BAB II TINJAUAN TEORITIS

BAB II

TINJAUAN TEORITIS

2.1 Tinjauan Pustaka

Aplikasi modulator video telah direalisasikan sebelumnya oleh tim TV Kampus Politeknik Negeri Bandung yang diaplikasikan sebagai sarana penyampaian informasi dan entertainment. Pada proyek akhir ini, penulis mencoba merealisasikan bentuk alternatif lain dari aplikasi modulator video yaitu aplikasi modulator video untuk sistem display informasi berupa pengumuman dengan entri data isi pengumuman diinputkan menggunakan PC/Notebook.

Beberapa realisasi mengenai pemancar TV, baik bagian modulator, penguat, exiter dan bagian-bagian lain yang berhubungan dengan sistem pemancar TV yang berhasil penulis temukan dalam literatur (Tugas/Proyek Akhir) dilingkungan Politeknik Negeri Bandung dan ITB angkatan tahun sebelumnya antara lain adalah:

1) Realisasi Modulator TV pada frekuensi IF (Intermediet Frequency) 38,9 MHz. Modulator TV yang direalisasikan memiliki:

 frekuensi kerja 37,65 MHz – 44,65 MHz  frekuensi pembawa video 38,9 MHz  frekuensi pembawa audio 44,4 MHz

2) Realisasi amplifier untuk aplikasi modulator TV pada band frekuensi 470 – 510 MHz. Penguat yang dirancang memiliki daya output 100 mWatt dan gain 10 dB dengan tipe penguat kelas A.

3) Realisasi TV exiter 1 watt pada kanal 9 VHF. TV exiter yang direalisasikan memiliki daya output 1 watt pada kanal 9 VHF.

4) Realisasi Modulator Televisi pada Kanal 10 (209 – 216) MHz. Modulator TV yang direalisasikan memiliki spesifikasi:

 frekuensi kerja 209 – 216 MHz yaitu pada kanal 10  frekuensi pembawa sebesar 210,25 MHz

 daya keluaran 100mWatt

                   

Dari literatur yang telah ditinjau oleh penulis, semua literatur memiliki frekuensi kerja yang berbeda-beda, begitu juga dengan proyek akhir yang akan direalisasikan oleh penulis yaitu bekerja pada kanal 7 (188 – 195 MHz). Begitu pula dengan aplikasi dari masing-masing literatur. Dalam proyek akhir ini, penulis akan merealisasikan modulator video yang diaplikasikan ke dalam sitem display informasi secara broadcast. Penulis juga akan melakukan pengukuran terhadap alat yang telah dibuat untuk mengetahui spesifikasi alat yang telah dibuat.

2.2. Frekuensi Radio

Televisi digunakan untuk menyampaikan informasi berbentuk gambar bergerak. Gambar tersebut adalah citra-citra dimensi yang berubah-ubah dari waktu ke waktu [1]. Untuk mengirimkan gambar tersebut maka dilakukan dengan mengirimkan gambar diam (still picture) secara berurutan dalam pergantian waktu yang cukup singkat dan setiap gambar 2 dimensi di-scan secara berurutan dalam baris-baris dalam dua field sebagai sinyal video. Sinyal video inilah yang akan ditransmisikan melalui gelombang elektromagnet (RF/Radio Frequency) dengan pemancar, satelit atau kabel ke pesawat penerima televisi.

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentukketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yangterdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik.

Frekuensi radio/gelombang radio (RF = Radio Frequency) berupa gelombang elektromagnetik, yaitu perpaduan antara gelombang medan magnet dan gelombang medan listrik, yang merambat (menjalar) dari pemancar ke penerima [2].

2.3. Sinyal Video Komposit

Sinyal yang diterima oleh pesawat televisi terdiri dari sinyal-sinyal gambar dan sinyal suara yang disebut sebagai sinyal video komposit.Di dalam gelombang pembawa sinyal gambar terdapat informasi gambar, sinyal sinkronisasi dan sinyal pengosongan.Jadi sinyal video komposit merupakan sinyal termodulasi AM untuk sinyal pembawa gambar dan sinyal termodulasi FM untuk sinyal pembawa suara.Spektrum sinyal video komposit ditunjukan pada Gambar 1.

                   

Gambar 1 Spektrum sinyal video komposit

.Sinyal-sinyal gambar yang dimaksud pada sinyal video komposit merupakan kombinasi dari sinyal gambar dan pulsa-pulsa sinkronisasi yang disebut sebagai sinyal video. Termasuk di dalamnya ”periode blanking” atau waktu penahan gambar, yaitu waktu yang diperlukan untuk ”flyback” darititik cahaya dari satu garis ke garis berikutnya dan akhir suatu rangka ke permulaan rangka berikutnya. Hal ini diperlihatkan secara sederhana dalam Gambar 2, dimana terlihat bahwa informasi gambar dan pulsa sinkronisasi dipisahkan oleh waktu dan amplitudo [3].

Gambar 2 Sinyal Video

Sinyal video komposit dikirim secara berurutan sesuai dengan urutan

scanning, yaitu baris ganjil terlebih dahulu dan kemudian baris genap.Baris ganjil

untuk gambar vertikal, dan baris genap untuk gambar horisontal. Setiap baris

                   

disisipi sinyal “Sync” yang merupakan tanda bagi CRT (Cathode Ray Tube = Tabung Gambar) untuk kembali ke awal baris (retrace). Ilustrasi scanning TV ditunjukkan pada Gambar 3.

Baris ganjil Baris genap

Garis scanning Retrace

Gambar 3Scanning TV

Sinyal video komposit diperoleh dari proses encoding dari sinyal komponen. Sinyal video komposit terdiri dari sinyal luminan (sinyal hitam dan putih yang menyatakan gelap-terang), sinyal sub pembawa warna (sinyal informasi), burst sinkronisasi, blanking (sinyal pengosongan) dan sinyal sinkronisasi yang dibutuhkan untuk mereproduksi proses sinkronisasi.

2.4. Standar Sistem Encoding

Sistem encoding sinyal video memiliki standar yang berbeda di tiap-tiap negara.Standar-standar yang digunakan diantaranya NTSC, PAL dan SECAM.Indonesia sendiri menggunakan PAL sebagai standar sistem encoding.

2.4.1. NTSC

NTSC (National Television System Committee) adalah sistem televisi analog yang digunakan di Amerika Serikat dan banyak televisi lainnya.Standar ini menetapkan jumlah lintasan sebanyak 525 garis per bidang gambar dengan kecepatan pengulasan 30 bidang gambar per detik Tabel 1 menunjukkan standar

frame dan bandwidth sistem NTSC.

                   

Tabel 1 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem NTSC

NTSC Garis / Field 525/60 Frekuensi horisontal 15,734 Hz Frekuensi verikal 59,94 Hz Sub pembawa warna 3,579545 MHz Lebar bandvideo 4,2 MHz

Carrieraudio 4,5 MHz

Lebar Kanal 6 MHz

2.4.2. PAL

PAL (Phase Alternating Line) adalah encoding berwarna yang digunakan di seluruh dunia kecuali di kebanyakan Amerika. Di Indonesia sendiri, sistem yang digunakan untuk band frekuensi VHF adalah sistem PAL B. Tabel 2 menunjukkan standar frame dan bandwidth sistem PAL.

Tabel 2 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem PAL

PAL B Garis / Field 625/50 Frekuensi horisontal 15,625 Hz Frekuensi verikal 50 Hz

Sub pembawa warna 4,434618 MHz Lebar bandvideo 5,0 Mhz

Carrieraudio 5,5 MHz

Lebar Kanal 7 MHz

2.4.3. SECAM

SECAM (Sequential Color with Memory) adalah sistem televisi analog yang digunakan di Perancis dan beberapa negara lainnya.Sama halnya seperti PAL, SECAM menggunakan 625 garis/50 Hz. Perbedaannya terletak pada

                   

modulasi sinyal krominannya. PAL menggunakan modulasi amplitudo, sedangkan SECAM menggunakan modulasi frekuensi. Tabel 3 menunjukkan standar frame dan bandwidth sistem PAL.

Tabel 3 Pembagian frame dan bandwidth sinyal sistem SECAM

SECAM Garis / Field 625/50 Frekuensi horisontal 15,625 Hz Frekuensi verikal 50 Hz

Sub pembawa warna 4,434618 MHz Lebar bandvideo 6,0 Mhz

Carrieraudio 5,5 MHz

Lebar Kanal 8 MHz

2.5. Saluran Televisi

Sinyal informasi, baik video maupun audio, masing-masing membutuhkan sinyal pembawa agar sinyal informasi dapat dikirimkan ke penerima.Sinyal pembawa tersebut memiliki bandwidth.Bandwidth yang digunakan untuk pengiriman sinyal audio dan video disebut saluran televisi [3].

Frekuensi-frekuensi gelombang pembawa suara dan video dialokasikan pada saluran-saluran yang berbeda dalam band televisi sedemikian rupa sehingga interferensi atau gangguan antara saluran-saluran televisi yang berdekatan dapat dihindari.Tabel 4 menunjukkan alokasi kanal dan frekuensi TV VHF (Very High

Frequency) yang digunakan di Indonesia.Band I adalah kanal VHF bidang rendah, band III adalah kanal VHF bidang tinggi.

Tabel 4 Alokasi Kanal dan Frekuensi TV VHF di Indonesia

BAND KANAL FREQ.

RANGE(Mhz) FREQ. VISION(Mhz) FREQ. SOUND(Mhz) VHF I 2 47 – 54 48,25 53,75 3 54 – 61 55,25 60,75 4 61 – 68 62,25 67,75                    

Tabel 4 Alokasi Kanal dan Frekuensi TV VHF di Indonesia (lanjutan)

BAND KANAL FREQ.

RANGE(Mhz) FREQ. VISION(Mhz) FREQ. SOUND(Mhz) VHF III 5 174 – 181 175,25 180,75 6 181 – 188 182,25 187,75 7 188 – 195 189,25 194,75 8 195 – 202 196,25 201,75 9 202 – 209 203,25 208,75 10 209 – 216 210,25 215,75 11 216 – 223 217,25 222,75 12 223 - 230 224,25 229,75 2.6. Modulator

Untuk memperoleh sinyal video komposit diperlukan proses modulasi yaitu proses menumpangkan sinyal informasi yang berfrekuensi rendah ke sinyal pembawa yang berfrekuensi tinggi agar dapat dipancarkan/dikirimkan melalui media udara (radio) [2].Alat yang digunakan untuk proses tersebut adalah modulator yang berfungsi untuk menggabupngkan sinyal informasi dan komponen-komponen frekuensi pembawa untuk menghasilkan salah satu jenis gelombang termodulasi.

Untuk memperoleh gelombang modulasi, penjumlahan 2 gelombang sinus dilakukan di dalam perangkat (sistem) non linier yaitu modulator. Penggabungan 2 gelombang sinus dalam komponen non linier menghasilkan komponen-komponen sebagai berikut :

 Sumber tegangan searah (DC)

 Frekuensi-frekuensi asal dari gelombang tersebut  Penjumlahan dari kedua frekuensi-frekuensi asal  Pengurangan dari kedua frekuensi-frekuensi asal  Harmonisa-harmonisa dari frekuensi asal

                   

Karena sinyal videokomposit merupakansinyal termodulasi AM untuk sinyal pembawa gambar dan sinyal termodulasi FM untuk sinyal pembawa suara, maka diperlukan dua buah modulator untuk memodulasi masing-masing sinyal tersebut yaitu modulator video dan modulator audio.

