Penempatan speaker unit pada ruang
yang berbeda dengan amplifier unit tentunya akan membutuhkan kabel yang cukup
panjang dan penataan instalasi kabel yang baik agar kabel yang dipasang
terlihat rapi, bahkan tidak terlihat, dan menghasilkan kualitas suara yang
baik. Salah satu solusinya adalah menggunakan kabel yang sudah ada, yaitu kabel
instalasi listrik.
Penggunaan jala-jala listrik sebagai
media transmisi sinyal audio memang bisa direalisasikan namun membutuhkan
kehati-hatian dalam pelaksanaanya. Ini merupakan solusi yang baik karena tidak
perlu menambahkan sebuah instalasi kabel baru untuk menghubungkan speaker
dengan sumber suara, seperti radio atau tape yang dinginkan dan dapat
menghasilkan kualitas suara yang baik.
Untuk membentuk sistem ini digunakan
modulasi FM yang menggunakan IC yang banyak dipasaran yaitu LM566, Voltage
Control Oscilator, dan LM565, sebuah detektor PLL. LM566 digunakan untuk
memodulasi sinyal audio yang ingin ditransmisikan dengan metode modulasi FM dan
di-mix dengan jala-jala listrik dengan menggunakan sebuah transformator.
Transformator yang digunakan dapat berupa transformator MF. Pada sisi penerima,
sinyal modulasi FM ini dipisahkan dari jala-jala listrik dengan menggunakan
sebuah transformator MF. Dengan menggunakan LM565 maka didapatkan sebuah sinyal
audio yang masih lemah.
Pada sistem ini sinyal audio yang
telah dimodulasi secara FM ini akan kebal terhadap gangguan sinyal noise dan
tetapi menghasilkan kualitas suara yang baik. Inilah kelebihan dari sistem yang
menggunakan modulasi secara AM. Jadi dengan menggunakan metode modulasi FM,
noise yang timbul pada jalur jala-jala listrik akan di-reject oleh
detektor dan LM565.
Sistem ini cocok untuk transmisi
suara yang memerlukan kualitas yang baik seperti musik atau pembicaraan serta
dapat dioperasikan di mana saja (sebatas di dalam sebuah rumah) asalkan ada
outlet jala-jala listrik.
Blok
Diagram
Pada bagian sumber audio dapat
berupa tape atau radio yang sinyalnya diambil dari konektor line out/tape out.
Jika output ini tidak ada maka dapat diambilkan dari speaker output. Kondisi
seperti ini akan menyebabkan volume suara di bagaian remote unit akan dikontrol
oleh volume pada sumber audio.
Pada bagian transmiter unit sinyal
dari audio ini dimodulasikan dengan modulasi FM yang kemudian di campur dengan
tegangan jala-jala listrik dengan menggunakan couple transformer.
Pemudulasian FM dilakukan dengan menggunakan IC LM566 yang dalam ini berfungsi
sebagai voltage control oscilator, dimana output frekuensinya dapat
berubah-ubah sesuai dengan tegangan amplitudo dari sinyal audio yang masuk pin
input modulasi.
Pada bagian receiver unit, sinyal
audio yang telah dimodulasikan didemodulasi dan juga melakukan reject
kepada sinyal noise yang ikut diambil dari jalur jala-jala listrik. Dan pada
bagian audio output sinyal audio yang telah didemodulasikan dengan menggunakan
LM565 dikuatkan dengan menggunakan LM380, sebuah audio power amplifier 2.5
watt. Jika ternyata suara yang dihasilkan masih kurang kuat maka dari output
LM380 dapat dikuatkan lagi dengan menggunakan sebuah power amplifier yang
mempunyai daya output lebih besar.
Bagian Transmitter
Pada sistem ini frekuensi sinyal carrier
yang dapat digunakan adalah 100KHz atau 200KHz sehingga jika hanya menginginkan
output mono maka input sinyal bagian kiri dan input sinyal bagian kanan
dicampur dan hanya menggunakan sebuah frekuansi carrier saja. Tetapi
jika dinginkan output speakernya tetap stereo maka diperlukan dua set
transmitter-receiver unit dengan frekuensi carrier yang berbeda.
