Ada fenomena menarik dalam domain frekuensi. Bahwa frekuensi sinyal itu bisa dijumlah, dikurang, dikali dan dibagi. Mirip bilangan bulat biasa. Ada juga hal yang tak kalah menariknya, yaitu penjumlahan dan pengurangan frekuensi itu berasal dari perkalian dua sinyal. Perkalian, penjumlahan dan pengurangan frekuensi ini hanya bisa terjadi dalam sistem non-linier.
Sebuah sistem disebut linier bila bentuk sinyal output yang dihasilkan sama persis dengan bentuk sinyal inputnya. Sebagai contoh misalnya kabel coaxial. Sebuah sinyal yang dilewatkan kabel coaxial tidak akan mengalami perubahan bentuk, hanya daya/amplitudonya saja yang berkurang (akibat redaman kabel). Demikian juga dengan audio amplifier. Sebuah test tone 1 kHz yang dimasukkan ke amplifier tidak akan berubah bentuknya. Frekuensinya tetap sama (1 kHz) dan hanya amplitudonya saja yang bertambah besar( akibat gain amplifier). Bila ada frekuensi lain selain test tone 1 kHz,, maka dikatakan amplifier ini bersifat non-linier.
Dalam hal audio, kelinieran amplifier sangat penting agar tidak muncul frekuensi-frekuensi yang tidak dikehendaki. Tetapi dalam kasus lain sifat non-linier justru sangat dibutuhkan. Sifat non-linier ini muncul akibat adanya komponen elektronik yang bisa "merusak" bentuk sinyal. Misalnya dioda atau transistor.
Dioda hanya bisa mengalirkan arus ke satu arah saja. Bila diberi masukan berupa sinyal bolak balik maka dioda akan memotong-motong sinyal itu hingga menjadi setengah gelombang saja. Ini berarti sinyal bolak-balik itu telah “dirusak” oleh dioda. Menurut deret Fourier sinyal yang “rusak” (bukan sinus murni) adalah merupakan jumlah dari sinyal-sinyal harmonik yang tak berhingga jumlahnya. Maksudnya, bahwa di dalam sinyal yang "rusak" ini terkandung komponen-komponen frekuensi harmonik yang tak terhingga banyaknya.
Hal yang sama juga terjadi pada transistor. Penguat transistor yang dioperasikan di kelas B atau C juga bersifat "merusak" sinyal, apalagi bila amplitudo sinyal inputnya terlalu besar. Penguat transistor pada gambar (b) adalah rangkaian penguat yang sengaja didesain agar bersifat non-linier. Dalam rangkaian ini sinyal osilator yang masuk (Lo) diperkuat oleh amplifier kemudian dilewatkan ke dalam rangkaian hard limitter agar bentuknya berubah mirip pulsa persegi. Tujuannya adalah untuk menyalakan dan mematikan transistor seperti layaknya switch. Dioda pada gambar (a) juga berfungsi sebagai switch yang berfungsi untuk "merusak" sinyal Lo. Sinyal Lo yang rusak ini kemudian dijumlahkan dengan sinyal IF sehingga diperoleh intermodulasi antar keduanya. Dari sinilah translasi frekuensi dari frekuensi IF ke RF terjadi.
Gambar contoh implementasi sistem non-linier berupa (a) mixer pasif (b) mixer aktif
Translasi frekuensi sangat dibutuhkan bagi sebuah sebuah sinyal (yang membawa pesan dengan bandwitdh tertentu) untuk ditempatkan pada satu kanal tertentu. Misalnya sebuah sinyal TV yang harus digeser frekuensinya dari IF ke RF. Dengan mengetahui besarnya frekuensi IF dan RF kita bisa menghitung besarnya frekuensi lokal osilator (Lo) yang dibutuhkan.
Gambar di bawah ini memperlihatkan mekanisme translasi sebuah sinyal TV. Pada gambar (c) di bagain kiri terdapat sinyal TV dengan frekuensi pembawa suara 33,4 MHz dan pembawa gambar 38.9 MHz. Kedua sinyal ini kemudian dimasukkan kedalam sistem non-liner lalu dijumlahkan dengan sinyal osilator 249,15 MHz. Sesuai sifat dasarnya yang "merusak" maka di output sistem non-linier ini akan muncul sekian banyak komponen-komponen frekuensi harmonik maupun produk intermodulasi. Dari sekian banyak sinyal ini hanya komponen selisih lah yang dalam kasus ini kita butuhkan. Maka dengan sebuah filter yang memiliki respons seperti pada gambar (d) kita bisa mengambil sinyal yang kita butuhkan ini. Sementara komponen-komponen frekuensi yang lain dibuang oleh filter. Hasilnya adalah sebuah sinyal TV kanal 9 dengan spektrum sebagaimana ditujukkan dalam gambar (e).
Gambar mekanisme translasi frekuensi sinyal TV
Komponen jumlah dan selisih diperoleh dari produk intermodulasi, dimana komponen ini justru diperoleh dari perkalian dua buah sinyal
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar