Energi Dan Gelombang

Materi, energi dan gelombang memiliki hubungan yang tidak terpisahkan, karena masing-masing keberadaannya dipengaruhi oleh yang lainnya. Energi memiliki sifat partikel (materi) dan materi memiliki sifat gelombang.
Setiap hari alam semesta secara alamiah sudah menyediakan berbagai macam gelombang, seperti gelombang laut, gelombang suara sampai gelombang cahaya yang selalu dipancarkan oleh matahari.
Diluar yang alamiah, rekayasa teknologi manusia mampu menciptakan gelombang-gelombang tertentu yang bisa dimanfaatkan untuk keperluan mansuia, mulai dari gelombang radio, TV, oven microwave, hand phone sampai gelombang sinar X dan sinar gamma. Untuk beberapa keperluan manusia membuat stasiun-stasiun pemancar gelombang yang bisa memancarkan bermacam-macam gelombang.
Bukan hanya pada ilmu fisika kita mengenal gelombang. Saat ini sudah banyak dipelajari bahwa manusia baik secara fisik (lahir) maupun non fisik (batin) juga selalu memancarkan dan menerima gelombang. Gelombang yang ada dalam diri manusia diyakini mampu diolah dan didayagunakan untuk mencapai kesuksesan. Bahkan sudah banyak orang-orang sukses yang membenarkan bahwa ada sejenis gelombang-gelombang tertentu yang keluar dan masuk dalam diri mereka, yang membuat mereka mampu melewati batas dan menjadi orang sukses.
Hanya sayangnya, belum ada dasar ilmiah dan teknologi yang mampu menjangkau keberadaan gelombang-gelombang non fisik (batin) dari manusia. Misalnya gelombang pikiran atau gelombang hati (energi batin). Untuk itulah, dalam kesempatan ini saya ingin mengurai pengetahuan umum tentang gelombang. Dengan harapan bahwa logika dan cara kerja gelombang dalam ilmu fisika bisa kita terapkan menjadi dasar untuk mengembangkan gelombang tubuh dan jiwa kita.

Logika Gelombang
Gelombang dalam ilmu fisika dimaknai sebagai energi yang merambat, atau perambatan energi akan memunculkan gelombang. Perambatan/perpindahan/perjalanan gelombang tidak merubah medium yang dilewatinya, namun hanya memindahkan energinya.
Gelombang memiliki bermacam-macam sifat dan bentuk, perbedaan frekuensi dan panjang gelombang. Untuk lebih mudahnya kita lihat pembagian kategori gelombang dalam ilmu fisika :

Gelombang menurut arah getarnya :

• Gelombang Transversal : gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya. Contoh: gelombang pada tali , gelombang permukaan air, gelombang cahaya, gelombang elektomagnetik, dll.
• Gelombang Longitudinal : gelombang yang arah getarnya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya. Contoh: gelombang bunyi (suara) dan gelombang pada pegas.

Gelombang menurut amplitudo dan fasenya :

• Gelombang Berjalan: gelombang yang amplitudo dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombng.
• Gelombng Diam (stasioner) adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang.

Gelombang menurut medium perantaranya :

• Gelombang mekanik adalah sebuah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan perantara (medium), yang menyalurkan energi untuk keperluan proses perambatan sebuah gelombang. Suara merupakan salah satu contoh gelombang mekanik yang merambat melalui perubahan tekanan udara dalam ruang (rapat-renggangnya molekul-molekul udara). Tanpa udara, suara tidak bisa dirambatkan. Di pantai dapat dilihat ombak, yang merupakan gelombang mekanik yang memerlukan air sebagai mediumnya. Contoh lain misalnya gelombang pada tali.
• Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang didalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Contoh : cahaya, sinar gamma (γ), sinar X, sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio.

Gelombang elektromagnetik dianggap tidak memerlukan medium perantara, bukannya karena tidak ada, tetapi karena para ilmuwan sampai sekarang ini belum menemukan seperti apa medium perantara gelombang elektromagnetik. Untuk sementara ini, beberapa ilmuwan menamakan medium itu dengan ether.

Penemuan gelombang elektromagnetik membawa perubahan yang sangat besar dalam pengetahuan manusia. Sekalipun belum diketahui medium perantaranya, namun telah mampu dimanfaatkan secara luas dalam berbagai bidang kehiudpan manusia.
Gelombang eletromagnetik merupakan radiasi elektromagnetik, atau kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.

Karena ether masih menjadi misteri, maka banyak orang yang berspekulasi dalam menterjemahkan ether. Namun, kebanyakan bersifat metafisik atau supranatural yang digunakan untuk menjelaskan kejadian-kejadian (fenomena-fenomena) tertentu yang belum bisa diilmiahkan.
Gelombang suara, sekalipun tidak tampak oleh mata manusia, bukan termasuk gelombang alektromagnetik karena sudah diketahui medium perantaranya yaitu udara.
Suatu saat, mungkin akan muncul Ilmu Pengetahuan dan Teknologi yang mampu menguak misteri seputar ether, sehingga akan membuka lebih banyak rahasia medium perantara gelombang elektromagnetik.

Dr Alexander Graham Bell penemu telepon jarak jauh yang juga seorang ahli dalam ilmu getaran dan gelombang mengungkapkan dasar dari pengertian gelombang seperti berikut ini : (dikembangkan dari buku “Law of success” karya Napoleon Hill)
Anggap saja anda memiliki sebatang logam di sebuah ruang yang gelap, yang bisa digetarkan dalam setiap frekuensi yang anda inginkan.
Ketika getaran masih lambat, getaran dapat dirasakan oleh indra peraba kita.
Lalu ketika semakin tinggi maka akan muncul suara bernada rendah.
Bertambah lagi sampai 32.000 getaran per detik akan berubah menjadi suara yang melengking.

Ketika mencapai 40.000 getaran perdetik, suara menjadi hilang dan gelombang sudah tidak bisa diterima oleh indra kita. Pada putaran yang lebih tinggi lagi akan muncul gelombang panas. Lalu hilang lagi. Lebih tinggi akan muncul cahaya, dengan beberapa warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, ungu. Dan diatasnya lagi akan muncul sinar ultra violet yang sudah tidak bisa dilihat lagi oleh mata kita. Lalu sinar X, sinar Gamma, dan sinar kosmis, yang semuanya tidak bisa diraba oleh indra manusia

Sinar kosmis tidak termasuk gelombang elektromagnetik karena panjang gelombangnya lebih kecil dari 0,0001 nm. Jadi, gelombang yang panjangnya dibawah 0,0001 nm, belum mampu dikenali melalui alat-alat bantu yang dimiliki manusia sekarang ini. Mungkin di masa datang ada alat yang mampu mengungkap gelombang yang lebih pendek lagi. Yang akan berdampak pada munculnya temuan-temuan baru dalam rekayasa teknologi .

Oh ya, dalam ilmu gelombang ukuran 1 getaran (siklus) per detik dinamakan 1 Hertz (Hz) dan diistilahkan sebagai frekuensi gelombang. Nama ini diambil dari penemunya yaitu Heinrich Rudolf Hertz (22 Februari 1857 - 1 Januari 1894) adalah fisikawan Jerman yang menemukan pengiriman energi listrik dari 2 titik (point) tanpa kabel.

Dalam kategori gelombang radio, ada yang disebut gelombang mikro (microwave) yaitu gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu diatas 3 GHz (3×109 Hz). Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave. Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada RADAR (Radio Detection and Ranging). RADAR digunakan untuk mencari dan menentukan jejak suatu benda dengan gelombang mikro dengan frekuensi sekitar 10¹⁰ Hz.

Sinar X dan sinar gamma terbentuk pada tingkat energi atom (nuklir), yang gelombangnya bisa membakar manusia dan mutasi genetika.
Sinar X dinamakan juga sinar Rontgen yang banyak digunakan pada dunia medis untuk photo Rontgen. Melihat ke dalam tubuh manusia tanpa melalu operasi. Sehingga ketika ada patah tulang, bisa dilihat dengan memanfaatkan sinar Rontgen.
Kalau cahaya tidak mampu menembus tembok, maka sinar X mampu melakukannya.
Sinar Gamma memiliki kemampuan yang lebih tinggi lagi. Sedangkan sinar alpha dan beta (partikel alpha dan beta) bukan merupakan radiasi elektromagnetik.

Sinar dengan panjang gelombang besar, yaitu gelombang radio dan infra merah, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih rendah. Sinar dengan panjang gelombang kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dan sinar gamma, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih tinggi.
Semakin besar frekuensi akan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi, dan menghasilkan gelombang yang semakin pendek, namun memiliki kekuatan dan dampak yang hebat.

