Membuat Booster / RF Amplifier Menggunakan Transistor 2SC1971

   Dengan banyaknya hujan, angin dan juga petir terkadang membuat khawatir rekan-rekan briker akan kondisi antena yang berada di luar, sehingga terkadang kita perlu sedikit menurunkan antena untuk menghindari angin dan petir tentu saja.  Efek sampingnya tentu saja receiver akan sedikit "budeg" (tuli) sehingga komunikasi menggunakan pesawat mini (power < 1 watt) akan terganggu.

Kita ibaratkan saja jika kita berbicara dengan orang yang telinganya agak terganggu pendengarannya, apa yang Anda lakukan ? Tentu saja dengan meningkatkan power (volume) suara agar lawan bicara bisa mendengarkan apa yang kita percakapkan.

   Sedikit basa-basi untuk membuka topik yang akan penulis share kali ini yaitu membuat booster / RF Amplifier menggunakan transistor 2SC1971.  Dengan adanya latar belakang permasalahan diatas, maka Penulis berusaha membuat penguat untuk pesawat transceiver Penulis yang hanya berkekuatan 200 - 400 mwatt.  

Poorman WBFM VHF Transceiver 71 - 84MHz

Tanpa merubah desain dari pesawat transceiver tersebut, maka rangkaian ini bisa juga dinamakan external booster, karena menggunakan sistem pen-saklaran menggunakan relay yang digerakkan oleh RF Sensor untuk menghubungkan output transceiver dengan input penguat dan juga menghubungkan output booster dengan antena.  Sementara apabila kita dalam posisi receive, maka relay akan menghubungkan antena dengan input tuner receiver.

   Terdapat dua rangkaian yaitu RF Sensor sebagai pemicu relay untuk memisahkan TX dan RX, serta rangkaian utamanya yaitu RF Amplifier menggunakan Transistor 2SC1971 lengkap dengan Low Pass Filter.  Skema RF Sensor adalah seperti di bawah ini :

Sedangkan rangkaian Booster / RF Amplifiernya adalah seperti di bawah ini :

Mungkin sedikit berbeda dengan kebanyakan rangkaian yang biasanya menggunakan Kelas C.  Penulis mencoba mempekerjakan 2SC1971 pada Kelas AB dengan maksud agar didapatkan power yang linier pada range frekuensi 71 - 84MHz, sehingga tidak perlu lagi melakukan tuning setiap kali berpindah frekuensi.  Satu hal yang menjadi catatan penting, yaitu setelah rangkaian dirakit, komponen terpasang semua, maka berilah tegangan 12 volt, kemudian tanpa input sinyal, cek menggunakan voltmeter pada Kaki Basis 2SC1971.  Bila rangkaian bekerja normal, maka tegangan yang terukur adalah sebesar 0,65 volt dan transistor tetap dalam keadaan dingin.

Foto di bawah ini pada saat proses perakitan dan pengetesan rangkaian yang sudah Penulis buat.

Toroid bisa kita buat dari bekas lampu hemat energi, dengan cara melilitkan kawat email sekitar 0,8mm sampai penuh.  Pemasangan komponen sengaja Penulis buat bergaya "surface mount" untuk memudahkan pemasangan heatsink untuk transistor.  Tidak perlu kita beri pendingin secara khusus untuk transistor, karena body 2SC1971 adalah Emitor, sehingga cukup kita bor PCB dan kita sekrupkan transistor ke PCB dan box.  Dalam hal ini Box sekaligus berfungsi sebagai pendingin.

Rangkaian di dalam box tampak dari atas

Rangkaian di dalam box tampak dari depan

Bisa juga kita tambahkan saklar dan indikator power serta indikator Transmit.  Pada foto diatas Penulis bermaksud menambahkan aksesoris Power Meter.

Rangkaian di dalam box tampak dari samping

Rangkaian di dalam Box tampak dari belakang

Pada foto diatas Box tampak dari belakang, soket BNC pada sebelah kiri adalah inputnya yang akan di sambungkan dengan output transceiver, sedangkan soket sebelah kanan kita sambungkan dengan antena.

Rangkaian yang sudah jadi di dalam Box

Foto diatas merupakan rangkaian yang sudah jadi, dengan penambahan aksesoris Power Meter sekedar untuk mengecek keluaran dari RF Amplifier.  Dengan demikian apabila kita menginginkan mode low power untuk lokalan, cukup kita switch OFF dan apabila ingin menggunakan mode high power, tinggal kita switch ON.

RF Amplifier ketika dipasangkan dengan Transceiver

Akhirnya, tuninglah capasitor penyesuai impedansi input dan output sehingga didapatkan keluaran yang optimal.

