43
BAB VI TRANSMITTER Bab ini membahas transmitter yang meliputi persyaratan transmitter, topologi transmitter, transmitter AM DSB-FC, transmitter DSB-SC, transmitter SSB, dan transmitter FM. Bab ini berisi materi yang akan membuat mahasiswa dapat menjelaskan persyaratan transmitter, topologinya, prinsip kerja tiap transmitter dan perbedaan antara tiap transmitter. 6.1 Persyaratan Transmitter Sebelum melihat pada rangkaian sesungguhnya, kita perlu untuk mempertimbangkan apakah transmitter telah bekerja. Ia harus menghasilkan sinyal dengan tipe modulasi yang benar, dengan daya cukup, pada frekuensi carrier yang tepat, dan dengan efisiensi yang layak. Sinyal output harus dikopel ke antena. Modulasi harus bekerja cukup teliti agar supaya sinyal baseband, seperti yang di- recover oleh receiver, adalah salinan yang sebenarnya dari sinyal pemodulasi asli. Akurasi dan Stabilitas Frekuensi Akurasi dan stabilitas frekuensi transmitter pada dasarnya ditetapkan oleh osilator carrier. Persyaratan seksama (exact) berbeda-beda dengan penggunaan untuk apa transmitter disimpan dan diatur oleh badan regulasi pemerinta: contohnya Federal Communications Commission di VI-1

Bab6 Transmitter

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bab6 Transmitter

BAB VI

TRANSMITTER

Bab ini membahas transmitter yang meliputi persyaratan transmitter, topologi

transmitter, transmitter AM DSB-FC, transmitter DSB-SC, transmitter SSB, dan

transmitter FM. Bab ini berisi materi yang akan membuat mahasiswa dapat

menjelaskan persyaratan transmitter, topologinya, prinsip kerja tiap transmitter dan

perbedaan antara tiap transmitter.

6.1 Persyaratan Transmitter

Sebelum melihat pada rangkaian sesungguhnya, kita perlu untuk mempertimbangkan

apakah transmitter telah bekerja. Ia harus menghasilkan sinyal dengan tipe modulasi

yang benar, dengan daya cukup, pada frekuensi carrier yang tepat, dan dengan

efisiensi yang layak. Sinyal output harus dikopel ke antena. Modulasi harus bekerja

cukup teliti agar supaya sinyal baseband, seperti yang di-recover oleh receiver, adalah

salinan yang sebenarnya dari sinyal pemodulasi asli.

Akurasi dan Stabilitas Frekuensi

Akurasi dan stabilitas frekuensi transmitter pada dasarnya ditetapkan oleh osilator

carrier. Persyaratan seksama (exact) berbeda-beda dengan penggunaan untuk apa

transmitter disimpan dan diatur oleh badan regulasi pemerinta: contohnya Federal

Communications Commission di United States and Industry Canada di Kanada.

Bergantung pada aplikasi, akurasi dan stabilitas frekuensi ditetapkan dalam hertz atau

sebagai persentasi dari frekuensi operasi. Ini mudah untuk menkonversi dua metode,

seperti contoh berikut.

VI-1

Contoh 6.1

Sebuah osilator kristal akurat dalam 0,0005%. Berapa jauh frekuensi dari outputnya

pada 27 MHz?

Solusi

Frekuensi dapat keluar dengan 0,0005% dari 27 MHz, yaitu

Page 2: Bab6 Transmitter

Frequency Agility (Ketangkasan Frekuensi)

Frequency agility menunjuk pada kemampuan frekuensi operasi untuk berubah

dengan cepat, tanpa penalaan kembali. Pada transmitter broadcast, ini tidak

disyaratkan, karena stasion demikian frekuensinya jarang berubah.

Dengan layanan lain, seperti radio CB, situasinya berbeda. Penalaan ulang

dengan cepat pada 40 kanal yang tersedia adalah hal yang pokok untuk beberapa

transmitter CB moderen. Disamping pensintesa frekuensi untuk mengatur frekuensi

pemancaran aktual, transmitter juga diperlukan untuk menggunakan teknik broadband

seluruhnya agar supaya perubahan frekuensi dapat dibuat dengan segera tanpa

penalaan ulang.

Spectral Purity (Kemurnian Spektral)

Semua transmitter menghasilkan sinyal-sinyal palsu. Mereka memancarkan sinyal-

sinyal pada frekuensi lain daripada carrier-nya dan sideband diperlukan untuk skema

modulasi yang digunakan. Sinyal-sinyal palsu sering berupa harmonik dari frekuensi

operasi atau osilator carrier jika ia beroperasi pada frekuensi berbeda. Beberapa

amplifier akan menghasilkan distorsi harmonik. Amplifier kelas C, yang mana sangat

umum dalam transmitter, menghasilkan jumlah energi harmonik yang besar. Semua

frekuensi kecuali frekuensi pemancaran yang ditetapkan harus difilter untuk

menghindari interferensi dengan transmisi-transmisi yang lain.

Pemfilteran harmonik tidak akan pernah dapat sempurna, tetapi transmitter

didisain dengan bagus jadi sangat efektif. Sebagai contoh, Gambar 6.1 menunjukkan

spektrum yang dihasilkan oleh transmitter CB. Catatan bahwa pada sekitar 27 MHz

dan harmonik pada dua kali atau tiga kali frekuensi fundamental. Berapa jarak turun

dari fundamental emisi-emisi harmonik ini?.

Power Output (Daya Output)

Ada beberapa cara untuk mengukur daya transmitter, bergantung pada skema

modulasi. Transmitter untuk AM full-carrier dinilai perihal daya carrier. Ini

dimengerti bahwa daya output dengan modulasi lebih besar dari pada ini.Penilaian

daya carrier adalah percuma dengan transmitter AM suppressed-carrier, jadi peak-

envelope power (PEP) malahan digunakan. Modulasi frekuensi sistem daya konstan,

jadi transmitter FM dinilai perihal total daya output.

Adakalanya daya diberikan pada tingkat output transmitter dengan power

supply-nya digunakan dari pada daya outputnya, karena yang terlebih dahulu adalah

VI-2

Page 3: Bab6 Transmitter

lebih mudah untuk diukur. Karena tidak ada korelasi yang sederhana antara power

supply daya dan daya output, karena efisiensi penguat daya transmitter bervariasi

luas, metode ini jarang digunakan.

Gambar 6.1 Output transmitter pada domain frekuensi

Efisiensi

Efisiensi transmitter adalah penting untuk dua alasan. Sangat jelas satu adalah

penyimpanan energi. Ini khususnya penting ketika level daya sangat besar

dibutuhkan, seperti dalam broadcasting, atau pada daerah level daya ekstrim lainnya,

ketika operasi hand-held menggunakan baterai diperlukan. Alasan lain untuk

pencapaian efisiensi tinggi menjadi nyata ketika kita mempertimbangkan apa yang

terjadi untuk daya yang masuk transmitter dari power supply tetapi tidak keluar lewat

antena: ia dikonversi kedalam panas dalam transmitter, dan panas ini harus dibuang.

