Penyiaran FM

Penyiaran FM adalah metode penyiaran radio menggunakan modulasi frekuensi (FM). FM adalah metode untuk menyampaikan informasi melalui gelombang pembawa dengan memvariasikan frekuensi, hal ini berbeda dengan sistem modulasi amplitudo (AM) di mana sistem AM amplitudo dari gelombang pembawa yang bervariasi sedangkan frekuensi tetap konstan. Modulasi frekuensi didefinisikan sebagai deviasi frekuensi sesaat sinyal pembawa (dari frekuensi tak termodulasinya) sesuai dengan amplitudo sesaat sinyal pemodulasi. Di awal perkembangannya, radio broadcasting memakai sistem transmisi AM (Amplitudo Modulasi), tetapi karena sinyal transmissi AM mempunyai banyak kelemahan, antara lain mudah terganggu oleh sumber medan listrik-magnit luar seperti, dinamo, petir, lampu neon, dsb, maka tidak cocok untuk menyalurkan informasi Audio yang mempunyai kualitas Hi-Fi.

Tetapi kemudian pada tahun 1936, Edwin Howard Armstrong menemukan sistem transmisi baru yang kemampuannya jauh lebih baik dari sistem AM, terutama dalam kekebalan terhadap gangguan luar dan kesanggupan menyalurkan informasi suara musik bebas dari noise. Sistem ini diberi nama Modulasi Frekuensi disingkat FM. Frekuensi FM secara luas digunakan pada perangkat telekomunikasi untuk mengirimkan suara tanpa noise (gangguan). Dalam aplikasi analog, frekuensi sesaat dari carrier (frekuensi pembawa) berbanding lurus dengan nilai sesaat dari sinyal input.

Dengan sistem FM, penyaluran musik menjadi jauh lebih sempurna dibanding AM, dimana dapat direproduksi suara musik yang jernih, tajam sesuai dengan aslinya. Komposisi bass dan treble terpadu harmonis dalam siaran FM tersebut, berbeda dengan siaran AM yang menyajikan musik dengan treble tumpul serta noissy. Meskipun telah diperoleh suara yang jernih dari siaran FM, tetapi keinginan penikmat audio masih belum merasa puas, karena sistem ini hanya dapat menyalurkan sinyal monophonic. Baru sekitar 20 tahun kemudian, pemakaian FM sebagai media stereophonic dapat direalisir dengan baik.^[1]

Armstrong memperkenalkan temuannya, yaitu penguat gelombang radio pertama (radio amplifier). Tahun 1933, dia memperkenalkan sistem radio FM (frequency modulation) yang memberi penerimaan jernih meskipun ada badai dan menawarkan ketepatan suara yang tinggi. Tahun 1940, Amstrong mendapat ijin untuk mendirikan stasiun radio FM pertama yang didirkan di Alpine, New Jersey. Amstrong dikenal sebagai bapak penemu radio FM.^[2]

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada di antara 88-108 MHz. Frekuensi tersebut relatif lebih aman dari gangguan cuaca buruk sehingga dapat menghasilkan suara dengan kualitas yang lebih baik. Gelombang radio FM memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada gelombang AM sehingga gangguan yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh. Selain itu, sinyal yang dikirimkan melalui gelombang radio FM juga mampu menggabungkan sinyal suara untuk menghasilkan suara dengan kualitas stereo. Tak heran jika banyak statiun radio modern menggunakan pemancar radio FM agar dapat menyajikan acara-acara dengan suara yang lebih berkualitas kepada pendengarnya, khususnya acara musik di radio.^[3]

Penerima FM memiliki konsep yang sama dengan AM. Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar pita saluran siar AM.Untuk menghasilkan sinyal FM, frekuensi radio pembawa harus diubah searah dengan amplitudo dari sinyal audio yang masuk. Ketika sinyal audio dimodulasikan ke frekuensi pembawa gelombang radio, frekuensi gelombang radio akan bergerak naik dan turun. Tingkat dimana gelombang bergerak naik turun ini dikenal dengan “penyimpangan” dan direpresentasikan sebagai penyimpangan kilohertz. FM dipilih untuk jangkauan terbatas dan lokasi tanah yang datar. FM memiliki kualitas audio lebih baik dari AM. FM menggunakan kapasitas listrik lebih kecil ketimbang AM dengan tayangan yang relatif stabil.^[4]

FM umumnya digunakan pada frekuensi radio VHF untuk menyiarkan musik dan percakapan dengan kualitas tinggi. Suara dari siaran tv normal juga disiarkan menggunakan FM. Selain itu, FM juga digunakan untuk mengirim sinyal ke ruang angkasa. FM juga lebih tahan dari efek suara yang kurang jelas.

Radio penerima FM menggunakan detektor khusus untuk sinyal FM dan terkadang detektor ini menunjukkan fenomena yang disebut efek capture, yang mana tuner dapat dengan jelas menerimasinyal dari dua statiun disiarkan pada frekuensi yang sama. Sebuah sinyal FM juga dapat digunakan untukmembawa sinyal stereo, dengan menggunakan multiplexing dan demultiplexing sebelum dan sesudah proses FM.

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

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada di antara 88-108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfer maupun interfensi yang tidak diharapakan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh jika dibandingan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga gangguan yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara line of sight.

Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar pita saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek sehingga memerlukan lebar pita yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM.

Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz samapai 15 Hz), distorsi denggan amplitudo 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 oelh masalah rancangan perangkatnya saja.

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 yang 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 ranta siaran FM secara keseluruhan.

Modulasi frekuensi merupakan kasus khusus dari modulasi sudut. Dalam sistem modulasi sudut frekuensi dan fasa dari gelombang pembawa berubah terhadap waktu menurut fungsi dari sinyal yang dimodulasikan. Jadidalam modulasi frekuensi, sinyal modulasi yang dimodulasikan akan menyebabkan frekuensi dari gelombang pembawa berubah-ubah sesuai peruabahan frekuensi dari sinyal modulasi. Dalam siaran yang menggunakan modulasi frekuensi, gelombang harus memiliki perubahan frekuensi yang sesuai dengan amplitudo dari sinyal modulasi, tetapi bebas frekuensi sinyal modulasi yang diatur oleh frekuensi modulator.^[5]

Tujuan dari pemancar modulasi frekuensi adalah untuk mengubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal radio frekuensi yang dimaksudkan sebagai daya keluaran yang kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dapat dipisahkan atas modulator FM.n