Hasil pengukuran menggunakan SWR dan Power Meter

Apabila para Pembaca berniat untuk merangkainya, maka dibawah ini Penulis sertakan Layout PCB serta desain PCB yang sudah penulis edit.

Tata Letak Komponen (PCB ukuran 7,6 x 7,6 cm)

Desain PCB ukuran 7,6 x 7,6 cm

Desain PCB diatas menggunakan cara "surface mount" untuk peletakan komponennya, sehingga akan terlihat terbalik.

   Akhirnya Penulis ucapkan selamat mencoba dan semoga sukses.

copas : http://elektronikanalog.blogspot.com/2013/07/portable-fm-receiver-la1260-ta7368.html

Brik 72-87 MHz

Pemancar ini merupakan hasil perbaikan dari pemancar sebelumnya yang menggunakan Tuner Blok sebagai oscilatornya.  Pada versi sebelumnya (baca : http://elektronikanalog.blogspot.com/2013/08/200-400-mwatt-vhf-fm-transmitter.html) ukuran resistor bias hanya meniru yang biasa dibuat oleh rekan-rekan briker.  Namun pada kesempatan kali ini ukuran resistor bias benar - benar ditetapkan melalui sebuah perhitungan sehingga ketika tidak ada sinyal yang masuk, maka basis transistor akan mendapatkan tegangan sebesar 0,6 - 0,7 volt sehingga transistor akan tetap dingin dan ketika mendapatkan sinyal input, maka transistor hanya akan terasa hangat.

Semua tingkatan Buffer dan Final bekerja pada kelas A, sehingga akan didapatkan power output dari 200 - 400 mwatt pada rentang frekuensi 72 - 87MHz.  Penulis tambahkan juga Low Pass Filter, sehingga dihasilkan sinyal yang bersih dan diharapkan agar tidak memunculkan spletan yang mengganggu siaran radio maupun televisi.  

Karena pemancar ini dikhususkan untuk berkomunikasi atau brik-brikan, maka Penulis tambahkan juga relay untuk pergantian power dan antena antara Transmitter dan Receiver.  Di dalam skema maupun gambar belum penulis sertakan toogle switch untuk keperluan zerobeat, namun dalam layout maupun skema sudah Penulis sertakan keterangannya.  Pada saat proses zerobeat (menyamakan frekuensi), maka toggle switch akan mengalirkan tegangan ke regulator 7809 yang memberikan tegangan untuk oscilator dan preamp mic saja, sehingga pada receiver akan menerima sinyal dari oscilator yang sudah dimodulasi.

skema rangkaian

Ketika PTT (push to talk) switch ditekan, maka tegangan akan mengalir pada buffer & final sehingga akan terpancar sinyal ke antena, sementara power dan antena ke receiver akan terputus.  Di bawah ini merupakan rangkaian yang sudah jadi.

Pengetesan pada frekuensi 72,7MHz powermeter menunjukkan sekitar 300mwatt

Sedangkan pada frekuensi 83,9MHz power meter menunjuk sekitar 200mwatt

Hasil test cukup memuaskan ketika Penulis koneksikan dengan antena groundplane dengan ketinggian kurang lebih 10 meter dapat Penulis gunakan untuk berkomunikasi dengan salah seorang rekan yang berjarak sekitar 8-10 km dengan sinyal diterima 80% dan modulasi yang jernih.  Dan yang lebih mengejutkan lagi ketika Penulis coba untuk membuka RPU (radio pancar ulang) yang berjarak kurang lebih 100 km dari Penulis, pada frekuensi 72,7MHz ternyata bisa diterima dengan modulasi yang sangat jelas.

Apabila para Pembaca berminat untuk membuatnya dibawah ini Penulis sertakan desain PCB, layout dan tata letak komponennya.

Tata Letak Komponen

PCB ukuran 4,92 x 9,95 cm

Pada desain PCB diatas bagian ground belum penulis blok, sehingga pada saat proses pembuatan PCB, silakan diblok sendiri bagian ground-nya.  Usahakan agar bagian ground atau kutub negatif, terutama pada rangkaian pemancar adalah sebanyak mungkin, untuk meminimalkan munculnya osilasi liar dan harmonisa.

Akhirnya Penulis ucapkan selamat mencoba dan semoga sukses.

copas dari : http://elektronikanalog.blogspot.com/2014/11/membuat-transmitter-untuk-brik-brikan.html

Antena Dipole

 Antena adalah bagian yang sangat penting pada radio pemancar atau penerima. Sebatang logam yang panjangnya 1⁄4 Lambda (λ) akan beresonansi dengan baik bila ada gelombang radio yang menyentuh permukaannya. 

