TUGAS AKHIR PENERIMA DATA DIGITAL PADA PENERIMAAN FM MELALULI SALURAN SCA (SUBSIDIARY

TUGAS AKHIR
PENERIMA DATA DIGITAL PADA PENERIMAAN
FM MELALULI SALURAN SCA (SUBSIDIARY
COMMUNICATIONS AUTHORIZATION)
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh
LEONARDUS AGUNG FIRAMANTO
NIM : 045114022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010

i

FINAL PROJECT

DIGITAL DATA RECIEVER IN FM RECEPTION
THROUGH SCA (SUBSIDIARY COMMUNICATIONS
AUTHORIZATION) CHANNEL
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
to obtain the Sarjana Teknik Degree
in Electrical Engineering

By :
LEONARDUS AGUNG FIRMANTO
Student Number : 045114022

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2010
ii

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, Maret 2010
Penulis

Leonardus Agung Firmanto

v

!

vii

INTISARI
Fasilitas penyiaran teledata disediakan oleh setiap pemancar FM stereo yang
standar. Ada dua jenis sistem pengiriman teledata yang saat ini digunakan, yaitu
system RDS (Radio Data system) yang berasal dari European Boardcasting Union
(EBU) dan system teledata mengunakan SCA (Subsidiary Communications
Authorization) yang berasal dari Amerika Serikat.

Subsidiary Communications Authorization (SCA) merupakan fasilitas
tambahan yang ada pada pemancar FM stereo. SCA menggunakan frekuensi carrier
67 kHz. Simpangan frekuensi puncak sebesar 7,5 kHz dengan sistem modulasi audio
jenis Double Side Band Supressed
Hasil dari penelitian ini adalah sluran SCA digunakan untuk pengiriman data
digital berupa data teks dari komputer dan ditmpilkan pada LCD. Pengiriman data
digital dapat di aplikasikan pada iklan, informasi cuaca, dan datatext lain. Pada
penelitian ini penulis akan meneliti pemanfaatan SCA untuk pengiriman dan
penerimaan data

viii

ABSTRACT
Tele-data broadcasting is a kind of facility provided by every standard FM Stereo
transmitter. There are two systems in transmitting tele-data, i.e.

RDS (Radio Data System)

introduced by European Broadcasting Union ( EBU) and SCA (Subsidiary Communications
Authorization) from USA.

SCA ( Subsidiary Communications Authorization) is an additional facility to FM Stereo
transmitter. It uses carrier 67 kHz frequency. The highest deviation frequency is 7,5 kHz in
audio modulation system with Double Side Band Supressed type.
The result of research in this case is that SCA is used to send digital data in computerized
texts and presented in LCD. The transmission of digital data is applied for advertisement,
weather forecasting and other data texts. This research examines the use of SCA to send and
receive those digital data.

ix

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang
telah

melimpahkan

rahmat

dan

karunia-Nya

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Penerima Data Digital Pada
Penerima FM melalui saluran SCA (Leonardus Agung Firmanto)”. Tugas
Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan
memberikan dukungan pada penulis, oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I Tugas
Akhir yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberi
bimbingan.
2. Bapak Alexius Rukmono, S.T. selaku Pembimbing II yang telah
bersedia meluangkan waktu untuk membimbing penulis.
3. Untuk seluruh dosen-dosen di program studi Teknik Elektro atas

segala tempaan ilmunya.
4. Bapak (Yohanes de Brito Sukata), Ibuku tercinta (Bernadete Sukarmi),
kakak-kakaku mas Widhi dan Tyas yang selalu memberiku dorongan,
semangat, nasihat dan dukungan moril, spiritual maupun materi.
5. Untuk mbah kakung dan mbah yang selalu memberiku dorongan,
semangat, nasihat dan dukungan moril, spiritual maupun materi
6. Untuk Maria Rhosari Andriyani atas doa, dukungan, dan semangat
tanpa henti.
7. Mas Ismu, mas Herlambang, mas Ahmadi dan seluruh teman-teman di
Geolectro Indonesia atas segala bantuan dan bimbingannya.
8. Teman-temanku, Jhon Sitmen, Ferika Ade, Dandi Firdaus, Eric Sandy,
Bayu wonosari, Ari Mangkey, Vendy, Tulus, Budi, R.Heru Wiranto,
Sugiarto, Eri Cahyono, Robertus Putra Ndaga, Sumin, Y. Dedeo Indra,
Bayu kibul, Wharton Pasaribu, Zaenal Xaverius, atas segala doa dan
dukungannya.
x

9. Teman-teman kos PATRIA atas segala dukukan dan doanya.
10. Untuk seluruh teman-teman elektro angkatan 2004 atas segala doa dan
dukungannya.

11. Para laboran elektro atas kesabaran dan bantuan yang telah diberikan.
12. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas
bantuannya, bimbingan, kritik dan saran.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dari Pembaca agar dalam proses penulisan di kemudian hari dapat
semakin baik. Semoga Tugas Akhir dapat dimanfaatkandan dikembangkan lebih
lanjut oleh peneliti lain sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat.

Yogyakarta, Maret 2010

Penulis

xi

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………......

i

HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………………...

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………………………

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP……………………......

v

INTISARI………………………………………………………………………...

vi

ABSTRACT……………………………………………………………………...

vii

KATA PENGANTAR…………………………………………………………...

viii

DAFTAR ISI……………………………………………………………………..

x

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………….

xiv

DAFTAR TABEL……………………………………………………………….. xviii

BAB I : PENDAHULUAN
1.1 Judul…………………………………………………………………………

1

1.2 Latar Belakang……………………………………………………………...

1

1.3 Batasan Masalah……………………………………………………………

2

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian……………………………………………..

2

1.5 Metodologi Penelitian………………………………………………………

3

BAB II : DASAR TEORI
2.1 Modulasi Frekuensi………………………………………………………..

4

2.2 Pemancar FM………………………………………………………………

5

xii

2.3 Penerima FM……………………………………………………………….

7

2.4 SCA…………………………………………………………………………

8

2. 4.1. Pembangkit SCA……………..…………………………………….

9

2.4.2. SCA Decoder…………………….………………………………...

10

2.5 Frekuensi Referensi 67 kHz………………………………………………

11

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

12

2.7

Filter..………..……………………………………………………………..

