Radio penerima fm

Disusun Oleh :

Drs. Sutarman

TEKNIK AUDIO VIDEO SMKN1 ADIWERNA TEGAL Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

1

Sistem Radio Penerima FM Radio penerima jenis yang kedua adalah radio FM jika modulasi yang digunakan modulasi frekuensi, yaitu sinyal termodulasi frekuensi bervariasi mengikuti variasi amplitudo sinyal infotmasi. Radio FM mempunyai band dari 88 sampai 108 MHz antara televisi kanal 6 dan 7 VHF. Stasiun FM ditandai dengan frekuensi senter pada 200 kHz pemisahan dimulai pada 88,1 MHz untuk maksimum 100 stasiun. Stasiun FM ini mempunyai deviasi maksimum 75 kHz dari frekuensi senter upper 25 kHz dan lower “jalur pemandu’ untuk meminimkan interaksi dengan pengaturan band frekuensi.

Sinyal Siaran Radio FM Radio komunikasi dalam bentuk transmisi FM. Sinyal siaran tunggal, demikian merupakan sinyal audio monophonic, dapat dikerjakan dengan modulasi amplitudo secara langsung atau modulasi frekuensi. Transmisi lebih kompleks menyediakan jalur sisi yang muncul dari penjumlahan dan perbedaan frekuensi yang dihasilkan superposisi dari beberapa sinyal gelombang pembawa. Transmisi FM stereo, jumlah kanal kiri dan kanan (L+R) digunakan untuk modulasi frekuensi pembawa dan memisahkan sub pembawa pada 38 kHz juga dilapiskan pada pembawa. Sub pembawa dimodulasikan dengan perbedaan sinyal (L-R) sehingga sinyal yang ditransimisikan kanan dan kiri menjadi terpisah untuk menghasilkan stereo pada saat diplayback.

RADIO PENERIMA FM Radio penerima FM superheterodyne merupakan pengembangan teknologi penerima untuk memperbaiki selektivitas saluran yang berdampingan (Adjacent Channel Selectivity) dengan menempatkan bagian terbesar dari selektivitas frekuensi pada tingkat-tingkat frekuensi antara (Intermediate Frekuensi / IF) setelah konversi frekuensi yang pertama.

Untuk mendapatkan selektivitas ini jauh lebih mudah pada bagian intermediate frekuensi (IF), karena bagian penerima FM yang lain tetap mengikuti frekuensi tuning pada IF (10,7 MHz), dan tidak berubah meskipun dipilih stasiun yang berbeda. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada diagram blok dari radio penerima FM superheterodyne pada gambar berikut.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

2

Diagram Blok Radio Penerima FM Superheterodyne

Gambar 1.

Fungsi tiap bagian pada blok diagram radio penerima FM supereheterodyne diatas gambar 1 dapat diuraikan sebagai berikut. : 1. Antena penerima (Receiving Antena) : berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik termodulasi yang bersal dari antena pemancar radio.

2. Penguat RF (RF Amplifier) : berfungsi unutk menguatkan sinyal yang ditangkap oleh antena sebelum diteruskan ke bagian Mixer (pencampur).

3. Oscilator lokal (Local Oscilator) : berfungsi untuk mebangkitkan gelombang frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal keluaran RF (10,7 MHz lebih tinggi dari RF). Dimana hasilnya akan diteruskan ke bagian Mixer.

4. Mixer (pencampur) : Berperan untuk mencampurkan kedua frekuensi yang berasal dari RF Amplifier dan Osilator Lokal. Hasil dari pencampuran sinyal pada mixer adalah Intermediate Frequency (IF) dengan besar 10,7 MHz. 5. Penguat IF (IF Amplifier) : digunakan untuk menguatkan Frekuensi Intermediet (IF) sebelum diteruskan ke blok limiter.

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

7. AGC Detector (Automatic Gain Control / Pengendali Penguatan Otomatis) : berfungsi unutk mengatur tegangan output limiter secara otomatis agar tetap stabil.

8. Discriminator (Detektor FM) : berfungsi untuk membuang frekuensi termodulasi dan mengambil isyarat informasi untuk diteruskan ke penguat audio dengan cara mendeteksi perubahan frekuensi bermodulasi, menjadi sinyal informasi (Audio).

9. De-emphasis : berfungsi untuk menekan frekuensi audio yang besarnya berlebihan (tinggi) yang dikirim oleh pemancar.

10. Penguat Audio (Audio Amplifier) : berfungsi untuk menguatkan level sinyal audio dan kemudian diteruskan ke suatu pengeras suara.

11. Speaker (pengeras suara) : berfungsi untuk mengubah sinyal atau getaran listrik dengan frekuensi audio (AF) menjadi getaran suara yang dapat didengar oleh telinga manusia.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

3

Prinsip Kerja Bagian Tuner (Penala) Radio Penerima FM Superheterodyne Prinsip kerja tuning (penalaan) radio penerima FM superheterodyne terletak pada bagian RF amplifier dan oscilator lokal dimana oscilator lokal akan menghasilkan frekuensi 10,7 MHz lebih tinggi dari frekuensi RF yang diterima. Pada sistem kerja radio penerima FM super heterodyne menggunakan rumus tuning sebagai berikut. f_{c}=f_{osc}-f_{IF} Dimana : fc = Frekuensi RF yang diterima fosc = Frkeunsi oscilator lokal fif = Frekuensi IF Dengan demikian, frekuensi osilator lokal pada radio penerima FM superheterodyne dapat diubah dari 98,7 MHz sampai 118,7 MHz, sehingga dari Pencampur menghasilkan suatu frekuensi IF 10,7 MHz

Radio Penerima FM Stereo Pada gambar rangkaian dibawah radio penerima FM stereo ini dapat dilihat secara detil pada tiap bagiannya. Radio penerima FM stereo ini menggunakan IC penerima FM TDA7021 kemudian sebagai demodulator FM stereo menggunakan IC TDA7040 dan sebagai penguat audio stereo menggunakan IC TDA7050. Rangkaian radio penerima FM stereo ini menggunakan sumber tegangan DC + 3 volt DC hingga +9 volt DC. Rangkaian radio penerima FM ini didesain sebagai radio penerima FM stereo portable. Rangkaian radio penerima FM stereo ini terdiri dari 3 bagian utama seperti terlihat pada gambar 2. dapat diuraikan sebgai berikut : 1. Bagian FM Tuner, bagian ini berfungsi untuk memilih pancaran gelombang radio dari pemancar radio FM. Rangkaian tuner FM pada rangkaian diatas menggunakan IC TDA7021 yang merupakan receiver FM dengan teknologi Micro Tuning Sistem (MTS) dan penguat IF (Intermediate Frequency) dengan sistel FLL (Frequency Locked Loop) dengan frekuensi IF 76 KHz. Rangkaian tuner ini memberikan output berupa sinyal informasi dari pemancar radio FM yang masih mono.

2. Bagian Demodulator FM Stereo, Bagian ini berfungsi untuk memulihakan kanal stereo sinyal informasi yang dipancarkan oleh pemancar FM stereo. Rangkaian demodulator FM stereo ini menggunakan IC TD7040 yang merupakan decoder FM stereo tipe PLL (Phase Locked Loop).

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

4

Rangkaian Radio Penerima FM Stereo :

Gambar 2 Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

5

3. Bagian Penguat Audio, Rangkaian ini berfungsi untuk menguatkan sinyal audio (sinyal informasi) stereo agar bisa menggerakan loud speaker. Rangkaian penguat audio dibagun menggunakan penguat audio IC TDA7050 yang merupakan penguat audio dengan tegangan kerja rendah (Low Voltage Amplifier) stereo. Rangkaian radio penerima FM stereo diatas dilengkapi dengan pengatur level sinyal audio (volume control) menggunakan potensiometer stereo 22 KOhm. [21 Jun 2012 | No Comment] [Archive in : Artikel Elektronika, Rangkaian]

Radio FM Stereo Menggunakan Ic LA 1260 dan LA 3361

Gambar 3.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

6

Gambar 4.

PCB FM Stereo Nampak Atas

Gambar 5.

PCB FM Stereo Nampak Bawah

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

7

Gambar 6.

FM Stereo Lengkap dengan Komponen

Receiver FM TDA7021 Receiver radio FM menggunakan IC TDA7021 merupakan salah satu radio penerima FM yang sederhana. IC TDA7021 merupakan IC khusus sebagai radio penerima FM dengan sistem Micro Tuning Sistem (MTS) yang dapat dioperasikan dengan tegangan rendah.

Selain sistem MTS receiver FM TDA7021 ini menggunakan menggunakan sistem IF jenis FLL (Frequency Locked Loop) dengan frekuensi IF 76 KHz. Reciver FM pada gambar rangkaian dibawah dapat dioperasikna dengan sumber tegangan + 3 volt DC, sehingga dapat didesai sebagai radio saku. Radio FM menggunkan IC TDA7021 adalah desain radio FM mini menggunakan tegangan sumber berupa batere dan output berupa headphone.

Rangkaian lengkap receiver FM sederhana TDA7021 dapat dilihat pada gambar berikut.

Rangkaian Receiver FM TDA7021 Rangkaian receiver FM TDA7021 diatas cukup sederhana, selain menggunakan IC TDA7021 rangkaian receiver ini mebutuhkan sedikit komponen eksternal. Feature dari IC TDA7021 sebagai receiver FM sangat lengkap, berikut feutur IC TDA7021 sesuai datasheet Untuk konfigurasi sebagai receiver FM mono, IC TDA dapat langsung mengggerakan headphone tanpa tambahan penguat audio lagi karena tegangan output audio dari IC TDA7021 adalah 90mV sehingga sudah cukup untuk menggerakan headphone.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

8

Gambar 7.

