REALISASI TV MODULATOR UNTUK PEMANCAR TV VHF
PADA PITA FREKUENSI 174 MHz – 202 MHz
Realization Of TV Modulator For VHF TV Transmitter At Band
Frequency 174 MHz – 202 MHz
PROYEK AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III
Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro
Oleh: Muhamad Anugrah Hadiyana 091331018
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama : Muhamad Anugrah Hadiyana
NIM
: 091331018
Tempat/Tanggal lahir
: Bandung, 24 Januari 1992
SD lulus tahun
: 2003 di SDN Lagadar II
SLTP lulus tahun
: 2006 di SMPN 9 Cimahi
SLTA lulus tahun
: 2009 di SMAN 4 Cimahi
Prestasi yang pernah dicapai: 1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Telekomunikasi 2. Ketua Divisi KESHIM HIMATEL periode 2010-2011
iv
Engkau Yang Maha Tahu Segalanya
Baik Menurutku Belum Tentu Baik Menurut-Mu Terima Kasih . . Ayah dan Ibu Semua ini berkat Do’a Mu
Alhamdulillah . . Ya Allah
Perjuangan Mu dan Pengorbanan Mu Terima kasih . . Adik – adikku Semua ini berkat Semangat Mu Senyum Mu dan Tawa Mu Kupersembahkan semua ini untuk Mu Terima Kasih . . Terima Kasih -Kita Boleh Merasa Lelah Tetapi Kita Tidak Boleh Menyerah-
-Jadilah orang yang bermanfaat dimanapun, kapanpun dan bagi siapapun.Tentunya dalam hal yang positifMuhamad Anugrah Hadiyana – 20 Tahun
Ini bukan akhir dari semua cerita bagi perjalanan sorang manusia, Ya ini baru awal, awal untuk bangkit, awal untuk memulai sesuatu yang baru, sesuatu yang lebih baik, sesuatu yang bermanfaat dimasa yang akan datang.
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan” (QS.94:6)
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas berkat dan rahmatnya penulis telah berhasil menyelesaikan Laporan Proyek Akhir yang berjudul ”Realisasi TV Modulator Untuk Pemancar TV VHF Pada Pita Frekuensi 174 MHz – 202 MHz”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Allah SWT yang telah memberikan kesempatan untuk melakukan yang terbaik hingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini dengan lancar.
2. Bapak Daman dan Ibu Neneng Siti Mariyam tercinta yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil serta doa dan motivasi untuk terus maju, serta adikku Yusuf Saeful Rochman dan Assifha Nurhadianisa yang selalu memberi dukungan dan semangat. 3.
Bapak Sutrisno, BSEE, M. T. selaku Pembimbing Utama, yang telah memberikan banyak ilmu dan kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir dengan penuh makna.
4.
Bapak Tedi Hariyanto, S. T., M.T. selaku Pembimbing Pendamping yang telah banyak memberikan ilmu dalam pembuatan laporan proyek akhir ini.
5.
Bapak Andry Haidar, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri bandung
6.
Seluruh jajaran dosen dan staf Politeknik Negeri Bandung, terutama bapak/ibu dosen program studi teknik telekomunikasi.
7.
Teknisi labolatorium program studi teknik telekomunikasi yang sudah membantu dalam proses pengukuran.
8.
Dea Alfayoga Saputra selaku rekan kesatuan realisasi proyek akhir yang selalu memberikan semangat, saran dan motivasi terbaik.
9.
Mahasiswa – Mahasiswi kelas 3 TCA 2009, Semoga silaturahmi kita tidak akan pernah terputus.
10.
Aghitsna Nur Chintya yang selalu memberikan semangat dan motivasi terbaik.
11.
Semua mahasiswa Teknik Telekomunikasi angkatan 2009, Semoga silaturahmi kita tidak akan pernah terputus.
vi
12.
Saudara-saudaraku
Himpunan
Mahasiswa
Teknik
Telekomunikasi
Politeknik Negeri Bandung yang selalu memberikan keceriaan dan semangat.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya kepada semua pihak apabila
dalam proses pelaksanaan Proyek Akhir ini penulis banyak melakukan kesalahan, yang tidak lain karena kekhilafan semata. Akhirnya penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam laporan Proyek Akhir ini, karena itu penulis mengharapkan
saran dan kritik yang membangun dari pihak pembaca, agar kedepannya penulis
sapat membuat yang lebih baik lagi.
Bandung, 03 Juli 2012
Penulis
vii
ABSTRAK
Sebuah TV modulator diperlukan untuk mengirimkan sinyal audio dan video. Pada proyek akhir ini telah direalisasikan sebuah TV modulator untuk Pemancar TV VHF pada pita frekuensi 174 MHz – 202 MHz untuk memenuhi
kebutuhan siaran televisi pada daerah blankspot. TV Modulator ini dirancang dengan menggunakan teknik modulasi AM Vestigial. Berdasarkan hasil tes dan pengukuran, daya output TV modulator adalah +5dBm pada frekuensi 64,3 MHz.
Kata kunci : Modulator, Televisi, Blankspot.
A TV modulator is required to transmit audio and video signals. In this final project has been realized a TV Modulator for low power VHF TV transmitter in the frequency band of 174 MHz - 202 MHz to cover blankspot area. The TV modulator is design with AM vestigial modulation technique. Based on test and measurement, the TV modulator output power is +5dBm at frequency 64,3 MHz.
Keywords : Modulator, Television, Blankspot.
viii
DAFTAR ISI DAFTAR RIWAYAT HIDUP
iv
KATA PENGANTAR
vi
ABSTRAK
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR TABEL
xv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang Masalah
1
1.2
Perumusan Masalah
1
1.3
Pemecahan Masalah
2
1.4
Tujuan Proyek Akhir
2
1.5
Batasan Masalah
2
1.6
Sistematika Pembahasan
3
BAB II TINJAUAN TEORITIS
5
2.1
Tinjauan Pustaka
5
2.2
Penyiaran Televisi
5
2.3
Sistem Televisi
7
2.3.1 NTSC
7
2.3.2 PAL
8
2.3.3 SECAM
9
2.4
Sinyal Audio pada Televisi
10
2.5
Teknik Modulasi
10
2.5.1 Modulasi Amplitudo
10
2.5.1.1 AM Vestigial
13 ix
2.5.2 Modulasi Frekuensi
14
2.6
Penguat Daya Frekuensi Tinggi
19
2.6.1 Parameter S pada transistor
19
2.6.1.1 Kestabilan Transistor
19
2.6.1.2 Transistor Stabil Mutlak
20
2.6.1.3 Transistor Potensial Tak Stabil
21
2.6.2 Pra Tegangan Transistor (Biasing)
22
2.6.2.1 Self bias
22
2.6.2.2 Fixed Bias
24
2.6.3 Kelas Penguat
25
2.6.3.1 Penguat Kelas A
25
2.6.3.2 Penguat Kelas B
26
2.6.3.3 Penguat Kelas AB
28
2.6.3.4 Penguat Kelas C
29
2.6.4 Rangkaian Penyesuai Impedansi
30
2.6.4.1 Tipe L
30
2.6.4.2 Tipe T
32
2.6.4.3 Tipe Phi(𝝅)
33
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT
34
3.1
Konsep Perancangan
34
3.2
Spesifikasi Perancangan
35
3.2.1 TV Modulator
35
3.2.2 Pre Driver Amplifier
35
3.3
36
Perancangan Alat
3.3.1 Modulator TV
36
3.3.2 Penguat Modulator TV
37
x
3.3.2.1 Rangkaian Biasing
37
3.3.2.2 Rangkaian Penyesuai Impedansi Penguat Modulator TV
38
3.3.3 Pre Driver Amplifier
41
3.3.3.1 Rangkaian Biasing
41
3.3.3.2 Rangkaian Penyesuai Impedansi
43
3.3.3.3 Rangkaian Penguat Kelas C 2SC2053
50
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA
51
4.1
51
Pengukuran Modulator TV
4.1.1 Pengukuran Menggunakan Osiloskop
51
4.1.1.1 Setup Pengukuran
51
4.1.1.2 Hasil pengukuran
52
4.1.1.3 Analisa
52
4.1.2 Pengukuran Menggunakan Spectrum Analyzer
52
4.1.2.1 Setup pengukuran
52
4.1.2.2 Hasil pengukuran
53
4.1.2.3 Analisa
53
4.1.3 Pengukuran Menggunakan Frekuensi Counter
53
4.1.3.1 Setup Pengukuran
53
4.1.3.2 Hasil Pengukuran
53
4.1.3.3 Analisa
54
4.2
54
Pengukuran penguat modulator TV
4.2.1 Pengukuran menggunakan Spectrum Analyzer
54
4.2.1.1 Setup Pengukuran
