VHF-FM

VHF-FM Transceiver Demonstrator

BAB 3. PEMANCAR VHF-FM

3.1. FM Modulator

3.1.1. Tujuan : Menyelidiki cara kerja dari Modulator FM.

3.1.2. Alat-alat yang digunakan :

1) Panel Demonstrator VD-01

2) Osiloskop 150 MHz

3) Kabel BNC to BNC

4) Function Generator

5) Microphone YAESU YM-30

3.1.3. Teori Dasar

A. Pemancar FM

Bagian terpenting dari pemancar FM adalah bagaimana membangkitkan sinyal

FM tersebut. Ada dua metode pembangkitan sinyal FM, yaitu pembangkitan

secara langsung dan pembangkitan secara tak langsung.

A.1. Metode Secara Langsung

Audio Penguat Daya

Klas C Pengali

Frekuensi Osilator Modulator

Reaktansi

Gambar 3. Blok Diagram Metode Secara Langsung

Pada gambar di atas terlihat metode secara langsung menggunakan

modulator reaktansi dimana sinyal audio ataupun sinyal informasi yang berubah-

ubah ditumpangkan langsung pada frekuensi sinyal pembawa. Caranya adalah

dengan mengubah-ubah reaktansi pada modulator sesuai dengan perubahan dari

sinyal audio, osilator pembawa akan mempunyai frekuensi yang berubah-ubah

sebanding dengan perubahan reaktansi dari modulator. Contoh rangkaian

modulator reaktansi :

PRAKTIKUM SISTEM KOMUNIKASI RADIO

28


Gambar 4a) Modulator FM dengan dioda varaktor

Rangkaian Osilator

Amp

Gambar 4b) Modulator FM dengan transistor FET.

Kesulitan dari metode ini adalah pertentangan antara yang diperlukan deviasi

frekuensi yang cukup dengan keharusan mempertahankan kestabilan frekuensi.

A.2. Metode Secara Tak Langsung

Metode ini banyak digunakan pada pemancar radio telepon VHF dan

UHF. Blok diagramnya dapat dilihat seperti gambar berikut ini.


29


Integrator (LPF)

Penguat Audio

Penguat Daya

Pengali Frekuensi

Modulator Fasa

Osilator Kristal

Gambar 5. Blok Diagram Metode Secara Tak Langsung

Pada metode ini digunakan modulator fasa. Untuk memperoleh sinyal FM,

sinyal audio setelah diperkuat harus melewati rangkaian integrator sebelum

dimodulasi oleh modulator fasa (Roody, Dennis and Coolen, John, terjemahan

Idris, Kamal, Komunikasi Elektronik , halaman 343, Penerbit Erlangga, Jakarta).

Panel VD-01 mempunyai blok diagram yang mirip dengan blok diagram

di atas (gambar 5) seperti yang terlihat di bawah ini.

Tx OSC

Tx X-TAL 11,16 MHz

MIC

TP 4 TP 1 TP 3

TP 2

Pengali X12

Modulator Fasa

Gambar 6. Blok Diagram Rangkaian Pengukuran

AMP

AMP AMP

TX-ANT

TP 4

TP 5

DUMMY LOAD

POWER CTRL

DET

BPF

Gambar 7. Blok Diagram Penguat Pemancar FM VD-01


30


Prinsip kerja :

- Sinyal input dari mikropon diperkuat oleh sebuah penguat (amplifier).

Kemudian hasil dari penguatan ini melewati Low Pass Filter (rangkaian

integrator) diumpankan ke rangkaian modulator.

- Osilator kristal menghasilkan sinyal pembawa dasar sebesar 11,166 MHz

(1/12 dari frekuensi pembawa yang dikehendaki). Seperti pada umumnya

sebelum sinyal yang berasal dari suatu osilator diinjeksikan pada modulator

diperlukan sebuah buffer untuk mencegah efek pembebanan akibat ketidak

sesuaian impedansi. Keluaran dari modulator berupa sinyal pembawa dasar

yang sudah dimodulasi secara frekuensi oleh sinyal input.

- Sinyal FM dasar tersebut sesudah melalui sebuah buffer dinaikkan

frekuensinya oleh sebuah rangkaian pengali frekuensi. Faktor pengali dari

rangkaian ini adalah sebesar 12 sehingga diperoleh frekuensi sinyal radio

sesuai dengan yang diinginkan yaitu 134 MHz.

