Artikel 1

PEMANCAR RADIO FM

A. KONSEP DASAR

Komunikasi pada dasarnya adalah hubungan atau pertukaran informasi baik berupa suara, data, maupun video. Kemajuan teknologi saat ini sedang berkembang pesat. Salah satu kemajuan teknologi yang dapat kita rasakan dalam bidang komunikasi saat ini adalah siaran radio. Dulu kita hanya dapat menikmati siaran radio dengan gelombang AM (Amplitude Modulation) namun sekarang kita dapat menikmati siaran radio dengan gelombang FM (Frequency Modulation) yang menghasilkan suara lebih jernih. Orang yang berjasa dalam menemukan gelombang FM ini adalah Edwin Howard Armstrong (1890 - 1954) sehingga beliau dikenal sebagai “Bapak penemu Radio FM”.

Armstrong memperkenalkan sistem radio FM ini pada tahun 1933. Sistem ini adalah sebuah sistem pada radio yang menghasilkan suara yang lebih jernih dan menghasilkan ketepatan suara yang tinggi. Sistem tersebut menyediakan sebuah gelombang tunggal membawa dua program radio dengan sekali angkut. Pengembangan ini disebut dengan Multiplexing.

Sinyal suara tidak dapat langsung dipancarkan karena sinyal suara bukan merupakan gelombang elektromagnetik. Jika sinyal suara tersebut pun diubah ke dalam gelombang elektromagnetik, berapa panjang antena yang harus dibutuhkan. Untuk dapat mengirimkan sinyal suara dengan lebih mudah, maka sinyal suara tersebut terlebih dahulu ditumpangkan pada sinyal radio dengan frekuensi yang lebih tinggi dari sinyal suara itu. Metode menumpangkan sinyal suara pada sinyal radio disebut Modulasi. Modulasi yang dipakai pada radio adalah modulasi amplitudo (AM – amplitude modulation) dan modulasi frekuensi (FM – frequency modulation).

Perbedaan antara gelombang AM dan gelombang FM :

Beda utama antara gelombang AM dan FM adalah pada cara memodulasi suaranya. Gelombang FM mempunyai range tambahan sebesar + 455 KHz. Jadi, jika ada frekuensi radio 88.00 FM sebenarnya frekuensi tersebut adalah 88.00 MHz + 455 KHz. Tambahan 455 KHz ini yaitu karena gelombang FM memodulasi suara secara digital. Gelombang suara itu dicacah secara digital sesuai frekuensi audio (batas ambang telinga antara 6 Hz – 20 KHz). Setelah dicacah secara digital (tambahan 455 KHz sebagai digital audio buffer), sinyal digital tersebut di-mix dengan gelombang radio yang berfrekuensi 88.00 MHz tadi kemudian dilempar ke udara terbuka. Stasiun radio pertama didirikan Armstrong pada tahun 1940 di Alpine, New Jersey. Bagian yang penting dari sistem pemancar FM adalah antena, saluran transmisi, dan pemancar itu sendiri.

Sistem pemancar FM terlihat pada gambar di bawah ini :

Pada gambar di atas sumber suara yang dapat digunakan bermacam-macam yaitu Tape, CD-player, MP3 player, microphone bahkan radio juga dapat dipakai. Segala jenis catu daya dapat dipakai pada sistem pemancar FM asalkan catu daya tersebut dapat menghasilkan tegangan yang sesuai dan arus yang cukup.

Seperti yang telah kita ketahui sebelumnya bahwa bagian yang penting dari sistem pemancar FM adalah antena, saluran transmisi dan pemancar itu sendiri.

Antena

Antena adalah bagian yang paling penting dari sistem pemancar. Fungsi dari antena yaitu sebagai alat yang dapat meradiasikan gelombang radio. Sebagai bagian dari sistem penerima, antena berfungsi sebagai alat yang dapat menangkap radiasi gelombang radio dan sebuah antena yang ideal adalah antena yang dapat meradiasikan gelombang radio ke segala arah.

