PEMANCAR DAN PENERIMA FM

1.       Pemancar FM

Blok Diagram Pemancar FM

Gambar 1.  Blok Diagram Pemancar FM
                  (Sumber: www.oprekzone.com)

Penjelasan :

a.         Encoder

Tahap awal masukan yang berasal dari audio-prosessor dan hanya ada pada sistem pemancar FM stereo. Pada sistem pemancar mono bagian ini tidak ada. Encoder mengubah sinyal perbedaan L dan R menjadi sinyal komposit 38 kHz termodulasi DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier).

b.        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.

c.         Osilator

Membangkitkan getaran frekuensi tinggi sesuai dengan frekuensi lingkar tala dari generator tala yang pada umumnya menggunakan resonator paralel 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.

d.        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.

e.         Driver

Rangkaian driver berfungsi mengatur penguatan daya (tegangan dan arus) sinyal FM dari penyangga sebelum menuju ke bagian penguat akhir. Pada sistem 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.

f.         Penguat Akhir (Final Amplifier)

            Bagian penguat akhir merupakan unit rangkaian penguat daya RF efisiensi tinggi, untuk itu sering dan hampir selalu digunakan penguat daya RF tertala kelas C karena menawarkan efisiensi daya hingga “100%”. Bagian akhir dari penguat akhir mutlak dipasang filter untuk menekan harmonisa frekuensi.

g.        Antena

            Mengubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi gelombang elektromagnetik dan meradiasikannya ke ruang bebas. Jenis antena sangat berpengaruh pada pola radiasi pancaran gelombang elektromagnetik.

h.        Catu Daya (Power Supply)

            Catu daya berfungsi untuk 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 sistem pemancar FM, selain itu pemakaian filter galvanis sangat dianjurkan untuk menekan sinyal gangguan pada rangkaian jala-jala dan sebaliknya.

 

Blok Diagram Penerima FM
 

Gambar 2. Blok Diagram Penerima FM Stereo

Fungsi Blok Penerima FM :

a.         Antena

Berfungsi menangkap sinyal-sinyal bermodulasi yang berasal dari antena pemancar.

b.      Penguat RF

berfungsi unutk menguatkan sinyal yang ditangkap oleh antena sebelum diteruskan ke blok Mixer (pencampur).

c.       OSC (Osilator Lokal)

berfungsi unutk mebangkitkan getaran frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal keluaran RF. Dimana hasilnya akan diteruskan ke blok Mixer.

d.      Mixer (pencampur)

           Berperan untuk mencampurkan kedua frekuensi yang berasal dari RF Amplifier dan Osilator Lokal. Hasil dari olahan mixer adalah Intermediate Frequency (IF) dengan besar 10,7 MHz.

e.       Penguat IF

           digunakan untuk menguatkan Frekuensi Intermediet (IF) sebelum diteruskan ke blok limiter.

f.       Limiter (pembatas)

berfungsi unutk meredam amplitudo gelombang yang sudah termodulasi (sinyal yang dikirim pemancar) agar terbentuk sinyal FM murni (beramplitudo rata).

g.      Detektor FM

digunakan untuk mendeteksi perubahan frekuensi bermodulasi, menjadi sinyal informasi (Audio).

h.      De-emphasis

berfungsi untuk menekan frekuensi audio yang besarnya berlebihan (tinggi) yang dikirim oleh pemancar.

i.        AFC (Automatic Frequency Control / Pengendali Frekuensi Otomatis)

           berfungsi unutk mengatur frekuensi osilator local secara Otomatis agar tetap stabil.

j.        Dekoder Stereo

            digunakan unutk memproses sinyal Stereo, sehingga hasilnya diteruskan pada 2 buah penguat AF (FM Stereo).

k.      Penguat Audio

            digunakan untuk menyearahkan getaran/ sinyal AF serta meningkatkan level sinyal audio dan kemudian diteruskan penguat  AF ke suatu pengeras suara.

l.        Speaker (pengeras suara)

            digunakan untuk mengubah sinyal atau getaran listrik berfrekuensi AF menjadi getaran suara yang dapat didengar oleh telinga manusia

 

2.        Kelebihan FM dibandingkan dengan AM

Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya (Smber: http://fauzyalfalasany.blogspot.com) :

a.       Lebih Tahan Noise

            Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi 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.      Bandwith yang Lebih Lebar

            Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sidebandnonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM.

c.       Fidelitas Tinggi

Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah rancangan perangkatnya saja.

d.      Transmisi Stereo

            Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara keseluruhan.

 

 

e.       Hak komunikasi Tambahan

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

 

3.     Range Frekuensi FM Komersial

            Berdasarkan Keputusan Menteri Perhubungan Nomor : Km. 15 Tahun 2003 Tentang Rencana Induk (Master Plan) Frekuensi Radio Penyelenggaraan Telekomunikasi Khusus Untuk Keperluan Radio Siaran FM (Frequency Modulation) Pasal 2 ayat 1 menyatakan bahwa :

“Rentang pita frekuensi radio yang digunakan adalah 87,5 – 108 MHz”.

 

4. Bandwith Radio FM Komersial

Bandwith Radio FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) antara 30 Mhz sampai 300Mhz. Efek lainnya adalah bahwa pendek gelombang radio VHF bertindak lebih seperti cahaya, berjalan di garis lurus, maka kisaran penerimaan umumnya terbatas pada sekitar 50-100 mil. Penerima FM relatif kebal terhadap petir dan gangguan