RADIO TRANSMITTER , RECEIVER DAN TRANCEIVER

RADIO TRANSMITTER

            Osilator menghasilkan sinyal pembawa yang diteruskan ke penguat penyangga / buffer amplifier agar sinyal stabil saat digunakan untuk modulasi. Modulasi yang stabil kemudian disaring dengan sideband (SSB) filter. Sinyal SSB di mixing pada mixer circuit yang digunakan untuk menterjemahkan sinyal untuk frekuensi operasi akhir. Keluaran dari mixer bergantung pada frekuensi carier yang linear yang kemudian di jalankan dan di kuatkan dengan power amplifier dengan daya yang sesuai dengan antena (matching impedansi).

LINEAR AMPLIFIER, CLASS C AMPLIFIER, DAN FREQUENCY MULTIPLIER

Pada umumnya hanya ada dua macam power ampilfier pada transmitter yaitu: linear & class c.

Linear amplifier merupakan penguat yang sinyal outputnya mengikuti sinyal inputnya namun dengan peningkatan daya atau amplitudo. Linear amplifier terdiri dari kelas A , B dan AB.

·         Amplifier Kelas A

Pada amplfier ini arus kolektor mengalir terus menerus, sehingga Output berbanding lurus dengan input, sehingga penguat ini menjadi penguat paling linier dibandingkan yang lain. Amplifier ini mampu menghasilkan output sampai 360 derajat sesuai dengan sinyal inputnya namun amplifier ini sangat tidak effisien. Karena efisiensinya dibawah 50%.

·         Amplifier Kelas B

Amplifier Kelas B menggunakan bias cutoff sehingga arus kolektor mengalir hanya 180 derajat dari siklus masukan atau bisa dibilang setengah dari sinyal masukan. Amplifier Kelas B biasanya terhubung dalam rangkaian push-pull dimana satu transistor menguatkan masing-masing setengah dari sinyal input. Sehingga di butuhkan dua transistor dimana masing – masing transistor mewakili 180 derajat sinyal keluaran agar linier dengan sinyal inputnya.

Amplifier ini lebih effisien dari kelas A namun sinyal outputnya sering terdistorsi.

·         Amplifier Kelas AB

Amplifier ini berada disekitar daerah cutoff. Sehingga amplifier ini dapat mengahasilkan sinyal lebih besar dari 180 derajat namun kurang dari 360 derajat.

·         Amplifier Kelas C

Amplifier Kelas C memiliki bias melampaui cutoff. arus mengalir dari 90 derajat sampai 150 derajat dari sinyal masukan. Sinyal yang melalui kolektor diubah menjadi gelombang sinus terus menerus oleh rangkaian resonan LC. Sinyal tersebut mengandung banyak gelombang harmonik yang dapat disaring oleh rangkaian output penala.

Sebuah amplifier kelas C dapat digunakan sebagai pengali (multiplier) frekuensi dengan menghubungkan pada rangkaian penala resonan.

IMPENDANCE MATCHING NETWORK

            Salah satu komponen yang terpenting dalam sebuah pemancar adalah matching impedansi. Sebelum dikirim, sinyal dikuatkan melalui beberapa tahap sebelum mencapai antena. Untuk mecocokan power sinyal dengan antena diperlukan matching impedansi yang bisa dihasilkan dari rangkaian resonansi LC , transformator ataupun keduanya.

TYPICAL RECEIVER CIRCUITS

            Bagian paling penting dari setiap penerima adalah Front End  yang terdiri dari penguat RF dan mixer dan rangkaian penala. Bagian tersebut digunakan untuk memperoses sinyal meskipun sinyal tersebut lemah. Pada receiver yang didesain dengan frekuensi di bawah 30mhz tidak digunakan penguat RF karena tidak aktfif. Penguat RF digunakan untuk menguatkan sinyal yg amplitudonya lemah sehingga dapat digunakan dalam proses mixing. Penguat RF biasanya dapat menguatkan 10 – 30 dB. Penguat RF biasanya adalah penguat kelas A. Jika penguat RF mengunakan BJT maka hanya digunakan untuk frekuensi rendah. Namun jika menggunakan FET maka digunakan untuk frekuensi VHF bahkan UHF. Penggunaan transistor jenis FET seperti JFET dan MOSFET lebih effisien dibanding BJT karena lebih sedikit daya dan lebih aman dari noise. Pada penerima RF antena langsung dihubungkan ke basis transistor. Hal ini untuk mebuat pita jaringan lebih luas dan penguat dapat menguat kan semua sinyal yg melalui antena sekaligus.

            Bagian terpenting lainnya pada receiver adalah IF amplifier. Penguat ini digunakan sebagai penseleksi sekaligus penguat dari sinyal yang diterima dan penguat ini sangat stabil. Frekuensi kerja penguat ini yang terbaik adalah pada frekuensi 455khz sd 10Mhz. Penguat IF biasanya menggunakan transistor jenis BJT dari pada FET. Namun pada saat ini , digunakan IC khusus untuk mengimplementasikan IF amplifier.

            Pada penerimaan sinyal yang mebutuhkan lebar pita yang lebar digunakan teknik overcouple tuned circuit. Dimana penguat ini dihubungkan pada transformator yang masing – masing intinya dicouple dengan kapasitor agar beresonansi. Pada penerima sinya FM, penguat IF digunakan sebagai pembatas amplitudo sehingga amplitudo pada proses modulasi FM bernilai tetap.

Setiap komponen pada receiver memiliki karakterisitik penguatnya masing – masing. Misalnya penguat RF dapat melaukakan penguatan 5 sd 10 dB,  Mixer 6 sd 10 dB dan penguat IF 20 sd 30 dB, detektor -2 sd -5 dB dan audio amplifier 20 sd 40 dB. Sehingga kita dapat menetukakan penguatan total dari suatu receiver. Contoh :

RF amplifier                             : 9dB

Mixer                                       : 4dB

IF amplifier (3 tingkat)              : 27dB

Detector                                  : -3dB

Audio amplifier                        : 30dB

Sehingga penguatan totalnya adalah = 9+4+27+27+27-3+30= 121 dB

            Namun pada banyak kasus , penguatan yang didapatkan suatu penerima nilainya sangat jauh dari perhitungan. Ini disebabkan ganguan atau distorsi sehingga sinyal yang didapat menguat atau pun melemah. Sehingga perlu dilakukan suatu metode untuk mengatasinya. Salah satu cara untuk menatasinya adalah menggunakan AGC (Automatic Gain Circuit).

            AGC adalah suatu sistem feed back yang dapat mengontrol penguatan sinyal pada receiver. Ketika sinyal yang diterima lebih lemah dari penguatan aslinya maka AGC akan menguatkannya begitu juga ketika sinyal yang diterima sangat kuat maka akan dilemahkan. Didalam AGC terdapat Dynamic range untuk memperhitungkan sinyal yang masuk pada receiver sehingga bisa dikuatkan dan dilemahkan. Nilai Dynaimc range pada AGC berkisar antara 60 sd 100dB.

            Sistem feedback lain yang mirip dengan AGC namun bekerja pada frekuensi tinggi adalah AFC (Automatic Frequency Control). Tujuan dibuatnya AFC adalah untuk menjaga LO pada frekuensi. Pada receiver, ketika frekuensi dibawah 100 MHz maka akan terjadi ketidak stabilan sistem. Sehingga perlu distabilkan dengan AFC sehingga frekuensinya tetap stabil.

            Sistem lain yang digunakan pada receiver adalah CTCS (continous tone control squlech) sistem ini biasanya digunakan untuk menstabilkan sinyal audio yang berfrekuensi rendah. Pada sitem komunikasi , CTCS digunakan untuk membuat saluran (chanel) komunikasi untuk menjaga privasi komunikasi.

