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
Alhamdulillah.. Ya Allah Engkau Yang Maha Tahu Segalanya Baik Menurutku Belum Tentu Baik Menurut-Mu Terima Kasih.. Ayah dan Ibu Semua ini berkat Do a Mu 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 positif- Muhamad 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 KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL iv vi viii ix xiii 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 Perancangan Alat 36 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 Pengukuran Modulator TV 51 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 Pengukuran penguat modulator TV 54 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 Pengukuran Penguat Akhir 55 xi
4.3.1 Pengukuran menggunakan penerima (Televisi) 55 4.3.1.3 Analisa 57 BAB V PENUTUP 58 5.1 Kesimpulan 58 5.2 Saran 58 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 Tabel 7 Fungsi Bessel... 18 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