Pemancar Radio, Penerima Radio, Gelombang AM dan Gelombang FM

Radio yang biasa kita sebut sehari-hari sebenarnya adalah pesawat penerima radio. Pemancar radio berfungsi untuk memancarkan gelombang radio. Penerima radio berfungsi menerima gelombang radio AM atau FM yang dipancarkan oleh pemancar radio, sampai akhirnya suara yang disiarkan dapat didengar oleh pendengar.

Berikut ini diagram blok dari pemancar radio :

a. Mikropon

Getaran pita suara seseorang yang berbicara di depan mikropon merupakan getaran mekanik. Bentuk gelombang dari getaran mekanik adalah sebagai berikut :

Berdasarkan gambar tersebut tampak bahwa getaran mekanik memiliki amplitudo yang semakin lama semakin kecil dan akhirnya nol. Jadi, getaran mekanik tidak dapat mencapai jarak jauh. Setelah menempuh jarak 10 meter, getara mekanik sudah hilang. Untuk dapat mencapai jarak yang lebih jauh, getaran mekanik harus diubah menjadi getaran listrik karena getaran listrik lebih mudah diangkut untuk menempuh jarak jauh.

Alat yang berfungsi untuk mengubah getaran mekanik menjadi getaran listrik adalah mikropon. Terdapat berbagai macam mikropon, seperti mikropon elektromagnetik, mikropon elektrodinamik, mikropon kapasitor, mikropon karbon, mikropon kristal dan mikropon pita.

b. Penguat Frekuensi Audio (Penguat af)

Getaran listrik suara yang dihasilkan oleh mikropon adalah getaran dengan frekuensi rendah atau frekuensi audio. Frekuensi audio adalah frekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia, yaitu antara 20 Hz – 20 kHz. Getaran listrik suara yang dihasilkan oleh mikropon adalah di bawah 20 kHz.

Intensitas (keadaan tingkatan) getaran listrik suara (berhubungan dengan amplitudo) yang berasal dari mikropon tidak terlalu kuat. Penguat frekuensi audio berfungsi menguatkan intensitas getaran listrik suara af yang datang dari mikropon.

c. Osilator rf (Osilator radio frequency)

Getaran listrik suara af memiliki frekuensi rendah, sehingga tidak dapat mencapai jarak jauh. Agar getaran listrik suara dapat mencapai jarak jauh, getaran ini memerlukan pengangkut yang juga berupa getaran karena getaran hanya dapat diangkut oleh getaran. Getaran yang dapat mengangkut getaran listrik suara adalah getaran dengan frekuensi yang sangat tinggi, yaitu di atas 20 kHz (termasuk frekuensi radio atau rf).

Getaran pengangkut getaran listrik suara disebut getaran gelombang pembawa rf (carrier). Getaran ini dihasilkan oleh osilator rf. Osilator adalah rangkaian yang menghasilkan keluaran berupa berbagai macam gelombang dengan amplitudo yang berubah-ubah secara periodik dengan waktu.

d. Penguat frekuensi rf carrier

Penguat frekuensi rf carrier berfungsi menguatkan intensitas getaran gelombang pembawa rf dengan cara memperbesar amplitudonya.

e. Modulator

Di dalam modulator terjadi penggabungan antara getaran listrik suara af yang berasal dari penguat frekuensi audio dan getaran gelombang pembawa rf yang berasal dari penguat frekuensi rf carrier, hingga menghasilkan gelombang radio termodulasi. Proses penggabungan ini disebut proses modulasi.

Jika yang diproses dalam modulator adalah amplitudo dari getaran-getaran gelombang pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang AM (Amplitudo Modulasi). Gelombang Amplitudo Modulasi memiliki amplitudo yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudo getaran listrik suara, sedangkan frekuensinya tetap.

Jika yang diproses dalam modulator adalah frekuensi dari getaran-getaran gelombang pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang FM (Frekuensi Modulasi). Gelombang Frekuensi Modulasi memiliki frekuensi yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudo getaran listrik suara, sedangkan amplitudonya tetap.

Pemancar gelombang AM digunakan dalam penyiaran dengan gelombang medium dan gelombang panjang. Suara yang dibawa oleh gelombang medium dalam bentuk gelombang AM dpaat mencapai jarak yang jauh karena gelombang medium dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer bumi.

Pemancar gelombang FM digunakan dalam penyiaran dengan gelombang VHF (very high frequency). Suara yang dibawa oleh gelombang VHF tidak dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer bumi.

Keunggulan gelombang AM adalah dapat mencapai tempat yang jauh, sedangkan keunggulan gelombang FM adalah dapat menghasilkan suara musik yang lebih merdu atau kualitas suara di bawahnya terdengar lebih jelas karena terbebas dari interferensi listrik.

f. Antena pemancar

Gelombang radio hasil proses modulator (gelombang AM atau FM) disalurkan ke antena pemancar. Antena pemancar berfungsi memancarkan gelombang AM atau gelombang FM ke segala penjuru dunia. Seperti yang telah diketahui bahwa gelombang radio merambat dengan kelajuan 300.000.000 m/s atau 300.000 km/s.

Berikut ini diagram blok dari pesawat penerima radio :

a. Antena penerima

Antena penerima berfungsi menangkap gelombang radio termodulasi (AM atau FM) yang dipancarkan oleh pesawat pemancar.

b. Rangkaian penala

Rangkaian penala berfungsi memilih satu gelombang radio termodulasi dari sekian banyak gelombang radio yang mendekat pada antena. Dalam suatu ruangan terdapat ratusan gelombang radio yang berasal dari berbagai pesawat pemancar radio. Rangkaian penala terdiri dari sebuah kumparan L yang dirangkai secara paralel dengan sebuah kapasitor variabel C.

Jika rangkaian penala disetel pada sebuah pemancar tertentu, rangkaian penala ini membangkitkan frekuensi tinggi yang sama dengan frekuensi tinggi dari pemancar tersebut. Dapat dikatakan bahwa penerima radio beresonansi dengan pemancar tersebut. Jadi, setiap saat hanya sebuah gelombang radio termodulasi dari satu pemancar yang bisa diterima.

Untuk dapat menerima gelombang radio termodulasi dari pemancar lain yang memiliki frekuensi berbeda, maka kapasitor variabel pada rangkaian penala tersebut harus disetel dengan cara memutarnya. Hal ini merupakan tindakan mengubah besar kapasitas dari kapasitornya.

c. Rangkaian detektor

Getaran listrik yang keluar dari rangkaian penala masih tercampur antara getaran listrik suara (frekuensi audio di bawah 20 kHz) dan getaran listrik gelombang pembawa (frekuensi radio di atas 20 kHz). Rangkaian detektor berfungsi memisahkan kedua getaran ini. Getaran listrik suara diteruskan oleh detektor, sedangkan getaran gelombang pembawa dihilangkan. Karena cara kerja rangkaian detektor berlawanan dengan cara kerja modulator, maka rangkaian detektor disebut demodulator.

Rangkaian detektor terdiri atas sebuah diode (D) dan sebuah kapasitor (C₁). Diode berfungsi menyearahkan sinyal termodulasi rf dari rangkaian penala dengan menghilangkan setengah siklus negatif dari sinyal. Pulsa penyearahan sekarang mengandung frekuensi audio yang tidak diinginkan.

Kapasitor kecil (C1) yang dirangkai secara paralel dengan earphone berfungsi melewatkan getaran listrik suara (frekuensi audio) yang memiliki frekuensi rendah dan menghilangkan getaran gelombang pembawa (frekuensi radio) yang memiliki frekuensi tinggi menuju ke tanah.

Getaran listrik suara yang keluar dari detektor memiliki intensitas lemah (amplitudo kecil), sehingga belum dapat didengar melalui pengeras suara (loudspeaker). Sebagai gantinya dapat digunakan earphone.

d. Penguat getaran af

Getaran listrik suara yang datang dari rangkaian detektor belum bisa didengar karena intensitasnya lemah (amplitudo kecil). Rangkaian penguat getaran af berfungsi memperkuat intensitas getaran listrik suara sampai pada batas tingkat penguatan yang dibutuhkan.

e. Pengeras suara

Pengeras suara berfungsi mengubah getaran listrik suara yang datang dari rangkaian penguat getaran af menjadi getaran mekanik (suara) yang dapat didengar. Fungsi pengeras suara berlawanan dengan fungsi mikropon.

Penerima Radio Superheterodin

Penerima radio straight, yaitu penerima radio dengan sistem penerimaan secara langsung. Radio penerima straight memiliki kelemahan-kelemahan sebagai berikut :

a. Tidak dapat menangkap siaran radio dari pemancar yang letaknya sangat jauh.

b. Sangat sukar menerima gelombang pendek (short wave).

c. Antena penerima harus dipasang sangat tinggi.

d. Mengganggu penerimaan radio lain yang terdapat dalam daerah dengan jari-jari 500 m. Hal ini dikarenakan penerima dapat bekerja sebagai pemancar kecil.

e. Daya selektivitasnya sangat kecil.

f. Mempunyai lebar gelombang yang sangat besar.

Pada penerima radio straight, gelombang radio yang ditangkap antena langsung dideteksi untuk memisahkan antara gelombang pembawa dengan getaran suara. Getaran pembawa dihilangkan dan getaran suaranya didengar.

Dalam penerima radio superheterodin, gelombang radio yang ditangkap antena tidak langsung dideteksi, tetapi diubah menjadi getaran frekuensi menengah. Di sini cacat-cacat akibat perjalanan gelombang diperbaiki dan intensitasnya diperkuat, barulah dilakukan proses deteksi.

Pada penerima radio superheterodin, bagian pencampur berfungsi mengubah getaran rf gelombang pembawa menjadi getaran IF (frekuensi antara) yang kemudian hasilnya disalurkan ke bagian penguat frekuensi antara (penguat IF).

Osilator lokal berfungsi menghasilkan getaran yang frekuensinya lebih besar daripada getaran rf gelombang pembawa. Jadi, frekuensi hasil bagian pencampur, yaitu frekuensi getaran IF (400 – 500 kHz) adalah frekuensi osilator dikurangi dengan frekuensi getaran gelombang pembawa.

Misalnya frekuensi getaran gelombang pembawa yang diterima bagian pencampur adalah 4000 kHz sedang frekuensi antara haruslah 400 kHz, maka getaran osilator lokal haruslah 4000 kHz + 400 kHz = 4.400 kHz.