Filter Analog Untuk Aplikasi Radio

   

Tugas Resume Praktikum Elektronika 

Filter Analog untuk Aplikasi Radio       

Oleh :  Yuni Almaadin    2206.100.035 

 

       

Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia  Jurusan Teknik Elektro  Institut Teknologi Sepuluh Nopember  Surabaya 

Filter Analog untuk Aplikasi Radio Secara umum diagram penerima radio baik AM maupun FM terdiri dari bebrapa bagian yaitu antenna, RF amplifier, mixer, local oscillator, filter, IF amplifier, dan detector. Diagram blok untuk masing-masing rangkaian penerima radio adalah sebagai berikut. diagram blok rngkaian penerima AM

RF amp

x

Filter

IF amp

IF amp

detector

local oscillator

diagram blok rangkaian penerima FM

RF amp

x

Filter

IF amp

limiter

slope detector

local oscillator

Gelombang elektromagnetik diterima oleh antena kemudian oleh tuning circuit gelombang yang diperlukan akan dipisahkan atau diseleksi dari gelombang-gelombang lainnya yang tidak diperlukan. TC merupakan suatu rangkaian filter yang frekwensi resonansinya sama dengan frekwensi yang diterima. Karena gelombang yang diterima ini besarnya hanya beberapa mV saja, maka perlu diperkuat oleh Radio Frequency Amplifier, yang tujuannya selain memperkuat juga meredam gelombang-gelombang lainnya yang datangnya dari pemancar lain yang masih tercampur dalam gelombang tadi. Kemudian gelombang yang masih termodulasi ini oleh Detector di demodulasikan, yaitu dipisahkan antara gelombang yang memodulasikan yaitu informasi yang dikirim dengan gelombang yang dimodulasikan yaitu gelombang pembawa. Setelah gelombang mempunyai frekwensi sebesar audio kemudian diperkuat dengan

 

2 

Audio Frequency Amplifier, yang disalurkan ke Loudspeaker untuk diubah menjadi gelombang akustik. Pada sistem ini banyak timbul gangguan-gangguan tidak stabil, sehingga outputnya juga terdistorsi. Sebagai perbaikan dari sistem ini adalah jenis superheterodyne receiver. Cara kerja dari superheterodyne receiver adalah sebagai berikut. Gelombang diterima oleh antena kemudian diperkuat dahulu oleh RadioFrequency Amplifier kemudian dicampur dengan suatu frekwensi fo di dalam suatu Mixer maka akan didapatkan superposisi dari fr dengan fo (oleh karena itu disebut superheterodyne). Hasilnya adalah gelombang dengan frekwensi baru yaitu fr + fo dan fr - fo disamping fr itu sendiri. Gelombang dengan frekwensi fr fo ini disebut intermediate frekwensi. Pada IF akan mendapatkan suatu gelombang yang lebih stabil, yang merupakan modulated wave dengan frekwensi pembawa yang lebih kecil dari fr. Sistem ini untuk radio penerima siaran yang mempunyai modulasi amplitudo (AM) sedangkan jika modulasinya adalah Frequency Modulation (FM) maka pada dasarnya hampir sama seperti pada blok diagram dibawah ini:

Dibandingkan dengan radio penerima siaran untuk AM, maka radio penerima siaran untuk FM mempunyai tambahan komponen yaitu limiter dan pemakaian discriminator frekwensi sebagai ganti dari discriminator amplitudo limiter untuk membatasi perubahan tegangan yang timbul oleh bermacam-macam hal misalnya interface dan internal receiver noise. Selain itu perbedaan-perbedaan yang lain adalah jumlah IF amplifier pada FM biasanya lebih banyak karena signalnya disini lebih lebar dibandingkan AM. Filter yang digunakan pada rangkaian penerima radio adalah band pass filter. Filter ini akan meloloskan sinyal dengan frekuensi tertentu di antara nilai frekuensi cut off. Sedangkan frekuensi yang lain akan diredam. Band pass filter merupakan gabungan dari dua buah filter analog yaitu low pass filter dan high pass filter.

 

3 

Untuk filter yang ideal, bentuk spectrum frekuensi dari filter adalah berupa garis kotak seperti pada gambar di bawah.

Low pass filter

high pass filter 

fc 

fc

band pass filter 

B = 2π(fH‐fL)  Q=   Q

f L 

f r 

10 

fH

B 

Tapi untuk mendapatkan respon frekuensi yang ideal seperti pada gambar sangat sulit diwujudkan. Akan tetap ada daerah transisi di mana redamannya masih terlalu kecil sehingga akan ada frekuensi di luar frekuensi cut off yang tidak terfilter. Untuk komunikasi radio, yang paling tepat kita gunakan adalah filter dengan bandwidth yang sempit agar frekuensi dari gelombang radio yang lain tidak masuk saat kita memilih frekuensi radio yang kita inginkan. Dalam spectrum frekuensi, sinyal yang dipancarkan oleh pemancar radio digambarkan dalam bentuk sinyal impulse. Pada saat kita tuning radio kita berarti kita menggeser fr dari filter pada radio kita agar frekuensinya sama dengan frekuensi pemancar radio.

 

4 

Untuk membuat filter dengan bandwidth yang sempit kita dapat menggunakan satu buah op amp. Rangkaiannya adalah sebagai berikut.

Rangkaian ini dapat kita gunakan dengan syarat 4Q2-Ar>0. Jika syarat ini tidak dipenuhi maka kita harus menggunakan dua buah opamp untuk membuat band pass filter, yaitu gabungan dari low pass filter dan high pass filter. Untuk mengubah-ubah frekuensinya kita dapat mengganti kapasitor dengan variable condensator (varco). Perumusan masing-masing nilai komponen adalah sebagai berikut.

2|

|

1

2

4

|2

|

Untuk band pass filter dengan bandwidth yang lebar dengan Q<10 dapat kita gunakan gabungan dari low pass filter dan high pass filter.

 

5 

. Selain rangkaian di atas

Syarat rangkaian di atas adalah

masih ada beberapa rangkaian lagi. Bentuk rangkaiannya bergantung pada kecuraman dari filter tersebut. Semakin curam slopenya maka akan semakin kompleks pula rangkaian yang harus kita buat.

 

6