Sejumlah besar dari panas membutuhkan komponen-komponen besar-heat sinks,

kipas angin, dan dalam kasus beberapa transmitter daya tinggi, lengkap air pendingin.

Semuanya ini tambahan untuk biaya peralatan.

Ketika mendiskusikan efisiensi, ini adalah penting untuk membedakan antara

efisiensi dari tingkat individu dan transmitter secara keseluruhan. Pengetahuan

efisiensi tingkat penguat adalah berguna dalam mendisain sistem pendingin dan

pengukuran supplai daya. Efisiensi keseluruhan adalah perpandingan daya output

terhadapa daya input dari sumber daya primer, apakah berupa saluran daya ac atau

baterai. Efisiensi keseluruhan dikurangi oleh faktor seperti daya tube-heater dan

losses dalam power supplai.

VI-3

Page 4: Bab6 Transmitter

6.2 Topologi Transmitter

Gambar 6.2 menunjukkan diagram blok beberapa jenis trasmitter yang

dalam semua kasus sinyal RF termodulasi dibangkitkan dan ditransmisikan. Pada

gambar 6.2(a), yang mana memberikan transmitter untuk AM full-carrier, carrier

dibangkitkan oleh frekuensi synthesizer dan dikuatkan untuk daya output sepenuhnya

sebelum modulasi. Pemilihan pengali frekuensi akan digunakan jika frekuensi carrier

dibutuhkan lebih tinggi daripada yang dapat dibangkitkan dengan baik sekali oleh

synthesizer.

(a) High-Level modulation (AM)

(b) Low-Level modulation (FM, FSK)

Frequency Synthesizer

Baseband Signal

Processing

Baseband Signal Input

Matching Circuit

Power Amplifier / ModulatorDriverBuffer

Frequency Multiplier (optional)

Antena

Baseband Signal

Processing

Matching Circuit

Power Amplifier / ModulatorDriverBuffer

Frequency Multiplier (optional)

AntenaFrequency

Synthesizer/ Modulator

Baseband Signal Input

VI-4

Page 5: Bab6 Transmitter

(c) System Heterodyne (PSK, QAM, SSBSC AM)

Gambar 6.2 Topologi transmitter

Dengan penundaan modulasi selama mungkin, topologi ini memberikan semua

tingkatan penguat RF pada transmitter untuk beroperasi dalam mode nonlinier untuk

efisiensi yang lebih bagus. Karena AM bergantung pada variasi amplitudo, penguat

linier harus digunakan setelah modulasi. Modulator high-power AM secara relatif

mudah untuk dibangun, jadi ini topologi untuk AM.

Ketika modulasi meliputi perubahan frekuensi yang ditransmisikan, seperti

dalam FM, ini yang biasa untuk memodulasi carrier osilator. Dalam Gambar 6.2(b),

osilator ditunjukkan sebagai frekuensi synthesizer.

Gambar 6.2(c) menunjukkan disain yang sedikit lebih kompleks, secara umum

digunakan dimana ia lebih cocok untuk memodulasi sinyal pada frekuensi yang tetap.

Sinyal termodulasi kemudian dipindahkan ke frekuensi output yang diperlukan oleh

kombinasi osilator-mixer, dengan osilator biasanya mengambil bentuk dari frekuensi

synthesizer. Bandpass filter membuang komponen pencampuran yang tidak

diinginkan, dan mengirim sinyal ke rangkaian penguat. Transmitter AM suppressed-

carrier secara umum menggunakan topologi ini, dan ia juga biasa untuk jenis

transmitter pada UHF dan diatasnya.

Semua disain transmitter berakhir dengan penguat multistage.Dua tingkatan

ditunjukkan, driver dan power amplifier. Lebih yang diperlukan, secara khusus untuk

level daya output yang tinggi. Rangkaian penyesuai menyesuaikan power amplifier ke

Matching Circuit

Power Amplifier Driver

Antena

Bandpass Filter

Mixer

Baseband Signal

Processing

Baseband Signal Input

Carrier Oscillator

Frequency Synthesizer

VI-5

Page 6: Bab6 Transmitter

impedansi beban, yang mana biasanya 50 Ω atau 75Ω, dan juga menghapus

harmonik-harminik atau sinyal-sinyal palsu yang lainnya dari output transmitter.

Power amplifier harus linier untuk beberapa sinyal yang mempunyai

amplitudo bervariasi., seperti dengan gambar 6.2(a), modulasi dilakukan pada output

transmitter.

6.3 Transmitter AM Full-Carrier

6.3.1 Rangkaian Modulator AM

Lokasi dalam transmitter dimana modulasi terjadi menentukan apakah rangkaian low

atau high-level transmitter. Dengan low-lwvwl modulation, modulasi terjadi sebelum

elemen output dari tingkatan akhir transmitter, dengan kata lain, sebelum kolektor

untuk transmitter yang menggunakan transistor dan sebelum drain yang menggunakan

FET.

Keunggulan dari modulasi low-level adalah bahwa daya sinyal pemodulasi

yang kurang diperlukan untuk mencapai persentasi modulasi yang tinggi. Dalam

modulator high-level, modulasi terletak pada elemen akhir dari tingkatan akhir

dimana sinyal carrier dengan amplitudo maksimumnya dan memerlukan sinyal

pemodulasi yang lebih tinggi untuk mencapai persentasi modulasi yang layak.

Dengan modulasi high-level, penguat sinyal pemodulasi akhir harus mensuplai semua

daya sideband, yang mana sebanyak 33% dari total daya transmit. Jelas sebuah

kekurangan dari modulasi low-level adalah pada aplikasi high-power ketika semua

amplifier yang mengikuti tingkat modulator harus amplifier linier, yang mana sangat

tidak efisien.

Low-level AM Modulator

Sinyal kecil, penguat kelas A seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6.3a dapat

digunakan untuk menampilkan modulasi amplitudo; tetapi amplifier harus

mempunyei dua input: satu untuk sinyal carrier dan kedua untuk sinyal pemodulasi.

Tanpa sinyal pemodulasi, rangkaian beroperasi sebagai penguat linier kelas A dan

output adalah carrier yang dikuatkan oleh penguatan tegangan tetap. Bagaimanapun,

ketika sinyal pemodulasi diberikan, penguat beroperasi secara nonlinier dan perkalian

sinyal seperti yang diuraikan dalam persamaan 6.1 terjadi.

VI-6

Page 7: Bab6 Transmitter

.......................................(6.1)

dimana = amplitudo gelombang termodulasi

Em = perubahan puncak pada amplitudo selubung (volt)

fm = frekuensi sinyal pemodulasi (hertz)

Pada gambar 6.3a carrier diberikan pada basis dan sinyal pemodulasi pada emiter.

