Pemancar amplitudo modulasi dengan frequency hopping - USD Repository

PEMANCAR AMPLITUDO MODULASI DENGAN

  FREQUENCY HOPPING TUGAS AKHIR

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

  Disusun oleh

ANDREAS RONY MARLINO

  NIM : 015114033

  PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

AM TRANSMITTER WITH FREQUENCY HOPPING FINAL PROJECT

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

  By :

ANDREAS RONY MARLINO

  Student Number : 015114033

  ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY iii

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, September 2007 Penulis,

  Andreas Rony Marlino

  Tugas akhir ini dipersembahkan untuk : Yesus Kristus dan Bunda Maria atas karuniaNya Kedua orang tuaku tercinta (ST,Marli Subroto dan Lusia Ema Sudarmi) Kedua kakakku (Mas Didik Mbak Yeni dan Ms Heru) Adikku (Dony “Itong”) Widy.......

  Teman-temanku semua yang selalu memberikan semangat, dorongan, dan doa.

  Janganlah cemas, Janganlah takut. Di dalamTuhan berlimpah rahmat. Janganlah cemas, janganlah takut, serahkan Tuhan.

  (Lagu dari Taize)

  

INTISARI

  Teknik frequency hopping (FH) merupakan salah satu metode transmisi data dalam bidang telekomunikasi. Dengan frequency hopping, gangguan-gangguan pada telekomunikasi seperti jamming dan noise dapat dikurangi. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan pemancar AM dengan frequency hopping.

  Pemancar AM dengan frequency hopping ini terdiri tiga bagian utama yaitu

  

phase locked loop Driver dan Bouster. Phase locked loop berfungsi sebagai

  pembangkit sinyal carrier. Komponen utama phase locked loop adalah pembangkit frekuensi referensi, phase detector, low pass filter, voltage controlled oscillator, pembagi terprogram dan pengendali data masukan pembagi terprogram. Pemancar ini bekerja dengan frekuensi carrier yang bergantian pada dua frekuensi yang berbeda yaitu 1000KHz dan 1050 KHz dengan periode hopping 0,5 detik.

  Hasil dari penelitian ini adalah pemancar AM dengan frequency hopping yang dapat bekerja secara efektif dan dapat digunakan baik di dalam ruangan maupun di luar ruangan dalam radius 5 meter. Akan tetapi sinyal yang ditangkap penerima AM tetap disertai noise yang berasal dari pemancar itu sendiri dan lingkungan sekitar.

  Kata kunci : frequency hopping, phase locked loop, AM

  

ABSTRACT

  Frequency hopping technique is one of data transmission method in telecommunication. Frequency hopping can minimize the effect of the telecommunication disturbances such as jamming and noise. This research goal aim is to produce AM transmitter with frequency hopping.

  The transmitter consists of three phase locked loop (PLL) that serve as carrier signal generator, driver and booster. The main component of PLL is reference frequency, phase detector, low pass filter, voltage controlled oscillator, programmed divider and programmed divider input data controller. The transmitter operates in two carrier frequency, 1000 KHz and 1050 KHz with 0.5 second hopping period.

  The result of the research is that the transmitter with hopping frequency can work effectively and can be used both indoor and outdoor in the range of 5 meter. However, the signal that is received by AM receiver still followed by noise that comes from the transmitter itself and from the receiver environment.

  Keyword : frequency hopping, phase locked loop, AM.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini berjudul : Pemancar AM dengan Frequency Hopping.

  Skripsi ini ditulis bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar sarjana teknik pada program studi Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Penulisan skripsi ini didasarkan pada hasil-hasil yang penulis peroleh berdasarkan pada perancangan alat, pembuatan alat, dan sampai pada pengujian alat.

