DAY ANG ASTINA BINII ABANG ANDENG UHF TV... · 2018. 8. 15. · This project is to help in receiving UHF signal instead of using antenna. The UHF TV booster will amplify the weak

PENGUAT UHF TV 'UHF TV BOOSTER'

DAY ANG ASTINA BINII ABANG ANDENG

Universiti Malaysia Sarawak 2000

TK 6651 D273 2000

I

I

(

t : I

Borang Penyerahan Tesis Universiti Malaysia Sarawak

Rl3a

BORANG PENYERAHAN TESIS

Judui: PENGUAT UHF TV (UHF TV BOOSTER)

SESI PENGAJIAN: 1999/2000

Saya DAYANG ASTINA BINTI ABANG ANDENG (HURUF BESAR)

mengak-u membenarkan tesis ini disimpan di Pusat Khidmat Maklumat, Universiti Malaysia Sarawak dengan syaral-syarat kegunaan seperti berikut:

I

I Hakmilik kertas projek adalah di bawah nama penulis melainkan penulisan sebagai projek bersama dan di biayaiII. oleh UNIMAS, hakmilik-nya adalah kepunyaan UNIMAS.

2 Naskah salinan di dalam bentuk kertas atau mikro hanya boleh dibuat dengan kebenaran bertulis daripada1 .

penulis.I 3. Pusat Khidmat Maklumal Akademik, UNIMAS dibenarkan membuat salinan unluk pengajian mcrcka.

4 Kertas projek hanya boleh diterbitkan dengan kebcnaran penulis. Bayaran royalli adalah mengikut kadar yang1 .

diperselujui kelak. * Saya membenarkanltidak membcnarkan Perpustakaan membual salinan kertas projek ini sebagai bahani5. pertukaran di antara inslitusi pengajian tinggi.

6 ** Sila tandakan (,f) 1 .

(Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentinganI DSULlT Malaysia seperti yang terrnaktub di dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972).

I

o TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan olehI organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan).

I II [2J TIDAK TERHAD

I Disahkan olehI

~~?'I - .~AN PENULIS)", (TANDATANGAN PENYELlA)

I f Alamat Tetap: 11,Flat Mawar,I Jalan Badruddin, 93400 Kuching

CIK LICHA MUED Nama Penyelia

Tarikh:ITarikh·

I

CATATAN * ••

Potong yang tidak berkenaan Jika Kertas Projek ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan rnenyertakan sekali ternpoh kcrtas projck.

I

J 11

{

Pusat KhJ tit MaklumatAbdemflc ON1VERSITI MALAYSIA SARAWAK

Proiek 'PENGUAT UHF TV ATAU UHF TVBOOSTER disediakan oleh Dayang

Astina binti Abang Andeng telah diserahkan kepada Fakulti Kejuruteraan

sebagai memenuhi syarat untuk memperolehi ijazah sanana muda dengan kepujian

(Elektronik dan Telekomunikasi).

~.

CIK LICHA MUED Tarikh

Penyelia

PENGUATUHFTV

'UHF TVBOOSTER'

OJeh

DAYANG ASTINA BINTI ABANG ANDENG

Tesis Dikemukakan Kepada

Fakulti Kejuruteraan, Universiti Malaysia Sarawak

Sebagai Memenuhi Sebahagian Oaripada Syarat

Penganugerahan Sarjana Muda Kejuruteraan

Oengan Kepujian (Kejuruteraan Elektronjk dan Telekomunikasi)

Buat Pak Mok dan Mak Mok Tersayang

~.'

