Modulator FM

* MODULASI adalah proses penumpangan sinyal ‘informasi’ / Pemodulasi yang frekuensinya lebih rendah ke sinyal ‘Carrier’ / Pembawa yang frekuensinya lebih besar.

* MODULATOR adalah alat yang digunakan untuk melakukan modulasi.

* MODULASI FREKUENSI adalah teknik dimana Frekuensi gelombang ‘Carrier’ berubah / diubah sesuai dengan masukan sinyal ‘informasi’ / Pembawa. Jadi sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut :

 

 

Dari gambar diatas, besar perubahan frekuensi (deviasi), δ atau fd, dari sinyal pembawa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan laju perubahan frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal pemodulasi. Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:

Spektrum Sinyal FM 

 

Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar indeks modulasinya seperti dalam fungsi tabel besel berikut : 

  

Tabel Fungsi Besel Untuk Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) 

Keterangan :

  Ji : nilai amplituda komponen frekuensi sideband ke i (i≠0)

  Jo : nilai amplituda komponen frekuensi sinyal pembawa (bukan sideband)

  β = mf : indeks modulasi

Lebar bandwidth pada modulasi FM dapat ditentukan menggunakan teorema carson sebagai berikut :

 

 Contoh Rangkaian Modulator :

 

 

Rangkaian FM Modulator diatas adalah merupakan rangkaian modulasi fm sederhana dengan menggunakan IC 555, dimana sinyal termodulasi yang dihasilkan mempunyai rapat renggang frekuensi bergantung pada sinyal informasi. Sinyal yang dihasilkan bisa dibilang cukup bagus dan stabil sehingga hasilnya nanti bisa lebih sempurna. Tidak ada lilitan atau induktor pada rangkaian modulator ini, jadi tidak perlu repot-repot untuk membuat lilitan serta menghitung-hitung nilai dari lilitan yang anda buat tersebut. Dengan rangkaian ini nilai frekuensi modulasi yang diinginkan bisa didapatkan dengan mudah melalui perhitungan frekuensi IC 555 pada umumnya, yakni ditentukan oleh resistor 6,8 K dan 3,3 K serta kapasitor 0,1 uF. Untuk memperoleh besar frekeunsi yang lain anda tinggal mengganti salah satu atau ketiga komponen tersebut.Sebenarnya rangkaian modulator fm ic 555 ini walaupun sangat sederhana, tetapi  cukup bisa diandalkan untuk menangani tujuan aplikasi yang sederhana yang tidak menuntut daya yang besar atau frekuensi yang sangat tinggi. Tapi jika memang menginginkan daya yang lebih, bisa menambahkan rangkaian penguat RF pada bagian output rangkaian ini. Sehingga sinyal hasil termodulasi tersebut bisa diperkuat dengan bantuan rangkaian pendukung. Sesuai percobaan, dengan rangkaian modulator ini bisa bekerja dengan baik pada range frekuensi dibawah Mhz, karena memang IC 555 bukanlah IC yang dikhususkan untuk mendukung frekuensi kerja yang sangat tinggi. Anda bisa memanfaatkan rangkaian oscilltor transistor, xtal atau lainnya apabila anda membutuhkan frekuensi yang sangat tinggi.

Perbedaan rangkaian IC 555 diatas dengan rangkaian multivibrator pada umumnya adalah penggunaan pin 5, pada rangkaian FM Modulator ini pin 5 dari IC 555 digunakan sebagai masukan sinyal informasi yang pada akhirnya akan mempengaruhi bentuk sinyal output (termodulasi). Tetapi pada penerapan fungsi multivibrator pin 5 ini biasanya dihubungkan dengan kapasitor 0,01 uF atau dibiarkan saja.

 

Karakter dari transmisi modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah :

        1.    Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi      

             frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya  

             pancar.

        2.    Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi,  

             sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.