2.6.1. Modulator Video

Modulator video berfungsi untuk menggabungkan sinyal informasi gambar dan frekuensi pembawa gambar untuk menghasilkan sinyal termodulasi AM. Modulator video bekerja dengan menerapkan modulasi amplitudo (AM).

2.6.1.1. Modulasi Amplitudo

Modulasi amplitudo (AM) adalah suatu sistem modulasi dimana amplitudo gelombang pembawa (gelombang carrier) dibuat sebanding dengan amplitudo sesaat gelombang pemodulasinya (gelombang informasi/sinyal informasi) [2]. Gelombang AM ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4 Gelombang AM

Persamaan (1), (2),(3), dan(4) menunjukkan persamaan modulasi AM dan penurunannya.                    

A = Vc + Vm ………... (1) Dimana :

A = Amplitudo gelombang termodulasi

Vc = Amplitudo puncak gelombang AM saat tak ada sinyal informasi dimana, Vc = konstan

Vm = Amplitudo puncak gelombang AM saat ada informasi dimana, Vm = berubah-ubah menumpang pada Vc.

Amax = Vc +Vm

= Vc + Vm sin ωm t ………...….. (2)

Jika m (indeks modulasi) = , maka

Amax = Vc + . Vc sin ωm t

= Vc + m Vc sin ωm t

= Vc (1 + m sin ωm t) ……….. (3)

Gelombang AM : VAM(t) = Amax sin ωc t

= Vc (1 + msin ωm t) sin ωc t

= Vc sin ωc t + m Vc sin ωmt .sinωc t

= Vc sin ωc t + [cos (ωc – ωm) t – cos (ωc + ωm) t] VAM(t) = Vc sin ωc t – cos (ωc + ωm) t + cos (ωc – ωm) t

Carrier upper side band. lower side band. (pembawa) USB : Band. sisi atas LSB : Band. sisi bawah

VAM(t) = Vc sin ωc t +

{cos (ωc – ωm) t – cos (ωc + ωm) t} …………... (4)

Terdiri dari :

1. Frekuensi pembawa

2. Frekuensi sisi atas (ωc + ωm) atau (fc + fm)

3. Frekuensi sisi bawah (ωc – ωm) atau (fc – fm)

                   

2.6.1.2. Spektrum Sinyal AM

Gambar 5 menunjukkan spektrum dari persamaan (4). Vc carrier (fc – fm) fc (fc + fm) mVc 2 mVc 2 LSB USB Gambar 5 Spektrum AM

Akan tetapi, sinyal informasi tidak hanya memiliki frekuensi tunggal saja, tetapi bervariasi dari frekuensi terendah hingga tertinggi dalam band tersebut. Contoh : frekuensi suara = 300 – 3400 Hz (manusia)

frekuensi musik = 20 – 15000 Hz

Secara umum, fmmin s/d fmmax → ωmmin s/d ωmmax, maka gambar spektrumnya

ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Spektrum umum AM

Contoh-contoh sistem komunikasi dengan menggunakan modulasi amplitudo.  Siaran AM komersial (MW) : 535 KHz – 1605 KHz

 Siaran TV komersial :

kanal 2 – kanal 6 = 54 MHz – 88 MHz kanal 7 – kanal 13 = 174 MHz – 216 MHz kanal 14 – kanal 83 = 470 MHz – 890 MHz

kanal 2 – kanal 13 merupakan kanal VHF, sedangkan kanal 14 – kanal 83 merupakan kanal UHF. Siaran TV untuk gambar (video) menggunakan modulasi AM, sedangkan untuk suara (audio) menggunakan modulasi FM.

                   

 Radio CB : 26,965 MHz – 27,405 MHz

2.6.2. Modulator Audio

Modulator audio berfungsi untuk menggabungkan sinyal informasi suara dan frekuensi pembawa suara untuk menghasilkan sinyal termodulasi FM. Modulator audio bekerja dengan menerapkan modulasi frekuensi (FM).

