1 1 BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1
1.1 Latar Latar BelakangBelakang
Sejak zaman dahulu manusia telah menciptakan berbagai alat dalam Sejak zaman dahulu manusia telah menciptakan berbagai alat dalam melakukan telekomunikasi khususnya media komunikasi jarak jauh untuk melakukan telekomunikasi khususnya media komunikasi jarak jauh untuk me
mendndapapatatkakan n ininfoformrmasi asi atatau au tutujuajuan n lalaininnynya a tatanpnpa a peperlrlu u memendndatatanangigi langsung ke tempat tujuan untuk mengetahui informasi tersebut. Sejarah langsung ke tempat tujuan untuk mengetahui informasi tersebut. Sejarah perkembangan
perkembangan telekomunikasi telekomunikasi terus terus mengalami mengalami perubahan perubahan di di setiap setiap masa.masa. Mulai zaman prasejarah hingga era modern seperti saat ini.
Mulai zaman prasejarah hingga era modern seperti saat ini.
Elektronika Telekomunikasi adalah Suatu cara untuk menyampaikan Elektronika Telekomunikasi adalah Suatu cara untuk menyampaikan infor
informasi melalui masi melalui alat listrik alat listrik atau elektronikatau elektronika. a. Karena jarak yang Karena jarak yang ditemditempuhpuh oleh komunik
oleh komunikasi asi itu cukup itu cukup jauh. cara jauh. cara itu disebut itu disebut juga telekomujuga telekomunikasinikasi. . AdAdaa beberapa
beberapa bentuk bentuk alat alat komunikasi komunikasi elektronika elektronika antara antara lain lain telegraf telegraf telepontelepon faksimil radio dan tele!isi. Sesuai dengan keperluannya ada komunikasi faksimil radio dan tele!isi. Sesuai dengan keperluannya ada komunikasi yang dipancarkan untuk umum "pemancar radio# serta ada pula komunikasi yang dipancarkan untuk umum "pemancar radio# serta ada pula komunikasi yang ditujukan secara khusus kepada seseorang. Ada komunikasi yang tidak yang ditujukan secara khusus kepada seseorang. Ada komunikasi yang tidak menanti ja$aban seperti radio dan tele!isi. Serta ada pula komunikasi yang menanti ja$aban seperti radio dan tele!isi. Serta ada pula komunikasi yang menanti ja$aban seperti pada telepon.
menanti ja$aban seperti pada telepon.
%ada dasarnya teknik telekomunikasi dalam mengirim data i
%ada dasarnya teknik telekomunikasi dalam mengirim data i nformasinformasi aka
akan n melmele$ate$ati i bebbeberaperapa a lanlangkagkah h dimdimana ana saat saat infinformormasi asi akaakan n dikdikirimirim infor
informasi akan masi akan dipandipancarkan olehcarkan oleh Transmiter Transmiter kemudian akan ditransmisikan kemudian akan ditransmisikan melalu
melalui medium transmisi lalu ditangi medium transmisi lalu ditangkap olehkap oleh Reciver Reciver dan akan diterima dan akan diterima oleh penerima.
& &
'alam (angkah)langkah tersebut tidak luput dari peran alat) alat dan 'alam (angkah)langkah tersebut tidak luput dari peran alat) alat dan perhitungan
perhitungan dalam dalam elektronika elektronika telekomunikasi. telekomunikasi. seperti seperti oscillator oscillator pembangkitpembangkit ge
gelomlombabang ng mimikrkro o *e*espspon on frefrekukuenensi si dadari ri alalatat)al)alat at tetersersebubut t dadan n rarangngkakaiaiann resonator dari alat)alat tersebut.
resonator dari alat)alat tersebut.
%erangkat)perangkat
%erangkat)perangkat telekomunikasi telekomunikasi sangat sangat banyak banyak dan dan berperan berperan pentingpenting oleh karena itu pada makalah ini akan membahas tentang perkembangan teknologi oleh karena itu pada makalah ini akan membahas tentang perkembangan teknologi elektronika telekomunikasi dan perangkat)perangkat penunjangnya.
elektronika telekomunikasi dan perangkat)perangkat penunjangnya.
1
1..22.. TTuujjuuaan Pn Peennuulliissaann Tu
Tujuan tugas juan tugas makalmakalah ah ini untuk ini untuk memenmemenuhi uhi tugas mata tugas mata kuliakuliah h elektrelektronikaonika telekomuikasi +
telekomuikasi + 1.
1. MemMemahaahami pentinmi pentingnygnya a penpengetgetahuahuan an menmengengenai ai ranrangkagkaian ) ian ) ranrangkagkaianian el
elekektrotroninika ka tetelelekokomumuninikakasi si ununtutuk k memenununjnjanang g peperarangngkakat t sissistetemm telekomunikasi.
telekomunikasi. &.
&. MeMengngetetahahui ui dadan n mememamahahami mi prprininsisip p kekerja rja dadari ri peperarangngkakat t ) ) peperanrangkgkatat elektronika telekomunikasi.
elektronika telekomunikasi.
1
1..33.. BBaattaassaan Mn Maassaallaahh ,at
,atasan asan masmasalah alah daldalam am tugtugas as makmakalaalah h ini ini menmengungungkagkapkapkan n cakcakupaupann ma
masalsalah ah yayang ng akakan an didibabahahas. s. MaMasalsalah ah yayang ng terterlalalu lu luluas as peperlu rlu didibabatatasi si agagar ar pembahasan
pembahasan lebih lebih terfokus. terfokus. Karena Karena itu itu dalam dalam tugas tugas makalah makalah ini ini masalah masalah yangyang dibat
dibatasi asi mengemengenai nai perkeperkembanmbangan gan teknoteknologi logi elektrelektronika onika telekotelekomunikmunikasi asi dalamdalam menunjang perangkat sistem komunikasi dan perangkat ) perangkat yang ada dan menunjang perangkat sistem komunikasi dan perangkat ) perangkat yang ada dan dipakai dalam elektronika telekomunikasi.