  Penulisan skripsi ini dapat diselesaikan berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Yesus Kristus dan Bunda Maria atas rahmat dan karuniaNya

  2. Bapak Damar Wijaya, S.T, M.T. sebagai dosen pembimbing I dan Alexius Rukmono, S.T. sebagai pembimbing II yang telah bersedia memberikan ide, saran, bimbingan, dan waktu untuk penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

  3. Dosen-dosen Teknik Elekto, terimakasih atas segala ilmu dan pengetahuannya yang sangat membantu dalam menyelesaikan studi di sini…

  4. Laboran teknik elektro Mas soer dan Mas Mardie, atas lab nya dan ilmu yang diberikan.

  5. Bapakku dan ibukku (Marli dan Darmi)…. Makasih banget ya, buat semua

  6. Kedua kakakku dan adikku Mas Didik, Mbak Yeny, Dony”Itong” yang telah memberi semangat dan setia membimbingku......

  7. Roberta Maria Widyarani Boedi Harga, yang telah menjadi teman..

  Terimakasih buat cinta dan kesabarannya..

  8. Teman-teman “senasib hopping” Widi”03,Merry ’03 dan Kelik’02, atas kerja sama selama pembuatan tugas akhir.

  9. Teman-teman satu angkatan 2001 yang memberikan ide masukan dan dorongan pada penulis, Indra”Klowor”, Maikel, Parto dan yang lainnya yang tidak disebutkan satu-persatu.

  10. Teman-teman “Tumindak Ngiwo” Kopet, Zigot, Barjo, Si Y, Windra, Sapi, Kowok yang telah menemani penulis dalam keadaan suka dan duka.

  Terimakasih atas dinamika selama ini......

  11. Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.. Matur Nuwun Sanget!!! Penulis sadar bahwa pada penulisan skripsi ini banyak terdapat kesalahan dan kekurangannya, oleh sebab itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat diharapkan agar penulis dapat lebih maju dan lebih baik.

  Yogyakarta, 20September 2007 Penulis,

  Andreas Rony Marlino

  DAFTAR ISI Hal.

  ……………………………………………………… i

  HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING ……………………………. iii

LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI ………………………………….. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA …………………………………. v

HALAMAN PERSEMBAHAN ………………………………………….. vi

  

INTISARI …………………………………………………………………. vii

ABSTRACT ………………………………………………………………... viii

  ……………………………………………………. ix

  KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI ……………………………………………………………… xi

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………... xiv

DAFTAR TABEL ………………………………………………………… xvii

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………... xviii

  BAB I PENDAHULUAN A. Judul……………………………………………………………………

  1 B. Latar Belakang………………………………………………………...

  1 C. Pembatasan Masalah…………………………………………………..

  2 D. Tujuan dan Manfaat Penelitian………………………………………...

  2 E. Metodologi Penelitian………………………………………………….

  3 F. Sistematika Penulisan……………………………………………………

  3

  B. Phase locked loop(PLL).

  7 1. Detektor Fasa............................................................................

  8 2. LPF (low pass filter)...............................................................

  10 3. Osilator ..................................................................................

  12 a. Osilator referensi.....................................................

  12 b. Osilator terkendali tegangan....................................

  13 4. Operasi Phase Loced Loop....................................................

  13 C. Transistor sebagai penguat awal........................................................

  14 D. Transistor Sebagai Penguat Daya........................................................

  15 E. Timer 555............................................................................................

  20 F. Frequency hopping .............................................................................

  22 BAB III PERANCANGAN ALAT

  24 A. Blok Diagram....................................................................................

  24 B. Osilator dengan PLL.........................................................................

  25 1. Rangkaian osilator referensi.................................................

  26 2. Rangkaian VCO, Filter dan Detektor Fasa...........................

  27 3. Rangkaian Pembagi Terprogram..........................................

  29 4. Rangkaian timer 555............................................................

  30 C. Rangkaian Penggerak (Driver).........................................................

  30 D. Rangkaian Booster............................................................................

  31 E. Modulator AM..................................................................................

  32

B. Pengujian dan Pengukuran Alat …………………………………….

  33 1. Pengujian Transmisi pemancar……………………………...

  33 2. Pengujian Saat Hopping …………………………………….

  37 3. Pengujian Jarak Pancar …………………………………….