Mungkin belum banyak penelitian tentang apakah gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi rendah seperi gelombang radio, TV dan HP kita yang memenuhi alam sekitar kita mempunyai pengaruh negative (radiasi elektromagnetik). Sampai sekarang ini para ilmuwan mengatakan tidak ada. Karena sampai tingkat gelombang cahaya belum ada radiasi gelombang yang berbahaya bagi manusia.
Namun, bukan mustahil akan ditemukan kemungkinan dampak negative dari gelombang elektromagnetik yang sudah terbiasa kita manfaatkan sehari-hari.

Pemanfaatan Gelombang

Rekayasa teknologi yang mengembangkan gelombang terus mengalami perubahan, mulai dari gelombang listrik, radio, TV hitam putih kemudian menjadi TV berwarna, internet, telepon seluler dan seterusnya.
Tahun 1990an, kebanyakan manusia mungkin belum bisa membayangkan, bahwa pada tahun 2000an sebagian besar manusia sudah memanfaatkan telepon seluler. Di mana manusia bisa berkomunikasi dengan manusia lain dengan mudah dan bisa di mana saja.
Banyak kemustahilan di masa lalu yang sekarang menjadi nyata. Dan tentu akan banyak kemustahilan sekarang ini yang di masa datang akan menjadi nyata. Karena Ilmu pengetahuan dan rekayasa teknologi masih terus berkembang, dan masih menyimpan banyak misteri, atau selalu ada misteri-misteri baru yang selalu muncul seiring dengan penemuan-penemuan ilmiah yang terbaru.

Perubahan besar dalam teknologi nirkable sekarang ini sebenarnya dimulai dari ditemukannya gelombang radio. Di mana suara manusia (gelombang suara/audio) mampu diubah menjadi gelombang radio (gelombang elektromagnetik), kemudian dipancarkan dan sampai ke pesawat radio kita lalu diubah lagi menjadi gelombang audio, sehingga kita bisa mendengarkan siaran dari jarak jauh.
Gelombang suara manusia tanpa bantuan alat pengeras suara memiliki frekuensi 100 — 1000 Hz. Sedangkan kemampuan telinga manusia menerima suara yang memiliki frekuensi 20 – 20.000 Hz.

Gelombang suara dirubah menjadi gelombang radio dengan cara meningkatkan frekuensi gelombang menjadi gelombang elektromagnetik dengan cara modulasi gelombang. Sehingga dari 100 — 1000 Hz dimodulasi menjadi sekitar 100 MHz, atau tergantung keinginan besaran frekuensi gelombang yang kita inginkan. Gelombang elektromagnetik inilah yang sampai di rumah kita, diterima oleh pesawat radio kita dan dirubah lagi menjadi gelombang audio/suara oleh pesawat radio kita.

Dalam gelombang-gelombang radio kita mengenal 88 FM yang berarti 88 MHz atau 88 juta Hz, atau 90 FM yang berarti 90 MHz atau 106 FM yang berarti 106 MHz dan lain-lain. Pembedaan-pembedaan itu dimaksudkan agar tidak terjadi tumpang tindih antar gelombang. Pernah kan kita menemukan gelombang radio yang tumpang tindih?
Dasar-dasar dari pemanfaatan gelombang radio ini kemudian berkembang ke radar, televisi dan telepon seluler.

Manusia dan Gelombang

Setiap aktifitas manusia selalu melibatkan aktifitas energi, baik energi yang masuk maupun keluar. Adanya aktifitas energi menunjukkan adanya aktifitas gelombang baik yang dipancarkan atau diterima oleh manusia. Logika inilah yang menjadi dasar bahwa manusia memiliki kemampuan untuk menjadi semacam stasiun pemancar atau penerima gelombang.
Contoh sederhana yang mudah kita terima adalah gelombang suara yang dikeluarkan melalui mulut dan diterima oleh telinga. Medium dari gelombang suara adalah udara dan merupakan gelombang mekanis.

Lebih jauh dari itu, banyak fakta-fakta yang menunjukkan bahwa manusia memiliki kemampuan memancarkan dan menerima gelombang yang semacam dengan gelombang elektromagnetis dan melalui medium perantara semacam ether.
Sebagai contoh fakta adalah adanya gelombang tertentu yang membuat sepasang pria dan wanita yang saling tertarik dan jatuh cinta pada pandangan pertama. Sekalipun hanya sesaat, mereka merasa sudah saling mengenal dan berjodoh.

