Download - JURNAL Scrambling
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Scrambler (encode) dan Descrambler (decode)
Teknik pengacakan suara telah banyak dipakai dalam bidang telekomunikasi.
Teknik pengacakan suara ada secara digital dan secara analog. Pengacakan suara
secara analog masih banyak dipakai walaupun sistim encode digital (digital
encoding) relatif mudah dibuat dan memberikan jaminan keamanan yang lebih
tinggi. Hal ini disebabkan data audio yang dijadikan digital memerlukan lebar
jalur yang jauh lebih besar daripada sumber sinyal analognya. Dengan demikian,
jika tersedia lebar jalur yang terbatas untuk menyalurkan sinyal audio-misalnya 3
KHz untuk percakapan dan 15 KHz untuk sinyal musik-enkode digital tidak
cocok dipakai. Cara lain yang memakai lebar jalur yang sesuai harus dipakai
untuk menyalurkannya.
2.1.1. Prinsip Encode
Sistim enkode yang semuanya analog mengubah sinyal audio menjadi tidak dapat
dimengerti sama sekali dengan menggeserkan keseluruhan spektrum frekwensi
antara 50 Hz sampai sekitar 10 KHz sejauh 1-2 KHz dalam kanal yang ada. Jika
penggeserannya sejauh 1 KHz , sumber sinyal 50 Hz akan tergeser ke 1050 Hz
dan sinyal 10 KHz menjadi 11 KHz. Dalam sistim ini. jangkah frekwensi dibawah
frekwensi 1050 Hz menjadi kosong setelah encode. Operasi penggeseran mi
diperlihatkan pada gambar 2. la. Gambar 2.1b memperlihatkan versi enkode
lainnya, dimana frekwensi audio kemudian dicerminkan pada frekwensi tertentu.
Kedua sistim enkode ini menghasilkan sinyal audio yang sama sekali tidak dapat
dimengerti. Hanya jeda, tekanan, dan alunan suara saja yang dapat diikuti.
6
Gambar 2. 1 a. Prinsip penggeseran spektrum.
b. Prinsip pembalikan spektrum.
Kedua sistim enkode pada gambar 2.1 memiliki kelebihan dan kekurangannya
masing-masing. Sistim pada gambar 2.1b mudah dipraktekkan pada pemancar
dan penerimanya. Namun, jika diterapkan pada saluran komunikasi FM,
bandingan sinyal terhadap desah (S/N) dipenerima menjadi buruk karena sinyal
audio yang tergeser ini memiliki komponen frekwensi tinggi yang lebih banyak
dibandingkan sumber asalnya. Kebalikannya, jika dipakai sistim pada gambar
2.la , spektrum informasi ini dibawa oleh bagian bawah spektrum sehingga tidak
terjadi penurunan S/N. Sistim yang spektrumnya diperlihatkan pada gambar 2.la menghasilkan sinyal
keluaran yang teracak dan tidak mudah diterjemahkan kembali. Penggeseran
7
spektrum audio dapat dilakukan dengan cara-cara yang diambil dan teknik radio
dalam pembangkitan dan demodulasi sinyal SSB.
Dua sistim pertama didasarkan pada tapis jalur sempit Cara ini banyak dipakai
dan tidak menimbulkan masalah dengan frekwensi audio komunikasi yang
membentang dari 300 Hz sampai 3,4 KHz saja (percakapan).
Pemancaran musik melalui saluran komunikasi yang menggunakan pergeseran
spectrum memiliki lebih banyak masalah dibandingkan sinyal percakapan. ini
dikarenakan spektrum frekwensi yang hams digarap tanpa menghasilkan cacat
menjadi jauh lebih lebar. Untuk hal ini, kita akan membahas sistim enkode yang
dipakai pada alat pengacakan suara menggunakan "metoda ketiga" yang telah
lama dikenal dalam dunia amatir radio.