- Sinyal radio tersebut masih mempunyai daya yang kecil, untuk itu perlu

diperkuat beberapa tingkat hingga akhirnya melalui sebuah penguat akhir

diperoleh daya yang sesuai dengan yang diinginkan untuk dipancarkan melalui

antena.

- Penambahan Band Pass Filter setelah penguat akhir bertujuan agar sinyal

radio yang dipancarkan benar-benar sinyal yang diinginkan dengan perkataan

lain sinyal-sinyal lain yang mungkin ikut dipancarkan (misalnya harmonisa-

harmonisanya) ditiadakan.

Setelah melalui BPF sebagian dari sinyal radio dicuplik lalu dideteksi dan

disearahkan oleh detektor. Hasilnya berupa sinyal DC diperkuat, kemudian

dipergunakan untuk membias tegangan dari amplifier sebelum penguat akhir.

Dengan demikian kestabilan dari daya output dapat dipelihara.


31


3.1.3. Langkah Percobaan :

1) Siapkan demonstrator untuk posisi sebagai pemancar dan pasang selektor

pada channel 1.

2) Atur Function Generator dengan gelombang sinus 1 kHz, hubungkan pada

micropohone, melalui plug in yang ada.

3) Hubungkan osiloskop pada TP 1 dengan kabel BNC to BNC.

4) Nyalakan Panel Demonstrator, osiloskop dan function generator.

5) Tekan tombol push to talk (PTT) pada microphone.

6) Amati bentuk gelombang yang dihasilkan pada osiloskop.

7) Gambar dan catatlah besarnya level tegangan dan frekuensinya.

8) Pindahkan kabel BNC ke TP 2.

9) Ulangi langkah 5 sampai dengan langkah 7.

10) Ulangi langkah 9 untuk TP 3.

Gambar blok diagram :

Tx OSC

Tx X-TAL 11,16 MHz

MIC

TP 1 TP 3

TP 2

Modulator Fasa

3.2.Tingkat Penguat Radio Frekuensi

3.2.1. Tujuan : Mengamati proses-proses yang terjadi pada bagian frekuensi

radio.

3.2.2. Alat-alat yang digunakan



3) Kabel BNC to BNC

4) Function Generator

5) Microphone YAESU YM-30


32



1) Siapkan demonstrator untuk posisi sebagai pemancar dan pasang selektor

pada channel 1.

2) Atur Function Generator dengan gelombang sinus 1 kHz, hubungkan pada

micropohone, melalui plug in yang ada.

3) Hubungkan osiloskop pada TP 4 dengan kabel BNC to BNC.

4) Nyalakan Panel Demonstrator, osiloskop dan function generator.

5) Tekan tombol push to talk (PTT) pada microphone.



8) Bandingkan bentuk gelombang di TP 4 dan TP 3.

9) Amati TP 5.

10) Ulangi langkah 5 sampai dengan langkah 7.

11) Bandingkan bentuk gelombang di TP 5, TP 4 dan TP3.

Gambar Blok Diagram :

TP 4 Pengali X12

AMP

AMP AMP

TX-ANT TP 5

DUMMY LOAD POWER

CTRL DET

BPF


33


BAB 4. PENERIMA VHF-FM

4.1. Penguat RF

4.1.1. Tujuan : Menyelidiki sifat-sifat penguat radio frekuensi dan penala.




3) Kabel BNC to BNC

4) RF Synthesizer Signal Generator

4.1.3. Teori Dasar

Penerima FM

Penerima FM pada umumnya menggunakan prinsip superheterodyne

seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.

Penguat AF

Osilator lokal

detector FM

Penguat IF

MIXER Penguat RF

Gambar 13. Penerima FM Superheterodyne

Prinsip kerja :

- Sinyal input dari radio diterima oleh antena diperkuat oleh penguat RF.

Hasilnya diteruskan ke bagian pencampur/mixer.

- Osilator lokal sinyal dengan frekuensi tertentu yang bila dicampur dengan

sinyal radio oleh mixer akan memperoleh sinyal dengan frekuensi tertentu

yang dinamakan frekuensi antara (Intermediate Frequency = IF). Pada tingkat

IF ini sinyal memiliki sifat modulasi yang sama dengan sinyal radio yang


34


diterima oleh antena. Jadi seolah olah IF merupakan sinyal radio yang telah

diturunkan frekuensinya.

- Setelah melalui penguat IF, sinyal ini dideteksi oleh detektor, hasilnya

merupakan sinyal informasi.