1
1.4.4.. MMeett!!llgi gi PPeneneelilititiaann
Adapun metode penelitian yang dilakukan penulis dalam pengerjaan tugas akhir Adapun metode penelitian yang dilakukan penulis dalam pengerjaan tugas akhir adala
adalah h Studi (iteraturStudi (iteratur yaitu Mengumpyaitu Mengumpulkan informasi dan ulkan informasi dan memmempelajari materi pelajari materi sertaserta sum
sumberber)su)sumbmber er datdata a yayang ng berberhubhubungungan an dendengan gan mamasalasalah h yayang ng dibdibahaahas s dendengan gan carcaraa membaca buku buku mencari data dari internet dan literatur yang tertulis maupun materi membaca buku buku mencari data dari internet dan literatur yang tertulis maupun materi atau sumber)sumber lain yang terkait dengan penelitian ini.
atau sumber)sumber lain yang terkait dengan penelitian ini.
1
1.".".. #i#issttee$a$attikika a PPeenunulilissanan Ada
Adapun pun sistsistemaematiktika a penpenuliulisan san yayang ng digdigunaunakan kan padpada a tugtugas as makmakalah alah iniini adalah sebagai berikut +
adalah sebagai berikut + ,A,
,A, %E/'A0(A/%E/'A0(A/ ,erisi m
,erisi mengenai engenai latar latar belakang belakang tujuan tujuan makalah makalah batasan mbatasan masalahasalah dan sistematika penulisan.
dan sistematika penulisan. ,A,
,A, %EM,A0ASA/%EM,A0ASA/ ,erisi tentang hasil
,erisi tentang hasil pembpembahasan yang dibahas dengan acuan ahasan yang dibahas dengan acuan dasar dasar teori yang berkaitan dengan pembahasan.
teori yang berkaitan dengan pembahasan. ,A,
,A, %E/T%%E/T%
,erisi tentang kesimpulan. ,erisi tentang kesimpulan. ,A,
,A, 2 2 %E*E/3A/AA%E*E/3A/AA/ / KE*4A KE*4A MASA MASA 'E%A'E%A// ,e
,eririsi si tetenntatang ng rerespspoon n ddan an idide e mmahahasasisis$a $a sesetetelalah h mmamampupu memah
memahami ami dan dan mengmengetahui peran etahui peran dan dan fungfungsi si perangperangkat)pekat)perangkrangkatat elektronika telekomunikasi
5
BAB II PEMBAHA#AN
2.1. #iste$ Telek$unikasi
Secara bahasa Telekomunikasi berasal dari kata Tele yang berarti jauh dan Komunikasi yang berarti proses pertukaran informasi antar indi!idu melalui sistem simbol bersama. Sehingga Telekomunikasi adalah proses komunikasi yang dilakukan melalui jarak yang jauh.
Sedangkan Menurut ndang)undang * no.-6 tahun 1777 tentang Telekomunikasi Telekomunikasi adalah setiap pemancaran pengiriman dan
atau penerimaan dari setiap informasi dalam bentuk tanda)tanda isyarat tulisan gambar suara dan bunyi melalui sistem ka$at optik radio atau sistem elektromagnetik lainnya.
Sistem telekomunikasi adalah seluruh unsur8elemen baik infrastruktur telekomunikasi perangkat telekomunikasi sarana dan prasarana telekomunikasi maupun peyelenggara telekomunikasi sehingga komunikasi jarak jauh dapat dilakukan. ,erikut ini adalah pengertian dari beberapa istilah dalam bidang telekomunikasi sesuai dengan ndang)undang * no.-6 tahun 1777 tentang Telekomunikasi +
• Perangkat Telekomunikasi adalah sekelompok alat telekomunikasi
yang memungkinkan untuk bertelekomunikasi.
• Sarana dan prasarana telekomunikasi adalah segala sesuatu yang
memungkinkan dan mendukung berfungsinya telekomunikasi.
nterkoneksi adalah keterhubungan antar jaringan telekomunikasi dari penyelenggara jaringan telekomunikasi yang berbeda. Agar dapat melakukan hubungan telekomunikasi terdapat beberapa komponen pembangun sistem telekomunikasi yaitu +
• nformasi + merupakan data yang dikirim8diterima seperti suara
gambar file tulisan.
• Transmitter + merubah informasi menjadi sinyal listrik yang siap
dikirim.
• Media transmisi + alat yang berfungsi mengirimkan dari pengirim
kepada penerima. Karena dalam jarak jauh maka sinyal pengirim diubah lagi 8 dimodulasi agar dapat terkirim jarak jauh.
• *ecei!er + menerima sinyal listrik dan merubah kedalam informasi
yang bisa dipahami oleh manusia sesuai yang dikirimkan.
• Aturan8standar + merupakan yang harus disepakati dalam pengiriman
pentransmisian dan penerimaan informasi.
%a$&ar 2.1Sistem Telekomunikasi
Elektronika Telekomunikasi adalah Suatu cara untuk menyampaikan informasi melalui perangkat elektronika %ada proses pentransmisian banyak perangkat)perangkat dan sistem elektronika telekomunikasi yang dapat
menunjang dan berperan penting agar terjadinya pertukaran informasi. Seperti :silator "Oscillator) filter, Modulator , Demodulator, dan sistem %(( " Phase Locked Loop).
6
2.2. 'silatr
%ada beberapa rangkaian dibutuhkan sederetan pulsa clock dengan frekuensi tertentu. 'eretan pulsa clock ini dapat dibangkitkan dengan menggunakan suatu osilator yang dibentuk dengan menggunakan gerbang logika ataupun dengan menggunakan piranti lain seperti (M999 yang pada a$alnya dirancang untuk digunakan sebagai pe$aktu "timer#.
%ada beberapa pemakaian seperti pada jam digital frekuensi dari osilator ini harus sangat presisi karena ketepatan dari jam ini hanya ditentukan oleh ketepatan dari frekuensi clock. ntuk keperluan seperti ini biasanya digunakan osilator yang menggunakan kristal k$arsa yang memiliki ketepatan dan kestabilan frekuensi yang sangat tinggi.