13

2.7.1. BPF………………………………………………………………….

14

2.7.2 LPF………………………………………………………………….

16

2.7.3. HPF…………………………………………………………………

18

2.8 Frequency Shift Keying (FSK)……………………………………………...

19

2.8.1. Binary Frequency Shift keying……….………………………………

19

2.8.2. Demodulator FSK…………………………………………………….

22

2.9 Mikrokontroler…………...…………………………………………………

24

2.10 Penampil LCD……………..……………………………………………….

28

BAB III : PERANCANGAN ALAT
3.1 Alur perancangan………………………………………………………….

29

3.2 Osilator 67 kHz……………………………………………………………

30

3.3 Balance Modulator………………………………….……………………...

31

3.4

BPF …………….………………………………………………………....

32

3.4.1 Perancangan HPF pada BPF……..….………………….……………

33

3.4.2 Perancangan LPF pada BPF ……………………………………..

35

xiii

3.5

LPF…………………………………………………………………………

36

3.6. Perancangan Demodulator FSK…………………………………………….

38

3.7. AVR ATMEGA8535 dan Penampil LCD………………………………….

39

BAB IV : HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1

Perangkat keras hasil perancangan………………………………………...

43

4.2

Hasil pengujian alat secara keseluruhan…………………………………..

43

4.3. Pengujian tiap blok diagram………………………………………………

44

4.3.1. Osilator 67 kHz……………………………………………………

45

4.3.2. Balance modulator…………………………………………………

48

4.3.3. Band pass filter……………………………………………………..

50

4.3.4. Low pass filter 2,5 kHz……………………………………………

51

4.3.5 Demodulator FSK………………………………………………….

61

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
5.1

Kesimpulan………………………………………………………………...

5.2

Saran………………………………………………………………………..

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………

xiv

54
55

56

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.

(a) Sinyal informasi……………………………………………….

5

(b) Sinyal carrier………………………………………………….

5

(c) gelombang termodulasi frekuensi dengan tegangan sebagai
fungsi waktu……………………………………………………….

5

(d) gelombang termodulasi frekuensi dengan frekuensi sebagai
fungsi waktu……………………………………………………….

5

Gambar 2.2.

Diagram blok sistem pemancar radio FM………………………

6

Gambar 2.3.

Diagram blok penerima FM stereo... …………………………….

7

Gambar 2.4. Spektrum frekuensi boardcast FM stereo dengan SCA untuk

8

teledata……………………………………………………………
Gambar 2.5.

Blok diagram pembangkit SCA…………………………………..

9

Gambar 2.6.

(a) Sinyal pemodulasi…………………………………………….

10

(b) Sinyal AM…………………………………………………..

10

(c) Sinyal DSBSC………………………………..………………

10

Gambar 2.7. Blok diagram SCA decoder pada FM stereo………………………

11

Gambar 2.8.

(a) Osilator collpits……………………………………………………..

11

(b) Osilator Clapp………………………………………………

11

(c) Osilator crystal pierce ……………………………………….

12

Gambar 2.9. Gelombang output balance modulator…...……………….….......

13

Gambar 2.10. Karakteristik tanggapan band pass filter …………….……..........

14

Gambar 2.11. Rangkaian BPF pita lebar..……….....…………………………….

16

Gambar 2.12. Rangkaian LPF tipe Butterworth………………………………..

16

Gambar 2.13. Tanggapan frekuensi untuk LPF………. ………………………..

17

xv

Gambar 2.14. Rangkaian aplikasi HPF……………………………………………

18

Gambar 2.15. Tanggapan frekuensi HPF…………………………………………

19

Gambar 2.16. (a) input digital dan analog pada FSK transmiter serta keluarannya

20

(b) fungsi step tegangan dengan keluaran fungsi ster frekuensi….

21

(c)perbandingan input biner dan output analog…………………..

21

Gambar 2.17. Konfigurasi pin TCM3105………………………………………

22

Gambar 2.18. Pin ATMEGA8535……………………………………………….

26

Gambar 2.19. Alamat pada LCD 2x16…………………………………………..

28

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem.....................................................

29

Gambar 3.2. Rangkaian osilator sebagai frekuensi referensi 67 kHz……………

30

Gambar 3.3. Balance modulator dengan IC MC1496…………………………...

31

Gambar 3.4. Rangkaian BPF……………………………………………………..

32

Gambar 3.5. Rangkaian HPF pada BPF…………………………………………..

34

Gambar 3.6. Rangkaian LPF pada BPF…..……………………………………...

36

Gambar 3.7. Rangkaian LPF 2,5 kHz…………………………………………….

37

Gambar 3.8. Rangkaian FSK demodulator dengan IC TCM3105……………….

39

Gambar 3.9. Rangkaian AVR ATMEGA8535 dengan LCD 2x16……………….

40

Gambar 3.10. Flowchart pengolahan data pada mikrokontroler………………….

41

Gambar 4.1 Hardware hasil perancangan…………………………………………

43

Gambar 4.2 Osilator 67 kHz……………………………………………………..

44

Gambar 4.3 Output osilator 67 kHz………………………………………………

45

Gambar 4.4 Output balance modulator dengan input dua gelombang sinus……… 46
Gambar 4.5 Output Balance Modulator dengan frekuensi carrier 67 kHz
gelombang kotak dan sinyal termodulasi 2,5 kHz gelombang sinus…………….

47

Gambar 4.6 Sinyal Output BPF………………………….……………..

47

Gambar 4.7 Kurva tanggapan Gain BPF ………………………………

49

xvi

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Penguatan filter butterworth…………………………………

17

Tabel 2.2. Mode operasi TCM3105……………………………..………..

24

Tabel 4.1. Keterangan dan fungsi umum blok-blok rangkaian penerima
SCA pada FM boardcast……….…………………………….

45

Tabel 4.2. Hasil pengujian BPF 59,5-74,5……………………………….. 51
Tabel 4.3. Hasil pengujian LPF………………………………………….