PENGHARGAAN

Dengan nama Allah Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang. Dengan

berkat dan limpah kurnia-Nya, saya dapat menyiapkan projek Penguat UHF TV ini

Setinggi-tinggi pengbargaan dan terima kasih kepada penyelia Cik Licha Mued,

yang telah banyak memberi memberikan tunjuk ajar, bimbingan, panduan dan

kritikan sepanjang proses pembelajaran dan penyiapan projek ini. Tidak lupa juga

kepada Dekan Fakulti Kejuruteraan, Dr Mohd Kadim bin Suaidi, Ketua Bahagian

Teras Program Elektronik & Telekomunikasi, Mr Ng Liang Yew, Ketua program,

En Al-Khalid bin Othman, pensyarah-pensyarah dan tutor-tutor yang telah

memberi sokongan kepada dalam projek akhir ini. Terima kasih kepada juruteknik

En Wan Abu Bakar Ngah dan En Zakaria atas segala bantuan dan kerjasama yang

diberikan sepanjang proses penyiapan projek ini. Segala bantuan dan ilmu

pengetahuan yang telah diturunkan amat saya hargai.

Tidak ketinggalan juga,: untuk teman-teman seperjuangan yang sama-sama

berusaha dan berkongsi masalah sepanjang proses penyiapan projek tesis.

Sesungguhnya, pengalaman belajar bersama teman-teman akan menjadi kenangan

manis dalam hidup ini. Dan akhir sekali, untuk ayahanda Abang Andeng Abag Hj

Zain dan bonda Dayang Fatimah Abg Edi, keluarga tercinta dan yang teristimewa

Shapirun Hashim, jasa dan sokongan kalian tidak akan saya dilupakan.

WASSALAM.

ABSTRAK

Kemajuan teknologi di dalam bidang penYlaran televisyen dan

komunikasi radio telah membawa kepentingan dalam penciptaan peralatan yang

mampu membantu dalam penerimaan isyarat.

Projek penguat UHF TV ini adalah untuk membantu dalam penerimaan

isyarat UHF di mana ia direka untuk menguatkan isyarat UHF yang dipancarkan

dalam penyiaran. Matlamat utama projek ini adalah untuk menghasilkan penguat

UHF yang mampu meningkatkan amplitud isyarat dan mengurangkan hingar

isyarat yang diterima daripaa aerial UHF.

Projek penggalak TV frekuensi Ultra tinggi (UHF) ini adalah

bersalingkait dengan konsep penguat isyarat dengan menggunakan transistor dan

sistem penapis isyarat. PengHat frekuensi sangat tinggi (VHF) bertransistor yang

akan menjadi asas dalam mereka bentuk penggalak TV UHF. Faktor-faktor lain

seperti isyarat aerial, isyarat hingar, nisbah isyarat-hingar dan penguat isyarat

dikaji dalam penghasilan projek ini.

ii

ABSTRACT

The development in broadcasting and radio communication systems has

come along with the importance of designing equipment for television receiver

system. In order to achieve the good signal in transmission, one of the most

important parts for the receiver system is UHF TV booster.

This project is to help in receiving UHF signal instead of using antenna.

The UHF TV booster will amplify the weak signal from antenna for good reception

in receiver. The main purpose of this project is to increase the aerial signal

amplitude with a very low noise.

The design of VHF transistor booster amplifier will be as references to

design the project. Nevertheless, there are several factors that should be considered

such as the aerial signal, noise-signal, signal-noise ratio and signal amplifier.

iii

1

SENARAlKANDUNGAN

AKUAN PENYERAHAN TESIS

HELAIAN PENGESAHAN

DEDlKASI

PENGHARGAAN

ABSTRAK

lSI KANDUNGAN

SENARAIRAJAH

SENARAI JADUAL

SENARAI LAMPIRAN

BAB

PENGUAT ISYARAT UHF

1.0 Pengenalan

1.1 Sistem Penguat Isyarat TV UHF

1.2 ObjektifProjek

1.3 Fungsi Penguat Bertransistor

iv

Mukasurat

II

II

Vlll

x

Xl

Mukasurat

1

1

2

3

4

I

2 ULASAN PROJEK

62.0 Pengenalan

62.1 Perambatan Isyarat

72.1.1 Perambatan VHF

92.1.2 Troposfera

2.1.3 Interferens Saluran Bersama (Co-Channel) 9

2.1.4 Perambatan UHF 10

2.1.5 Pembelauan dan Pantulan 11

2.1.6 Interferens 12

2.2 Isyarat TV 13

2.2.1 Isyarat Hingar(Noise) 13

2.2.1.1 Nisbah Isyarat Hingar 14

2.2.1.2 Bentuk Hingar 15

2.2.1.3 Imbangan Isyarat Hingar 17

2.2.1.4 Pengaruh Hingar Dan Penguat 18

2.2.1.5 Hingar Dalam Penguat Bertransistor 19

2.3 Sistem Kabel Televisyen 21

2.3.1 Elemen Dalam Sistem Kabel 22

2.4 Antenna 23

2.4.1 Antenna UHF 25

2.4.2 Sistem Antenna Aktif 26

2.5 Penguat Isyarat 27

3 KAEDAH KAJIAN

3.0 Pengenalan 31

v

I"

t

5.1.2 Jangkaan Keluaran Nisbah SIN 60

5.2 Keputusan Ujian Pada Papan Litar 61

5.3 Keputusan Ujian Pada PCB 62

5.3.1 Peningkatan Amplitud Isyarat 64

5.3.2 Peningkatan Nisbah SIN 65

5.4 Perbincangan 67

5.4.1 Ketidakstabilan Ujian Papan Litar 67

5.4.1.1 Hingar 67

5.4.1.2 Sambungan R-omponen Litar 68

5.4.1.4 Bekalan K\lasa 69

5.4.2 Ujian Pada PCB 70

5.4.2.1 Peningkatan l\mplitud Isyarat 70

5.4.2.2 Peningkatan Nisbah SIN 7~

6 KESIMPULAN 74

CADANGAN 75

BmLIOGRAFI

LAMP IRAN

ISTILAH

SENARAlRAJAH

Rajah Mukasurat

1. 1 (a) Sistem penerima televisyen dengan penguat UHF 2

2.1.1 (a) Perambatan gelombang VHF 8

2.1.1 (b) Perambatan gelombang UHF 8

2.1.1 (c) Kawasan 'Radio Horizon' 8

2.3.1 (a) Rangkaian Sistem Kabel TV 23

2.4.1 (a) Antenna Dwikutub Separuh Gelombang 26

2.5 (a) Laluan Litar Untuk Penguat Isyarat 28

2.5 (b) Penggunaan Penguat Jalur Lebar dan UHF 30

3.1 (a) Litar Penapis RC 32

3.1 (b) Litar Penapis RL 33

3.3 Penguat VHF Transistor Tapak-Sepunya 38

3.2.1 A Litar Penguat Tapak Sepunya 42

3.2.1 B itar Penguat Pemancar-Sepunya Jalur III 42

4.0 (b) Litar Penguat UHF TV 45

4.2 (a) Litar Penguat UHF TV Pada PCB 50

4.3. 1 (a) Litar Penguat UHF TV Dengan Sumber Transformer 52

4.3.1 (b) Litar Unit Kuasa Transformer 54

4.3.1 (c) Lakaran Unit Kuasa Transformer Pada PCB 55

4.3.1 (d) Litar Unit Kuasa Bateri 56

•

4.3.1 (e) Lakaran litar Unit Kuasa Bateri Pada PCB 56

4.4 (a) . (b) Isyarat Masukan 58I, ;

5.2 (a) Isyarat Pada Masukan Papan Litar 61

5.2 (b) Isyarat Pada Keluaran Papan Litar 62

5.3 (a) Perbandingan Isyarat Masukan 63

5.3 (b) Perbandingan Isyarat Masukan 64

1:1

I:

SENARAIJADUAL

Jadual Mukasurat

2.3 (a) Frekuensi Saluran Kabel TV 22

2.4.1 (b) Radiasi Rintangan Untuk Konduktor 26

4.0 (a) Komponen-komponen Penguat UHF TV 44

4.3 Ciri-ciri Penguat UHF TV 46

4.4 Ciri-ciri Isyarat Masukan 57

5.3.1 (8) Amplitud Isyarat Masukan dan Keluaran PCB 64

5.3.2 (8) Amplitud Hingar Masukan dan Keluaran PCB 65

5.3.2 (b) Peningkatan Nisbah SIN Pada PCB 66

~______ l~______.............................................

