini dimungkinkan untuk bervariasi frekuensi osilator kristal dengan mengubah nilai kapasitansi dalam seri atau paralel dengan kristal. Gambar 5-4 pada halaman berikutnya menunjukkan osilator kristal yang khas. Ketika nilai kecil kapasitansi dihubungkan secara seri dengan kristal, frekuensi kristal dapat "ditarik" sedikit dari frekuensi resonan alami. Dengan membuat kapasitor seri dioda varactor, frekuensi modulasi dari osilator kristal dapat dicapai. Sinyal modulasi diterapkan pada varactor dioda D1 yang mengubah frekuensi osilator.

Yang penting untuk dicatat tentang osilator kristal FM adalah bahwa hanya deviasi frekuensi sangat kecil adalah mungkin. Deviasi yang lebih besar bisa kita dapatkan dengan osilator LC. Jarang bisa frekuensi osilator kristal akan berubah lebih dari beberapa ratus hertz dari nilai nominal kristal. Deviasi yang dihasilkan mungkin kurang dari jumlah deviasi yang diinginkan. Untuk mencapai pergeseran frekuensi total 75 kHz seperti dalam siaran FM komersial, teknik lain harus digunakan. Dalam dua cara (narrowband) FM sistem komunikasi, penyimpangan sempit dapat diterima. Meskipun penyimpangan hanya beberapa ratus siklus dimungkinkan pada frekuensi osilator kristal, deviasi total dapat ditingkatkan dengan menggunakan sirkuit frekuensi multiplier setelah osilator pembawa. Ketika sinyal FM diterapkan pada frekuensi multiplier, baik frekuensi operasi dan jumlah penyimpangan meningkat. Pengganda frekuensi yang khas dapat meningkatkan basis (osilator) frekuensi sebesar 24 sampai 32 kali. Misalnya menganggap bahwa frekuensi output yang diinginkan dari pemancar FM adalah 168 MHz dan carrier yang dihasilkan oleh 7-MHz osilator kristal. Ini diikuti dengan sirkuit pengali frekuensi yang meningkatkan frekuensi dengan faktor 24 (= 168 MHz 7Mhzx24). Asumsikan lebih lanjut bahwa deviasi maksimum frekuensi yang diinginkan adalah 5 kHz. Modulasi frekuensi dari osilator kristal hanya dapat menghasilkan penyimpangan maksimum 200 Hz. Bila dikalikan dengan faktor 24 di sirkuit frekuensi multiplier, penyimpangan ini, tentu saja, meningkat menjadi 200 x 24 = 4800 Hz, atau 4,8 kHz. Frekuensi sirkuit multiplier akan dibahas secara lebih rinci dalam bab tentang pemancar. Cara lain untuk menghasilkan modulasi frekuensi langsung adalah dengan menggunakan modulasi reaktansi. Sirkuit ini uuses penguat transistor untuk actlike baik kapasitor variabel atau induktor. Ketika sirkuit yang terhubung di sirkuit tuned osilator, frekuensi osilator dapat divariasikan dengan menggunakan sinyal modulasi ke amplifier. Sebuah modulator reaktansi diilustrasikan pada Gambar 5-5. Hal ini pada dasarnya kelas emitor standar umum penguat A. Resistor R1 dan R2 membentuk pembagi tegangan untuk bias transistor ke dalam daerah linier. R3 adalah bias emitor resistor yang dilewati dengan kapasitor C3. Alih-alih sebuah resistor kolektor, frekuensi radio choke (RFC2) digunakan untuk memberikan beban impedansi tinggi pada frekuensi operasi.

Sekarang, perhatikan bahwa kolektor transistor dihubungkan ke bagian atas sirkuit tuned di osilator. Capasitor C4 memiliki impedansi yang sangat rendah pada frekuensi osilator. Tujuan utamanya adalah untuk menjaga arus searah dari kolektor Q1 dari yang korsleting ke tanah melalui kumparan osilator L0. Seperti yang Anda lihat, rangkaian modulator reaktansi terhubung langsung melintasi sirkuit tuned paralel yang menentukan frekuensi osilator. Sinyal osilator dari Vo rangkaian disetel terhubung kembali ke fase RC - pergeseran sirkuit terdiri dari Cs dan Rs. capasitor C2 secara seri dengan Rs memiliki impedansi yang sangat rendah pada frekuensi operasi, sehingga tidak mempengaruhi pergeseran fasa. Namun, itu tidak mencegah Rs dari mengganggu dc Q1 biason. nilai Cs yang dipilih sehingga reaktansi tersebut pada frekuensi osilator adalah sekitar 10 kali atau lebih nilai Rs. jika reaktansi jauh lebih besar dari resistensi, sirkuit akan muncul didominasi capasitive, sehingga arus melalui capasitor n Rs akan memimpin tegangan diterapkan oleh sekitar 90 ®. Ini berarti bahwa tegangan Rs yang diterapkan ke dasar Q1 memimpin tegangan dari osilator. Karena kolektor saat ini dalam fase dengan arus basis, yang pada gilirannya adalah fase dengan tegangan basis, arus kolektor di Q1 memimpin tegangan osilator V0 sebesar 90 ®. Tentu saja, setiap sirkuit yang saat ini memimpin tegangan diterapkan oleh 90 ® terlihat capasitive dengan tegangan sumber. Ini berarti bahwa modulator reaktansi tampak seperti capasitor ke osillator - sirkuit tuned. Sinyal modulasi diterapkan pada rangkaian modulator melalui C1 dan RFC1. RFC membantu menjaga sinyal RF dari osillator keluar dari sirkuit audio dari mana sinyal modulasi biasanya datang. Sinyal modulasi audio akan bervariasi tegangan basis dan arus dari Q1 sesuai dengan kecerdasan yang akan dikirim. Arus kolektor juga akan bervariasi secara proporsional. Sebagai amplitudo arus kolektor bervariasi, tetapi fase - pergeseran sudut perubahan sehubungan dengan tegangan osillator, yang ditafsirkan oleh osillator sebagai perubahan kapasitansi. Jadi, sebagai perubahan sinyal modulasi, dan kapasitansi efektif sirkuit bervariasi dan frequensy osilator bervariasi sesuai. Peningkatan kapasitansi menurunkan frekuensi, sedangkan kapasitansi rendah meningkatkan frekuensi. Rangkaian menghasilkan modulasi frekuensi langsung. Jika Anda membalik posisi Rs dan Cs di sirkuit dari Gambar. 5 - 5, arus dalam fase shifter masih akan memimpin tegangan osillator sebesar 90 ®. Namun, tegangan dari accros