Frekuensi carrier yang
digunakan harus lebih tinggi dari 100KHz dan kelipatannya agar tidak terjadi
interferensi antara sinyal carrier yang satu dengan yang lainnya.
Level tegangan sinyal input diatur
oleh R1 agar tidak terjadi over modulation yaitu ketika sinyal
modulasinya menghasilkan frekuensi diluar range yang dinginkan. Inilah yang
biasanya menyebabkan interferensi. Untuk meningkatkan respon frekuensi sampai
20KHz dapat digunakan rangkaian C2, R7 dan R8. Rangkaian C2, R7 dan R8 ini
tidak selalu harus ditambahkan.
Penentuan free running frequency
(fc) pada VCO, LM566, ditentukan oleh nilai R4 dan C4. Pada rangkaian pada
gambar 3, frekuensi VCO pada 200KHz. Free running frequency ini akan
menjadi frekuensi dasar modulasi FM sehingga pada frekuensi 200KHz ini cukup
efektif ketika sinyal ini di-couple-kan ke jala-jala listrik dengan menggunakan
sebuah trafo MF.
Sensitivitas dari VCO pada bias
12volt sekitar ±0.66
fc/V. Agar distorsi yang terjadi menjadi minimum maka deviasi frekuensi harus
dibatasi sampai ±10%
pada saat level tegangan input modulasi maksimal pada ±0.15 Vpeak. Dan untuk mengatur level
sinyal input ini digunakan sebuah potensiometer 10k yang berfungsi sebagai
pembagi tegangan. Output dari LM566 ini diambilkan dari pin 3, yaitu pin squre
wave modulated yang mempunyai level tegangan 6Vpp.
Sebelum di-couple-kan ke jala-jala
listrik dengan menggunakan sebuah trafo MF, sinyal modulasi ini (berupa sinyal
kotak) dikuatkan dengan menggunakan sebuah transistor 2N2222. Level tegangan di
kolektor besarnya maksimal 40-50Vpp. Karakteristik ini tergantung dari besarnya
VCE pada 2N2222. Karena T1 sudah di tune pada fc maka lilitan
pada T1 bagian primer akan mempunyai impedansi yang tinggi yang membebani
kolektor sehingga pada kolektor Q1 tidak memerlukan pembatas arus lagi.
Kapasitor C8 akan mengisolasi transformator MF dari sinyal sinus tegangan
jala-jala listrik 60Hz.
LM7812 digunakan untuk melakukan rejection
pada sinyal dari VCO dan melakukan regulasi tegangan menjadi 12V.
Bagian Receiver
Pada bagian penerima, sinyal modulasi dipisahkan dari
jala-jala listrik dengan menggunakan trafo MF, dikuatkan, dibatasi, dan
didemodulasi agar kembali menjadi sinyal audio seperti yang diterima oleh
bagian transmitter. Pada saat tidak ada sinyal modulasi maka bagian receiver in
harus tidak menghasilkan suara apapun pada output LM380.
Sinyal modulasi/sinyal carrier di-couple secara
kapasitif dari jalur jala-jala listrik kemudian ke trafo MF T1 yang sudah di
tune. Pembeban rangkaian tank circuit dengan transistor Q (Q1A dab
Q1B) dan R1 akan menyebabkan hanya ±10%
sinyal modulasi yang diterima dan juga untuk mencegah terjadinya osilasi pada
rangkaian tank circuit tersebut.
Rangkaian
Transmitter Unit
Add caption
Impedansi lilitan sekunder T1 harus
disesuaikan dengan impedansi basis transistor Q1A sehingga level
tegangan carrier yang diterima akan bervariasi antara 0.2 sampai 45 Vpp
sedangkan pada basis Q1a sekitar 12mV sampai 2.6V. Transistor yang
digunakan disini semuanya adalah LM3046 yang di dalam sebuah kemasannya terdiri
dari 5 buah transistor. Q1A-Q1D berfungsi sebagai
amplifier sekaligus berfungsi sebagai pembatas yang outputnya berupa gelombang
kotak yang simetri ±7Vpp.
Output ini dilemahkan terlebih dahulu sampai 1Vpp dan kemudian langsung
dihubungkan ke peak detektor pada LM565.
PLL pada LM565 beroperasi seperti narrow
band tracking filter yang melakukan tracking pada sinyal input dan
menghasilkan distorsi yang rendah pada sinyal output demodulasi dan rasio S/N
yang tinggi. Osilator internal LM565 diset pada frekuensi sekitar 200KHz (fc).
Nilai ini ditentukan dari fo = 1/(3.7 x R16 x R17). Agar
PLL dapat me-lock frekuensi fc maka R16 kira-kira harus
bernilai 4k7 atau 5k1 dengan nilai C13 sebesar 300nF. Penambahan C10
adalah untuk melemahkan sinyal carrier yang masuk ke power amplifier.
Walaupun tidak dapat didengar oleh pendengaran manusia jika tidak dibatasi akan
mengakibatkan power amplifier LM380 akan over load.
Rangkaian detektor mute, yang
dibangun dari rangkaian D1, Q2, dan C7. Ketika tidak ada sinyal carrier
maka Q1E akan ON dan akan menyebabkan sinyal audio dibuang ke
ground. Ketika terdapat sinyal carrier maka 7Vpp sinyal kotak akan
dideteksi level tegangan puncaknya dan diintegralkan kemudian di rata-rata
dengan rangkaian R9C7 dan R11C6 dan
akan menghasilkan tegangan rata-rata sekitar –4V. Tanpa rangkaian mute ini maka
pada saat tidak ada sinyal carrier maka ada kecenderungan pada PLL untuk
melakukan lock sinyal noise dan hal ini tidak dinginkan. Output dari
LM380 dapat langsung dihubungkan ke speaker 8W
melalui sebuah kapasitor couple sebesar 470uF.
Setting Frekuensi Carrier
Pengaturan frekuensi carrier dapat
dilakukan dengan mudah karena hanya sedikit bagian yang memerlukan pengaturan.
Frekuensi sinyal carrier yang dihasilkan oleh transmitter unit ini berada pada
sekitar 200KHz yang ditentukan oleh nilai R4 dan C4. Nilai R4 dan C4 tidak
perlu terlalu presisi.
Yang paling penting adalah melakukan
tune pada T1 pada kedua unit tersebut, unit transmitter dan unit
receiver agar dihasilkan output sinyal carrier yang paling tinggi. Untuk
penempatan receiver unit yang agak jauh maka pada bagian receiver perlu
dilakukan setting ulang yaitu pada bagian PLLnya. Pengaturan dilakukan dengan
mengatur nilai R16 sampai PLL tidak lagi melakukan lock yang
ditandai dengan munculnya noise semakin besar. Buatlah tanda pada
potensionmeter R16 ini kemudian ulangi lagi dengan memutar
potensiometer ini ke arah yang berlawanan sampai PLL kembali tidak dapat
melakukan lock sinyal carrier. Tandailah posisi ini dan kemudian
aturlah potensiometer ini pada posisi ditengah-tengah tanda yang telah dibuat.
Setting terakhir yaitu pada volume
suara yang dapat diterima oleh receiver unit. Aturlah agar sinyal audio yang
akan dimodulasi besar level tegangannya tidak lebih dari 0.1Vpp. Pengaturan ini
dapat dilakukan dengan mengatur R1 pada transmitter unit.
Aplikasi dari sistem carrier ini
tidak hanya pada remote speaker tetapi dapat pula untuk intercom. Untuk sistem
yang full stereo atau sistem quadraphonic (4 speaker- 2 rear dan 2 front) maka
diperlukan rangkaian transmiter-receiver untuk tiap-tiap channel yang dinginkan
dengan frekuensi carrier yang berbeda. Perbedaan frekuensi carrier tidak boleh
kurang dari 40KHz karena lebar frekuensi yang diperlukan untuk sistem ini
adalah 2x20KHz.
|