PEMANCARAN DATA DIGITAL PADA PEMANCAR FM MELALUI SALURAN SCA (SUBSIDIARY COMMUNICATIONS AUTHORIZATION) TUGAS AKHIR - Pemancaran data digital pada pemancar FM melalui saluran SCA (Subsidiary Communications Authorization) - USD Repository

  

PEMANCARAN DATA DIGITAL PADA PEMANCAR FM

MELALUI SALURAN SCA (SUBSIDIARY

COMMUNICATIONS AUTHORIZATION)

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro

  Disusun oleh SUGIARTO

  NIM : 045114069

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

DIGITAL DATA TRANSMIT ON FM TRANSMITTER

THROUGH SCA CHANNEL (SUBSIDIARY

COMMUNICATIONS AUTHORIZATION)

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to obstain the Sarjana Teknik Degree in Electrical Engineering

  By : SUGIARTO

  Student Number : 045114069

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  “Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah”

  Yogyakarta, Juli 2010 Penulis, Sugiarto

  

INTISARI

  (SCA) adalah fasilitas tambahan

  Subsidiary Communications Authorization

  pada pemancar Frekuensi Modulasi (FM) stereo. Dengan SCA, pemancar FM dapat mengirimkan data tambahan berupa data digital, seperti informasi teks lagu yang sedang di putar saat itu, iklan, informasi cuaca, dan pengumuman. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan pemancar FM dengan SCA.

  Pemancar FM dengan SCA ini disusun menggunakan komponen utama berupa SCA Generator, dan komponen penunjang. SCA Generator terdiri dari osilator 67 kHz, Balance Modulator (BM), dan Band Pass Filter (BPF) yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal SCA. Komponen penunjang terdiri dari rangkaian serial RS 232, Modulator Frequency Shift Keying (FSK), dan Low Pass (LPF) berfungsi mengirimkan data dari komputer ke pemancar FM.

  Filter

  SCA Generator dan komponen penunjang yang digunakan pada penelitian ini untuk menghasilkan pemancar FM dengan SCA. Pemancar bekerja secara sinkron dengan frekuensi carrier 87,5 MHz untuk pengiriman data digital. Kata kunci : Subsidiary Communications Authorization, frequency modulation, Band , crystal oscillator, Modulator Frequency Shift Keying.

  Pass Filter

  

ABSTRACT

  Subsidiary Communications Authorization (SCA) is a additional facility on the Frequency Modulation (FM) stereo transmitter. With SCA, the FM transmitter can send additional data in digital form, for the example the information about the song lirycs which playing, advertisement, weather forecast, and enouncement. This research has purpose to produce FM transmitter with SCA.

  FM transmitter with SCA has arrange using SCA generator as primary component, and supporting components. The SCA generator consist of oscillator 67 kHz, balance modulator (BM), and band pass filter (BPF) which the function is as SCA signal generator. The supporting component consist of RS232 series circuit, modulator frequency shift keying, and low pass filter (LPF) which has function to send data from the computer to FM transmitter.

  SCA generator and the support component that using about this research to result the FM transmitter with SCA. The transmitter can operates with synchronous in carrier frequency 87,5 MHz for sending digital data. Keyword : Subsidiary Communications Authorization, frequency modulation, Band Pass Filter, crystal oscillator, Modulator Frequency Shift Keying.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul. “Pemancaran Data Digital pada Pemancar FM Melalui Saluran

  

SCA (Subsidiary Communications Authorization)” . Tugas Akhir ini disusun

  sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis, oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T., selaku Pembimbing I dan Bapak Alexius Rukmono, S.T. selaku Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing penulis. Terima kasih pula untuk seluruh dosen Teknik Elektro atas ilmu yang telah diberikan.

  2. Bapak Sutarto dan ibu Sugiyem tercinta yang aku kasihi yang selalu sabar dan penuh kasih sayang untuk memberikan nasihat, semangat dan motivasi kepada penulis.

  3. Adik - adikku Irawan Susanto, Tri Santosa dan Ari Gunawan terima kasih atas canda tawa, dan semangat yang diberikan selama ini. Terus berjuang dan berusaha adikku, suatu saat kalian akan mendapatkan hasil jerih payah perjuangan dan usaha selama ini.

  4. Bibi Dalmini yang selalu memberikan saran, motivasi dan kritik serta menjadi wali penulis selama menjalani studi.

  5. Aml. Kakek dan nenek yang selalu mengasihi dan memberi dorongan moral serta materi.

  6. Para laboran teknik elektro, atas ide, saran, dan kesabaran yang telah diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

  7. Mas Herlambang, mas Kurniawan dan Ahmadi, atas ide, saran dan waktu yang di berikan kepada penulisdalam menyelesaikan tugas akhir.

