Judul Praktikum : Transmisi Suara pada Berbagai Metode Modulasi dan Demodulasi
Tujuan :
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari transmisi suara dengan
variasi metode modulasi dan demodulasi.
a. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator
dan foster seeley detector sebagai frekwensi demodulator.
b. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator
dan Ratio Detector sebagai frekwensi demodulator.
c. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator
dan Phase Locked Loop detector sebagai frekwensi demodulator.
d. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator
dan Quadrature detector sebagai frekwensi demodulator.
e. Untuk mempelajari transmisi suara pada frekwensi modulasi dengan varator modulator
dan Detuned Resonance detector sebagai frekwensi demodulator.
f. Untuk mempelajari transmisi suara dengan metode Phase Modulation dan Phase
Demodulation.
Alat dan Bahan :
1. Modul ACL-03 dan ACL-04
2. Power Supply
3. 20 Mhz Oscilloscope
4. Frequency Meter
5. Kabel connector
6. Dynamic Microphone
7. Headphone
Catatan: Pastikan semua switch dalam keadaan off.
Dasar Teori :
1. Fekuensi Modulasi
Frekuensi modulasi (FM) adalah teknik standar untuk komunikasi seperti terlihat dalam
sinyal yang diterima dari band FM (88-108 MHz) sedangkan band AM (450-1.650 KHz). Alasan
utama untuk meningkatkan, adalah bahwa detektor FM, ketika benar dirancang, tidak sensitif
terhadap variasi amplitudo acak yang merupakan bagian dominan dari kebisingan listrik
(didengar sebagai statis pada radio AM). Frekuensi modulasi tidak hanya digunakan dalam
siaran radio komersial, tetapi juga dalam komunikasi polisi dan rumah sakit, saluran darurat,
suara TV, wireless (selular) sistem telpon, dan band amatir radio di atas 30 MHz.
Ide dasar dari sebuah sinyal FM dibandingkan dengan sinyal AM ditampilkan dalam
gambar dibawah. Dalam sinyal FM, frekuensi sinyal diubah oleh sinyal (baseband) modulasi
sedangkan amplitudonya tetap sama. Dalam sebuah sinyal AM, kita sekarang tahu bahwa itu
adalah amplitudo dari sinyal yang diubah oleh sinyal modulasi. Sinyal FM dapat dilihat sebagai
berikut:
a. Amplitudo dari sinyal modulasi menentukan jumlah perubahan frekuensi dari frekuensi
pusat.
b. Frekuensi dari sinyal modulasi menentukan laju perubahan frekuensi dari frekuensi pusat.
c. Amplitudo dari sinyal FM konstan setiap saat dan tidak tergantung dari sinyal modulasi.
2. Transmitter FM Stereo
Pada system FM juga dikenal istilah indeks modulasi (ß), yang merupakan perbandingan
antara deviasi frekuensi maksimum sinyal carrier dengan frekuensi sinyal informasi. Indeks
modulasi FM dirumuskan sebagai berikut:
ß = ∆fc / fm
dengan ß : Indeks Modulasi FM
∆fc : Deviasi maksimum sinyal carrier (Hz)
fm : Frekuensi sinyal modulasi (Hz)
Indeks modulasi dalam FM baiasanya lebih dari satu dan tidak akan menghasilkan
gelombang cacat, hanya saja gelombang FM yang dihasilkan mempunyai lebar pita yang lebih
besar sehingga dapat menyebabkan interferensi antar kanal yang berdekatan.
Sinyal FM lebih kebal terhadap derau dan kualitas informasi lebih bagus, namun hanya
mampu mencapai jarak yang dekat, hal ini karena sifat pemancaran sinyal FM adalah LOS (Line
Of Sight) atau segaris pandang.
Keunggulan FM dibandingkan dengan AM adalah sebagai berikut:
1. Komunikasi dapat berlangsung dengan dera yang kecil
2. Dapat melangsungkan komunikasi dengan kualitas yang sama dengan sistem AM, tetapi
dengan tenaga yang lebih kecil.
2.1 Blok diagram pemancar FM stereo
Blok diagram Pemancar FM Stereo. Dalam sebuah pemancar FM (Frequency
Modulation), proses modulasi mengakibatkan perubahan frekuensi sinyal pembawa
berupa deviasi frekuensi yang besarnya sebanding dengan amplitude sinyal pemodulasi
(pesan). Berbeda dengan pemancar AM pada umumnya, pemodulasian dilakukan pada
tingkat modulator yang merupakan awal dari tingkat osilator. Untuk lebih jelasnya kita
perhatikan blok diagram sebuah pemancar FM sederhana :
2.2 Encoder
Bagian ini merupakan tahapan awal masukan yang berasal dari audio-prosessor dan
hanya ada pada system pemancar FM stereo.Pada system pemancar mono bagian ini
tidak ada. Encoder mengubah sinyal perbedaan L dan R menjadi sinyal komposit 38 kHz
termodulasi DSBSC.
