I. PENDAHULUAN 1.1 Prinsip dasar AM dan FM
Dalam teknik radio kita kenal berbagai macam cara modulasi antara lain modulasi amplitudo yang kita kenal sebagai AM, modulasi frekuensi yang kita kenal sebagai FM dan cara modulasi yang lain adalah modulasi fasa. Radio yang kita gunakan seharihari untuk berbicara dengan rekan-rekan misalnya dengan pesawat HF SSB menggunakan modulasi AM sedangkan pesawat VHF dua meteran umumnya digunakan modulasi FM. Pada modulasi amplitudo (AM) getaran suara kita akan menumpang pada carrier yang berujud perubahan amplitudo dari gelombang pambawa tadi seirama dengan gelombang suara kita.Sedangkan dengan modulasi frekuensi (FM), gelombang suara kita akan menumpang pada gelombang pembawa dan mengubahubah frekuensi gelombang pembawa seirama dengan getaran audio kita.Rasanya bisa juga dikatakan bahwa pada AM, gelombang audio menumpang secara transversal sedangkan pada FM audio kita menumpang secara longitudinal. Transversal ialah getarannya tegak lurus dengan arah perambatan sedang longitudinal ialah getarannya sama dengan arah perambatannya. Perangkat transceiver yang banyak terdapat di pasaran dan yang kita pergunakan sekarang ini menggunakan dua macam modulasi tersebut. Kebanyakan pesawat HF SSB menggunakan modulasi AM dan pesawat-pesawat VHF dan UHF yang ada di pasaran, menggunakan modulasi FM. 1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini ini adalah : 1.
Untuk mengetahui dan menganalisa sinyal pada sisi Penerima AM dan FM
2.
Untuk mengetahui konsep bagan penerima AM dan FM.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah yang diambil oleh penulis hanya menganalisa blok diagram penerima AM dan FM. II. DASAR TEORI
Pesawat pemancar sederhana terdiri atas suatu osilator pembangkit getaran radio dan getaran ini setelah ditumpangi dengan getaran suara kita, dalam teknik radio disebut dimodulir, kemudian oleh antena diubah menjadi gelombang radio dan dipancarkan. Seperti kita ketahui bahwa gelombang suara kita tidak dapat mencapai jarak yang jauh walaupun tenaganya sudah cukup besar, sedangkan gelombang radio dengan tenaga yang relatif kecil dapat mencapai jarak ribuan kilometer. Agar suara kita dapat mencapai jarak yang jauh, maka suara kita ditumpangkan pada gelombang radio hasil dari pembangkit getaran radio, yang disebut gelombang pembawa atau carrier dan gelombang pembawa tadi akan mengantarkan suara kita ke tempat yang jauh.
Di tempat jauh tadi, gelombang radio yang terpancar diterima oleh antena lawan bicara kita. Oleh antenanya, gelombang radio tadi, yang berupa gelombang elektromagnetik diubah menjadi getaran listrik dan masuk ke receiver.
Dalam receiver pesawat lawan bicara kita, getaran carriernya kemudian dibuang dan getaran suara kita ditampung kemudian dimunculkan melalui speaker. Dengan teknik modilasi inilah dimungkinkan suatu getaran audio mencapai jarak jangkau yang jauh. Getaran suara kita masuk ke transmitter melalui mikrophone, output mikrophone tadi seringkali perlu diperkuat terlebih dahulu dengan suatu audio amplifier ialah yang disebut microphone preamplifier agar dapat ditumpangkan pada carrier oleh modulator. Untuk menambah daya pancar suatu transmitter, getaran hasil osilator tadi sebelum dipancarkan diperkuat terlebih dahulu dengan suatu radio frequncy amplifier. Penguatan dapat dilakukan sekali dan bisa juga dilakukan lebih dari satu kali. Pemancar yang tidak diperkuat disebut pemancar satu tingkat dan yang diperkuat satu kali dinamakan dua tingkat dan seterusnya. Pada umumnya untuk mencapai daya pancar 100 Watt diperlukan penguatan 3 kali, penguat pertama disebut predriver, penguat berikutnya disebut driver dan penguat akhir disebut final. III. ISI 3.1 Pemancar AM
Penyaluran informasi dari satu tempat ketempat yang lain dapat d ilakukan dengan berbagai cara. Pemancar bertingkat dengan modulasi AM merupakan salah satu cara untuk menyalurkan informasi dalam teknik perhubungan radio. Pemancar AM merupakan suatu pemancar yang memanfaatkan teknik modulasi analog yaitu Amplitude Modulation (AM), untuk mentransmisikan sinyal informasi.Blok diagram yang umum dari pemancar AM adalah sebagai berikut Sumber pembawa adalah sebuah osilator yang dikemudikan dengan kristal pada frekuensi Gambar 3.1 Blok diagram pemancar AM pembawa atau kelipatan dibawahnya. Besarnya frekuensi keluaran dapat diatur dengan mengubah nilai L dan C. Frekuensi yang dipancarkan diusahakan konstan agar gelombang keluaran yang dihasilkan lebih baik.
