< Previous PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 208 sebagai frekuensi pembawa ( cf ). Modulator digunakan untuk memodulasi informasi yang akan dibawa dengan frekuensi pembawa. Penguat daya RF digunakan untuk menguatkan daya keluaran osilator sampai suatu nilai yang dikehendaki. Keluaran penguat daya RF diumpankan ke antena melalui saluran transmisi. Daya keluaran dari suatu pemancar ditentukan oleh penguat daya RF yang digunakan, sehingga pemancar berdaya kuat akan dapat diperoleh apabila penguat daya RF yang digunakan mampu menghasilkan daya keluaran yang besar. Pemancar yang umum dipasarkan adalah pemancar dengan daya keluaran kecil. Pemancar berdaya besar, selain sulit diperoleh harganya juga sangat mahal. Selain itu, penggunaan pemancar komersial terbatas pada daya keluaran dan frekuensi kerja yang telah dispesifikasikan. Pemancar dengan spesifikasi daya keluaran 1000 mW pada frekuensi kerja 100 MHz tidak akan dapat menghasilkan daya keluaran 1000mW apabila dikerjakan pada frekuensi 200 MHz. Rangkaian Penguat RF Rangkaian penguat dapat terdiri dari satu komponen aktif dan beberapa komponen pasif. Komponen aktif dapat berupa transistor atau IC, sedangkan komponen pasif dari suatu rangkaian penguat terdiri dari resistor, kapasitor, dan induktor. Suatu resistor dapat mulai bersifat seperti kapasitor atau induktor pada daerah RF. Perilaku tersebut disebabkan oleh adanya kapasitansi stray atau induktansi stray. Karena kedua hal tersebut pada umumnya tidak diinginkan dan membatasi unjuk kerja komponen-komponen pada frekuensi tinggi, maka mereka dinamakan juga sebagai parasitic effects. Penguat RF Kelas A Penguat kelas A sebagai suatu penguat yang mempunyai kemampuan terbesar dalam mereproduksi masukan dengan distorsi yang terkecil, dengan atau tanpa rangkaian umpan balik negatif. Namun demikian, efisiensi penguat kelas A adalah paling kecil dibandingkan dengan penguat daya kelas lainnya. Rangkaian penguat kelas A dengan umpan balik emitor diperlihatkan pada gambar 11.5 dibawah. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 209 Gambar 11.5. Rangkaian penguat kelas A Penguat RF Kelas C Penguat daya mode kelas C mempunyai efisiensi yang lebih besar dan rangkaian yang lebih sederhana dibandingkan dengan penguat daya kelas A. Rangkaian penguat daya mode kelas C ditunjukkan pada gambar 11.6 dibawah. Gambar 11.6. Rangkaian penguat RF kelas C Perencanaan penguat daya kelas C pada umumnya dilakukan dengan menggunakan impedansi sinyal kuat transistor. Impedansi sinyal kuat merupakan parameter transistor yang dapat diukur dan atau diperkirakan. Impedansi sinyal kuat yang terukur hanya berlaku pada tingkat frekuensi dan tingkat daya dimana mereka diukur. Karena harga-harga tersebut merupakan hasil dari beberapa pengubah tidak linier dalam rangkaian, maka harga-harga tersebut diperkirakan PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 210 akan sangat berubah menurut frekuensi, penggerak, daya keluaran, dan tegangan sumber. Meskipun demikian, impedansi sinyal kuat dapat dianggap sebagai suatu pendekatan yang bermanfaat dalam melakukan perencanaan tahap pertama. Impedansi keluaran sinyal kuat CZ dari transistor daya HF dan VHF bipolar umumnya diperkirakan dengan menganggap sebagai hasil kombinasi paralel antara kapasitansi keluaran kolektor Cob dan resistansi beban kolektor LR . Resistansi beban kolektor ditentukan dengan persamaan : Dengan VCC adalah tegangan catu yang diberikan, dan Pout adalah daya keluaran yang diinginkan. Impedansi masukan sinyal kuat dari transistor bipolar (BJT) khasnya merupakan tahanan beberapa ohm