SUSUNAN PEMANCAR FM
Pemancar FM adalah rangkaian elektronika yang berfungsi mengirimkan sinyal audio melalui gelombang radio pada pita frekuensi 88 –108 MHz (untuk siaran FM). Pemancar FM bekerja dengan cara memodulasikan frekuensi sinyal pembawa (carrier) menggunakan sinyal audio.
 |
| SUSUNAN PEMANCAR FM SEDERHANA |
Secara umum, susunan blok utama pemancar FM terdiri dari:
1. Microphone / Audio Input
2. Preamplifier Audio
3. Modulator / Oscillator RF
4. Buffer / Driver
5. Power Amplifier RF
6. LPF (Low Pass Filter) / RF Filter
7. Antenna
1. Microphone / Audio Input
Bagian pertama adalah sumber audio. Bisa berupa:
• Mikrofon
• Line-in dari mixer
• Musik dari komputer/HP
Fungsi:
• Mengambil sinyal audio yang akan dikirimkan.
Sinyal audio dari mikrofon sangat kecil (mV). Karena itu perlu diperkuat dulu.
Ciri-ciri:
• Menggunakan transistor atau IC seperti LM386 / NE5532.
• Mengatur gain, tone, dan level audio.
Fungsi:
• Memperkuat amplitudo sinyal audio hingga cukup besar untuk memodulasi osilator.
3. Modulator / Oscillator RF
Inilah inti pemancar FM, biasanya menggunakan rangkaian:
• Colpitts oscillator
• Clapp oscillator
• VCO (Voltage Controlled Oscillator) pada pemancar PLL
Komponen utama:
• Transistor RF (BF199, 2N3904, C1970)
• Kumparan (L)
• Kapasitor / trimmer
• Varactor diode (pada VCO PLL)
Bagi Kalian yang ingin membuat Pemancar dan Juga Penerima nya tinggal print dan sudah lengkap tinggal langsung saja ya ambil di sini :
 |
Fungsi:
• Menghasilkan sinyal RF pembawa pada frekuensi 88–108 MHz
• Frekuensi pembawa akan berubah-ubah sesuai sinyal audio → Frequency Modulation
4. Buffer / Driver
Setelah osilator menghasilkan sinyal RF, sinyal tersebut tidak boleh langsung diberikan ke power amplifier.
Baca Juga :
Skema Pemancar FM With VCO Oscilator
Membuat antenna Long Wire 80 Meteran Versi Miring
Fungsi:
• Menstabilkan frekuensi agar tidak mudah bergeser saat beban berubah.
• Mencegah umpan balik (feedback) yang bisa mengacaukan frekuensi.
• Menguatkan sinyal RF ke level menengah.
Biasanya menggunakan transistor RF dengan daya sedang (50–500 mW).
5. Power Amplifier RF
Ini adalah penguat daya terakhir, bertugas menaikkan daya pancar.
Contoh transistor RF:
• 2N2219 → kecil
• C1971 / C1972 → sedang
• 2SC2782 / MRF247 → besar
Fungsi:
• Mengangkat daya output hingga 1W, 5W, 25W, atau lebih.
Note:
• Penguat harus stabil dan linearity-nya baik untuk mencegah distorsi FM.
6. LPF (Low Pass Filter) / RF Filter
Filter ini wajib ada untuk menghilangkan:
• Harmonik
• Gangguan spektrum yang melanggar aturan
Biasanya berupa susunan induktor dan kapasitor (LC filter) dengan konfigurasi:
• Pi network
• T network
Fungsi:
• Membuat sinyal RF lebih bersih sebelum ke antena.
7. Antenna
Bagian terakhir yang memancarkan sinyal.
Jenis antena pemancar FM:
• Dipole ½ λ
• Ground plane antenna
• GP 5/8 λ
• Slim Jim
• Yagi (arah)
Fungsi:
• Mengubah energi RF menjadi gelombang elektromagnetik yang bisa diterima radio FM.
