1. Studio Pemancar Radio
Sal ah sat u komponen pent ing pada st asiun pemancar radio adal ah ant ene pemancar dan sal uran t ransmisinya. Sal uran t ransmisi (t r ansmi ssi on l i ne) adal ah sarana unt uk menghant arkan t enaga l ist rik yang berasal dari sumber (pesawat pemancar) ke beban (ant ene pemancar), dimana l et ak beban berj auhan. Sel ain unt uk menghubungkan ant ara pemancar dan ant ene, sal uran t ransmisi j uga dipergunakan unt uk sal uran ukur dal am pengukuran VHF/ UHF dan sebagai t raf o penj odoh (mat chi ng t r ansf or mer ). Sal uran t ransmisi disebut j uga sal uran pancar at au sal uran pengumpan (f eeder l i ne).
Rangkaian ekuival en sal uran t ransmisi, L adal ah indukt ansi yang disebabkan ol eh bocoran medan magnet , R adal ah resist ansi yang t erbent uk karena hambat an kawat , C adal ah kapasint ansi yang disebabkan ol eh bocoran medan magnet , dan G adal ah kondukt ansi yang t erbent uk karena bocoran arus ant ara kedua penghant ar. Pada f rekuensi t inggi (RF), reakt ansi indukt if l ebih besar dari resist ansi, dan susept ansi kapasit if l ebih besar dari kondukt ansi. Ol eh karena it u, rangkaian ekuival en t ersebut dapat disederhanakan.
Sebuah pemancar memberikan t enaga l ist rik ke ant ene mel al ui sal uran t ransmisi. Gel ombang yang berasal dari pemancar menuj u ant ene disebut gel ombang dat ang (i nci dent wave). Jika impedansi karakt erist ik sal uran t ransmisi t idak j odoh dengan impedansi ant ene, maka akan t erj adi gel ombang pant ul an (r ef l ect ed wave) dari ant ene ke pemancar. Hal ini
t erj adi karena adanya induksi pada sal uran t ransmisi, dimana arus maupun t egangan t erpot ong secara t iba-t iba. Gel ombang dat ang maupun gel ombang pant ul an menj al ar pada sal uran t ransmisi. Ol eh karena it u disebut gel ombang menj al ar (t r avel i ng wave). Int erf erensi ant ara gel ombang dat ang dan gel ombang pant ul an menghasil kan gel ombang t egak (st andi ng wave). Gel ombang t egak t idak menj al ar, dan ampl it udonya berubah-ubah ket ika ada gel ombang dat ang maupun gel ombang pant ul an yang baru.
Bandingan gel ombang t egak t egangan (VSWR, vol t age st andi ng wave r at i o) adal ah perbandingan t egangan maksimum dan t egangan minimum gel ombang t egak pada sal uran t ransmisi. Kondisi j odoh (mat ch) didapat j ika sel uruh energi pada gel ombang dat ang t ersal ur ke beban, t idak ada energi yang dipant ul kan kembal i ke sumber. Kerugian sal uran t ransmisi adal ah ket idak-mampuan sal uran t ransmisi unt uk menghant arkan t enaga l ist rik sel uruhnya ke bebab. Semaki panj ang sal uran t ransmisi, kerugian semaki besar. Kerugian daya pada sal uran t ransmisi t idak berbanding l angsung dengan panj ang sal uran, t et api berubah secara l ogarit mik. Ol eh karena it u, kerugian pada sal uran t ransmisi dinyat akan dal am dB (desibel ) unt uk set iap panj ang t ert ent u. Kerugian pada sal uran t ransmisi semaki besar, j ika f rekuensi kerj anya semakin t inggi.
a. Mendesain box untuk pemancar radio
b. Rangkaian pemancar radio
gambar 49. Proses pembuatan pemancar radio
Macam-macam kerugian pada sal uran t ransmisi adal ah sebagai berikut :
f . Kerugian pancaran, yait u kecenderungan sal uran t ransmisi unt uk bekerj a sebagai ant ene pemancar (dapat memancarkan gel ombang el ekt romagnet ik meskipun t anpa ada ant ene yang t erhubung padanya).
g. Kerugian panas, yait u panas yang t imbul akibat arus yang mengal ir pada perl awanan kawat dan adanya ef ek kul it pada f rekuensi t inggi.
h. Kerugian diel ekt rika, yait u bocornya isol at or/ penyekat diant ara kedua kawat pada sal uran t ransmisi.
i. Kerugian pant ul an, yait u adanya pant ul an bal ik t enaga l ist rk sumber, sehingga menimbul kan gel ombang t egak yang t idak diinginkan.
