Sinyal IF Intermediate Frequency adalah hasil dari proses rangkaian mixer yang mengolah sinyal

Heterodyne atau lebih populer disebut proses Intermediate Frequency / IF merupakan kejeniusan oleh Armstrong atau penemu awalnya yg pernah berperkara paten seorang perancis Lucien Levie bahkan Walter scotchky bapak transistor pun sempat mengakui paten ini. Entahlah siapa yg benar menemukan nya, namun hanya Armstrong dan kepintaran bisnis David Sarnoff lah yg membesarkan radio seperti saat ini. Namun kita tidak akan membahas dalam-dalam pertentangan mereka. Saya akan mencoba mengambil hikmah dari proses heterodyne, dapat menjangkau frekuensi tinggi yg susah di kerjakan secara elektronik jaman itu, menjadi frekuensi lebih kecil dan gampang diolah menjadi suara di loud speaker.

Untuk itu kita perlu tahu tantangan apa yg dihadapi para pelopor radio masa lalu , seperti rangkuman berikut :

Tabung Vakum Triode, hanya mampu mengolah sinyal tidak lebih dari 500 Khz. Jadi mustahil mendapatkan penerima radio AM yg bekerja bagus pada frekuensi diatas itu.
Dari tiap frekuensi stasiun radio pemancar, maka akan diperlukan banyak proses tuning di tiap tingkat rangkaian pesawat radio, sehingga tidak nyaman bagi pengguna awam, hanya cocok untuk pencinta radio dan teknisi elektronik saja.

Dengan kendala seperti diatas, maka para jenius tahun itu mendapati kenyataan untuk mendapatkan jangkauan yg bagus maka perlu frekuensi kerja radio yg cukup tinggi. Namun untuk 1 frekuensi pemancar hanya jernih didengar pada pesawat penerima yg khusus di tuning pada frekuensi itu. Hanya 1 frekuensi kerja yg dipakai oleh militer jerman untuk mengirim sinyal ke radio di tentara mereka pada medan perang dunia pertama. Tuningnya dipaskan pada frekuensi itu saja, tidak bisa dipindahkan.

Bagaimana jika memerlukan banyak siaran radio terutama nantinya pada masa broadcast ? Masak tiap stasiun radio mengeluarkan pesawat penerima masing-masing, khusus untuk menerima stasiun pada frekuensi yg pasti.

Yang dilakukan oleh Armstrong saat itu adalah melakukan sesuatu terobosan, penggabungan 2 frekuensi sehingga menghasilkan frekuensi baru "beat frequency" . Nah beat frekuensi ini dibuat tepat 1 frekuensi saja, yg pada penerima radio AM / MW sejak dulu adalah disepakati 455 Khz. Jadi proses pengolahan sinyal berupa detektor dan filter nya cukup rangkaian FIX alias tanpa tuning lagi.

Jadi misal nih, Frekuensi pemancar radio stasiun KCLXX berada pada 800 Khz , maka saya membuat oscilator dengan frekuensi : 800 - 455 = 355 khz. Jadi membuat oscliator 335 khz cukup dengan rangkaian TANK R + C saja dan selanjutnya di Mixer dengan sinyal RF yang masuk dari antena yg telah di tuning dengan kapasitor dan kumparan sebelumnya. Secara kasarnya penggambarannya seperti ini :

LO merupakan local oscilator yg dihasilkan sendiri oleh pesawat penerima radio kemudian di Mixer berubah menjadi IF (intermediate frequency) yang pas tepat hanya 455khz. Ingat hal ini dilakukan ketika peralatan radio berupa tabung vakum memiliki keterbatasan frekuensi kerja. Namun saat semikonduktor dan transistor mampu bekerja pada frekuensi kerja yg lebih besar, maka Local Oscilator yang dibuat tetap pada angka 455 Khz, dan IF nya bisa berupa variabel. Namun karena perkembangan komponen elektronika yg semakin bagus, ini bukan menjadi masalah.

Perkembangan radio FM juga dipermudah dengan sudah dipahaminya prinsip heterodyne ini, dan penerima radio FM menggunakan local oscilator pada 10.7 Mhz. Bahkan untuk lebih simpelnya digunakan IF 2 tahap sehingga angka Magic pada frekuensi 455 Khz yg mudah diolah masih tetap dipakai.

Pada komunikasi TV satelit, proses IF juga juga sangat berguna. Kita ketahui parabola untuk TV bekerja pad frekuensi S band (2.7 Ghz), C band( 3-4 Ghz) dan Ku band ( 9 - 12 Ghz). Sedangkan Receiver STB bekerja pada frekuensi L band. Jadi Pada LNB terdapat Local Oscillator (LO) yg akan men "DOWN CONVERT" frekuensi turun menjadi frekuensi kerja receiver antara 950 MHz - 2100 Mhz. Sedangkan pada rangkaian di dalam STB juga terdapat beberapa proses penurunan IF lagi sehingga frekuensinya menjadi "JINAK". Apalagi jaman sekarang semua pengolahan sinyal telah dilakukan oleh IC Digital SIgnal Processing yang sangat canggih.