Jadi bila pada ujung coax bagian inner kita sambung dengan logam sepanjang 1⁄4 λ dan outer-nya di ground, ia akan menjadi antena. Antena semacam ini hanya mempunyai satu pole dan disebut monopole (mono artinya satu). Apabila outer dari coax tidak di-ground dan disambung dengan seutas logam sepanjang 1⁄4 λ lagi, menjadi antena dengan dua pole dan disebut dipole 1⁄2 λ (di artinya dua).

Cara membuatnya pertama tama kita harus menentukan frekuensi kerja pemancar, setelah itu menghitung panjang gelombangnya.

MERAKIT ANTENA TELEX 88-108 MHZ

 
Pertama-tama  sebelum merakit antena kita perlu menentukan freq kerja yg akan kita gunakan, semisal 100 mhz. cara menghitungnya dengan rumus  300/freq =  lamda  x 5/8 x 0,97.

300/100 = 3 X 5/8 = 187,5 x 0,97 = 181,5 cm

Sebenarnya menghitung ini tujuanya untuk menentukan letak kumis,biasanya kalau kita mencari hasil matcing yang bagus 1:1 ialah dengan menggeser kedudukan kumis dan pecut keatas atau kebawah, namun dengan menggambar seperti ini,kita bisa tau arah-arah letak kumis.

Inernya ketemu 181,5 cm,trus yang tengah warna merah itu loading,biasanya loading di jual di toko elektronik, Lalu untuk panjang Ground nya lebih panjang dari pada 181,5 cm ,biasanya 250 cm, nanti kelebihanya untuk kaitan pada tiang antena. Menentukan panjang kumis, caranya panjang gelombang dibagi empat = 3meter/4 = 75cm
 

biar gampangnya kita beli aja loading coil khusus buat antena telek di toko komponen, karena loading tersebut setinganya masih untuk freq 2 meteran, kita harus sedikit memodifikasinya. caranya gampang. cuma mengganti lilitan yang ada. orisinilnya skitar 5 lilit terus kita ganti 7 lilit, 4 lilit atas dan 3 lilit bawah. dengan kawat diameter 1-1,5mm

ANTENA GAMMA MATCH 88-108 MHZ

Keunggulan:

• Bentuk minimalis.
• Pola pancaran seperti bola yang menyebar ke segala arah.
• Biaya pembuatan relatif murah.

Contoh untuk frekwensi 107.7 MHz:

1. Tentukan frekwenwsi kerja antena gamma match.
2. Hitung nilai 1/2 λ  dengan rumus = 300:(frekwensi kerja)x1/2)x0.96
3. Gamma Rod = 26 cm.
4. Shorter Bar = 5 cm sampai dengan 6.5 cm.
5. Iner RG8 panjang 27 cm dikupas 1 cm untuk disolder ke konektor.
6. Panjang Boom kelipatan 1/4 λ atau lebih sedikit.

75 Watts RF (VHF) Power Booster

A. Pendahuluan

Penguat daya RF atau Booster ini hanya sebagai pelengkap saja, karena tujuan blog ini untuk keperluan pendidikan dan komunitasnya. Daya 75 Watt yang dihasilkan sudah menyalahi aturan KPI ( Komisi Penyiaran Indonesia ) yang hanya mengijinkan daya maksimum 50 Watt untuk keperluan komunitas pendidikan. Jadi transistor C2694 sebaiknya diganti C2630 yang menghasilkan daya 50Watt. Meski hanya sebagai pelengkap rancangan ini sudah diuji coba dengan hasil yang bagus.

B. Skema dan Komponen

C. Cara Kerja

Tidak banyak yang diterangkan disini karena cara kerjanya sama saja dengan  Pemancar FM 25 Watt yang telah diterangkan sebelumnya. Transistor C2630/C2694 akan memberikan penguatan sekitar 6.7 dB atau sekitar 4.7 kali dari daya masukan. Untuk C2630 daya masukan yang diperlukan lebih kecil karena daya keluaran idealnya hanya 50W.

Terlihat banyak kapasitor yang dipasang paralel karena daya yang ditangani cukup besar dan disipasi daya (panas) pada komponennya juga besar jadi kapasitor diparalel dan transistor harus dipasang pada heatsink yang memadahi dan ditambahkan kipas. Terlihat juga dibagian akhir ada Tapis Lulus Bawah atau LPF yang memangkas frekuensi diatas 115Mhz yang berpontensial mengganggu komunikasi pesawat udara dan bahkan penerima TV.