TRANSCEIVER AND FREQUENCY SYNTHESIZER

            Pada saluran komunikasi terdapat perangkat transmitter untuk mengirim dan receiver untuk menerima sinyal yang terpisah. Namun seiring berjalannya waktu , kebutuhan untuk alat komunikasi dua arah menjadikan hal itu tidak effisien. Pada umumnya desain perangkat transmitter dan receiver memiliki banyak komponen yang sama seperti antena, osilator, catu daya, rangkaian penala, filter, dan bermacam – macam penguat. Sehingga agar perangkat tersebut memiliki rangkaian yang lebih sedikit, biaya yang lebih sedikit dan ukuran yang lebih kecil, diciptakanlah sebuah alat yang disebut Transceiver (Transmitter – Receiver) yang merupakan kombinasi dari transmitter dan receiver.

            Pada transceiver , rangkaian yang digunakan untuk transimtter dan receiver adalah sama namun digunakan pada waktu yang berbeda secara bergantian. Pada desain tranceiver yang terbaru rangkain tersebut dinamakan frequncy synthesizer. Frekuensi synthetizer adalah pembangkiat frekunesi variabel, yang dapat mengantikan satu atau lebih LO atau Carrier osilator pada transceiver yang dapat menghasilakan frekuensi yang stabil seperti kristal osilator namun dapat digunakan dalam jangka yang panjang.

Uji Mandiri bagian 6 Radio Transmitter

1.      Transmitter paling sederhana adalah rangkaian osilator.

2.      Informasi dikirim dalam bentuk titik-titik kode dan putus-putus dinamakan transmisi gelombang berkelanjutan (Continuous – Wave) dan biasa disingkat menjadi CW.

3.      Frekuensi tetap atau saluran operasi pada transmitter dihasilkan dengan menggunakan osilator kristal.

4.      Sebuah amplifier (penguat) yang memisahkan gelombang pembawa (carrier) dikenal sebagai penguat Buffer.

5.      Tahapan tengah kekuatan amplifier (penguat) dalam sebuah transmitter biasanya mengacu pada drivers.

6.      Hasil dari penguat RF dalam sebuah transmitter terkadang disebut final.

7.      Rangkaian audio dimana berkelebihan sinyal bandwidth dan termodulasi berlebih dinamakan speech-processing circuits.

8.      Dalam pemancar FM, penguat khususnya disebut frequency multipliers untuk meningkatkan frekuensi pembawa dan mengurangi hilangnya nilai keluaran.

9.      Dalam pemancar SSB, frekuensi hasil keluaran biasanya dihasilkan oleh rangkaian mixer sebelum dikuatkan.

10.  Tingkat kekuatan sinyal SSB harus ditingkatkan oleh penguat linier untuk mencegah distorsi.

11.  Sinyal modulasi frekuensi menggunakan penguat kelas C untuk penguatannya.

12.  Linier amplifier digunakan untuk membangkitkan sinyal AM dan SSB.

13.  Sebuah amplifier kelas C digunakan untuk meningkatkan kekuatan sinyal FM.

14.  Penguatan linier beroperasi pada kelas A, B dan AB.

15.  Sebuah transistor kelas A memiliki efisiensi 50%. Nilai keluaran adalah 27W, daya yang hilang dalam transistor tersebut adalah 27W.

16.  Penguatan kelas A menerima 360^o sebuah gelombang sinus sebagai input.

17.  Benar atau salah. Tanpa input, sebuah penguat kelas B tidak akan berfungsi? Benar.

18.  Penguat kelas B RF secara normal digunakan pada konfigurasi tarik ulur.

19.  Sebuah penguat kelas C menerima untuk mengubah 90^o ke 150^o sinyal input.

20.  Dalam penguat kelas C, aliran arus kolektor dalam bentuk denyut (sinusoidal).

21.  Dalam penguatan kelas C, hasil keluaran berupa sinyal lengkap dihasilkan oleh rangkaian resonansi dan penala.

22.  Efisiensi penguatan kelas C dalam jangkauan 60% sampai 80%.

23.  Rangkaian penala dalam kolektor penguatan kelas C bekerja sebagai penyaring untuk menghilangkan harmonik.

24.  Sebuah penguat kelas C dimana nilai keluaran rangkaian penala sama dengan nilai pengali dari frekuensi masukan disebut frequency multipliers.

25.  Frekuensi pengali dengan faktor 2, 3, 4, 5 berurutan. Masukan sebesar 1.5 mhz. Maka nilai output adalah 180mhz.

26.  Sebuah penguatan kelas C memiliki sumber tegangan DC 28V dan rata rata arus kolektor 1.8A. Daya input adalah 50,4W.

Uji Mandiri Bagian 7 Communication Receivers

53.  Penguatan RF menghasilkan inisial gain dan pilihan pada sebuah receiver tapi juga menambahkan noise.

54.  Sebuah noise lemah transistor cenderung pada frekuensi gelombang microwave MESFET atau GASFET terbuat dari gallium arsenide.

55.  Kebanyakan gain dan penyaringan dalam panas berlebih berada pada penguatan IF.

56.  Penyaringan dalam penguatan IF biasanya dihasilkan akibat penggunaan rangkaian penala diantara prosesnya.

57.  Lebar pita dalam rangkaian penala ganda berubah seiring sudut mutual inductance diantara perputaran primer dan sekunder.

58.  Dalam rangkaian penala ganda, minimal lebar pita berada dengan dibawah kopling, maksimal lebar pita dengan melebihi kopling dan puncak keluaran berada pada optimal atau kritis kopling.

59.  Sebuah penguatan IF bahwa klip puncak positif dan negatif dari sinyal disebut limiter

60.  Kliping terjadi pada amplifier karena transistor didorong oleh sinyal tingkat tinggi ke cut off, saturasi.

61.  Keuntungan dari penguat bipolar kelas A dapat bervariasi dengan mengubah arus kolektor

62.  Gain RF – IF keseluruhan penerima adalah sekitar 100 db

63.  Menggunakan amplitudo sinyal yang masuk untuk mengontrol gain dari penerima dikenal sebagai pengontrol gain otomatis.

64.  Rangkaian AGC bervariasi gain dari IF amplifier.

65.  Kontrol tegangan DC AGC berasal dari rangkaian penyearah terhubung ke penguat IF atau deteksi keluaran.

66.  Sebaliknya AGC adalah di mana peningkatan amplitudo sinyal menyebabkan pengurangan dalam arus kolektor pada penguat IF.

67.  AGC bias maju menggunakan peningkatan amplitudo sinyal untuk meningkatkan arus kolektor dimana mengurangi gain dari penguat IF.

68.  AGC dari penguat diferensial yang dihasilkan dengan mengendalikan arus yang dihasilkan oleh sumber arus konstan transistor.

69.  Dalam dual-gate MOSFET IF amplifier, tegangan dc AGC diterapkan pada gerbang kontrol.

70.  Nama lain untuk AGC di penerima AM adalah kontrol volume otomatis.

71.  Dalam penerima AM, tegangan AGC berasal dari detektor dioda.

72.  Sinyal masukan yang besar menyebabkan keuntungan dari penerima menjadi pengurang AGC.

73.  Sebuah rangkaian AFC mengoreksi pelayangan frekuensi di rangkaian osilator lokal.

74.  Tegangan AFC kontrol berasal dari rangkaian demodulator dalam penerima.

75.  Sebuah kapasitor variabel tegangan digunakan dalam rangkaian AFC untuk memvariasikan LO frekuensi.

76.  Sebuah sirkuit yang blok audio sampai sinyal yang diterima disebut sirkuit memadamkan.

77.  Dua jenis sinyal yang digunakan untuk mengoperasikan sirkuit memadamkan audio noise.

78.  Dalam sistem CTCS, frekuensi nada rendah untuk membangkitkan rangkaian pemadam.

79.  Sebuah BFO diperlukan untuk menerima SSB dan sinyal CW.