- Sinyal informasi ini diperkuat oleh penguat frekuensi audio dan dikeluarkan

melalui sebuah tansduser yang disebut loudspeaker.

Pada blok diagram VD-01 terdapat sedikit perbedaan atau dapat disebutkan

sedikit modifikasi dari blok diagram di atas. Perbedaan-perbedaan tersebut

adalah sebagai berikut :

- Dalam pemilihan IF ada beberapa hal yang dipertimbangkan, yaitu jika IF

terlalu tinggi akan diperoleh selektifitas yang buruk, sedangkan jika IF terlalu

rendah, kestabilan frekuensi dari lokal osilator haruslah tinggi (hal ini dapat

diatasi dengan pemakaian osilator kristal) karena pergeseran frekuensi akan

akan lebih besar untuk IF rendah dibandingkan IF tinggi. Pada VD-01 ini

digunakan dua buah osilator kristal sebagai osilator lokal, jadi terdapat dua

buah mixer, akibatnya ada dua buah IF, yaitu pada frekuensi 10,7 MHz dan

455 kHz. Pemilihan dua buah IF tersebut dengan pertimbangan selektivitas

terhadap saluran yang berbatasan cukup sempit.

- Detektor yang digunakan adalah diskriminator yang dinamakan ratio detector.

Diskriminator ini digunakan untuk mengubah kembali sinyal yang termodulasi

FM pada frekuensi IF menjadi perubahan tegangan (demodulator).

Vout IF(FM) out

Gambar 14 a) Rangkaian ratio detector


35


Gambar 14 b) Respon dari ratio detector

- Penambahan rangkaian squelch control sebelum penguat akhir audio. Cara

kerja bagian ini dapat dijelaskan sebagai berikut : ketika tidak ada sinyal

pembawa di dalam IF 455 kHz maka noise frekuensi tinggi pada keluaran

diskriminator akan diperkuat lalu dideteksi oleh detektor, keluaran dari

detektor ini berupa tegangan DC yang akan mengakibatkan penguat sebelum

tingkat akhir akan tidak bekerja. Apabila sinyal pembawa muncul didalam IF

455 kHz, maka noise akan hilang dari keluaran diskriminator dan penguat

akan bekerja normal. Dengan membuka potensiometer squelch akan

mengakibatkan penguat bekerja terus sehingga lampu BUSY akan terus hidup.

Blok diagram dari penerima FM model VD-01, seperti gambar berikut :

AMP AMP

TP 8

Rx OSC

Rx X-TAL 13,7 MHz

TP 9Multiplier

X9

BPF 10,7 MHz

TP 10

BPF 10,7 MHz

TP 7BPF TP 6


36


OSC

TP 17

TP 13

TP 12 TP 14 TP 15

TP 16

Rx X-TAL 10,245 MHz

Diskriminator AMP AMP AMP

BPF 455 kHz

Kontrol Squelch

Detector AMP

Gambar 15. VHF-FM RECEIVER DEMONSTRATOR

MODEL : VD - 01


1) Siapkan demonstrator untuk posisi sebagai penerima (agar terhindar dari

kerusakan pada RF signal generator), jangan dipasang microphone.

2) Atur RF Signal Generator untuk FM dengan frekuensi informasi 1 kHz,

pada frekuensi 134 MHz, RF output 20 dBm dan f = 0 kHz di TP 6. 3) Hubungkan osiloskop pada TP 7 dengan kabel BNC to BNC.

4) Nyalakan Panel Demonstrator, osiloskop dan RF signal generator.




AMP

TP 7BPF TP 6

7) Untuk mengetahui penekanan bayangan atur frekuensi RF signal generator

pada frekuensi 112,6 MHz dengan level +20 dBm pada TP 6.

8) Amati, gambar dan catat level tegangan di TP 7 dan TP 6 dengan

osiloskop kemudian bandingkan hasilnya untuk menentukan penekanan

frekuensi bayangan, yaitu Ar(dB) = 20 log (VTP6/VTP7).


37


4.2. Mixer Pertama (IF=10,7 MHz)

4.2.1.Tujuan : 1. Mengamati bentuk gelombang setelah sinyal yang diterima oleh

antena dicampur dengan osilator lokal.

2. Menyelidiki cara kerja dari rangkaian mixer.




3) Kabel BNC to BNC

4) RF Syntheziser Signal Generator









7) Pindahkan pengukuran/pengamatan pada TP 9.