. ...

SENARAI LAMPIRAN

MukasuratJadual

A Senarai Masalah Interferens Saluran UHF I

B Jalur-jalur Gelombang Radio II

C Penempatan Saluran Televisyen n

D Jadual Desibel IV

E Ciri-ciri Antenna Dalam VI

~----~ --------------------------------------

BAB1

PENGUAT ISYARA T TV UHF

1.0 PENGENALAN

Penguat isyarat TV ialah satu sistem penguat dalam penerimaan isyarat

TV yang lebih baik dan berkesan. Ia amat berguna terutamanya untuk

penyiaran TV yang merangkumi kawasan yang luas. Masalah dalam

penerimaan isyarat TV disebabkan oleh faktor-faktor seperti perambatan

isyarat, interferens dan hingar yang akan dibincangkan dengan lebih lanjut

dalamBab 2.

Projek penguat isyarat TV UHF dilaksanakan untuk mengatasi masalah

penerimaan isyarat UHF yang lemah dengan mengkaji beberapa aspek penting

dalam menghasilkannya. Untuk melaksanakan projek ini, selain daripada

keupayaan penguat menguatkan isyarat UHF, ia juga diambil kira daripada

keupayaannya mengurangkan hingar isyarat yang diterima daripada aerial ini.

Di kawasan pedalaman, penenmaan isyarat adalah lemah disebabkan

oleh jarak yang terlalu jauh dari stesen pemancar utama. Kehilangan tenaga

dalam isyarat semasa perambatan gelombang dan hingar yang mencampuri

isyarat menyebabkan isyarat yang diterima tidak jelas.

T ISYARA T TV UHF1.1

Dalam sistem penerima isyarat TV yang menggunakan penguat isyarat UHF,

ia mestilah mempunyai sekurang-kurangnya satu aerial untuk menerima isyarat.

Daripada aerial, isyarat akan dikuatkan oleh penguat UHF sebelum disalurkan kepada

set penerima. Gambarajah blok 1.1(a) menunjukkan sistem penerima isyarat TV yang

menggunakan penguat UHF.

Isyarat bercampur yang diterima melalui aerial akan dikuatkan oleh penguat

UHF sebelum disalurkan kepada set televisyen melalui kabel sepaksi. Selain daripada

kabel sepaksi, kabel jenis twill-lead dan twisted juga boleh digunakan. Penggunaan

kabel sepaksi lebih baik kerana ia kurang hingar berbanding jenis-jenis yang lain.

Gambarajah blok 1.1(a) Sistem Penerima Televisyen dengan Penguat UHF

2

1.2 OBJEKTIF PROJEK

a) Menghasilkan penguat UHF yang dapat meningkatkan amplitud dan

dapat meningkatkan nisbah isyarat-hingar isyarat yang diterima melalui

aerial sebelum disalurkan ke T'v.

b) Mengkaji sistem penapis (filter) yang digunakan untuk mengurangkan

hingar dalam rekaan sistem penguat dan memahami penyesuaiannya

dengan frekuensi-frekuensi yang digunakan.

c) Mengkaji dan memahami punca-punca masalah penerimaan isyarat UHF

yang lemah terutamanya di kawasan yang jauh daripada stesen

pemancar.

d) Memahami cara-cara menghasilkan dan mengubah litar penguat

mengikut kesesuaian komponen-komponen yang digunakan dan

mengenalpasti kesalahan-kesalahan pemasangannya.

e) Menyesuaikan diri dengan penggunaan perisian elektronik seperti ProteI,

Visio Technical dan Circuit Maker daIam proses penghasilan dan

membuat ujian ke atas litar.