  8. Y.B. Ari Kuncoro, M. Taufik, Nova Budi Prasetyo, Tulus Setiadi, Vendy Purnomo, Antonius Hahi Budi P., Prima Adi, N. Haryanto, R.

  Hadi Putrandaga dan Leonardus Agung Firmanto, untuk ide, saran, kebersamaan yang telah diberikan selama ini. Semoga persahabatan kita tetap terjaga sampai kapan pun.

  9. Teman – teman kost yang selalu berbagi kebersamaan, canda tawa serta kebahagiaan.

  10. Teman – teman TE’04 seperjuangan yang telah menemani dalam menempuh ilmu. Tetap semangat dan pantang menyerah.

  11. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuannya, bimbingan, kritik dan saran hingga terselesaikannya tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari Pembaca. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat secara luas, baik bagi penulis maupun bagi semua pihak yang membacanya.

  Yogyakarta, Juli 2010 Penulis

  

DAFTAR ISI

Hal.

  1

  4

  2.2. Pemancar Frekuensi Modulasi…..…………………………………..

  3 BAB II DASAR TEORI 2.1. Modualasi Frekuensi ……..………………………………………..

  2

  2

  2

  1.5. Sistematika Penulisan………………………………..……………… i iii iv vii viii xi xiv xvii xviii

  HALAMAN JUDUL.................................................................................. LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING........................................... LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI....................................................

  1.4. Manfaat Penelitian………………………………………………….

  1.3. Tujuan Penelitian…………………………………………………...

  1.2. Batasan Masalah…………………………………......……………..

  BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang……………………………………………………...

  ABSTRACT................................................................................................. DAFTAR ISI............................................................................................... DAFTAR GAMBAR.................................................................................. DAFTAR TABEL...................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................

  INTISARI...................................................................................................

  5

  2.3 SCA …………….…………………………………………………… 2.3.1 SCA Generator ……………………………………………….

  3.3 Band Pass Filter........................................................………………….

  18

  20

  20

  20

  22

  23 BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Frekuensi Referensi 67 Khz...................................................................

  3.2 Balance Modulator..........…..………………………………………..

  3.4 Perancangan HPF pada BPF...……….……………………...…......

  15

  3.5 Perancangan LPF pada BPF...........................................................……

  3.6. LPF……………………….……………………………………………

  27

  28

  29

  30

  31

  17

  15

  2.3.2 Frekuensi Referensi 67 kHz ………….…………..…….….......

  2.10. Antarmuka Komputer..........................................................................

  2.4 Low Pass Filter.................……………………………………...……..

  2.5. Band Pass Filter ……………………………...……………………….

  2.6. Balance Modulator............…………..……………………………......

  2.7 Frekuensi Shift Keying …...……………………..…………………...

  2.6.1 Binary Frequency Shift Keying..............................…..……..

  2.8 Modulator FSK..........................................................................................

  2.9. Konfigurasi Pin TCM 3105.......................................................................

  2.10.1. Komunikasi Serial…………………………………………

  14

  2.10.2. Serial Port…………………………………………………

  2.10.3. RS232……………………………………………………… 2.10.4. Komunikasi Serial dalam Visual Basic……………………...

  6

  7

  8

  9

  11

  33

  3.7. Modulator FSK………………………………………..……………..

  34 3.8. Komunikasi Serial RS 232……………………………….………….

  35

  3.9. Perancangan Perangkat Lunak………………………………………

  36 3.9.1. Diagram Alir (Flow Chart)…………………………...……………..

  36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan......................................................

  39 4.4 Pengujian Setiap Blok...........................................................................

  41 IV.4.1 Frekuensi Referensi 67 kHz......................................................

  41 IV.4.2 Balance Modulator....................................................................

  42 IV.4.3 Band Pass Filter.......................................................................

  43 IV.4.4 Low Pass Filter.........................................................................

  46 IV.4.5 Modulator FSK........................................................................

  48 4.4 Pengujian Alat Keseluruhan..................................................................

  49 4.4.1 Pengujian keluaran dari modulator FSK..................................

  49 4.4.2 Pengujian keluaran dari LPF....................................................

  50 4.4.3 Pengujian keluaran dari Balance Modulator............................

  50 4.4.4 Pengujian keluaran dari BPF....................................................

  51

  4.4.5 Pengujian keluaran dari pemancar FM…....…………………

  52 4.4.1 Program Visual Basic.................................................................

  54 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.............................................................................................

  65

  5.2 Saran.......................................................................................................

  65 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

  67

  DAFTAR GAMBAR Hal.