Antenanya harus disesuaikan dengan frekuensi:
Panjang Dipole=150frekuensi(MHz) meter\text{Panjang Dipole} = \frac{150}{\text{frekuensi(MHz)}} \text{ meter}Panjang Dipole=frekuensi(MHz)150 meter
Diagram Blok Pemancar FM
Audio Input → Preamplifier → Modulator/Osilator → Buffer → Driver → PA RF → LPF → Antena
Baca Juga :
CARA MEMBUAT PCB DENGAN MUDAH CEPAT DAN MURAH
Apa itu Frekuensi Modulasi (FM)
Penjelasan Alur Kerja
1. Audio dari mikrofon masuk preamp dan diperkuat.
2. Sinyal audio memodulasi frekuensi oscillator → FM terjadi.
3. Output oscillator masih kecil → diperkuat oleh buffer.
4. Driver mengangkat level daya untuk memberi “tenaga” ke PA.
5. PA RF menguatkan hingga daya pancar sesuai kebutuhan.
6. LPF membersihkan sinyal dari harmonik.
7. Antena memancarkan sinyal ke udara
berikut penjelasan mendalam setiap blok pemancar FM, mulai dari fungsi, prinsip kerja, komponen utama, hingga alasan teknis kenapa blok tersebut dibutuhkan. Materi ini cocok untuk pemahaman teknis maupun perancangan sistem.
🟦 1. Blok Input Audio & Preamplifier (Pre-Amp)
Fungsi Utama
• Mengambil sinyal audio (mikrofon/line-in).
• Menguatkan sinyal audio yang masih sangat kecil (sekitar 1–10 mV) menjadi cukup besar (sekitar 0.2–1 Vpp).
• Menyesuaikan impedansi dan bandwidth audio agar cocok untuk modulasi FM.
Cara Kerja
Sinyal audio masuk melalui kapasitor kopling untuk memblok DC. Preamp biasanya menggunakan:
• LM386, NE5532, atau transistor CE amplifier.
Preamp menguatkan:
• Frekuensi rendah (300 Hz – 3 kHz)
• Menjaga distorsi < 1%
FM tidak menggunakan amplitudo sebagai media informasi, tetapi frekuensi pembawa berubah sesuai amplitudo audio. Oleh karena itu, preamp harus menghasilkan sinyal audio bersih dan stabil.
Alasan Kenapa Penting
• Jika audio terlalu lemah → modulasi “tipis”, siaran sangat kecil deviasinya.
• Jika terlalu kuat → over-modulation → suara “pecah”, sinyal melebar (adjacent channel interference).
🟦 2. Blok VCO / Oscillator RF (Modulator FM)
Fungsi Utama
• Menghasilkan sinyal carrier frekuensi tinggi (88–108 MHz).
• Mengubah frekuensi carrier sesuai amplitudo sinyal audio → modulasi frekuensi (FM).
• Menentukan kualitas stabilitas siaran.
Cara Kerja
Oscillator umumnya menggunakan:
• Colpitts oscillator
• Clapp oscillator
• VCO varactor (PLL synthesizer)
Frekuensi osilator bergantung pada rangkaian LC (induktor + kapasitor):
f=12πLCf = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}f=2πLC1
Ketika sinyal audio disuntikkan melalui kapasitor kecil ke rangkaian LC, kapasitas “virtual” berubah sedikit → frekuensi carrier ikut berubah.
Kenapa Bagian Ini Kritis
• Merupakan “jantung” pemancar FM.
• Frekuensi harus stabil. Jika tidak, akan:
o Drift (melayang ke atas/bawah)
o Terdengar “ngos-ngosan” atau hilang
• Kualitas koil, layout PCB, dan stabilitas suhu sangat mempengaruhi.
🟦 3. Blok Buffer (Penguat Penyangga)
Fungsi Utama
• Mengisolasi oscillator dari perubahan beban.
• Mencegah frekuensi carrier berubah saat PA aktif.
• Menyediakan sinyal RF dengan level menengah untuk driver.
Cara Kerja
Buffer biasanya transistor tunggal dalam konfigurasi:
• Emitter follower (common collector)
• Atau common base untuk gain kecil tapi isolasi besar.
Ketika PA mengambil arus besar, jika tidak ada buffer:
• Oscillator bisa “ketarik”
• Frekuensi bergeser → broadcasting tidak stabil
Kenapa Diperlukan
Tanpa buffer:
• Frekuensi berubah karena perubahan impedansi di blok PA.
• Siaran tidak konsisten.
• Output menjadi tidak bersih.
🟦 4. Blok Driver (Penguat RF Menengah)
Fungsi Utama
• Menguatkan sinyal dari buffer agar cukup kuat untuk memicu PA.
• Memberi gain sekitar 5–10 dB.
• Menjaga linearitas agar modulasi tetap stabil.
Cara Kerja
Digunakan transistor seperti 2N3904/2N2222/BF199 dengan:
• Penguatan moderat
• Impedansi output lebih rendah
• Daya beberapa ratus mW
Driver berfungsi sebagai tahap transisi menuju PA.
Pentingnya Blok Driver
• Tanpa driver, PA tidak mendapatkan sinyal cukup kuat → output rendah.
• Mencegah “beban berat” langsung ke oscillator.
• Menambah kestabilan dan efisiensi total.
🟦 5. Power Amplifier (PA) RF
Fungsi Utama
• Menguatkan sinyal RF hingga daya akhir (1W, 5W, 25W, dst).
• Mendorong antena dengan impedansi 50 Ω.
• Menentukan jangkauan pemancar.
Cara Kerja
PA menggunakan transistor daya seperti:
• 2SC1971
• 2N3866
• MRF series
PA bekerja dalam region kelas C untuk efisiensi RF tinggi:
• Efisiensi 60–80%
• Distorsi amplitudo tidak masalah karena FM tidak menggunakan amplitude envelope.
PA memerlukan:
• Pendinginan (heat sink)
• Bypass & filtering yang benar
• Matching impedance (LC matching)
Pentingnya PA
Tanpa PA:
• Jangkauan pemancar sangat pendek (<20 meter)
Dengan PA 1W:
• Bisa mencapai 1–2 km (tergantung antena)
🟦 6. Low Pass Filter (LPF) / Filter Harmonik
Fungsi Utama
• Membuang harmonisa hasil nonlinear PA.
• Membersihkan sinyal sebelum antena.
• Memenuhi aturan radio (hanya memancar pada frekuensi utama).
Cara Kerja
Menggunakan LC “Pi network”:
L – C – L (bisa 2 tingkat atau 3 tingkat)
Harmonisa 2x, 3x frekuensi utama diserap oleh kapasitor ke ground dan coil.
Pentingnya LPF
Tanpa LPF:
• Harmonik bisa mengganggu TV, radio tetangga, hingga komunikasi pesawat.
• Pemancar ilegal sangat mudah dilacak karena gangguan spektrum.
🟦 7. Antenna & Matching Network
Fungsi Utama
• Mengubah sinyal RF jadi gelombang elektromagnetik.
• Mencocokkan impedansi PA (50Ω) dengan antena.
• Menentukan jarak dan kualitas siaran.
Cara Kerja
Antena FM umumnya:
• Dipole ½ lambda
• Ground plane ¼ lambda
• Slim Jim
• Yagi (arah)
Panjang antena dipole:
Panjang total≈150f(MHz) meter\text{Panjang total} \approx \frac{150}{f(MHz)}\ \text{meter}Panjang total≈f(MHz)150 meter
Pentingnya Antenna
• Antena yang buruk dapat menyebabkan SWR tinggi → PA panas, transistor rusak.
• Antena yang benar memberi jangkauan maksimum.
🔷 Ringkasan Aliran Kerja Pemancar FM
Audio → Preamp → VCO → Buffer → Driver → PA → LPF → Antenna
Setiap blok punya peran khusus, dan semuanya harus bekerja selaras untuk menghasilkan pemancar FM yang stabil, jernih, dan aman digunakan.
Berikut tips teknik tingkat lanjut untuk membuat pemancar FM yang sangat stabil, tidak mudah drift, tidak mudah tertarik beban PA, dan tetap presisi meskipun suhu berubah atau beban antena berubah. Ini mencakup teknik yang biasa dipakai pada pemancar FM profesional kecil (1–25W).
🟦 1. Gunakan Oscillator yang Stabil (VCO Berkualitas atau PLL)
✔ Opsi terbaik → Gunakan PLL (Phase Locked Loop)
PLL mengunci frekuensi pembawa ke kristal referensi yang super stabil (biasanya 10–20 ppm).
IC PLL populer:
• TSA5511
• MC145170
• LMX1601
• Si5351 (modern, fleksibel)
Keunggulan:
• Frekuensi benar-benar tidak bergeser meski suhu berubah.
• Bisa men-set frekuensi dengan akurasi 1 kHz.
• Tidak dipengaruhi beban PA dan panjang kabel antena.
✔ Jika tetap ingin VCO free-running (tanpa PLL)
Gunakan:
• Koil stabil (udara / toroid berkualitas)
• Kapasitor NP0/C0G (bukan Y5V atau keramik biasa!)
• Trimmer berkualitas (PTFE)
PERINGATAN: kapasitor non-NP0 menyebabkan drift parah!
🟦 2. Beri Isolasi Maksimal antara VCO dan PA
Ini kunci utama stabilitas.
✔ Gunakan 2 tahap buffer
1. Buffer emitter follower
2. Driver gain rendah
Tujuan:
• VCO tidak merasakan perubahan impedansi dari PA.
• Frekuensi tidak “ketarik” ketika PA mengubah arus.
✔ Gunakan RFC yang benar
RF choke (RFC) harus:
• Nilainya 47–470 µH
• Menggunakan inti ferrite, bukan lilitan asal
🟦 3. PCB Grounding Harus Benar
Kesalahan umum DIY adalah grounding buruk.
✔ Gunakan ground plane penuh pada PCB
Sisi bawah PCB lebih baik diisi tembaga penuh.
✔ Pisahkan ground:
• Ground bagian audio
• Ground VCO
• Ground PA
• Semua bertemu pada satu titik “star ground”
✔ Kurangi loop RF
Semua jalur RF harus sesingkat mungkin.
✔ Bypass dekat kaki transistor
Letakkan kapasitor 100nF tepat di kaki kolektor → ground.
🟦 4. Gunakan Stabilizer Tegangan yang Baik
Tegangan yang tidak stabil → frekuensi drift.
✔ Gunakan regulator:
• 7805 untuk PLL
• 7809/7812 untuk buffer & VCO
• PA dapat langsung dari 12–15V
✔ Tambahkan:
• Elco 470–2200 µF di supply PA
• 100 nF keramik dekat setiap blok
✔ Jangan satu regulator untuk semua blok
Pisahkan:
• Regulator VCO
• Regulator audio
• Regulator PLL (apabila dipakai)
🟦 5. Gunakan Komponen RF yang Benar
✔ Kapasitor:
• NP0/C0G → stabil terhadap suhu
• Murah tetapi WAAAAJIB untuk VCO
✔ Induktor:
• Gunakan kawat email 0.5–1 mm
• Coil udara atau toroid T37-6
• Jangan memakai coil radio AM/FM murahan (drift besar)
✔ Transistor:
• BF199, BFR93, 2SC1971, 2N3866
• Jangan pakai transistor audio (2N2222 tidak cocok untuk osilator utama)
🟦 6. Minimalkan Panas di Blok VCO
Panas = musuh stabilitas.
Tips:
• Letakkan VCO jauh dari PA (PA panas → VCO drift).
• Gunakan sekat aluminium kecil antara PA dan VCO.
• Jangan letakkan trimmer plastic dekat transistor PA.
🟦 7. Gunakan LPF yang Benar
LPF yang rancu menyebabkan:
• SWR naik
• Beban antena berubah → VCO/PA jadi liar
Gunakan:
• Filter Pi 3-tahap
• L3, L4 pakai kawat tebal
• C9-C10 pakai NP0/C0G
🟦 8. Pastikan SWR Antena Sangat Rendah
Jika antena buruk → PA “menarik” beban → VCO ikut bergeser.
Instruksi:
• Gunakan SWR meter
• SWR ideal: 1.0 – 1.3
• Jangan operasikan pemancar tanpa antena atau dummy load
🟦 9. Hindari Feedback RF Masuk ke Audio
RF yang kembali ke preamp dapat:
• Mengganggu modulasi
• Menyebabkan “hum”, noise, atau frekuensi naik-turun
Solusi:
• Gunakan ferrite bead di kabel audio
• Shield kabel mic
• Pisahkan audio ground dari RF ground
• Tambahkan kapasitor 100 nF + 1 nF di input audio
🟦 10. Uji Stabilitas Secara Bertahap
Cara test yang benar:
1. Tes VCO saja, tanpa buffer & PA
2. Tambah buffer
3. Tambah driver
4. Tambah PA (gunakan dummy load!)
5. Pasang LPF
6. Terakhir pasang antena
Setiap tahap cek:
• Frekuensi drift
• Arus PA
• Harmonik
• Suhu
🟦 BONUS TRIK AHLI
✔ Gunakan feedback temperature compensation
Gunakan kapasitor NP0 + N150 dicampur agar frekuensi tidak berubah saat suhu naik.
✔ Gunakan kotak logam (casing aluminium)
Meredam interferensi eksternal dan menjaga suhu stabil.
✔ Tambahkan stabilizer suhu pasif
Letakkan koil pada bahan isolasi termal (misal busa tebal atau plastik padat) agar suhu tidak naik-turun cepat.
🔷 Kesimpulan:
Pemancar FM yang stabil memerlukan:
• VCO/PLL stabil
• Buffer yang kuat
• Grounding benar
• Komponen RF berkualitas
• Pendinginan & isolasi
• SWR antena rendah
Jika semua ini diterapkan, pemancar akan stabil puluhan jam tanpa drift.