Contoh lain seorang ibu yang bisa merasakan sesuatu yang buruk sedang terjadi ketika anaknya sedang mengalami hal-hal buruk atau tertimpa musibah. Yang terjadi secara otomatis sekalipun Ibu dan anak tersebut terpisah oleh tempat yang berjauhan. Seakan-akan ada koneksi gelombang tertentu yang selalu menghubungkan antara ibu dan anak.

Atau ketika misalnya kita bertemu dengan seseorang yang kita anggap suci (misalnya seorang kyai atau ustad), tiba-tiba kita merasa tenang, nyaman dan damai. Padahal kita belum bicara apa-apa dengan orang suci itu. Seakan-akan orang suci itu sedang memancarkan gelombang atau energi tertentu yang membuat diri kita tiba-tiba merasa tenang, nyaman dan damai.

Fakta-fakta lainnya yang menunjukkan bahwa manusia memiliki semacam gelombang non fisik misalnya adalah kemampuan hipnotis, atau firasat/insting/naluri yang dimiliki manusia. Di mana dalam kondisi tertentu ada manusia yang mampu membaca pikiran orang lain.
Hubungan-hubungan seperti itu dalam bahasa ilmu gelombang dipahami bahwa ada koneksi atau hubungan yang saling menyesuaikan. Misalnya HP GSM kita yang tidak bisa menerima sinyal gelombang dari CDMA. Karena berbeda frekuensi dan panjang gelombangnya.

Salah satu dampak dari kemampuan seseorang untuk memanfaatkan gelombang meta fisika adalah munculnya kemampuan intuisi. Kemampuan intuisi dalam dimensi gelombang, salah satunya bisa dimaknai kemampuan seseorang untuk membaca (menerima dan berhubungan) dengan gejala-gejala gelombang tertentu yang membuatnya seakan-akan mampu berkomunikasi dengan tanda-tanda alam.
Salah seorang sahabat saya, ada yang memiliki kemampuan intuisi dan penyembuhan terhadap penyakit. Intuisinya seringkali melampaui hasil diagnosa dari Rumah Sakit, dimana intuisinya lebih tepat dalam melakukan diagnosa dari pada hasil diagnosa rumah sakit yang terkadang juga salah.

Banyak literature kesuksesan, yang diakui oleh orang-orang besar dan sukses, bahwa pada saat tertentu mereka seakan-akan mampu menyelaraskan pancaran gelombang yang ada dalam dirinya dan di alam semesta. Apa yang mereka harapkan/ impikan/ viusalisasikan mampu dicapai dan mampu diwujudkan.
Sekalipun mereka tidak mengenali secara ilmiah terhadap hukum gelombang dan energi, namun mereka mengakui bahwa ada energi dan gelombang dalam dirinya, yang membuat mereka mampu melewati batas dan mencapai puncak lebih dari pada orang-orang biasa. Bahkan, seringkali mereka heran dan takjub atas tingkat keberhasilan yang mampu mereka capai sehingga sering menyebutnya sebagai keajaiban, mimpi atau anugerah dari Tuhan.

Beberapa prinsip lain tentang gelombang yang bisa kita pelajari, beberapa diantaranya :