:silator yaitu suatu rangkaian elektronika yang dapat membangkitkan getaran listrik dengan frekuensi tertentu dan amplitudonya tetap. 'asar dari sebuah osilator yaitu sebuah rangkaian penguat dengan sistem feedback yaitu sebagian sinyal keluaran yang dikembalikan lagi ke masukan dengan phase dan tegangan yang sama sehingga terjadi osilasi yang terus menerus. Adapun beberapa bagian yang menjadi syarat untuk sebuah osilator supaya terjadi osilasi yaitu
adanya rangkaian penguat rangkaian feedback dan rangkaian tank circuit.
*angkaian feedback yaitu suatu rangkaian umpan balik yang sebagian sinyal keluarannya dikembalikan lagi ke masukan hal ini s alah satu sistem supaya terjadinya tegangan dan phase yang sama antara input dan output juga menjadi salah satu syarat penting terjadinya osilasi pada sebuah rangkaian osilator. %ada umumnya rangkaian feedback menggunakan komponen pasif * dan 3 " Mal!ino 177-#.
Tank circuit yaitu rangkaian yang menentukan frekuensi kerja dari osilator frekuensi pemba$a "carrier# yang digunakan pada aplikasi ini digunakan komponen ( dan 3 karena semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka makin kecil harga komponen yang digunakan lain halnya menggunakan * dan 3 karena frekuensi yang dihasilkan tidak akan bisa mencapai harga yang paling tinggi
karena terbatasnya harga *esistor. Tinggi rendahnya frekuensi bisa ditentukan pada komponen ( dan 3 pada Tank 3ircuit dan besarnya frekuensi dapat
ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut+ fosc < "0z# dimana f merupakan frekuensi yang dihasilkan dan 3 merupakan kapasitor "=loyd 177-#.
Kita dapat mengelompokkan osilator berdasarkan metode pengoperasiannya menjadi dua kelompok yaitu osilator harmonisa "balikan# dan
osilator relaksasi. Masing)masing kelompok memiliki keistime$aan tersendiri. :silator harmonisa "balikan# menghasilkan bentuk gelombang sinusoida. :silator harmonisa disebut juga dengan :silator (inear. ,entuk dasar osilator harmonisa terdiri dari sebuah penguat dan sebuah filter yang membentuk umpan balik positif yang menentukan frekuensi output.
%ada osilator harmonisa "balikan# sebagian daya keluaran dikembalikan ke masukan yang miasalnya dengan menggunakan rangkaian (3. :silator biasanya dioperasikan pada frekuensi tertentu. :silator gelombang sinus biasanya
termasuk kelompok osilator ini dengan frekuensi operasi dari beberapa 0z sampai jutaan 0z. :silator balikan banyak digunakan pada rangkaian penerima radio dan
T2 dan pada transmiter.
Kita sering melihat contoh terjadinya balikan pada sistem suara yang digunakan pada suatu pertemuan. 4ika mikropon terletak terlalu dekat dengan speaker maka sering terjadi proses balikan dimana suara dari speaker terambil kembali oleh mikropon diteruskan ke amplifier menghasilkan dengung. >ambar &.1 memperlihatkan proses terjadinya balikan dimaksud. Kondisi ini dikenal dengan balikan mekanik. Terjadinya balikan pada sistem ini sangat tidak diharapkan namun sistem balikan pada osilator sangat di perlukan.
?
%a$&ar 2.2 ,alikan pada sistem)suara
'iagram blok osilator balikan diperlihatkan pada gambar &.&. Terlihat osilator memiliki perangkat penguat jaringan balikan rangkaian penentu frekuensi dan catu daya. syarat masukan diperkuat oleh penguat "amplifier# kemudian sebagian isyarat yang telah diperkuat dikirim kembali ke masukan melalui rangkaian balikan. syarat balikan harus memiliki fase dan nilai yang betul agar terjadi osilasi.
%a$&ar 2.3 ,agian)bagian utama osilator balikan
:silator ralaksasi utamanya digunakan sebagai pembangkit gelombang sinusosidal >elombang gigi gergaji gelombang kotak dan !ariasi bentuk
gelombang tak beraturan. %ada dasarnya osilator ini tergantung pada proses pengosongan dan pengisian jaringan kapasitor dan resistor. %erubahan tegangan pada jaringan digunakan untuk mengubah)ubah konduksi piranti elektronika. ntuk pengontrol pada osilator dapat digunakan transistor atau 3 "integrated circuit# "Sutrisno 17?;#.
:silator bisa dibangun dengan menggunakan beberapa teknik dasar yaitu+
1. Menggunakan komponen)komponen yang memperlihatkan karakteristik resistansi negatif dan lazimnya menggunakan diode terobosan dan 4T. &. Menggunakan umpanbalik positif pada penguat. mpanbalik positif
menguatkan desah internal yang terdapat pada penguat. 4ika keluaran penguat sefasa dengan masukkannya osilasi akan terjadi.
,anyak rangkaian yang dapat dipakai untuk membangkitkan gelombang sinus. 'an yang paling populer adalah :silator 3lapp :silator 3olpitt :silator kristal dan jembatan @ien. Setiap tipe mempunyai keuntungan khusus dan daerah penerapan masing)masing. 4embatan @ien banyak dipakai dalam osilator
frekuensi audio terutama karena kemantapan frekuensinya yang baik dan relatif mudah dibuat.
%ersyaratan utama bagi osilator sinus adalah + 1. =rekuensi spesifik yang dapat dicapai &. Amplitudo keluaran
-. Kemantapan frekuensi
5. Kemurnian keluaran yaitu perbandingan banyaknya cacat harmonik dalam bentuk gelombang keluaran.
Amplitudo yang benar dan cacat yang sedikit dapat diperoleh dengan mengendalikan penguatan penguat sedemikian rupa sehingga tepat cukup untuk
1
mengganti kerugian)kerugian dalam penentu frekuensi. 'alam beberapa penerapan kemantapan frekuensi menjadi prioritas.