Feature IC TDA7021 Sebagai Receiver FM          

RF input stage Mixer Local oscillator IF amplifier/limiter Frequency detector Mute circuit MTS compatible Loop amplifier Internal reference circuit LF amplifier for o Mono earphone amplifier or o MUX filter Field-strength dependent channel separation control facility

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

9

Karakteristik Frekuensi Radio (RF) Dengan Modulasi Frekuensi (FM) Untuk dapat mengirimkan data melalui udara diperlukan suatu device yang dapat melakukan proses penumpangan data digital kepada gelombang pembawa (carrier). Radio Frequency FM data transceiver adalah sebuah device yang dapat mengirimkan data melalui media udara (wireless). Device tersebut dapat melakukan proses penumpangan data digital terhadap gelombang pembawa dengan frekuensi yang lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada bagian penerima, gelombang pembawa yang mengandung data digital diterima oleh Radio Frequency FM dibagian penerima.

Pada pengiriman informasi, sistem FM banyak digunakan dibandingkan dengan sistem AM. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan diantaranya.

Gambar 8.

Lebih Tahan Noise Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada pada range frekuensi 88 MHz – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik dari atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak jauh jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan level daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara Line Of Sight (LOS).

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

10

Bandwidth Yang Lebar Lebar (band) FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi dimana tersedia bandwidth yang lebih lebar dari pada band siaran AM dengan panjang gelombang medium (MW = Medium Wave). Bandwidth yang lebar pada saluran FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran yaitu data atau audio.

Teknik Modulasi

Modulasi adalah proses penumpangan informasi yang terkandung dalam sebuah rentang frekuensi pada sebuah frekuensi pembawa. Proses kebalikan dari modulasi disebut demodulasi. Contoh modulasi adalah proses penyiaran suara atau musik yang dipancarkan melalui sebuah pemancar radio. Sedangkan contoh demodulasi adalah proses penerimaan suara atau musik oleh sebuah pesawat penerima radio. Modulasi digunakan untuk mengatasi ketidaksesuaian karakter sinyal dengan media( kanal) yang digunakan.Tanpa proses modulasi, informasi tidak praktis dikirimkan melalui media udara. Alasan sinyal informasi harus dimodulasi sebelum ditransmisikan adalah.

1.

Menghindari Interferensi

Sinyal-sinyal suara (frekuensinya sama) jika ditransmisikan secara bersamaan interferensi, dimana sinyal saling tumpang tindih dan mengganggu satu sama lain. Dengan modulasi, frekuensi sinyal-sinyal suara dipindahkan ke wilayah frekuensi yang jauh lebih tinggi, sehingga dapat ditempatkan pada daerah-daerah frekuensi yang berbeda-beda. Proses ini disebut Frequency Division Multiplexing.

2.

Ukuran Antena (Pembuatan Antena)

Propagasi/perambatan yang efektif, memerlukan ukuran antenna ¼ – ½ dari panjang gelombang sinyal yang akan ditransmisikan. Sinyal suara tidak praktis ditransmisikan secara langsung melalui media udara dalam bentuk sinyal aslinya. Frekuensi sinyal suara: 300-3000Hz Ukuran antena : ¼ – ½ λ (pjg gelombang) dari sinyal yg akan ditransmisikan

Dimana,

λ : panjang gelombang c : kecepatan cahaya, 3.e8 f : frekuensi sinyal suara

Sehingga ukuran antena untuk frekuensi informasi 3 KHz adalah :

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

11

λ = 100 km, sehingga ukuran antena harus ¼ λ – ½ λ = 25 – 50 km, ukuran antena tidak praktis Dari informasi yang di transmisikan, modulasi dapat dikelompokan menjadi 2 kelompok yaitu : Modulasi Analog Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) Modulasi Fasa (Phase Modulation, PM) Modulasi Digital Amplitude Shift Keying (ASK) Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK) Gelombang pembawa sering disebut carrier (pembawa) dan gelombang informasi yang ditumpangkan (dimodulasikan) disebut signal informasi. Selanjutnya gelombang pembawa akan dinyatakan oleh nilai tegangan keluaran sesaat yang biasa ditulis dalam bentuk persamaan gelombang sebagai berikut:

Dimana : eout : tegangan output gelombang pembawa (volt) Ao : Amplitudo tegangan keluaran gelombang pembawa (volt) fo : frekueansi gelombang pembawa (Hz) t : waktu (det) Demikian pula halnya dengan gelombang sinyal informasi sebagai berikut :

Dimana : es : tegangan keluaran gelombang sinyal informasi (volt) As : Amplitudo tegangan keluaran gelombang sinyal informasi (volt) fs : frekueansi gelombang sinyal informasi (Hz) t : waktu (det) J ika gelombang pembawa dimodulasi oleh sinyal informasi sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi, maka modulasi seperti ini biasa disebut modulasi amplitudo (Amplitude Modulation = AM). Bentuk gelombang sinyal pembawa (carrier) dan sinyal informasi dalam modulasi AM dapat dilihat pada gambar berikut :

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

12

Bentuk Gelombang Output Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM)

Gambar 9.

Sedangkan jika gelombang pembawa itu dimodulasi oleh gelombang sinyal sedemikian rupa sehingga frekuensi gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal, maka modulasi ini disebut modulasi frekuensi (Frequency Modulation = FM). Bentuk gelombang output dari sinyal pembawa (carrier) dan sinyal informasi dalam modulasi FM dapat dilihat pada gambar berikut :

Bentuk Gelombang Output Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

Gambar 10.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

13

Dalam kehidupan sehari-hari, baik pemancar maupun penerima dari kedua jenis modulasi ini masing-masing sering disebut pemancar atau penerima AM dan pemancar atau penerima FM. Keuntungan FM terhadap AM  







Amplitudo sinyal FM konstan, sehingga pemancar tidak memerlukan penguat linier (Klas A, B) seperti pada pemancar AM, tapi cukup penguat Klas C yang mempunyai efisiensi lebih baik.

Adanya capture effect pada penerima FM, yakni sinyal yang lebih kuat ‟mengalahkan‟ sinyal lain yang lebih lemah pada frekuensi yang (hampir) sama.

Dalam hal ini sinyal yang lebih lemah diterima di (limitter) penerima dengan mengalami peredaman, bukannya penguatan. Kondisi ini, dapat mencegah interferensi dengan sinyal lain yang tidak diinginkan.

FM kebih tahan terhadap derau, dapat dicapai dengan rangkaian ‟pre-emphasis‟ yang tidak terdapat di sistem AM. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Derau mempunyai efek yang lebih besar di frekuensi- frekuensi tinggi daripada rendah.

Rangkaian pre-amphasis di pemancar akan menaikkan amplitudo komponenkomponen frekuensi tinggi, sehingga lebih tahan terhadap derau. Di penerima, melalui rangkaian de-emphasis, nilai amplitudo komponen2 frekuensi tinggi tersebut dikembalikan ke semula.

Pada Pemancar FM komersial, kanal frekuensi yang berdekatan dipisahkan oleh ‟guard band‟ selebar 25 kHz, sehingga mencegah interferensi antar kanal. Pemancar FM beroperasi pada daerah frekuensi VHF dan UHF dengan lebih sedikit derau dibandingkan dengan daerah frekuensi pemancar AM, yakni MF dan HF. Komunikasi FM mendekati ‟line of sight‟ (antena pemancar dan penerima harus saling ‟melihat‟ yang membatasi radius penerimaan. Hal ini memungkinkan dioperasikannya beberapa pemancar berbeda pada frekuensi yang sama dengan interferensi yang kecil.

Kerugian FM terhadap AM   

Kanal yang dibutuhkan pada komunikasi FM jauh lebih lebar dari AM Peralatan pemancar dan penerima FM labih rumit daripada AM, terutama bagian modulator dan demodulatornya.

Penerimaan ‟Line of Sight‟ pada FM menyebabkan daerah cakupan FM lebih kecil daripada AM.

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation = FM ) adalah proses menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi. Jadi Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

14

sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut: Proses Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

Gambar 11.

Besar perubahan frekuensi (deviasi), δ atau fd, dari sinyal pembawa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan laju perubahan frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal pemodulasi. Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:

Dimana : eFM Ec ωc ωm mf

= Nilai sesaat sinyal FM = amplituda maksimum sinyal pembawa = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa = 2π fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi = indeks modulasi frekuensi

Pada modulasi frekuensi kita mengenal istilah indeks modulasi (mf). Indeks modulasi ini didefinisikan sebagai berikut:

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

15

Spektrum Sinyal FM

Gambar 12.

Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar indeks modulasinya.

Lebar bandwidth pada modulasi FM dapat ditentukan menggunakan teorema carson sebagai berikut :

Dimana : fd = frekuensi deviasi fm = frekuensi maksimum sinyal pemodulasi Karakter dari transmisi modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah :  

Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya pancar.

Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi, sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Penerima Radio FM

16

Radio Penerima FM Yang Banyak Dijumpai Di Pasaran :

From : elektronika-dasar.com

Teknik Audio Video Smkn1 Adiwerna

Gambar 13.

Penerima Radio FM

17