8) Ulangi langkah 5 dan 6

9) Ulangi langkah 5 dan 6 untuk TP 10.

10) Bandingkan hasil di TP 10 dengan TP 8 dan TP 9.


AMP

TP 8

Rx OSC

Rx X-TAL 13,7 MHz

TP 9Multiplier

X9

BPF 10,7 MHz

TP 10

BPF 10,7 MHz


38


4.3. IF Pertama (10,7 MHz)

4.3.1.Tujuan : 1. Menyelidiki besarnya IF pertama pada penerima VHF.

2. Menyelidiki proses-proses yang terjadi pada IF pertama.




3) Kabel BNC to BNC












9) Bandingkan hasil dari TP12 dengan TP 11 dan TP 10.

10) Ubahlah f dari RF generator menjadi 3 kHz. 11) Ulangi langkah 3 sampai 8.

12) Bandingkan hasil sesudah dan sebelum RF generator diubah.


39



TP 12 TP 11 AMP

TP 8

Rx OSC

Rx X-TAL 13,7 MHz

TP 9Multiplier

X9

BPF 10,7 MHz

TP 10

BPF 10,7 MHz

4.4. Mixer Kedua (IF=455 kHz)

4.4.1. Tujuan : 1. Mengamati bentuk gelombang setelah sinyal yang diterima dari

IF Pertama dicampur dengan osilator lokal kedua (10,245 MHz).

2. Menyelidiki proses-proses yang terjadi pada mixer kedua.




3) Kabel BNC to BNC












9) Bandingkan hasil dari TP14 dengan TP 13 dan TP 12.


40



BPF 455 kHz

Rx X-TAL 10,245 MHz

BPF 10,7 MHz

OSC TP 13

TP 12 TP 14

4.5. IF Kedua (455 kHz)

4.5.1. Tujuan : 1. Menyelediki besarnya IF kedua pada penerima VHF.

2. Menyelidiki proses-proses yang terjadi pada IF kedua.




3) Kabel BNC to BNC










7) Bandingkan hasil dari TP 15 dengan TP 14.

8) Ubah f dari RF generator menjadi 3 kHz. 9) Ulangi langkah 3 sampai langkah 5.

10) Bandingkan hasil sesudah dengan sebelum RF generator diubah.


41



TP 15

AMP

OSC TP 13

TP 14

Rx X-TAL 10,245 MHz

BPF 455 kHz

4.6. Discriminator

4.6.1. Tujuan : Mengamati bentuk gelombang keluaran dari discriminator.




3) Kabel BNC to BNC










7) Turunkan f pada RF generator menjadi 2 kHz. 8) Ulangi langkah 3 dan 6

9) Bandingkan hasil sebelum dan sesudah f diubah.


42



dari IF ke-2

TP 17 TP 15

TP 16

DiskriminatorAMP AMP AMP

Kontrol Squelch

Detector AMP

4.7. Operasi Squelch

4.7.1. Tujuan : Mengamati pengaruh yang terjadi antara TP 16 dan TP 17 bila

squelch diubah/diatur.




3) Kabel BNC to BNC




2) Hubungkan osiloskop dengan CH1 pada TP 16 dan CH2 pada TP 17.

3) Nyalakan Panel Demonstrator, osiloskop.

4) Ubah tombol squelch ke arah maksimum dan minimum secara bolak-balik.

5) Amati perubahan yang terjadi saat perubahan minimum dan maksimum

pada osiloskop.

4.8. Audio Frekuensi

4.8.1. Tujuan : Menyelidiki proses-proses yang terjadi pada audio frekuensi.




3) Kabel BNC to BNC



43






pada frekuensi 134 MHz, RF output 20 dBm dan f = 3 kHz di TP 6. 3) Hubungkan osiloskop dengan CH1 pada TP 16 dan CH2 pada TP 17.


5) Putarlah volume kontrol.

6) Bandingkan perubahan yang terjadi pada TP 17 dengan perubahan pada

TP 16.

7) Turunkan f pada RF generator menjadi 2 kHz. 8) Ulangi langkah 3 dan 6

9) Bandingkan hasil sebelum dan sesudah f diubah. Gambar blok diagram :

TP 17

TP 16

Diskriminator AMP AMP

Kontrol Squelch

Detector AMP


44

Pemancar FMGambar 3. Blok Diagram Metode Secara Langsung

Documents

VHF-FM