T1__BAB II Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Peraga Receiver RF Circuit Training System GRF3300 T1 BAB II
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Receiver
Penerima (Receiver) adalah sebuah alat yang menerima pancaran sinyal
termodulasi dari pemancar (transmitter) dan mengubah sinyal tersebut kembali
menjadi sinyal informasi asli pada pita dasar (baseband).
Gambar 2.1. Receiver [1]
2.2. Low Pass Filter
Low Pass Filter (LPF) adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan
frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal
dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off.
Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off
tidak akan dilewatkan sama sekali. Rangkaian low pass filter LC merupakan jenis
filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi L dan C yang
digunakan.
Pada bagian passive LPF yang ditunjukan oleh Gambar 2.2, memiliki orde
5 yang kecuramannya adalah 100dB/dekade sehingga filter ini lebih selektif dalam
melewatkan sinyal.
4
5
Gambar 2.2. Passive Low Pass Filter [1]
2.3. Low Noise Amplifier
Low Noise Amplifier (LNA) adalah penguat yang terletak pada tingkat
pertama sebuah receiver (penerima). Tujuan utama sebuah LNA untuk
meningkatkan penguatan dan kepekaan dari sinyal yang datang dari antena.
Pada Gambar 2.3 menunjukkan Two-stage Common Emitter Low Noise
Amplifier (LNA) yang menggunakan umpan balik induktif untuk memperoleh input
return loss noise figure yang optimal pada saat yang sama. Tingkat kedua meliputi
struktur sirkuit common emitter yang meningkatkan penguatan total dari penguat.
Gambar 2.3. Two-stage Common Emitter Low Noise Amplifier (LNA) [1]
Pada Gambar 2.4 menunjukkan Cascade Inductive Series Feedback Low
Noise Amplifier (LNA). Perbedaan utama antara struktur sirkuit dengan Two-stage
Common Emitter Low Noise Amplifier (LNA) adalah penguat common base pada
tingkat kedua. Penguat common base bertujuan untuk meningkatkan karakteristik
6
searah (unidirectional characteristic) yang dapat mencegah efek beban output pada
input penguat.
Gambar 2.4. Cascade Inductive Series Feedback Low Noise Amplifier
(LNA) [1]
2.4. Mixer
Mixer bertujuan untuk mengubah frekuensi. Dalam sistem receiver
(penerima), sinyal akan diubah menjadi sinyal intermediate (menengah) untuk
ditangani di sirkuit baseband. Gambar 2.5 menujukan mixer dengan dual gate FET
yang digunakan karena memiliki koneksi Schottky yang lebih banyak daripada
single gate FET.
Gambar 2.5. Dual gate FET Mixer [1]
7
2.4.1. Parameter Mixer
2.4.1.1. Conversion Loss/Gain
Mixer dapat mengubah frekuensi yang berbeda. Misalnya,
sinyal
RF
dan sinyal IF yang cukup besar. Oleh karena itu diperlukannya atenuasi atau
amplifikasi oleh mixer dari sinyal yang bergeser. Conversion gain dapat bernilai
positif atau negatif. Conversion gain yang bernilai negatif sering dinyatakan
sebagai conversion loss.
2.4.1.2. Isolation
Untuk mencegah gangguan antar sinyal, isolasi merupakan faktor yang
penting bagi mixer. Isolasi didefinisikan sebagai atenuasi dalam dB antara masukan
sinyal dan level pengukuran di setiap port. Mixer membutuhkan sebuah sinyal local
oscillator (LO) untuk tindakan ke tahap mixing. Cukup atau berlebihan dari LO
drive akan menurunkan kinerja dari mixer.
Jika sinyal LO bocor ke port masukan, sinyal LO akan melewati antena dan
menyebar ke ruang bebas. Situasi ini akan menyebabkan gangguan komunikasi.
Jika sinyal LO bocor ke port IF, maka rangkaian IF menjadi saturasi dan tidak
memungkinkan beroperasi dengan benar. Selain itu, kebocoran sinyal akan juga
menyebabkan conversion loss lebih banyak lagi.
2.5. Band Pass Filter
Band pass filter adalah filter yang melewatkan sinyal pada range frekuensi
diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuensi batas atas (fH). Oleh karena
itu, ketika frekuensi sinyal terletak diantara band pass maka sinyal akan
melewatinya dengan lancar.
Gambar 2.6. Band Pass Filter [1]
8
Gambar 2.7. Respon Frekuensi Band Pass Filter [1]
Pada Gambar 2.7 menujukan respon frekuensi band pass filter. Bila
frekuensi lebih rendah dari f1, band pass filter akan dianggap seperti high pass filter,
yang memungkinkan frekuensi sinyal lebih tinggi daripada f3 melewatinya. Disisi
lain, bila frekuensi sinyal lebih tinggi dari f2, band pass filter dapat dianggap
sebagai low pass filter yang melewatkan sinyal yang lebih rendah dari f4.
2.6. Demodulasi
Demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali
seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi
oleh rangkaian. Jadi, sinyal informasi dikeluarkan lagi dari frekuensi carrier
menjadi sinyal aslinya. Demodulasi adalah proses yang berlawanan dengan
modulasi.