Gambar 2.1 Sinyal informasi dan sinyal carrier……..…….…………….. 4Gambar 2.2 Diagram blok sistem pemancar radio FM dengan SCA…...... 5Gambar 2.3 Spektrum frekuensi Broadcast FM stereo dan pita teledata... 6Gambar 2.4 Jenis – jenis sinyal pemodulasi…………… ……………….. 7Gambar 2.5 Blok diagram Generator SCA........……………………….... 8Gambar 2.6 Jenis – jenis Osilator …………………..………………….... 8Gambar 2.7 Rangkaian LPF Orde 2 jenis Butterworth.……….………..... 10Gambar 2.8 Tanggapan frekuensi dari LPF jenis Butterworth.......……… 10Gambar 2.9 Karakteristik Tanggapan Band Pass Filter…..…….………... 12Gambar 2.10 Rangkaian Band Pass Filter....................…………………… 13Gambar 2.11 Band Pass Filter Pita Lebar ……………………...………… 14Gambar 2.12 Rangkaian kemasan IC MC1496............................................ 14Gambar 2.13 Sinyal FSK transmitter serta keluarannya.............................. 16Gambar 2.14 Pin TCM 3105......................................................................... 18Gambar 2.15 Blok diagram fungsional TCM 3105...................................... 19Gambar 2.16 Sebuah Frame pada Komunikasi Serial.................................. 20 Gambar 2.17 Konfigurasi Port Serial DB9…………………………...........

  21 Gambar 2.18 Level tegangan RS232 dalam ASCII tanpa bit paritas.……...

  23 Gambar 3.1 Blok Diagram Rancangan Sistem........................................... 26

Gambar 3.2 Rangkaian Osilator 67 kHz……………………………….… 27Gambar 3.3 Rangkaian Balance Modulator.................................……….. 29Gambar 3.4 Rangkaian Band Pass Filter....................……...……………. 29Gambar 3.5 Rangkaian HPF pada BPF...............................…….………... 31Gambar 3.6 Rangkaian LPF pada BPF …….............................................. 32Gambar 3.7 Rangkaian LPF 2.5 kHz ………............................................. 33Gambar 3.8 Rangkaian FSK dengan TCM 3105…………..……….……

  35 Gambar 3.9 DB-9 Female dan DB-9 Male.................................................

  35 Gambar 3.10 Rangkaian IC MAX 232.........................................................

  36 Gambar 3.11 Diagram Alir program.............................................................

  37 Gambar 3.12 Tampilan program Visual Basic..............................................

  38 Gambar 4.1 Perangkat pemancar FM dengan SCA.................................... 39

Gambar 4.2 Sinyal keluaran Osilator.......................................................... 42Gambar 4.3 Sinyal keluaran dari Balance Modulator................................ 43Gambar 4.4 Tanggapan frekuensi respon BPF dengan fr = 67 kHz........... 45Gambar 4.5 Tanggapan frekuensi respon LPF dengan 2,5 kHz................. 47Gambar 4.6 Sinyal keluaran modulator FSK.............................................. 48Gambar 4.7 Sinyal keluaran modulator FSK.............................................. 49Gambar 4.8 Sinyal keluaran dari LPF......................................................... 50Gambar 4.9 Sinyal keluaran dari BM......................................................... 51Gambar 4.10 Sinyal keluaran dari BPF........................................................ 52Gambar 4.11 Sinyal keluaran dari pemancar FM dengan SCA.................... 53Gambar 4.12 Sinyal output pemancar FM dengan input modulator FSK.... 53Gambar 4.13 Tampilan awal program.......................................................... 54Gambar 4.14 Tampilan pengiriman data dengan pengetikan langsung........ 60Gambar 4.15 Tampilan pengiriman data dari tulisan yang telah tersimpan. 61Gambar 4.16 Tampilan pengaturan jumlah pengiriman karakter dan delay. 59Gambar 4.17 Tampilan setting port dan baudrate........................................ 63

  DAFTAR TABEL Hal.

  40

  61

  60

  57

  54

  46

  44

  11

Tabel 2.1 Penguatan Filter Butterworth....................................................Tabel 4.8 Keterangan dan fungsi umum pengaturan port dan baunrate.....Tabel 4.7 Keterangan pengaturan jumlah karakter dan delay.....................Tabel 4.5 Keterangan pengiriman data dengan pengetikan……………… Tabel 4.6 Keterangan dan fungsi umum pengiriman data tersimpan..........Tabel 4.4 Keterangan dan fungsi umum tampilan awal program…...........Tabel 4.3 Hasil pengamatan dan pengukuran LPF.....................................Tabel 4.1 Keterangan dan fungsi umum blok – blok rangkaian pemancar Tabel 4.2 Hasil pengamatan dan pengukuran BPF....................................