2.1.1.1 Metode Ketiga
Cara ketiga ini untuk memperoleh modulasi SSB dengan sederhana
dinamakan juga metode ketiga. Metode ini dirintis oleh D.K Weaver, dan
dikembangkan pada tahun-tahun 1950-an. Cara ini mirip dengan metode
penggeseran-fasa, dalam hal kenyataan bahwa sinyal audio dimodulasikan dulu
pada suatu sub-pembawa (sub-carrier) audio. Sistim ini diperlihatkan pada
gambar 2.2. Modulator-modulator 1 dan 2 bekerja untuk mengkombinasikan
sinyal audio dengan sub-pembawa audio, sehingga keluaran modulator 1
mengandung jalur sisi atas dan bawah, yang keduanya tergeser fasanya sebesar 90
derajat, sedangkan keluaran modulator ke 2 mengandung jalurisasi atas dan
bawah yang tidak tergeser. Jalurisasi-jalurisasi atas dari keduanya dihilangkan
oleh filter-filter low pass yang memotong pada frekwensi sub-pembawa fo.
Sinyal-sinyal ini kemudian di masukkan ke modulator ke 3 dan 4, yang didorong
berturut-turut oleh frekwensi pembawa RF langsung, dan frekwensi pembawa RF
yang digeser fasanya 90 derajat.
8
Keluaran dari modulator ke 3 mengandung suatu kelompok jalursisi
(fc+fo-fm) yang digeser dengan +90 derajat dan suatu kelompok jalurisasi kedua
(fc-fo+fm) yang digeser dengan -90 derajat. Modulator 4 menghasilkan
(fc+fo-fm) yang digeser dengan +90 derajat, yang adalah sefasa dengan
komponen pertama dari modulator 3 dan dapat dijumlahkan langsung dengannya;
modulator yang sama juga menghasilkan (fc-fo+fm) yang digeser dengan +90
derajat, yang adalah berselisih fasa 180 derajat, dengan komponen yang sesuai
dari modulator 3, sehingga akan saling menghapus. Keluaran yang diperoleh dan
rangkaian penjumlah adalah komponen (fc+fo-fm) (dimana pergeseran fasa, 90
derajat diabaikan), Yang sesuai dengan jalursisi bawah dan fin pada frekwensi
pembawa (fc+fo). Jalur sisi yang lain dan pembawa sudah dihapus.
Jika masukan-masukan pembawa ke modulator 3 dan 4 saling ditukarkan,
keluarannya adalah jalursisi atas pada frekwensi pembawa (fc-fo) . Perlu dicatat
bahwa sub pembawa audio dapat ditempatkan ditengah-tengah daerah frekwensi
modulasi. Jika ini dilakukan, frekwensi modulasi dapat lebih besar daripada fo
dan setengah dan jalursisi bawah dan modulator-modulator (1 dan 2) akan terlipat
didalam daerah nol (0) sampai fo dan dicampur dengan setengah yang lain dari
jalursisi. Ini tidak akan berakibat apa-apa karena modulator-modulator akhir
(3 dan 4) bekerja dengan cara sedemikian sehingga frekwensi-frekwensi jalursisi
yang ditimbulkan olehnya adalah sehiruhnya pada satu sisi saja dari pembawa
(fc + fo).
9
Gambar 2. 2. "Metode Ketiga" pembangkitan sinyal SSBSC.
2.1.2. Prinsip Decode
Proses penerjemahan kembali (decoding) yang diperlukan untuk
mengembalikan sinyal kespektrum asalnya dapat dibagi menjadi sejumlah operasi
seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.3.
Modulator Balans 1
LPF Audio
Modolatur Balans 3
Penggeser Fasa 90 0
Osilator pembawa audio
Modolatur Balans 2
LPF Audio
Osilator Pembawa kristal
Penggeser Fasa 90 0
Modolatur Balans 4
Rangkaian Penjumlah
10
Gambar 2.3. Perkalian dengan dua fasa terkunci, penapisan dan Penekanan jalur
samping merupakan fungsi-fungsi utama yang menjadi bagian
proses dekode.
Seperti terlihat pada gambar 2.3a, fungsi dekoder yang pertama adalah
membatasi lebar jalur sinyal yang tersandi, misalnya untuk jangkah frekwensi
500 Hz sampai 10 KHz. Lereng tapis diujung alas spektrum berfungsi untuk
mencegah dihasilkannya intermodulasi pada proses dekode, sedangkan tapis lulus
atas mencegah siulan antara 1 KHz dan 2 KHz akibat komponen frekwensi
rendah yang mungkin terambil kesaluran.