Bal un dipergunakan unt uk menj odohkan beban / ant ene bal ans dengan sal uran t ransmisi t ak bal ans (unbal ance). Bal un kumparan adal ah basis dari bal un l ineir sal uran t ransmisi. Bal un kumparan adal ah dua buah sal uran t ransmisi yang sama panj ang dengan impedansi karet erist ik Zo, dihubungkan secara deret pada sat u sisi, sement ara sisi l ainya dij aj arkan. Panj ang sal uran adal ah kel ipat an ganj il dari ¼ O. Jika Zo = 150 ohm, maka bal un kumparan dapat menj odohkan impedansi 300 (bal ans) dengan impedansi 75 ohm (t ak bal ans).
Bal un kumparan yang beroperasi pada f rekuensi 1, 9…30 MHz bent uknya agak besar. Unt uk membuat bent uk yang kecil dipergunakan int i f erit t oroida. ol eh karena it u disebut bal un t oroida. Bal un t oroida 1: 1, yang dipergunakan unt uk menj odohkan impedansi 50 ohm bal ans impedansi 50 ohm t ak bal ans. Bal un t oroida 4: 1 yang dipergunakan unt uk menj odohkan impedansi 200 ohm bal ans dengan impedansi 50 ohm t ak bal ans, at au unt uk menj odohkan impedansi 300 ohm bal ans dengan 75 ohm t ak bal ans.
Bal un koaks adal ah bal un yang t erbuat dari sal uran koaks1/ 2 O. Bal un koaks menj odohkan impedansi 300 Ohm bal ans dengan impedansi 75 ohm t ak bal ans (4: 1). Sedangkan Bal un redam berf ungsi unt uk meredam / menekan arus yang mengal ir pada sisi l uar sal uran umpan. Hal ini dil akukan dengan memasang sal uarn ¼ O. Bal un ini dikenal sebagai Bazooka.
Penj odoh T dipergunakan unt uk menj odohkan sal uran j aj ar dengan t it ik t engah ant ene. Sedangkan penj odoh gamma dipakai unt uk menj odohkan sal uran koaks dengan t it ik t engah ant ene. Keduanya mempergunakan bat ang penghant ar yang dipasang berj aj ar dengan ant ene. Jarak bat ang penghant ar
dengan t it ik t engah ant ene diat ur sedemikian rupa sehingga diperol eh VSWR mendekat i 1. Jika VSWR l ebih dari 2, maka panj ang ant ene harus diubah.
Gambar 50. Berbagai ruang studio pemancar radio
Jika impedansi sal uran j aj ar l ebih kecil dari impedansi kel uaran pemancar, maka dibut uhkan rangkaian t al aan deret . Jika impedansi sal uran j aj ar l ebih besar dari impedansi kel uaran pemancar, maka dibut uhkan rangkaian t al aan j aj ar. Penunj uk SWR dipasang ant ara kel uaran pemancar dengan ranf kaian t al aan deret / j aj ar. Pert ama kal i, t ent ukan kopl ing ant ara L 1 dan L 2. Kemudian, Cs dan Cp diat ur sehingga diperol eh VSWR yang mendekat i 1. Jika VSWR t idak mendekat i 1 at url ah kembal i kopl ing h ant ara L 1 dan L 2.
Ant ene pemancar adal ah bat ang kondukt or yang mengubah arus f rekuensi radio (RF) menj adi gel ombang el ekt romagnet dan memancarkannya. Dal am sist em rancangan
yang baik, hanya ant ene yang bol eh mel akukan pemancaran. Ant ene penerima merupakan bat ang kondukt or yang mengubah induksi gel ombaang el ekt romagnet menj adi arus l ist rik. Resiprosit as ant ene art inya ant ene yang dapat dipergunakan unt uk memancarkan maupun menerima gel ombang el ekt romagnet . Perbedaan ant ara ant ene pemancar dan penerima adal ah :
Antene penerima Antene Pemancar
Daya kecil
Penyekat nya sedang Beresonansi pada banyak f rekuensi
Daya besar
Penyekat nya harus kuat Beresonansi pada sat u f rekuensi
a. Antene Ombi b. Ant ene ring-O c. Antene Ombi Gambar 51. Berbagai macam antene pemancar radio
Pol arisasi gel ombang el ekt romagnet t ergant ung pada medan l ist riknya. Medan l ist rik sej aj ar dengan ant ene, sedangkan medan magnet nya t egak l urus t erhadap ant ene. Posisi ant ene penerima harus sej aj ar dengan arah medan l ist rik (sej aj ar dengan ant ene pemancar) at au t egak l urus t erhadap arah medan magnet , agar dapat menangkap daya semaksimal mungkin dari pemancar. Jika nat ena pemancar t erl et ak vert ikal / t egak l urus, maka pol arisasi gel ombang el ekt romagnet nya ke arah vert ikal . Pada ant ene vert ikal , pancaran ke segal a penj uru sama kuat , sama j auh, dan dayanya sama besar. Jika ant ene pemancar t erl et ak horizont al / mendat ar, maka pol arisasi gel ombang eekt romagnet nya ke arah horizont al . Pada ant ene horizont al , pancaran t erkuat ada pada garis yang t egak l urus t erhadap sumbu ant ene.