Beberapa parameter pada antena adalah :

a) Polarisasi

Polarisasi terbagi menjadi polarisasi vertikal dan polarisasi horizontal. Sebagai contoh jika antena dikatakan memiliki polarisasi vertikal berarti antena tersebut diletakkan pada posisi vertikal terhadap bumi. Antena dengan polarisasi yang vertikal itu akan menghasilkan gelombang radio dengan polarisasi yang vertikal juga karena untuk dapat menangkap gelombang radio dengan polarisasi vertikal maka pada bagian penerima radio dibutuhkan antena dengan polarisasi yang sama.

b) Penguatan Antena

Antena adalah penguatan yang pasif. Jadi penguatan pada antena adalah seberapa banyak antena tersebut meradiasikan gelombang radio ke arah yang diinginkan.

c) Pengarahan

Antena dibedakan menjadi Omnidirectional (segala arah) dan Bidirectional (dua arah). Antena Omnidirectional yaitu antena yang dapat meradiasikan gelombang radio yang sama kuat ke segala arah.

Saluran Transmisi

Saluran transmisi adalah bagian yang menghantarkan daya yang dihasilkan pemancar ke antena. Sebagai bagian yang menghantarkan daya, saluran transmisi yang ideal tidak akan mengurangi daya yang dihantarkannya dan tidak meradiasikan daya yang menjadi tugas antena.

Pada kenyataannya, saluran transmisi mengurangi daya yang disalurkannya. Daya yang berkurang berubah menjadi panas dan sebagian kecil diradiasikan. Agar transfer daya terjadi secara maksimal, maka saluran transmisi harus memiliki impedansi karakteristik yang sama dengan sumber dan beban. Impedansi karakteristik saluran transmisi yang umum adalah 300W (kabel pita pada TV hitam putih), 75W (kabel coaxial pada TV berwarna) dan 50W (kabel coaxial pada peralatan radio amatir).

Pemancar FM

Pemancar FM itu sendiri secara umum terdiri dari blok-blok bagian seperti gambar di bawah ini :

Jadi jelas bahwa tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa Audio Frekuensi (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) sebagai output daya yang kemudian dikirim ke sistem antena untuk dipancarkan.

Pemancar FM terdiri atas rangkaian blok yang memiliki fungsi-fungsi tersendiri, yaitu :

1. FM exciter mengubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi.

2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage.

3. Power Amplifier untuk menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena.

4. Catu Daya (Power Supply) untuk merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan.

5. Transmitter Control System untuk memonitor, melindungi, dan memberikan perintah pada subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan menghasilkan sesuatu yang diinginkan.

6. RF Lowpass Filter untuk membatasi frekuensi yang tidak diinginkan dari output pemancar.

7. Directional Coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena.

Keuntungan FM

Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, yaitu :

a. Lebih tahan noise

Frekuensi untuk siaran FM berada pada 88 – 108 MHz dimana pada daerah frekuansi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line Of Sight).

b. Bandwidth yang lebih lebar

Bandwidth pada saluran siaran FM standar yaitu sepuluh kali lebar bandwidth pada saluran siaran AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibandingkan dengan saluran siaran AM yang memiliki distribusi linear yang sederhana pada sideband-sideband dalam sistemnya. Band saluran siaran FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dimana tersedia bandwidth yang lebih lebar.

c. Fidelitas Tinggi

Kinerja Hi-Fi yang baik dapat ditunjukkan dengan adanya respon yang sama pada frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz – 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang sangat bagus. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi radio dan menyediakan hubungan radio dengan noise yang rendah.

d. Transmisi Stereo

Pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis sangat dimungkinkan dengan adanya kemampuan FM untuk menyatukan secara harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa dan dengan adanya saluran yang lebar pada FM.

e. Hak Komunikasi Tambahan

Adanya Bandwidth yang lebar pada saluran FM memungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan yang biasa disebut Subsidiary Communication Authorization (SCA) bersama dengan transmisi stereo. Saluran SCA menyediakan sumber penerimaan yang penting bagi kebanyakan stasiun radio juga sebagai media penyediaan jasa digital dan audio yang berguna untuk umum.

Prinsip Kerja Pemancar Radio FM

1) Pita frekuensi radio yang digunakan memiliki rentang yaitu 87,5 – 108 MHz.

2) Pengkanalan dari frekuensi yang digunakan yaitu kelipatan 100 kHz.

3) Penyimpangan frekuensi maksimum yaitu +75 kHz pada 100% modulasi.

4) Toleransi frekuensi pemancar sesuai dengan Appendix Radio Regulation sebesar 2000 Hz.

5) Level spurious emisi minimum 60 db di bawah lean mean power.

6) Lebar pita (Bandwidth) untuk deviasi maksimum +75 kHz dan 100% modulasi maksimum 372 kHz.

7) Osilator harus mempunyai stabilitas frekuensi tengah sebesar +200 Hz (maksimum) dan -200 Hz (maksimum) dari frekuensi tengah.