yang seri dengan reaktansi induktif beberapa ohm, dan perolehan daya transistor bipolar khasnya berkisar dari 5 sampai 14dB. Penyesuai Impedansi Suatu bentuk jaringan penyesuai elemen diskrit yang sering digunakan diperlihatkan pada gambar 11.7. Jaringan penyesuai terdiri dari 4 buah reaktansi, yaitu dua buah induktor dan dua buah kapasitor. Jaringan penyesuai digunakan untuk menyesuaikan impedansi penguat dan impedansi antena. Gambar 11.7. Penyesuai impedansi Perancangan Penguat Daya RF Penguat daya RF dirancang untuk dioperasikan pada frekuensi (fc) 100 MHz, dengan daya keluaran (Pout) 1000mW pada tegangan catu (VCC) 12V. Frekuensi kerja ditetapkan karena berhubungan dengan transistor dan nilai PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 211 komponen yang akan digunakan, yaitu induktor dan kapasitor. Tegangan catu ditetapkan untuk menentukan resistansi beban kolektor (RL) yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya keluaran yang diharapkan. Penguat daya RF dirancang untuk menghasilkan keluaran sebesar 1000mW dengan sinyal masukan sekitar 10mW (daya keluaran osilator pada sistem 50Ω). Penguat daya RF akan dibuat dari tiga tingkatan penguat, yaitu penguat I, penguat II, dan penguat III. Penguat I akan dioperasikan pada kelas A, sedangkan penguat II dan penguat III akan dioperasikan pada mode campuran kelas C. Perolehan daya transistor bipolar untuk penguat daya kelas C khasnya adalah 5-14 dB. Diagram blok akhir dari penguat daya RF yang dirancang ditunjukkan pada gambar 11.8. Gambar 11.8. Blok rancangan penguat RF Rangkaian lengkap penguat daya RF hasil rancangan diperlihatkan pada gambar 11.9. Gambar 11.9. Skema rangkaian penguat RF Perancangan Power Supply PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 212 Power supply digunakan untuk memberikan tegangan dan arus searah yang dibutuhkan oleh rangkaian penguat. Perancangan power supply dimulai dengan menentukan daya masukan searah, dan arus searah minimal yang dibutuhkan oleh rangkaian penguat. Efisiensi penguat daya kelas A maksimal adalah 50 %, sedangkan efisiensi penguat kelas C maksimal sekitar 80%. Oleh karena itu, daya masukan searah minimal yang dibutuhkan oleh rangkaian penguat dihitung sebagai berikut : 1. Daya searah minimal penguat I adalah 2 x 20 mW. 2. Daya searah minimal penguat II adalah 1,43 x 150 mW. 3. Daya searah minimal penguat III adalah 1,43 x 1000 mW. Total daya masukan searah minimal yang dibutuhkan adalah : Pi-min = (2x20) + (1,43x150) + (1,43x1000) = 1684mW atau 1,68 W. Pada tegangan catu 12V, arus minimal (IDC-min ) yang harus dapat diberikan oleh catu daya adalah 0,14 A. Power supply harus mampu mengeluarkan daya minimal 1,68 W. Untuk memenuhi hal itu, catu daya DC yang direalisasikan ditunjukkan pada gambar 11.10 dibawah. Gambar 11.10. Skema power supply C. RANGKUMAN 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 menguatkan seluruh daur masukan sehingga keluarannya merupakan salinan asli yang diperbesar amplitudonya. Penguat PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 213 kelas ini umumnya digunakan sebagai penguat sinyal kecil. Penguat jenis ini tidak terlalu efisien, dengan efisiensi maksimum 50%. 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. Rangkaian penguat praktis yang menggunakan unsur Kelas B adalah pasangan saling melengkapi yang dikenal sebagai penguat Push Pull 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. Perlu diperhatikan bahwa efisien penguat Kelas AB lebih besar ketimbang Kelas A, tetapi lebih kecil bila dibandingkan dengan Kelas B. 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). 