• Pada frekuensi tertentu, pancaran gelombang bisa tumpang tindih dengan gelombang lain dan bisa saling menggganggu. Logika ini menjadi dasar bahwa gelombang yang dipancarkan dari masing-masing orang bisa saling tumpang tindih dan mengganggu (saling mempengaruhi). Orang yang memancarkan gelombang optimis, bisa membuat orang lain terpengaruh menjadi optimis, begitu pula sebaliknya. Dasar inilah yang mungkin bisa kita jadikan landasan, ketika tiba-tiba kita merasa nyaman ketika dekat dengan orang-orang yang kita anggap suci. Atau ketika tiba-tiba menjadi bergairah dan memiliki semangat yang tinggi ketika ketemu dengan orang-orang besar. Atau sebaliknya, kita merasa tidak nyaman dan terganggu dengan kehadiran seseorang sekalipun kita belum mengenalnya dan belum berbicara.
• Alam semesta dan seluruh isinya adalah susunan dari materi yang memiliki sifat gelombang. Gelombang-gelombang itu selalu dipancarkan setiap ada aktifitas yang melibatkan perambatan atau perpindahan energi. Dan mungkin saja setiap gelombang yang dipancarkan oleh setiap manusia sebenarnya sedang berhubungan dan saling mempengaruhi dengan gelombang-gelombang lain yang ada di alam semesta ini.
• Semakin besar energi akan mampu menghasilkan frekuensi gelombang yang semakin besar, dan akan memunculkan gelombang yang panjang gelombangnya semakin pendek, namun memiliki kemampuan yang semakin hebat dan besar. Semakin besar energi, baik fisik maupun non fisik, yang mampu dikeluarkan oleh manusia akan membuat gelombangnya mempunyai kekuatan yang semakin hebat.
• Manusia memiliki kemampuan untuk memancarkan atau menerima gelombang yang lebih banyak. Namun untuk mencapai kemampuan tersebut diperlukan kekuatan/ energi/ power sebagai dasar dari munculnya gelombang. Sebagaimana dalam teknologi telepon seluler, diperlukan stasiun pemancar yang memerlukan perangkat dan sumber energi, dan juga perlu pesawat HP untuk menerimanya, dan perlu di charge ketika battery nya habis. Dan sudah diterima secara ilmiah bahwa untuk mencapai tingkat kesuksesan tertentu, kita perlu melakukan usaha-usaha untuk mencapainya. Untuk menjadi doctor dalam ilmu pengetahuan, kita perlu berjuang melalui pendidikan-pendidikan. Untuk menjadi seorang ustad, kita perlu belajar ilmu-ilmu agama. Untuk menjadi orang kaya, kita perlu bekerja dan berusaha. Untuk menjadi seorang atlit olahraga yang hebat dibutuhkan latihan, ketekunan dan kemauan yang kuat

Coba bayangkan, kalau memang benar bahwa ada manusia mampu memancarkan atau menerima gelombang seperti yang dikehendakinya, mengaturnya sedemikian rupa sehingga bisa mencarkan atau menerima semua jenis gelombang.
Kemampuan dalam mengatur frekuensi gelombang memungkinkan mampu berkomunikasi dengan mahluk lain misalnya berkomunikasi dengan hewan yang dikisahkan dalam kitab Al-Quran, bahwa Nabi Sulaiman mampu berkomunikasi dengan hewan. Kita memang belum mengetahui secara persis bagaimana bentuk komunikasi antara Nabi Sulaiman dengan hewan-hewan tersebut.

Mungkinkah ether adalah bagian dari medium perantara semua gelombang, termasuk gelombang yang dipancarkan manusia?
Mungkin saja bukan?

Pemahaman seperti ini, setidaknya membuka jendela baru dalam wacana kita tentang hubungan energi dan gelombang. Bahwa masih banyak energi dan gelombang yang belum mampu disentuh oleh alat atau teknologi yang paling modern sekalipun.
Sementara disisi lain, kita sadar bahwa hidup kita dipenuhi oleh energi dan gelombang yang selalu memberi pengaruh pada diri kita dan semua yang ada di alam semesta.

Gelombang membuat kita bisa bicara dan berkomunikasi (gelombang bunyi) dan melihat (gelombang cahaya). Dan sangat mungkin gelombang juga bisa membuat kita memiliki kemampuan lebih dari rasa, intuisi dan sugesti.

GELOMBANG FM DAN AM

1. Multichannel Frequency Modulation ( FM )

Penggunaan signal AM-VSB untuk mengirim beberapa channel analog adalah prinsip lurus kedepan dan sederhana. Bagaimana pun juga hal itu memiliki syarat C/N paling tidak 40 dB untuk setiap channel AM dimana antara laser dan penerimanya harus garis lurus. Cara lain adalah denga menggunakan modulaasi frekuensi ( FM ) dimana setiap subcarrier dimodulasi oleh frekuensi dengan signal informasi, namun hal ini membutuhkan bandwide lebih besar sekitar 7 – 8 kali dari AM. Rasio S/N dari output detector FM jauh lebih besar dari rasio C/N pada input dari detector.

Rasio dari s/n tergantung pada desain sistem tetapi umumnya berada pada 36-44 db

Di antara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara, bandwidth (lebar pita) yang lebih besar, dan fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya :

Lebih tahan noise

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line Of Sight).

Bandwith yang Lebih Lebar

Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM.

Fidelitas Tinggi

Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah rancangan perangkatnya saja.

Transmisi Stereo

Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara keseluruhan.

Hak komunikasi Tambahan

Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan, sering disebut Subsidiary Communication Authorization (SCA), bersama dengan transmisi stereo. Saluran SCA menyediakan sumber penerimaan yang penting bagi kebanyakan stasiun radio dan sekaligus sebagai media penyediaan jasa digital dan audio yang berguna untuk khalayak.