  63

DAFTAR LAMPIRAN

  Rangkaian pembangkit frekuensi referensi, phase detector, LPF, VCO……. L1 Rangkaian pengendali data masukan, pembagi terprogram, prescaler, driver dan booster…………………………………………………………………... L2 Data spektrum frekuensi sinyal informasi dan DTMF pada penerima FM…. L3

  Datasheet

  74HC/HCT4046A……………………………………………....... L9

  

Datasheet LB3500………………………………………………………....... L10

Datasheet TC9122P…………………………………………………………. L11

Datasheet

  2SC2026………………………………………………………….. L12

  Datasheet

  2SC2053………………………………………………………….. L13

  Datasheet

  74HC4060……………………………………………………....... L14

  

Datasheet MV2109………………………………………………………….. L15

Datasheet

  BF494…………………………………………………………….. L16 Pemancar FM PLL Veronica 1 Watt………………………………………… L17

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Komunikasi adalah pertukaran informasi antara dua tempat yang

  berjauhan dengan media atau perangkat elektronika. Informasi berupa sinyal suara dan data. Pengiriman data maupun sinyal suara adalah dengan sistem modulasi, salah satunya adalah modulasi frekuensi (FM) [1].

  Siaran FM stereo telah diselenggarakan cukup luas di Indonesia, hingga ke kota-kota kecil di seluruh pelosok tanah air. Akan tetapi, siaran ini belum dimanfaatkan secara maksimal, karena masih terdapat fasilitas yang tidak dimanfaatkan, yaitu fasilitas pengiriman teledata.

  Di negara-negara maju, fasilitas ini sudah sejak lama dimanfaatkan untuk mengirimkan data-data teks secara digital. Data/informasi yang dikirimkan bisa dari berbagai jenis, mulai dari informasi teks lagu yang sedang diputar saat itu, pengumuman, cuaca, iklan, hingga ke pasar uang dan informasi-informasi yang berubah dengan cepat lainnya.

  Fasilitas penyiaran teledata disediakan oleh setiap perangkat pemancar FM stereo yang standar. Ada dua jenis sistem pengiriman teledata, yaitu sistem RDS (Radio Data System) dan sistem SCA (Subsidiary Communications

  

Authorization ). RDS menggunakan sub-frekuensi carrier 57 kHz. RDS

  menggunakan sistem modulasi amplitudo jenis DSBSC (Double Sideband

  Suppressed Carrier

  ) dengan bandwidth +2 kHz. SCA menggunakan sub-frekuensi

  carrier

  67 kHz dengan sistem modulasi frekuensi (FM) setelah terlebih dulu dimodulasikan secara FSK (Frequency Shift Keying) dengan deviasi maksimum sebesar 7,5 kHz.

  Karena menggunakan modulasi frekuensi, maka sistem SCA lebih kebal terhadap derau dibanding sistem RDS. Keunggulan lainnya adalah laju pengiriman data yang lebih tinggi, karena bandwidth lebih besar dan untai

  2 penerima yang lebih sederhana. Karena keunggulan-keunggulan itulah, sehingga sistem SCA dipilih sebagai obyek studi untuk meneliti kemungkinan penerapannya di Indonesia. Penelitian sebelumnya pernah dilakukan, SCA dimanfaatkan untuk pengiriman data analog. Pada penelitian ini, penulis akan meniliti pemanfaatan SCA untuk pengiriman data.

  I.2. Pembatasan Masalah

  Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah : 1. Frekuensi carrier pemancar FM pada frekuensi 90 MHz.

  2. Pemancar FM menggunakan kit rangkaian pemancar yang banyak tersedia di pasaran dan tidak masuk dalam pengujian.

  3. SCA menggunakan frekuensi carrier sebesar 67 kHz.

  4. Modulator FSK menggunakan IC TCM3105.

  5. Interface pengiriman data menggunakan komunikasi serial RS 232.

  6. Kecepatan transfer data sebesar 1200 bps.

  I.3. Tujuan Penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan pemancar FM yang mampu mengirimkan sinyal informasi dalam bentuk data digital dan sinyal suara secara bersamaan dengan modulasi data digital menggunakan SCA (Subsidiary Communication Authorization ).

  I.4 Manfaat Penelitian

  1. Pengiriman data digital dengan sistem SCA yang diaplikasikan pada perangkat pemancar FM broadcast komersial dapat digunakan untuk pengiriman data text selain sinyal audio.