54

Tabel 4.4. Hasil pengujian demodulator FSK……………………………

56

xviii

BAB I
PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang
Komunikasi pada dasarnya adalah pertukaran informasi antara dua tempat yang

berjauhan dengan media atau perangkat elektronika [1]. Informasi yang dimaksud dapat
berupa sinyal suara dan data. Dalam pengiriman data maupun suara dikenal beberapa
modulasi, salah satunya adalah modulasi frekuensi (FM).
Saat ini radio FM berkembang dengan pesat. Siaran radio FM di Indonesia sudah
cukup luas diselenggarakan, bahkan hingga kota-kota kecil. Fasilitas radio FM di
Indonesia masih belum dimanfaatkan secara maksimal karena ada fasiltitas yang tidak
dimanfaatkan yakni fasilitas pengiriman teledata.
Fasilitas penyiaran teledata disediakan oleh setiap pemancar FM stereo yang
standar. Ada dua jenis sistem pengiriman teledata yang saat ini digunakan, yaitu system
RDS (Radio Data system) yang berasal dari European Boardcasting Union (EBU) dan
system teledata mengunakan SCA (Subsidiary Communications Authorization) yang
berasal dari Amerika Serikat.
Karena menggunakan modulasi frekuensi, sehingga sistem SCA lebih kebal
terhadap derau dibanding sistem RDS. Keunggulan lainnya adalah laju pengiriman data
yang lebih tinggi, karena bandwidth lebih besar dan untai penerima yang lebih sederhana.
Karena keunggulan-keunggulan itulah maka sistem SCA dipilih sebagai obyek studi
untuk meneliti kemungkinan penerapannya di Indonesia. Sistem teledata dengan kanal
SCA pada perkembanggannya dapat digunakan untuk pengiriman data digital.
Pengiriman data digital dapat di aplikasikan pada iklan, informasi cuaca, dan datatext
lain. Pada penelitian ini penulis akan meneliti pemanfaatan SCA untuk pengiriman dan
penerimaan data

1.2. Batasan Masalah
Batasan masalah yang menjadi acuan penulis adalah sebagai berikut:
1. Pesawat penerima mengunakan pesawat penerima buatan pabrik.
2. Frekuensi carrier radio FM yang dimodulasi dengan SCA sebesar 90 MHz.
1

3. SCA menggunakan frekuensi carrier sebesar 67 kHz.
4. Demodulator FSK menggunakan IC TCM3105
5. Kecepatan transfer data digital dari pemancar sebesar 1200 bps (Bit Per Second).
6. Penggolahan data digital menggunakan mikrokontroler AVR ATMega8535.
7. Penampil menggunakan LCD dengan 16 baris dan 2 kolom (16x2).

1.3. Tujuan Penelitian
Menghasilkan perangkat elektronik yang mampu mengirimkan informasi yang
mengunakan kanal SCA pada sistem radio FM boardcast.

1.4. Manfaat Penelitian
1. Memberikan manfaat lebih pada penyiaran radio FM misalnya untuk informasi
cuaca, iklan, dan indeks harga saham.
2. Hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai rujukan untuk pengembangan
sistem komunikasi pemanfaatan kanal SCA pada radio FM.

1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir yang digunakan di dalam penyusunan tugas
akhir adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pendahuluan berisi latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metode penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini memberikan penjelasan tentang pengertian dan prinsip kerja modulasi
frekuensi (frequency modulation, FM) secara umum, penerima FM dan bagian-bagian
dari penerima FM, dasar teori SCA (Subsidiary Communications Authorization),
modulasi FSK (frequency Shift keying), serta penampil pada layar LCD.

BAB III PERANCANGAN
Bab ini berisi alur perancangan dan perhitungan nilai-nilai komponen yang digunakan
dari sistem demodulator sampai sinyal informasi yang dikirim dapat ditampilkan pada
LCD.
2

BAB IV DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi pembandingan data hasil percobaan dengan data perhitungan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi ringkasan hasil penelitian yang telah dilakukan dan usulan yang berupa
ide-ide untuk perbaikan atau pengembangan terhadap penelitian yang telah dilakukan.

3

BAB II
DASAR TEORI
2.1.

Modulasi Frekuensi (FM)
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 frekuensi
sinyal informasi, tetapi amplitudo gelombang carrier relatif tetap.
Gambar 2.1 menunjukkan jika amplitudo dari sinyal informasi bernilai
positif, maka frekuensi carrier disimpangkan sebesar ± f . Frekuensi carrier
bernilai f1 pada saat amplitudo sinyal informasi positif dan akan bernilai –f1 saat
amplitudo sinyal informasi negatif. Deviasi frekuensi ( f) adalah simpangan yang
dialami oleh frekuensi carrier (fc) akibat perubahan amplitudo sinyal informasi
(Am).
FM menjadi teknik modulasi yang sering digunakan karena mempunyai
kelebihan dibanding AM (Amplitude Modulation) antara lain :
1) Perbandingan daya sinyal terhadap daya derau S/N (signal to noise ratio) pada
FM dapat ditingkatkan tanpa harus meningkatkan daya yang dipancarkan
tetapi dengan pelebaran bandwidth.
2) Lebih tahan terhadap noise. Alokasi frekuensi untuk FM antara 88 MHz –
108 MHz yang terletak dalam pita VHF (Very High Frequency) relatif lebih
bebas dari gangguan akibat atmosfir maupun interferensi.
3) Bandwidth yang lebih lebar. FM terletak pada bagian VHF dari spektrum
frekuensi yang mempunyai bandwidth lebih lebar daripada gelombang pada
bagian MF (Medium Frequency) .

4

Gambar 2.1. (a) Sinyal informasi. (b) Sinyal carrier. (c) Gelombang termodulasi
frekuensi dengan tegangan sebagai fungsi waktu. (d) Gelombang termodulasi
frekuensi dengan frekuensi sebagai fungsi waktu [2].

2.2.

Pemancar FM
Pemancar FM merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk

memancarkan

frekuensi

sinyal

termodulasi

dalam

bentuk

gelombang

elektromagnetik [2]. Frekuensi sinyal carrier berubah sesuai amplitudo sinyal
pemodulasi, tetapi amplitudo sinyal carrier tetap. Sistem pemancar radio FM
terdiri dari beberapa bagian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.

5

Gambar 2.2. Diagram blok sistem pemancar radio FM [2].
Keterangan masing – masing diagram blok yaitu sebagai berikut:
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.
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 termodulasi untuk
mendapatkan frekuensi 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.

6

2.3.