  39 C. Pengujian Setiap Blok

  40

  1. Frekuensi Pembagi 10 KHz…………………………………

  40 2. Frekuensi referensi 1KHz…………………………………..

  42

  3. Voltage Controlled Oscillator………………………………

  43 4. Pembagi Terprogram……………………………………….

  45

  5. Phase detector dan Low Pass Filter……………………………

  46

  6. Timer………………………………………………………………

  47

  7. Analisa Phase Lokced Loop

  49 8. Driver dan Booster………………………………………....

  50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  56 A. Kesimpulan…………………………………………………………..

  56 B. Saran…………………………………………………………………

  56 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….

  57

  DAFTAR GAMBAR Hal.

Gambar 2.1 Diagram blok sistem pemancar AM ……………………....... 6 Gambar 2.2 Diagram Blok system PLL ……………………………….....

  7 Gambar 2.3 Karakteristik beda fasa ……………………….………….....

  8 Gambar 2.4 IC 74HC4046……………………………………………….

  10 Gambar 2.5 (a) Filter RC pada rangkaian PLL ........................................

  10 (b) Tanggapan frekuensi ………………………..................

Gambar 2.6 Blok diagram IC 74HC4046 …………………………….....

  12 Gambar 2.7 Ragam CE dengan prategangan Umpan-balik kolektor..........

  14 Gambar 2.8 Penguat daya CE dengan prategangan pembagi tegangan......

  16 Gambar 2.9 Rangkaian untuk mencari R TH ……………………………... 16

Gambar 2.10 Rangkaian untuk mencari V ……………………………... 17

  TH Gambar 2.11 Rangkaian penguat daya CE dengan pembagi tegangan (a).

  18 Rangkaian ekivalen dc (b). Rangkaian ekivalen ac................

Gambar 2.12 Garis beban dc dan ac dari transistor pada rangkaian

  19 penguat daya CE dengan pembagi tegangan..........................

Gambar 2.13 IC LM555 ………………………………………….……….. 20Gambar 2.14 IC LM555 sebagai multivibrator astabil …………………… 21 Gambar 2.15 Bentuk gelombang keluaran ........................................……..

  21 Gambar 2.16 Teknik frequency hopping …………………………………. 22

Gambar 2.17 Interferensi pada transmisi Frequency Hopping ......……….. 23Gambar 3.1 Diagram Blok Pemancar AM ………………………………. 24Gambar 3.4 Rangkaian Fasa detector dan VCO ………………………..

  36 Gambar 4.7 Modulasi amplitudo dengan gelombang carrier 1050 KHz.

  44 Gambar 4.14 Sinyal output rangkaian osilator 1050 KHz……………….

  43 Gambar 4.13 Sinyal output rangkaian osilator 1000 KHz ………….....

  41 Gambar 4.12 Gelombang output IC 4060 frekuensi referensi 1 KHz ..….

  38 Gambar 4.11 Gelombang output IC 4060 frekuensi referensi 10 KHz …..

  37 Gambar 4.10 Pengujian kestabilan pemancar saat hopping ..…………….

  37

  37

Gambar 4.9. Spektrum frekuensi audio pada penerima AM dengan frekuensi carrier 1050 KHz………………………………Gambar 4.8. Spektrum frekuensi audio pada penerima AM dengan frekuensi carrier 1000 KHz…………………………………

  36 Gambar 4.6 Modulasi amplitudo dengan gelombang carrier 1000 KHz

  27 Gambar 3.5 IC TC9122P …………………………………………………

  35 Gambar 4.5 Sinyal informasi 4 kHz yang dikirim ….…………………..

  34 Gambar 4.4 Spektrum frekuensi dengan frekuensi carrier 1050 KHz …

  34 Gambar 4.3 Spektrum frekuensi dengan frekuensi carrier 1000 KHz. ….

  33 Gambar 4.2 Pengujian transmisi pemancar ………………………………

  32 Gambar 4.1 Blok pemancar hopping ……………………………………..

Gambar 3.10 Rangkaian modulator …………………………………….…

  30 Gambar 3.9 Rangkaian Booster ………………………………………..… 31

  30 Gambar 3.8 Rangkaian Penggerak ………………………………….…....

  29 Gambar 3.7 Rangakaian Timer …………………………………………..

  28 Gambar 3.6 Diagram blok IC TC9122P ……………………………..…..

  45

  (b) Sinyal output IC LM 555 T ON………………………………………..