dengan capasitor yang kini diterapkan pada basis transistor. Tegangan ini tertinggal tegangan osillator sebesar 90 ®. Eith pengaturan ini, tindakan modulator reaktansi seperti induktor. Perubahan induktansi setara sebagai sinyal modulasi diterapkan. Sekali lagi, frekuensi osillator bervariasi sebanding dengan amplitudo dari sinyal intelijen. Modulator reaktansi adalah salah satu sirkuit FM terbaik karena dapat menghasilkan deviasi frekuensi pada rentang frekuensi yang luas. Hal ini juga sangat linear, thats adalah, distorsi minimal. Rangkaian ini juga dapat diimplementasikan dengan lapangan - efek Transistor (FET) di tempat bipolar NPN ditunjukkan pada Gambar 5 -5. Oscillators yang frekuensi dikendalikan oleh tegangan input eksternal umumnya disebut sebagai tegangan - dikontrol osilator (VCOs). Sebuah tegangan - osilator kristal dikendalikan umumnya disebut sebagai suatu VOX. Meskipun VOC digunakan terutama untuk FM, ada aplikasi lain di mana beberapa bentuk tegangan - ke - konversi frekuensi diperlukan. Dalam tinggi - frekuensi komunikasi sirkuit, VOC yang biasanya diimplementasikan dengan diskrit - transistor komponen dan sirkuit varactor dioda. Namun, ther adalah berbagai jenis rendah - VCOs frekuensi penggunaan comon. Ini termasuk VCOs IC multivibrator menggunakan RC - tipe osilator yang frekuensi dapat dikontrol melalui berbagai oleh ac atau tegangan dcinput. Ini VCOs biasanya memiliki berbagai operasi kurang dari 1 Hz sampai sekitar 1 MHz. Outputnya adalah baik gelombang persegi atau segitiga daripada gelombang sinus. Sebuah IC VCO khas ditunjukkan pada Gambar. 5 - 6 (a) pada halaman berikutnya. Ini adalah blok diagram umum NE lumayan tenar 566. Eksternal resistor R1 di pin 6 set nilai arus yang dihasilkan oleh sumber arus internal. Sumber arus linear pengisian dan pengosongan kapasitor eksternal C1 di pin 7. Sebuah Vc tegangan eksternal diterapkan pada pin 5 juga dapat digunakan untuk beragam jumlah arus yang dihasilkan oleh sumber arus. Rangkaian pemicu Schmitt adalah detektor tingkat yang aktif saat biaya capasitor atau pembuangan ke tingkat tegangan tertentu. Pemicu Schmitt mengontrol sumber arus dengan beralih sumber arus antara pengisian dan pemakaian. Sebuah gigi gergaji kapal tegangan dikembangkan di seluruh kapasitor oleh source.this saat ini buffer dan tersedia di pin 4. Output pemicu Schmitt adalah squarewave pada frekuensi yang sama tersedia di pin 3. Jika output gelombang sinus yang diinginkan, biasanya gelombang segitiga disaring dengan sirkuit tuned resonansi dengan frekuensi carrier yang diinginkan.

Sebuah sirkuit FM lengkap ditunjukkan pada Gambar. 5 - 6 (b). Sumber arus bias dengan pembagi tegangan terdiri dari R2 dan R3. sinyal modulasi diterapkan melalui C2 ke pembagi tegangan di pin 5. The 0,001 - μF kapasitor antara keramah pin 5 dan 6 digunakan untuk mencegah osillations palsu yang tidak diinginkan. Pembawa frekuensi tengah dari sirkuit diatur oleh nilai-nilai R1 dan C1. Pembawa frekuensi hingga 1 MHz dapat digunakan dengan IC. Output dapat disaring atau digunakan untuk menggerakkan sirkuit lain seperti frekuensi multiplier jika frekuensi yang lebih tinggi dan penyimpangan yang diperlukan. sinyal modulasi dapat bervariasi frekuensi pembawa selama hampir 10: 1 kisaran, membuat penyimpangan yang sangat besar mungkin. Penyimpangan adalah linier terhadap amplitudo masukan atas seluruh rentang.

5.3 FREKUENSI DEMODULATOR

Secara ilmu Ada puluhan sirkuit yang digunakan untuk demodulasi atau mendeteksi sinyal FM dan PM. Salah satu yang terkenal adalah Foster-Seeley diskriminator dan detektor rasio berada di antara demodulasi frekuensi yang paling banyak digunakan pada waktu itu, dengan perkembanga tersebut, sirkuit ini telah diganti dengan yang lebih canggih dengan menggunakan demodulators IC. Tentu saja,hal tersebut masih ditemukan dalam peralatan yang lebih tua. Detektor yang paling banyak digunakan saat ini termasuk diskriminator pulsa-rata-rata dan fase-terkunci bagian loop. Bagian ini kita akan mempelajari pada semua sirkuit banyak menggunakan discriminator. salah satu demodulasi frekuensi terbaik digunakan adalah diskriminator FosterSeeley ditunjukkan dalam gambar 5-11. Sinyal FM diterapkan pada bagian utama RF transformator