/amun osilator yang sering digunakan dalam elektronika telekomunikasi adalah osilator harmonisa seperti :silator Armstrong :silator lapp :silator olpitts :silator !artle" :silator %ergeseran =ase :silator #ien $ridge dan :silator T%in&T . Secara rangkaian osilator harmonisa terbagi atas & kelompok yaitu osilator (3 dan :silator *3.
2.2.1. 'silatr L(
:silator (3 Menggunakan rangkaian resonansi sebagai pembangkit gelombang dan Menggunakan penguat untuk mengatasi redaman oleh resistansi dalam induktor dan konduktansi kapasitor.
%a$&ar 2.4 :silator (3 "*angkaian resonansi# %ada osilator (3 dibagi menjadi 5 yaitu +
• :silator Armstrong
• :silator olpitts
• :silator lapp
• :silator !artle"
%a$&ar 2." :silator Armstrong+ a# *angkaian dasar dan b# Kur!a karakteristik
:silator Armstrong seperti di perlihatkan pada gambar &.9 merupakan hasil penerapan osilator (3. *angkaian dasar dibuat dengan memberikan panjar maju pada sambungan emitor)basis dan panjar mundur pada kolektor. %emberian
1&
panjar dilakukan le$at resistor *- . *esistor *1 dan *& berlaku sebagai pembagi tegangan.
Saat a$al transistor diberi daya resistor *1 dan *& memba$a transistor ke titik pengoperasian B pada bagian tengah garis beban "lihat gambar &.9#. Keluaran transistor "pada kolektor# secara ideal adalah !olt. Saat terjadi hantaran arus a$al pada saat dihidupkan terjadi darau "noise# yang akan terlihat pada kolektor. /amun biasanya berharga sangat kecil. Misalnya kita mempunyai isyarat )1 m2 yang nampak pada kolektor. Transformator T1 akan membalik tegangan ini dan menurunkannya dengan faktor 1 "nisbah primer)sekunder 1+1#. syarat sebesar C1 m2 akan nampak pada 31 pada rangkaian basis.
%erhatikan bah$a transistor memiliki D< 1. 'engan C1 m2 berada pada basis B1 akan memberikan isyarat keluaran sebesar )1 m2 pada kolektor. %erubahan polaritas dari C ke pada keluaran akibat adanya karakteristik dasar penguat emitor)bersama. Tegangan keluaran sekali lagi akan mengalami penurunan oleh transformator dan diberikan pada basis B1 . syarat kolektor
sebesar )1 m2 sekarang akan menyebabkan terjadinya tegangan sebesar C 1 m2 pada basis. Melalui penguatan transistor tegangan kolektor akan segera menjadi )1 m2. %roses ini akan berlangsung menghasilkan tegangan kolektor sebesar )1 2 dan akhirnya )1 2. %ada titik ini transistor akan memba$a garis beban sampai mencapai kejenuhan "perhatikan daeran ini pada garis beban#. Sampai pada titik ini tegangan kolektor tidak akan berubah.
'engan tanpa adanya perubahan pada 2c pada kumparan primer T1 tegangan pada kumparan sekunder secepatnya akan menjadi nol. Tegangan basis secapatnya akan kembali pada titik B. %enurunan tegangan basis ke arah negatif ini "dari jenuh ke titik B# memba$a 2c ke arah positif. Melalui transformator ini akan nampak sebagai tegangan ke arah positif pada basis. %roses ini akan berlangsung mele$ati titik B sampai berhenti pada saat titik cutoff dicapai.
Transformator selanjutnya akan berhenti memberikan masukan tegangan ke basis. Transistor segera akan berbalik arah. *1 dan *& menyebabkan tegangan basis
naik lagi ke titik B. %roses ini akan terus berulang+ B1 akan sampai di titik jenuh kembali ke titik B ke cutoff ) kembali ke titik B. 'engan demikian tegangan
A3 akan terjadi pada kumparan sekunder dari transformator.
=rekuensi osilator Armstrong ditentukan oleh nilai 31 dan S "nilai induktasi diri kumparan sekunder# dengan mengikuti persamaan frekuensi resonansi untuk (3. %erhatikan 31 dan S membentuk rangkaian tangki dengan mengikutkan sambungan emitor)basis dari B1 dan *1.
Keluaran dari osilator Armstrong seperti pada gambar &.9 dapat diubah dengan mengatur harga *- . %enguatan akan mencapai harga tertinggi dengan memasang *- pada harga optimum. /amun pemasangan *- yang terlalu tinggi akan mengakibatkan terjadinya distorsi misalnya keluaran akan berupa gelombang kotak karena isyarat keluaran terpotong.
2.2.1.2 'silatr Colpitts
%a$&ar 2.) :silator olpitts
:silator 3olpits termasuk jenis osilator (3. :silator colpits tersusun dari dua buah kapasitor yang disusun seri dan sebuah induktor tunggal. Kelebihan osilator colpits adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah induktor !ariabel pada komponen induktornya seperti halnya penggunaan kapasitor !ariabel pada osilator hartley. Amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.
15
%a$&ar 2.* :silator olpitts
:silator 3olpitts sangat mirip dengan osilator Shunt)fed 0artley. %erbedaan yang pokok adalah pada bagian rangkaian tangkinya. %ada osilator 3olpitts digunakan dua kapasitor sebagai pengganti kumparan yang terbagi. ,alikan dikembangkan dengan menggunakan Fmedan elektrostatikG melalui jaringan pembagi kapasitor. =rekuensi ditentukan oleh dua kapasitor terhubung seri dan induktor. >ambar &.; memperlihatkan rangkaian osilator 3olpitts. Tegangan panjar untuk basis diberikan oleh *1 dan *& sedangkan untuk emiitor diberikan oleh *5 . Kolektor diberi panjar mundur dengan menghubungkan ke bagian positif dari 2cc melalui *- . *esistor ini juga berfungsi sebagai beban
kolektor. Transistor dihubungkan dengan konfigurasi emitor)bersama. Ketika daya '3 diberikan pada rangkaian arus mengalir dari bagian negatif 2cc melalui *5 B1 dan *- . Arus 3 yang mengalir melalui *- menyebabkan penurunan tegangan 2c dengan harga positif. Tegangan yang berubah ke arah negatif ini dikenakan ke bagian atas 31 melalui 3- . ,agian ba$ah 3& bermuatan positif dan tertambahkan ke tegangan basis dan menaikkan harga , . Transistor B1 akan semakin berkonduksi sampai pada titik jenuh. Saat B1 sampai pada titik jenuh maka tidak ada lagi kenaikan 3 dan perubahan 2c juga akan terhenti.