  48 Gambar 4.17.a. Gelombang output driver frekuensi carrier 1000 KHz ….

  51 Gambar 4.17.b. Spektrum frekuensi driver dengan frekuensi carrier 1000 KHZ………………………………………………….

  51 Gambar 4.18.a. Gelombang output booster frekuensi carrier

  52 1000KHz…………………………………………………. Gambar 4.18.b. Spektrum frekuensi booster dengan frekuensi carrier 1000KHz………………………………………………..

  52 Gambar 4.19.a. Gelombang output rangkaian driver frekuensi carrier 1050KHz …………………………………………………

  53 Gambar 4.19.b. Spektrum frekuensi driver dengan frekuensi carrier 1050 KHz…………………………………………………

  54 Gambar 4.20.a. Gelombang output rangkaian boster frekuensi carrier 1050 KHz…………………………………………………. 54 Gambar 4.20.b. Spektrum frekuensi booster dengan frekuensi carrier 1050 KHz………………………………………………… 55

  DAFTAR TABEL Hal.

Tabel 2.1 Pembagian frekuensi dalam bentuk BCD …………………. 30Tabel 4.1 Data hasil pengujian pemancar saat hopping . ………..…….. 39 Tabel 4.2 Data hasil pengukuran jarak pancar ……………….……….

  40 Tabel 4.2 Data hasil PhaseLokced Loop……………………………… 50

DAFTAR LAMPIRAN

  Rangkaian Lengkap Pemancar Dengan Frequency Hopping…………….. L1 Data spectrum frekuensi pada penerima AM…………………………….. L2

  74HC/HCT4046A……………………………………………... L3

  Datasheet

Datasheet CD 40460…………………………………………………… L4

  IRF510………………………………………………………... L5

  Datasheet

Datasheet TC9122P………………………………………………………. L6

Datasheet

  2N3904………………………………………………………. L7

  74LS90……………………………………………………….. L8

  Datasheet

Datasheet LM555………………………………………………………… L9

BAB I PENDAHULUAN A. Judul Pemancar AM dengan Frequency Hopping B. Latar Belakang Komunikasi pada dasarnya merupakan pertukaran informasi antara dua

  tempat yang berjauhan. Informasi bisa berupa sinyal suara dan gambar. Sinyal suara tidak dapat dipancarkan secara langsung. Agar dapat dipancarkan, sinyal suara harus ditumpangkan pada sinyal radio dengan frekuensi pembawa yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal suara tersebut.

  Metode untuk menumpangkan sinyal suara pada sinyal radio disebut modulasi[1]. Memodulasi artinya meregulasi atau menyesuaikan parameter suatu sinyal carrier berfrekuensi tinggi dengan sinyal informasi berfrekuensi yang lebih rendah. Modulasi yang biasa digunakan adalah modulasi amplitudo (AM-

  

Amplitude Modulation ), modulasi frekuensi (FM-Frequency Modulation) dan

modulasi fasa (PM-Phase Modulation).

  Pada penelitian ini dibuat sebuah pemancar dengan modulasi amplitudo. Pada pemancar AM, amplitudo sinyal carrier berubah seiring dengan perubahan

  Kendala yang dihadapi pada pemancar AM adalah sinyal informasi yang dipancarkan akan mengalami variasi amplitudo (fading), mendapat interferensi dari dan noise. Sehingga sinyal informasi yang diterima akan berubah dan kualitas informasi yang diterima berkurang. Cara mengatasi permasalahan ini adalah dengan teknik frequency hopping. Teknik frequency hopping akan diterapkan pada pemancar AM yang dibuat.