T1. Gulungan primer dan sekunder yang bergaung di frekuensi

pembawa(carier) dengan c1 dan C2 . Rangkaian tuned paralel dalam utama T1 terhubung dalam kolektor dari Q1 penguat limiter yang menghilangkan variasi amplitudo dari sinyal FM. Sinyal melintasi rangkaian utama T1 juga melewati kapasitor C3 dan muncul langsung di RFC. Tegangan yang muncul di RFC adalah persis sama dengan yang muncul di gulungan primer hanya karena C3 dan C5 adalah sirkuit dasarnya pendek di frekuensi pembawa. Tegangan ini RFC ditunjuk V3.

Arus yang mengalir dalam gulungan primer dari T1 menginduksi tegangan di gulungan sekunder. karena gulungan sekunder adalah pusat-mengetuk, tegangan V1 bagian atas akan 180◦ keluar dari fase dengan tegangan di seluruh V2 bagian bawah. Tegangan diinduksikan ke dalam dan keluar gulungan sekunder 90◦ dari fase tegangan gulungan primer. Ketika kedua gulungan primer dan sekunder dari air core tranformer disetel sirkuit resonansi, hubungan fase antara tegangan primer dan sekunder akan menjadi 90◦. ini berarti bahwa tegangan V1 dan V2 juga akan 90◦ keluar dari fase dengan V3, tegangan RFC. hubungan fase ditunjukkan dalam diagram vektor dalam gambar 5-11. pada gambar

5-11 (a), input adalah frekuensi pembawa tidak termodulasi. Sisa sirkuit

terdiri dari dua rangkaian detektor dioda sama dengan yang digunakan untuk deteksi AM. Tegangan V1-3 diterapkan untuk D1, R1 dan C4 adalah jumlah dari tegangan V1 dan V3. Tegangan V2-3 diterapkan untuk D2, R2 dan C5 adalah jumlah dari tegangan V2 Dan V3. Karena tegangan V1 dan V2 adalah keluar dari fase dengan tegangan V3, jumlah masingmasing V1-3 dan V2-3, adalah jumlah vektor seperti digambarkan dalam gambar 5-11 (a). pada satu siklus, setengah dari tegangan primer, D1 melakukan dan arus mengalir melalui R1 dan mengalami perubahan di C4. pada setengah siklus berikutnya, D2 melakukan dan arus mengalir melalui R2 dan mengalami perubahan di C5. Tegangan di R1 dan R2, yang ditunjuk Va dan Vb, adalah identik karena V1 dan V2 adalah sama. karena kedua tegangan adalah sama tetapi polaritas yang berlawanan, tegangan antara A titik dan tanah adalah nol. Di pusat,

frekuensi pembawa dengan Modulasi tidak

mengeluarkan output modulator karena itu nilainya nol. Pada gulungan sekunder T1 dan kapasitor C2 membentuk rangkaian resonansi seri. Alasannya adalahtegangan induksi ke dalam kedua muncul di seri dengan gulungan. Pada saat resonansi, reaktansi induktif dari gulungan sekunder sama dengan reaktansi kapasitif dari C2. Pada saat itu, arus yang mengalir dalam rangkaian tepatnya di fase dengan tegangan induksi ke sekunder. output berasal dari sebagian gulungan sekunder, karena itu, tegangannya 90◦ keluar dari fase pada arus dalam sirkuit. Perubahan pada frekuensi masukan yang akan terjadi dengan FM, gulungan sekunder tidak akan lagi mengalami resonansi. Sebagai contoh, jika kenaikan frekuensi masukan, reaktansi induktif akan sangat tinggi dari reaktansi kapasitif, membuat sirkuit ke induktif. Hal ini menyebabkan hubungan fase antara V1 dan V2 untuk mengubah hubungan dengan V3. Jika input berada di atas frekuensi resonansi, maka V1 akan mendahului V3 dengan sudut fase hubungan kurang dari 90◦. Sejak V1 dan V2 tetap 180◦

keluar dari fase, V2 kemudian akan keluar ke V3 dengan sudut lebih dari 90◦. Perubahan dalam hubungan fase ditunjukkan pada gambar. 5-8 (b). Ketika jumlah vektor baru V1 dan V3 dan V2 dan V1 dihitung, dapat diperoleh bahwa tegangan V1-3 diterapkan untuk D1 lebih besar dari tegangan V2-3 diterapkan untuk D2. Oleh karena itu, tegangan di R1 akan lebih besar dari tegangan R2 dan tegangan output nol akan positif jika dihubungan dengan tanah. jika deviasi frekuensi lebih rendah dari frekuensi pusat, V1 tegangan akan mendahului dengan sudut lebih dari 90◦ sedangkan V2 tegangan akan tertinggal oleh sudut kurang dari 90◦. Hasil Penambahan vektor dari V1 dan V3 dan V2 dan V3 ditunjukkan pada gambar 5-11 (c). Waktu ini, V2-3 lebih besar dari V13. Akibatnya, tegangan di R2 akan lebih besar dari tegangan R1 dan tegangan output bersih akan menjadi negatif. seperti yang Anda lihat, sebagai deviasi frekuensi di atas dan di bawah frekuensi pusat, output pada titik A kenaikan atau penurunan, dan karena itu, sinyal modulasi asli pulih. ini melewati emprasis network terdiri dari R3 dan C6. Output ini kemudian diterapkan pada sebuah penguat atau sirkuit lain yang diperlukan. Angka 5-12 pada halaman berikutnya ditampilkan tegangan output terjadi di titik A dan tanah sehubungan dengan deviasi frekuensi. itu adalah linear rentang Pusat yang menghasilkan reproduksi yang akurat dari sinyal modulasi yang asli. Rangkaian diskriminator sensitif terhadap variasi amplitudo masukan. Kebutuhan input akan menghasilkan sebesar jumlah sinyal pada output, Sedangkan input yang dihasilkan lebih rendah dari output. Variasi ouput akan diinterpretasikan sebagai perubahan frekuensi, dan output akan menjadi hasil produksi yang salah dari sinyal modulasi. Alasannya, semua variasi amplitudo harus dihapus dari sinyal FM sebelum diterapkan pada diskriminator tersebut. Hal ini biasanya dialami oleh rangkain limiter yang akan bahas kemudian. Demodulator lain yang banyak digunakan adalah detektor rasio. Secara fisik sama dengan diskriminator lain tetapi memiliki beberapa perbedaan yang penting seperti yang ditunjukkan pada gambar 5-13. Sinyal FM yang digunakan pada RF pada transformator T1 dengan pusat-tappes sekunder. Sinyal FM juga melewati kapasitor C3 dan diterapkan di seluruh RFC seperti di diskriminator tersebut. Rangkaian menggunakan dua dioda, tetapi perhatikan bahwa arah D2 adalah kebalikan dari yang di diskriminator tersebut. tegangan V1-3 dan V2-3 diterapkan untuk D1 dan D2. Selanjutnya , yang lagi merupakn gabungan dari V1 dan V3 (V1-3) dan V2 dan V3 (V2-3) seperti sebelumnya.

Perbedaan besar dalam detektor rasio adalah penggunaan kapasitor C6 yang terhubung di output sangat besar. Beban resistor R1 dan R2 adalah sama nilainya, dan koneksi umum nya adalah di tanah. Output diambil dari antara titik C dan tanah di sirkuit. Kapasitor C4 dan C5 adalah jembatan dari tegangan input , sedangkan output diambil antara titik C dan D. Dengan tidak ada modulasi pada pembawa, tegangan V1-3 diterapkan pada D1 adalah sama dengan tegangan v2-3 diterapkan untuk D2. Oleh karena itu, Kapasitor C4 dan C5 nialai tegangan sama dengan polaritas yang ditunjukkan. Karena C6 terhubung di dua kapasitor, maka akan berubah sesuai jumlah tegangan mereka. karena C6 adalah kapasitor yang sangat besar, biasanya tantalum atau elektrolit, proses ini memerlukan beberapa siklus sinyal input agar nilai kapasitor penuh. Namun, setelah proses tersebut, hal ini akan menjaga tegangan relative tetap. karena R1 dan R2 adalah sama. Rangkaian brigde nilainya adalah seimbang antara titik C dan D. Hasil akan menunjukkan 0 V karena potensi adalah sama. Asumsikan bahwa pada frekuensi pembawa pusat. Nilai Tegangan turun di C4 dan C5 masing-masing 2 V. ini berarti muatan C6 adalah 4 V. Maka nilai tegangan di R1 dan.R2.masing-masing.2.V.

Jika nilai frekuensi meningkat, hubungan fase dalam rangkaian akan berubah seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk rangkaian diskriminator [gbr. 5-11 (a)].hal ini akan menyebabkan tegangan C4 menjadi lebih besar dibandingkan tegangan di C5. Asumsikan bahwa tegangan C4 adalah 3 V dan nilai tegangan C5 adalah 1 V. tegangan di R1 dan R2 nilai masing-masing tetap sama 2 V karena muatan C6 diabaikan. Brigde tidak seimbang, dan tegangan output akan muncul antara titik C dan D di pada rangkaian. ambil titik B sebagai referensi, tegangan pada titik C adalah +1 V , dan tegangan R2 adalah +2 V. Oleh karena itu, perbedaan tegangan pada C adalah -1 V. Jika frekuensi berkurang, maka hubungan fase akan sesuai dugaan bahwa C5 akan lebih besar daripada nilai pada C4. Jika tegangan di C5 adalah +3 V sehubungan dengan B dan tegangan R2 tetap 2V, maka titik C adalah +1 V. jembatan tidak seimbang, tetapi dalam arah yang berlawanan, dan tegangan output dari polaritas yang berlawanan.

Keuntungan utama dari diskriminator detektor rasio diatas adalah bahwa pada dasarnya tidak sensitif terhadap variasi kebisingan dan amplitudo. Alasan untuk ini adalah nilai Kapasitor C6 yang sangat besar. Karena membutuhkan waktu yang lama kapasitor tersebut mengisi, pulsa kebisingan pendek atau variasi amplitudo kecil yang benar-benar sempurna. Namun, tegangan DC rata-rata di C6 adalah sama dengan amplitudo sinyal rata-rata. Sehingga Tegangan dapat digunakan dalam aplikasi kontrol gain otomatis. Sebuah diagram blok sederhana dari diskriminator pulsa-rata-rata ditunjukkan pada Gambar. 5-14. Sinyal FM diterapkan pada detektor zero-crossing atau gunting / limiter yang mana menghasilkan tingkat tegangan biner berubah setiap kali sinyal FM berpindah dari minus ke plus, atau ditambah menjadi minus. Hasilnya adalah gelombang persegi panjang yang berisi semua variasi frekuensi dari sinyal asli tapi tanpa variasi amplitudo. Gelombang persegi FM kemudian diterapkan pada multivibrator satu-shot. Multivibrator satu-shot atau monostable menghasilkan fixed-amplitudo, fixed-lebar pulsa DC di tepi terkemuka dari setiap siklus FM. Lamanya satu tembakan diatur sehingga kurang dari periode frekuensi tertinggi diharapkan selama deviasi maksimum Pulsa output satu-shot yang kemudian diumpankan ke low-pass filter yang sederhana RC rata-rata yang sangat mempengaruhi pulsa DC untuk memulihkan sinyal modulasi yang asli. Bentuk gelombang untuk diskriminator pulsa-rata-rata ditunjukkan pada Gambar. 5-15 pada halaman berikutnya. Perhatikan bagaimana di frekuensi rendah, satu-shot pulsa secara luas spasi. Pada frekuensi yang lebih tinggi, satu-shot pulsa muncul sangat dekat bersama-sama. Ketika pulsa diterapkan ke filter rata-rata, tegangan output DC berbanding lurus dengan deviasi frekuensi.

