Demodulator FM

  * Demodulasi : Proses pengembalian sinyal Modulasi ke bentuk awal, yakni Sinyal   

    Informasi.

  *Demodulator : Alat yang digunakan untuk Demodulasi

  *Demodulasi Frekuensi : Definisi demodulator adalah rangkaian

penerima komunikasi (radio, televisi, dan radar) yang berfungsi memisahkan informasi asli dari gelombang campuran (yaitu gelombang isyarat pembawa yang termodulasi. Demodulator sering juga disebut dengan detector. Misalnya dalam system modulasi amplitude (AM) dikenal jenis-jenis detector linier, detector kuadrat, dan detector Kristal. Dalam system modulasi frekuensi (FM) diterapkan rangkaian demodulator yang disebut diskriminator. Sesudah isyarat informasi dipisahkan dari gelombang campuran, maka isyarat informasi itu dikuatkan dan ditampilkan sebagai bunyi atau tanda-tanda lain (misalnya bayangan seperti dalam televisi).

– Demodulasi sinyal FM memerlukan sebuah sistem yang akan menghasilkan 

   output yang proporsional terhadap deviasi frekuensi sesaat dari inputnya.
– Salah satu sistem yang dapat mengakomodasi syarat diatas adalah Frequency 

   Discriminator

Prinsip kerjanya:
Disini suatu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator Balance discriminator untuk proses modulasi. Secara umum setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin. Untuk itu, setiap demodulator/diskriminator/detektor FM, secara teori, harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan dengan frekuensi.

Untuk mendemodulasi sinyal FM Dibutuhkan rangkaian yang tegangan output berubah secara linear sesuai dengan perbuhan frekuensi

Beberapa jenis rangkaian pendemodulasi FM di antaranya adalah

       1.Slope FM detektor 

2. Round Travis Detector 
3.Foster-Seeley FM detector

     4.Ratio detector

•       5.PLL, Phase locked loop FM demodulator

•       6.Quadrature FM demodulator

•       7.Coincidence FM demodulator

**Slope FM Detector

Sebuah tank circuit yang di tune sedikit di atas atau di bawah frekuensi pembawa fam. Sinyal fm dimasukan ke dalam tank circuit. Jika sinyal fm mendekati frekuensi resonansi tank circuit maka amplitudo ouput tank circuit bertambah demikian pula sebaliknya Variasi frekuensi fm sebanding dengan variasi amplitudo tank circuit out.

 

        

Selanjutnya dilewatkan pada rangkaian envelope/AM detector :

Kekurangan slope detector; Semua variasi amplitudo pada RF akan melewati tank circuit dan terdeteksi. Dapat dikurangi dengan menambahkan rangkaian RF amplitudo limiter.

**Fooster Seley FM detector

Disebut juga phase shift discriminator Menggunakan double tuned transformer.

 

Fm signal diubah jadi variasi amplitudo. Variasi amplitudo lalu disearahkan dan difilter. Variasi tegangan output baik pada amplitudo dan polaritas sebanding dengan variasi frekuensi input.

     Kurva karakteristik discriminator diperlihatkan pada gambar di atas

        >Ep = RF input signal

     >Reaktansi C8 kecil pada input frek.

     >RFC L3 efektif paralel dengan tank circuit primer 

           > Ep akan timbul juga di L3

     >Pada saat input frek = center frek. tank resistif

     >Tegangan dan arus sefasa disimbolkan Is dan Ep

     >Karena sekunder T1 center tap maka e1 dan e2 sama amplitudonya namun beda   

       phase 180⁰

   

•   Tegangan pada CR1 adalah penjumlahan vector ep dan e1 = e3

     •      Tegangan pada CR2 adalah penjumlahan vector ep dan e2 = e4

     •      Tegangan pada R3 dan R4 Amplitudo sama phase kebalikan

     •      Total tegangan AF output = 0

             Operation fin > f Resonansi

      •  Reaktansi kapasif turun reaktansi induktif naik

   •      Phase arus sekunder tertinggal/lag dari primer

   •      E1 dan e2 tetap beda phase 180⁰

   •      Lag pada arus sekunder  ® vektor berputar searah jarum jam

   •      Phase e1 mendekat ke ep sedangkan e2 menjauh

   •      Vektor sum e2 & ep < e1 & ep

   •      Dioda CR1 konduksi lebih banyak dari CR2

   •      Tegangan jatuh di R3 lebih besar dari R4

   •      Tegangan output menjadi positif

             Operation fin < f Resonansi

      •  Reaktansi kapasif naik reaktansi induktif turun

   •      Phase arus sekunder mendahului/lead dari primer

   •      E1 dan e2 tetap beda phase 180⁰

   •      Lead pada arus sekunder  ® vektor berputar berlawanan arah jarum jam

   •      Phase e2 mendekat ke ep sedangkan e1 menjauh

   •      Vektor sum e1 & ep < e2 & ep

   •      Dioda CR2 konduksi lebih banyak dari CR1

   •      Tegangan jatuh di R4 lebih besar dari R3

   •      Tegangan output menjadi negatif

  

Kekurangan fooster seeley discriminator

        •  Jika ada sinyal AM lemah (lebih kecil dari limiter) tetap akan terdeteksi pada 

            output.

     •      Diperbaiki pada ratio discriminator.

**Ratio FM Detector

     •   Doble tuned L primer & C1 dan L sekunder & C2 at center frek

   •      L3 mengurangi efek beban pada L trafo primer dan sekunder

   •      CR1 CR2 penyearah sinyal dari secondary tank

   •      R1 R2 C5 set operating level detector

•   R3 membatasi arus dioda dan menghaluskan DC

     •      RL load, R5 C6 C7 filter, C8 coupling

     •      Prinsip kerja sama dengan phase sift discriminator

     •      C5 diisi dari hasil penjumlahan R1 & R2

     •      Nilai time constan C5 membuang semua noise impulse

     •      Sinyal AM input tidak terdeteksi

**PLL fm detector

Tiga buah rangkaian detector sebelumnya menggunakan rangkaian discreete

Transformer dan inductor sulit dibuat dan mahal Digunakan IC PLL FM detector

      •  Terdiri dari Phase comparator, VCO dan LPF

   •      VCO ditala pada centre freq dan selalu mentrack frekuensi fm input

   •      Phase comparator membandingkan frekuensi fm input dengan frekuensi VCO

   •      Jika frek fm input berubah maka phase comparator mendeteksi perbedaan  

       frekuensi fm input dengan VCO

   •      Tegangan dc phase comparator output ikut berubah

   •      Variasi frekuensi fm input ® variasi amplitudo output.

Contoh Rangkaian :

Prinsip kerjanya:

        Disini suatu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator Balance discriminator untuk proses modulasi.