  2. Pengembangan dari sistem SCA dapat dimanfaatkan sebagai pengembangan sistem komunikasi radio khususnya pada perangkat pemancar FM di Indonesia, seperti informasi teks lagu yang sedang di putar saat itu, iklan, informasi cuaca, dan pengumuman.

  3

I.5 Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan tugas akhir yang digunakan di dalam penyusunan tugas akhir adalah sebagai berikut :

  BAB I . Pendahuluan Pendahuluan berisi latar belakang penulisan, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penelitian, sistematika penulisan. BAB II. Dasar teori Dasar teori berisi pemaparan teori-teori yang mendasari sistem kerja pada perangkat pengiriman data digital dengan sistem SCA pada pemancar FM. BAB III. Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras berisi hal-hal yang berkaitan dengan perancangan

  perangkat sistem kerja pengiriman data digital dengan sistem SCA pada pemancar FM.

  BAB IV. Analisis Hasil dan Pembahasan Analisis Hasil dan Pembahasan berisi analisis dari hasil pengukuran dan pembahasan yang diperoleh selama pengujian. BAB V. Penutup Penutup berisi mengenai kesimpulan dan saran.

BAB II Dasar Teori

2.1. Modulasi Frekuensi

  Modulasi adalah proses penumpangan sinyal yang berisi informasi ke sinyal carrier yang berupa gelombang sinusoida berfrekuensi tinggi [2]. Sinyal

  carrier

  merupakan sinyal radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah proses penumpangan sinyal yang berisi informasi ke sinyal carrier dengan frekuensi sinyal carrier yang akan berubah seiring dengan perubahan amplitudo sinyal informasi, tetapi amplitudo gelombang carrier relatif tetap.

  Gambar 2.1.

  (a) Sinyal informasi. (b) Sinyal carrier [2]. (c) Gelombang termodulasi frekuensi dengan tegangan sebagai fungsi waktu.

  (d) Gelombang termodulasi frekuensi dengan frekuensi sebagai fungsi waktu.

  5

Gambar 2.1 menunjukkan bahwa saat amplitudo dari sinyal informasi bernilai positif, frekuensi carrier disimpangkan sebesar + f [3]. Frekuensi carrier

  bernilai f pada saat amplitudo sinyal informasi positif, dan akan bernilai –f saat

  1

  1

  amplitudo sinyal informasi negatif. Deviasi frekuensi ( f) adalah simpangan yang dialami oleh frekuensi carrier (fc) karena amplitudo informasi (Am).

2.2. Pemancar Frekuensi Modulasi

  Pemancar FM merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk memancarkan frekuensi sinyal termodulasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sistem pemancar radio FM terdiri dari beberapa bagian - bagian blok dasar yang mempunyai fungsi masing - masing seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Diagram blok sistem pemancar radio FM [2].

  Keterangan masing – masing diagram blok yaitu sebagai berikut [2] :

  1. Audio input merupakan sumber sinyal informasi yang akan ditumpangkan pada sinyal carrier.

  2. Penguat audio berfungsi untuk menguatkan audio input yang berisi sinyal informasi sebelum diteruskan ke modulator FM.

  3. Osilator Radio Frequency (RF) berfungsi sebagai penghasil frekuensi carrier, sehingga menghasilkan sinyal termodulasi.

  6

  4. Modulator FM berfungsi sebagai alat untuk memodulasi sinyal carrier dari osilator RF dengan sinyal informasi dari penguat audio

  5. Pengali frekuensi berfungsi sebagai pengali frekuensi sinyal termodulasi untuk mendapatkan output frekuensi sinyal termodulasi yang lebih tinggi.

  6. Buffer berfungsi untuk mengisolasi osilator dari tingkat-tingkat selanjutnya sehingga perubahan dalam penggandengan dan pembebanan antena tidak mempengaruhi frekuensi osilator RF.

  7. Driver berfungsi mengatur kestabilan frekuensi osilator RF dari penguat penyangga sebelum diumpankan ke penguat akhir.

  8. Penguat akhir berfungsi menguatkan sinyal termodulasi ke antena agar dapat dipancarkan oleh antena dengan jangkauan yang cukup jauh.

  9. Antena pemancar berfungsi untuk memancarkan sinyal termodulasi dari penguat akhir yang berupa sinyal elektromagnetik.

2.3. SCA

  Subsidyary Communication Authorization (SCA)

  adalah fasilitas tambahan yang diberikan pada pemancar FM stereo [1]. Pemanfaatan spektrum saluran SCA untuk teledata ditunjukkan pada Gambar 2.3. Stereo Generator memodulasikan sinyal stereo pada pemancar FM. Stereo Generator digunakan untuk proses

  multiplexing. Multiplexing

  adalah proses penggabungan dua sinyal untuk dapat menggunakan sumber daya komunikasi secara bersama-sama. Stereo Generator pada pemancar FM standar buatan pabrik biasanya dilengkapi dengan fasilitas masukan untuk SCA.