2.3 Modulator FM/PM
Modulator FM (Frequency Modulation) atau dapat juga berupa modulator PM (Phase
Modulation). Prinsip dasarnya adalah sebuah modulator reaktansi. Pada FM, sinyal audio
level daya rendah mengguncang reaktansi kapasitif dari varaktor deoda untuk
menghasilkan deviasi frekuensi osilator. Amplitudo tertinggi sinyal audio berakibat pada
turunnya nilai kapasitansi (naiknya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga frekuensi
osilator berada pada nilai tertinggi. Sebaliknya, pada level terendah sinyal pemodulasi,
berakibat pada naiknya kapasitansi (turunnya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga
frekuensi osilator berada pada nilai terendah. Lebar deviasi tidak lebih dari 75 kHz untuk
setiap sisi atau 150 kHz secara keseluruhan.
2.4 Osilator
Membangkitkan getaran frekuensi tinggi sesuai dengan frekuensi lingkartala dari
generator tala yang pada umumnya menggunakan resonator parallel berupa LC jajar.
Nilai C dibangun sebagian atau keseluruhan menggunakan varaktor deoda yang ada pada
bagian modulator (untuk tipe modulator dengan varaktor). Pada FM komersial, frekuensi
kerja osilator mulai 87,50 MHz s/d 108,50 MHz untuk FM II dan 75,50 MHz s/d 96,50
MHz untuk FM I.
2.5 Buffer (penyangga)
Penyangga (buffer) berfungsi menguatkan arus sinyal keluaran dari osilator. Sebuah
penyangga identik dengan rangkaian dengan impedansi masukan tinggi dan impedansi
keluaran rendah sehingga sering digunakan emitor follower pada tahap ini.
2.6 Driver
Rangkaian driver berfungsi mengatur penguatan daya (tegangan dan arus) sinyal FM dari
penyangga sebelum menuju kebagian penguat akhir.Pada system pemancar FM sering
digunakan penguat kelas A untuk menjamin linieritas sinyal keluaran. Mengingat
efisiensi penguat kelas A yang rendah (hanya sekitar 30%), maka perlu beberapa
tingkatan driver sebelum penguat akhir (final amplifier). Pada tahap driver, penggunaan
tapis -lolos-bawah sangat dianjurkan untuk menekan frekuensi harmonisa.
2.7 Final Amplifier (penguat akhir)
Bagian penguat akhir merupakan unit rangkaian penguat daya RF efisiensi tinggi, untuk
itu sering dan hamper selalu digunakan penguatdaya RF tertala kelas C karena
menawarkan efisiensi daya hingga “100%”. Bagian akhir dari penguat akhir mutlak
dipasang filter untuk menekan harmonisa frekuensi.
2.8 Antena
Mengubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi gelombang elektromagnetik dan
meradiasikannya ke ruang bebas.Jenis antenna sangat berpengaruh pada pola radiasi
pancaran gelombang elektromagnetik.
2.9 Catu Daya
Catu daya harus mampu mensuplay kebutuhan daya listrik mulai dari tingkat modulator –
osilator sampai tingkat penguat akhir daya RF. Pemasangan shelding pada blok pen-catu
daya merupakan hal penting untuk system pemancar FM, selain itu pemakaian filter
galvanis sangat dianjurkan untuk menekan sinyal gangguan pada rangkaian jala-jala dan
sebaliknya.
Dalam sebuah blok diagram pemancar FM stereo seperti gambar di atas, untuk dapat
bekerja dengan baik, diperlukan penalaan rangkaian. Dalam system pemancar FM
modern, tingkat encoder sampai dengan driver telah tersedia dalam bentuk modul yang
dikenal dengan istilah Excitter FM Stereo.Pada modul semacam itu tidak diperlukan
penalaan rangkaian secara manual karena rangkaian tala sudah dirancang sedemikian
rupa untuk dapat bekerja pada bidang yang lebar, sehingga penalaan hanya dilakukan
pada bagian input dan output penguat akhir daya RF.
Cara Kerja :
1. Buatlah rangkaian dengan koneksi berdasarkan gambar 9.1
2. Hubungkan dynamic microphone dengan terminal bertanda MIC IN pada block AUDIO
PREAMPLIFIER.
3. Hubungkan terminal OUT pada block AUDIO PREAMPLIFIER dengan terminal MOD-
IN pada block FREQUENCY MODULATOR.
4. Hubungkan terminal FM/RF OUT pada blok FREQUENCY MODULATOR dengan
terminal RF IN pada MIXER, di modul ACL-03.
5. Hubungkan power supply dengan polaritas yang sesuai ke modul ACL-03 dan ACL-04,
pada saat menghubungkan power supply pastikan power supply ada pada keadaan off.
6. Nyalakan power supply dan atur dengan ketentuan sebagai berikut:
FREQUENCY MODULATOR: Setting switch pada frekuensi 500 KHz, Level
pada 1Vpp, frekuensi ± 450 KHz
Frequency demodulator pada Foster-Seeley mode (jumper pada posisi FS)
FUNCTION GENERATOR: Gelombang sin (CH1), Level pada 1000 KHz,
frekuensi ± 500 Hz
LOCAL OSCILLATOR: Level pada 1 Vpp, frequensi pada 1000 KHz, posisi
center
7. Hubungkan terminal OUT dari LOCAL OSCILLATOR ke terminal LO IN dari MIXER
dan MIXER OUT ke LIMITER IN dengan bantuan kabel pendek, guna menyambungkan
rangkaian.
8. Lalu hubungkan LIMITER OUT dengan FM IN pada FOSTER-SEELEY DETECTOR
dan hubungkan FS OUT dengan IN pada LOW PASS FILTER
9. Sambungkan headphone yang telah tersedia ke terminal bertanda SEPEAKER pada sisi
Audio Amplifier.
10. Apabila frekuensi dari pemisah dan frekuensi pembawa signal FM serta frekuensi dari
local oscillator sama, maka anda akan memperoleh suara yang jernih. Sesuaikan volume
untuk menyesuaikan besar kecilnya suara pada audio.
MEMPOSISIKAN SAKLAR:
Catatan: Pastikan sambungan telah sesuai dengan prosedur. Sekarang posisikan saklar yang
bersangkutan pada posisi ON dan perhatikan pengaruhnya terhadap output. Perubahan posisi
saklar biasanya hanya diubah sesekali.
1. Posisikan saklar 1 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 1 dalam posisi ini
maka kapasitor C33 dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian
signal O/P akan menghilang.
2. Posisikan saklar 4 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 4 dalam posisi ini
maka Resistor R58 pada rangkaian Local Oscillator akan terbuka, sehingga tidak akan
ada variasi pada signal frekuensi.
3. Posisikan saklar 1 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 1 dalam posisi ini
maka Resistor R3 pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan
signal ditiadakan, maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.
4. Posisikan saklar 4 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 4 dalam posisi ini
maka Kapasitor C19 pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat
noise pada output.
Untuk obektif B, C, D, E, F dapat dilaksanakan seperti penjelasan prosedur A diatas. Hanya
dengan mengganti tipe dari modulator dan demodulator sesuai dengan kebutuhan.
POSISI SAKLAR
Terdapat 4 buah saklar pada masing-masing kelompok saklar, baik pada ACL-03 maupun ACL-
04. Saklar ini dapat digunakan untuk menstimulasi kondisi tertentu pada berbagai bagian dari
rangkaian. Saklar ini biasanya digunakan sesekali. Untuk memastikan perangkat ACL dapat
beroprasi secara maksimal, maka pastikan seluruh saklar berada pada posisi off sebelum
digunakan.
ACL-03 :
1. Posisikan saklar 1 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 1 dalam posisi ini
maka kapasitor C33 dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian
signal O/P akan menghilang.
2. Posisikan saklar 2 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 2 dalam posisi ini
maka Resistor R49 pada rangkaian Phase Modulator akan terbuka, sehingga tidak akan
ada variasi pada signal phasa.
3. Posisikan saklar 3 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 3 dalam posisi ini
maka kapasitor C24 akan terbuka, tidak aka nada proses modulasi terjadi.
4. Posisikan saklar 4 dari SF1 pada ACL-03 pada posisi ON. Jika saklar 4 dalam posisi ini
maka Resistor R58 pada rangkaian local oscillator akan terbuka, sehingga tidak adan ada
variasi pada frekuensi signal.
ACL-04 :
1. Posisikan saklar 1 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 1 dalam posisi ini
maka Resistor R3 pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan
signal ditiadakan, maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.
2. Posisikan saklar 2 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 2 dalam posisi ini
maka pin 4 dari U2 (MC 1496) pada rangkaian quadrature detector akan terbuka. Hal ini
akan mengganggu ouput dari detector.