Oleh karena itu, konfigurasi rangkaian ini disebut modulasi emiter. Sinyal pemodulasi

memvariasikan penguatan amplifier pada laju sinusoidal yang sama untuk frekuensi

sinyal pemodulasi. Penguatan tegangan untuk modulator emiter diungkapkan secara

matematis sebagai

.............................................................(6.2)

dimana Av = penguatan tegangan amplifier dengan modulasi

Aq = penguatan tegangan tetap amplifier (tanpa modulasi)

Sin(2πfmt) mulai dari nilai maksimum+1 ke nilai minimum –1. Jadi persamaan 6.2

menjadi Av =Aq(1±m) .........................................................................................(6.3)

dimana m sama dengan koefisien modulasi (indeks modulasi). Pada modulasi 100%,

m = 1 dan persamaan menjadi Av(max) = 2 Aq

Av(min) = 0

Gambar 6.3b menunjukkan bentuk gelombang dari rangkaian yang

ditunjukkan dalam gambar 6.3a. Sinyal pemodulasi diberikan melalui transformator

T1 ke emiter dari Q1 dan sinyal carrier diberikan secara langsung pada basis. Sinyal

pemodulasi menggerakkan rangkaian dalam saturasi dan cutoff, jadi menghasilkan

penguatan nonlinier yang diperlkan untuk terjadinya modulasi. Bentuk gelombang

kolektor meliputi carrier dan sisi frekuensi atas(upper) dan bawah (lower) seperti

komponen pada frekuensi sinyal pemodulasi. Kapasitor kopling C2 menghilangkan

frekuensi sinyal pemodulasi dari bentuk gelombang AM, jadi menghasilkan selubung

AM simetris pada Vout.

Dengan modulasi emiter, amplitudo sinyal output bergantung pada amplitudo

carrier input dan penguatan tegangan dari amplifier. Koefisien modulasi bergantung

sepenuhnya amplitudo sinyal pemodulasi. Kekurangan utama modulasi emiter adalah

amplifier beroperasi kelas A, yang mana sangat tidak efisien. Modulator emiter juga

tidak mampu untuk menghasilkan bentuk gelombang output high-power.

VI-7

Page 8: Bab6 Transmitter

Gambar 6.3 Modulator emiter; (a) rangkaian single transistor; (b) gelombang output

Vc

Carrier termodulasi dilapiskan diatas sinyal pemodulasi

Sinyal pemodulasi(Vm)

Time

Time

VI-8

Contoh 6.2Untuk modulator AM low-level seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6.3 dengan koefisien modulasi m = 0,8, penguatan tegangan tetap Aq = 100, frekuensi sinyal input fc = 500 kHz dengan amplitudo Vc = 5 mV, dan sinyal pemodulasi 1 kHz, tentukanlaha. Penguatan tegangan maksimum dan minimumb. Amplitudo maksimum dan minimum untuk Vout

c. Sketsa selubung output AMSolusia. Subtitusi ke dalam persamaan 6.2,

Amax =100( 1 + 0,8) = 180Amin = 100 (1 – 0,8) = 20

b. Vout(max) = 180(0,005) = 0,9 V Vout(min) = 20(0,005) = 0,1 Vc.

+ 0,9 V

- 0,9 V

+ 0,1 V

- 0,1 V

Gambar 6.4 Selubung AM u ntuk contoh 6.2

(b)

(a)

(a)

Page 9: Bab6 Transmitter

Modulator AM Medium-Power

Gambar 6.5 menunjukkan diagram skematik untuk modulator AM medium-power

satu transistor. Modulasi terjadi dalam kolektor, yang mana adalah elemen output dari

transistor. Oleh karena itu, jika ini adalah tingkat aktif akhir dari transmitter (tidak ada

amplifier antara kolektor dan antena), ini adalah modulator high-level.

Untuk mencapai efisiensi daya tinggi, modulator AM medium- dan high-

power umumnya beroperasi pada kelas C. Oleh karena itu, efisiensi praktis yang

mungkin adalah setinggi 80%. Rangkaian yang ditunjukkan dalam gambar 6.5a

adalah penguat kelas C dengan dua input: carrier (vc) dan sinyal pemodulasi frekuensi

tunggal (vm). Karena transistor dibias kelas C, ia beroperasi nonlinier dan mampu

pencampur nonlinier (modulasi). Rangkaian ini disebut modulator kolektor karena

sinyal pemodulasi diberikan secara langsung pada kolektor. RFC adalah radio-

frequency choke yang bertindak sebagai hubung singkat ke dc dan terbuka untuk

frekuensi tinggi. Oleh karena itu, RFC mengisolasi catu daya dc dari carrier frekuensi

tinggi dan frekuensi-frekuensi sisi, yang mana masih membolehkan sinyal-sinyal

intelijen frekuensi rendah untuk memodulasi kolektor Q1.

VI-9

Page 10: Bab6 Transmitter

Vcc

VCE (sat) = 0 V

VccVout

IC

VC

0,7 V0 V

VI-10

Vp = Vcc

Vm

Sinyal Pemodulasi

Vc

Sinyal Carrier

(a)

(b)

Page 11: Bab6 Transmitter

Gambar 6.5 Modulator AM DSBFC medium-power sederhana: (a) diagram skematik;

(b) gelombang kolektor tanpa sinyal pemodulasi; (c) gelombang kolektor dengan

sinyal pemodulasi

Operasi Rangkaian. Untuk penjelasan berikut, merujuk pada rangkaian yang

ditunjukkan dalam gambar 6.5a dan bentuk gelombang yang ditunjukkan dalam

gambar 6.5b. Ketika amplitudo carrier melebihi potensial barrier dari junction basis-

emiter (sekitar 0,7 V untuk transistor silikon), Q1 ”on” dan arus kolektor mengalir.

Ketika amplitudo carrier turun sampai 0,7 V, Q1 ”off” dan arus kolektor berhenti.

Konsekuensinya, Q1 beroperasi antara saturasi dan cutoff yang dikontrol oleh sinyal

carrier, arus kolektor mengalir kurang dari 180o dari setiap siklus carrier, dan operasi

kelas C dicapai. Tiap siklus berturut-turut dari carrier ”on” untuk sesaat dan

memberikan arus mengalir untuk waktu yang singkat, menghasilkan bentuk

gelombang negatif pada kolektor. Arus kolektor dan bentuk gelombang tegangan

ditunjukkan pada gambar 6.5b. Bentuk gelombang tegangan kolektor mirip sinyal

setengah gelombang disearahkan berulang dengan frekuensi fundamental sama

dengan fc.

