Receiver FM

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Edwin H. Armstrong, yang dikenal sebagai salah satu pendiri dari teknologi

radio, menemukan superheterodyne radio receiver pada tahun 1918 dan modulasi

frekuensi (FM) pada tahun 1933. Kedua konsep ini, bersama dengan teknik

sirkuit regeneratifnya dikembangkan pada tahun 1912, membentuk dasar elektronik

frekuensi radio seperti yang kita kenal sekarang. Di Amerika Serikat, stasiun radio

FM disiarkan antara frekuensi radio dari 88 MHz ke 108 MHz dengan bandwidth

saluran 200 kHz. Radio FM pertama kali digunakan dalam mono pada tahun 1940,

dan pada tahun 1960, stereo FM diperkenalkan.

Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan

harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan

pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi

industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih

baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc

dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan industri peralatan

dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara

keseluruhan.

Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal

dengan cara modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik).

Gelombang ini melintas dan merambat lewat udaradan bisa juga merambat lewat

ruang angkasa yang hampa udara, karena gelombang ini tidak memerlukan medium

pengangkut (seperti molekul udara). Menurut Peraturan Pemerintah No : 55 tahun

1977 , Radio Siaran adalah pemancar radio yang langsung ditujukan kepada umum

dalam bentuk suara dan mempergunakan gelombang radio sebagai media.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 FREQUENCY MODULATION

Sesuai dengan namanya, maka parameter sinyal carrier yang dipengaruhi oleh

sinyal pemodulasi adalah, frekuensi. Sehingga selama proses modulasi, frekuensi

sinyal carrier tersebut berubah di sekitar frekuensinya dalam keadaan tanpa

modulasi, fO, yang dikenal sebagai deviasi frekuensi. Perubahan frekuensi ini atau

deviasi ini juga terpancar melalui antena ketika diudarakan. FM biasanya digunakan

untuk radio broadcasting, public-safety radio (polisi dan pemadam), marine radio,

amateur (ham) radio, and general mobile radio service (walkie-talkie). FM juga

terkadang digunakan pada sistem radar. Secara umum, iliustrasi sinyal informasi yang

dimodulasi dengan FM adalah seperti gambar berikut :

Gambar 2.1 Contoh modulasi frekuensi. Gambar atas (hijau) menunjukkan sinyal ygbermodulasi dengan carrier. Gambar bawah (biru) menunjukkan sinyal yg telah

termodulasi FM.

Bandwidth of FM Carrier

Adalah hal yang penting untuk memperkirakan nilai bandwidth carrier dengan

FM. Bandwidth ini secara umum bergantung pada 2 hal yaitu ; bandwidth dari sinyal

informasi (W) yang dikirim dan deviasi frekuensi (∆f) . salah satu cara

menentukannya adalah dengan Carson’s rule:

Bandwidth dari carrier FM = 2 (∆f + W)

2.2 RADIO RECEIVER

Radio receiver is merupakan perangkat elektronik yang berfungsi menangkap

sinyal yang diinginkan, mampu menolak noise dan men-demodulasi sinyal carrier

agar bisa mendapatkan kembali sinyal informasi yang utuh.

Gambar 2.2 Ilustrasi operasi radio receiver

Dalam mendesain sebuah receiver, ada beberapa hal yang harus diperhatikan,

bagaimana pun juga hal itu memiliki syarat rasio dari SNR tergantung pada desain

sistem tetapi umumnya berada pada 36-44 dB. Kriteria lain yang harus diperhatikan

adalah :

Radio Receiver harus cost effective (murah, tetapi punya kinerja operasionalyang baik)

Syarat - syarat:

Bisa beroperasi terhadap aplikasi tertentu (Sinyal FM dan AM)

Dapat di-tuning dan memperkuat frekuensi stasiun yg diinginkan

Mampu menyaring semua stasiun lain

Demodulator harus mampu bekerja terhadap semua frekuensi stasiunradio.