2.6.2.1. Modulasi Frekuensi

Modulasi frekuensi adalah modulasi sudut yang mana frekuensi sesaat gelombang sinus pembawa berubah sebanding dengan harga sesaat (amplitudo) gelombang pemodulasi (sinyal informasi) pada modulasi frekuensi, frekuensi gelombang pembawa berubah sesuai dengan amplitudo gelombang informasi [2].Gelombang FM ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7 Gelombang FM

 Amplitudo puncak gelombang FM tetap (konstan)

 Jika Vm (tegangan sinyal informasi) = 0, maka frekuensi FM sama dengan frekuensi carrier → fFM = fc

 Jika Vm = +V ; fFM naik, menjadi fc + ∆f1

 Jika Vm = - V ; fFM turun, menjadi fc – ∆f1

                   

 Jika Vm merambat naik, maka fFM juga ikut merambat naik, fFM mencapai

harga maksimum pada saat Vm mencapai harga maksimum yaitu sebesar

fFMmax= fc + ∆f

 Jika Vm merambat turun, maka fFM juga ikut merambat turun, fFM mencapai

harga minimum pada saat Vm mencapai harga minimum yaitu sebesar fFM MIN

= fc – ∆f

2.6.2.2. Spektrum Sinyal FM

Bentuk gelombang termodulasi FM mempunyai spektrum frekuensi yang cukup banyak atau mempunyai sideband hanya satu atau lebih dari satu. Banyaknya frekuensi dari hasil proses modulasi FM ini menentukan besarnya

bandwidth dari suatu pemancar FM. Semakin banyak sinyal sideband yang

dihasilkan oleh pemancar FM maka semakin besar juga range frekuensi yang digunakan oleh pemancar FM tersebut. Gambar 8 menunjukkan spektogram sinyal FM.

(a) (b)

Gambar 8 Spektogram sinyal FM (a) fm konstan, δ bertambah

(b) δ konstan, fmbertambah                    

Untuk mengetahui seberapa lebar spektrum frekuensi sinyal termodulasi FM, dimulai dari persamaan (5), yaitu persamaan gelombang FM yang berbentuk fungsi sinus dari fungsi sinus. Penyelesaiannya memasukkan fungsi Bessel seperti ditunjukkan pada persamaan (6), yaitusinus dari fungsi sinus. Persamaan gelombang FM dinyatakan sbb: eFM= Vc J0 mf sin ωc t ………...…... (5) + Vc {J1 (mf) [sin (ωc + ωm )t - sin (ωc - ωm )t]} + Vc {J2 (mf) [sin (ωc + 2ωm )t - sin (ωc - 2ωm )t]} + Vc {J3 (mf) [sin (ωc + 3ωm )t - sin (ωc - 3ωm )t]} + Vc {J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t - sin (ωc - 4ωm )t]} + ……… dengan :

eFM : amplitudo sesaat gelombang termodulasi FM

Vc : amplitudo puncak pembawa

Jn : penyelesaian fungsi Bessel orde ke-n untuk indeks modulasi

mf : indeks modulasi FM dan

Vc J0 (mf) sin ωc t = komponen frekuensi pembawa ………. (6)

Vc{J1 (mf) [sin (ωc+ωm)t - sin (ωc-ωm)t]} = komp. bid. sisi pertama

Vc{J2 (mf) [sin (ωc+2ωm )t - sin (ωc-2ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-dua

Vc{J3 (mf) [sin (ωc+3ωm)t -sin (ωc-3ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-tiga

Vc{J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t-sin (ωc-4ωm )t]} = komp. bid. sisi

ke-empat

Vc {J5 (mf) [sin (ωc + 5ωm )t - sin (ωc - 5ωm )t]} = komp. bid. sisi

ke-lima dst.

2.7. Osilator (RF)

Sinyal pembawa (carrier) pada modulator dihasilkan oleh osilator RF. Oleh karena itu osilator RF (pembangkit listrik frekuensi radio) merupakan bagian utama dari sebuah pemancar.Osilator berfungsi untuk menentukan/menghasilkan frekuensi pembawa (carrier) atau kelipatannya [2]. Semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan, maka akan semakin jauh jarak pancarnya.

                   

Berdasarkan metode pengoperasiannya, osilator dibagi menjadi dua kelompok, yaitu osilator umpan balik (feedback oscillator) dan osilator relaksasi.Pada osilator umpan balik, sebagian daya keluaran dikembalikan ke masukan.Osilator biasanya dioperasikan pada frekuensi tertentu. Osilator gelombang sinus termasuk kelompok osilator ini dengan frekuensi operasi dari beberapa Hz sampai jutaan Hz. Osilator inilah yang banyak digunakan untuk penerima radio, TV, dan pada transmitter/pemancar.

Frekuensi osilator umpan balik biasanya ditentukan dengan menggunakan rangkaian LC (induktor-kapasitor). Frekuensi tegangan AC yang dibangkitkan oleh rangkaian tersebut akan tergantung dari harga L dan harga C yang digunakan. Ini yang disebut sebagai “frekuensi resonansi” dengan harga yang ditunjukkan pada persamaan (7). LC f_r  2 1  ………... (7)

Dimana : fr = frekuensi resonansi dalam Hz L = induktansi dalam Henry C = kapasitansi dalam Farad

Resonansi terjadi saat reaktansi kapasitif (XC) besarnya sama dengan

reaktansi induktif (XL).

Frekuensi osilasi rangkaian LC memiliki resistansi yang akan mengganggu aliran arus pada rangkaian. Akibatnya, tegangan AC akan cenderung menurun setelah melakukan beberapa putaran osilasi. Osilasi rangkaian dapat dibuat secara kontinu jika menambahkan energi secara periodik dalam rangkaian.Energi ini akan digunakan untuk mengganti energi panas yang hilang. Tambahan energi pada rangkaian LC dilakukan dengan menghubungkan kapasitor dengan sumber DC, yang tidak mungkin dilakukan secara manual. Proses pemutusan dan penyambungan dengan kapasitor dilakukan dengan menggunakan transistor.

2.9. Penguat Daya RF

Penguat secara harfiah diartikan dengan memperbesar dan menguatkan sinyal input. Tetapi yang sebenarnya terjadi adalah sinyal input direplika (copied)

                   

dan kemudian di reka kembali (re-produce) menjadi sinyal yang lebih besar dan lebih kuat.

Penguat RF merupakan perangkat yang berfungsi memperkuat sinyal frekuensi tinggi yang dihasilkan osilator RF dan diterima oleh antena untuk dipancarkan [4]. Penguat RF yang ideal harus menunjukkan tingkat perolehan daya yang tinggi, gambaran 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-frekuensi lainnya.Pada penguat RF, rangkaian yang umum digunakan adalah penguatkelas A dan Kelas C. Secara umum, penguat RF lengkap terdiri dari tiga buah tingkatan, yaitu buffer, driver, dan final.  Buffer

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 yang kecil.

Buffer merupakan suatu rangkaian penguat yang mempunyai

impedansi input tinggi danimpedansi output rendah. Impedansi input tinggi berarti pembebanan yang rendahdari tingkat sebelumnya. Jika buffer tidak digunakan, maka transfer daya daritingkat sebelumnya ke tingkat selanjutnya tidak akanmaksimum. Penguat buffer umumnya mempunyai daya output maksimum 0,5 watt.

 Driver

Driver merupakan penguat tingkat dua yang juga merupakan

rangkaiankendali dari penguat RF. Rangkaian penguat pada driverakan menentukan daya pada rangkaian final. Ragkaian penguar driver ini mempunyai daya output yang lebih besar dari rangkaian buffer.

 Final

Final merupakan penguat tingkat akhir. Rangkaian penguat final menentukan daya output secara keseluruhan dari penguat RF. Rangkaian penguat RF ini merupakan penguat tingkat akhir yang dihubungkan ke antena

                   

pemancar. Komponen penguat dari rangkaian final ini mempunyai daya yang tinggi.