VC

Vm

Vp = Vcc

IC

Vout

0 V

0,7 V0 V

2Vcc

Vcc

VCE(sat) = 0 V

VI-11

(c)

Page 12: Bab6 Transmitter

Gambar 6.6 Modulator AM DSBFC medium-power: (a) diagram skematik; (b)

gelombang kolektor dan output

Vp = Vcc

0 V

0,7 V0 V

IC

VC

Vout 0 V

+2Vcc

- 2Vcc

(a)

VI-12

Vp = Vcc

Vm

Sinyal Pemodulasi

Vc

Sinyal Carrier

(b)

Page 13: Bab6 Transmitter

Gambar 6.7 Modulator transistor AM DSBFC high-power

Ketika sinyal pemodulasi diberikan pada kolektor seri dengan tegangan supplai dc, ia

menambahkan dan mengurangkan dari Vcc. Bentuk gelombang ditunjukkan pada

gambar 6.5 dihasilkan ketika puncak maksimum amplitudo sinyal pemodulasi sama

dengan Vcc. Ia dapat dilihat bahwa bentuk tegangan output berayun dari nilai

maksimum 2Vcc ke kira-kira 0 V [VCE(sat)]. Perubahan puncak pada tegangan kolektor

adalah sama untuk Vcc. Sekali lagi, bentuk gelombang menyerupai carrier setengah

gelombang disearahkan.

Karena Q1 beroperasi nonlinier, bentuk gelombang kolektor berisi dua

frekuensi input original (fc dan fm) dan frekuensi-frekuensi jumlah dan selisihnya (fc ±

fm). Karena bentuk gelombang outputnya juga berisi harmonik orde tinggi dan

komponen intermodulasi, ia harus dibatasi band-nya untuk fc ± fm sebelum

ditransmisikan.

Banyak rangkaian praktis untuk menghasilkan sinyal AM DSBFC medium-

power ditunjukkan dalam gambar 6.6a, dengan bentuk gelombang yang ditunjukkan

dalam gambar 6.6b. Rangkaian ini adalah juga modulator kolektor puncak

maksimum amplitudo sinyal pemodulasi Vm(max) = Vcc. Operasi rangkaian ini hampir

identik dengan rangkaian yang ditunjukkan dalam gambar 6.5a kecuali untuk

penambahan rangkaian tank (C1 dan L1) pada kolektor Q1. Karena beroperasi antara

saturasi dan cutoff, arus kolektro tidak bergantung pada tegangan penggerak basis.

Tegangan dibangkitkan melalui rangkaian tank yang ditentukan oleh komponen ac

VI-13

Input Carrier

Sinyal Input Pemodulasi

Sinyal Termodulasi

Page 14: Bab6 Transmitter

dari arus kolektor dan impedansi rangkaian tank pada resonansi, yang mana

bergantung pada faktor kualitas (Q) dari lilitan. Bentuk gelombang untuk sinyal

pemodulasi, carrier, dan arus kolektor adalah identik dengan contoh sebelumnya.

Tegangan output adalah sinyal AM DSBFC simetrikal dengan tegangan rata-rata 0 V,

amplitudo puncak maksimum positif sama dengan +2Vcc, dan amplitudo puncak

minimum negatif sama dengan – 2Vcc. Setengah siklus positif gelombang output

dihasilkan pada rangkaian tank dengan efek flywheel. Ketika Q1 konduksi, C1 mengisi

sampai Vcc+Vm ( nilai maksimum 2Vcc) dan, ketika Q1 ”off”, C1 membuang muatan

melalui L1. Ketika L1 tidak mengisi, C1 mengisi untuk nilai minimum –2Vcc. Ini

menghasilkan setengah siklus positif dari selubung AM. Frekuensi resonansi

rangkaian tank sama dengan frekuensi carrier, dan bandwidth dari fc - fm sampai fc +

fm. Modulasi 100% terjadi ketika amplitudo puncak sinyal pemodulasi sama dengan

Vcc.

Beberapa komponen yang ditunjukkan dalam gambar 3.18a telah dijelaskan.

R1 adalah resistor bias untuk Q1. R1dan C2 membentuk rangkaian clamper yang

menghasilkan bias reverse ”sendiri” dan, bersama dengan potensial barrier transistor,

menentukan tegangan turn-on untuk Q1. Konsekuansinya, Q1 dapat dibias untuk ”on”

hanya selama puncak positif tegangan carrier.

C3 adalah kapasitor bypass yang melihat seperti hubung singkat untuk sinyal

pemodulasi, mencegah sinyal informasi dari kemasukan catu daya dc. Cbc adalah

kapasitansi junction basis-kolektor Q1. Pada frekuensi radio, kapasitansi junction

relatif kecil dalam transistor adalah tidak signifikan. Jika reaktansi kapasiitif Cbc

signifikan, sinyal kolektor dapat dikembalikan ke basis dengan amplitudo yang cukup

untuk membuat Q1 memulai osilasi. Oleh karena itu, sinyal dari amplitudo dan

frekuensi yang sama dan beda fasa 180o harus diumpan balikkan ke basis untuk

membatalkan atau menetralisasi umpan balik kapasitansi antarelektroda. CN adalah

kapasitor penetralisasi. Makdusnya adalah untuk memberikan umpan balik untuk

sinyal yang sama dalam amplitudo dan frekuensi tetapi berbeda fase 180o dengan

sinyal umpan balik melalui Cbc. C4 adalah kapasitor bypass RF. Makksudnya adalah

untuk mengisolasi catu daya dc dari frekuensi-frekuensi radio. Operasinya sangat

mirip; pada frekuensi carrier, C4 melihat seperti short circuit, mencegah carrier dari

kebocoran dalam power supplai atau sinyal pemodulasi dan didistribusikan melalui

transmitter.

VI-14

Page 15: Bab6 Transmitter

Modulasi Bersama Basis dan Kolektor

Modulator kolektor menghasilkan selubung lebih simetrikal dari pada modulator

emiter low-power, dan modulator kolektor lebih efisien daya. Bagaimanapun,

modulator kolektor memerlukan amplitudo sinyal pemodulasi lebih tinggi, dan

mereka tidak dapat mencapai tegangan output berayun dari saturasi ke cutoff secara

penuh, jadi pencegahan modulasi 100% terjadi.Oleh karena itu, untuk mencapai

modulasi simetrikal, beroperasi pada efisiensi maksimum, memberi daya output

tinggi, dan memberi daya penggerak sinyal pemodulasi sekecil mungkin, modulasi

emiter dan kolektor kadang-kadang digunakan secara bersama.

Operasi rangkaian. Gambar 6.7 menunjukkan modulator AM yang menggunakan

kombinasi modulasi emiter dan kolektor. Sinyal pemodulasi secara simultan

diumpankan ke kolektor modulator push-pull (Q2 dan Q3) dan untuk kolektor dari

penguat penggerak (Q1). Modulasi kolektor terjadi pada Q1; jadi, sinyal carrier pada

basis dari Q2 dan Q3 telah siap untuk dimodulasi secara terpisah dan daya sinyal

pemodulasi dapat dikurangi. Juga modlator tidak memerlukan untuk beroperasi pada

pada kurva operasi masuknya untuk mencapai modulasi 100%.

