Sistem Penerima dan Pemancar Sebuah Pendahuluan yoppysazaki@gmail.com

Elektronika Telekomunikasi Motivasi Tujuan dari telekomunikasi adalah mengirimkan berita dari suatu tempat ke tempat lain. Yang mana dalam realisasinya dipergunakan sinyal elektris tg berubah dg waktu sinyal (AC). Dalam telekomunikasi wireless media, transmisi yang dipergunakan untuk pengiriman data-data adalah udara. Data-data yang ‘bergerak’ dari tempat pengiriman-nya (pemancar/transmitter) ke tempat tujuannya (penerima/receiver) merambat secara bebas di udara. Jadi dalam perjalanannya, data-data itu melalui tiga tempat berbeda: pemancar- ruang bebas - penerima. Di pemancar dan penerima, data-data itu berupa sinyal yang ‘tertuntun’ (guided) oleh rangkaian-rangkaian elektronika, sedang di ruang bebas, data merambat tanpa tuntunan (unguided). 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Untuk menghasilkan sinyal yang merambat bebas di udara dari sinyal yang tertuntun di rangkaian elekronika, dipergunakan alat khusus yang dinamakan antenna pemancar. Sedangkan untuk mendapatkan sinyal tertuntun dari sinyal yang merambat di udara, dipergunakan antenna penerima. Kedua antenna tersebut, secara umum dikatakan antenna. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Pada prakteknya banyak pemancar yang juga berfungsi sebagai penerima. Alat tersebut dinamakan juga transmitter-receiver atau transceiver. Untuk menggunakan sebuah antena dalam melakukan fungsinya sebagai pemancar sekaligus penerima, digunakan alat penghubung yang dinamakan duplexer atau sirkulator. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Dalam realisasinya sinyal yang akan ditransmisikan melalui antena harus memiliki beberapa syarat tertentu supaya bisa dipancarkan secara efisien oleh antena, dan sampai ke penerima dengan baik. Beberapa syarat itu misalnya: Sinyal yang dipancarkan oleh antena haruslah berfrekuensi tinggi, supaya antena pemancar yang dipergunakan memiliki dimensi yang ‘reasonable’ untuk dibuat. Hal ini berkaitan dengan efektivitas dari sebuah antena untuk bisa memancarkan sinyal tersebut. Sebuah antena hanya akan memancarkan sinyal listrik secara efisien, jika besar/panjang dari antena itu sebanding dengan panjang gelombang sinyal yang akan dipancarkan. Sinyal yang berfrekuensi rendah, misalnya 1 kHz (panjang gelombang 300 km) akan memerlukan antena sepanjang sekitar 300 km. Hal ini tentu akan sulit merealisasikannya. Untuk memungkinkan pengiriman sinyal tersebut dengan panjang antena yang mungkin untuk dibuat, sebelum sinyal tersebut dikirim ke antena, dilakukanlah proses modulasi. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi .   .   Modulasi adalah: proses memindahkan spekrum/ frekuensi dari suatu sinyal (yang biasanya rendah) ke spektrum yang lebih tinggi. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Dalam proses modulasi ini dilakukan pencampuran antara sinyal berita (yang biasanya berfrekuensi relatif rendah) dengan sinyal yang berfrekuensi lebih tinggi. Karena sinyal yang berfrekuensi tinggi ini bertugas membawa sinyal berita tersebut, maka sinyal ini dikatakan juga sebagai sinyal pembawa (carrier). Sinyal pembawa ini dihasilkan oleh suatu komponen yang dinamakan osilator. Dengan membesarnya frekuensi sinyal tersebut, maka dimensi antena yang bisa dipergunakan menjadi mengecil, sehingga dimungkinkannya pembuatan alat-alat yang bisa dibawa ke mana-mana (portable, ‘handy’) 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Sinyal yang dipancarkan oleh antena haruslah memiliki energi/daya yang cukup untuk bisa menjangkau penerima yang berjarak jauh dari pemancar tersebut, sehingga dimungkinkannya transmisi data berjarak jauh (puluhan sampai ribuan kilometer). Oleh sebab itu sebelum sinyal yang termodulasi tadi dikirimkan ke antena untuk dipancarkan, terlebih dahulu akan diperkuat dahulu oleh sebuah penguat daya (power amplifier) sampai mencapai level daya tertentu. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Bagan sebuah Pemancar 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Bagan dari Penerima Penerima (receiver) mempunyai tugas untuk ‘menangkap’ kembali sinyal yang dipancarkan oleh transmitter ke ruang bebas, kemudian memprosesnya sampai didapati kembali sinyal berita yang dikirim tanpa ada kekurangan padanya. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Tugas-tugas dari setiap blok yang terdapat pada bagan di atas akan diterangkan sebagai berikut: 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Antena Penerima Ada dua jenis antena, omnidireksional dan direktif. Antena omnidireksional dipakai terutama sekali oleh pemancar yang mempunyai tugas untuk mengirimkan sinyal ke semua arah dengan sama rata. Misalnya pemancar radio atau televisi. Sesuai dengan karakter dari antena, bahwa kemampuan sebuah antena untuk memancar identis dengan kemampuan dari antena itu untuk menerima, maka antena omnidireksional jika dipakai pada penerima, maka pesawat penerima itu mampu untuk mendapatkan sinyal yang datang dari semua arah. Antena ini digunakan, terutama sekali jika kita tidak mengetahui dari arah mana datang sinyal atau jika penerima memiliki kemampuan untuk bergerak, sehingga semua arah datangnya sinyal dengan antena jenis ini terpenuhi. Misalnya dalam penggunaannya pada handphone. Antenna yang direktif dipergunakan untuk komunikasi dari suatu posisi ke posisi yang lain. Dengan demikian hanya lokasi tertentu yang akan mendapat penyuplaian. Sebagai antena penerima, pesawat penerima hanya mampu untuk menerima sinyal yang datang dari arah tertentu, misalnya antena parabola untuk menerima sinyal dari satelit.   12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Filter Sinyal yang berada di udara dan mendatangi antena penerima, ada bermacam-macam dan berjumlah sangat banyak. Kemungkinan sinyal yang beraneka ragam ini akan ‘tertangkap’ oleh antena penerima. Untuk bisa memilih, sinyal mana yang kita inginkan, dan sinyal mana yang kita tidak ingin dapati, dipergunakanlah filter, yang bertugas untuk menyeleksinya. Dalam sistim komunikasi dikenal teknik multiplexing FDMA (frequency division multiple access), yang mana masing-masing sinyal dibedakan pada frekuensinya. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Gambar di atas menunjukkan tiga buah sinyal yang memiliki frekuensi pembawa (carrier frequency) berbeda-beda, , , dan . Sinyal-sinyal ini memiliki letak yang berbeda pada sumbu spektrum. Letak yang berbeda ini diatur pada saat proses modulasi, yang mana setiap osilator di pemancar asal dari sinyal tersebut memiliki frekuensi osilasi yang berbeda-beda, sehingga perbedaan letak sinyal ini memungkinkan filter untuk menyeleksi salah satu dari sinyal itu. Pada gambar di atas dilakukan proses penyeleksian sinyal yang berfrekuensi . Dengan demikian pada output dari filter ini kita dapati hanya sinyal nomor 2 (yang memiliki frekuensi ) Filter di depan ini juga bertujuan untuk melakukan ‘image rejection’, untuk lebih jelasnya lihat contoh di bawah. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Penguat Frekuensi Tinggi (RF, radio frequency) Bertugas memperbesar level dari sinyal terima, yang biasanya sangat kecil, sampai level tertentu yang bisa diproses oleh rangkaian sesudahnya (Mixer). Penguat ini haruslah mempunyai faktor derau (noise factor) yang rendah, hal ini dikarenakan sinyal yang datang pada (sinyal masukan) mempunyai level yang sangat rendah, sehingga apabila ada tambahan derau yang cukup signifikan yang disebabkan penguat ini, maka perbandingan daya sinyal dengan daya derau (S/N signal to noise ratio) akan semakin mengecil (menjelek), sehingga akan menyulitkan pesawat penerima untuk mendapatkan sinyal beritanya. Penguat ini disebut juga LNA atau low noise amplfier. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Mixer adalah rangkaian tak-linier, yang bertugas memindahkan frekuensi sinyal dari frekuensi tinggi ‘ke frekuensi antara (IF intermediate frequency) ‘ yang lebih rendah. Salah satu tujuan dari penggunaan mixer adalah untuk mempermudah proses sinyal selanjutnya. Dengan frekuensi yang lebih rendah, maka effort dari pemprosesannya menjadi jauh lebih kecil. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Osilator Local memiliki frekuensi kerja atau Osilator lokal bertugas memberikan sinyal hamonis ke mixer 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Filter IF Bertugas memilih sinyal yang berfrekuensi IF, yang muncul akibat proses mixing sebelumnya 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Contoh Jika sebuah receiver bertugas untuk menerima sinyal yang mempunyai frekuensi 9 GHz. Pada receiver ini dipergunakan osilator lokal yang memiliki frekuensi kerja 7 GHz, maka: 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi

Elektronika Telekomunikasi Filter yang ada di depan (tepat sesudah antena) hanya harus mengambil sinyal yang ada pada frekuensi pembawa 9 GHz, dan membuang/menekan (reject) sinyal yang terdapat pada frekuensi 5 GHz. Sinyal 9 GHz yang tersaring, akan dicampur dengan sinyal dari osilator lokal yang berfrekuensi 7 GHz, akan menghasilkan sinyal campuran yang berfrekuensi antara (IF) sebesar 2 GHz. Di samping itu, hasil mixing di atas akan menghasilkan frekuensi lain, misalnya 16 GHz. Filter sesudah mixer hanya akan mengambil sinyal yang berfrekuensi 2 GHz. Jika kita amati sinyal ‘bayangan’, sinyal ini jika masuk mixer, juga akan terjadi campuran yang menghasilkan sinyal berfrekuensi 2 GHz. Jika ini terjadi, sinyal ini akan mengganggu sinyal yang kita inginkan. 12/03/2018 Elektronika Telekomunikasi