2.3 KLASIFIKASI RADIO RECEIVER

Berdasarkan Aplikasinya :

A. Receiver AM – Mampu menagkap siaran jenis suara dan music dari

transmitter AM yang beropersai pada long wave, medium wave atau short wave

bands.

B. Receiver FM –Jika ada pertanyaan “mengapa sinyal CW atau SSB tidak bisa

ditangkap dengan receiver FM?” jawabnya adalah karena metode deteksi yang

digunakan adalah berbeda untuk berbagai jenis sinyal yang terproses dengan

modulasi tertentu. Oleh karena transmitter FM menghasilkan sinyal FM yang

frekuensinya berubah – ubah terhadap carrier selama proses modulasi, maka itu

berarti dibutuhkan detector khusus (receiver FM) untuk menangkap serta mengubah

kembali sinyal tersebut ke dalam bentuk daya frekuensi audio yang dapat dimengerti.

FM receiver menangkap siaran program dari FM transmitters yang beroperasi di VHF

(30 – 30MHz) atau UHF (300 Mhz – 3 Ghz).

Blok Diagram Penerima FM

a. Blok Diagram Penerima FM Mono

Gambar 2.3 Blok diagram penerima FM mono

b. Blok Diagram Penerima FM stereo

Gambar 2.4 Blok diagram Penerima FM stereo

Fungsi Masing-masing Blok :

a. Antena : berfungsi menangkap sinyal-sinyal bermodulasi yang bersal dari antenapemancar.

b. Penguat RF : berfungsi unutk menguatkan sinyal yang ditangkap oleh antenasebelum diteruskan ke blok Mixer (pencampur).

c. OSC (Osilator Lokal) : berfungsi unutk mebangkitkan getaran frekuensi yanglebih tinggi dari frekuensi sinyal keluaran RF. Dimana hasilnya akanditeruskan ke blok Mixer.

d. Mixer (pencampur) : Berperan untuk mencampurkan kedua frekuensi yangberasal dari RF Amplifier dan Osilator Lokal. Hasil dari olahan mixeradalah Intermediate Frequency (IF) dengan besar 10,7 MHz.

e. Penguat IF : digunakan untuk menguatkan Frekuensi Intermediet (IF) sebelumditeruskan ke blok limiter.

f. Limiter (pembatas) : berfungsi unutk meredam amplitudo gelombang yang sudahtermodulasi (sinyal yang dikirim pemancar) agar terbentuk sinyal FMmurni (beramplitudo rata).

g. Detektor FM : digunakan untuk mendeteksi perubahan frekuensi bermodulasi,menjadi sinyal informasi (Audio).

h. De-emphasis : berfungsi untuk menekan frekuensi audio yang besarnyaberlebihan (tinggi) yang dikirim oleh pemancar.

i. AFC (Automatic Frequency Control / Pengendali Frekuensi Otomatis) : berfungsiunutk mengatur frekuensi osilator local secara otomatis agar tetapstabil.

j. Dekoder Stereo : digunakan unutk memproses sinyal Stereo, sehingga hasilnyaditeruskan pada 2 buah penguat AF (FM Stereo).

k. Penguat Audio : digunakan untuk menyearahkan getaran/ sinyal AF sertameningkatkan level sinyal audio dan kemudian diteruskan penguatAF ke suatu pengeras suara.

e. Speaker (pengeras suara) digunakan untuk mengubah sinyal atau getaran listrikberfrekuensi AF menjadi getaran suara yang dapat didengar olehtelinga manusia.

Di samping itu, keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara,bandwidth (lebar pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkandengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya :

1. Lebih tahan noise - Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara88 – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguanbaik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan.

2.Bandwith yang Lebih Lebar - Saluran siar FM standar menduduki lebih darisepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan olehstruktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi)sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar. saja.

3. Transmisi Stereo - Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untukmenyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombangpembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis.

4. Hak komunikasi Tambahan - Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM jugamemungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan, sering disebutSubsidiary Communication Authorization (SCA).

Berdasarkan Aspek Fundamental :

A. Tuned Radio Frequency (TRF) Receiver – Adalah jenis receiver yang terdiri

dari RF amplifiers and detectors, tidak memiliki metode frequency conversion, sulit

untuk memperoleh gain RF amplifier yang tinggi sehingga tidak banyak digunakan.

Gambar 2.5 Blok diagram dan desain rangkaian TRF

TRF receiver mencakup 1. Tahap awal pengolahan RF, 2. Tahap pendeteksian

sinyal, dan 3. Tahap pengolahan audio. Sebagai catatan, akan diperlukan 2 atau 3 RF

amplifier untuk memfilter dan menguatkan sinya agar nantinya bisa dideteksi di

tahapan ke 2.

B. Super Hetrodyne Receiver – Merupakan jenis receiver yang lebih baik

disbanding dengan TRF, sehingga beberapa kekurangan pada receiver TRF dapat

diatasi. Heterodyne sendiri berarti menggabungkan 2 frekuensi di dalam sebuah

perangkat non-linear atau untuk mentrasmisikan satu frekuensike lainya

menggunakan prinsip nolinear mixing.









tahapan ke 2.














tahapan ke 2.






Gambar 2.6 Blok diagram dan desain rangkaian super hetrodyne receiver

Beberapa kekurangan yang teratasi dengan penerima heterodyne :

Stability – dimana frekuensi tinggi telah diturunkan ke IF jadirekatansi kapasiatnsi nya tidakakan berkurang karena berada padafrekuensi lebih tinggi yang mengakibattkan naiknya nilai feedback.

BW yang tetap- dimana IF nya mempunyai range perubahan tertentu.

Selectivity lebih baik- karena tidak ada lagi kanal adjacent yangtertangkap akibat dari adanya variasi BW.

2.4 METODA PENYIARAN

FM-MPX

Dari sekian banyak metoda penyiaran radio stereophonic, seperti sistem AM-

AM, AM-FM, FM-TDM dsb, hanya sistem FM-MPX yang bertahan sampai kini.







FM-MPX









FM-MPX



FM-MPX merupakan singkatan dari Frekwensi Modulasi-Multiplexing. Sedangkan

yang dimaksud dengan kata multiplexing adalah proses penyiaran beberapa informasi

sekaligus melalui fasilitas satu jalur transmisi. Seperti kita ketahui, sistem audio

stereophonic menghasilkan dua sinyal informasi sekaligus untuk diberikan ke speaker

kiri dan speaker kanan, ini merupakan salah satu kesulitan didalam teknik penyiaran,

sebab harus tetap diusahakan,

Pemisahan antara sinyal kiri dan sinyal kanan selama proses transmisi

berlangsung, kedua sinyal tersebut tidak boleh bercampur satu sama lain.

Disamping itu harus pula dipikirkan tentang compability sistem transmisi

stereophonic ini terhadap sistem mono, sebab walau bagaimanapun, penerima

atau receiver mono harus dapat menangkap informasi audio secara lengkap

(meskipun tidak dapat menangkap efek 'stereo'nya). Begitu pula sebaliknya,

siaran dari pe-mancar mono harus dapat ditangkap oleh penerima stereo.

Ternyata FM-MPX memenuhi kedua kriteria diatas, hal ini pula yang

menyebabkannya dapat bertahan dipakai sampai kini.

Penerima Mono

Siaran FM-MPX dapat diterima oleh penerima mono, tanpa terjadi kehilangan informasi

audio. Penerima mono hanya sanggup menangkap sinyal informasi 'kiri ditambah kanan',

karena baseband frekuensinya terbatas sampai 15 kHz. Tetapi meskipun demikian informasi

ini telah lengkap, mengandung unsur sinyal audio bagian kiri dan bagian kanan. Yang kurang

hanyalah efek stereonya saja, karena pada penerima mono, kedua sinyal kiri dan kanan

digabung menjadi satu.