6.3.2 Transmitter Low-Level

Gambar 6.8 menunjukkan blok diagram untuk transmitter AM DSBFC low level.

Untuk transmisi suara atau musik, sumber sinyal pemodulasi secara umum adalah

transduser akustik seperti mikropon, tape maknetik, CD, atau rekaman gramopon.

Preamplifier biasanya sensiitif, penguat tegangan linier kelas A dengan impedansi

imput tinggi. Fungsi preamplifier adalah untuk menaikkan amplitudo dari sumber

sinyal untuk dapat dipergunakan level sementara menghasilkan distorsi nonlinier

minimum dan noise termal sedikit mungkin. Penggerak untuk sinyal pemodulasi

adalah juga penguat linier yang menguatkan sinyal informasi untuk level yang cukup

untuk secukupnya menggerakkan modulator. Lebih dari satu penggerak penguat

diperlukan.

Osilator carrier RF dapat berupa beberapa konfigurasi osilator yang dibahas

dalam bab 3. FCC mempunyai persyaratan keras pada akurasi dan stabilitas

transmitter; oleh karena itu, osilator terkontrol kristal adalah rangkaian yang paling

umum digunakan. Penguat buffer adalah low-gain, penguat linier impedansi input

VI-15

Page 16: Bab6 Transmitter

yang tinggi. Fungsinya adalah untuk mengisolasi osilator dari high-power amplifier.

Buffer memberikan beban yang relatif konstan untuk osilator, yang mana membantu

untuk mengurangi kejadian dan variasi magnitudo dari frekuensi jangka pendek.

Pengikut emiter atau IC op-amp sering digunakan untuk buffer. Modulator dapat

menggunakan salah satu dari modulasi emiter atau kolektor. Penguat intermediate dan

penguat daya akhir adalah salah satu dari modulator linier kelas A atau modulator

push-pull kelas B. Ini diperlukan dengan transmitter low-level untuk memelihara

simetri pada selubung AM. Jaringan kopling antena match dengan impedansi output

dari penguat daya akhir untuk saluran transmisi dan antena

Transmitter low-level seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6.8 digunakan

utamanya untuk daya rendah, sistem kapasitas rendah seperti interkom wireless, unit

remote control, pager, dan short-range walkie-talkies.

Gambar 6.8 Blok diagram transmitter AM DSBSC low-level

6.3.3 Transmitter High-Level

Gambar 6.9 menunjukkan blok diagram untuk transmitter AM DSBFC high-level.

Sinyal pemodulasi diproses sama seperti pada transmitter low-level kecuali untuk

penambahan power amplifier. Dengan transmitter high-level, daya sinyal pemodulasi

harus sangat tinggi dari pada yang diperlukan dengan transmitter low-level. Ini karena

carrier dengan daya penuh pada titik dalam transmitter dimana modulasi terjadi, dan

konsekuensinya, memberikan sinyal pemodulasi amplitudo tinggi untuk menhasilkan

modulasi 100%.

Osilator carrier RF, buffer, dan penggerak carrier juga pada dasarnya

rangkaian yang sama digunakan pada transmitter low-level. Bagaimanapun, dengan

Modulating Signal Source

BPFPre-

amplifier

Modulating Signal Driver

Modulator

RF Carrier Oscillator

Carrier Driver

Buffer Amplifier

BPF

Linear Intermediate

power Amplifier

Linear final power

AmplifierBPF

Coupling Network

VI-16

Page 17: Bab6 Transmitter

transmitter high-level, carrier RF mengalami penambahan penguatan daya sebelum

tahap modulator, dan penguat daya akhir adalah juga modulator. Konsekuensinya,

modulator adalah umumnya penguat kelas C termodulasi drain, plate, atau kolektor.

Dengan transmitter high-level, rangkaian modulator mempunyai tiga fungsi

utama. Ia memberikan rangkaian yang cukup untuk modulasi terjadi (yaitu

nonlinieritas), ia adalah penguat daya akhir (kelas C untuk efisiensi), dan ia adalah

frequency up-converter.

Gambar 6.9 Blok diagram transmitter AM DSBSC high-level

6.4 Modulator DSB-SC

Kita anggap bahwa sinyal carrier dan sinyal pemodulasi digambarkan sebagai:

..........................................................................(6.4)

..........................................................................(6.5)

dan output modulator DSB-SC adalah:

=

= ...................(6.6)

Dari persamaan 6.6 dapat kita lihat bahwa untuk mendapatkan sinyal DSB-SC sinyal

carrier dan sinyal pemodulasi harus dikalikan. Tiga dari empat macam modulator

yang akan dijelaskan berikut ini merupakan operasi perkalian yang dilakukan oleh

saklar dioda dan transistor. Sedangkan satu modulator yang lain menggunakan

peralatan non-linier untuk operasi perkalian tersebut.

Modulator Balans Ganda

Modulating Signal Source

BPFPre-

amplifier

Modulating Signal Driver

RF Carrier Oscillator

Carrier Driver

Buffer Amplifier

AM Modulator & Output power

amplifier

BPFMatching Network

Carrier power

amplifier

Modulating Signal

power ampli

VI-17

Page 18: Bab6 Transmitter

Modulator balans ganda adalah suatu rangkaian yang tidak hanya balans untuk sinyal

pemodulasi tetapi juga balans untuk sinyal carrier. Karena itu rasio penekanan carrier-

nya lebih besar dibandingkan pada modulator balans. Rangkaian ini disebut juga ”ring

modulator”. Gambar 6.10a menunjukkan rangkaian moduator balans ganda.

Dianggap bahwa amplitudo carrier cukup besar untuk men-switch dioda dan

amplitudo sinyal pemodulasi tidak besar dibandingkan dengan amplitudo carrier. Pada

gambar 6.10a, jika amplitudo carrier positip, dioda D1 dan D3 ”on” dan dua dioda

yang lain “off”. Jika amplitudo carrier negatif, dioda D2 dan D4 ”on” dan dua dioda

yang lain “off”. Proses ini digambarkan seperti pada gambar 6.11, sehingga rangkaian

ini melakukan ”switching” dengan kecepatan sesuai dengan periode carrier. Karena

itu, output dari rangkaian ring modulator tersebut merupakan sinyal pemodulasi yang

berbentuk seperti ditunjukkan pada gambar 6.11c.

