Konsep bandwidth berlaku baik pada sinyal maupun sistem sebagai ukuran kecepatan. Jika sinyal berubah dengan cepat terhadap waktu, kandungan
frekuensi spektrum dari sinyal tersebut melebar, dan disebut bahwa sinyal tersebut mempunyai bandwidth yang besar. Dalam sistem, kemampuan suatu
sistem untuk mengikuti variasi sinyal mengacu pada respons frekuensi atau bandwidth transmisinya. Setiap sistem komunikasi mempunyai bandwidth yang
terbatas yang membatasi kecepatan variasi sinyal.
Untuk komunikasi real-time diperlukan bandwidth transmisi yang cukup untuk mengakomodasi spektrum sinyal. Distorsi akan terjadi jika bandwidth yang
diperlukan tidak mencukupi. Sebagai contoh, beberapa megahertz bandwidth diperlukan untuk transmisi video sinyal televisi, sedangkan untuk suara manusia
bandwidth sebesar 4 KHz sudah memadai. Untuk sinyal digital dengan kecepatan r simbol perdetik memerlukan bandwitdh minimal sebesar r2.
Untuk transmisi informasi yang tidak real-time, bandwidth yang tersedia menentukan kecepatan maksimal transmisi sinyal. Waktu yang diperlukan untuk
mengirim sinyal informasi berbanding terbalik dengan ketersediaan bandwidth. Jadi semakin besar bandwith yang tersedia, semakin cepat waktu transmisi yang
diperlukan.
II.5 Modulasi Amplitudo
Secara umum, modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap
gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung dari modulasi yang diberikan. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator,
sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal kebalikan dari dari proses modulasi disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan
kedua proses tersebut disebut modem.
Universitas Sumatera Utara
II.6. Modulasi Frekuensi Frequency Modulation
Modulasi ini menggunakan frekuensi dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan
phase dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah frekuensi sinyal analognya.
Baik FM Frekuensi Modulation maupun PM Phase Modulation merupakan kasus khusus dari modulasi sudut angular modulation. Dalam sistem
modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan ditumpangkan. Misal
persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut : U
c
= A
c
sin w
c
+ θ
c
………………………………..2.15 Dalam modulasi amplitudo AM maka nilai A
c
akan berubah- ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi
sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen w
c
+ θ
c
. Jika yang diubah-ubah adalah komponen w
c
maka disebut Frekuensi Modulation FM, dan jika komponen
θ
c
yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation PM. Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi yang ditumpangkan akan
menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal
modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang
pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi m dimana : m = Perubahan frekuensi peak to peak Hz frekuensi modulasi Hz.
Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplituda dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal
modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.
Universitas Sumatera Utara
II.6.1 Pemancar FM
Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio AF menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal
RF Radio Frekuensi yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat
dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki
fungsi tersendiri, yaitu: 1.
FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi
2. Intermediate Power Amplifier IPA dibutuhkan pada beberapa pemancar
untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage 3.
Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena
4. Catu daya power supply merubah input power dari sumber AC menjadi
tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem 5.
Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan
memberikan hasil yang diinginkan 6.
RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar
7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan
atau diterima dari sistem antenna.
II.7. Osilator
Osilator adalah rangkaian yang berfungsi untuk membangkitkan osilasi listrik. Pada umumnya rangkaian osilator dapat menghasilkan efek feedback
umpan balik dari output ke inputnya untuk mempertahankan osilasi. Karena energi untuk mempertahankan osilasi berasal dari dari power supply dc maka
rangkaian osilator disebut pengubah energi dc menjadi ac. Rangkaian akan
Universitas Sumatera Utara
berosilasi pada frekuensi dimana pergeseran fasanya adalah nol dan perolehannya sama dengan atau lebih besar dari satu. Besarnya osilasi dibatasi oleh didorongnya
penguat itu ke dalam daerah ketidaklinierannya, dimana perolehannya akan berkurang. Jenis osilator yang diperlukan untuk menunjang pembahasan ini
adalah osilator kristal.
II.7.1. Osilator Kristal
Salah satu jenis osilator LC adalah osilator kristal seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah yang dibentuk dari zat-zat crystalline tertentu.
RFC Vcc
R1 C
B
output R2
C2
C1
C B
E
Gambar 2.13 Osilator Kristal
Bila pada kristal dikenankan tekanan mekanik,maka akan timbul medan elektrostatis diantara permukaannya. Sebaliknya bila tegangan diberikan pada
elektroda-elektroda di kedua permukaannya maka akan ada tekanan mekanik pada kristal. Energi listrik pada permukaan kristal menghasilkan tekanan mekanik pada
kristal. Tekanan ini menghasilkan medan elektrostatis dimana akan menghasilkan tekanan lagi. Proses ini teradi berulang-ulang. Terjadinya getaran mekanik dari
kristal,kedua kejadian ini dapat dibuat timbal balik secara terus-menerus dan mengambil energi listrik untuk menggantikan energi yang hilang dalam bentuk
panas selama cycleputaran. Fungsi dari kristal adalah untuk menghasilkan tegangan osilasi dan frekuensi yang ditentukan pada kristal tersebut ditentukan
oleh struktur mekanik dari kristal. Kristal Quartz umumnya banyak digunakan
Universitas Sumatera Utara
karena kekuatan mekaniknya yang tinggi dan kristal yang demikian dapat ditompangkan dengan frekuensi yang mencapai jutaan putaran perdetik.