Teori Modulasi Frekuensi (FM)

Baik FM (Frekuensi Modulation) maupun PM (Phase Modulation) merupakan kasus khusus dari modulasi sudut (angular modulation). Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan (ditumpangkan). Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut :

U_c = A_c sin (w_c + _c)

Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai ‘A_c‘ akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen ‘w_c + _c‘. Jika yang diubah-ubah adalah komponen ‘w_c‘ maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen ‘_c‘ yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM).

Jadi dalam sistem FM, sinyal modulasi (yang ditumpangkan) akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai perubahan frekuensi dari sinyal modulasi. Sedangkan pada PM perubahan dari sinyal modulasi akan merubah fasa dari gelombang pembawa. Hubungan antara perubahan frekuensi dari gelombang pembawa, perubahan fasa dari gelombang pembawa, dan frekuensi sinyal modulasi dinyatakan sebagai indeks modulasi (m) dimana :

m = Perubahan frekuensi (peak to peak Hz) / frekuensi modulasi (Hz)

Dalam siaran FM, gelombang pembawa harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplituda dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.

Pemancar FM

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

1. FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi

2. Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage

3. Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena

4. Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem

5. Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan

6. RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar

7. Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antenna

FM Exciter

Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciter-nya. Fungsi dari exciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang pembawa dengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar FCC. Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat oleh wideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh tingkat berikutnya.

Direct FM merupakan teknik modulasi dimana frekuensi dari oscilator dapat diubah sesuai dengan tegangan yang digunakan. Seperti halnya oscilator, disebut voltage tuned oscilator (VTO) dimungkinkan oleh perkembangan dioda tuning varaktor yang dapat merubah kapasitansi menurut perubahan tegangan bias reverse (disebut juga voltage controlled oscillator atau VCO).

Kestabilan frekuensi dari oscillitor direct FM tidak cukup bagus, untuk itu dibutuhkan automotic frekuensi control system (AFC) yang menggunakan sebuah kristal oscillator stabil sebagai frekuensi referensi. Komponen AFC berperan sebagai pengatur frekuensi yang dibangkitkan oscillator lokal untuk dicatukan ke mixer, sehingga frekuensi oscillator menjadi stabil.

2. Multychannel Amplitude Modulation ( AM )

Yang pertama kali menyebar luaskan Aplikasi untuk hubungan antara fiber optik secara analog yang mana di mulai pada akhir tahun 1980 adalah CATV Network. Network jenis ini beroprasi pada frekuensi antara 50 sampai 88 Mhz dan dari 120 samapi 550 Mhz. Frekuensi anatara 88 samapi 120 Mhz tidak digunaka karena digunaaka untuk penyiaran radio FM. Network ini dapat membawa lebih dari 80 AM vestigal-side band (AM-VSB) video chanel, masing-masing mempunyai noise selebar 4 Mhz dari lebar chanel yang 6 Mhz, dengan S/N ratio sebesar 40db. Untuk mempertahankan kesamaan dengan coax base network yang sebelumnya, format dari multichanel AM-VSB juga dipilih untuk sistem fiber optik. Gambar 9.7 memperlihatkan teknik untuk menggabungkan N pesan yang berdiri sendiri. Sinyal informasi pada chanel I gelombang pembawa AM mempunyai frekuensi Fi , dimana I= 1,2,…,N. Power RF menggabungkan kemudian menjumlah AM sejumlah N, yang menghasilkan sinyal FDN, yang mana intensitas modulasinya seperti Laser Dioda. Seperti halnya penerima optik, susunan paralel dari filter bandpass memisahkan sinyal dari gelombang cariernya, sehingga didapat sinyal aslinya, dengan teknik standar RF.

Untuk sejumlah besar carier FDM dengan fasa acak, sinyal carier menumpangi power basis. Kemudian untuk N channel, modulasi optikal dengan index m berhubungan dengan modulasi index m_i per channel dengan:

Jika setiap modulasi channel index m_i nilainya sama dengan nilai m_c, maka dirumuskan :

Hasilnya jika N sinyal adalah frekuensi yang telah di multiplex dan digunakan untuk memodulasi sumber optik tunggal maka rasio ke noise dari sinyal tunggal berkurang dengan 10 log N. Andaikata beberapa channel digabungkan maka sinyal akan memperkuat tegangan, maka karakteristik penurunan menjadi 10 log N.

