GELOMBANG RADIO
Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang osilator (gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam
frekuensi gelombang radio (RF; “
radio frequency“)) pada suatu
spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.
Ketika gelombang radio dikirim melalui kabel kemudian dipancarkan oleh antena, osilasi dari medan listrik, dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk
arus bolak-balik dan
voltase di dalam kabel. Dari pancaran gelombang radio ini kemudian dapat diubah oleh radio penerima (pesawat radio) menjadi signal audio atau lainnya yang membawa siaran, dan informasi.
Undang-undang Nomor 32 Tahun 2002 Tentang Penyiaran menyebutkan bahwa frekuensi radio merupakan gelombang elektromagnetik yang diperuntukkan bagi penyiaran, dan merambat di udara serta ruang angkasa tanpa sarana penghantar buatan, merupakan ranah publik, dan sumber daya alam terbatas. Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik. Perlu diperhatikan bahwa gelombang radio berbeda dengan gelombang audio.
Gelombang radio merambat pada
frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui
modulasi amplitudo (AM) dan
modulasi frekuensi (FM).
Meskipun kata ‘radio’ digunakan untuk hal-hal yang berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi gelombangnya dipakai sebagai dasar gelombang pada
televisi, radio,
radar, dan telepon genggam pada umumnya.
1. Modulasi Amplitudo (AM)
Radio penerima AM adalah radio yang hanya dapat menerima gelombang yang berasal dari pemancar AM. Radio AM bekerja dengan prinsip memodulasikan gelombang radio dan gelombang audio. Kedua gelombang ini sama-sama memiliki aplitudo yang konstan. Namun proses modulasi ini kemudian mengubah amplitudo gelombang penghantar (radio) sesuai dengan amplitudo gelombang audio. Saat ini radio AM tidak banyak digunakan untuk siaran radio komersial karena kualitas suara yang buruk. Pada tahun 1895, ilmuan Italia
Guglielmo Marconi dengan idenya sendiri mengirimkan sinyal komunikasi
radio pertama melalui udara. Dia menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan sinyal-sinyal kode telegraf pada jarak lebih dari 1 mil (1.6 km). Pada tahun 1896, ia mendapat hak paten atas telegraf nirkabel yang menggunakan dua sirkuit. Pada saat itu jaringan itu hanya dapat dikirm pada jarak dekat. namun, hali inilah yang memulai perkembangan teknologi radio.[1] penyaluran informasi dari satu tempat ketempat yang lain dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pemancar bertingkat dengan modulasi AM merupakan salah satu cara untuk menyalurkan informasi dalam tekhnik perhubungan radio. Pemancar AM merupakan suatu pemancar yang memanfaatkan tekhnik modulasi analog yaitu Ampltudo Modulation (AM).
