Penguat Video

TUGAS RANGKUMAN

ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

NAMA       : ALVIAN PUTRA SISWANTARA

KELAS      : 3IB05
NPM          : 10414899

PENGUAT VIDEO

A.  Fungsi bagian penguat Video IF. 

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).

B.  Apa alasan penggunaan frekwensi IF. 

Frekwensi yang digunakan oleh stasiun siaran teve 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.

C.  Bagian penguat Video IF sangat penting karena menentukan kualitas-kualitas  seperti :

1. Sensitivitas penerimaan atau kemampuan menerima sinyal dari antena yang lemah tetapi tetap dapat memberikan kualitas gambar yang bersih dari noise.
2. Selektivitas penerimaan atau kemampuan untuk memisahkan gangguan dari chanel yang berdekatan
3. Kualitas gambar atau kemampuan untuk memberikan detail (resolusi) gambar yang tajam.

D. Apakah sistim penerima (receicer) Superheterodin itu ? 

Penerima radio yang langsung memilih frekwensi yang diterima antena, memperkuat sinyal yang diterima dan kemudian langsung dideteksi dinamakan penerima “stright” atau penerima langsung. Sistim penerima seperti ini mempunyai banyak kelemahan antara lain karena kurang sensitif dan tidak selektif.

Sistim penerimaan yang dinamakan superheterodin diperkenalkan oleh Edwin Armstrong pada tahun 1918 untuk memperbaiki cacat penerima stright, dimana sistim ini hingga sekarang terus digunakan. Pada sistim superheterodin sinyal yang diterima antena dirubah dahulu menjadi frekwensi IF (frekwensi menengah) dengan menggunakan sirkit RF osilator dan mixer.

Besarnya frekwensi IF untuk penerima :

1. AM receicer 455/450Khz
2. FM receiver 10.7Mhz
3. TV  receiver ada beberapa sistim yaitu 38.0/38.9/45.75/Mhz. Teve sistim PAL BG/DK menggunakan center frekwensi IF 38.9Mhz.
4. TV satelit receicer 70Mhz
5. Radar receiver 30Mhz
6. Komunikasi receiver dengan gelombang mikro 70/250Mhz

E.  Bagian-bagian dari penguat video IF

1. Sirkit penyesuai impedansi input
2. Penguat pre-amp transistor
3. SAW filter
4. Penguat IF
5. AGC (Autimatic Gain Control)
6. AFT (Automatic Fine Tuning)
7. PLL atau VCO video detektor
8. Noise inverter
9. Video Indentification

E.1.  Penyesuai impedansi input (Impedance Matching) 

Sirkit yang tersiri dari resistor dan kapasitor atau induktor (coil) untuk menyesuaiakan dengan impedansi output Tuner.

E.2.  IF Pre amplifier 

Pemakaian SAW filter menyebabkan terjadi kerugian level sinyal video IF atau istilah teknisnya “insertion loss”.  Sebuah penguat Pre-amp  yang menggunakan sebuah transistor digunakan untuk meg-“kompensasi” akibat  kerugian ini.

E.3.  SAW filter (Surface Acoustic Wave) 

Merupakan “filter band pass” yang hanya akan melewatkan frekwensi pembawa gambar dengan center frekwensi 38.9Mhz dan sinyal pembawa suara dengan center frekwensi 33.4Mhz. Atau secara keseluruhan SAW fiter mempunyai “frekwensi respons” (melewatkan hanya frekwensi) mulai dari 33.15 hingga 40.15Mhz. Kita patut sangat berterima kasih dengan penemuan alat semacam ini, sebab sebelum diketemukan SAW filter pada teve model sebelum tahun 80’an, untuk membuat filter band pass semacam ini dibutuhkan sirkit yang terdiri 3 hingga 5 buah macam coil yang perlu diajust pada berbagai macam frewkwnsi yang berbeda. Dan ajustmen hanya dapat dilakukan dengan peralatan yang khusus.

Kelebihan penggunaan SAW filter :

1. Dengan SAW filter kita tidak perlu lagi melakukan adjustmen.
2. Bentuknya kompak, kecil dan kuat tidak gampang rusak.
3. Kerjanya stabil pada jangka yang lama.
4. Dapat memberikan kualitas gambar yang bagus

Kelemahan SAW filter

SAW filter bekerja dengan cara merubah getaran listrik frekwensi tinggi menjadi getaran mekanik akustik pada bagian input, dan kemudian merubah kembali menjadi getaran listrik pada bagian output. Hal ini menyebabkan terjadi kerugian level sinyal atau disebut “insertion loos”. Oleh karena itu maka dibutuhkan satu tingkat penguat transistor untuk mengkompensasi kerugian semacam ini.

Kenapa dinamakan SAW filter.

Getaran mekanik menjalar lewat benda padat melalui 2 macam cara :

1. Bulk wave – gelombang menjalar melalui bagian dalam benda padat.
2. Surface wave – gelombang menjalar melalui bagian permukaan benda padat.

Pada SAW filer sinyal input menjalar ke bagian output melalui bagian permukaan sejenis kristal yang digunakan sebagai bahan pembuatannya.