Jadi yg ingin saya utarakan pada tulisan kali ini adalah : kadang untuk mengerti sesuatu yg besar, memahami pesan yg tersirat pada sesuatu yg diluar jangkauan, yang tidak kita bisa kerjakan malahan, kembalikan lah ke hal-hal kecil pada diri kita sendiri. Dan dengan tuning yang tepat maka akan mendapatkan hasil yang terbaik.

Contohnya pada masa pandemi ini, janganlah berkoar-koar tentang penyakit Covid 19 yang katanya buatan konspirasi global yg ujungnya memaksa negara jualan vaksin. Ini tidak akan membuat kita terbebas dari pandemi kawan, kita bukan ilmuwan yg mengerti bahkan mungkin hanya mimpi jadi politisi tingkat internasional yg bisa melawan negara-negara besar. Kembalikan ke hal kecil dalam diri sendiri, seperti pola hidup bersih dan sehat, rajin mencuci tangan dan Menggunakan masker.

Cukup hal kecil itu saja toh hasilnya akan sama untuk sekarang, dan akan lebih bagus lagi jika nanti obat covid ditemukan. Namun kamu bisa apa untuk membantu membuat obat covid ? Tak ada bukan ?

Semoga tulisan kali ini dapat mengilhami kita semua yg sedang berjuang di masa pandemi yang tak tau kapan berakhirnya.

Fungsi Bagian Penguat IF

Penguat video biasanya menggunakan IF (Intermediate Frequency). IF merupakan bandpass amplifier yang berfungsi untuk memperkuat frekuensi menengah (Frekuensi berkisar 455 KHz. Yang merupakan keluaran mixer hasil pencampuran RF (Radio Frequency) dengan osilator, penguat dengan osilator. IF sendiri termasuk ke dalam jenis Amplifier kelas C. Dimana masih termasuk ke dalam Power amplifier. Namun bukan jenis linier amplifier, tapi masuk ke dalam jenis RF amplifier.

Penguat Video IF merupakan sebuah Band Pass Amplifier yang berfungsi untuk mempekuat frekwensi menengah atau IF (Intermediate Frequency) sinyal pembawa gambar yang berasal dari keluaran Tuner agar levelnya mencukupi untuk dideteksi oleh bagian video detektor. Untuk sistim PAL BG seperti di Indonesia spektrum frekwensi penguat video IF menggunakan center pada frekwensi 38.9Mhz untuk IF sinyal pembawa gambar (video carrier) dan 33.4Mhz untuk sinyal IF pembawa suara (sound carrier).

Penggunaan Frekwensi IF .Frekwensi yang digunakan oleh stasiun siaran tv sangat luas sekali , mulai dari frekwensi 30Mhz hingga 900Mhz. Sinyal yang diterima antena teve sangat lemah sekali (hanya sekian per juta volt), dimana sinyal ini harus diperkuat agar levelnya kurang lebih menjadi sekitar 2v pp (peak-to-peak). Adalah sangat sulit untuk men-desain sebuah penguat frekwensi tinggi yang stabil yang mampu bekerja pada spektrum frekwensi yang demikian luas seperti ini. Achirnya diketemukan suatu cara penerimaan yang dinamakan sistim Superheterodyne dimana dengan cara ini dari berbagai macam frekwensi yang diterima antena perlu dirubah menjadi hanya satu macam frekwensi saja, sehingga akan lebih mudah dalam men-desian dan membuat bagian penguatnya.

Pada pemrosesan video dibutuhkan rangkaian-rangkaian yang bertujuan menghasilkan kualitas video yang baik. Rangkaian-rangkaian tersebut diantaranya adalah penguat IF, rangkaian detektor video, video amplifier, AGC (automatic gain control).

1. Penguat IF (Intermediate Frequency)

Rangkaian ini berfungsi sebagai penguat sinyal output yang dihasilkan Tuner hingga 1.000 kali. Karena output tuner merupakan sinyal yang lemah dan sangat tergantung pada jarak pemancar, posisi penerima, dan bentang alam. Rangkaian ini juga berguna untuk membuang gelombang lain yang tidak dibutuhkan dan meredam interferensi pelayangan gelombang pembawa suara yang mengganggu gambar.

Dalam penguat IF gambar, untuk mencegah sinyal-sinyal pengganggu yang tidak diperlukan, dipergunakan dua buah penjebak (trap), yaitu penjebak pembawa suara kanal rendah yang berdekatan, dan perangkap bembawa gambar kanal tinggi yang berdekatan, dan juga pelayangan (beat) antar pembawa-pembawa itu, dihilangkan. Pada waktu menerima gelombang TV warna interfrensi pelayangan dari pembawa suara dengan sub pembawa warna merusak gambar yag dihasilkan. Untuk menghilangkan interfrensi pelayangan pembawa suara, maka pembawa suara diredam sekitar 54dB dalam penguat IF gambar dan pula dalam detector video berikutnya. Maka penerima TV warna berbeda dengan penerima TV hitam putih. Pembawa suara pada TV warna dikeluarkan sebelum tingkat detektor video dan diberikan ke detektor IF suara yang dipasang terpisah dengan detector video.

2. Rangkaian Detektor Video

Sinyal video komposit dideteksi oleh detektor video dari sinyal IF gambar. Biasanya untuk rangkaian detektor video digunakan detector dioda. Rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi sinyal video komposit yang keluar dari penguat IF gambar. Selain itu, rangkaian ini berfungsi pula sebagai peredam dari sinyal yang mengganggu karena apabila ada sinyal lain yang masuk akan mengakibatkan buruknya kualitas gambar. Salah satu sinyal yang diredam adalah sinyal suara.

Rangkaian ini berfungsi sebagai penguat sinyal luminan yang berasal dari detektor video sehingga dapat menjalankan layar kaca atau CRT (catode ray tube}. Di dalam rangkaian penguat video terdapat pula rangkaian ABL (automatic brightnees level) atau pengatur kuat cahaya otomatis yang berfungsi untuk melindungi rangkaian tegangan tinggi dari tegangan muatan lebih yang disebabkan oleh kuat cahaya pada layar kaca.

Gambar 3. Video amplifier

4. AGC (Automatic Gain Control)

Penguatan penerima TV warna dikontrol secara otomatis dengan rangkain AGC yang tergantung pada kuat medang gelombang TV yang diterima, sehingga output detector video dapat dibuat selalu konstan. Gambar di bawah ini menunjukan diagram AGC. Dengan mendeteksi perubahan output detector video dapat dibuat tegangan AGC yang diumpan balikkan ke penguat HF dan penguat IF gambar.

Gambar 4. Agc (Automatic Gain Control

Bagian-bagian penguat Video IF

Merupakan “filter bandpass” yang hanya akan melewatkan frekuensi pembawa gambar dengan center frekuensi 38.9Mhz dan sinyal pembawa suara dengan center frekuensi 33.4 Mhz. Atau secara keseluruhan SAW fiter mempunyai “frekuensi respons” (melewatkan hanya frekuensi) mulai dari 33.15 hingga 40.15 Mhz. Untuk membuat filter bandpass semacam ini dibutuhkan rangkaian yang terdiri 3 hingga 5 buah macam coil yang perlu diatur pada berbagai macam frekuensi yang berbeda. Dan pengaturan hanya dapat dilakukan dengan peralatan yang khusus.

2.AGC (Automatic Gain Control)

Sinyal gambar dimodulasikan menggunakan sistem AM (amplitudo modulation). Oleh karena itu cacat amplitudo akan dapat menyebabkan gambar rusak. Penguat video IF dirancang agar keluaran dari rangkaian video detektor adalah konstan sebesar 2 Vpp. Sebelumnya kekuatan sinyal RF input yang diterima oleh antena berbeda – beda pada setiap stasiun pemancar.

Jika sinyal RF yang diterima antena terlalu kuat, maka dapat mnyebabkan sinyal keluaran melebihi 2 Vpp, dan hal ini dapat menyebabkan sinkronisasi sinyal gambar cacat atau hilang sama sekali karena terpotong (clipped). Untuk mencegah hal ini terjadi maka digunakan rangkaian AGC, yang fungsinya adalah untuk mengurangi faktor penguatan bagian penguat video IF jika sinyal RF yang diterima terlalu kuat, dengan tujuan untuk menjaga agar level keluaran sinyal video tetap terjaga konstan pada level 2 Vpp.

3.AFT (Automatic Fine Tuning)

Karena faktor kelembaban, faktor panas, faktor waktu pemakaian televisi maka frekuensi tuning pada Tuner dapat bergeser karena karakteristik komponen yang berubah. Dimana hal ini dapat menyebabkan warna hilang atau suara yang terganggu. Untuk menjaga problem seperti ini terjadi maka digunakan rangkaian AFT.

Tegangan AFT mempunyai fungsi ganda, yaitu

a.Menjaga secara otomatis agar tegangan tuning selalu tepat.

b.Sebagai sinyal kontrol saat manual atau auto search agar dapat stop secara otomatis atau dimemori secara otomatis bersama dengan sinyal video identifikasi.

Rangkaian noise inverter dipasang sesudah rangkaian video detektor. Digunakan untuk menghilangkan gangguan noise frekuensi tinggi yang ada pada sinyal gambar (video).

Ada 2 macam gangguan frekuensi tinggi, yaitu

a.Black noise, yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna hitam.

b.White noise, yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna putih.

Merupakan rangkaian yang akan meng-output-kan tegangan pulsa dc jika bagian penguat video IF menerima siaran televisi. Sinyal ini sebenarnya merupakan sinyal sinkronisasi horisontal. Sinyal ini digunakan untuk membedakan antara sinyal televisi dari gangguan sinyal lainnya yang mungkin diterima antena, misalnya harmonic dari siaran amatir dan berfungsi untuk sebagai referensi sinyal stop pada saat manual / auto search dengan sinyal tegangan AFT. Pada saatmanual/auto search pin-video identifikasi akan berubah sesaat dari nol menjadi “high” ketika terima siaran.