  Gambar 2.3.

  Spektrum frekuensi Broadcast FM stereo dan pita teledata [1].

  7 SCA digunakan untuk pengiriman data analog, data seperti audio untuk musik latar, backsound di toko-toko, sebagai repeater radio panggil, dan pada perkembangannya bisa untuk pengiriman data secara digital.

  Gambar 2.4.

  a) Sinyal Pemodulasi. b) Sinyal AM Standar. c) Sinyal AM Suppressed Carrier. d) Sinyal SSB Suppressed Carrier [2].

  Output dari pembangkit SCA adalah gelombang DSBSC (Double Side

  Band Suppresed carrier

  ). Gelombang DSBSC dihasilkan dari rangkaian penggali pada Balanced modulator. Gambar 2.4 memperlihatkan modulasi AM DSBSC.

2.3.1. SCA Generator

  Pembangkit sinyal SCA merupakan perangkat pembangkit isyarat yang disertakan pada Stereo Generator dengan frekuensi carrier 67 kHz [1]. Simpangan frekuensi puncak yang digunakan 7,5 kHz dengan bandwidth antara 59,5 – 74,5 kHz. Sinyal SCA dan sinyal FM dari Strereo Generator dijumlahkan dengan rangkaian pencampur (Mixer) kemudian diumpankan ke rangkaian PLL (Phase Locked

  8

  Loop

  ) yang ditunjukan pada Gambar 2.5. Rangkaian PLL telah menjadi satu dengan rangkaian pemancar FM kit. Gambar 2.3. merupakan pembagian spektrum pada kanal FM. Bandwidth sebuah kanal FM terbagi dalam beberapa frekuensi yang diantaranya juga terdapat bandwidth untuk carrier SCA.

  Gambar 2.5.

  Blok diagram Generator SCA [1].

2.3.2. Frekuensi Referensi 67 kHz

Gambar 2.6. (a)Osilator Colpits. (b)Osilator Clapp. (c)Osilator Kristal Pierce [4].

  9 Rangkaian osilator merupakan rangkaian yang dapat membangkitkan gelombang sendiri pada bandwidth tertentu. Osilasi dapat dibangkitkan dengan adanya umpan balik untuk berosilasi dan adanya pembangkit sendiri (self exitation ).

Gambar 2.6 menunjukkan beberapa macam osilator. Osilator Kristal dengan frekuensi orde MHz dapat dipilih untuk memperoleh kestabilan yang baik.

  Untuk mendapatkan frekuensi 67 kHz osilator Kristal dapat dibagi dengan digital

  

counter . Deviasi frekuensi masih dapat terjadi pada keluaran osilator kristal,

karena masih melewati pembagi (digital counter) [4].

2.4. Low Pass Filter

  Filter adalah rangkaian yang dirancang untuk melewatkan suatu bandwidth

  tertentu dan melemahkan bandwidth lainnya. Filter aktif terdiri dari kombinasi resistor, kapasitor, dan satu atau lebih komponen aktif (seperti Op- Amp) dengan umpan balik [5]. Kelebihan dari filter aktif [5] :

  1. Tidak memerlukan lilitan (induktor), sehingga tidak ada masalah pada frekuensi rendah dan mudah diimplementasikan pada frekuensi sangat rendah.

  2. Karakteristik tanggapan frekuensi mendekati ideal.

  3. Ukuran yang kecil dan biaya yang murah. Kekurangan dari filter aktif : 1. Kurang handal dibanding komponen pasif.

  2. Membutuhkan catu daya.

  3. Batasan praktis frekuensi kerja 100 Khz (bekerja baik di bawah 100 Khz).

  4. Ada kemungkinan tidak stabil, karena adanya umpan balik.

  Gambar 2.7

Gambar 2.7 mer Butterworth.

  LPF terdir

  Amp . Tanggapan frekuen Gambar 2.8

  Ta Nilai fc dapat dirumuska 7. Rangkaian LPF Orde 2 jenis Butterworth [5]. erupakan rangkaian Low Pass Filter (LPF) Or iri dari resistor dan kapasitor yang dirangkai de ensi pada LPF diperlihatkan pada Gambar 2.7. anggapan frekuensi dari LPF jenis Butterworth [ kan dengan persamaan [4]:

  10 rde 2 jenis dengan Op-

  [5].