Tidak terdapat balikan ke bagian atas 3& . 31 dan 3& akan dilucuti le$at (1 dan selanjutnya medan magnet di sekitarnya akan menghilang. Arus pengosongan tetap berlangsung untuk sesaat. Keping 3& bagian ba$ah menjadi bermuatan
negatif dan keping 31 bagian atas bermuatan positif. ni akan mengurangi tegangan maju B1 dan 3 akan menurun. 0arga 2c akan mulai naik. Kenaikan ini akan diupankan kembali ke bagian atas keping 31 melalui 3-. 31 akan bermuatan lebih positif dan bagian ba$ah 3& menjadi lebih negatif. %roses ini terus berlanjut sampai B1 sampai pada titik cutoff. Saat B1 sampai pada titik cutoff tidak ada arus 3 . Tidak ada tegangan balikan ke 31 . >abungan muatan yang terkumpul pada 31 dan 3& dilucuti melalui (1. Arus pelucutan mengalir dari bagian ba$ah 3& ke bagian atas 31 . Muatan negatif pada 3& secepatnya akan habis dan medan magnet di sekitar (1 akan menghilang. Arus yang
mengalir masih terus berlanjut. Keping 3& bagian ba$ah menjadi bermuatan positif dan keping 31 bagian atas bermuatan negatif. Tegangan positif pada 3& menarik B1 dari daerah daerah cutoff . Selanjutnya 3 akan mulai mengalir lagi dan proses dimulai lagi dari titik ini. Energi balikan ditambahkan ke rangkaian tangki sesaat pada setiap adanya perubahan.
,esarnya balikan pada rangkaian osilator 3olpitts ditentukan oleh Fnisbah kapasitansiG 31 dan 3& . 0arga 31 pada rangkaian ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan 3& atau H3& H31. Tegangan pada 31 lebih besar dibandingkan pada 3&. 'engan membuat 3& lebih kecil akan diperoleh tegangan balikan yang lebih besar. /amun dengan menaikkan balikan terlalu tinggi akan mengakibatkan terjadinya distorsi. ,iasanya sekitar 1)9I tegangan kolektor dikembalikan ke rangkaian tangki sebagai balikan.
2.2.1.3 'silatr Clapp
16
:silator 3lapp termasuk jenis osilator (3. :silator 3lapp tersusun dari tiga buah kapasitor dan satu buah induktor. Konfigurasi osilator clapp sama dengan osilator colpits namun ada penambahan kapasitor yang disusun seri dengan induktor "(#. :silator 3lapp diperkenalkan oleh 4ames K. 3lapp pada tahun 175?.
2.2.1.4 'silatr Hartley
%a$&ar 2., :silator !artle"
:silator 0artley termasuk jenis osilator (3. :silator 0artley tersusun dari dua buah induktor yang disusun seri dan sebuah kapasitor tunggal. Kelebihan osilator hartley adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah kapasitor !ariabel pada komponen kapasitornya. Selain itu amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.
2.2.2 'silatr -(
:silator ini menggunakan tahanan dan kapasitor sebagai penentu frekuensinya. :silator ini sangat mudah untuk dibangun namun memiliki
ketelitian frekuensi yang rendah. *angkaian osilator *3 yang paling sederhana dapat dibangun dengan menggunakan satu gerbang.
%a$&ar 2.1 :silator *3 %ada osilator *3 dibagi menjadi & yaitu +
• :silator %ergeseran =ase *3
• :silator #ien $ridge ' T%in T
2.2.2.1 'silatr Pergeseran /ase -(
1?
:silator pergeseran fasa termasuk jenis osilator *3. %ada osilator pergeseran fasa terdapat sebuah pembalik fasa total 1? derajat. %embalik fasa ini
di menggeser fasa sinyal output sebesar 1? derajat dan memasukkan kembali ke input sehingga terjadi umpan balik positif. *angkaian pembalik fasa ini biasanya dibentuk oleh tiga buah rangkaian *3.
2.2.2.2 'silatr Wien Bridge / Twin T
%a$&ar 2.12 :silator #ien $ridge ' T%in&T
:silator ini termasuk jenis osilator *3. :silator jembatan @ien disebut juga osilator FT$in)TG karena menggunakan dua FTG sirkuit *3 beroperasi
secara paralel. Satu rangkaian adalah sebuah *3* FTG yang bertindak sebagai filter lo$)pass. *angkaian kedua adalah 3*3 FTG yang beroperasi sebagai penyaring bernilai tinggi. ,ersama)sama sirkuit ini membentuk sebuah jembatan
yang disetel pada frekuensi osilasi yang diinginkan. Sinyal di cabang 3*3 dari filter T$in)T yang maju di *3* itu tertunda sehingga mereka dapat melemahkan satu sama lain pada frekuensi tertentu.
2.3. -angkaian -esnatr
*angkaian resonator adalah rangkaian yang dapat meloloskan frekuensi tertentu dan menghentikan frekuensi yang tidak diinginkan. =ungsinya adalah memilih8 meloloskan sinyal pada frekuensi tertentu meredam secara significant di luar frekuensi yang diinginkan.
&
%a$&ar 2.14 *espon resonator praktis
,eberapa definisi yang perlu diketahui pada rangkaian resonator +
J -esnansi+ kondisi dimana komponen reaktansi dari suatu impendansi berharga nol pada frekuensi tertentu.