Sinyal output ini dianggap sebagai hasil perkalian antara sinyal pemodulasi

dengan sinyal persegi seperti ditunjukkan pada gambar 6.11. Secara matematis,

bentuk-bentuk gelombang ini adalah

........................................................................(6.7)

(n = 1,3,5,....) .......................................(6.8)

.(6.9)

Persamaan 6.9 mengandung beberapa komponen frekuensi. Karena itu digunakan

BPF untuk mengambil hanya sinyal yang diinginkan saja. Biasanya filter ini

mengambil sinyal untuk n = 1 sehingga outputnya hanya terdiri dari komponen fc + fs

dan fc – fs.

VI-18

es

eo

fc ± fs

Page 19: Bab6 Transmitter

Gambar 6.10 Modulator balans ganda

Gambar 6.11 Perkalian dua gelombang

Shunt Bridge Dioda Modulator

Gambar 6.12 menunjukkan sebuah modulator dioda jembatan paralel. Dalam gambar

ini, jika tanda carrier positip, semua dioda ”on” dan sinyal pemodulasi input tidak

keluar pada output karena rangkaian tersebut tertutup (terhubung singkat).

Jika tanda carrier negatip, semua dioda ”off” dan sinyal pemodulasi input

keluar pada output. Jadi bentuk dari sinyal output adalah eout pada gambar 6.12.

Karena output ini mengandung beberapa komponen frekuensi, maka difilter oleh

rangkaian tertala dan output filter adalah sinyal DSB-SC.

(a) Sinyal Pemodulasi

(b) Fungsi switching

(c) (a) x (b)

t

t

t

VI-19

(a)

(b)(c)

Page 20: Bab6 Transmitter

Gambar 6.12 Modulator ” shunt bridge diode”

Modulator Pengali Analog

Saat ini harga IC murah dan karakteristiknya semakin baik, karena itu pengali analog

IC digunakan sebagai modulator DSB-SC. Gambar 6.13 memperlihatkan suatu

rangkaian pengali analog. Dalam rangkaian ini digunakan enam buah transistor,

empat buah diantaranya digunakan sebagai saklar dan yang lain merupakan penguat-

penguat differensial. Transistor Q3, Q4, Q5, dan Q6 di-switch oleh sinyal carrier yang

diberikan ke input 1. Jika sinyal carrier positip, maka Q3 dan Q6 akan ”on” dan bila

carrier negatip, maka Q4 dan Q5 akan ”on”. Gambar 6.13(b) memperlihatkan

rangkaian ekivalen pengalih analog yang mana transistor-transistornya digunakan

sebagai saklar. Q1 dan Q2 merupakan modulator balans dan sinyal pemodulasi yang

diberikan pada input 2 dikuatkan oleh kedua transistor ini dan output-output yang

telah dikuatkan muncul pada output tiap transistor, atau output Q1 dan Q2 adalah – eces

dan eces , atau sebaliknya

VI-20

ec

es

Page 21: Bab6 Transmitter

Gambar 6.13 Modulator pengali analog

Namun demikian, selama output-output ini di-switch oleh sinyal carrier, Q1

akan berubah-ubah dari + eces menjadi – eces dan kembali menjadi + eces setiap satu

periode sinyal carrier dan output Q2 akan berubah-ubah dari –eces menjadi +eces dan

kembali menjadi –eces . Jadi pengali analog dapat membangkitkan sinyal DSB-SC dan

rasio penekanan carriernya dipertinggi oleh keseimbangan dari tiap-tiap pasang

transistor dalam IC.

VI-21

(a)

(b)

Page 22: Bab6 Transmitter

6.5 Single-Sideband Transmitter

Tiga konfigurasi umum yang digunakan untuk pembangkitan single-sideband: metode

filter, metode pergeseran fasa, dan metode ketiga.

Metode Filter

Gambar 6.14 menunjukkan blok diagram untuk transmitter SSB yang menggunakan

modulator balans untuk menekan carrier yang tidak diinginkan dan filter untuk

membuang sideband yang tidak diinginkan. Gambar menunjukkan transmitter yang

menggunakan tiga tahap konversi frekuensi. Sinyal pemodulasi adalah spektrum

audio yang memanjang dari 0 kHz sampai 5 kHz. Sinyal pemodulasi bercampur

dengan carrier frekuensi rendah (LF) 100 kHz pada modulator balans 1 untuk

menghasilkan spektrum frekuensi double-sideband yang berpusat sekitar carrier IF

100 kHz. Bandpass Filter (BPF) 1 ditala pada 5 kHz bandwidth berpusat sekitar 102,5

kHz, yang mana adalah pusat spektrum frekuensi upper sideband (USB). Pilot atau

amplitudo carrier yang dikurangi ditambahkan pada gelombang SSB pada tahap

pemasukan ulang carrier, yang mana adalah penjumlah linier sederhana. Summer

adalah rangkaian penjumlah sederhana yang mengkombinasikan pilot carrier 100 kHz

dengan spektrum frekuensi USB 100 kHz sampai 105 kHz. Jadi, output summer

adalah gelombang SSBRC.

Frekuensi rendah IF dikonversi ke band frekuensi operasi akhir melalui

terjemahan frekuensi seri. Pertama, gelombang SSBRC dicampur pada modulator

balans 2 dengan medium-frequency (MF) carrier 2 MHz. Output adalah sinyal

double-sideband suppressed-carrier yang mana tiap upper dan lower sideband

mengandung spektrum frekuensi SSBRC original. Upper dan lower sideband

dipisahkan oleh band frekuensi 200 kHz . Frekuensi center BPF 2 adalah 2,1025 MHz

dengan bandwidth 5 kHz. Oleh karena itu, output BPF 2 adalah gelombang single-

sideband reduced-carrier. Spektrum frekuensinya terdiri dari carrier IF kedua 2,1

MHz dan lebar 5 kHz upper sideband. Output BPF 2 dicampur dengan carrier

frekuensi tinggi 20 MHz pada modulator balans 3. Output adalah sinyal double-

sideband suppreesd-carrier yang mana terdiri dari upper dan lower sideband sekali

lagi berisi spektrum frekuensi SSBRC original. Sideband dipisahkan oleh band

frekuensi 4,2 MHz . Frekuensi center BPF 3 adalah 22,1025 MHz dengan bandwidth

VI-22

Page 23: Bab6 Transmitter

5 kHz. Oleh karena itu, output BPF 3 adalah sekali lagi gelombang single-sideband

dengan reduced-carrier RF 22,1MHz dan upper-sideband lebar 5 kHz. gelombang

output dikuatkan pada penguat daya linier kemudian ditransmisikan.

Pada transmitter hanya digambarkan spektrum frekuensi sinyal pemodulasi

original yang dikonversi pada tiga tahap modulasi untuk frekuensi carrier akhir 22,1

MHz dan single upper-sideband yang diberikan dari carrier ke 22,105 MHz. Setelah

tiap konversi frekuensi, sideband yang diinginkan dipisahkan dari spektrum double-

sideband dengan BPF. Spektrum output akhir dapat dihasilkan dengan proses single

heterodyning: satu modulator balans, saru BPF supplai carrier HF tunggal. Gambar

6.15 menunjukkan blok diagram dan spektrum frekuensi output untuk transmitter

single-conversion. Output balans modulator adalah spektrum frekuensi double-

sideband yang berpusat sekitar frekuensi suppressed-carrier 22,1 MHz. Untuk

memisahkan USB lebar 5 kHz dari spektrum frekuensi gabungan, BPF multiple-pole

dengan Q yang sangat tinggi diperlukan. BPF yang memenuhi kriteria ini sulit untuk

dibuat, tetapi andaikata bahwa ini adalah transmitter multi kanal dan frekuensi carrier

dapat ditala; kemudian BPF harus juga ditala. Pembuatan BPF yang dapat ditala

dalam range frekuensi megahertz dengan passband hanya 5 kHz secara ekonimis dan

teknik sangat sulit dibuat. Hanya BPF dalam transmitter yang ditunjukkan pada

gambar 6.14 yang dapat memisahkan sideband yang berdekatan dengan lainnya

adalah BPF 1.

VI-23

Page 24: Bab6 Transmitter

Gambar 6.14 Transmitter SSB: metode filter

Amp.Modulator Balans 2

BufferAmp.

Osc. Carrier LF 100kHz

BPF sum 1

SummerModulator Balans 1

BufferAmp.

Osc. Carrier MF 2MHz

Sinyal Pemodulasi

0

5k

B=5 kHz

95k 100k 105k

B=10 kHz DSBSC

100k 105k

SSBSC B=5kHz

100k 105k

SSBRC B=5kHz

1,895M 1,9M 2M 2,1M 2,105M

B=210 kHz

BPF sum 2

Modulator Balans 3

BPF sum 3

Linier Power Amp

BufferAmp.

Osc. Carrier HF 20 MHz

2,1M 2,105M

SSBRC B=5kHz

17,895M 17,9M 20M 22,1M 22,105M

B=4,21 MHz

22,1M 22,105M

SSBRC B=5kHz

22,1M 22,105M

SSBRC B=5kHz

A

A

Amp.BPF

sum 1Modulator Balans 1

Power Amplifier

Osc. Carrier HF 22,1 MHz

Sinyal Pemodulasi

0

5k

B=5 kHz

0

5k

B=5 kHz

B=10 kHz

22,095k 22,1k 22,105k 22,1M 22,105M

B=5 kHz

VI-24

Page 25: Bab6 Transmitter

Gambar 6.15 Transmitter SSB single conversion

Metode Pergeseran Fasa

Metode pergeseran fasa tidak menggunakan BPF berkualitas tinggi, tetapi

menggunakan dua buah penggeser fasa (phase shifter). Gambar 6.16 memperlihatkan

blok diagram metode tersebut. Penggeser fasa AF mengubah fasa sinyal pemodulasi

sebesar π/2 dan juga penggeser fasa RF menggeser fasa carrier sebesar π/2. Sinyal

pemodulasi dan sinyal RF itu sendiri diberikan ke modulator balans 1 dan sinyal yang

telah digeser sebesar π/2 diberikan ke modulator balans 2. Sinyal output dari masing-

masing BM ditambahkan atau dikurangkan, maka sinyal outputnya menjadi sinyal

LSB atau USB.

Gambar 6.16 Transmitter SSB: metode pergeseran fasa

Titik A : Es sin ωst

Syarat BPF: sharp filter

LSB USB

22,095MHz 22,1 MHz 22,105 MHz

LSB USB

17,895MHz 17,9 MHz 20 MHz 22,1 MHz 22,105 MHz

Audio Amplifier

AF 90o Phase Shifter

Modulator Balans 2

Modulator Balans 1

Oscillator Carrier

Carrier 90o Phase Shifter

Adder

AF Input

Es cos ωst

Ec cos ωct

Ec cos ωct

A

B

C

D

E

SSB Out

VI-25

Page 26: Bab6 Transmitter

Titik B : Ec sin ωct

Titik C : Es sin ωst . Ec sin ωct

=

=

Titik D : Es cos ωst . Ec cos ωct

=

Titik E : C ± D =

Metode Ketiga

Metode ketiga dalam membangkitkan SSB dikembangkan oleh Weaver yang

memanfaatkan keuntungan/kelebihan dari metode pergeseran fasa, misalnya

kemampuannya membangkitkan SSB pada frekuensi berapapun dan menggunakan

frekuensi-frekuensi audio yang rendah, tanpa timbul kerugian yang dapat timbul

karena rangkaian pergeseran fasa harus bekerja pada range frekuensi audio yang

lebar. Dari diagram blok pada gambar 6.17, kita lihat bahwa bagian akhir dari

rangkaian ini mirip dengan rangkaian metode pergeseran fasa tetapi cara

mengumpankan tegangan pada dua modulator balans yang terakhir telah diubah.

Gambar 6.17 Transmitter SSB: metode ketiga

Modulator Balans 1

Modulator Balans 2

Modulator Balans 3

Modulator Balans 4

90o phase shifter

90o phase shifter

LPF 1

LPF 2

Audio Subcarrier oscillator fo

RF carrier oscillator fc

Linear summing

circuit

fo+90o±fm fo+90o-fm

fo±fm fo- fm

fc+90o

fo+90o

fo

fo

fm

fm

fc

fc+fo- fm+90o

fc-fo+ fm-90o

fc+fo- fm+90o

fc-fo+ fm+90o

fc+fo- fm+90o

SSBOutput

VI-26

Audio input

fm

Page 27: Bab6 Transmitter

6.6 Transmitter FM

Untuk pembangkitan FM, ada dua sistem: (1) direct FM dan (2) indirect FM.

Gambar 6.18 menunjukkan metode direct FM. Pada sistem direct FM, kapasitansi dan

induktansi dari osilator LC diubah-ubah sesuai dengan level sinyal pemodulasi.

Biasanya kapasitansi atau induktansi tidaklah terlalu stabil karena pengaruh

temperatur sehingga stabilitas frekuensi dari direct FM tidak cukup. Dengan metode

yang lain, sistem indirect FM menggunakan osilator kristal dan modulator PM,

sehingga kita bisa mendapatkan stabilitas frekuensi yang cukup.

Gambar 6.18 Sistem direct FM

Jika kita mengayun-ayunkan kapasitansi tersebut bolak-balik akan mnyebabkan

perubahan frekuensi dari nilai minimum ke maksimum.

Modulator ECM-FM

Gambar 6.19 adalah modulator FM menggunakan electic condensor microphone

(ECM). Karena ECM adalah piranti yang merupakan kapasitor variabel, maka mudah

untuk mengubah frekuensinya mengunakan sinyal suara.