Modulasi amplitudo (AM) bekerja dengan baik untuk sinyal-sinyal audio. Modulasi Amplitudo juga digunakan pada sistem-sistem radio AM dan dapat pula digunakan pada jaringan komputer. Dalam modulasi ampitudo, kekuatan gelombang pembawa dimodifikasi sedemikian rupa sehingga merepresentasikan data. Modulasi amplitudo cenderung mengalami gangguan karena terjadinya perubahan-perubahan sinyal mendadak. Pada awal kehadiran radio sebagai media penyiaran yang digunakan sebagaifrekuensi adalah pada band rendah (low band), yaitu sekitar 500 Khz yang sering disebut Medium Wave (MW) pada modulasi yang dinamakan
Amplitudo Modulation (AM). [2] Marconi juga mendirikan sebuah perusahaan dan sebuah Marconigram yang pertama. Pada tahun 1899, ia sudah sanggup mengirimkan berita tanpa kawat menyeberang selat Inggris, ia melanjutkan penelitiannya guna menyempurnakan alat yang telah ditemukan sebelumnya. hasilnya, pada tahun 1901, ia berhasil mengirim berita radio melintasi Samudera Atlantik, dari Inggris ke Newfounland. Pada tahun 1910, Marconi sudah dapat mengirimkan berita dari dari Irlandia menuju Argentina. di tahun 1920-an.[3]
Barulah pada tahun 1912,
Edwin Howard Amstrong menemukan penguat gelombang radio disebut sebagai radio amplifier. alat ini bekerja dengan cara mengkap sinyal elektromagnetik dari transmisi radio dan memberikan sinyal balik dari tabung. Dengan begitu kekuatan sinyal akan meningkat sebanyak 20.000 kali perdetik. Suara yang ditangkap juga jauh lebih kuat sehingga bisa didengar langsung tanpa menggunakan earphone. penemuan ini kemudian menjadi sangat penting dalam sistem komunikasi radio karena jauh lebih efisien dibandingkan alat terdahulu. Awalnya, penggunaan radio AM hanya untuk keperluan telegram nirkabel.[4] Orang pertama yang melakukan siaran radio dengan suara manusia adalah
Reginald Aubrey Fessenden. ia melakukan siaran radio pertama dengan suara manusia pada 23 desember 1900 pada jarak 50 mil (dari Cobb Island ke Arlington, Virginia).
Dari banyak tekhnik modulasi, AM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada radio siaran karena tekhniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan tekhnik-tekhnik lain. sehingga rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat. Di pemancar radio dengan tekhnik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carriernya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (radio frequency) amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melaui antena.
Dalam perjalannanya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interfensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentu-bentuk gangguan lainnya. gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan mempengaruhi ampitudo gelombang yang terkirim. Akibatnya, informasi yang terkirim pun akan berubah dan mutu informasi yang diterima jelas berkurang. Frekuensi carrier untuk siaran AM terletak di Medium Frequency (300 kHz-3 MHz).[5]
AM menggunakan modulasi amplitudo untuk mengirimkan suara. Metode ini mengubah kekuatan sinyal amplitudo untuk mengirimkan. Sebuah penerima AM kemudian mendeteksi variasi amplitudo pada gelombang radio pada frekuensi tertentu dan memperkuat perubahan tegangan sinyal untuk menggerakkan loudspeaker atau earphone. Maka orang akan mendengar pesan asli yang disampaikan. Namun, jika sinyal tidak cukup kuat ketika mencapai penerima, seseorang akan mendengar hanya bunyi statik.
AM jauh lebih sederhana daripada FM, yang memancarkan sinyal dengan menvariasikan frekuensi sinyal. AM biasanya disiarkan secara mono yang membuatnya cukup untuk radio talk. AM biasanya memiloiki kualitas lebih rendah dari FM, tetapi AM memiliki jangkauan jauh lebih tinggi daripada FM, yang biasanya turun setelah 50 km dari stasiun radio.
- Daya jangkauan gelombangnya jauh lebih tinggi daripada FM (turun setelah 50 km dari stasiun radio).
- Dirancang bisa untuk jarak jauh, antar kota sampai antar benua.
- Penerimaan sinyal bagus.
- Menggunakan modulasi amplitudo untuk mengirim class.
Kelemahan Radio AM
- Suaranya kurang jernih
- Bandwith lebih kecil.
- Lebih sederhana dari FM, yang memancarkan sinyal dengan memvariasikan frekuensi sinyal.
- Biaya lebih murah dari FM
- Sinyal AM terganggu oleh gedung tinggi dan cuaca
- Mutu penerimaan tergantung cuaca
- Mutu suara dibatasi lebar jalur frekuensi
- Modulasi tidak terlalu baik, mono, mudah terganggu oleh frekuensi listrik
- Biasanya siaran radio pada mono untuk rradio
Keuntungan dan kerugian Radio AM
Keuntungan dari radio AM adalah bahwa itu adalah relatif mudah untuk mendeteksi dengan peralatan sederhana, bahkan jika sinyal tidak sangat kuat, radio AM memiliki cakupan yang lebih luas dibandingkan radio FM. Kerugian utama dari AM adalah bahwa sinyal dipengaruhi oleh badai lsitrik dan interfensi frekuensi radio lainnya. juga, meskipun pemancar radio dapat mengirimkan gelombang suara frekuensi hingga 15 kHz, sebagian besar penerima mampu memproduksi frekuensi hanya sampai 5 kHz atau kurang. Widebind FM diciptakan khusus diciptakan untuk secara khusus mengatasi kelemahan gangguan radio AM.
2. Modulasi Frekuensi (FM)
ω=ωo+KtVmcosωmt
Di mana
fo=ωo2π
adalah frekuensi tengah pembawa. Dan
=
ωm2π
adalah frekuensi isyarat pemodulasi. Dengan integrasi:
v=Vocos(ωot+ktVmωmsinωmt)
Edwin Howard Armstrong (1890–1954)adalah insinyur elektrik Amerika yang pertama menemukan modulasi frekuensi pita lebar (wideband) untuk
radio.Iamematenkan sirkuit regeneratif pada 1914,superheterodyne receiver pada 1918,dan sirkuit super-regeneratif pada 1922. seperti tersirat dari namanya,wideband FM(WFM) memerlukan bandwitdh signal yang lebih lebar daripada
modulasi amplitudo namun dengan modulasi sinyal yang
sama.hal ini juga membuat sinyal menjadi lebih tahan terhadap derau dan interferensi. Penerima FM menggunakan detektor spesial untuk sinyal-sinyal FM sehingga memperlihatkan satu fenomena yang disebut “capture effect”,di mana penala “menangkap” sinyal yang paling kuat dari dua stasiun dan menolak yang lain(bandingkan dengan situasi yang sama pada penerima AM,di mana kita dapat mendengar suara kedua stasiun tersebut bersamaan). Penguat switching frekuensi-radio dengan efisiensi tinggi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal FM(dan sebarang sinyal amplitudo-konstan).Pada ukuran kekuatan tertentu(sinyal yang diukur pada antenna receiver),penguat switching tidak banyak menghabiskan daya baterai dan khusunya lebih murah dibanding penguat linear.Inilah kelebihan FM yang lain dibandingkan metode modulasi yang lain yang memrlukan penguat linear semisal,AM dan
QAM.
Kelebihan
Keunggulan
FM terhadap
AM adalah:
- Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancaryang tinggi.
- Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jaluryang sama.
Kekurangan
Kerugian FM adalah kebutuhannya akan lebar jalur yang lebih lebar
Bw=2mffm(max)=2Δfmax
Untuk siaran hiburan, harga f
m(max) biasanya adalah
±
75 kHz yang memungkinkan frekuensi pemodulasi sebesar 15 kHz.
Perbedaan Radio AM dan FM
Pada akhir abad kesembilan belas, manusia menemukan bahwa suara dapat ditransmisikan melalui gelombang udara, sehingga dimulai era radi. Radio menjadi bentuk transmisi yang paling populer selama delapan puluh tahun pertama abad kedua puluh. Ada dua cara yang berbeda dari gelombang radio AM (Amplitudo Modulation) dan FM (Frequency Modulation). AM menggunakan modulasi amplitudo untuk mengirimkan suara. Pada FM, frekuensi sinyal pembawa meningkat dan menurun untuk merepresentasikan perubahan tegangan dari sinyal dasar.
Setelah memahami bunyi, kita akan membahas pengertian cepat rambat bunyi yang merupakan jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi setiap satu-satuan waktu. Hal ini diselidiki oleh dua ilmuwan asal Belanda, yaitu Van Beek dan Moll. Pada akhirnya, dua ilmuwan tersebut berhasil menemukan rumusnya:.jpg?width=600&name=Rumus%201(2).jpg "cepat rambat bunyi")
.jpg?width=600&name=rumus%202(2).jpg "cepat rambat bunyi")