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. Penguat kelas D merupakan penguat daya yang bekerja secara hidup/mati. Generator pulsa merupakan peralatan yang memanfaatkan keluaran penguat semacam itu. 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. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 214 Penguat kelas E maupun F merupakan penguat daya pengalih efisiensi tinggi, umumnya digunakan dalam frekuensi tinggi. Penguat Kelas D dan E/F sering dianggap sebagai „digital‟ karena bentuk gelombang keluarannya serupa dengan deretan pulsa. 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. 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. Daya keluaran dari suatu pemancar ditentukan oleh penguat daya RF yang digunakan, sehingga pemancar berdaya kuat akan dapat diperoleh apabila penguat daya RF yang digunakan mampu menghasilkan daya keluaran yang besar. D. TUGAS 1. Buatlah kelompok diskusi yang terdiri dari 3 siswa. 2. Carilah 2 buah rangkaian penguat daya frekuensi radio (RF Power Amplifier) yang komponen utamanya Transistor dan yang satunya lagi Mosfet. (anda dapat mencari di internet). 3. Setelah mendapatkan 2 buah rangkaian yang dimaksud, masing-masing jelaskan proses kerjanya. 4. Buat laporan dari hasil diskusi kelompok tersebut. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 215 E. TES FORMATIF 1. Sebutkan kelas-kelas rangkaian penguat yang anda ketahui ! 2. Penguat ini menguatkan seluruh sinyal masukan sehingga sinyal keluaran merupakan salinan asli yang diperbesar amplitudonya. Bekerja dikelas apa penguat ini? 3. Penguat kelas apakah yang efisiensinya dapat mencapai 80% ? 4. Penguat kelas C bagus untuk menguatkan sinyal radio AM atau FM? Berikan alasan singkat !. 5. Apa fungsi rangkaian penyesuai impedansi pada rangkaian penguat RF ? F. LEMBAR JAWAB TES FORMATIF 1 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 2 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 3 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 4 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 216 5 .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 217 5.3 KEGIATAN BELAJAR 12 A. TUJUAN PEMBELAJARAN : Setelah pembelajaran ini diharapkan siswa dapat : Memahami fungsi, kegunaan repeater B. MATERI Pengantar Repeater atau Radio Pancar Ulang (RPU) adalah satu perangkat komunikasi yang berguna untuk memperluas daerah jangkauan komunikasi antar peralatan komunikasi mobile semisal Handy Transceiver (HT) dari yang berjarak pendek hanya beberapa kilometer (Km) menjadi puluhan kilometer. RPU dibuat untuk mempermudah komunikasi antara beberapa orang atau banyak orang dalam komunitas bersangkutan yang berjarak puluhan kilometer bahkan sampai ratusan kilometer hanya dengan menggunakan peralatan komunikasi HT yang digenggam atau RIG yang dipasang di kendaraan. Dengan demikian RPU sangat berguna sekali dalam kelancaran komunikasi antar anggota dalam komunitas tersebut. RPU biasanya dipasang di tempat yang tinggi, sehingga diharapkan bisa menjangkau daerah yang lebih luas. RPU dapat dipasang di atas gedung bertingkat kalau di perkotaan, atau dapat juga dipasang di gunung-gunung yang masih terjangkau dengan listrik PLN. RPU dapat juga dipasang di pegunungan yang belum ada aliran listrik PLN. Sebagai sumber dayanya menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), dengan demikian RPU tetap dapat beroperasi. Hanya saja penggunaan PLTS akan menambah biaya operasional RPU itu sendiri, karena PLTS masih mahal harganya. Membangun RPU Ilustrasi komunikasi dengan menggunakan Repeater / RPU seperti gambar dibawah. Next >