Resist ansi ant ene t erdiri at as :
a. Resist ansi ohm (Ro). Akibat resist ansi ohm ini, arus yang mengal ir mel al ui ant ene akan menimbul kan panas sebesar Ro.
b. Resist ansi bocoran (l eakage r esi st ance). Ini adal ah kebocoran pada penyekat ant ene, dan disebut pul a sebagai kerugian diel ekt rika.
c. Resist ansi radiasi (RR). RR mengakibat kan adanya t enaga yang t erpancar sebesar RRR. Resist ansi radiasi t ergant ung pada t inggi ant ene t erhadap t anah. Kurva resist ansi radiasi ant ene dua kut ub (di pol e) ½ O vert ikal dan horizont al di beberapa ket inggian dari t anah.
Gambar 53. Berbagai macam peralatan transmitter radio
2. Peralatan Studio dan Fungsinya.
Biasanya t erdapat 2 st udio dal am sebuah st asiun radio, yait u st udio siaran dan st udio produksi. St udio siaran digunakan unt uk menyiarkan mat eri-mat eri siaran, t empat penyiar berbicara, memut ar l agu dan ikl an. St udio produksi digunakan unt uk mempersiapkan dan membuat mat eri-mat eri siaran, sepert i bikin spot ikl an, t es vokal cal on penyiar, edit ing l agu, dsb. Peral at an yang t erdapat di kedua st udio prinsipnya sama maka j ika st udio siaran ada masal ah penyiar bisa menggunakan st udio produksi.
Secara umum peral at an yang ada di st udio adal ah: komput er, audi o consol e (mi xer ), audi o i nput , speaker moni t or , moni t or st udi o, headphone, mi cr ophone dan t el ephone. Sedangkan pesawat pemancarnya biasanya berada di ruang t ersendiri.
Mi xer adal ah peral at an pal ing pent ing dal am sebuah st udio, f ungsi al at ini adal ah mencampur semua masukan suara (audio input ) yang t ersedia dan menj adikannya sat u out put unt uk disiarkan. Sehingga bisa mendengar suara penyiar, l agu at au background sekal igus.
Audi o i nput . Adal ah sumber audio yang t erdiri dari mikropon, t ape r ecor der , pi ck up at au piringan hit am, CD (compact Di sk), Komput er. Sumber audio t ersebut berf ungsi sebagai pl ayer unt uk mengahasil kan sinyal audio. Yang sel anj ut nya disal urkan ke mi xer unt uk dipilih mana yang akan di siarkan mel al ui pesawat pemancar radio.
Speaker monit or, monit or st udio dan head phone adal ah merupakan al at pendengar/speaker yang berf ungsi sebagai di spl ay unt uk memonit or suara baik it u suara dari sumber suara at aupun suara yang t el ah/ akan dipancarkan.
Tel epon. Adal ah peral at an komunikasi yang digunakan unt uk program int erakt if dari pendengar radio dengan penyiar.
Cat u daya l ist rik. Adal ah sumber t enaga l ist rik yang dipakai unt uk mencat u daya l ist rik bagi semua peral at an el ekt ronik agar dapat bekerj a. Cat u daya l ist rik dapat menggunakan sumber l ist rik dari PLN, Generat or set maupun bat eray at au aki. Peral at an ini harus sel al u dal am keadaan siap pakai, karena t anpa cat u daya semua peral at an el ekt ronik t idak akan bekerj a. Ol eh karena perawat an peral at an cat u daya sangat mut l ak diperl ukan unt uk menj aga kel angsungan kerj a. Misal nya sel al u menj aga dal am keadaan bersih, sel al u cont rol t egangan dan arus yang t ersimpan, mengisi cairan air accu, mengisi accu dan sebagainya.
Gambar 54. Peralatan stasiun pemancar radio
3. Skema sambungan peralat an dan prinsip kerj anya
Pemancar berf ungsi memberikan daya kepada ant ene dengan f rekuensi t ert ent u dan memindahkan t anda-t anda bersama sinyal yang dipancarkan. Supaya bisa dipancarkan maka sinyal inf ormasi harus dimodul asi dengan sinyal pembawa.
Macam-macam gel ombang t ermodul asi :
a. Gel ombang t ermodul asi ampl it udo (AM, Ampl it ude Modul at ion): modul asi dimana Ampl it udo gel ombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ampl it udo sinyal inf ormasi/ suara. Macam-macam sist em modul asi ampl it udo AM :
x Ampl it udo j al ur samping ganda dengan pembawa
t erpancar (DSBSC, Doubl e Si deband Tr ansmi t t ed Car r i er ).
x Modul asi ampl it udo j al ur samping ganda dengan pembawa t ert indas. (DSBSC, Doubl e Si deband Suppr essed Car r i er ).
x Modul asi ampl it udo j al ur samping t unggal dengan pembawa t erpancar. (SSBTC, Si ngl e Si deband Tr ansmi t t ed Car r i er ).
x Modul asi ampl it udo j al ur samping t unggal dengan pembawa t ert indas. (SSBSC, Si ngl e Si deband Suppr essed Car r i er ).
b. Gel ombang t ermodul asi f rekuensi (FM, f r equency Modul at i on) modul asi dimana Frekuensi gel ombang
pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ampl it udo sinyal inf ormasi/ suara.
c. Gel ombang t ermodul asi pul sa. Gel ombang t ermodul asi pul sa banyak dipergunakan dal am t el emet ri dan sist em radar. Macam-macam gel ombang t ermodul asi pul sa:
x Modul asi Ampl it udo pul sa (PAM, Pul se Ampl it ude Modul at ion), Modul asi dimana ampl it udo pul sa pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ampl it udo sinyal inf ormasi/ suara.
x Modul asi l ebar pul sa (PWM, Pul se Widt h Modul at ion at au PDM, Pul se Durat ion Modul at ion), modul asi dimana l ebar/ l amanya pul sa pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ampl it udo sinyal inf ormasi/ suara.
x Modul asi posisi pul sa (PPM, Pul se Posit ion Modul at ion), modul asi dimana posisi pul sa pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ampl it udo sinyal inf ormasi/ suara.
Pada sist em FM bandingan sinyal t erhadap desah (S/ N) cukup besar. Ini karena desah yang t erdapat pada j al ur VHF (ver y hi gh f r equency) hanya sedikit dan penj al aran (propogasi) gel ombang VHF t erbat as sej auh garis pandang. Sel ain it u, penerima radio FM dil engkapi dengan penguat RF unt uk menaikkan bandingan sinyal t erhadap desah dan penut uh unt uk menindas desah.
Dua buah pemancar FM yang beroperasi pada f rekuensi yang sama, t et api l et aknya berj auhan, t idak akan sal ing berint erf erensi, karena j angkauan penj al aran gel ombang VHF- nya t erbat as sej auh garis pandang. Ol eh karena it u, unt uk komunikasi j arak j auh yang mempergunakan gel ombang VHF, diperl ukan banyak st asiun pemancar dan penerima (st asi un) rel ai. Daya yang dipancarkan ol eh pemancar FM t idak t erbuang/ hil ang pada sinyal pembawa, t et api diserap ol eh sinyal -sinyal j al ur samping.
Pemancar FM dapat menerapkan modul asi t ingkat rendah, yait u modul asi yang dil akukan pada t ingkat RF perant ara dengan daya sinyal audio yang masih rendah. Pemancar FM dapat menerapkan penguat daya kel as C yang memil iki ef iensi pal ing t inggi, t idak perl u menggunakan penguat l inear. Meskipun penguat daya kel as C cacat , namun kerana yang diperl ukan adal ah perubahan f rekuensinya bukan perubahan ampl it udo, maka cacat ini t idak berpengaruh.
Pada sist em FM, penggandaan f rekuensi dil akukan set el ah sinyal dimodul asi. Sedangkan pada sist em AM, penggandaan f rekuensi dil akukan sebel um sinyal dimodul asi. Spekt rum f rekuensi pada pemancar FM l ebih l ebar
dibandingkan dengan spekt rum f rekuensi pada pemancar FM. Spekt rum f rekuensi FM mono sebesar 180 Khz FM st ereo 256 Khz dan AM 10 Khz.
Diagram bl ok pemancar FM sist em l angsung dapat dil ihat pada gambar 55 di at as, perhat ikan gambar 55 a, penguat mikrof on merupakan penguat audio l inear, agar sinyal suara yang dihasil kan t idak cacat . Penut uh/ pemangkas berf ungsi unt uk membat asi ampl it udo sinyal suara, agar deviasi f rekuensi t idak mel ampaui deviasi maksimum. Tapis l ul us bawah (LPF) berf ungsi unt uk mel ewat kan f rekuensi di bawah 3 KHz (j al ur f rekuensi percakapan). Gel ombang FM secara l angsung
Penyangga Penguat Microfon Penutuh/ Pemangkas LPF 300-3000 Hz Modulator FM Osilator X'tal Penyangga Pencampur BPF Penggerak Penguat Daya a (b) Pengganda Frekuensi PLL Penguat Mikrofon Penutuh/ Pemangkas LPF 300-3000 Hz Penguat Daya Penggerak Penyangga BPF Modulator FM
VCO Penyangga Pencampur
AFC Osilator
Pembawa Mic
(b)
Gambar 55. Diagram blok/ skema pemancar FM sistem langsung.
dihasil kan ol eh modul at or FM, dengan mengubah-ubah f rekuensi osil at or krist al sesuai dengan sinal suara ang berasal dari LPF.
Kel uaran dari osil at or krist al merupakan gel ombang FM dengan f rekuensi t engah 16, 9 MHz (ICOM) at au 10. 695 MHz (t rio Kenwood) penghet erodinan f rekuensi PLL, yait u 127, 1. . 129, 09 MHz (ICOM) at au 133, 405…138, 304 MHz (t r i o- kenwood). Kel uaran dari rangkaian pencampur dit apis ol eh t apis l ul us j al ur (BPF) yang berf ungsi unt uk mel ewat kan f rekuensi 144. . 145, 99 MHz (ICOM) at au 144, 1…. 148, 99 MHz (t r i o-kenwood).
Gambar 55 b hampir mirip dengan gambar 55a modul at or FM mengemudikan VCO dan dist abil kan ol eh kemudi f rekuasi ot omat ik (AFC). Penghet erodinan f rekuensi dil akukan dengan mengat ur pembagi t erprogram yang t erdapat pada rangkaian AFC. Frekuensi kel uaran dari VCO merupakan gel ombang FM dengan f rekuensi t engah 16, 27…. 16, 71 MHz. Frekuensi t ersebut dicampur dengan f rekuensi osil at or pembawa 10, 695 MHz. Kel uaran dari rangkaian pencampur dit apis ol eh BPF, agar mel ewat kan f rekuensi 26, 965…. 27, 405 MHz (cent onix MARK IX).
Diagram bl ok pemancar FM sist em t ak l angsung dapat dil ihat pada gambar 56 perhat ikan gambar 56 a. gel ombang FM t idak dihasil kan secara l angsung dari modul at or FM, t et api dari modul at or PM. Rangkaian equal iser audio berf ungsi unt uk menyondol nada f rekuensi rendah (bass), agar kel uaran dari modul at or PM merupakan gel ombang FM (sepert i yang dihasil kan ol eh moderat or FM). Pengganda f rekuensi berf ungsi unt uk meningkat kan f rekuensi kerj a sekal igus menaikkan deviasi f rekuensi. Rangkaian pencampur berf ungsi unt uk mencampurkan f rekuensi kerj a dengan f rekuensi osil at or pembawa II. Rangkaian pencampur hanya mengubah f rekuensi kerj a, t idak mengubah deviasi f rekuensi.
Gambar 56b hampir mirip dengan gambar 56 a. sist em ini dikenal sebagai sist em Armst rong. Modul asi f asa (PM) dil akukan ol eh rangkaian 90 deraj at , modul at or bal ans, j aringan penggabungan, dan penut uh. Rangkaian 90 deraj at berf ungsi unt uk menggeser f asa sinyal pembawa sebesar 90 deraj at . Modul at or bal ans menghasil kan gel ombang DSBSC dengan f asa sinyal pembawa 90 deraj at . Jaringan penggabung berf ungsi unt uk menggabungkan DSBSC t ersebut dengan sinyal pembawa 0 deraj at . Hasil dari penggabungan dua sinyal t ersebut dapat digambarkan secara vekt or, sepert i t ampak pada gambar c. Ec adal ah gel ombang pembawa, Em adal ah t egangan sat u j al ur samping, dan T menunj ukkan besarnya simpangan f asa sinyal pembawa yang diakibat kan ol eh ampl it udo inf ormasi. Semakin
besar ampl it udo inf ormasi, semakin besar pul a t egangan kedua j al ur samping, dan semakin besar simpangan f asa sinyal pembawa.
Perhat ikan gambar 56 c, unt uk mempert ahankan agar Et