C. Batasan Masalah

  Perancangan perangkat pemancar AM dengan frequency hopping ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:

  1. Menggunakan frekuensi osilator 1000 Khz dan 1050 Khz.

  2. Menggunakan bandwidth 50 Khz.

D. Tujuan dan Manfaat

  1. Penelitian ini bertujuan untuk membuat pemancar AM dengan serta dapat menerapkan teknologi hopping dalam

  frequency hopping, pemancar radio.

  2. Mengatasi fading dan jamming pada system komunikasi termodulasi amplitudo Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi rujukan untuk mengembangkan kahandalan dan keamanan informasi pada komunikasi

E. Metodologi penelitian

  Laporan tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian. Untuk dapat merencanakan dan membuat peralatan, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

  1. Studi literatur tentang pemasalahan yang ada, yaitu tentang peralatan yang akan dibuat termasuk cara kerja, dan sekaligus cara-cara merencanakan dan membuat peralatan.

  2. Perencanaan peralatan dengan spesifikasi tertentu sesuai batasan masalah.

  3. Membuat peralatan dari bagian perbagian yang kemudian diuji.

  Bagian-bagian tersebut lalu akan disatukan menjadi sebuah sistem dan akan diuji kembali secara menyeluruh.

F. Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah:

BAB I PENDAHULUAN Berisi Latar Belakang Masalah, Batasan Masalah, Tujuan dan Manfaat Penelitian, Metodologi Penelitian, dan Sistematika Penulisan. BAB II DASAR TEORI Membahas dasar teori yang berhubungan dengan Pemancar AM

  Menjelaskan tentang perancangan pemancar AM dengan frequency hopping.

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Membahas data hasil pengujian alat dan analisa pembahasan dari hasil penelitian

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian

BAB II DASAR TEORI Pada pemancar AM, amplitudo sinyal pembawa akan diubah seiring dengan

  perubahan sinyal informasi yang dimasukkan. Sedangkan frekuensi sinyal pembawanya relatif tetap. Dalam proses pemancaran dari stasiun pemancar ke penerima, sinyal akan mengalami variasi amplitudo(fading), mendapat interferensi,

  , atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Akibatnya, informasi yang terkirim

  noise akan berubah dan mutu informasi yang diterima berkurang.

  Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh variasi amlitudo, noise, dan interferensi cukup sulit. Frequency hopping adalah salah satu metoda untuk mengatasi masalah tersebut. Frequency hopping atau lompatan frekuensi sinyal pembawa secara periodis diatur oleh algoritma tertentu[2]. Frekuensi ini akan membawa informasi selama perioda tertentu dan berpindah ke frekuensi yang lain, begitu seterusnya. merupakan salah satu dari teknik spektrum tersebar

  Frequency hoping

  (spread spectrum) dengan bandwidth yang digunakan jauh lebih lebar dari bandwidth minimum yang diperlukan untuk mengirimkan informasi yang sama jika meggunakan frekuensi pembawa tunggal[3].

  (phase locked loop) dan PLL sendiri dibangun oleh osilator acuan menggunakan osilator kristal dan pembagi osilator, detektor fasa dan osilator terkendali tegangan, filter pelewat bawah, pembagi terprogram dan timer.

A. Blok diagram pemancar AM Bentuk dasar pemancar AM ditunjukkan pada gambar 2.1.

  Osilator Driver Booster

  Modula tor

Gambar 2.1 Diagram blok sistem pemancar AM [1]

  Keterangan:

  1. Osilator digunakan sebagai penghasil frekuensi yang akan dimodulasi oleh sinyal informasi.

  2. Driver berfungsi untuk memperbesar penguatan tegangan karena amplitudo sinyal keluaran osilator masih kecil sinyalnya.