Penerima FM
Penerima FM stereo yang digunakan pada penelitian ini adalah penerima

FM yang banyak dijual di pasaran, yang merupakan suatu penala radio FM [2].
Gambar 2.3 menunjukkan bahwa penerima FM stereo terdiri dari rangkaian
penguat RF, pencampur, osilator lokal, penguat IF (Intermediate Frequency), dan
AFC (Automatic Frequency Control).

Gambar 2.3. Blok diagram penerima FM stereo [2].

Penguat RF digunakan untuk memperbaiki S/N dan memperbaiki
selektivitas RF. Pencampur digunakan untuk menghasilkan frekuensi penjumlah
atau selisih dengan mengubah sinyal RF yang datang menjadi frekuensi antara
yang lebih rendah. Osilator lokal memberi sinyal yang bergabung dengan sinyal
RF yang datang dalam pencampur untuk menghasilkan sinyal frekuensi antara.
Penguat IF digunakan untuk memberikan penguatan atau gain yang terbesar
antara terminal antena dan detektor. Penguat IF mempunyai jaringan antar tingkat
atau filter-filter yang dirancang untuk menolak sinyal-sinyal dari saluran yang
berdekatan. Sinyal-sinyal tersebut mungkin juga datang dari pencampur AFC
(Automatic Frequency Control) yang digunakan pada penerima FM untuk lebih
menstabilkan penerimaan dari penguat RF FM. Pada AFC terdiri dari pencampur,
penguat IF, tegangan koreksi, osilator, dan detektor.

7

2.4.

SCA
SCA adalah fasilitas tambahan yang diberikan pada pemancar FM stereo

[1]. Pemanfaatan spektrum saluran SCA untuk teledata ditunjukkan pada Gambar
2.4. SCA biasanya 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. Suatu
perangkat yang disebut stereo generator diperlukan untuk proses multiplexing dan
memodulasi sinyal stereo pada pamancar FM. Multiplexing adalah proses
penggabungan dua sinyal untuk dapat menggunakan sumber daya komunikasi
secara bersama-sama.

Frekuensi (kHz)

Gambar 2.4. Spektrum frekuensi broadcast FM stereo dengan SCA untuk
teledata [1].

2.4.1 Pembangkit SCA
Pembangkit isyarat SCA merupakan isyarat tambahan yang diberikan pada
stereo generator, dengan frekuensi pembawa 67 kHz [1]. Simpangan frekuensi
yang digunakan adalah 7,5 kHz dengan bandwidth antara 59,5-74,5 kHz. Gambar
2.5 menunjukkan audio input dari isyarat SCA ini dilewatkan tapis pelewat bawah
2,5 kHz untuk membatasi bidangnya.
Frekuensi referesi 67 kHz dihasilkan dengan memasukkan frekuensi
osilator ke dalam rangkaian pembagi. Sinyal termodulasi frekuensi dihasilkan dari

8

sinyal informasi dan siyal osilator 67kHz. Dari Low Pass Filter (LPF) dan
pembangkit 67 kHz sinyal keluaran dari balance modulator dilewatkan Band Pass
Filter (BPF) 59,5-74,5 kHz, agar frekuensi di atas dan di bawah 67 kHz dapat
diredam. Langkah terakhir yaitu pengabungan dari isyarat SCA dan stereo
generator pada pencampur (Mixer) dan dipancarkan pada frekuensi 90 MHz.

Gambar 2.5. Blok diagram pembangkit SCA [1].

Output dari pembangkit SCA adalah gelombang DSBSC (Double Side
Band Suppresed carrier). Gelombang DSBSC dihasilkan dari rangkaian penggali
pada Balanced modulator. Gambar 2.6 memperlihatkan modulasi AM DSBSC

Gambar 2.6. (a). Sinyal pemodulasi. (b) Sinyal AM. (c)Sinyal DSBSC [1].

9

2.4.2 SCA Decoder
Penerima SCA merupakan rangkaian yang ditambahkan pada penerima
tuner FM stereo yang banyak tersedia di pasaran [1]. Gambar 2.6 menunjukkan
blok diagram penerima SCA. Penerima SCA pada dasarnya mempunyai blok
bagian yang sama dengan pembangkit SCA. Sinyal SCA termodulasi 67 kHz
didapatkan lagi dari output dari penerima FM dilewatkan BPF dengan frekuensi
59,5-74.5 kHz. Output BPF dan pembangkit 67 kHz menjadi input balance
modulator untuk menghilangkan power cariier dari sinyal pada saluran SCA.
Output balance modulator dimasukkan ke LPF 2,5 kHz agar didapatkan kembali
sinyal informasi yang dipancarkan.

Gambar 2.7. Blok diagram SCA decoder pada FM stereo [1].

2.5. Frekuensi Referensi 67 KHz
Rangkaian osilator merupakan rangkaian yang dapat membangkitkan
gelombang sendiri pada bandwitdh tertentu [3]. Pada dasarnya osilasi dapat
dibangkitkan dengan adanya umpan balik untuk berosilasi dari pembangkitan
sendiri (self exitation). Gambar 2.7 menunjukkan beberapa macam osilator..

10

VDD

VCC

L

2

L3

R

Q2

2

3

Q3
1

1

L

R

L1

C

C
C

R

3

C

C
C
C

(a)

(b)
VCC

L3

2

R
Q3
1

R

3

C
C

Y1
CRY STAL
C

(c)
Gambar 2.7. Contoh osilator (a)Osilator Collpits. (b)Osilator Clapp. (c)Osilator
crystal Pierce [3].
Osilator kristal dengan frekuensi orde MHz dapat dipilih untuk
memperoleh kestabilan yang baik. Untuk mendapatkan frekuensi 67 kHz, osilator
kristal dapat dibagi dengan decade counter. Deviasi frekuensi masih dapat terjadi
pada keluaran osilator kristal, karena masih melewati rangkaian pembagi

2.6. Balance Modulator
Suatu sinyal yang dimodulasi sinusoidal biasanya mengandung 3
komponen yaitu frekuensi sisi atas, frekuensi sisi bawah, dan frekuensi carrier

11

[4]. Sinyal ini adalah hasil kali antara sinyal carrier dan sinyal pemodulasi.
Dirumuskan sebagai berikut:
(2.1)
dengan