Kemudian ini diikuti oleh sebuah penguat buffer yang ditala. Dengan adanya buffer diusahakan agar frekuensi yang dibangkitkan oleh osilator konstan.Sinyal informasi dimasukkan pada rangkaian ini untuk dicampur dengan sinyal pembawa. Pada transmitter terdapat rangkaian modulator yang pada umumnya adalah sebuah penguat kelas C. Penggunaan penguat kelas C ini akan mengakibatkan timbulnya cacat yang tidak diinginkan pada selubung modulasi yang mengandung sinyal informasi.Keluaran dari penguat RF ditransmisikan lewat antena. 3.2 Penerima AM Superheterodyne
Secara umum penerima AM berfungsi untuk menerima sinyal termodulasi AM dan melakukan proses demodulasi terhadap sinyal tersebut. Sinyal tersebut pertama kali diterima oleh antena, dan kemudian dilakukan pemilihan sinyal yang diinginkan dari semua sinyal yang dapat diterima oleh antena. Sinyal yang dipisahkan tersebut kemudian diperkuat sampai pada suatu tingkat yang dapat digunakan. Proses selanjutnya adalah demodu lasi sinyal radio yaitu proses pemisahan sinyal informasi dari sinyal carrier / sinyal pembawa yang dilakukan di demodulator AM a tau detektor AM. Penerima - penerima AM model lama yang dipakai untuk penerimaan sinyal yang dimodulasi amplitudo biasanya menggunakan prinsip frekuensi radio yang ditala atau tuned radio frequency (TRF). Pada penerima ini, sinyal termodulasi yang diterima akan melalui proses penguatan pada sebuah rantai penguat yang masing-masing ditala pada frekuensi yang sama dan kemudian diikuti rangkaian detektor. Penerima semacam ini mempunyai selektivitas sinyal berbatasan yang buruk, terutama bila diharuskan untuk menala pada cakupan - cakupan frekuensi yang lebar. Penerima superheterodyne dikem- bangkan untuk memperbaiki selektivitas saluran berbatasan (adjacent channel selectivity) ini dengan menempatkan bagian terbesar dari selektivitas frekuensi pada tingkat-tingkat frekuensi antara (intermediate frekuensi / IF) setelah konversi frekuensi yang pertama. Adalah jauh lebih mudah untuk mendapatkan selektivitas ini pada intermediate frekuensi, karena rangkaian-rangkaian tinggal tetap-ditala pada IF, dan tidak berubah-ubah meskipun dipilih stasiun-stasiun yang berbeda. Blok diagram dari penerima AM Superheterodyne adalah sebagai berikut :
Prinsip superheterodyne terjadi apabila jika dua buah sinyal sinusoida dengan frekuensi berbeda dicampur, sehingga keduanya mengalikan atau saling menambah dan sinyal keluaran akan mengandung komponen-komponen sinyal pada frekuensi - frekuensi yang
merupakan jumlah, selisih, dan masing-masing dari kedua frekuensi asal tersebut. Juga akan terdapat campuran-campuran harmonisa dari sinyal-sinyal ini, tetapi jika kedua frekuensi dasar dipilih dengan hati-hati, ini tidak akan saling mengganggu (interference). Istilah superheterodyne adalah singkatan dari supersonic heterodyne, yang d apat diartikan sebagai pembangkitan frekuensi-frekuensi campuran di atas batas pendengaran Tingkat pertama dari sebuah penguat RF ditala, yang kegunaan utamanya adalah untuk memperbaiki perbandingan S/N. Tingkat ini juga memberikan sedikit perbaikan dalam selektivitas RF dan penurunan pancaran kembali dari osilator (oscillator re-radiation). Keluaran dari tingkat RF tala diumpankan ke masukan sinyal dari sebuah rangkaian osilator-penyampur dimana terjadi pembangkitan frekuensi-frekuensi campuran (heterodyning). Rangkaian osilator biasanya ditala dengan penalaan kapasitansi, dan ketiga kapasitor tala (tuning capacitor) disatukan (ganged) secara mekanis pada sebuah sumbu dan tombol pengaturan bersama. Osilator dan penyampur dapat merupakan rangkaian-rangkaian terpisah, atau dapat juga dikombinasikan seperti dalam rangkaian penyampur autodyne. Keluaran penyampur (frekuensi selisih untuk konversi ke-bawah dalam penerima) diumpankan ke dua buah penguat tala IF, yang ditala-tetap dan mempunyai cukup selektivitas untuk menolak sinyal-sinyal dari saluran yang berbatasan. Keluaran dari penguat IF dimasukkan ke detektor, dimana sinyal audio dihasilkan kembali, atau d idemodulasi (demodulated). Detektor juga menyediakan sinyal-sinyal untuk pengaturan perolehan otomatis (Automatic Gain Control =AGC). Sinyal AGC dikenakan pada satu atau beberapa dari penguat IF dan RF. Keluaran audio diteruskan melalui sebuah pengatur volume ke penguat audio, yang biasanya terdiri dari satu penguat tegangan tingkat-rendah yang diikuti oleh sebuah penguat daya, dan akhirnya dihubungkan ke sebuah pengeras suara. 3.3 Pemancar FM
Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 - 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh k ali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM. Tujuan dari pemancar FM adalah untuk mengubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:
a.
FM exciter mengubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi
b. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage c. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antenna d. Catu daya (power supply) mengubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem e. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yangdiinginkan f.
RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar
g. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena 3.4 Penerima FM
Penerima FM memiliki konsep yang sama dengan AM untuk mengetahui lebih jelas prinsip dari penerima FM dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.2 Blok diagram Penerima FM
a)
RF amplifier
Gunanya adalah untuk menguatkan signal yang sangat lemah dan untuk memudahkan tuning receiver maka disini digunakan system front end Band Pass Filter serta menaikkan amplitude dari sebuah sinyal RF.
b)
Mixer
Mixer digunakan mengubah masukan sinyal dari satu frekuensi ke frekuensi lainnya sebagai keluaran. Kadang-kadang disebut frequency-converter circuit. local oscillator (L.O.), merupakan voltage-controlled-oscillator (VCO) yang menghasilkan gelombang kontinyu. Keluaran mixer berupa dua buah sinyal meliputi frekuensi LO dan sinyal masukan RF, serta mempunyai dua
keluaran yang diperoleh dari penjumlahan frekuensi tersebut (LO freq + RF freq) dan pengurangan (LO freq - RF freq). c)
Local Oscilator
Local oscilator pada dasarnya adalah RF carrier generator. Kenaikan tegangan gelombang dimasukkan dalam LO. Tegangan tersebut menyebabkan perubahan frekuensi pada LO. Frekuensi oscilator mengubah frekuensi band dari sinyal masukan kemudian mengubahnya menjadi frekuensi IF. Resolusi frekuensi carriernya dapat diatur sampai dengan 1 00 kHz d)
BPF (Band Pass Filter )
Rangkaian elektronis yang meneruskan sinyal dalam batas-batas rentang frekuensi , namun dapat melemahkan sinyal diatas atau dibawah rentang frekensi tersebut tersebut.
e)
IF amplifier
Kekuatan sinyal mengalami pengurangan selama proses mixing maka sinyal perlu dikuatkan kembali oleh IF untuk mengembalikan sensitivitas dari penerima. f)
Limiter
Limiter dapat diartikan sebagi diskriminator frekuensi diterapkan di dalam sistem pengaturan frekuensi otomatik.Limiter adalah suatu rangkaian yang melewatkan sinyal jika daya sesuai dengan spesifikasi daya masukan , berubah ketika attenuasi puncak sinyal yg kuat melebihi daya masukan karena frekuensi hasil dari proses IF ampifier adalah frekuensi tinggi menimbulkan amplitudo yang berubah-ubah untuk menjaga aga amplitudo tetap konstan dibutuhakn rangkain limiter pada penerima AM dan FM. g)
Deteks Slope
Sinyal dari proses limiter di filter dengan menggunakan deteksi slope untuk Mendekatkan kemiringin dari sinyal sesuai denga sinyal asli sehingga diperolaeh sinyal audio yang kemudian dilewatkan ke dalam speaker sehingga kita dapat mendengar indormasi suara. IV. KESIMPULAN 1. Sistem radio AM dan FM sama-sama menggunakan prinsip heterodyne.
2. Beberapa bagian blok diagram penerima AM seperti AGC dapat juga digunakan pada penerima FM.