3. Posisikan saklar 3 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 3 dalam posisi ini
maka Resistor R27 akan terbuka dan terhubung pada pin 11 dari U4 (4046). Hal ini akan
mengubah frequency dari PLL dan mengakibatkan output tidak dapat dihasilkan.
4. Posisikan saklar 4 dari SF1 pada ACL-04 pada posisi ON. Jika saklar 4 dalam posisi ini
maka Kapasitor C19 pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat
noise pada output.
Data Hasil Percobaan :
Test Point Output Signal Waveform Frequency
Pre-Amplifier
IN
OUT
32,41 MHz
32,43 MHz
FM Modulator
INPUT
OUTPUT
33,55 MHz
4139,50 MHz
Local Osilator 9492,91 MHz
RF Input 4153,24 MHz
Mixer Transmiter 4134,14 MHz
Limiter
INPUT
OUTPUT
2143,64 MHz
4137,83 MHz
Ratio Detector OUT 934,69 MHz
Low Pass OUT 1016,20 MHz
Speaker 75,72 MHz
Analisa dan Pembahasan :
Test Point Analisis Frequency Analisis Tegangan Signal
Pre-Amplifier
INPUT
Setting Frquency Meter : 10 MHz
5,989 x 10 MHz = 59,89 MHz VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 0,8
OUTPUT 3,316 x 10 MHz = 33,16 MHz
= 0,8 V
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 0,8
= 0,8 V
FM Modulator
INPUT
OUTPUT
Setting Frquency Meter : 10 MHz
3,355 x 10 MHz = 33,55 MHz
413,950 x 10 MHz = 4139,50 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 0,8
= 0,8 V
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 1,6
= 1,6 V
Local Osillator Setting Frquency Meter : 10 MHz
949,291 x 10 MHz = 9492,91 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 2,8
= 2,8 V
RF Input Setting Frquency Meter : 10 MHz
415,324 x 10 MHz = 415,324 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 0,8
= 0,8 V
Mixer Transmiter Setting Frquency Meter : 10 MHz
413,415 x 10 MHz = 413,415 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 1,6
= 1,6 V
Limiter
INPUT
OUTPUT
Setting Frquency Meter : 10 MHz
214,365 x 10 MHz = 2143,65 MHz
413,783 x 10 MHz = 4137,83 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 1,6
= 1,6 V
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 2,4
= 2,4 V
Ratio Detector Setting Frquency Meter : 10 MHz
93,469 x 10 MHz = 93,469 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 0,8
= 0,8 V
Low Pass Out Setting Frquency Meter : 10 MHz
101,620 x 10 MHz = 1016,20 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 4
= 4 V
Speaker Setting Frquency Meter : 10 MHz
7,572 x 10 MHz = 75,72 MHz
VCH1 = Volt/div x div
= 1 x 3,4
= 3,4 V
Analisa Posisi Saklar:
1. Saat saklar 1 dari SF1 pada ACL-03 kami posisikan pada posisi ON, maka kapasitor C33
dan Resistor R82 pada rangkaian MIXER akan terbuka. Kemudian signal O/P akan
menghilang.
2. Saat saklar 4 dari SF1 pada ACL-03 kami posisikan pada posisi ON, maka Resistor R58
pada rangkaian Local Oscillator akan terbuka, sehingga tidak akan ada variasi pada signal
frekuensi.
3. Saat saklar 1 dari SF1 pada ACL-04 kami posisikan pada posisi ON, maka Resistor R3
pada rangkaian Limiter Section akan terbuka, karena fungsi pemisahan signal ditiadakan,
maka output dari limiter akan terdapat variasi amplitude.
4. Saat saklar 4 dari SF1 pada ACL-04 kami posisikan pada posisi ON, maka Kapasitor C19
pada rangkaian low pass filter akan terbuka, sehingga akan terdapat noise pada output.
Kesimpulan :
Dari praktikum mengenai FM transmitter kali ini kami memperoleh beberapa kesimpulan
yaitu:
1. Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus
khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi
dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal
yang dimodulasikan (ditumpangkan). Dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang
ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah
sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi.
2. Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa
frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi)
yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena
untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan
sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas
rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsinya tersendiri.
Saran :
1. Pastikan seluruh saklar pada ACL-03 dan ACL-04 dalam keadaan off, agar perangkat
pemancar dan penerima dapat bekerja secara maksimal.
2. Setting frekuensi pemancar sedemikian rupa sehingga suara yang keluar dari loudspeaker
tidak mengandung noise dan terdengar jernih.
LAMPIRAN GAMBAR RANGKAIAN:
Top Related