Ketika pulsa satu-shot terjadi, kapasitor dalam filter kapasitor dan dalam filter untuk amplitudo pulsa. Ketika pulsa mematikan, debit kapasitor ke beban. Jika konstanta waktu RC tinggi, muatan pada kapasitor tidak akan berkurang banyak. Jika interval waktu pada panjang pulsa. Bagaimanapun, capasitor akan kehilangan sebagian besar nilai dari beban, sehingga output dc rata-rata akan menjadi rendah. Ketika pulsa berubah dengan cepat, kapasitor memiliki sedikit waktu untuk debit antara pulsa, dan oleh karena itu, tegangan rata-rata di atasnya tetap tinggi. Seperti yang Anda lihat, tegangan filter output bervariasi dalam amplitudo dengan deviasi frekuensi. Perhatikan pada Gambar. 5-15

bagaimana tegangan meningkat secara linear seiring dengan meningkatnya frekuensi. Sinyal modulasi asli disebarkan di seluruh output fiter. Komponen filter hati-hati dipilih untuk meminimalkan tegangan yang disebabkan oleh pengisian dan pemakaian dari capasitor sementara pada saat yang sama memberikan respon frekuensi tinggi yang diperlukan

untuk

sinyal

modulasi

yang

asli.

The diskriminator pulsa-averaging adalah demodulator kualitas frekuensi yang sangat tinggi. Sebelum adanya nilai rendah IC, penggunaannya terbatas pada telemetri mahal dan aplikasi kontrol industri. Saat ini, diskriminator pulsa-averaging mudah diimplementasikan dengan rendah-costI Cs, dan oleh karena itu, menemukan produk elektronik. Lain demodulator frekuensi populer adalah detektor quadrature. Aplikasi utamanya adalah dalam audio TV yang sama yang digunakan dalam sistem radio FM. Demodulasi

frekuensi

yang

paling

IC

adalah

dari

jenis

quadrature.

antara dua sinyal. The quadrature merujuk pada pergeseran fasa 90◦ Detektor quadrature menggunakan sirkuit fase-shift untuk menghasilkan pergeseran pada frekuensi pembawa unmodulated.fasa dari 90 Pengaturan fase-shift paling sering digunakan ditunjukkan pada Gambar. 5-16. Sinyal FM diterapkan melalui C1 capasitor sangat kecil ke sirkuit tuned paralel yang di sebarkan ke resonansi di sirkuit pembawa pusat disetel frekuensi. Nilai yang muncul sebagai nilai yang tinggi dari resistansi murni pada resonansi. The kapasitor kecil memiliki reaktansi sangat tinggi dibandingkan dengan impedansi sirkuit disetel mendahului input. Output di seluruh rangkaian kemudian diatur pada frekuensi pembawa sangat dekat dengan fase 90◦. Sekarang, ketika terjadi FM, frekuensi pembawa akan menyimpang di atas dan di bawah frekuensi resonansi dari rangkaian disetel. Hasilnya akan menjadi jumlah yang meningkat atau menurun dari pergeseran fasa antara input.dan.output. Dua sinyal quadrature kemudian diumpankan ke rangkaian detektor fasa. Detektor fasa adalah tidak lebih dari sebuah rangkaian yang outputnya adalah fungsi dari jumlah pergeseran fasa antara dua sinyal masukan. Detektor fase yang paling umum digunakan adalah modulator yang seimbang menggunakan penguat diferensial seperti yang dibahas dalam Bab. 3. Output dari detektor fasa adalah serangkaian pulsa yang lebarnya bervariasi dengan jumlah pergeseran fasa antara dua sinyal. Sinyal-sinyal ini rata-rata dalam filter low-pass

RC

untuk

menciptakan

sinyal

modulasi

yang

asli.

Biasanya sinyal masukan sinusoidal FM ke detektor fasa berada pada tingkat avery tinggi.

Oleh karena itu, mereka akan mendorong diferensial amplifiersin detektor fasa ke cutoff dan saturasi. Transistor diferensial akan bertindak sebagai switch, sehingga output akan sebagai rangkaian pulsa. Tidak ada limiter diperlukan jika sinyal masukan cukup besar. Durasi pulsa output ditentukan oleh detektor fasa hanya sebagai sebuah gerbang yang output hanya ketika dua pulsa input dan tidak aktif jika salah satu atau kedua input tidak aktif. Gambar 5-17 menunjukkan bentuk gelombang khas yang terlibat dalam detektor kuadratur. Apakah tidak ada modulasi, dua sinyal masukan yang persis 90o keluar dari fase dan, oleh karena itu, menyediakan dan lebar pulsa output seperti yang ditunjukkan. Ketika frekuensi meningkat, jumlah menurun pergeseran fasa dan, karena itu, menyebabkan ratarata pulsa output oleh filter RC menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi rata-rata. Ini, tentu saja, sesuai dengan amplitudo yang lebih tinggi diperlukan untuk menghasilkan frequency.pembawa.lebih.tinggi. Ketika frekuensi sinyal FM desreases, ada lebih pergeseran fasa dan, sebagai akibatnya, pulsa output akan sempit. Bila dirata-rata, pulsa sempit akan menghasilkan tegangan rata-rata output yang lebih rendah, sehingga sesuai dengan sinyal modulasi asli rendah. Lain sirkuit terpadu FM denodulator adalah detecto puncak diferensial. Hal ini ditemukan di TV dan produk elektronik konsumen lainnya. Biasanya demodulator hanya satu sirkuit lain ditunjukkan pada gambar. 5-18 (a) pada halaman berikutnya. Rangkaian adalah penguat diferensial ditingkatkan. Transistor Q3 Q4 Dan bentuk penguat diferensial, dan pengikut lainnya areemitter transistor. Transistor Q7 adalah sumber arus. Perhatikan bahwa rangkaian disetel dihubungkan antara basis Q1, dan Q6 L1, C1, dan C2 adalah komponen diskrit yang luar chip. Input FM diterapkan ke dasar Q1. Sebuah masukan

typpical

adalah

4,5-MHz

FM

suara

carrier

dalam

satu

set

TV.

Q1 dan Q6 adalah emitor pengikut yang menyediakan impedansi masukan yang tinggi dan amplifikasi kekuatan untuk menggerakkan dua pengikut emmiter lainnya, Q2 dan Q5, Q2, dan Q5, bersama dengan on-chip kapasitor CA dan biaya CB dan debit sebagai tegangan pada dua input yang sangat . Sebagai contoh, asumsikan bahwa input adalah gelombang sinus caarrier. Ketika input ke Q1 berjalan positif, tegangan pada emitor dari Q2 juga berjalan positif, dan biaya CA dengan nilai AC puncak yang muncul di sirkuit disetel. Ketika puncak gelombang sinus adalah masa lalu, penurunan tegangan

ke nol dan kemudian membalikkan polaritas negatif untuk setengah siklus dari gelombang sinus. Sebagai tetes tegangan, kapasitor Ca mempertahankan nilai puncak positif sebagai biaya. Impedansi masukan untuk Q3 relatif tinggi sehingga tidak signifikan debit CA. CA hanya bertindak sebagai sel penyimpanan sementara untuk tegangan puncak siklus itu.