  3. Booster berfungsi sebagai penguat akhir untuk menguatkan daya sinyal termodulasi ke antena supaya dapat dipancarkan

  4. Modulator adalah pengubah parameter sinyal pembawa agar informasi yang akan ditumpangkan pada sinyal pembawa lewat sebuah trafo

5. Antena pemancar digunakan untuk memancarkan sinyal termodulasi yang berupa sinyal elektomagnetik.

B. Phase locked loop(PLL).

  Rangkaian PLL merupakan rangkaian umpan balik kalang tertutup yang menghasilkan sinyal output yang tersinkronisasi (lock) dengan sinyal input. Aplikasi PLL antara lain sebagai demodulator AM, FM, deteksi FSK, frequency multiplyer. PLL bisa dibangun dari beberapa rangkaian atau sebuah IC (Integrated Circuit). Diagram blok PLL terlihat pada gambar 2.2.

  ω θ

  V

  3 i i

  Detektor Filter fasa (Kf) LPF

  VCO (Kv)

  ω ϑ

Gambar 2.2 Diagram Blok system PLL [1]

  Sinyal input sinusoidal atau kotak dengan frekuensi θ . Sinyal i ω dan fasa

  i output

  VCO (voltage controlled oscillator) sinusoidal atau kotak dengan frekuensi atau ω fasa θ merupakan input kedua detektor fasa. Output PLL bias V

  3 ω d θ d θ i

  ………………………………(2.1) ω = ω =

   Detektor Fasa 1.

  Bertugas untuk membandingkan fasa antara sinyal input dari pembagi terprogram dengan sinyal osilator referensi dan hasilnya berupa ayunan tegangan sesuai magnitude beda fasa.

  Beda fasa membandingkan beda fasa antara 2 sinyal, sinyal yang pertama merupakan referensi dan yang lain adalah sinyal yang akan dibandingkan. Apabila frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi sinyal acuan maka terjadi beda fasa ( ) n atau frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi

  Δ sebesar θ Δ θ = π + sinyal acuan maka θ n π , dan jika frekuensi sinyal input sama dengan

  Δ = − frekuensi sinyal acuan maka tidak terjadi beda fasa atau .

  Δ θ =

  Secara sederhana beda fasa kedua sinyal dapat dilihat dari perbedaan perioda sinyal, jarak waktu antara puncak naik sinyal yang satu dengan yang lain, yang kemudian dikonfersikan menjadi tegangan.

  V K

  f

  Δ = − θ θ θ

  i

Gambar 2.3 Karakteristik beda fasa

  Dari gambar diatas didapat rumusan seperti dibawah ini

  V S =K f Δ …………………………………………………….(2.2) θ

• i

  V i =Kf( θ − θ )……………………………………………….….(2.3)

  i Dimana: K F = Panguatan detector fasa K = Penguatan Low-Pass Filter

  P

  K O = K

  V /s Penguatan VCO

  K N = 1/n rasio pembagi Dalam pemograman counter (K ) diperoleh

  N f out min

  N min = …………………………………………………,,,(2.5)

  f Langkah f out max

  N = ……………………………………………………(2.6)

  max f

  Langkah

  Dimana N min : Konstanta minimum perbandingan frekuensi minimum dan maxsimum N : Konstanta maxsimum perbandingan frekuensi minimum dan

  max

  maxsimum Penguatan pada detektor fasa dapat dihitung dengan persamaan

  V CC K = ………………………………...……………..……….(2.7) p

  4

  π Detektor fasa dapat dibangun dengan IC 4046 yang didalamnya sudah termasuk VCO. Dalam IC4046 terlihat pada gambar dibawah ini

  U5

  3

  1 CIN PP

  4

  2 VCOUT P1

  14

  13 SIN P2

  6 CX

  7

  9 CX

  VCOIN

  5 INH

  11

  10 R1 DEMO

  12

  15 R2 ZEN

  74HC4046

Gambar 2.4 IC 74HC4046

   LPF (low pass filter) 2.

  Tegangan keluaran dari pembanding fasa, harus ditapis dari sinyal pemodulsi. Maka penapisan diperlukan agar tegangan kendali pada VCO meperoleh tegangan dc murni. Untuk itu diperlukan filter pelewat rendah. Filter pelewat rendah ini dapat dibangun dengan kombinasi resistor dan kapasitor seperti terlihat pada gambar.