Jika beberapa frekuensi carrier melewati peralatan non linier seperti laser dioda dapat membangkitkan sinyal yang berbeda dari frekuensi asalnya yang disebut juga sebagai frekuensi intermodulation, dan dapat menyebabkan interferensi pada kedua band dari channel. Hasilnya adalah penurunan jumlah sinyal yang dapat ditransmisikan.

Jika frekuensi kerja dari channel kurang dari 1 oktaf seluruh distorsi harmonis bahkan distorsi intermodulasi (IM) akan keluar dari passband. Jika signal passband mengandung banyak signal carrier. Beberapa IM akan muncul pada frekuensi pada sama. Hal ini disebut juga staking yang merupakan tambahan dari basis power. Dimana ada dua nada orde ketiga tersebar pada daerah operasi passband. Tripel beat product dibuat untuk dikonsentrasikan pada tengah – tengah channel, jadi pembawa pusat menerima inteferensi yang paling besar. Tabel 9.1 dan 9.2 menunjukkan distribusi dari third order tripel beat and two tone IM product untuk nomer channel N dari 1 – 8.

Hasil dari beat stcaking adalah secara umum pada CSO ( Composite Second Order ) dan CTB ( Composite Tripel Beat ) dan digunakan untuk menggunakan kemampuan dari multichannel hubungan AM

Kenapa Gelombang FM Lebih Jernih Dibanding AM?

Gelombang AM sudah lama ditinggal. Nyaris semua radio bermain di jalur FM. Kenapa sih FM lebih jernih?

Hingga tahun delapan puluhan, stasiun radio broadcast (siaran) banyak menggunakan modulasi AM (Amplitude Modulation). Pada saat itu, umumnya enggak ada siaran radio yang mampu menampilkan suara bening, apalagi stereo. Belum lagi kalau cuaca sedang enggak mendukung. Wah, pokoknya kita enggak bisa menikmati indahnya suara musik senyaman saat ini.

Setelah periode itu, mulai bermunculan stasiun radio siaran pengusung modulasi FM (Frequency Modulation). Jenis modulasi ini mampu memanjakan pendengar siaran karena menghasilkan suara yang lebih bening. Selain itu, ia dapat diterima dengan pola mono atau stereo. Maksudnya, jika radio penerima kita hanya bisa menerima siaran mode mono, maka ia menampilkan suara mono. Sedang radio penerima tipe stereo punya pilihan untuk menampilkan suara mono atau stereo beneran (real stereo) sesuai dengan yang dipancarkan oleh stasiun radio siaran.

Analogi modulasi

Dalam istilah teknik, kata modulasi mempunyai definisi yang cukup panjang. Tapi, hal itu dapat dijelaskan dengan analogi sederhana berikut: kalau kita ingin pergi ke tempat lain yang jauh (yang tidak bisa di lakukan dengan jalan kaki atau berenang), kita harus menumpang sesuatu.

Sinyal informasi (suara, gambar, data) juga begitu. Agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal informasi harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier).

Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Dari tinjauan “penumpang”, cara menumpangkan manusia pasti berbeda dengan paket barang atau surat. Hal serupa berlaku untuk penumpangan sinyal analog yang berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.

Dari sisi pembawa, cara menumpang di pesawat terbang akan berbeda dengan menumpang di mobil, bus, truk, kapal laut, perahu, atau kuda. Hal yang sama juga terjadi pada modulasi. Di mana cara menumpang ke amplitudo gelombang carrier akan berbeda dengan cara menumpang di frekuensi gelombang carrier.

Gelombang/sinyal “carrier”

Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi beragam/variabel dengan range 20 Hz hingga 20 kHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Frekuensi sinyal carrier ditetapkan dalam suatu alokasi frekuensi yang ditentukan oleh badan yang berwewenang.

Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan pada frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz. Alokasi itu terbagi untuk 204 kanal dengan penganalan kelipatan 100 kHz. Kanal pertama berada pada frekuensi 87,6 MHz, sedangkan kanal ke 204 berada pada frekuensi 107,9 MHz. Penetapan tersebut dan aturan lainnya tertuang dalam Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM 15 Tahun 2003.

Frekuensi carrier inilah yang disebutkan oleh stasiun radio untuk menunjukkan keberadaannya. Misalnya, Radio XYZ 100,2 FM atau Radio ABC 98,2 FM. 100,2 Mhz dan 98,2 MHz adalah frekuensi carrier yang dialokasikan untuk stasiun bersangkutan.