Pada bagian 2.1.1.1 telah dicatat bahwa bila suatu sinyal SSB dikalikan
dengan suatu sinyal pembawa serempak, hasilnya akan mengandung sinyal
modulasi asli. Dalam praktek, demodulasi diperoleh dengan menggunakan salah
satu dari detektor hasil kali atau rangkaian-rangkaian modulator balans yang
ditambah dengan filter-filter jalursisi dengan cutoff tajam untuk memilih jalursisi
11
yang dikehendaki dari sinyal-sinyal yang diterima, dimana rangkaian enkode dan
dekode indentik hanya berbeda komponen- komponen pasifnya saja.
2.2. Filter
Filter atau tapis dalam sistim elektronika telekomunikasi dirancang untuk
melewatkan suatu pita frekwensi tertentu dan meredam semua frekwensi diluar
pita tersebut.
Daerah frekweasi yang dilewatkan disebut band pass (pita lewat) dan daerah
frekwensi yang diredam disebut stop band.
Bila komponen penyusunnya merupakan komponen pasif seperti resistor,
kapasitor dan induktor maka filter tersebut disebut filter pasif. Dan bila filter
disusun oleh komponen aktif seperti transistor, 1C, dioda serta filter beberapa
komponen aktif lainnya maka filter ini disebut filter aktif. Berdasarkan sifat-sifat
filter maka filter dibagi dalam beberapa jenis :
2.2.1. Filter Low Pass (LPF)
Rangkaian filter ini berfungsi melewatkan frekwensi dibawah frekwensi
tertentu (frekwensi rendah) dan meredam semua frekwensi yang berada diatas
frekwensi tertentu (frekwensi tinggi). Seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.4. Bentuk Kurva LPF
12
Tapis lulus bawah LPF dasar diperlihatkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.5. tapis lulus bawah dasar
Konfigurasi rangkaian adalah sebuah pengikut tegangan. Resistor R dan C
pada masukan tak membalik membentuk pembagi tegangan. Bila frekwensi Vin
dibawah fcl maka kapasitor C besar sehingga sebagian besar Vin yang besar,
Vout juga besar. Penguat tahapan akan maksimum pada frekwensi-fiekwensi
yang lebih rendah, bila frekwensi Yin dibumikan. Dengan Vin yang kecil maka
Vout juga kecal. Jadi sekali lagi penguat frekwensi -frekwensi yang lebih tinggi.
2.2.2 High Pass Filter (HPF)
Tapis lulus atas HPF menampilkan fungsi kebalikan tapis lulus bawah (LPF).
Tapis akan meredam semua frekwensi dibawah frekwensi sumbat (fc) dan
melewatkan frekwensi diatas fc. Gambar dibawah ini menunjukan kurfa
tanggapan frekwensi HPF.
Gambar 2.6. Tapis lulus atas.
13
2.2.3 BPF (Band Pass Filter)
Tapis ini akan melewatkan frekwensi-frekwensi dalam daerah tertentu dan
menolak frekwensi-frekwensi lainnya. Karakteristik dari BPF dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
Gambar 2.7. Karakteristik ideal BPF
2.2.4. Band Stop Filter (BSF)
BSF merupakan filter yang mencegah semua frekwensi yang berada pada
daerah tertentu dan mengizinkan frekwensi yang berada diluar frekwensi-
frekwensi tersebut untuk melewati rangkaian yang diinginkan.
Gambar 2.8. Karakteristik ideal BSF
14
2.3. Penguat
Penguat dapat dijelaskan sebagai suatu blok dengan pasangan terminal
masukan dan pasangan terminal keluaran beban dan hubungan untuk memberikan
daya listrik pada penguat.
Sinyal yang dikeluarkan dapat berupa tegangan bolak-balik atau searah. Blok
diagram dan penguat tersebut dilihat seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.9. Blok diagram penguat
Dimana :
Vs : Sinyal masukan
Is : Arus masukan.
Vi : Tegangan masukan penguat
Vo : Tegangan keluaran penguat
Rs : Resistansi dalam sumber
Ri : Resistansi masukan penguatan
Lo : Arus keluaran penguat
Rx : Resistansi beban
Ro : Resistansi keluaran
Vcc : Tegangan sumber
Idc : Arus sumber
15
Besarnya penguatan arus adalah :
Penguatan tegangan:
Penguatan daya:
2.3.1. Penguat Op-Amp
Penguat operasional atau Op-amp adalah rangkaian elektronik yang dirancang
dan dikemas secara khusus sehingga dengan komponen luar sedikit saja dipakai
untuk berbagai keperluan.
Op-amp adalah singkatan dad operational amplifier atau penguat operasi,
yang merupakan sederetan susunan pada rangkaian terpadu (1C), Yang
menggunakan rangkaian umpan balik luar untuk kontrol responnya, dan mampu
memperkuat sinyal masukannya.
Karakteristik dan op-amp adalah:
1. Impedansi masukan sangat tinggi, sehingga arus masukan dapat diabaikan.
2. Penguatan loop terbuka amat tinggi.
3. Impedansi amat rendah, sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh
pembebanan.
Io
IsAi =
Vo
ViAv =
Vo
Vi Is AP = Po / Pi =
16
Simbol op-amp dilambangkan dengan segi-tiga yang mempunyai dua input
yaitu membalik kenyataan dengan tanda minus (-) dan input tak membalik dengan
tanda plus (+), keduanya mempunyai satu output.
Gambar 2.10. Simbol skema op-amp.
2.3.1.1. Penguat Op-amp Membalik (Non-inverting)
Sebuah penguat menerima arus atau tegangan kecil pada masukan dan
membangkitkan arus atau tegangan yang lebih besar pada output (keluaran).
Penguat op-amp memiliki penguatan yang relatif linier, keluarannya dikendalikan
sebagai fungsi dari pada masukan. Penguat membalik op-amp dasar diperlihatkan
pada gambar dibawah ini:
Gambar2. 11. Penguat membalik.
Penguatan tegangan rangkaian ditentukan menurut :
Vout
VinAv =
17
Sementara faktor penguatan dalam modus loop tertutup untuk penguat pembalik dinyatakan dalam:
Tegangan keluaran diperoleh dengan jalan mengalikan tegangan masukan yang
diketahui dengan faktor penguatan.
Vout = ( AV. Vin )
atau,
2.3.1.2 Penguat tak membalik (Inverting)
Op-amp dapat dipakai sebagai peoguat tak mftimbalik sebagaimana terlihat
pada gambar dibawah ini:
Gambar 2. 12. Penguat tak membalik.
Dalam konfigurasi rangkaian ini umpan balik digunakan untuk mengatur
penguatan tetap diberikan pada masukan membalik, tapi Vin diberikan pada
masukan tak membalik Tegangan keluaran sefasa dengan tegangan masukan
untuk rangkaian ini. Maka rumus untuk penguatan adalah:
Rf
RinAv =
Rf . Vinput
RinVout =
Rf
Rin Av = 1 +
18
akhirnya tegangan keluaran dapat dihitung dengan perencanaan :
2.3.1.3. Penguat Penyangga
Penguat penyangga disebut juga sebagai buffer. Penyangga elektronik adalah
suatu rangkaian yang mengambil isyarat dari piranti keluaran yang peka dengan
impedansi tinggi lalu mengirimkannya kembali ke beban yang relatif berat.
Penyangga mempunyai penguatan hampir satu dan impedansi masukannya sangat
tinggi, sehingga penyangga ini hanya menyajikan beban dengan kepada rangkaian
peka impedansi. Keluarannya haruslah sangat rendah, sehingga dapat
menggerakkan beban resistansi rendah tersebut. Penyangga kadang-kadang juga disebut rangkaian pengikut sumber dan
pengikut penguat satu, penguat penyangga atau penguat isolasi yang
menggunakan penguat operasional. Semuanya merupakan contoh yang baik
tentang rangkaian penyangga.
Gambar2. 13. Penguat penyangga
Rangkaian penguat penyangga diperhatikan pada gambar diatas dimana
tegangan masukannya, Vin dihubungkan langsung kemasukan positif, karena
tegangan antara terminal positif dan terminal negatif dapat dianggap nol.
Maka:
Vout = Vin
Rf
Rin Vout = Vin . 1 +
19
Sehingga tegangan keluarannya menyamai tangan masukan , karena sesuai
dengan nama rangkaian tersebut. Tegangan keluarannya mengikuti tegangan
masukan atau sumbernya. Gain tegangannya adalah satu (1). Seperti diperlihatkan
pada rumus berikut ini:
karena RF = 0 maka Av = 1
2.3.1.4. Karakteristik dan Parameter Op-Amp
1. Impedansi Masukan
Idealnya, impedansi masukan op-amp adalah tak berhingga, namun dalam
kenyataannya hanya mencapai 1 M ohm atau lebih. Beberapa op-amp khususnya
ada yang memiliki impedansi masukan 100 M ohm, kian tinggi impedansi
masukan, kian baik penampilan op-amp tersebut Pada frekwensi-frekwensi tinggi
kapasitansi masukan op-amp banyak berpengaruh. Biasanya kapasitansi ini
kurang dari 2 pF, bila sebuah terminal masukan op-amp dikebumikan.
2. Impedansi keluaran
Idealnya, impedansi keluaran adalah nol (0). Kenyataannya, berbeda untuk
setiap op-amp. Impedansi keluaran bervariasi antara 25 ohm sampai ribuan ohm
untuk kebanyakan pemakaian. Sehingga op-amp berfungsi sebagai sumber
tegangan dilewati arus dari berbagai macam beban. Dengan impedansi masukan
yang tinggi dan impedansi keluaran yang rendah, op-amp akan berperan sebagai
piranti penyesuaian impedansi.
Vout
Vin Av = 1 =
Rf
Rin Av = 1 +
20
3. Arus bias masukan
Secara teoritis impedansi masukan tak berhingga besarnya, sehingga
seharusnya tak ada arus masukkan. Namun dalam praktek akan ada sedikit arus
masukan, pada khususnya dalam ordo pikoampere sampai mikroampere. Harga
rata-rata kedua arus ini dapat menggoyahkan kestabilan op-amp, sehingga
mempengaruhi keluaran. Pada umumnya kian rendah arus bias masukan, kian
rendah pula kestabilannya.
4. Tegangan onset keluaran
Tegangan offset keluaran (tegangan kesalahan) disebabkan oleh arus bias
masukan. Bila kedua masukan sama besar, keluaran op-amp akan nol (0) volt.
Namun jarang ditemukan kejadian seperti mi, sehingga pada keluarannya akan
ada sedikit tegangan. Keadaan seperti ini dapat diatasi dengan teknik penolan
offset, masukan.
5. Arus offset masukan
Kedua anis masukan seharusnya sama besar sehingga tegangan keluaran nol.
Tapi hal tersebut tidak mungkin, karena itu ham ditambahkan arus offset masukan
untuk menjaga supaya keluaran tetap nol (0) volt. Dengan perkataan lain, untuk
memperoleh sebuah masukan mungkin menarik arus lebih besar dan pada lainnya.
Arus offset dapat mencapai 20 mA.
2.4. Osilator
Sistim-sistim telekomunikasi elektronika tidak akan dapat bekerja tanpa
adanya sumber gelombang listrik sinusoida. Osilator mengubah tegangan dc
menjadi tegangan ac.
21
2.4.1. Prinsip dasar osilator
Osilator adalah suatu alat yang merupakan elemen-elemen aktif dan pasif
untuk menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal atau bentuk gelombang
periodik lainnya. Suatu osilator memberikan tegangan keluaran dari suatu bentuk
gelombang yang diketahui tanpa penggunaan sinyal masukan dari luar osilator.
Osilator mengubah daya anis searah (dc) dari catu daya menjadi daya arus
bolak-balik (ac) dalam beban. Jadi dalam osilator tidak ada sinyal yang diterima
dari luar. Sinyal awal untuk menyulut (trigger), osilasi biasanya diberikan oleh
tegangan derau. Tegangan derau muncul sewaktu catu daya dihidupkan, karena
spektrum frekwensi derau sangat lebar. Osilator selalu memiliki tegangan
komponen pada frekwensi yang benar untuk bekerjanya osilator.
2.4.2. Jenis-jenis osilator
Osilator dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara tergantung kepada bentuk
gelombang yang dibangkitkan . Osilator dapat dibagi menjadi dua katagori, yaitu
osilator sinusoida atau osilator harmoilik dan osilator relaksasi. Osilatar sinusoidal menghasilkan bentuk gelombang sinusoda atau mendekati
simisoida pada frekwensi tertentu. Sedangkan osilator relaksasi menghasilkan
bentuk gelombang bukan sinusoida seperti segi empat dan gelombang gigi
gergaji. Berikut mi ada beberapa jenis osilator hannomk / osilator sinusoida yang
sering digunakan.
1. Osilatar LC elektronik.
2. Osilator Hertley.
3. Osilator colpitts.
4. Osilator Amstrong.
5. Osilatar Gandengan elektron.
6. Osilator Kristal
22
Semua mi adalah jenis-jenis osilator yang sering digunakan dad sekian banyak
osilator yang tersedia dan pada pembicaraan kita disini terbatas pada jenis osilator
yang digunakan yaitu osilator kristal.
2.4.2.1. Osilator Kristal
Hampir semua peralatan komunikasi modem menggunakan osilator kristal
kuarsa karena osilator ini tidak akan bergeser (drift) lebih dan beberapa Hz dari
frekwensi dasarnya. suatu osilator frekwensi variabel atau osilator "terangsang
sendiri" (self-excited) dapat bergeser cukup besar. Suatu kristal kuarsa dapat berupa seperti pecahan kaca jendela tipis yang
berukuran 1/4 sampai dengan 1-inci persegi. Untuk menggunakannya sebagai
suatu osilator , maka kristal kuarsa harus dipotong dalam irisan yang tipis dan
halus. Jika sebuah kristal - kristal dipegang diantara dua plat logam yang datar
dan kedua plat tersebut ditekan bersama, maka akan timbul suatu ggl yang kecil
diantara kedua plat tersebut, seolah-olah kristal menjadi baterai pada saat itu. Bila
plat dilepas maka kristal kembali ke bentuk semula dan suatu ggl dengan polaritas
berlawanan akan timbul diantara kedua pelat. Dengan cara ini energi mekanik
ditambah menjadi energi listrik oleh kristal. Jika diberikan ggl dengan polaritas
berlawanan, kristal akan berubah bentuk dengan arah berlawanan. Dengan cara
ini energi listrik diubah menjadi energi mekanik oleh kristal. Kedua aksi yang
berbalikan pada kristal ini dikenal sebagai efek piezoelektrik. Jika kristal yang terletak pada diantara dua pelat logam dirangsang-kejut balik
dengan tekanan secara fisik maupun dengan muatan listrik, maka kristal tersebut
akan bergetar secara mekanik pada frekwensi alamnya dalam waktu singkat dan
pada saat yang sama menghasilkan ggl ac diantara kedua pelat Dimana peristiwa
ini menghasilkan ggl ac jauh lebih lama daripada rangkaian LC, karena kristal
mempunyai Q yang jauh lebih besar (rugi-rugi lebih kecil) dari pada rangkaian
LC.
23
Kegunaannya sebagai unsur pengatur frekwensi dalam rangkaian osilator akan
dibicarakan disini. Dengan hubungan semestinya, kristal dapat digunakan untuk
mengatur setiap osilator LC tala. Kristal dapat menghasilkan suatu keseluruhan
rangkaian tangki LC, atau dapat juga dipakai untuk menggantikan satu dari
reaktansi-reaktansi dalam sebuah rangkaian tangki. Rangkaian osilator kristal
Pierce akan melukiskan metoda ini, osilator fierce pada dasarnya sebuah osilator
Colpitts yang induktornya diganti dengan kristal. Rangkaiannya diberikan dalam
gambar .a , sedangkan rangkaian ekivalennya dalam gambar .b, dimana kristal
yang digunakan sudah diganti rangkaian ekivalennya. Frekwensi resonansi rangkaian ditentukan oleh resonansi sen dari rangkaian
yang terdiri dari Cl, C2, Cs dan Ls. LI, L2 keduanya adalah lebih jauh besar
daripada Ls, sehingga frekwensi resonansi hampir seluruhnya tergantung pada
nilai dari Cs. Kapasitansi masukan penguat dan C 1 ,C2, secara efektif sudah
menghilangkan artinya oleh Cs dan frekwensi resonansi adalah hampir sama
dengan nilai sen untuk kristal itu sendiri.
Perbandingan dari Xc2/Xc1 dari persamaan sebagai berikut:
Dan perolehan rantaian yang diperlukan ditentukan dengan cara yang sama.
Setiap energi yang diambil dari rangkaian untuk mendorong tingkat-tingkat
penguat berikutnya adalah ekivalen dengan penurunan Q dari kristal, dan
rangkaian-rangkaian pengandengan khusus hams digunakan untuk membuat
pengaruh pembebanan yang seminim mungkin.
Dalam rangkaian praktek, Sebuah rangkaian tangki tala pararel yang ditala
pada frekwensi yang dikehendaki ditempatkan pada rangkaian kolector, dan
tingkat berikutnya digandeng dengan transformator melalui tangki ini. Impedansi
X2
X1 Av (loop) = 1 < Avo
24
beban yang disajikan ke penguat dengan demikian dapat diperbesar hingga ke
nilai yang tidak akan banyak pengaruhnya terhadap Q kristal.
2.5. Penggeser Fasa
Sebuah rangkaian penggeser fasa ideal harus memancarkan suatu gelombang
tanpa mengubah amplitudonya tetapi mengubah sudut fasanya sebesar yang
ditetapkan sebelumnya. Misalkan, suatu gelombang sinus Ei dengan frekwensi
1 KHz dan harga puncak sebesar 1 volt merupakan masukan - masukan dari
penggeser fasa dalam gambar .a . Keluaran Vo mempunyai frekwensi dengan
amplituda yang sama tetapi meninggalkan Ei sebesar 90 derajat sesudah Ei
bergerak melewati 0 V. Secara matematis, Vout dapat dinyatakan oleh:
Vout = Ei - 90°
sebagai pernyataan umum bentuk tegangan keluaran dan rangkaian fasa filter
dalam gambar.a.
Vout = Ei - 90°
dimana 0 adalah sudut fasa dan akan bisa didapatkan dan persamaan:
0=2arctan2f
Gambar2. 14. a. Sinyal pada pengali
b. Rangkaian penggeser fasa.
25
Rangkaian penggeser fasa diperlihatkan pada gambar diatas. Dan gambar dapat
kita ketahui untuk mendapatkan sebuah rangkaian penggeser fasa yang benar dan
bagus maka tahanan-tahanan R harus sama dengan setiap harga yang cocok mulai
dan 10 ohm sampai 220 Kohm bisa digunakan. Sudut fasa 0 derajat hanya
tergantung pada Rl, Cl dan frekwensi fdari Vin saja. hubungannya adalah:
0=2 arctan2f.Ri.Ci
Dimana nilai 0 dapat dinyatakan derajat, f dalam hertz, R1 dalam ohm dan C1
dalam farad. Persamaan diatas untuk mencari sudut pasa.
2.6. Catu Daya
Sebuah catu daya akan mengkonversikan tegangan input ac menjadi tegangan
keluaran dc.
Gambar 2. 15. blok diagram dari catu daya.
Komponen utama dari sebuah catu daya adalah penyearah. Penyearah ini
umumnya terbentuk dari satu atau lebih dioda silikon. Dioda akan menghantar
hanya jika diberikan tegangan bias maju (forward bias). Tegangan input ac yang
mempunyai polaritas positif dan negatif pada siklusnya dikonversikan ke dalam
bentuk tegangan dc dengan polaritas yang konstan (tetap). Pada dasarnya hanya
sebuah dioda yang dibutuhkan untuk merubah tegangan input ac menjadi
tegangan output dalam bentuk dc. Kapasitor-kapasitor filter juga dibutuhkan
untuk mengurangi riak (ripple) dari tegangan dc yang dihasilkan. Sebagai
26
tambahan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran dapat ditambah sebuah
penstabilan tegangan.
2.6.1. Penyearah
Rangkaian penyearah dapat dibagi menjadi tiga bagian, antara lain :
2.6.1.1. Penyearah Setengah Gelombang
Pada penyearah setengah gelombang yang ditunjukkan pada gambar. dibawah
ini merupakan penyearah dioda dari salah satu keluaran transformator. Siklus
kerjanya jika A berada dalam keadaan positif, maka dioda akan mendapat
tegangan maju, berarti arus mengalir melalui dioda menuju B. Sedangkan bila B
positif dioda mendapat tegangan mundur, jadi arus tidak akan mengalir melalui
dioada menuju B. Untuk mencari tegangan keluaran pada penyearah setengah gelombang ini
dapat digunakan rumus sebagai berikut:
Gambar 2.16. Rangkaian penyearah setengah gelombang.
Vp
u Vdc =
27
Gambar 2.17. Rangkaian penyearah setengah gelombang.
2.6.1.2. Penyearah Gelombang Penuh
Penyearah mi menggunakan dua buah dioda yang sejenis, seperti pada
gambar. Siklus kerjanya, jika Dl berada dalam keadaan positif yang berarti
mendapat tegangan maju (foward bias), sedangkan D2 mendapat tegangan
mundur (levers bias) dan sebaliknya. Untuk lebih jelasnya gelombang keluaran
pada penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada gambar . Untuk mengetahui
besarnya tegangan keluaran dari penyearah gelombang penuh dapat dicari dengan
rumus berikut:
Gambar 2. 18. a. Rangkaian penyearah gelombang
b. Output penyearah gelombang penuh
28
2.6.1.3. Penyearah Jembatan
Jenis penyearah paling banyak digunakan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
pada gambar .a. yang merupakan penyearah jembatan, sedangkan untuk output
dari penyearah jembatan mi dapat dilihat pada gambar .b.
Gambar 2. 19. a. Rangkaian penyearah jembatan.
b. Output penyearah jembatan.
Penyearah jembatan adalah merupakan cara menyearahkan yang paling
terkenal, karena ia menonjolkan puncak tegangan yang sama dengan penyearah
setengah gelombang dan mempunyai nilai rata-rata yang paling tinggi
dibandingkan pada penyearah gelombang penuh. Selama setengah siklus pertama dioda Dl dan D3 mengalami forward bias dan
dioda D2 dan D4 mengalami revers bias. Sehingga arus mengalir melalui dioda
Dl dan D3. Yang diperlihatkan pada gelombang pertama pada keluarannya. Pada
setengah siklus yang kedua dimana Dl dan D3 mengalami revers bias sedangkan
02 dan D4 mengalami forward bias sehingga arus mengalir melalui D2 dan D4,
hal ini akan diperlihatkan oleh gelombang kedua dan output gelombang
keluarannya. Kemudian keluaran gelombang yang sudah disearahkan dengan menginginkan
penyearah jembatan adalah tegangan dc yang berdenyut. Untuk merubah
tegangan dc yang berdenyut maka diberikan penapis agar tegangan yang keluar
tidak mengandung ripple dan mempunyai tegangan yang konstan.
29
2.7. Rangkaian Pengali (Mixer)
Suatu rangkaian yang dapat mengalikan dua bentuk gelombang analog,
banyak digunakan pada berbagai aplikasi frekwensi radio. Rangkaian ini
mempunyai berbagai nama yang berbeda tergantung dengan jenis aplikasinya
diantaranya adalah modulator pencampur, detektor sinkron atau detektor phasa.
Bentuk modulasi yang paling sederhana adalah modulasi amplitudo (AM). Pada
modulasi amplitude frekuensi pembawa divariasikan menurut sinyal pemodulasi
yang perubahannya lebih lambat. Sebuah pengali dapat melakukan pekerjaan ini.
Rangkaian ini juga digunakan sebagai pengendali penguatan yang bervariasi
(variabel gain control) dengan jalan memberikan tegangan dc pada salah satu
masukannya. Bila sinyal-sinyal yang dimasukan mempunyai frekwensi-frekwensi fl dan Q
maka sinyal keluaran mempunyai frekwensi-frekwensi fl + f2 dan fl - F2. Maka
bila sinyal yang berfrekwensi fO dicampur dengan suatu pita sinyal dekat
frekwensi nol (pita yang dibatasi oleh frekwensi maksimum f maks) akan
menghasilkan pita-pita frekwensi yang simetris disekitar fo yaitu antara f0 – f
maks dan fo + f maks.