  Redaman (dB) R1

  Input Output

  R2 C1

  f (a) (b)

Gambar 2.5 (a) Filter RC pada rangkaian PLL (b) Tanggapan frekuensi

• = ……………………………….………….…(2.9)

  2

  2

• τ τ τ τ

  

=

  τ

  N

  V P N

  V P K K K s K K K

s ……………………......(2.11)

  2

  ( )

  V P N K K K

  N

  ω ξ

  τ τ τ

  1

  2

  Frekuensi natural

  N

  ω dihitung dengan rumusan:

  2

  1

  1 τ τ

  ω

  N

  V P N K K K

  1

  ξ dihitung dengan

  ( ) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢

  ⎣ ⎡

  ⎣ ⎡ =

  2

  ………………………..…………………….(2.12) Nilai redaman

  2

  1

  1

  Untuk mencari frekuensi redaman max atau f

  cutoff

  dari gambar diatas dengan persamaan:

  f cutoff

  =

  RC π

  2

  1 …………............………..………….…………..(2.8)

  Penguatan pada filter dapat dihitung dengan rumusan:

  s s K F

  ) (

  1

  1

  2

  1

  2

  1

  ( ) ( )

  2 C R = τ Penjumlahan karakteristik pada LPF dirumuskan 1 + H (S) G (S) = 0 ………………………………………………..(2.10) Didapat

  4

  

2

  1 C R = τ dan

  3

  2

  Dimana

  τ

  2 τ τ

• =

  …………………..……….……......(2.13)

• ⎥ ⎦ ⎤ ⎢

   Osilator 3.

  Osilator merupakan rangkaian yang dapat membangkitkan sinyal sendiri, pada pita frekuensi tertentu. Osilasi dapat dibangkitkan dengan adanya umpan balik positif. Pada penelitiaan ini akan digunakan dua jenis osilator dalam PLL ini yaitu osilator referensi dan osilator terkendali tegangan.

   Osilator referensi a.

  Osilator referensi akan menghasilkan sinyal dengan level amplitudo keluaran yang sesuai dengan kebutuhan pembanding fasa, dan menjadi referensi bagi detector fasa. Karena frekuensi ini harus tepat, maka digunakan kristal karena tingkat kestabilan cukup tinggi. Osilator ini dibangun dengan osilator kristal dan pembagi osilator, yaitu dengan IC 4060 yang berfungsi membagi kristal menjadi frekuensi yang diinginkan. Komponen IC 4060 dapat dilihat pada gambar 2.6

  U1

  11

  7 PI Q4

  5 Q5

  12

  4 RST Q6

  6 Q7

  14 Q8

  13 Q9

  15 Q10

  1 Q12

  2 Q13

  3 Q14

  9 PO

  10 PO

  74HC4060

Gambar 2.6 Blok diagram IC 74HC4046

   Osilator terkendali tegangan b.

  Untuk mendapat mengubah frekuensi output osilator, maka parameter pembangkit osilasi (R,L,C) harus diubah salah satunya. Perubahan nilai dari R, L atau C dapat direalisasikan dengan menggunakan berbagai metode. Pengubahan nilai R (ohm) L (henry), dilakukan secara mekanis, dan hal ini membuat parametersistem lebih rentan terhadap gangguan.

  Maka digunakan perubahan nilai kapasitans (C), karena pengubahan nilai kapasitansi dapat dilakukan dengan jalan pengubahan nilai tegangan dari suatu komponen semikonduktor, dalam hal ini adalah dioda varactor. Dioda terpesang pada rangkaian dan berfungsi sebagai kapasitor variable. Dengan pemberian tegangan DC secara bias mundur, maka nilai kapasitansi dioda dikendalikan, yang berarti pengendalian terhadap frekuensi keluaran osilator.

  Osilator terkemudi tegangan yang biasa dijumpai adalah jenis osilator coll-

pits , karena bekerja pada frekuensi menengah untuk frekuensi tinggi.