II.8. Penguat RF
Penguat RF yang ditala biasanya digunakan untuk memberikan penguatan dan selektifitas ujung depan pada pesawat penerima radio untuk memisahkan
sinyal-sinyal yang masuk dari antenna, sehingga diperoleh penyaringan filter band pass yang tepat yang diperlukan pada penguat-penguat frekuensi antara IF
pada pesawat penerima tersebut,dan menyediakan penyaringan untuk menghilangkan harmonisa pada rangkaian pemancar. Pada gambar dibawah
ditunjukkan sebuah penguat RF yang ditala.
Vcc
R
2
C
e
R
1
Vin R
L
R
e
Gambar 2.14 Penguat RF tala tunggal Rangakaian talanya ialah primer dari transformator yang bekerja sebagai
kopling penguat beban. Penguat daya RF yang ideal harus menunjukkan perolehan daya yang
tinggi, nosie figure rendah dan fungsi pindah transfer linier dengan daerah dinamis yang luas,yakni kemampuan menangani sinyal masuk yang besar tanpa
distorsi antar modulasi atau distorsi modulasi silang,stabilitas dinamis yang baik,admitansi pindah balik rendah sehingga antenna akan terisolasi dari
Universitas Sumatera Utara
penyampur dan osilator lokal,dan selektifitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF,frekuensi bayangan dan frekuensi respon pulsa lainnya ke
dalam masukan penyampur.
II.9. Filter
Filter diperlukan untuk memisahkan sinyal yang diinginkan dari sinyal- sinyal yang tidak dikehendaki. Selain itu filter juga memperkecil pengaruh
kebisingan dan interferensi pada sinyal yang diinginkan tersebut. Filter dibuat dari berbagai jenis, ada yang aktif dan ada yang pasif. Kombinasi rangkaian R,K,C
akan membentuk rangkaian filter pasif. Namun jika menambahkan kompnen lain misalnya penguat Op-Amp maka didapatlah filter jenis aktif. Filter aktif
mempunai banyak kelebihan dibandingkan dengan filter pasif,terutama karena ukurannya kecil,lebih ringan atau murah,serta memberikan banyak keluluasaan
dalam rancangan filter. Kekurangan filter aktif yaitu harus diperlukan catu daya.Sebuah filter sekaligus akan mengubah amplitudo dan fasa sinusoida yang
melewatinya.
II.9.1. Low Pass Filter
Low Pass Filter merupakan filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi rendah sampai frekuensi kritis hingga batas 3 dB frekuensi cut-off dari
suatu sinyal masukan dengan sedikit atenuasi. Untuk frekuensi yang lebih dari frekuensi cut-off, maka level keluarannya akan turun dengancepat menuju nol.
Untuk mengatenuasikan frekuensi-frekuensi tinggi dan melewatkan frekuensi renbdah digunakan suatu konduktor.
Universitas Sumatera Utara
Vo
C L2
L2
-
+
Gambar 2.15 Rangkaian Low pass filter dari gambar diatas dapat dihitung besaran L,C,fc dan impedansi Z
yang khusus untuk frekuensi cut-off dari filter tersebut dengan persamaan:
L = f
Z µ
………………………2.16
C= 1
Z f
µ …………………….2.17
Z = R
4 1
2
LC ω
− ....................2.18
Dimana R =
C L
yaitu resistansi impedansi yang tidak tergantung pada frekuensi,dan
f =
LC π
1 ……………………………………………………2.19
LPF yang digunakan adalah tipe T,oleh karena itu memakai dua buah induktor yang disusun seri sehingga harga L merupakan setengah dari harga di
atas,sedangkan besaran C-nya tetap.
II.9.2. Band Pass Filter
Band pass filter akan melewati sinyal dengan frekuensi di dalam band spesifikasinya,dan menekan sinyal dengan frekuensi diluar band tersebut. Dengan
kata lain, band pass hanya melewatkan jalur tengah dan meredam frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Untuk meredam frekuensi tertentu,digunakan sebuah
rangkaian resonansi LC paralel yang digabungkan dengan rangkaian LC seri seperti pada gambar 2.16 dibawah ini;
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16. Rangkaian band pass filter
Impedansi output total adalah : Z
= R
1 2
2 1
1 2
4 1
1 C
L C
L ω
ω −
−
……………………………………………………..
2.20
f
1
= π
2 1
1 1
1 2
1 1
1 2
C L
C L
C L
C L
− +
……………………………....2.21
f
2
= π
2 1
1 1
1 1
1 1
1 2
C L
C L
C L
C L
− +
………………………………...2.22
II.10 Mixer
Mixer digunakan untuk konversi frekuensi dan merupakan komponen penting dalam frekuensi radio modern RF sistem.Sebuah mixer mengkonversi
daya RF pada satu frekuensi menjadi daya pada frekuensi lain untuk membuat pemrosesan sinyal lebih mudah dan juga murah.
Alasan mendasar untuk konversi frekuensi adalah untuk memungkinkan amplifikasi sinyal yang diterima pada frekuensi selain dari RF, atau audio,
frekuensi. Setiap alat linier dapat berperan sebagai mixer penyampur.sifat tidak linier
diperlukan untuk menghasilkan frekuensi-frekuensi yang tidak ada pada masukan. Pemilihan rancangan didasarkan kepada anggapan-anggapan tentang
perolehan,noise,figure stabilitas,daerah dinamis dan kemungkinan pembangkitan
Universitas Sumatera Utara
komponen frekuensiyang tidak diinginkan yang dapat menghasilkan distorsi intermodulasi dan distorsi modulasi silang.
Keluaran dari penyampur biasanya langsung diteruskan ke sebuah penguat IF amplifier IF yang berfungsi sebagai suatu filter band pass yang lebarnya
cukup untuk melewatkan jalur sisi sekitar IF dan memberikan perolehan yang diperlukan untuk meningkatkan sinyal hingga ke tingkat detaksi terakhir.
1. Mixer Penambahan
Penyampur penambahan terjadi bila sinyal masukan ditambahkan begitu saja pada keluaran sebuah osilator lokal dan kemudian diteruskan lewat sebuah alat dengan
fungsi transfer yang tidak linier seperti misalnya dioda.
Alat tak linier
Osilator lokal Peng.If dan Filter
K.Vif
Vo fs C
L
+ +
+
fo+Vo
fo fs
fo+fs fo-fs
Vs fs
fo-fs
Gambar 2.17 Diagram blok penyampur penambahan Sinyal masukan Vs dengan frekuensi fs mengandung jalur sisi modulasi yang
ditambahkan secara langsung pada keluaran dari osilator lokal Vopada frekuensi fo. Sinyal-sinyal yang telah ditambahkan,diteruskan melalui sebuah alat tak linier
misalnya dioda yang keluarannya mengandung suatu komponen yang sebanding dengan kuadrat dari masukannya.
Keluaran dari penyampur mengandung banyak komponen-komponen sinyal,termasuk frekuensi selisih fo-fs,frekuensi jumlah fo+fs dan frekuensi
kedua masukan yaitu f0 dan fs serta beberapa harmonisa dari masing-masing komponen. Komponen yang dihasilkan penyampur dilewatkan ke penguat IF yang
berfungsi sebagai filter band pass untuk memperoleh keluaran frekuensi selisih.
Universitas Sumatera Utara
2. Penyampur perkalian
Penyampur perkalian terjadi bila transkonduktasni rangkaian penyampur dib uat untuk berubah dengan tegangan osilator lokal,sehingga arus keluaran menjadi
suatu fungsi dari hasil kali Vo dan Vs.
Alat tak Linier
Osilator lokal
Peng.If Dan Filter
K.Vif Vs.Vo
Vo fs C
L
Gambar 2.18 Diagram blok penyampur perkalian.
II.11 Receiver Pada Pesawat
Sinyal yang dipancarkan oleh peralatan ILS bandara adalah hasil sinyal modulasi. Modulasi adalah suatu proses pada satu frekuensi tinggi,dimana
frekuensi tinggi itu diubah-ubah sesuai dengan informasi atau suatu sinyal yang dimasukkan. Frekuensi tinggi ini disebut frekuensi pembawa Carrier Frekuensi
dan sinyal yang dimasukkan adalah frekuensi rendah. Modulasi yang terjadi pada pemancar Localizer, Glide Path dan Marker Beacon adalah “modulasi
Amplitudo”AM. Modulasi Amplitudo merupakan proses modulasi dengan cara mengubah amplitudo gelombang pembawa yang dilakukan oleh sinyal informasi.
Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
modulator Demodulator
Tegangan Atau arus
PENGIRIM PENERIMA
Gelombang pembawa
Gelombang pembawa yang telah dimodulasi
Sinyal modulasi Diambil kembali
Gambar 2.19. Prinsip Sederhana proses modulasi Gelombang pembawa yang belum dimodulasikan mempunyai harga amplitudo
maksimum yang tetap dan frekuensi yang lebih tinggi daripada sinyal pemodulasi.sinyal informasi,tetapi apabila sinyal pemodulasi telah diselipkan
maka harga amplitudo maksimum darai gelombang pembawa akan berubah-ubah sesuai dengan harga-harga sesaat dari sinyal pemodulasi tersebut dan bentuk
gelombang luar dari harga-harga amplitudo gelombang yang telah dimodulasi tersebut adalah sama dengan bentuk gelombang sinyal informasi yang asli atau
dengan kata lain gelombang sinyal pemodulasi telah diselipkan pada gelombang pembawa.
II.12 Sistem Pendekatan Jarak Pendaratan.