J Ban!0i!th le&ar ita+ %erbedaan antara frekuensi atas dan frekuensi ba$ah "f& f1# respon amplitudonya )- d, di ba$ah respon passband. 4adi yang diloloskan hanya di antara f1 dan f& diluar frekuensi tersebut diredam secara signifikan.
J /aktr kualitas 5 6 parameter untuk mengukur tingkat selekti!itas rangkaian.
J /aktr &entuk "Shape =actor < S=#+ %erbandingan ,@ 6d, "redaman besar# terhadap ,@ - d, "redamankecil# pada rangkaian resonator
"seberapa miring terhadap ideal#.
J Ulti$ate Attenuatin+ *edaman minimum akhir yang diinginkan8 dikehendaki rangkaian resonansi di luar passband.
J -ile -iak + kuran dari kerataan passband rangkaian resonansi yang dinyatakan dalam d,.
J Insertin Lss+ loss yang ditimbulkan oleh pemasangan suatu rangkaian antara sumber tegangan dan suatu beban.
J Tuning enalaan+ pengaturan harga ( dan 3 agar dapat beresonansi pada frekuensi kerjanya.
*angkaian resonator terbagi - yaitu + J *esonansi *3 paralel (
J *esonansi *( paralel 3 J *esonansi *(3 seri
&&
2.4. PLL Phase Locked Loop)
:silator adalah sebuah rangkaian yang sangat penting dalam sistem komunikasi radio. Sebab gelombang elektromagnetik hanya bisa terpancar bila ada arus listrik yang berubah sedangkan cara termudah untuk mendapatkannya adalah dari osilator. 4adi fungsi utama osilator adalah sebagai pembangkit gelombang pemba$a. =ungsi penting lain dari osilator adalah ketika gelombang pemba$a itu harus digeser frekuensinya ke frekuensi lain yang dikehendaki.
'alam hal ini penggeseran frekuensi sangat membutuhkan osilator.
Syarat penting bagi sebuah osilator adalah stabil dalam arti frekuensinya tidak mudah berubah. Akan tetapi pada prakteknya justru lebih banyak dibutuhkan osilator yang frekuensinya mudah diubah)ubah "!ariabel#. 'ua kondisi ini terlihat saling bertentangan. Stabil artinya frekuensinya harus tetap tapi di sisi lain frekuensi ini harus mudah diubah)ubah.
%a$&ar 2.1" a.# *angkaian osilator kristal b.# *angkaian 23:
:silator yang sangat stabil adalah osilator kristal. Tetapi kristal tidak bisa diubah frekuensinya. Sebab frekuensi resonansi kristal ditentukan oleh demensi fisiknya. Kristal uartz misalnya harus diasah sedemikian rupa sehinga pada demensi tertentu elektron di dalamnya ber)resonansi pada frekuensi tertentu. 'emensi inilah yang menentukan frekuensi resonansi kristal dan inilah yang
membuat osilator kristal menjadi sangat stabil karena demensi tak mudah berubah.
23: "!oltage controlled oscillator# adalah osilator (3 yang frekuensinya bisa dikendalikan dari tegangan yang diberikan pada !araktor)nya "gambar b#. 2araktor adalah dioda yang bila diberi tegangan balik akan menjadi kapasitor dimana nilai kapasitansinya tergantung dari tegangan yang diberikan padanya. 4adi dengan mengubah tegangan pada !araktor itu frekuensi 23: akan berubah. Sementara itu nilai kapasitansi !araktor "maupun kapasitansi intrinsik dalam transistor# sangat mudah dipengaruhi oleh suhu. nilah yang membuat frekuensi 23: mudah berubah "kurang stabil#. Sensitif terhadap suhu.
%(( mempekerjakan dua jenis osilator itu "kristal dan 23:# sedemikian rupa sehingga menghasilkan frekuensi output yang stabil dan sekaligus mudah diubah)ubah "!ariabel#. 3aranya adalah dengan membagi frekuensi 23: dan kemudian membandingkannya dengan frekuensi referensi yang berasal dari osilator kristal "gambar d#.
%(( " Phase Locked Loop# adalah suatu sistem yang memungkinkan suatu sinyal tertentu mengendalikan frekuensi sebuah osilator dalam sebuah (ingkar yang terkunci. =rekuensi osilator dapat sama besar atau kelipatannya dari frekuensi sinyal tersebut "selanjutnya disebut frekuensi)referensi#. Kalau frekuensi sinyal berasal dari sebuah osilator kristal maka frekuensi yang lainnya dapat dijabarkan mempunyai stabilitas yang sama dengan frekuensi kristal. nilah yang dijadikan dasar dari pesintesis frekuensi atau (reuenc" *"nthesi+er.
Kalau frekuensi)referensi mempunyai nilai yang berubah)ubah maka frekuensi Fosilator lingkarG akan mengikuti perubahan tersebut. %rinsip ini digunakan dalam demodulator =M (reuenc" Modulation), =SK (reuenc" *hift -e"ing) dan Tracking (ilter.
&5
%rinsip diatas lebih dikenal dengan istilah %(( Phase Locked Loop) dan telah diketahui sejak tahun 17&- tetapi sedikit sekali digunakan sampai akhir 176. ,agian)bagian dari %(( terdiri dari +
• (ied Osilator sebagai frekuensi)referensi yang biasanya dibangun
menggunakan kristal kuarsa untuk menjamin kestabilannya
• 23: /oltage ontrol Oscillator) merupakan osilator yang frekuensi
keluarannya terkendali tegangan
• (%= " Lo% Pass (ilter #. %ada dasarnya bagian ini mengubah ayunan
tegangan yang begitu cepat dari Phase Detektor menjadi tegangan dc terkendali fasa
• LP(&Amplifier . ,agian ini memperkuat keluaran (%= yang masih sangat
lemah sampai ke taraf beberapa !olt dc hingga mampu mengendalikan 23:
• n&Devider atau Fpembagi n kaliG. ,agian ini yang membagi frekuensi
keluaran yang dikehendaki dari 23: supaya sama dengan frekuensi) referensi
• Phase Detector . ,agian ini bekerja dengan membandingkan nilai
frekuensi referensi dengan frekuensi dari n&Devider . Keluaran akan !olt jika terjadi kedua frekuensi sama dan bernilai taraf dc tertentu jika kedua
frekuensi tersebut tidak sama
,erikut contoh ,lok 'iagram Aplikatif sebuah %(( Klasik yang bekerja pada =M) 1)M0z +
,ila dilihat dari fungsi masing)masing bagian diatas dapat digambarkan bah$a frekuensi yang berada dalam FlingkarG tersebut sangatlah stabil menyamai kestabilan frekuensi referensi dari osilator kristal. Lang paling menentukan dari kualitas sebuah %(( adalah Respone Time dari (%= dan Devider dan lebar bidang kerja dari 23: pada taraf tegangan yang mengendalikannya.