D. PCB dan Rangkaian Jadi

1. Pola (Lay out) PCB

Ini pola PCB yang baru dibuat, terlihat jalur tambahan (optional) yang tidak ada di skema yaitu strip untuk mengukur daya relatif baik Forward maupun Reflected. Transistor C2630 dan C2694 juga terlihat di gambar dibawah ini.

 2. Letak komponen

Komponen dipasang dengan teknik SMT (Surface Mount Technology) sehingga satu sisi PCB bisa bersentuhan dengan penyerap panas (heatsink).

 3.Rangkaian siap di masukkan kotak.

Kipas tambahan diatas transistor menjadikan suhu lebih dingin dan daya yang stabil. Bypass Relay ditambahkan agar rangkaian bisa dinonaktifkan hanya dengan memutus catu daya tanpa melepas konektor. Penggunaan relay perlu diperhatikan terutama kualitasnya karena kebanyakan relay tidak dirancang untuk frekuensi radio. Jika tidak memperoleh relay yang baik, tidak perlu dipasang Bypass Relay.

E. Prosedur Penepatan

1. Beri masukan dari Pemancar 25 Watt, Output di lewatkan SWR / Power meter ke Dummy Load atau langsung diumpankan ke Dummy Load jika VU meter dipasang di strip Relative Power.
2. Nyalakan Pemancar dan Booster. Jika dipakai relay nyalakan pemancarnya dulu atau Booster dulu jika tidak dipakai relay.
3. Atur semua trimer untuk mendapatkan daya maksimal. Tidak banyak pengaturan dan cukup mudah, namun harus hati-hati karena arus yang ditangani bisa mencapai 20A jadi pastikan catu daya bisa mencatu arus 20A lebih. Setelah tepat hanya akan menarik arus 10 hingga 12 ampere saja pada catu daya 12V.
4. Setelah semuanya OK catu daya bisa dinaikkan ke 13.8V.
5. Selesai dan siap dipakai.

F. Penutup

Meskipun Booster 75 Watt ini bisa menghasilkan daya hampir 100Watt, namun untuk keamanan yang maksimal disarankan untuk mengatur keluaran pada 75 Watt saja. Jika lebih turunkan tegangan catu daya. Jangan menurunkan daya output dengan mengatur trimmer karena justru akan membuat rangkaian panas dan menarik arus yang besar. Demikian posting tambahan sekali lagi hanya sebagai pelengkap Blog ini.

75us Pre-Emphasis dan LPF 15KHz

A. Pendahuluan

Pre-Emphasis adalah suatu cara meningkatkan S/N Ratio, pada transmisi FM ada dua standar 75us dan 50us. Rancangan ini menggunakan standar 75us yang menaikan isyarat frekuensi mulai sekitar 3KHz dengan kemiringan 3dB/Oktaf. Sedangkan LPF dirancang mempunyai Cut-Off Frequency 15KHz dengan slope/kemiringan -24dB/Oktaf.

B. Skema dan Komponen

C. Cara Kerja

1. Pre-Emphasis

Pre-Emphasis dibangun oleh TL 072( Dual Op-Amp). Fungsi Pre-Emphasis sebenarnya dibangun oleh R 10k, C 8n2 dan R 3K9. Op-Amp pertama dikonfigurasi sebagai penyangga (buffer) sekaligus memberi tegangan panjar/bias DC ke semua Op-Amp yang terkopel DC (tanpa kapasitor kopling) sehingga rangkaian berada pada Operating Point yang sesuai, yaitu setengah tegangan catu daya. Op-Amp kedua dipakai sebagai penguat yang mengembalikan taraf/level isyarat yang menurun di tahap Pre-Emphasis.

2. LPF 15 Khz

Empat Op-Amp sisanya (TL074) masing-masing membentuk Butterworth LPF orde 2 dengan kemiringan 6dB/oktaf sehingga total keseluruhan mempunyai kemiringan 24dB/oktaf.

D. PCB dan Rangkaian Jadi

 E. Penutup

Rangkaian ini dipasang sebelum Enkoder Stereo yang telah dibahas sebelumya sehingga kualitas suara sudah Hi-Fi karena sudah sangat dekat dengan suara asli.
Lengkap sudah pembahasan tentang" Belajar membuat sendiri Pemancar FM berkualitas". Masih ada rancangan pendukung lain seperti Switching Power Supply, Antenna Halo dan Booster 75Watt namun karena belum diuji kualitas dan kehandalannya  belum saya posting. Ada kekuranganya mohon koreksi, saran dan kritiknya. Terima kasih.