IA audio: Pemancar FM pertama menggunakan PLL

awal saya mulai mempelajari sistem pemancar FM menggunakan PLL. Maklum menggunakan sistem yang lama sangat membosankan karena frekuensinya tidak stabil. Kemudian saya berguru kepada teman senior (pak Rahadi Siswandito, Ir) tentang prinsip dasar, perhitungan, dan cara kerja PLL. Waktu itu beliau menunjukkan PLL yang menggunakan TC9122 yang diadopsi dari radio Icom IC 2N.

Selanjutnya adalah pencarian informasi ke beberapa situs di internet dan saya menemukan situs yang berisi tentang pembahasan beberapa rangkaian PLL. Saya tertarik dengan salah satu PLL yang ada di situs tersebut, yaitu VERONICA. Kemudian melakukan perburuan spare-part ke beberapa toko di kota di mana saya tinggal. Lumayan memakan waktu sekitar 3 bulan. Kesulitan saya saat itu adalah mencari komponen IC TTL yang sulit dipasaran. Ternyata tanpa sengaja saya dapatkan dari bekas mainboard komputer PC 286. Tapi kini IC TTL tersebut sudah banyak beredar dipasaran terutama di Bandung, Jakarta dan Surabaya.

Mei 2001, pemancar FM dengan sistim PLL yang saya rakit sudah selesai. Ini adalah rakitan pertama yang menggunakan PLL. Kalau boleh saya bilang, ini adalah jenis PLL pertama yang ada di Balikpapan. Ketika di udara beberapa teman sangat antusias mengetahui hasilnya dan ingin mencoba juga. Kini sudah banyak yang menggunakannya bahkan dari mereka ada yang memproduksi untuk dikomersialkan.

Bagian VCO terdiri dua osilator yang dirangkai secara push-pull, misalnya untuk bekerja di frekuensi 100MHz, masing-masing osilator membangkitkan sinyal RF 50MHz kemudian dikombinasikan. Konfigurasi ini secara umum sudah dibuktikan memiliki banyak kelebihan dalam hal kestabilan dibandingkan sebuah osilator single emiter yang bekerja langsung pada frekuensi 100MHz.

Komponen utamanya C dan dioda varaktor/vricap yang dirangkaikan ke masing-masing transistor BF494. Untuk tingkat buffer saya menggunakan 2SC2053 menggantikan 2N4427 dan sebagai penguat akhir juga menggunakan 2SC2053 dengan power output kurang dari 1 watt.

PLL dan VFO/RF

Letak komponen

Untuk enkoder stereo saya menggunakan MPX yang pernah populer ketika saya masih di bangku sekolah . Saya masih punya berapa yang original tapi sudah nampak usang, kemudian saya melakukan restorasi dengan menggunakan PCB berbahan fiber. MPX Stereo ini menggunakan 4011 dan 4013 dan kristal 38kHz serta dioda 1N4148 pada rangkaian switch modulatornya.

MPX Stereo

Untuk RF Power Amplifier saya menggunakan 2SC1971. Tegangan yang digunakan 12.5 volt DC bisa menghasilkan daya RF sebesar 6 watt.

PA RF 2SC1971

Untuk menentukan switch frekuensi adalah :

4096 - (10 * f)

Hasil kalkulasi tersebut dikonversikan ke binari maka akan didapat formasi switch yang dinginkan sesuai dengan frekuensi.

Ada bagian pada penempatan dan jalur PCB yang perlu dikoreksi, perhatikan penempatan letak komponen:

Di bagian RF power indicator di lingkar garis merah , penempatan diode 1N4148 yang tidak tepat. Seharusnya posisi penempatan harus sesuai pada skematik (D2 dan D3), lihat daftar komponen.
Di bagian dip switch di lingkar garis merah, jalur PCB seharusnya terhubung.

Catatan:

Terlebih dahulu dipastikan output IC 4060 harus menunjukan 6.25kHz (lihat pada gambar penataan komponen bagian yang dilingkar garis merah), bila hal ini belum tercapai PLL belum bisa berfungsi. Dianjurkan menggunakan frekuensi counter.
Dalam kondisi bebas LED indikasi berwarna merah, ini berarti PLL belum berada pada posisi LOCKED, masih UNLOCKED.
Atur dipswitch sesuai dengan frekuensi kerja yang dimaksud, kemudian putarlah kapasitor varibel (varco) pada bagian oscilator hingga lampu warna merah padam dan warna hijau hidup (LOCKED).
Pada tahap awal dianjurkan untuk melepas kapasitor keramik 1nF yang menghubung ketingkat buffer.
IC 74ALS74 sebagai fresh-scaler bisa menggunakan 74F74 (hasil pengamatan: respon lock lebih cepat ketimbang 74ALS74 yang berkisar 3 detik). IC 74LS74 TIDAK dapat bekerja secara baik untuk keperluan frekuensi 88 - 108 MHz.

Saya melakukan beberapa perubahan/mengganti beberapa komponen seperti:

TR6 (2N4427), diganti dengan 2SC2053.
TR7 (2N4427), diganti dengan 2SC1971, power RF yang dihasilkan bisa mencapai 2 - 6 watt.
C53 (keramik 33pf), diganti dengan variable capacitor. Ini untuk me-adjust frekuensi hingga 3 digit dibelakang koma, misal 100,000 MHz.
RF Indicator tidak saya gunakan (C35, C36, C37, D2, D3, LDE1, R29, R30 dan TR11).
VCD1 (KV1310 atau BB204) bila tidak ada bisa diganti dengan menggunakan varicap yang beredar dipasaran, misal MV2204, MV2205, tipe strip line warna abu-abu (yang mudah didapat) kedua kaki katode saling dihubungkan, varicap dari bekas radio penerima FM juga bisa digunakan.

Exciter PLL FM dan RF Power Amplifer ini saya fungsikan bekerja di frekuensi 90.0MH, selamat mencoba!