  Penguatan pada VCO dapat dihitung dengan rumusan dibawah ini

  2 f

  2

  π

  L

  K v = ……………………………………..(2.14) .

  9 − ( V − . 9 ) CC

   Operasi Phase Loced Loop 4.

  Kedua input dari detector fasa adalah sinusoidal dangan frekuensi ω dan

  FR

  fasa yang sama maka V

  3 sama dengan nol yang merupakan input osilator terkendali sehingga V

  3 akan naik dan yang terjadi adalah semua vektor

  ω naik sampai ω = ω

  i

  beroperasi pada kecepatan yang sama dan loop baru terjadi. Kejadian ini akan tejadi saat akan proporsional dengan

  ω turun. Saat terjadi kondisi terkunci (loocked), V

  3 i

  frekuensi VCO jika maka ω = ω

  i

  ω − ω

i FR

  V

  

3 = …………………………………..(2.15)

k

D. Transistor sebagai penguat awal

  Transistor adalah komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya yang dikendalikan oleh arus input. Transistor juga merupakan komponen tiga terminal yang terdiri atas basis(B), kolektor(K), emiter(E).

  VCC R2

I(IC+IB)

  IC Output

  3 C1

  IB Input

  2 Q1

  1 Gambar 2.7 Ragam CE dengan prategangan Umpan-balik kolektor

  Konsep rangkaian prategangan umpan balik kolektor merupakan rangkaian modifikasi dari penguat ragam CE yang digunakan untuk memberikan kemampuan stabilisasi yang lebih baik rangkaian ini ditunjukkan dpada gambar 2.5. Dalam

  ) ( β

  Bila suhu naik, β dc dalam transistor juga naik. Hal ini mengakibatkan kenaikan arus kolektor (I

  c

  ). Sesaat setelah Ic naik, tegangan kolektor emitor (Vce) turun.

  Dengan melihat aliran arus dari Vcc, R2, R1,Vbe, Ground, maka: V= IxR…………………………………………...………(2.16)

  V CC -V BE = (I x Rc) = (I B x R B )…………………………...(2.17) I = Ic+I

  B

  .............................................................................(2.18)

  I C = β

  dc × I B .....................................................................(2.19)

  Vcc-V BE = {[ I B +( β

  dc × I B )] ×Rc} + (I B

  × R B )…………(2.20)

  I B =

  ………………………………(2.21)

  VBE Vcc

• × + −

  RB Rc dc Rc

  V CE = V CC -{R C ×(I

  B + I C )}………………………………(2.22)

  Dengan V

  CE

  = Tegangan pada kaki kolektor-emitor,V

  BE

  = Tegangan pada kaki basis-emitor,Vcc = Tegangan catu, I B = Arus basis,

  I C = Arus kolektor, Rc = Hambatan kolektor,R

  B

  = Hambatan kaki basis

E. Transistor Sebagai Penguat Daya

Gambar 2.8 memperlihatkan rangkaian penguat daya CE. “pembagi tegangan” berasal dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh R

  3

  dan R 4.

Gambar 2.9 Rangkaian untuk mencari R

  Gambar 2.8Penguat daya CE dengan prategangan pembagi tegangan

  Dari Gambar 2.29. didapat persamaan R TH = R

  TH [7]

  RTH

R1

R2

  maka rangkaian gambar 2.8 diubah menjadi Gambar 2.9

  TH,

  Dengan analisis thevenin, maka diperoleh dua besaran yaitu hambatan thevenin (R TH ) dan teganga thevenin (V TH ).[7]

  IC Output

  1 =

  1 C3

  2

  3

  C4 R4 R3 Q2

  Input

  L1

  IB

1. Untuk mencari R

  1 paralel R 2 …………………………………………..(2.24) TH R

1 R R

• …………………………...………………….(2.25)

  2

  1

  1

• =

  2

  1

  2

  1

  1 R R R R R TH ×

  ………………………………………………(2.26)

  2. Untuk mencari V , maka rangkaian Gambar 2.9 diubah menjadi Gambar

  TH

2.10 VCC

  R1

  VTH R2