Gambar 6.19 ECM-FM

VI-27

Rangkaian Osilator Tertala

eFM

Page 28: Bab6 Transmitter

Modulator Reaktansi

Gambar 6.20 memperlihatkan salah satu jenis transistor reaktansi. Pada beberapa

keadaan, impedansi Z yang terliat pada terminal input A-A hampir selalu reaktif.

Rangkaian ini adalah rangkaian dasar dari modulator FET reaktansi, yang bertindak

sebagai reaktansi tiga terminal yang dapat dihubungkan pada tank circuit dari osilator

yang akan dimodulasi frekuensi. FET tersebut bisa dibuat induktif atau kapasitif

cukup dengan mengubah satu komponennya saja. Lebih penting lagi bahwa nilai

reaktansi ini sebanding dengan transkonduktansi dari piranti (FET) tersebut, yang

berarti dapat dibuat agar tergantung pada gate dan perubahannya.

Gambar 6.20 Transistor reaktansi

Untuk menentukan Z, suatu tegangan v diberikan pada terminal A-A (yaitu titik

dimana impedansi diukur), dan arus i yang dihasilkan dihitung. Tegangan yang

diberikan tadi kemudian dibagi dengan arus ini, didapat impedansi yang terlihat jika

kita melihat ke dalam terminal tersebut. Untuk menjadikan impedansi ini menjadi

reaktansi murni (disini, kapasitif, seperti yang akan dijelaskan) ada dua syarat yang

harus dipenuhi. Yang pertama adalah bahwa arus rangkaian bias ib harus bisa

diabaikan dibanddingkan arus drain. Dengan kata lain, impedansi dari rangkaian bias

harus cukup besar untk bisa diabaikan. Syarat kedua adalah impedansi darin ke gate

(disini Xc) harus lebih besar dari pada impedansi gate-ke-source (dalam hal ini R),

sebaiknya lebih dari 5 : 1. Untuk itu digunakan analisis berikut:

.....................................................................(6.10)

Arus drain FET adalah

....................................................................(6.11)

Karena itu, impedansi yang terlihat pada terminal A-A adalah:

VI-28

ib

vg

i

VZ

Page 29: Bab6 Transmitter

......................................................(6.12)

Jika Xc >>R, persamaan (6.12) akan berkurang menjadi:

.................................................................................(6.13)

Impedansi ini jelas merupakan reaktansi kapasitif, karena tu bisa ditulis sebagai:

....................................(6.14)

Dari persamaan ini terlihat bahwa pada kondisi yang demikian, impedansi input

piranti (FET) pada A-A adalah suatu reaktansi murni dan diberikan oleh:

.................................................................................(6.15)

Kapasitansi Ceq ini tergantung pada transkonduktansi piranti gm dan karena itu bisa

diubah-ubah dengan mengubah-ubanh tegangan bias. Telah dikatakan di bagian awal

bahwa impedansi gate-ke-drain Xc harus jauh lebih besar daripada impedansi gate-ke-

source R. Jika Xc/R tidak jauh lebih besar dari satu, maka Z akan mempunyai

komponen resistif. Jika R tidak jauh lebih kecil daripada Xc, tegangan gate tidak lagi

berbeda fasa tepat 90o dengan tegangan v, tidak pula dengan arus drain i. Jadi

impedansi input tidak lagi berubah reaktif murni. Seperti ditunjukkan pada persamaan

6.12, komponen resistif untuk modulator reaktansi FET ini akan menjadi 1/gm.

Karena komponen ini mengandung gm, maka komponen tersebut akan berubah-ubah

dengan berubahnya tegangan pemodulasi yang diberikan. Resistansi variabel ini akan

muncul secara langsung rangkaian tank osilator utama, mengubah-ubah Q-nya, dan

karenanya tegangan outputnya ikut berubah-ubah. Karena itu modulasi amplitudo

dengan kadar tertentu akan terjadi; hal ini terjadi pada semua jenis modulator

reaktansi reaktansi. Jika keadaan ini tidak bisa dihindari, maka osilator yang sedang

dimodulasi tersebut harus diikuti dengan suatu limiter(pembatas) amplitudo.

Modulator Dioda Varaktor

Dioda-dioda varaktor dapat juga digunakan untuk menghasilkan modulasi frekuensi;

dioda ini sering sekali digunakan, bersama-sama dengan modulator reaktansi, untuk

memberikan koreksi frekuensi secara otomatis untuk suatu pemancar FM. Rangkaian

pada gambar 6.56 menunjukkan modulator yang demikian. Terlihat bahwa dioda

mendapat bias mundur untuk memberikan “junction capacitance effect”, dan karena

VI-29

Page 30: Bab6 Transmitter

bias ibi diubah-ubah oleh tegangan pemodulasi yang seri dengannya, maka

kapasitansi junction-nya juga akan berubah-ubah, menyebabkan frekuensi osilator

berubah menurut perubahan tersebut. Meskipun ini adalah rangkaian modulator

reaktansi yang paling sederhana, tetapi rangkaian ini memiliki kekurangan karena

menggunakan komponen dua terminal (dioda). Jadi penerapannya agak terbatas.

Namun demikian, rangkaian ini sering digunakan untuk pengaturan frekuensi

otomatis dan penalaan jarak jauh (remote tuning).

D1

T1

L1

RFCC2

C1 L2

12

3

04

Gambar 6.21 Modulator dioda varaktor

Direct FM Transmitter

Direct FM transmitter menghasilkan gelombang output yang mana deviasi frekuensi

sebanding secara langsung dengan sinyal pemodulasi. Konsekunesinya, osilator

carrier harus diubah secara langsung. Oleh karena itu, untuk sistem FM medium- dan

high-index, osilator tidak dapat berupa kristal karena frekuensi di mana kristal

berosilasi tidak dapat diubah secara signifikan. Sebagai hasilnya, stabilitas osilator

pada direct FM transmitter sering tidak memenuhi spesifikasi FCC. Untuk mengatasi

masalah ini, automatic frequency control (AFC) digunakan.

Gambar 6.22 menunjukkan blok diagram untuk transmitter komersial broadcast.

Konfigurasi khusus ini disebut Crosby direct FM transmitter dan meliputi loop AFC.

Modulator frekuensi dapat berupa modulator reaktansi atau VCO.

VI-30

Input sinyal pemodulasi

Page 31: Bab6 Transmitter

Gambar 6.22 Transmitter FM langsung

Freq. Modulator dan master osc.fc = 5,1 MHz

Ko

N1

X 3N2

X 2N3

X 3Power ampl.

LPF

BPF MixerDiskriminator

tuned to 2 MHzKd

Buffer and X 2 multipfier

N4

Crystal reference Oscillator14,3 MHz

AFC loop

DC correction voltage

Inpu

t

Freq. multiplier

fc f1f2=30,6M

ft=91,8MHz

f=28,6MHz

fd=2MHz

VI-31