< Previous PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 198 Pulse Width Modulation adalah suatu sistem modulasi lebar pulsa. Sistem pemrosesan sinyal analog ke dalam pulsa-pulsa yang lebar pulsanyanya berubah sesuai dengan amplitudo sinyal masukan analog. Gambar 10.30. Pulse Width Modulation Sinyal analog dimasukkan ke masukan inverting dibandingkan dengan sinyal ramp yang dimasukkan ke dalam masukan non-inverting sebuah operasional amplifier. Perpotongan antara sinyal masukan dengan sinyal ramp (gigi gergaji)akan menghasilkan pulsa-pulsa yang lebar-sempitnya tergantung level sinyal masukan. Semakin tinggi level tegangan masukan analog maka akan semakin lebar pulsa PWM. Sebaliknya semakin rendah level tegangan maka semakin sempit pulsa PWM yang dihasilkan. Aplikasi PWM biasa digunakan pada tape mobil, sistem kontrol motor, sietm kontrol pada otomotiv dsb. Sistem pengapian pada mobil bisa mengganggu radio/tape mobil karena induksi tegangan tinggi pada kumparan pengapian. Untuk mengatasi hal tersebut dibuatlah sistem audio/radio yang sinyalnya tidak yerganggu oleh induksi kumparan pengapian, karena sistem modulasi pulsa tidak terpengaruh oleh level tegangan pulsa. 5. Pulse Phase Modulation (PPM) Pulsa Phase Modulasi (PPM) adalah suatu sistem pemrosesan sinyal analog ke dalam pulsa-pulsa digital yang beda phase-nya berubah sesuai dengan amplitudo sinyal masukan. Semakin tinggi level tegangan masukan analog maka akan semakin besar sudut pulsa PPM. Sebaliknya semakin rendah level tegangan maka semakin kecil sudut pulsa PWM yang dihasilkan Hubungan antara beberapa sistem modulasi pulsa dengan pulse phase modulation adalah seperti pada Gambar 4.41 PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 199 Gambar 10.31. Hubungan antara beberapa sistem modulasi pulsa Aplikasi-aplikasi dari beberapa jenis modulasi pulsa sangat tergantung dari kebutuhan. Salah satu aplikasi PPM dikembangkan dalam sistem pengolahan gambar pada sistem televisi warna yang lebih populer disebut dengan quadratur modulation (Quam). C. RANGKUMAN Sistem telekomunikasi dewasa ini dituntut terbebas dari gangguan sistem transmisi, seperti gangguan petir, gangguan saluran terlalu panjang, gangguan loncatan api dari pengapian motor dansebagainya. Di samping itu juga dituntut kualitas reproduksi informasi yang bersih dan noise rendah. Untuk itu diperlukan sistem komunikasi digital yang prinsipnya merubah besaran analog ke dalam besaran digital, yang kemudian dipancarkan berupa pulsa-pulsa digital. PCM mulai dikembangkan pada tahun 1937 di Paris pada perusahaan AT&T. PCM adalah metode pemancaran secara serial seperti halnya pemancaran sinyal analog, hanya yang dipancarkan dalam sistem PCM adalah deretan pulsa-pulsa biner "1" dan "0". Sistem sampling adalah sistem pengambilan data sample sesaat yang merupakan level tegangan analog dalam waktu yang sangat sempit. Sistem sampling ini digunakan dalam teknik komunikasi digital untuk mendapatkan pulsa-pulsa tegangan yang sempit (sample) yang nantinya level tersebut akan dirubah menjadi informasi biner dalam analog to digital converter (A/D Converter). Tahap awal dari proses perubah sinyal analog ke digital adalah system pengambilan sinyal sample yang sempit yang disebut dengan pulse amplitude PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 200 modulation (PAM), yang merupakan saklar elektronik yang dikontrol oleh pulsa train (pulsa sampling) selebar satu per frekuensi sampling (1/fs). Pulse Amplitude Modulation merubah sinyal analog kontinyu menjadi sinyal diskret yang berupa pulsa-pulsa yang memiliki amplitudo yang bervariasi. Pada system double polarity PAM, baik sinyal –sinyal masukan maupun sinyal keluaran memiliki polaritas tegangan ganda yaitu level tegangan positip dan negatip. Sinyal pulse code modulation (PCM) adalah merupakan sederetan pulsa digital yang merupakan hasil perubahan sinyal analog yang telah dicacah dalam bentuk sinyal pulse amplitude modulation PAM kemudian dirubah ke dalam biner oleh perubah analog ke digital serta