54
4.2.1.2 Hasil Pengukuran
54
4.2.1.3 Analisa
54
4.3
55
Pengukuran Penguat Akhir
xi
4.3.1 Pengukuran menggunakan penerima (Televisi)
55
4.3.1.3 Analisa
57
BAB V PENUTUP
58
5.1
Kesimpulan
58
Saran
58
5.2
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Sistem Pemancar TV VHF menggunakan PLL Synthesizer .................. 3
Gambar 2 Standar NTSC ........................................................................................ 8 Gambar 3 Spektrum Frekuensi PAL dengan bandwidth 8 MHz ............................ 9 Gambar 4 Standar SECAM ..................................................................................... 9
Gambar 5 (a) Sinyal Pemodulasi, (b) Sinyal Pembawa, (c) Sinyal Termodulasi[5]. ............................................................................................................................... 13 Gambar 6 Spektrum Sinyal Termodulasi AM. ..................................................... 13 Gambar 7 Format kanal standart FCC untuk transmisi gambar warna dan
monokrom di US[4]. ............................................................................................. 14
Gambar 8 (a). Sinyal Carrier, (b) Sinyal Informasi, (c) Sinyal Termodulasi........ 15 Gambar 9 Bidang Frekuensi Siaran Komersil ...................................................... 17 Gambar 10 Fungsi Bessel orde ke-n untuk berbagai indeks modulasi ................. 18 Gambar 11 Spektrum Sinyal Termodulasi FM ..................................................... 19 Gambar 12 Rangkaian Self Bias............................................................................ 23 Gambar 13 Garis Beban DC ................................................................................. 24 Gambar 14 Rangkaian Fixed Bias ........................................................................ 24 Gambar 15 Rangkaian Dasar Penguat Kelas A..................................................... 25 Gambar 16 Garis Beban Penguat Kelas A ............................................................ 26 Gambar 17 Perbandingan Sinyal Input dan Output Kelas A ................................ 26 Gambar 18 Rangkaian Dasar Penguat Kelas B ..................................................... 27 Gambar 19 Garis Beban Penguat Kelas B ............................................................ 27 Gambar 20 Perbandingan Sinyal Input dan Output Kelas B................................. 28 Gambar 21 Rangkaian Dasar Penguat Kelas AB .................................................. 28 Gambar 22 Rangkaian Dasar Penguat Kelas C ..................................................... 29 Gambar 23 Perbandingan Sinyal Input dan Output Kelas C................................. 30 Gambar 24 (a) dan (b) Konfigurasi Low Pass Filter, (c) dan (d) Konfigurasi High Pass Filter ............................................................................................................. 31 Gambar 25 Rangkaian penyesuai impedansi tipe L secara umum ........................ 31 Gambar 26 Rangkaian penyesuai impedansi tipe T .............................................. 32 Gambar 27 Rangkaian penyesuai impedansi tipe phi (𝝅) ..................................... 33 Gambar 28 Diagram blok VHF TV Transmitter dengan PLL Synthesizer ........... 34
xiii
Gambar 29 Diagram blok TV Modulator ............................................................. 35
Gambar 30 Diagram blok Pre Driver Amplifier ................................................... 36
Gambar 31 Rangkaian TV Modulator................................................................... 36 Gambar 32 Rangkaian penguat modulator TV ..................................................... 40 Gambar 33 Self Biasing ......................................................................................... 41
Gambar 34 Self Biasing ......................................................................................... 42 Gambar 35 Rangkaian penguat BFW 92 .............................................................. 46 Gambar 36 Rangkaian penguat BFR 96................................................................ 49 Gambar 37 Rangkaian Penguat Kelas C ............................................................... 50
Gambar 38 Setup Pengukuran modulator TV ....................................................... 51
Gambar 39 Sinyal Carrier 64,3 MHz .................................................................... 52 Gambar 40 Sinyal Termodulasi Luminance ......................................................... 52 Gambar 41 Setup pengukuran dengan Spectum Analyzer..................................... 52 Gambar 42 Sinyal Carrier TV Modulator ............................................................. 53 Gambar 43 Setup pengukuran dengan menggunakan frekuensi counter .............. 53 Gambar 44 Pengukuran kestabilan menggunakan frekuensi counter ................... 53 Gambar 45 Setup pengukuran penguat TV Modulator ......................................... 54 Gambar 46 Hasil pengukuran TV Modulator + Penguat TV Modulator .............. 54 Gambar 47 Setup pengukuran Pre Amplifier ........................................................ 55 Gambar 48 (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) Hasil pengukuran pada televisi dengan sinyal pemodulasi dari PAL Pattern Generator ........................................ 57
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Rencana Pengkanalan TV VHF Band I dan III Standar PAL B ............... 6 Tabel 2 Rencana Pengkanalan TV UHF Band IV Standar PAL G ........................ 6 Tabel 3 Rencana Pengkanalan TV UHF Band V Standar PAL G ......................... 7
Tabel 4 Standar NTSC ............................................................................................ 8 Tabel 5 Standar PAL ............................................................................................... 8 Tabel 6 Standar SECAM ......................................................................................... 9 7 Fungsi Bessel ........................................................................................... 18 Tabel
Tabel 8 Perencanaan pengkanalan frekuensi ........................................................ 34
Tabel 9 Matching Impedance dari 75 Ω 50 Ω ................................................. 38 Tabel 10 Matching Impedance dari 50 Ω 50 Ω ............................................... 39
xv
DAFTAR PUSTAKA
[1] Grob, Bernand. 1984. Sistem Televisi dan Video, Penerjemah; Sahat Pakpahan. Jakarta. ERLANGGA [2] Setiawan, Danny. 2010. Alokasi Frekuensi Kebijakan dan Perencanaan
Spektrum Indonesia. Jakarta. Departemen Komunikasi dan Informatika, Direktorat Jenderal Pos dan Telekomunikasi. [3] Bowick, Chris. 1982. RF Circuit Design Second Edition. [4] Rachman, Ridwan. 2007. Realisasi TV Exciter 1 Watt Pada Kanal 9 VHF. Laporan Proyek Akhir. Program Studi T. Telekomunikasi, Politeknik Negeri
Bandung [5] Susilawati, S.T., M.Eng., Indah. 2009. TEKNIK TELEKOMUNIKASI DASAR Kuliah 3 – Modulasi Amplitudo.Yogyakarta. Program Studi Teknik Elektro , Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer , Universitas Mercu Buana Yogyakarta [6] http://www.2wijaya.com/Clamping.htm [7] http://cnx.org/content/m12009/latest/ [8] http://id.wikipedia.org/wiki/NTSC [9] http://id.wikipedia.org/wiki/PAL [10] http://id.wikipedia.org/wiki/SECAM