2.9.1. Penguat Kelas A

Contoh dari penguat kelas A adalah rangkaian dasar penguat transistor

common emitor (CE). Tipe penguat dibuat dengan mengatur arus bias basis yang

sesuai pada titik tertentu untuk mendapatkan titik kerja pada garis beban rangkaian tersebut [6]. Untuk penguat tipe kelas A arus bias basis dibuat sedemikian rupa, sehingga titik kerja transistor (Q) berada tepat ditengah kurva garis beban Vce – Ic dari rangkaian penguat tersebut. Contoh rangkaian dasar penguat transistor tipe kelas A dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9 Rangkaian penguat kelas A

Resistor Ra dan Rb pada rangkaian diatas berfungsi untuk menentukan arus bias basis. Garis beban rangkaian dasar penguat tipe kelas A diatas ditentukan oleh konfigurasi resistor Rc dan Re yang dirumuskan seperti pada persamaan (8).

Vcc = Vce + IcRc + IeRe ………..……….……….. (8)

Apabila Ic = Ie, maka rumus diatas dapat di sederhanakan seperti pada persamaan (9).

Vcc = Vce + Ic (Rc + Re) ………..……….……….. (9)

Untuk menentukan arus basis sebaiknya melihat dahulu data sheet transistor yang digunakan kemudian menentukan nilai resistor Ra dan Rb untuk

                   

menentukan besarnya arus basis (Ib) yang memotong titik Q. Berikut adalah garis beban dan titik Q penguat kelas A.

Untuk menentukan arus basis sebaiknya melihat dahulu data sheet transistor yang digunakan kemudian menentukan nilai resistor Ra dan Rb untuk menentukan besarnya arus basis (Ib) yang memotong titik Q. Gambar 10 menunjukkan garis beban dan titik Q penguat kelas A.

Gambar 10 Titik kerja penguat kelas A

2.9.2. Penguat Kelas AB

PowerAmplifier kelas AB ini dibuat bertujuan untuk membentuk penguat

sinyal yang tidak cacat (distorsi) dari penguat kelas A dan untuk mendapatkan efisiensi daya yang lebih baik seperti pada amplifier kelas B [7]. Titik kerja

amplifier kelas AB dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Titik kerja penguat kelas AB

Karena amplifier kelas A memiliki efisiensi daya yang rendah (±25%) yang disebaban titik kerja berada di 1/2 VCC tetapi memiliki kualitas sinyal yang terbaik. Sedangkan amplifier kelas B memiliki efisiensi daya yang baik (±85%) karena titik kerja mendekati VCC tetapi kualitas suara yang kurang baik.Sehingga

                   

dibuat amplifier kelas AB yang memiliki efisiensi daya penguatan sinyal (±60%) dengan kualitas sinyal audio yang baik.

Dengan menempatkan titik kerja rangkaian poweramplifier kelas AB berada diantara titik kerja kelas A dan kelas B seperti terlihat pada Gambar 11 diatas, penguat kelas AB dimaksudkan mendapatkan karakteristik dasar gabungan dari amplifier kelas A dan amplifier kelas B.

2.10. Rangkaian Bias Transistor

Agar sebuah rangkaian transistor dapat bekerja dengan baik, maka perlu dirancang sebuah rangkaian bias yang sesuai dengan karakteristik transistor tersebut. Rangkaian bias dibuat agar sebuah transistor dapat bekerja dengan baik dan tidak bekerja pada daerah cut off atau saturasi. Beberapa jenis rangkaian bias transistor adalah sebagai berikut.

2.10.1.RangkaianBias Pembagi Tegangan (Self Bias)

Self bias transistor adalah teknik pemberian tegangan basis transistor dan

kaki transistor yang berdiri sendiri. Rangkaian self bias transistor ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) dari 2 buah resistor, dimana titik pembagian tegangan dihubungkan ke kaki basis transistor. Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12 Rangkaian bias pembagi tegangan

Rangkaian bias pembagi tegangan (self bias) terdiri dari empat buah resistor, yaitu : R1, R2, RC, dan RE. Resistor R1 (yang berada di atas) akan menjamin bahwa hubungan antara kolektor-basis mendapatkan bias mundur, sedangkan resistor R2 (yang berada di bawah) akan menjamin bahwa hubungan

                   

basis-emitor mendapatkan bias maju. Oleh karena itu dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Pada umumnya penguat transistor 1 tingkat menggunakan bias tegangan jenis pembagi tegangan (self bias) karena memiliki kestabilan yang sangat baik.

2.10.2.RangkaianBias Umpan-Balik (Feedback) Transistor

Bias umpan-balik (feedbackbias) transistor merupakan teknik pemberian

bias basis suatu rangkaian penguat transistor yang menggunakan resistor sebagai

komponen pemberi bias basis sekaligus sebagai jaringan umpan-balik (feedback) rangkaian penguat transistor 1 tingkat. Tujuan penggunaan feedbackbias pada rangkaian penguat transistor 1 tingkat adalah untuk memperbaiki stabilitas titik kerja transistor pada perubahan faktor penguatan transistor (β). Rangkaian bias umpan-balik ditunjukan pada Gambar 13.

Gambar 13 Rangkaian bias umpan-balik

2.10.3. Rangkaian Bias Tetap (Fix Bias)

Rangkaian dasar untuk memberikan fix bias pada transistor ditunjukan pada Gambar 14.

Gambar 14 Rangkaian dasar fix bias

                   

Rangkaian bias tetap (fix bias) untuk transistor ini cukup sederhana karena hanya terdiri atas dua resistor RB dan RC.Kapasitor C1 dan C2 merupakan kapasitor kopling yang berfungsi untuk mengisolasi tegangan dc dari transistor ke tingkat sebelum dan sesudahnya, namun tetap menyalurkan sinyal ac-nya.

2.11. Antena Dipol

Untuk menyampaikan informasi dari satu tempat (titik) ke tempat (titik) yang lain tentunya dibutuhkan sebuah media saluran transmisi. Media saluran transmisi yang dimaksud di sini adalah antena. Dalam hal ini, gelombang elektromagnetik “disebarkan” dan “diarahkan” oleh sebuah antena dari pemancar ke ruang bebas menuju tujuan untuk diterima oleh antena penerima [5].

Antena dipol bisa dikatakan cikal bakal dari jenis-jenis antena kawat linier seperti dipol pendek, dipol setengah panjang gelombang, dipol lima-per-empat panjang gelombang, dipol tiga-per-empat panjang gelombang, dsb. Selain itu antena dipol juga mendasari antena-antena seperti antena Yagi – Uda, antena log – periodik, dan antena monopol. Antena dipol juga biasa digunakan sebagai elemen dasar dari antena susun (array antenna) [5].

Antena dipol sebenarnya merupakan sebuahantena yang dibuat dari kawat tembaga dandipotong sesuai ukuran agar beresonansi pada frekuensi kerja yang diinginkan. Kawat yangdipakai sebaiknya minimal ukuran AWG (American Wire

Gauge) # 12 atau diameter 2mm. Lebih besar akan lebih baik secaramechanical strength.

Agar dapat beresonansi, maka panjang totalsebuah dipol( L) adalah , × ,dimana λ adalah panjang gelombang diudara dan Kadalah

velocityfactor pada kawat tembaga [8].Untuk ukuran kawat tembaga yang relatif

kecil ( hanya ber-diameter beberapa mm)jika dibandingkan setengah panjanggelombang, maka nilai K diambil sebesar0,95 dancukup memadai sebagai awal.

Sehingga rumus untuk menghitung totalpanjang sebuah antena dipolditunjukkan pada persamaan 10.

λ =c f = 3 × 10 f                    

= 0,5 × × λ ……….……… (10) Dimana: λ = panjang gelombang

c = kecepatan cahaya f = frekuensi kerja

L = panjang total antena dipol

K = velocityfactor yang diambil sebesar 0,95