  (2.1)

  11 dengan adalah nilai lai frekuensi carrier, nilai dari resistor R

  1 =R 2 =R R, dan nilai orth

  c

  1 =c 2 =c. Filter Butterwo mempunyai penguatan yang diperoleh dari ri penguatan

  tidak membalik ditentuk ukan dengan persamaan [4]:

  (2.2)

  dengan K adalah pengu guatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan n Ri adalah resistor beban kedua. Ni ilai K dapat diketahui dari Tabel 2.1.

  Tabe bel 2.1 Penguatan Filter Butterworth [5].

  Orde Poles K

1 K

  2 K

  3 Penguata atan DC

  2 2 1,586 1,586(4.0 4.00dB) - -

  3

  2

  1 - 2 -

  1 (6,02d 2dB)

  2 1,152 2,235 2,574 749

• 4

  2 (8,22d 2dB) 5 0,3819 1,3820 3,291 917

  2 -

  2 (10,35 35dB)

  1

  6 2 1,086 1,586 2,483 4,025 258

  2 (12,48 48dB)

  2

2.5. Band Pass Filte ter

  Band Pass Filte er (BPF) adalah sebuah rangkaian yang diranc ncang untuk

  melewatkan sinyal isyar arat dalam bandwidth tertentu dan menolak sem emua sinyal

  12 tegangan keluaran maksimum Ar pada suatu frekuensi yang disebut frekuensi resonan f r (Gambar 2.9.). Jika frekuensi berubah-ubah dari resonansinya, tegangan keluran turun. Ada satu frekuensi diatas fr dan satu dibawah fr dengan penguatan tegangan 0,707 A r . Frekuensi ini diberi tanda f

  H, untuk frekuensi cutoff atas, dan f untuk frekuensi cutoff bawah.

  L

• - f

  B = f H L (2.3)

Gambar 2.9. Karakteristik Tanggapan Band Pass Filter [5].

  BPF digolongkan menjadi pita sempit dan pita lebar. Filter pita sempit adalah sebuah filter yang mempunyai lebar pita lebih kecil dari sepersepuluh

  1 B frekuensi resonannya , dan faktor kualtas Q lebih kecil dari 10 disebut <

  f

  10 _r filter pita lebar. Falktor kualitas Q merupakan perbandingan frekuensi resonan terhadap lebar pita. Q menunjukkan selektifitas rangkaian, makin tinggi Q makin selektif rangkaiannya.

  f f _{r r} Q atau / B rad s (2.4)

  = =

  B Q

  13 Rangkaian BPF pad ada Gambar 2.10 banyak digunakan untuk ranca cangan BPF dengan nilai Q yang ting nggi atau merupakan filter pita sempit

  Gam mbar 2.10.

  Rangkaian Band Pass Filter [5]. Pada aplikasi au audio, biasanya membutuhkan suatu penapis yan ang mampu meloloskan frekuensi-f frekuensi dalam jangkauan yang cukup leba bar dengan penguatan yang rata-rata ata konstan. Penapis pita lebar dengan nilai Q y yang sangat rendah sulit untuk mer erealisaikan rangkaiannya. Oleh sebab itu digu unakan dua buah filter yaitu sebuah ah penapis lolos rendah, dengan frekuensi cut off f dan

  H sebuah penapis lolos ting inggi, dengan frekuensi cut off f L .

  Nilai fc dapat dirumuska kan dengan persamaan [5]:

  (2.5)

  dengan adala alah nilai frekuensi carrier, nilai dari resistor R

  1 =R = 2 =R, dan Butterworth

  nilai c

  1 =c 2 =c. Filter B mempunyai penguatan yang dipe peroleh dari

  penguatan tidak membal alik ditentukan dengan persamaan [5]:

  (2.6)

  dengan K adalah pengu guatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan n Ri adalah

  Gamb

  bar 2.11. Band Pass Filter Pita Lebar [5]. ulator mbar 2.12. Rangkaian kemasan IC MC1496 [6].

  14

2.6. Balance Modula Gam

  15

  Balance modulator pada generator SCA digunakan untuk mengalikan

input carrier dengan input modulasi [6]. Sinyal informasi dan sinyal carrier akan

  dicampur oleh sebuah komponen aktif IC MC1496. Rangkaian ini merupakan satu dari sekelompok rangkaian-rangkaian yang menggunakan switching untuk memperoleh pembalikan polaritas sinyal secara periodik, sehingga memberikan efek perkalian sinyal dengan satu gelombang persegi.