Pin-out SAW filter yang berbentuk in-line (sisir)

•  Input
•  Input Gnd
•  Chip Gnd
•  Output (IF in)
•  Output (IF in)

E.4.  Penguat IF

Umumnya sirkit penguat IF menggunakan tiga tingkat penguat kaskade untuk memperkuat sinyal video IF. Sirkit menggunakan “balance input” dari SAW filter.

E.5.  AGC (Automatic Gain Control) 

Sinyal gambar dimodulasikan menggunakan sistim AM (amplitudo modulasi). Oleh karena itu cacat amplitudo akan dapat menyebabkan gambar rusak. Penguat video IF dirancang agar keluaran dari sirkit video detektor adalah konstant sebesar 2v pp. Padahal 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 2v pp, dan hal ini dapat menyebabkan sinkronisasi sinyal gambar cacat atau hilang sama sekali karena terpotong (clipped). Untuk mencegah hal ini terjadi maka digunakan sirkit 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 2v pp. AGC bekerja dengan sistim loop umpan balik tertutup, kuat lemahnya sinyal keluaran dari sirkit video detektor digunakan sebagai umpan balik untuk pengendalian faktor penguatan pada bagian IF amplifier dan Tuner.

Ada 2 macam sirkit AGC yang bekerja pada bgaian video IF :

• IF AGC – Merupakan sirkit internal didalam ic video IF yang berfungsi untuk mengurangi faktor penguatan bagian sirkit penguat video IF.
• RF AGC – Merupakan sirkit yang bekerja eksternal.  Jika penguatan bagian penguat video IF sudah minimal tetapi sinyal yang diterima masih terlalu kuat, maka akan bekerja eksternal AGC yang akan mengurangi faktor penguatan bagian penerima Tuner

Ada beberapa tipe sirkit AGC

• Average AGC (AGC rata-rata) – AGC diatur oleh level tegangan rata-rata sinyal video. Hasilnya kurang bagus, sebab dipengaruhi oleh besar kecilnya level sinyal video, padahal kuatnya sinyal RF antena tetap.
• Peak level AGC – AGC diatur oleh besarnya level puncak sinyal sinkronisasi. Hasilnya lebih baik dari average AGC.
• Delayed AGC – atau AGC yang ditunda. Artinya jika sinyal yang diterima masih lemah tidak terlalu kuat maka AGC belum akan aktip bekerja. AGC baru akan mulai bekerja jika sinyal yang diterima antena sudah melebihi level yang ditentukan.

E.6.  PLL atau VCO video detektor

Istilah lainnya yang kadang digunakan untuk sirkit  ini adalah Video demodulator, Low level detector.  Teve jaman kuno detektor menggunakan diode germanium yang bekerja seperti prinsip diode penyearah. detektor semacam ini mempunyai kelemahan dimana informasi gambar akan kehilngan deteil pada sinyal gambar yang levelnya kecil. Sehingga saat ini video detektor menggunakan sirkit low level detektor. Sistim kerjanya secara detail bermacam-macam tergantung dari desain pabrikan ic tersebut.

Salah satunya adalah seperi contoh dibawah ini.

Adalah VCO (voltage control osilator) merupakan pembangkit frekwensi tinggi dimana frekwensinya dapat dikendalikan secara otomatis dengan sirkit PLL (Phase Lock Loop) agar  frekwensi dan phasanya selalu tepat  dengan frekwensi sinyal pembawa IF 38.9Mhz. Sinyal ini digunakan untuk mendeteksi atau “menyaring”  sinyal gambar dari sinyal pembawanya (atau memisahkan sinyal video dari sinyal pembawa gambar 38.9Mhz).

Pada sirkit video IF model lama masih membutuhkan eksternal coil yang perlu diajust tepat pada frekwensi 38.9Mhz. Tetapi perkembangan selanjutnya pada model-model baru tidak lagi digunakan eksternal coil ini, dan adjustmen dapat dilakukan oleh mikroprosesor melalui komunikasi data IC2CBus (SDA/SDL).

Ada 2 macam sinyal keluaran dari sirkit video detektor, yaitu

• Sinyal gambar atau CVBS yang akan diproses oleh bagian video prosesor untuk mendapatkan kembali sinyal RGB setelah melalui sirkit “sound trap 5.5Mhz” untuk mencegah agar sinyal suara FM 5.5 tidak ikut masuk.
• Sinyal pembawa suara FM 5.5 Mhz yang akan diproses oleh bagian FM audio prosesor untuk mendapakan sinyal suara (audio) setelah melalui BPF (band pass filter) 5.5Mhz

E.7.  AFT (Automatic Fine Tuning) 

Karena faktor kelembaban, faktor panas, faktor waktu pemakaian teve maka frekwensi tuning pada Tuner dapat bergeser karena karakteristik komponen-komponennya yang berubah.  Dimana hal ini dapat menyebabkan warna hilang atau suara ngeses/kemresek. Untuk menjaga problem seperti ini terjadi maka digunakan sirkit AFT.