Gambar 2.8. Demodulator [1]
DASAR TEORI
2.1. Receiver
Penerima (Receiver) adalah sebuah alat yang menerima pancaran sinyal
termodulasi dari pemancar (transmitter) dan mengubah sinyal tersebut kembali
menjadi sinyal informasi asli pada pita dasar (baseband).
Gambar 2.1. Receiver [1]
2.2. Low Pass Filter
Low Pass Filter (LPF) adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan
frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal
dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off.
Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off
tidak akan dilewatkan sama sekali. Rangkaian low pass filter LC merupakan jenis
filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi L dan C yang
digunakan.
Pada bagian passive LPF yang ditunjukan oleh Gambar 2.2, memiliki orde
5 yang kecuramannya adalah 100dB/dekade sehingga filter ini lebih selektif dalam
melewatkan sinyal.
4
5
Gambar 2.2. Passive Low Pass Filter [1]
2.3. Low Noise Amplifier
Low Noise Amplifier (LNA) adalah penguat yang terletak pada tingkat
pertama sebuah receiver (penerima). Tujuan utama sebuah LNA untuk
meningkatkan penguatan dan kepekaan dari sinyal yang datang dari antena.
Pada Gambar 2.3 menunjukkan Two-stage Common Emitter Low Noise
Amplifier (LNA) yang menggunakan umpan balik induktif untuk memperoleh input
return loss noise figure yang optimal pada saat yang sama. Tingkat kedua meliputi
struktur sirkuit common emitter yang meningkatkan penguatan total dari penguat.
Gambar 2.3. Two-stage Common Emitter Low Noise Amplifier (LNA) [1]
Pada Gambar 2.4 menunjukkan Cascade Inductive Series Feedback Low
Noise Amplifier (LNA). Perbedaan utama antara struktur sirkuit dengan Two-stage
Common Emitter Low Noise Amplifier (LNA) adalah penguat common base pada
tingkat kedua. Penguat common base bertujuan untuk meningkatkan karakteristik
6
searah (unidirectional characteristic) yang dapat mencegah efek beban output pada
input penguat.
Gambar 2.4. Cascade Inductive Series Feedback Low Noise Amplifier
(LNA) [1]
2.4. Mixer
Mixer bertujuan untuk mengubah frekuensi. Dalam sistem receiver
(penerima), sinyal akan diubah menjadi sinyal intermediate (menengah) untuk
ditangani di sirkuit baseband. Gambar 2.5 menujukan mixer dengan dual gate FET
yang digunakan karena memiliki koneksi Schottky yang lebih banyak daripada
single gate FET.
Gambar 2.5. Dual gate FET Mixer [1]
7
2.4.1. Parameter Mixer
2.4.1.1. Conversion Loss/Gain
Mixer dapat mengubah frekuensi yang berbeda. Misalnya,
sinyal
RF
dan sinyal IF yang cukup besar. Oleh karena itu diperlukannya atenuasi atau
amplifikasi oleh mixer dari sinyal yang bergeser. Conversion gain dapat bernilai
positif atau negatif. Conversion gain yang bernilai negatif sering dinyatakan
sebagai conversion loss.
2.4.1.2. Isolation
Untuk mencegah gangguan antar sinyal, isolasi merupakan faktor yang
penting bagi mixer. Isolasi didefinisikan sebagai atenuasi dalam dB antara masukan
sinyal dan level pengukuran di setiap port. Mixer membutuhkan sebuah sinyal local
oscillator (LO) untuk tindakan ke tahap mixing. Cukup atau berlebihan dari LO
drive akan menurunkan kinerja dari mixer.
Jika sinyal LO bocor ke port masukan, sinyal LO akan melewati antena dan
menyebar ke ruang bebas. Situasi ini akan menyebabkan gangguan komunikasi.
Jika sinyal LO bocor ke port IF, maka rangkaian IF menjadi saturasi dan tidak
memungkinkan beroperasi dengan benar. Selain itu, kebocoran sinyal akan juga
menyebabkan conversion loss lebih banyak lagi.
2.5. Band Pass Filter
Band pass filter adalah filter yang melewatkan sinyal pada range frekuensi
diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuensi batas atas (fH). Oleh karena
itu, ketika frekuensi sinyal terletak diantara band pass maka sinyal akan
melewatinya dengan lancar.
Gambar 2.6. Band Pass Filter [1]
8
Gambar 2.7. Respon Frekuensi Band Pass Filter [1]
Pada Gambar 2.7 menujukan respon frekuensi band pass filter. Bila
frekuensi lebih rendah dari f1, band pass filter akan dianggap seperti high pass filter,
yang memungkinkan frekuensi sinyal lebih tinggi daripada f3 melewatinya. Disisi
lain, bila frekuensi sinyal lebih tinggi dari f2, band pass filter dapat dianggap
sebagai low pass filter yang melewatkan sinyal yang lebih rendah dari f4.
2.6. Demodulasi
Demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali
seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi
oleh rangkaian. Jadi, sinyal informasi dikeluarkan lagi dari frekuensi carrier
menjadi sinyal aslinya. Demodulasi adalah proses yang berlawanan dengan
modulasi.
Gambar 2.8. Demodulator [1]