= sinyal hasil modulasi frekuensi,

= sinyal carrier,

= sinyal modulasi sisi atas,

= sinyal

modulasi sisi bawah. Kedua frekuensi sisi ini muncul karena perkalian dari sinyal
carrier dan sinyal pemodulasi. Sedangkan sisi pembawa mucul karena nilai
amplitudo sinyal carrier lebih besar daripada amplitudo sinyal pemodulasi.
Penerima menggunakan balance demodulator. Balance

demodulator

berfungsi untuk meniadakan suku dc. Keluaran balance demodulator akan
menghasilkan dua suku jalur sisi yang dirumuskan dengan
(2.2)
dengan

= sinyal keluaran balance modulator. Balance demodulator

dalam bentuk IC pada dasarnya terdiri atas sekelompok rangkaian yang
meggunakan sistem swiching. Rangkaian ini akan membalikkan polaritas sinyal
secara periodik, sehingga memberikan efek perkalian sinyal suatu gelombang
persegi.
Salah satu IC balance demodulator adalah IC MC1496. Rangkaian
aplikasi IC MC1496 sebagai balance demodulator dipelihatkan pada Gambar 3.3.
Gambar 2.8 memperlihatkan hasil penggolahan modulasi dari balance modulator

Gambar 2.9. Gelombang output balanced modulator [4].

12

2.7. Filter
Fiter adalah Rangkaian yang menghasilkan karakteristik tanggapan
frekuensi yang telah ditentukan dengan tujuan melewatkan rentang frekuensi
tertentu dan menekan/menolak rentang frekuensi yang lain [5]. Filter aktif terdiri
dari kombinasi resistor, kapasitor, dan satu atau lebih komponen aktif (seperti OpAmp) dengan umpan balik
Kelebihan dari filter aktif adalah [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 adalah [5]:
1. Kurang handal dibanding komponen pasif.
2. Membutuhkan catu daya.
3. Batasan praktis frekuensi kerja 100 kHz (bekerja baik dibawah 100 kHz).
4. Ada kemungkinan tidak stabil, karena adanya umpan balik.

2.7.1. BPF
BPF adalah suatu rangkaian yang dirancang untuk melewatkan isyarat
dalam satu range bandwidth antara fL dan fH dan menolak semua isyarat diluar
Bandwidth ini [5]. Jenis filter ini mempunyai tegangan keluaran maksimum (Ar)
pada suatu frekuensi yang disebut frekuensi resonan fr yang diperlihatkan pada
Gambar 2.7.

13

Gambar 2.10. Karakteristik tanggapan band pass filter [5].

BPF digolongkan menjadi filter pita sempit dan filter pita lebar. Filter pita
sempit adalah sebuah filter yang mempunyai bandwidth lebih kecil dari
sepersepuluh frekuensi resonannya B <

1
f r , dan faktor kualitas Q lebih kecil
10

dari 10 disebut filter pita lebar (wideband filter). Faktor kualitas (Q) adalah
perbandingan

frekuensi resonansi

terhadap

bandwidth.

Q

menunjukkan

selektifitas rangkaian, makin tinggi Q makin selektif rangkaiannya.
Q=

fr
fr
atau B = rad / s
B
Q

(2.3)

dengan Q adalah faktor kualitas, fr frekuensi tengah, B adalah bandwidth.
Bandwidth pada BPF ditentukan dengan persamaan:
B = FH - FL
dengan B adalah bandwidth atau jangkauan frekuensi pada BPF, FH adalah
frekuensi cutoff HPF, dan FL adalah frekuensi cutoff LPF.
Pada aplikasi audio, biasanya membutuhkan suatu filter yang mampu
meloloskan frekuensi-frekuensi dalam jangkauan yang cukup lebar dengan
penguatan yang rata-rata konstan. Gambar 2.8 adalah rangkaian LPF dan HPF
yang berfungsi sebagai BPF.
Filter pita lebar dengan nilai Q yang sangat rendah sulit untuk dihasilkan
dengan filter BPF. Oleh sebab itu dua buah filter digunakan pada perancangan ini
yaitu sebuah filter lolos rendah, dengan frekuensi cutoff fH dan sebuah filter lolos
tinggi, dengan frekuensi cutoff fL.

14

(2.4)

Penguatan dari rangkaian BPF adalah penguatan dari HPF dikalikan
dengan penguatan LPF yaitu
A=ALPF*AHPF
dengan A adalah penguatan total, ALPF adalah penguatan bagian LPF, dan AHPF

(2.5)

adalah penguatan pada bagian HPF.

Gambar 2.11. Rangkaian BPF pita lebar [5].

2.7.2. LPF
LPF adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah serta meredam
frekuensi tinggi dengan batas frekuensi maksimal fc [5]. Rangkaian LPF
diperlihatkan pada Gambar 2.9. Tanggapan frekuensi pada LPF diperlihatkan pada
Gambar 2.10. Pada LPF, rangkaian terdiri atas resistor dan kapasitor yang
dirangkai dengan penguat operasional.
Nilai fc dapat dirumuskan dengan persamaan [5]:
(2.6)
dengan
C1=C2=C.

adalah nilai frekuensi carrier, nilai dari resistor R1=R2=R, dan nilai
Filter Butterworth mempunyai penguatan yang diperoleh dari

penguatan tidak membalik ditentukan dengan persamaan [5]:
(2.7)

15

Gambar 2.12. Rangkaian LPF tipe Butterworth [5].

Gambar 2.13. Tanggapan frekuensi untuk LPF [5].

dengan K adalah penguatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan Ri adalah
resistor beban kedua. Nilai K dapat diketahui dari Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Penguatan filter butterworth [5].
Orde

Poles

K1

K2

K3

Penguatan DC

2

2

1,586

-

-

1,586(4.00dB)

3

2

1

-

-

2

1
4

2

(6,02dB)
1,152

2

2,235

-

2,5749
(8,22dB)

16

Tabel 2.1 (Lanjutan) penguatan filter butterworth [5].
Orde

Poles

K1

K2

K3

Penguatan DC

5

2

0,3819

1,3820

-

3,2917

2

(10,35dB)

1
6

2

1,086

1,586

2,483

2

4,0258
(12,48dB)

2

2.7.3. HPF
HPF adalah sebuah rangkaian yang memperlemah isyarat di bawah
frekuensi cutoff dan melewatkan semua isyarat yang frekuensinya di atas
frekuensi cutoff itu [5]. Rangkaian HPF juga terdiri dari resistor dan kapasitor
yang dirangkai dengan penguat operasional. Letak resistor dan kapasitor pada
HPF berlawanan dengan LPF. HPF orde 2 jenis butterworth ditunjukkan pada
Gambar 2.11. Gambar 2.12 menunjukkan tanggapan frekuensi HPF.

Gambar 2.14. Rangkaian aplikasi HPF [5].
17

Gambar 2.15. Tanggapan frekuensi HPF [5].

Nilai fc dapat dirumuskan dengan persamaan [5]:
(2.8)
dengan

adalah nilai frekuensi carrier, nilai dari resistor R1=R2=R, dan nilai

C1=C2=C.

Filter Butterworth mempunyai penguatan yang diperoleh dari

penguatan tidak membalik ditentukan dengan persamaan [5]:
(2.9)
dengan K adalah penguatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan Ri adalah
resistor beban kedua. Nilai K dapat diketahui dari Tabel 2.1.

2.8. Frequency Shift Keying (FSK)
2.8.1. Binary Frequency Shift Keying
Frequency shift keying (FSK), merupakan sistem modulasi yang
menggunakan frekuensi sebagai modulatornya [6]. 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
18

(2.10)

dengan v(t) adalah gelombang FSK biner, Vc adalah puncak amplitudo carrier
tidak termodulasi,

c adalah carrier frequency (dalam radian), fm(t) adalah

frekuensi sinyal digital biner pemodulasi, dan

adalah beda sinyal pemodulasi

(dalam radian).
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)

Gambar 2.16. (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 [6].

19

(b)

(c)
Gambar 2.16. (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 [6].

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.

2.8.2. Demodulator FSK
Demodulator FSK digunakan untuk mendapatkan gelombang kotak dari
gelombang sinus yang masuk [7]. Sinyal sinus yang masuk dalam kondisi dua

20

frekuensi diubah ke data digital ”0” dan ”1”. Demodulator FSK ini menggunakan
rangkaian demodulator terintegrasi jenis TCM3105
Karakteristik dari TCM3105 adalah [7] :
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.

Gambar 2.17. Konfigurasi pin TCM 3105 [7].

Konfigurasi pin TCM 3105 dapat dilihat pada Gambar 2.14. Dari Gambar 2.14
dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin TCM 3105 sebagai berikut [7]:
1. CDL adalah tingkat pendeteksi sinyal carrier untuk mengatur output dari
ambang batas deteksi sinyal carrier.
2. CDT adalah pendeteksi output sinyal carrier. Output pada tingkat logika
rendah menunjukkan kesalahan pada sinyal carrier.
3. CLK adalah output untuk clock sinyal kontinyu sebesar 16 kali untuk memilih
bit rate tertinggi.

21

4. NC adalah pin tidak dihubungkan.
5. OSC1 dan OSC2 adalah input osilator. Kristal dihubungkan pada pin OSC1
dan OSC2 (umumnya 4,4336 MHz). Jika clock sinyal output berasal dari luar,
maka OSC2 akan terputus dan clock akan terhubung dengan OSC1.
6. RXA adalah penerima input sinyal analog, jalur sinyal yang diterima harus
kopling AC.
7. RXB adalah pengaturan bias pada input untuk mengatur ambang batas yang
telah ditentukan dari komparator untuk mengecilkan distorsi bias.
8. RXD adalah penerima output digital untuk penerima demodulasi data pda
logika positif. Tingkat logika tinggi disebut”mark” dan tingkat logika rendah
disebut ”space”.
9. RXT adalah output pembatas.
10. TRS adalah standar pemilihan input pada pengirim/penerima, TXR1 dan
TXR2 diatur pada bit rate standar dan frekuensi mark/space.
11. TXA adalah pengirim output sinyal analog untuk sinyal modulasi, sinyal
berupa kopling AC.
12. TXD adalah input digital untuk data logika positif pada pemancar. Data dapat
diterima saat mempunyai kecepatan dari 0 (nol) sampai kecepatan yang akan
dipilih.
13. TXR1 adalah pilihan bit rate untuk input pertama, bit rate dan frekuensi
mark/space
TXR2 dan TRS telah diatur
14. TXR2 adalah pilihan bit rate untuk input kedua, bit rate dan frekuensi
mark/space
TXR1 dan TRS telah diatur.
15. VDD adalah supply tegangan positif.
16. VSS adalah ground port.
Mode operasi penerimaan FSK yang mengunakan IC TCM3105 dapat
dilihat dalam Tabel 2.2. Tabel 2.2 menunjukkan apabila digunakan baudrate
sebesar 1200 bps maka port TRS, TXR1, dan TXR2 disambung dengan ground
port.

22

Tabel 2.2. Tabel Mode Operasi TCM3105 [7].
TRS

TXR1

TXR2

Baudrate

Frekuensi (Hz)
Mark

Space

L

L

L

1200

1300

2100

H

L

L

75

390

450

L

L

H

75

390

450

H

L

H

600

1300

1700

L

L

L

1200

1300

2100

H

H

L

600

1300

1700

L

H

H

75

390

450

2.9. Mikrokontoler AVR ATMEGA8535
Mikrokontroler adalah suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan
mikrokomputer [8]. Mikrokontroler merupakan teknologi semikonduktor dengan
kandungan transistor yang lebih banyak, namun hanya membutuhkan ruang yang
kecil serta dapat diproduksi secara masal, sehingga harganya menjadi lebih
murah. Mikrokontroler mempunyai kemampuan digital untuk menirukan fungsi
otak manusia, meliputi fungsi atau instruksi aritmatika (berhitung), logika
(mempertimbangkan suatu kondisi), dan memori. Mikrokontroler berbeda dengan
mikroprosesor. Mikroprosesor terdiri dari Central Processing Unit (CPU) dan
register-register, tanpa memori, tanpa I/O, dan peripheral yang dibutuhkan oleh
suatu sistem supaya dapat bekerja. Mikrokontroler terdiri dari Central Processing
Unit

(CPU) dan register-register, memori, tanpa I/O dan,

peripheral yang

dibutuhkan oleh suatu sistem supaya dapat bekerja.
Mikrokontroler AVR ATMega8535 salah satu keluarga mikrokontroler
dengan fasilitas yang banyak dan memori cukup besar. Mikrokontroler AVR
ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut :
1.

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C dan port D.

2.

ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 saluran.

3.

Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

23

4.

CPU (Central Processing Unit) yang terdiri atas 32 buah register.

5.

Watchdog Timer dengan isolator internal.

6.

SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 512 byte.

7.

Memori Flash sebesar 8 kilo Byte dengan kemampuan Read While Write.

8.

Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).
10. EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)
sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5
Mbps.
13. Frekuensi clock maksimum 16 MHz.

Gambar 2.18. Pin ATMega8535[8].
Gambar 2.15 menunjukkan kaki-kaki IC AVR ATmega8535. Secara
fungsional pin IC AVR ATmega8535 dijelaskan sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin input catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin input ADC (Analog
to Digital Converter).
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
24

6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mengembalikan ke kondisi
awal pada mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC
AVR ATMega8535 memiliki empat buah register I/O (Input-Output) yang
berkaitan dengan komunikasi mengunakan UART, yaitu UART I/O Data Register
(UDR), UART Baud Rate Register (UBRR), UART Status Register (USR), dan
UART Control Register (UCR). Proses pengiriman data secara serial dapat
dimulai setelah UDR diberi karakter data. Pada sisi penerima, UART memiliki
buffer sehingga UDR dapat dibaca ketika sebuah data baru sedang digeser masuk.
UBRR digunakan untuk menentukan clock yang dibangkitkan oleh baud rate
generator. Nilai baud rate dengan mengisi UBRR sesuai persamaan 2.11.

Register

USR

menyimpan

berbagai

flag

status

seperti

interupsi,

overflow,dan framing error. Register UCR mengendalikan berbagai fungsi
penerima dan pengirim, serta interupsinya.
Proses penerimaan data serial dilakukan dengan mengecek nilai bit RXC
(USART Receive Complete) pada register UCSRA. UCSRA adalahregister
delapan bit yang digunakan untuk mengatur mode kecepatan komunikasi serial
yang dilakukan. RXC akan bernilai satu jika ada data yang siap dibaca pada buffer
penerima, dan akan bernilai nol jika tidak ada data pada buffer penrima. Jika
penerima USART dinonaktifkan maka bit RXC akan selalu bernilai nol

25

2.10. Penampil LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak
digunakan karena tampilannya menarik [9]. LCD yang umum digunakan adalah
yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40. DDRAM (Display Data
Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan
berada. Gambar 2.16 menunjukkan alamat pada LCD 2x16.

Gambar 2.19. Alamat pada LCD 2x16 [9].
Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di
baris kedua dimulai dari 40H. Jika ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang
digunakan 2x16 atau 2x24, atau 2x40, maka penulisan programnya sama saja.
Karakter yang disimpan dalam DDRAM akan hilang apabila power supply tidak
aktif.

26

BAB III
PERANCANGAN

3.1.

Alur Perancangan
Bagian penerima SCA dan digitalisasinya ditunjukkan Gambar 3.1. Gambar

3.1 menunjukkan bahwa bagian-bagian yang dirancang adalah band pass filter,
balance demodulator, low pass filter, osilator, frekuensi shift keying, mikrokontroler,
dan penampil LCD. Perancangan setiap blok akan dijelaskan pada sub bab
berikutnya.
L
Tuner FM

Decoder FM
R

BPF
59.5-74.5 kHz

Balance
Modulator

Osilator
67 kHz

LPF 2,5 kHz

Microcontroller

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem [1].

27

FSK

LCD 2 x 16

28

3.2. Osilator 67kHz
Perancangan frekuensi referensi 67 kHz menggunakan osilator kristal agar
osilasi yang dihasilkan lebih stabil. Ragkaian osilator diperlihatkan pada Gambar
3.2. Kristal yang digunakan adalah kristal 4 MHz yang diumpankan ke tiga buah
gerbang NAND dalam IC 74LS00. Gerbang NAND N1 dan NAND N2 berfungsi
untuk mengubah gelombang sinus menjadi gelombang kotak. Gerbang NAND N3
berfungsi sebagai buffer inverter.
R1

R2

R

R

U1A

U2A

1

U3A

1

1

3

3

2

3

2
74LS00

2
74LS00

C1

74LS00

Y1
CRY STAL

CAP

U5
14
1
2
3
6
7

A
B

U6
QA
QB
QC
QD

R0(1)
R0(2)
R9(1)
R9(2)
74LS90/SO

12
9
8
11

14
1
2
3
6
7

A
B

U7
QA
QB
QC
QD

R0(1)
R0(2)
R9(1)
R9(2)
74LS90/SO

12
9
8
11

14
1
2
3
6
7

A
B

QA
QB
QC
QD

12
9
8
11

R0(1)
R0(2)
R9(1)
R9(2)
74LS90

OUT

Gambar 3.2. Rangkaian osilator sebagai frekuensi referensi 67 kHz .
Keluaran dari osilator 4 MHz dibagi 30 agar menghasilkan frekuensi 67 kHz.
Pembagi 30 dihasilkan dari 2 buah IC TTL 7490 yang mengandung pencacah

29

tersendiri tanpa saling mempengaruhi. IC 7490 dalam Gambar 3.2 terdiri atas
pembagi dua, tiga, dan sepuluh.

3.3.

Balance Demodulator
Balance demodulator pada SCA decoder digunakan untuk menghilangkan

power carrier pada frekuensi SCA. Input balance demodulator adalah output dari
tuner FM adalah sinyal informasi yang telah dilewatkan BPF dan osilator 67kHz.
Keluaran yang dihasilkan adalah hasil dari pembalikan polaritas sinyal secara
periodik, sehingga memberikan efek perkalian sinyal. Balance demodulator akan
menghasilkan output gelombang DSBSC (Double Side Band Suppresed Carrier).
Salah satu IC balance demodulator adalah IC MC1496. Gambar 3.3 menunjukkan
rangkaian aplikasi IC MC1496 sebagai balance demodulator.
1K

1K
12V
100nF

.

56

8

carrier in(Vc)

10

3.9K

3

3.9K

.