Jika tegangan tuning bergeser maka akan mengakibatkan frekwensi keluaran dari tuner tidak lagi tepat pada 38.9Mhz, misalnya keluaran menjadi 38 Mhz.  Sirkit AFT akan membandingkan frekwensi keluaran ini dengan frekwensi referensi coil AFT yang diadjust tepat pada 38.9. Kalau ada perbedaan frekwenis sirkit AFT akan meng-output-kan “tegangan koreksi dc” lewat pin AFT-out ke bagian mikrokontrol, dan mikrokontrol akan mengkoreksi tegangan tuning yang bergeser ini sehingga frekwensi keluaran dari tuner kembali tepat pada 38.9Mhz. Jadi tepatnya sirkit AFT berfungsi untuk menjaga keluaran dari tuner agar selalu tepat pada frekwensi 38.9Mhz.

Pada sirkit model lama AFT masih membutuhkan eksternal coil yang harus diadjust tepat pada frekweni 38.9Mhz, tetapi pada model-model baru eksternal coil  sudah tidak diperlukan lagi.

Switch AFT on-off

• Pada teve model lama terdapat manual switch “AFT on-off” pada bagian front panel. Pada saat melakukan pemrograman chanel posisi harus “off”. Setelah selesai melakukan pemrograman semua chanel, maka harus kembalikan lagi pada posisi “on”
• Pada teve model baru switch semacam ini sudah tidak diketemukan lagi, tetapi secara otomatis akan dilakukan oleh mikrokontrol. Pada saat dilakukan manual/auto search otomatis AFT pada kondisi “off”.
• Nomor Chanel yang telah dirubah dengan “Fine tuning” maka AFT otomatis akan menjadi “off” tidak bekerja dan biasanya ditandai dengan warna nomor chanel yang berubah menjadi kuning.

Tegangan AFT mempunyai fungsi ganda, yaitu

• Menjaga secara otomatis agar tegangan tuning selalu tepat.
• Sebagai sinyal kontrol saat manual/auto search agar dapat stop secara otomatis atau dimemori secara otomatis bersama dengan sinyal “video indentifikasi”.

E.8.  Noise Inverter

Sirkit noise inverter dipasang sesudah sirkit video detektor.  Digunakan untuk menghilangkan gangguan noise frewkwnsi tinggi. yang ada pada sinyal gambar (video).

Ada 2 macam gangguan frekwensi tinggi, yaitu

• Black noise – yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna hitam.
• White noise – yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna putih.

Dinamakan noise inverter, karena pada sirkit ini untuk menghilangkan noise digunakan sebuah sirkit inverter. Suatu sirkit filter frekwensi tinggi digunakan untuk menyaring agar hanya frekwensi tinggi yang berisi noise saja yang dapat lewat. Kemudian frekwensi tinggi ini phasanya dibalik 180 derajad. Sinyal frekwensi tinggi yang phasanya dibalik ini kemudian dicampur (mixing) dengan sinyal video yang masih mengandung noise. Hasilnya sinyal frekwensi tinggi yang phasenya dibalik akan saling menghilangkan dengan noise frekwensi tinggi yang dibawa sinyal video, karena phasenya berlawanan.  Maka keluaran dari noise inverter akan merupakan sinyal video yang bebas dari noise.

E.9.  Video Indentifikasi (ID) 

Istilah lainnya adalah SD (Sync Detect) atau HS (Hor Sync). Merupakan sirkit yang akan meng-output-kan tegangan pulsa dc jika bagian penguat video IF menerima siaran teve. Sinyal ini sebenarnya merupakan sinyal “sinkronisasi horisontal”.

Sinyal ini digunakan untuk membedakan antara sinyal teve dari gangguan sinyal lainnya yang mungkin diterima antena,  misalnya harmonic dari siaran amatir dan berfungsi untuk :

• Sebagai refernsi sinyal stop pada saat manual/auto search dengan sinyal tegangan AFT. Pada saat manual/auto search pin-video indentifikasi akan berubah sesaat dari nol menjadi “high” ketika pas terima siaran.
• Sebagai kontrol sinyal video-mute (blue back). Jika tidak terima siaran maka pin-video indentifikasi tegangannya nol. Tegangan ini diiputlan ke mikrokontrol dan selanjutnya mikrokontrol akan melakukan audio/video muting.

Sirkit video IF model lama belum menggunakan sirkit semacam ini, karena model lama belum mempunyai fasilitas manual/auto search.

Contoh pin-keluar sinyal video indentifiction

• TA8690   –  pin-21
• LA76810A – pin-22
• TDA8361/62 –  pin-14
• TB1238  – pin-31

Pada ic model baru video indentifikasi menggunakan komunikasi lewat IC2Bus (SDA/SCL)

F. Mengapa pada sirkit yang menggunakan ic UOC (ultimate one chip) tidak menggunakn sirkit pre-amp sebelum SAW filter.

Dengan ic UOC memungkinkan untuk dibuat suatu penguat video IF yang sangat tinggi. Oleh karena itu kompensasi “insertion loss” dilakukan didalam ic UOC atau istilahnya teknisnya “post pre-amp”.