%erancangan dari nilai komponen pembangun (%= sangat menentukan terhadap keluaran %(( "23:# secara langsung. Ketidak tepatan akan menyebabkan Locking Time berlangsung cukup lama dan ini merupakan indikasi unjuk kerja %(( yang kurang baik. 'isamping juga bisa menyebabkan terjadinya side&tone yang cukup mengganggu karena akan ikut terba$a bersama gelombang pemodulasi pada %enerapan =M.
'e!ider biasanya dia$ali dengan sebuah pre&scaller karena kebanyakan n& devider tidak mampu bekerja pada pita =M). 'engan demikian akan ada beberapa tahap devider sebelum sampai pada Phase Detector dan ini dapat diatasi
dengan pemakaian 3 TT( karena kecepatan kerjanya tidak diragukan lagi.
%ada jenis %(( tertentu penentuan frekuensi keluaran yang dikehendaki digunakan dua cara yaitu melalui n&devider dan perubahan pada frekuensi
&6
referensi. %erubahan pada frekuensi referensi tidak bisa sebebas n&devider mengingat 0&factor" yang sangat tinggi dari kristal kuarsa yang hanya memungkinkan pergeseran selebar &I dari frekuensi fundamental)nya. 3ara ini biasa dan umum diterapkan pada AM&**$ Transceiver dengan memasang
/aria1le apasitor secara serial dengan kristal untuk melakukan (ine&Tuning .
%emakaian kristal kuarsa sebagai osilator sudah sejak lama dipakai mengingat 0& factor" yang mencapai lebih dari - dan kestabilannya yang mengagumkan.
Sebagai gambaran apabila digunakan jam8arloji yang sumber detaknya terbuat dari kristal kuarsa maka untuk terlambat atau lebih cepat 1 detik dibutuhkan $aktu - tahun.
2.4.1. Prinsi 7erja PLL
'ua buah sinyal dikatakan memiliki frekuensi yang sama bila beda fasa antara keduanya selalu tetap. ,ila misalnya frekuensi 23: berubah maka beda fasa antara osilator kristal dan 23: akan berubah. %erubahan beda fasa ini kemudian oleh detektor fasa dikon!ersi menjadi perubahan tegangan error. Tegangan error berupa deretan pulsa)pulsa ini kemudian dile$atkan ke rangkaian (o$ %ass =ilter sehingga menjadi tegangan '3 yang benar)benar rata. Selanjutnya perubahan tegangan '3 yang sudah rata ini diberikan pada !araktor sehingga frekuensi 23: kembali seperti semula. 'engan cara ini maka frekuensi 23: akan FterkunciG "locked# dan selalu sama dengan frekuensi osilator kristal. ,erhubung osilator kristal sangat stabil maka frekuensi 23: dengan sendirinya akan ikut stabil. nilah prinsip kerja %(( "gambar c#.
'alam gambar "d# frekuensi referensi "fr# berasal dari osilator kristal yang telah dibagi "oleh rangkaian pembagi frekuensi# dengan bilangan pembagi < *. Sementara itu sebelum dibandingkan dengan frekuensi referensi "fr# frekuensi output 23: "fo# juga dibagi dengan bilangan pembagi < /. %ada saat sistem %(( ini dalam keadaan terkunci "locked# maka fr < fo 8 / atau dengan kata lain +
fo < / . fr.
,erdasarkan persamaan ini maka fo akan mudah dibuat !ariabel dengan mengubah besarnya bilangan / dimana / adalah bilangan bulat dan fr adalah satuan terkecil dari perubahan fo. Satuan terkecil ini sering disebut step. 'engan demikian mudah di dihitung
,ila fr < 1 k0z maka fo < /. 1 k0z. ,ila fr < 1 k0z maka fo < / . 1 k0z ,ila fr < 1 k0z maka fo < / . 1 k0z dst.
/ adalah bilangan bulat bukan pecahan dan / bisa bernilai 1 hingga tak berhingga. 'alam praktek umumnya / ditentukan oleh lebar frekuensi kerja
23: karena tidak ada 23: yang mampu bekerja pada frekuensi nol hingga tak berhingga.
(ebar frekuensi 23: ditentukan oleh karakteristik !araktor yang digunakan. /ilai kapasitansi !araktor dalam %(( ditentukan oleh tegangan error yang dihasilkan detektor fasa yang besarnya berkisar antara 9 !olt mengingat detektor fasa umumnya dibangun dari TT( "Transitor Transistor (ogic# yang beroperasi pada tegangan 9 !olt. 2ariasi tegangan error inil akan menentukan lebar frekuensi kerja 23:. Terkadang !ariasi tegangan ) 9 !olt sering dirasa kurang. ntuk
&?
mendapatkan !ariasi tegangan yang lebih lebar "misalnya ) 19 !olt# dibutuhkan sebuah '3 Amplifier sehingga akan diperoleh frekuensi kerja 23: yang lebih lebar.
Kesimpulan penting yang bisa diambil dari sini adalah bah$a frekuensi output %(( sangat stabil "se)stabil frekuensi kristal# tapi sekaligus dapat diubah) ubah dengan amat mudah cukup dengan mengubah besarnya bilangan pembagi "/#.