Gambar 2.12 merupakan rangkaian IC balance modulator. Sinyal carrier sebagai suatu tegangan switching yang bergantian menbuat transistor-transistor

  Q1, Q4, dan Q2, Q3 hidup dan mati (ON dan OFF). Carrier menyaklar Q2, Q3 hingga hidup (Q1 dan Q4 mati). Bila masukan pembawa berubah polaritasnya, transistor-transistor Q1,Q4 dalam kondisi ON dan Q2,Q3 kondisi OFF. Jadi kerja dari carrier adalah menbuat pada frekuensi pembawa sinusoidal tingkat rendah sehingga jalur sisi di sekitar harmonisa carrier tidak muncul pada output. Ragam kerja ini mempunyai kelebihan dalam hal diperlukannya filter yang lebih sedikit pada output, tetapi kekurangannya adalah tingkat output tergantung pada amplitudo carrier [6].

2.7. Frekuensi Shift Keying

2.7.1. Binary Frequency Shift Keying

  Frequency shift keying (FSK), merupakan sistem modulasi yang

  menggunakan frekuensi sebagai media pengirimannya [7]. Dalam pengiriman data digital dapat juga menggunakan Binary Frequency Shiht Keying (BFSK). BFSK memiliki bentuk modulasi sudut dengan envelope konstan yang mirip dengan FM konvensional. Dalam modulasi FSK, sinyal pemodulasi berupa aliran pulsa biner. Modulasi FSK bervariasi di antara dua level tegangan diskrit. Persamaan yang umum untuk sebuah sinyal BFSK adalah [7]

  (2.7

  16 dengan v(t) adalah gelombang FSK biner, Vc adalah puncak amplitudo carrier tidak termodulasi, c adalah frekuensi carrier (dalam radian), fm(t) adalah frekuensi sinyal digital biner pemodulasi, dan adalah beda sinyal pemodulasi (dalam radian).

  Dalam modulasi digital, laju perubahan input pada modulator disebut bit

  rate

  dan memiliki satuan bit per second (bps). Laju perubahan pada output modulator disebut baud atau baud rate dan sebanding dengan keterkaitan waktu pada satu elemen sinyal output. Esensinya, baud adalah kecepatan simbol per detik. Dalam BFSK, laju input dan laju output adalah sama, sehingga bit rate dan

  baud rate adalah sama.

  Sesuai perubahan sinyal input biner dari suatu logika 0 ke logika 1, dan sebaliknya, output FSK bergeser di antara dua frekuensi yaitu mark frequency atau logika 1 dan space frequency atau logika 0. Sehingga, laju perubahan output sebanding dengan laju perubahan input.

  

(a)

(b)

Gambar 2.13. (a) Input digital dan analog pada FSK transmitter serta keluarannya.(b) Input fungsi step tegangan dengan keluaran fungsi step frekuensi.

  17

  

(c)

Gambar 2.13.

  (lanjutan) (a) Input digital dan analog pada FSK transmitter serta keluarannya.(b) Input fungsi step tegangan dengan keluaran fungsi step frekuensi. (c) Perbandingan input biner dengan output analog [7].

2.8. Modulator FSK

  Modulator FSK digunakan untuk mensinkronisasi laju data dari Personal

  Computer

  (PC). Data digital yang berupa informasi ”1” dan ”0” dari teks informasi diubah dalam bentuk sinyal analog. Sinyal analog kemudian diumpankan atau ditransmisikan ke pemancar FM. Sinkronosasi laju data antara modulator FSK dengan PC ditentukan sebesar 1200 bps [1]. Modulator FSK ini menggunakan rangkaian modulator terintegrasi jenis TCM 3105. Karakteristik dari TCM 3105 adalah [8] : 1. Modem FSK terintegrasi.

  2. Memiliki dua standar spesifikasi Bell 202 dan CCITT V23.

  3. Memiliki pengiriman data modulasi hingga 1200 baud.

  4. Pengiriman dan penerimaan data Half-Duplex hingga 1200 baud.

  5. Operasi Full-Duplex dengan kecepatan pengiriman 1500 baud dan penerima 150 baud.

  6. Memiliki Group Equalization dan filter pemancar/penerima.

  7. Memiliki pendeteksi sinyal pembawa dan kesalahan output.

  8. Hemat daya dengan tegangan tunggal 5V.

  18

2.9. Konfigurasi Pin TCM 3105

  TCM 3105 merupakan rangkaian FSK terintegrasi. TCM 3105 dapat digunakan sebagai Modulator dan Demodulator FSK. Konfigurasi pin TCM 3105 dapat dilihat pada Gambar 2.14.

Gambar 2.14. Pin TCM 3105 [8].

  Dari Gambar 2.14 dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin TCM 3105 sebagai berikut [6]: