Prinsip Komunikasi - Radio FM
Multiplexing divisi frekuensi digunakan di penerima radio dan televisi. Penggunaan utama FM adalah untuk komunikasi radio. Mari kita lihat struktur pemancar FM dan penerima FM bersama dengan diagram blok dan cara kerjanya.
Pemancar FM
Pemancar FM adalah keseluruhan unit yang mengambil sinyal audio sebagai input dan mengirimkan gelombang termodulasi FM ke antena sebagai output untuk dipancarkan. Pemancar FM terdiri dari 6 tahapan utama. Mereka diilustrasikan pada gambar berikut.
Cara kerja pemancar FM dapat dijelaskan sebagai berikut.
Sinyal audio dari output mikrofon diberikan ke pre-amplifier yang meningkatkan level sinyal modulasi.
Sinyal ini kemudian diteruskan ke filter high pass, yang bertindak sebagai jaringan pra-penekanan untuk menyaring noise dan meningkatkan rasio sinyal terhadap noise.
Sinyal ini selanjutnya diteruskan ke rangkaian modulator FM.
Rangkaian osilator menghasilkan pembawa frekuensi tinggi, yang diberikan ke modulator bersama dengan sinyal modulasi.
Beberapa tahapan pengali frekuensi digunakan untuk meningkatkan frekuensi operasi. Meski begitu, kekuatan sinyal tidak cukup untuk memancarkan. Oleh karena itu, penguat daya RF digunakan di bagian akhir untuk meningkatkan daya sinyal termodulasi. Output modulasi FM ini akhirnya diteruskan ke antena untuk dikirim.
Persyaratan Penerima
Penerima radio digunakan untuk menerima sinyal gelombang AM dan gelombang FM. DeteksiAM dilakukan dengan metode yang disebut sebagai Envelope Detection dan deteksi FM dilakukan dengan metode yang disebut sebagai Frequency Discrimination.
Penerima radio semacam itu memiliki persyaratan berikut.
Ini harus hemat biaya.
Ini harus menerima sinyal AM dan FM.
Penerima harus dapat menyetel dan memperkuat stasiun yang diinginkan.
Ini harus memiliki kemampuan untuk menolak stasiun yang tidak diinginkan.
Demodulasi harus dilakukan pada semua sinyal stasiun, berapa pun frekuensi pembawa.
Agar persyaratan ini terpenuhi, rangkaian tuner dan rangkaian mixer harus sangat efektif. Prosedur pencampuran RF merupakan fenomena yang menarik.
Pencampuran RF
Unit pencampuran RF mengembangkan Intermediate Frequency (IF) ke mana sinyal yang diterima diubah, untuk memproses sinyal secara efektif.
RF Mixer merupakan tahapan penting di receiver. Dua sinyal dengan frekuensi berbeda diambil di mana satu level sinyal mempengaruhi level sinyal lainnya, untuk menghasilkan output campuran yang dihasilkan. Sinyal masukan dan keluaran pencampur yang dihasilkan diilustrasikan pada gambar berikut.
Ketika dua sinyal masuk ke mixer RF,
Frekuensi sinyal pertama = F1
Frekuensi sinyal kedua = F2
Kemudian frekuensi sinyal resultan = (F1 + F2) dan (F1 - F2)
Sebuah mixer dari dua sinyal dengan frekuensi yang berbeda diproduksi pada keluarannya.
Jika diamati pada domain frekuensi, polanya terlihat seperti gambar berikut.
Simbol mixer RF terlihat seperti gambar berikut.
Kedua sinyal tersebut dicampur untuk menghasilkan sinyal resultan, dimana pengaruh satu sinyal mempengaruhi sinyal lainnya dan keduanya menghasilkan pola yang berbeda seperti yang terlihat sebelumnya.
Penerima FM
Penerima FM adalah keseluruhan unit yang mengambil sinyal termodulasi sebagai masukan dan menghasilkan sinyal audio asli sebagai keluaran. Amatir radio adalah penerima radio pertama. Namun, mereka memiliki kekurangan seperti sensitivitas dan selektivitas yang buruk.
Selectivity adalah pemilihan sinyal tertentu sementara menolak sinyal lainnya. Sensitivity adalah kapasitas untuk mendeteksi sinyal RF dan mendemodulasinya, sedangkan pada tingkat daya terendah.
Untuk mengatasi kekurangan tersebut, super heterodynepenerima ditemukan. Penerima FM ini terdiri dari 5 tahap utama. Mereka seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Bagian RF Tuner
Sinyal termodulasi yang diterima oleh antena pertama kali diteruskan ke tuner circuitmelalui trafo. Rangkaian tuner tidak lain adalah rangkaian LC yang disebut juga sebagairesonant atau tank circuit. Ini memilih frekuensi yang diinginkan oleh penerima radio. Ini juga menyetel osilator lokal dan filter RF pada saat yang bersamaan.
Pengaduk RF
Sinyal dari keluaran tuner diberikan ke RF-IF converter, yang berfungsi sebagai pengaduk. Ini memiliki osilator lokal, yang menghasilkan frekuensi konstan. Proses pencampuran dilakukan di sini, dengan sinyal yang diterima sebagai satu masukan dan frekuensi osilator lokal sebagai masukan lainnya. Output yang dihasilkan adalah campuran dua frekuensi [(f 1 + f 2 ), (f 1 - f 2 )] yang dihasilkan oleh mixer, yang disebut sebagaiIntermediate Frequency (IF).
Produksi IF membantu dalam demodulasi sinyal stasiun apa pun yang memiliki frekuensi pembawa. Oleh karena itu, semua sinyal diterjemahkan ke frekuensi pembawa tetap untuk selektivitas yang memadai.
JIKA Filter
Filter frekuensi menengah adalah filter bandpass, yang melewati frekuensi yang diinginkan. Ini menghilangkan komponen frekuensi tinggi yang tidak diinginkan yang ada di dalamnya serta kebisingan. IF filter membantu dalam meningkatkanSignal to Noise Ratio (SNR).
Demodulator
Sinyal termodulasi yang diterima sekarang didemodulasi dengan proses yang sama yang digunakan di sisi pemancar. Diskriminasi frekuensi umumnya digunakan untuk deteksi FM.
Penguat Audio
Ini adalah tahap penguat daya yang digunakan untuk memperkuat sinyal audio yang terdeteksi. Sinyal yang diproses diberi kekuatan agar efektif. Sinyal ini diteruskan ke loudspeaker untuk mendapatkan sinyal suara asli.
Penerima super heterodyne ini digunakan dengan baik karena kelebihannya seperti SNR, sensitivitas, dan selektivitas yang lebih baik.
Kebisingan di FM
Kehadiran noise juga menjadi masalah di FM. Setiap kali sinyal interferensi yang kuat dengan frekuensi yang lebih dekat ke sinyal yang diinginkan tiba, penerima mengunci sinyal interferensi tersebut. Fenomena seperti itu disebut sebagaiCapture effect.
Untuk meningkatkan SNR pada frekuensi modulasi yang lebih tinggi, disebut rangkaian high pass preemphasis, digunakan di pemancar. Sirkuit lain disebutde-emphasis, proses kebalikan dari pra-penekanan digunakan di penerima, yang merupakan rangkaian low pass. Sirkuit preemphasis dan de-penekanan banyak digunakan pada pemancar dan penerima FM untuk secara efektif meningkatkan output SNR.