2

26

.
.

6

out

.

100nF

4

MC1496

.

.

14

.

mpdulasi in(Vs)

.

10K 10K

56

12

.

1

5

100nF

56
6.8K

50K

2

3

1

-9V

Gambar 3.3. Balance demodulator dengan IC MC1496 [10].

30

3.4.

BPF
BPF sebagai filter pita lebar pada Gambar 3.4 merupakan rangkaian BPF yang

bisa meloloskan frekuensi-frekuensi dengan jangkauan tertentu. BPF yang digunakan
adalah tipe Butterworth. BPF ini dirancang untuk meloloskan frekuensi dengan
bandwidth 15 kHz, yaitu dari frekuensi 59.5 kHz sampai 74.5 kHz. Perancangan,
perancangan filter akan dihitung secara terpisah antara HPF dan LPF.
R1

C

C
3

Vin

-

R3

R4

6
LM741

3

+

2

-

6

Vo

LM741

4
5

2

+

U4
7
1

C

+V
7
1

+V

4
5

Rf H
C
R2

VCC
-V

Rf L

RiH
RiL

Gambar 3.4. Rangkaian BPF.
Besarnya penguatan total dari BPF butterworth dirumuskan pada Persamaan
2.5. Penguatan dari rangkaian BPF adalah penguatan dari HPF dikalikan dengan
penguatan LPF yaitu
A=1.5858*1.5858
=2.51 (+8dB)
Perhitungan bandwidth dapat diketahui dari Persamaan 2.4. Besarnya
bandwidth adalah

31

B = 74.5 – 59.5
= 15 kHz.
Faktor kualitas (Q) dari BPF dapat diketahui dengan Persamaan 2.3.

Bandwidth BPF lebih besar dari sepersepuluh dari frekuensi resonansinya
B<

1
f r dan faktor kualitas Q lebih kecil dari 10, maka disebut BPF filter pita
10

lebar.

3.4.1. Perancangan HPF pada BPF
HPF pada Gambar 3.5 diinginkan memiliki frekuensi cutoff 59,5 kHz. Nilai R
dan C dapat diketahui dari dengan Persamaan 2.8.

jika nilai C ditentukan sebesar 0,001 uF, maka nilai R adalah

32

nilai resistor R dipilih sebesar 2,7 k

dengan nilai toleransi 5%.
2,7k

0.001uF

0,001uF

U4

3

+

6

2

-

Vout

LM741

4
5

Vin

7
1

+V

2,7k
2,7k

VCC

1,5k

Gambar 3.5. Rangkaian HPF pada BPF.
Filter Butterworth mempunyai penguatan tidak membalik ditentukan dengan
Persamaan 2.9. Dari Tabel 2.1 nilai K1 untuk filter orde 2 adalah 1,586. Jika Rf
ditentukan sebesar 2,7 k , maka Ri dapat ditentukan dengan Persamaan 2.8.

k
nilai resistor Ri dipilih sebesar 1.5 k

dengan nilai toleransi 5%.

33

3.4.2. Perancangan LPF pada BPF
Rangkaian LPF yang merupakan bagian dari BPF ditunjukkan pada Gambar
3.6. Frekuensi Cutoff yang diinginkan pada LPF adalah 74,5 kHz. Nilai R dan C
dapat ditentukan dengan Persamaan 2.5.

jika nilai C ditentukan sebesar 0,001uF, maka nilai R adalah

nilai resistor R dipilih sebesar 2,2 k

dengan nilai toleransi 5%.
0,001uF

2,2k

2,2k

3

+

2

-

6

Vo

LM741

4
5

Vin

7
1

+V

0,001uF
-V

2,2k

1,2k

Gambar 3.6. Rangkaian LPF pada BPF.

34

Filter jenis butterworth mempunyai penguatan yang diperoleh dari penguatan
tidak membalik dapat dilihat pada Tabel 2.1. Nilai penguatan untuk orde 2 adalah
1,586. Besarnya nilai penguatan dirumuskan dengan persamaan 2.6. Jika nilai Rf
ditentukan sebesar 2,2 k , maka nilai Ri adalah

Ri=(1,586-1)*2,2*103
Ri=1,289 K
nilai resistor dipilih sebesar Rf=1,2 k

dengan nilai toleransi 5%.

3.5. LPF
LPF dirancang memiliki frekuensi cutoff sebesar 2,5 kHz. LPF ditunjukkan
pada Gambar 3.7. Frekuensi Cutoff sebesar 2,5 kHz digunakan untuk membatasi
lebar bidang dari keluaran frekuensi shift keying (FSK). Keluaran dari FSK adalah
1300 Hz untuk kode 1 (mark) dan 2100 Hz untuk kode 0 (space).
0,001uF

68

68

3

+

2

-

6

Vo

LM741

4
5

Vin

7
1

+V

0,001uF
-V

1.2k

2,2k

Gambar 3.7. Rangkaian LPF 2.5 kHz.

35

Rangkaian LPF dengan frekuensi cutoff 2,5 kHz diperlihatkan Gambar 3.7.
frekuensi Cutoff yang diinginkan pada LPF adalah 2,5 kHz. Nilai R dan C dapat
ditentukan dengan Persamaan 2.4.

jika nilai C ditentukan sebesar 0,001 uF, maka nilai R adalah

nilai resistor R dipilih sebesar 6,8 k

dengan nilai toleransi 5%.

Filter jenis butterworth mempunyai penguatan tidak membalik dapat dilihat
pada Tabel 2.1. Nilai penguatan untuk orde 2 adalah 1,586. Besarnya nilai penguatan
dirumuskan dengan persamaan 2.6. Jika nilai Rf ditentukan sebesar 2,2 k , maka
nilai Ri adalah

nilai Rf=1,289 k

dipilih sebesar 1,2 k

dengan nilai toleransi 5%.

36

3.6.

Perancangan demodulator FSK
Pada perancangan demodulator FSK perancangan mengunakan IC tipe

TCM3105. IC tipe TCM3105 merupakan IC modulator-demodulator. Penerimaan
data analog dan pegiriman data ke mikrokontroler dikirimkan secara secara serial
dalam mode asinkron. Pengiriman data dilakukan melaui fasilitas UART (Universal
Asyncronus Reciever Transm