Karena berupa gelombang sinusoida, sinyal carrier mempunyai beberapa parameter yang dapat berubah. Perubahan itu dapat terjadi pada amplitudo, frekuensi, atau parameter lain. Contoh perubahan amplitudo dan perubahan frekuensi dari suatu sinyal asal ditunjukkan dalam gambar. Kemampuan untuk diubah inilah yang menjadi ide dari teknik-teknik modulasi.

Modulasi AM

Dari banyak teknik modulasi, AM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada radio siaran. Keduanya dipakai karena tekniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan teknik-teknik lain. Dengan begitu, rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat.

Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena.

Tentu saja dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim.

Akibatnya, informasi yang terkirim pun akan berubah dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang. Efek yang kita rasakan sangat nyata. Suara merdu Andien yang mendayu akan terdengar serak, aransemen Dewa yang bagus itu jadi terdengar enggak karuan, dan suara Iwan Fals benar-benar jadi fals.

Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gangguan (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli. Sementara, peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan. Dilema itu bisa saja diatasi dengan menggunakan teknik lain yang lebih rumit. Tapi, rangkaian penerima akan menjadi mahal, sementara hasil yang diperoleh belum kualitas Hi Fi dan belum tentu setara dengan harga yang harus dibayar.

Itulah barangkali yang menyebabkan banyak stasiun radio siaran bermodulasi AM pindah ke modulasi FM. Konsekuensinya, mereka juga harus pindah frekuensi carrier karena aturan alokasi frekuensi carrier untuk siaran AM berbeda dengan siaran FM. Frekuensi carrier untuk siaran AM terletak di Medium Frequency (300 kHz - 3 MHz/MF), sedangkan frekuensi carrier siaran FM terletak di Very High Frequency (30 MHz - 300 MHz/VHF).

Modulasi FM

Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena.

Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier.

Akibatnya, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Jadi, musik yang kita dengar akan serupa dengan kualitas musik yang dikirim oleh stasiun radio sehingga enggak salah kalau stasiun-stasiun radio siaran lama (yang dulunya AM) pindah ke teknik modulasi ini. Sementara stasiun-stasiun radio baru juga langsung memilih FM.

Selain itu, teknik pengiriman suara stereonya juga tidak terlalu rumit. Jadinya, rangkaian penerima FM stereo mudah dibuat, sampai-sampai dapat dibuat seukuran kotak korek api. Produk FM autotuner seukuran kotak korek api ini sudah gampang diperoleh di kaki lima dengan harga yang murah. Kualitasnya cukup memadai untuk peralatan semurah dan sekecil itu.

Rangkaian “squelch”

Pada penerima FM (yang juga ada di pesawat televisi), sinyal radio yang hilang akan menyebabkan terdengar suara desis noise yang cukup keras. Karena mengganggu, sebagian besar penerima FM dilengkapi dengan rangkaian squelch yang berfungsi untuk mematikan audio jika tidak terdeteksi adanya sinyal siaran. Pada radio komunikasi VHF dan UHF (yang juga menggunakan FM), rangkaian squelch dapat diatur sedemikian rupa sehingga masih dapat mendengarkan sinyal suara yang volumenya sedikit di atas desis noise.

Pembagian kanal FM di Indonesia

Jumlah kanal yang disiapkan dalam alokasi frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz memang sebanyak 204 kanal. Tapi, tentu saja hal itu tidak menyebabkan 204 stasiun radio bisa didirikan di kota kita. Sebab jarak antarkanal yang terlalu rapat akan menyebabkan interferensi antarstasiun radio.

Karena itu, aturan dalam Keputusan Menteri Perhubungan No KM 15 Tahun 2003 mensyaratkan jarak minimal antarkanal dalam satu area pelayanan (yang umumnya se-Kota atau se-Kabupaten) adalah 800 kHz. Kecuali pada kota besar semacam Jakarta, Bandung, Surabaya, Semarang, Medan yang sudah telanjur mempunyai stasiun cukup banyak. Jarak minimal untuk kota-kota itu adalah 400 kHz.

Pembagian kanal untuk tiap area layanan tentunya juga disesuaikan dengan faktor-faktor seperti : kepadatan penduduk, perkembangan kawasan, dan lainnya. Sebab, apalah gunanya menyediakan banyak kanal jika pendirian stasiun-stasiun baru di suatu area layanan tidak menjanjikan....