Penerima Stereo

Siaran FM-MPX hanya dapat ditangkap secara optimal oleh penerima stereo FM-MPX saja,

sebab disini semua komponen sinyal dapat di decode untuk dikembalikan menjadi kebentuk

orisinil (stereo). Penerima stereo dapat menangkap sinyal informasi 'kiri ditambah kanan',

sinyal informasi 'kiri dikurang kanan' dan sinyal Pilot 19 kHz. Sinyal informasi 'kiri ditambah

kanan' dan 'kiri dikurang kanan' yang telah dideteksi, kemudian diberikan ke rangkaian

Matrix.

Pada rangkaian Matrix terjadi proses penjumlahan dan pengurangan sebagai berikut. Sinyal

'kiri ditambah kanan' ditambah sinyal 'kiri dikurang kanan' hasilnya adalah sinyal kiri. Selain

itu sinyal 'kiri ditambah kanan' dikurang sinyal 'kiri dikurang kanan' hasilnya adalah sinyal

kanan. Jadi pada output rangkaian matrix diperoleh kembali informasi bentuk semula yaitu

sinyal kiri (suara biola) dan sinyal kanan (suara trumpet), atau dengan kata lain output

terakhir tersebut berbentuk stereo-phonic.

Pada receiver FM-MPX stereophonic biasanya mempunyai detektor 'stereo' yang berupa

lampu/LED, dimana lampu detektor ini hanya menyala jika menerima siaran dari pemancar

stereo dan padam jika menerima siaran mono.

Keuntungan FM-MPX

Keuntungan FM-MPX stereo dibanding dengan sistem lain terutama pada sifat compatible-

nya dan sifat mutu. Pada sistem stereo jenis lain sering kali terbentur ke-pada persoalan

compatible yang tidak baik, dimana penerima mono tidak dapat me-nangkap siaran stereo

seutuhnya dan demikian pula sebaliknya, penerima stereonya tidak dapat menangkap siaran

mono. Soal mutu, FM-MPX sangat baik, apabila instrumen pemancar dalam kondisi baik,

juga penerima dalam kondisi baik, maka suara reproduksi melalui media FM-MPX dapat

'lebih indah dari aslinya', artinya suara reproduksi melalui FM-MPX sanggup menyaingi

suara reproduksi turntable sekalipun. Apalagi jika siaran itu berasal dari siaran musik hidup

(live show), maka kita dapat mendengarkan musik yang begitu membahana di telinga.

BAB III

KESIMPULAN

3.1 KESIMPULAN

1. Konsep utama dasar elektronik frekuensi radio adalah teknik modulasi dan receiver

yang digunakan.

2. Secara keseluruhan Super Heterodyne Receiver lebih baik dari pada TRF karena

mambu mempperbaiki kekurangan dalam hal Stabilitas, variasi frekuensi, dan

bandwidth yang tetap.

3. Dalam beberapa hal, modulasi FM juga menunjukkan bahwa teknik ini punya

kinerja yang lebih baik disbanding AM. Bebrapa faktor diantaranya adalah : lebih

tahan terhadap noise, punya bandwidth yang lebih besar, transmisi stereo, dll.

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kennedy, George; Electronic Communication Systems, McGraw-Hill Co.,Singapore, 1988.

[2] Roddy, Dennis & Coolen,John; Electronic Communications, Prentice-Hall ofIndia Ltd, New Delhi, 1981.[3] Stallings, William; Komunikasi Data & Komputer, Penerbit Salemba Teknika,Jakarta, 2001.[4] DeMaw, Doug; Understanding FM receivers, 1985.[5] E. H. Armstrong Web Site, http://users.erols.com/oldradio/[6] R. E. Ziemer, W. H. Tranter, Principles of Communications, Systems,Modulation, and Noise, Fourth Edition, Wiley, 1995.[7] http://www.elektroindonesia.com (Diunduh tanggal 29 Maret 2014)

Documents

Receiver FM