%(( bisa diimplementasikan pada beberapa aplikasi antara lain+
• =M demodulator • AM demodulator • Sintesa frekuensi
• %engatur %utaran Motor
• %engatur =rekuensi (istrik "dengan nama yang lain#
'ari ketiga macam aplikasi tersebut yang paling populer adalah penerapannya pada sintesa frekuensi. %enerapan sebagai AM demodulator sangat jarang dilakukan karena akan membuat rangkaian demodulator menjadi lebih rumit. 'emodulator AM sederhana hanya membaca en!elope sinyal yang biasanya cukup dengan satu buah dioda germanium dan lo$pass filter saja sedangkan dengan menggunakan %(( harus menggunakan balance modulator disamping rangkaian %(( itu sendiri. Sebagai =M demodulator juga jarang. %rinsip implementasi pada =M demodulator adalah dengan menghubungkan salah satu masukan detektor fasa "input =1# ke output dari = "biasanya untuk pesa$at penerima radio komersial 1; M0z dan 1679 M0z8 599 K0z pada penerima
BAB III PENUTUP
3.1. 7esi$ulan
• :silator yaitu suatu rangkaian elektronika yang dapat membangkitkan
getaran listrik dengan frekuensi tertentu dan amplitudonya tetap.
• Adapun beberapa bagian yang menjadi syarat untuk sebuah osilator
supaya terjadi osilasi yaitu adanya rangkaian penguat rangkaian feedback dan rangkaian tank circuit.
• Kita dapat mengelompokkan osilator berdasarkan metode
pengoperasiannya menjadi dua kelompok yaitu osilator harmonisa "balikan# dan osilator relaksasi.
• /amun osilator yang sering digunakan dalam elektronika telekomunikasi
adalah osilator harmonisa.
• Secara rangkaian osilator harmonisa terbagi atas & kelompok yaitu
osilator (3 dan :silator *3.
• %ada osilator (3 dibagi menjadi 5 yaitu + o :silator Armstrong
o :silator olpitts
o :silator lapp
o :silator !artle"
• %ada osilator *3 dibagi menjadi & yaitu + o :silator %ergeseran =ase *3
-
o :silator #ien $ridge ' T%in T
• *angkaian resonator adalah rangkaian yang dapat meloloskan frekuensi
tertentu dan menghentikan frekuensi yang tidak diinginkan.
• ,eberapa definisi yang perlu diketahui pada rangkaian resonator + o *esonator
o ,and$idth
o =aktor kualitas "B#
o =aktor bentuk "Shape =actor#
o ltimate attenuation
o *ipple
o nsertion (oss
o Tuning
• *angkaian resonator terbagi - yaitu + o *esonansi *3 paralel (
o *esonansi *( paralel 3
o *esonansi *(3 seri
• %(( " Phase Locked Loop# adalah suatu sistem yang memungkinkan suatu
sinyal tertentu mengendalikan frekuensi sebuah osilator dalam sebuah (ingkar yang terkunci.
• %(( bisa diimplementasikan pada beberapa aplikasi antara lain+ o =M demodulator
o AM demodulator o Sintesa frekuensi
o %engatur %utaran Motor o %engatur =rekuensi (istrik
BAB I8
PE-EN(ANAAN 7E-9A MA#A DEPAN
PE-AN(AN%AN DAN -EALI#A#I %ENE-AT'- #IN:AL PADA APLI7A#I L'N% -AN%E NA8I%ATI'N DEN%AN MET'DE
PHA#E L'(7ED L''P PLL5
>lobal %ositioning System ">%S# merupakan teknologi untuk na!igasi yang berkembang saat ini. %enggunaan fungsi dari >%S ini telah dapat diaplikasikan dalam berbagai kebutuhan sehari)hari manusia seperti penunjuk arah lokasi tempat tujuan $isata militer dan sebagainya bahkan sudah ditanamkan dalam telepon genggam. =ungsi aplikasi ini dipergunakan untuk mempermudah komunikasi.
/amun jika sistem ini dijadikan sebagai satu)satunya sumber penentuan posisi dan adanya kemungkinan dicabutnya hak penggunaan
satelit akan menghambat akti!itas na!igasi dan kegiatan lainnya. 'itambah lagi bah$a >%S mempunyai kelemahan besar yaitu tidak bisa bekerja dalam indoor sehingga akan gagal pada komunikasi non (:S.
(ong *ange /a!igation "(:*A/# dianggap mampu menjadi salah satu teknologi untuk mengatasi kekurangan >%S tersebut. (:*A/
-&
menggunakan teknologi radio sistem terestrial yang memanfaatkan ground$a!e dalam perambatannya untuk menentukan letak sebuah posisi. >round$a!e digunakan karena (:*A/ menggunakan frekuensi rendah. Sehingga cocok untuk komunikasi non (:S. ndonesia merupakan negara kepulauan yang mempunyai luas $ilayah yang besar sehingga membutuhkan layanan na!igasi untuk keperluan kebutuhan dalam negeri.
:leh karena itu pembangunan teknologi (:*A/ dirasa perlu untuk mengatasi permasalahan tersebut.
DA/TA- PU#TA7A
http+88$$$.&$ijaya.com8phaselockloop.htm "19 juni &19#
http+88elektronika)dasar.$eb.id8artikel)elektronika8definisi)dan)prinsip)kerja) phase)locked)loop)pll)pada)motor)dc "19 juni &19#
https+88docs.google.com8document8d81m@lTb&*4) @B$rk!e/m,hdkKHy@Bg4!L=s4>T?4&M8edit $ahyukr.staff.gunadarma.ac.id8'o$nloads8files8761-89.N:silator.pdf http+misshariatyronald.blogspot.com8&1&858laporan)praktikum) osilator.html http+88electrozone75.blogspot.com8&1-878osilator.html http+88oprekzone.com8pll)phase)locked)loop)teori)dan)aplikasi http+88thpur$anto.blogspot.com8&1-858cara)kerja)phase)locked)loop) pll.html mujurrose.orgfree.com8?.ppt
