ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

Induktansi diri dan Induktansi bersama

Induktansi merupakan sifat sebuah rangkaian listrik atau komponen yang menyebabkan timbulnya ggl di dalam rangkaian sebagai akibat perubahan arus yang melewati rangkaian (self inductance) atau akibat perubahan arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis (induktansi bersama atau mutual inductance). Pada kedua keadaan tersebut, perubahan arus berarti ada perubahan medan magnetik, yang kemudian menghasilkan ggl. Apabila sebuah kumparan dialiri arus, di dalam kumparan tersebut akan timbul medan magnetik. Selanjutnya, apabila arus yang mengalir besarnya berubahubah terhadap waktu akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah terhadap waktu. Perubahan fluks magnetik ini dapat menginduksi rangkaian itu sendiri, sehingga di dalamnya timbul ggl induksi. Ggl induksi yang diakibatkan oleh perubahan fluks magnetik sendiri dinamakan ggl induksi diri.

Induktansi Diri

Apabila arus berubah melewati suatu kumparan atau solenoida, terjadi perubahan fluks magnetik di dalam kumparan yang akan menginduksi ggl pada arah yang berlawanan.

Ggl terinduksi ini berlawanan arah dengan perubahan fluks. Jika arus yang melalui kumparan meningkat, kenaikan fluks magnet akan menginduksi ggl dengan arah arus yang berlawanan dan cenderung untuk memperlambat kenaikan arus tersebut. Dapat disimpulkan bahwa ggl induksi ε sebanding dengan laju perubahan arus yang dirumuskan :

dengan I merupakan arus sesaat, dan tanda negatif menunjukkan bahwa ggl yang dihasilkan berlawanan dengan perubahan arus. Konstanta kesebandingan L disebut induktansi diri atau induktansi kumparan, yang memiliki satuan henry (H), yang didefinisikan sebagai satuan untuk menyatakan besarnya induktansi suatu rangkaian tertutup yang menghasilkan ggl satu volt bila arus listrik di dalam rangkaian berubah secara seragam dengan laju satu ampere per detik.

Induktasi Bersama

Apabila dua kumparan saling berdekatan, seperti pada Gambar 4, maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan menghasilkan sebuah fluks magnetik Φ yang mengitari kumparan lainnya, dan menginduksi ggl pada kumparan tersebut.

Menurut Hukum Faraday, besar ggl ε2 yang diinduksi ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju perubahan fluks yang melewatinya. Karena fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka ε2 harus sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan 1, dapat dinyatakan:

Induktansi bersama mempunyai satuan henry (H), untuk mengenang fisikawan asal AS, Joseph Henry (1797 - 1878). Pada situasi yang berbeda, jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi ggl pada kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama, yaitu:

Induktansi bersama diterapkan dalam transformator, dengan memaksimalkan hubungan antara kumparan primer dan sekunder sehingga hampir seluruh garis fluks melewati kedua kumparan tersebut. Contoh lainnya diterapkan pada beberapa jenis pemacu jantung, untuk menjaga kestabilan aliran darah pada jantung pasien.

Rangkaian Penala (Tuner)

Tuner atau Penala berfungsi untuk memilih kanal / stasiun dengan cara merubah gelombang radio yang diterima antena menjadi signal IF (Intermediate Frequency). Didalam Tuner terdapat 3 rangkaian utama, yaitu : (1) Penguat frekuensi tinggi / Penguat RF (RF Amplifier), (2) Pencampur (Mixer) dan (3) Osilator lokal (Local Oscillator).

Penguat Frekuensi Radio (Penguat RF)

Penguat frekuensi tinggi, seperti namanya, berguna untuk menguatkan sinyal frekuensi radio yang diterima oleh antena. Penguat RF ini harus memiliki karakteristik penguatan yang merata pada seluruh bidang frekuensi dan memiliki perbedaan penguatan antar kanal yang sekecil mungkin. Karena rasio S/N (perbandingan sinyal terhadap noise) ditentukan oleh penguat RF ini, maka penguat RF harus memiliki penguatan (gain) yang cukup besar, tetapi juga harus tetap menghasilkan distorsi yang kecil jika ternyata gelombang yang diterima sudah cukup besar, untuk itulah maka ditambahkan rangkaian kontrol penguatan otomatis (AGC / Automatic Gain Control) yang diumpan-balik kan pada rangkaian RF ini.

Pencampur (Mixer)

Fungsi mixer adalah mencampur gelombang radio yang diterima antena yang telah dikuatkan oleh Penguat RF dengan keluaran osilator lokal sehingga diperoleh signal IF (intermediate frequency) yang merupakan selisih dari kedua frekuensi yang dicampur tersebut. Frekuensi pembawa sinyal yang dikeluarkan rangkaian mixer ini adalah dibuat tetap sebesar 38,9 Mhz yang merupakan frekuensi pembawa gambar yang didalamnya juga terdapat sinyal singkronisasi dan frekuensi sebesar 33,4 Mhz yang merupakan frekuensi pembawa suara.

Osilator Lokal (Local Oscillator)

Fungsi osilator lokal adalah membangkitkan frekuensi yang nantinya dicampur dengan frekuensi yang diterima antena sehingga didapat frekuensi IF, frekuensi osilator lokal dapat diubah-ubah sesuai dengan kanal / saluran yang dipilih.Osilator lokal harus sangat stabil, karena jika osilator lokal mudah tergeser maka gambar dan suara tidak dapat direproduksi dengan sempurna. Untuk mendapatkan ke-stabilan ini maka ditambahkan rangkaian kontrol AFT (Automatic Frequency Tuning) atau AFC (Automatic Frequency Control) yang berguna untuk mendeteksi penggeseran frekuensi pembawa sinya IF gambar yang kemudian di umpan-balikkan ke osilator lokal, sehingga osilator lokal di-stabilkan oleh tegangan umpan-balik tersebut (tegangan AFT / AFC).

Kaki-kaki Pada Tuner (Pin-pin pada tuner)

Pada beberapa type, tuner memiliki kaki lebih dari 15 pin, namun beberapa yang lain hanya memiliki 5 pin saja, banyak sedikitnya pin tergantung seberapa komplek rangkaian pada tuner tersebut, karena ada beberapa tuner yang sudah digabungkan dengan penguat IF nya dalam satu blok, sehingga kaki-kaki dari tuner tersebut menjadi banyak. Secara umum tuner memiliki kaki dengan fungsi IF, B+, AGC, AFT, VT dan pemilih BAND. Berdasarkan fungsi kaki ini, khususnya kaki-kaki pengontrol pemilih Band dan tegangan tuning (tala) tuner dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok yaitu : (1) Tuner Analog, (2) Tuner Semi Digital, dan (3) Tuner Digital. Perbedaan mendasar dari tuner dengan sistem pengontrolan analog terhadap tuner dengan sistem pengontrolan digital adalah : Pada tuner dengan sistem pengontrolan digital, fungsi VT dan pemilih BAND di proses didalam tuner sehingga pin VT, VL, VH, dan VU yang ada pada tuner analog digantikan dengan pin SCL, SDA dan tegangan supply 33 Volt, Sedangkan untuk tuner dengan sistem pengontrolan semi digital, hanya pin pemilihan Band saja diproses didalam tuner, sehingga pin yang semula VL, VH, dan VU digantikan dengan pin B1 dan B2.

Trafo

Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC.  Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC 220Volt.

Secara umum, jenis-jenis travo yang paling sering digunakan pada rangkaian elektronika terbagi dua, yaitu trafo step-up dan trafo step-down.

Trafo step-up

Trafo step up adalah trafo yang mempunyai jumlah lilitan sekunder lebih banyak dibandingkan dengan lilitan primernya. Tranformator step up memiliki fungsi sebagai penaik tegangan AC. Anda dapat menemukan trafo jenis ini pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan dari generator yang digunakan untuk transmisi jarak jauh ke rumah-rumah.

Trafo step-down

Sedangkan trafo step down adalah jenis trafo yang mempunyai lilitan sekunder lebih sedikit dibanding dengan lilitan primernya. Trafo yang satu ini memiliki fungsi sebagai penurun tegangan bolak-balik atau tegangan AC. Anda dapat menemukan trafo jenis ini pada rangkaian-rangkaian elektronika sederhana seperti adaptor AC ke DC.

Kemudian, Jenis-jenis trafo jika ditunjukan berdasarkan kegunaannya adalah sebagai berikut:

Trafo Frekuensi Rendah

 Trafo frekuensi rendah merupakan trafo yang bekerja pada frekuensi audio (20Hz-20kHz) dan frekuensi diatasnya selama masih dalam cakupan frekuensi rendah. Ciri-ciri trafo yang bekerja pada frekuensi rendah biasanya menggunakan inti besi lunak, terutama untuk range frekuensi audio.

1.       Trafo adaptor

Trafo step-down yang ditambahkan dengan rangkaian penyearah untuk menghasilkan tegangan DC disebut juga dengan adaptor. Biasanya didalam sebuah adaptor yang bagus sudah dilengkapi dengan rangkaian regulator tegangan agar arus DC yang keluar lebih bersih (tidak menimbulkan dengung akibat arus AC yang bocor). trafo adaptor beserta rangkaian pendukungnya lazim digunakan oleh para hobi elektronika sebagai penganti baterai dalam pembuatan proyek rangkaian elektronika.

2.       Trafo input/output

Trafo output dan output disebut juga dengan trafo OT/IT. Trafo jenis ini digunakan untuk keperluan kopling audio pada rangkaian amplifier yang masih menggunakan sistem push-pull. trafo OT/IT saat ini masih dipakai pada amplifier merk TOA untuk keperluan gedung-gedung, tempat ibadah dan tempat-tempat lain yang dikhususkan untuk keperluan khalayak ramai. Biasanya amplifier jenis push-pull yang menggunakan trafo OT/IT akan dominan pada suara medium. Contoh trafo Output/Input adalah tipe OT240, IT240, OT426, IT426.

Trafo Frekuensi Menengah

Trafo frekuensi menengah disebut juga dengan trafo IF (Intermediate Frequency). Sesuai dengan namanya trafo jenis ini bekerja pada frekuensi menengah. Untuk Kegunaannya, trafo IF banyak dipakai pada radio-radio penerima AM/FM. Pada trafo IF sudah terdapat lilitan primer dan sekunder yang di paralel dengan sebuah kapasitor khusus untuk keperluan frekuensi menengah sehingga menjadi sebuah rangkaian resonansi L-C.

Frekuensi IF sudah ada standarisasinya, yang mana untuk keperluan AM (Amplitudo Modulation) frekuensi menengah yang digunakan adalah 455kHz, sedangkan untuk keperluan FM (Frequency Modulation) frekuensi menengah yang digunakan adalah 10,7 MHz.

Trafo Frekuensi Tinggi

Trafo jenis ini bekerja pada frekuensi tinggi yang banyak dipakai untuk keperluan pembangkitan frekuensi (osilator), lilitan resonansi, dan flyback pada rangkaian televisi tabung.

Trafo frekuensi tinggi yang digunakan untuk osilator disebut juga dengan spul osilator. Lilitan osilator yang lazim digunakan terdapat dua jenis, yaitu osilator Hartley dan osilator Coolpits.

Selain itu pada frekuensi tinggi, trafo jenis ini banyak digunakan sebagai trafo resonansi, yang mana trafo resonansi ini difungsikan untuk menyesuaikan impedansi antara antena dan pemancarnya. Trafo resonansi ini disebut juga denga  spul antena.