tersusun secara deret setelah diolah melalui shift register. Pulse Code Modulation pada prinsipnya adalah perubahan data biner paralel ke dalam data biner seri yang selalu bergeser secara deret. Data yang keluar dari A/D converter adalah data-data parallel. Dengan demikian perlu adanya rangkaian yang merubah data paralel menjadi data serial berupa shift register yang merubah susunan data paralel masukan ke dalam serial keluaran (parallel input serial output PISO). Agar proses pengolahan data pada pemancar dan penerima serempak dan tidak salah kanal, maka perlu adanya sinkronisator. Untuk itu perlu adanya pulsa sinkronisasi yang dikirim oleh pemancar serempak dengan sinyal PCM. Rangkaian digital to analog converter berfungsi merubah data-data biner menjadi pulsa analog. Dalam hal ini D/A Converter dibangun dengan menggunakan IC DAC 0800 yang mempunyai masukan 8 bit data. Keuntungan dari PCM adalah proses digital yang terhindar dari cacad noise. Dalam proses reproduksi sinyal, hal ini sangat memudahkan, karena PCM hanya mengolah data 1 atau 0. Delta modulasi adalah sistem komunikasi digital dengan kecepatan bit yang relatif rendah. Sistem ini ada sebelum dikembangkan pulse code modulation. Delta modulation adalah sistem komunikasi digital dengan sistem modulasi pulsa yang paling tua. Pulse Width Modulation adalah suatu sistem modulasi lebar pulsa. Sistem pemrosesan sinyal analog ke dalam pulsa-pulsa yang lebar pulsanyanya berubah sesuai dengan amplitudo sinyal masukan analog. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 201 Pulsa Phase Modulasi (PPM) adalah suatu sistem pemrosesan sinyal analog ke dalam pulsa-pulsa digital yang beda phase-nya berubah sesuai dengan amplitudo sinyal masukan. Semakin tinggi level tegangan masukan analog maka akan semakin besar sudut pulsa PPM. D. TUGAS 1. Bentuk kelompok diskusi yang terdiri dari 3 orang siswa. 2. Diskusikan apa yang dimaksud Pulse Width Modulation (PWM). Dimana saja PWM digunakan saat ini. Kelebihan dan kekurangan PWM. 3. Tulis dan laporkan hasilnya. E. TES FORMATIF 1. Metode pemancaran secara serial seperti halnya pemancaran sinyal analog, hanya yang dipancarkan adalah deretan pulsa-pulsa biner "1" dan "0" disebut ...... 2. Apa yang dimaksud dengan Sistem sampling ? jelaskan secara singkat ! 3. Pada system double polarity PAM, baik sinyal –sinyal masukan maupun sinyal keluaran memiliki polaritas tegangan ganda yaitu ........ dan ........ 4. Perubahan data biner paralel ke dalam data biner seri yang selalu bergeser secara deret terjadi di mode modulasi ........ 5. Jelaskan dengan singkat yang dimaksud PPM ! F. LEMBAR JAWAB TES FORMATIF 1 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 2 .................................................................................................................... .................................................................................................................... PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 202 .................................................................................................................... .................................................................................................................... 3 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 4 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 5 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 203 5.2 KEGIATAN BELAJAR 11 A. TUJUAN PEMBELAJARAN : Setelah pembelajaran ini diharapkan siswa dapat : Menerapkan macam-macam rangkaian penguat daya frekuensi radio B. MATERI 1. Macam-macam Penguat Secara umum, suatu penguat adalah peralatan yang menggunakan tenaga yang kecil untuk mengendalikan tenaga yang lebih besar. Ada beberapa cara untuk mengungkapkan penguat. Rangkaian penguat umumnya digolongkan dalam kelas-kelas, Kelas A, B, AB, dan C untuk rancangan analog, Kelas D dan E untuk rancangan pengalih (switching). Di samping itu masih ada kelas E/F untuk penguat daya pengalih efisiensi tinggi yang bekerja untuk gelombang segi empat. Penguat kelas A Penguat kelas A menguatkan seluruh daur masukan sehingga keluarannya merupakan salinan asli yang diperbesar amplitudonya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11.1. Penguat kelas ini umumnya digunakan sebagai penguat sinyal kecil. Penguat jenis ini tidak terlalu efisien, dengan efisiensi maksimum 50%. Bila digunakan untuk sinyal-sinyal kecil, rugi-rugi daya yang terjadi juga kecil sehingga dapat diterima. Dalam penguat Kelas A, unsur penguatnya diberi prategangan sedemikian sehingga rangkaian itu selalu menghantar dan dioperasikan pada bagian yang linear pada lengkungan karakteristik penguat. Karena peralatan itu selalu menghantar meskipun tidak ada masukan, terdapat daya yang terbuang, dan hal itulah yang menyebabkan efisiensinya rendah. PenguatKelas A Gambar 11.1. Blok penguat kelas A PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 204 Penguat Kelas B Penguat kelas B hanya menggunakan setengah daur gelombang masukan, sehingga menimbulkan cacat yang sangat besar tetapi mempunyai efisiensi yang lebih tinggi ketimbang penguat Kelas A. Penguat Kelas B mempunyai efisiensi maksimum sekitar 75% karena pada setengah daur berikutnya penguat ini tidak bekerja sehingga tidak menggunakan daya sama sekali pada saat itu. Penguat Kelas B tunggal jarang dipergunakan dalam praktik, meskipun dapat dimanfaatkan sebagai penguat daya frekuensi radio (RF) yang tidak terlalu memperhatikan cacat yang timbul. PenguatKelas B Gambar 11.2. Blok penguat kelas B Rangkaian penguat praktis yang menggunakan unsur Kelas B adalah pasangan saling melengkapi yang dikenal sebagai penguat Push Pull. Di sini masing-masing unsur memperkuat setengah gelombang masukan yang berlawanan dan digabungkan kembali pada keluarannya. Gabungan itu memberikan efisiensi yang sangat baik tetapi mempunyai kelemahan pada bagian sambungan antara dua setengah gelombang yang berlawanan tersebut, yang disebut sebagai cacat sambungan (crossover distortion). PenguatKelas BTekan-Tarik Gambar 11.3. Blok penguat kelas B Push Pull Untuk mengatasi cacat sambungan itu adalah dengan memberikan prategangan pada saat unsur penguat itu mulai bekerja ketimbang mematikannya sama sekali pada saat tidak digunakan. Operasi semacam itu disebut operasi Kelas AB. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 205 Penguat Kelas AB Pada penguat kelas AB masing-masing bagian bekerja pada bagian tak-linear juga di samping setengah gelombangnya pada bagian linear. Rangkaian semacam itu berperilaku sebagai Kelas A dalam kawasan bila keduanya berada dalam bagian linear, tetapi tidak dapat dikatakan sebagai Kelas A jika sinyal melewati di luar kawasan tersebut, karena di luar itu hanya satu unsur yang tetap berada dalam kawasan linear sedangkan yang lain bekerja seperti layaknya Kelas B. Dengan gabungan keduanya itu cacat sambungan dapat diperkecil atau dihilangkan sama sekali. Perlu diperhatikan bahwa efisien penguat Kelas AB lebih besar ketimbang Kelas A, tetapi lebih kecil bila dibandingkan dengan Kelas B. Rangkaian penguat Kelas B atau AB push-pull merupakan bentuk rancangan yang umum dipakai dalam penguat audio. Kelas AB dipandang sebagai kompromi untuk penguat audio karena banyak waktu dalam musik cukup hening sehingga sinyal banyak berada dalam kawasan „Kelas A‟ yang dapat memberikan mutu yang sesuai dengan aslinya. Penguat Kelas B dan AB tersebut juga dapat digunakan untuk penguat RF linear. Penguat kelas C Penguat kelas C menghantar kurang dari 50% sinyal masukan dan cacat keluarannya tinggi, tetapi efisiensinya dapat mencapai 90%. Beberapa pemakaian dapat memaafkan cacat tersebut, misalnya pada megafon (megaphone – penguat corong yang dipegang tangan). PenguatKelas C Gambar 11.4. Blok penguat kelas C Penggunaan umum untuk penguat Kelas C ini adalah dalam pemancar RF di situ cacat yang terjadi dapat sangat dikurangi dengan menggunakan beban yang ditala pada frekuensi tertentu. Sinyal masukan itu digunakan untuk mengalihkan penguat tersebut dari keadaan hidup ke mati dan sebaliknya, yang menimbulkan pulsa arus yang mengalir melalui rangkaian tertala tersebut. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 206 Rangkaian tertala itu hanya beesonansi pada frekuensi tertentu sehingga frekuensi-frekuensi yang tidak diinginkan dapat sangat diredam dan sinyal frekuensi yang diinginkan (berbentuk sinusoisa) dapat diterima oleh beban yang ditala untuk frekuensi itu. Asalkan pemancar itu tidak memancar dengan bidang frekuensi yang luas, susunan semacam itu bekerja dengan baik dan harmonisa-harmonisa yang lain dapat dihilangkan dengan menggunakan penyaring. Penguat Kelas D Penguat kelas D merupakan penguat daya yang bekerja secara hidup/mati. Generator pulsa merupakan peralatan yang memanfaatkan keluaran penguat semacam itu. Umumnya penguat ini digunakan untuk menghasilkan sinyal dengan lebar jalur frekuensi sangat di bawah frekuensi pengalihannya. Keluaran penguat ini juga mengandung komponen spektrum yang tidak dikehendaki (harmonisa frekuensi pulsa) yang harus diredam dengan penyaring pasif. Keunggulan utama penguat Kelas D ini adalah efisiensi dayanya. Karena pulsa keluarannya mempunyai amplitudo yang tetap, unsur pengalihnya (umumnya berupa MOSFET) hanya dioperasikan hidup atau mati sehingga hanya sedikit daya yang dipakai selama operasi itu. Penguat Kelas D banyak dipakai untuk mengendalikan motor, khususnya motor arus searah, tetapi sekarang mulai sudah digunakan sebagai penguat audio. Penguat Kelas E dan F Penguat kelas E maupun F merupakan penguat daya pengalih efisiensi tinggi, umumnya digunakan dalam frekuensi tinggi.Perlu diperhatikan bahwa huruf D tidak menyatakan digital, tetapi merupakan kelanjutan abjad setelah C. Penguat Kelas D dan E/F sering dianggap sebagai „digital‟ karena bentuk gelombang keluarannya serupa dengan deretan pulsa. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 207 2. Penguat RF Penguat RF merupakan perangkat yang berfungsi memperkuat sinyal frekuensi tinggi yang dihasilkan osilator RF dan disalurkan ke antena untuk dipancarkan. Penguat RF yang ideal harus menunjukkan tingkat perolehan daya yang tinggi, noise yang rendah, stabilitas dinamis yang baik, admitansi pindah baliknya rendah, sehingga antena akan terisolasikan dari osilator dan selektivitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF, frekuensi bayangan dan frekuensi liar lainnya. Pada penguat RF, rangkaian yang umum digunakan adalah penguat kelas A dan kelas C. Secara umum penguat RF lengkap terdiri dari tiga buah tingkatan, yaitu buffer, driver dan final. Buffer, merupakan blok rangkaian yang berfungsi sebagai penyangga atau penyaring sinyal masukan (input) agar sesuai dengan karakteristik kerja penguat. Buffer merupakan penguat tingkat satu dengan daya output masih kecil. Buffer merupakan suatu rangkaian penguat yang mempunyai impedansi input tinggi dan impedansi output rendah. Impedansi input tinggi berarti pembebanan yang rendah dari tingkat sebelumnya yaitu osilator. Jika buffer tidak digunakan maka transfer daya dari tingkat sebelumnya ke tingkat selanjutnya tidak bisa maksimum. Penguat buffer umumnya mempunyai daya output maksimum 0,5 watt. Driver, merupakan tingkat kedua yang juga merupakan rangkaian kendali dari penguat RF. Rangkaian penguat pada driver akan menentukan daya pada rangkaian final. Rangkaian penguat driver ini mempunyai daya output yang lebih besar dari rangkaian buffer. Penguat driver umumnya mempunyai output daya maksimum 5 watt. Rangkaian penguatnya dikatakan rangkaian penguat sinyal menengah atau daya sedang. Final, merupakan penguat tingkat akhir. Rangkaian penguat final menentukan daya output secara keseluruhan dari penguat RF. Rangkaian final merupakan penguat tingkat akhir yang ouputnya langsung dihubungkan ke antena pemancar. Komponen penguat dari rangkaian final ini mempunyai daya yang tinggi. Transmitter dibangun dari beberapa komponen, yaitu osilator, modulator, penguat daya RF (Radio Frequency), saluran transmisi, dan antena. Osilator digunakan sebagai penghasil gelombang sinus frekuensi tinggi yang digunakan Next >