3

1.3 FUNGSI PENGUAT BERTRANSISTOR

Penguat bertransistor diperlukan;

i) Untuk mengurangkan kesan hingar pada set TV seperti bintik-bintik dan

bunyi desiran pada pembesar suara terlalu ketara.

ii) Untuk menguatkan isyarat aerial terlalu lemah hingga menunjukkan

kesan hingar iaitu gambar dan bunyi yang tidak jelas.

iii) Apabila tidak dapat menggunakan aerial yang lebih kompleks atas alasan

tertentu contohnya seperti pengharaman daripada kerajaan dan hanya

aerial yang ringkas boleh digunakan. Untuk itu, penggunaan penguat

adalah penting untuk menguatkan isyarat.

IV) Keraoa ia penting untuk penerimaan daripada stesen VHF atau UHF

yang jauh (DX) dan untuk penggunaan lebih daripada satu penerima bagi

satu sistem aerial.

v) Masa1ah isyarat aerial yang semakin lemah disebabkan oleh banyak

laluan interferens apabila aerial ditukarkan arahnya untuk mendapatkan

gambar yang jelas. Penggunaan penggalak boleh mengurangkan kesan

interferens ini.

4

Selain itu, penggalak transistor yang baik dan rendah hingar boleh

membantu dalam penerimaan isyarat untuk set TV yang lama. Ia berupaya

menambahkan kepekaan as as untuk set TV yang lama di mana isyarat aerial

tidak dapat lagi disalurkan dengan baik kepada tiub gambar. Untuk keadaan

ini, hingar bukan punca utama yang harus dipertimbangkan. Sekuat mana

sekalipun isyarat aerialnya atau dengan menyesuaikan nisbah isyarat-hingar

untuk set lama, tidak akan dapat membantu untuk penerimaan yang baik.

Sistem penerima yang moden mempunyal sistem kawalan gandaan

automatik (a.c.g) yang baik. Ia mampu memegang keluaran yang tetap untuk

bunyi dan gambar pada julat yang besar pada peringkat isyarat masukan. Oleh

itu, penggunaan penggalak tidak akan menaikkan isyarat keluaran untuk bunyi

dan gambar melainkan pada ketika isyarat terlaJ.u lemah dan kepekaan set

adalah rendah.

Walau bagaimanapun, penggalak berpenguat bdak akan dapat mengatasi

masalah yang disebabkan oleh kerosakan padapenerima. Ia tidak akan

mengembalikan keupayaan bub gambar yang telah rosak. Penggunaan

penggalak transistor cuma menyediakan pembawa extra video yang akan

menolak tiub gambar. Ia hanya akan memberi penekanan daripada kesan

kerosakan dan tidak akan membaiki kerosakan pada alat penerima itu. Set TV

yang mempunyai penala dan injap penguat IF yang lemah mungkin boleh

berfungsi dengan lebih baik dengan bantuan gandaan extra daripada penggalak.

5

BAB2

ULASAN PROJEK

2.0 PENGENALAN

Projek penguat UHF TV ini memerlukan asas kajian dalam sistem

penerimaan isyarat UHF televisyen. Penerimaan isyarat UHF yang lemah di

kawasan tertentu adalah berkait rapat dengan perambatan isyarat dari stesen

pemancar yang bergantung kepada beberapa faktor yang akan dibincangkan

dalam bab ini Selain daripada faktor perambatan isyarat, faktor-faktor lain

yang akan dibincangkan ialah hingar, sistem antenna, sistem penguat isyarat

dan sistem kabel televisyen.

2.1 PERAMBATANISYARAT

Perambatan isyarat bergantung kepada frekuensi isyarat dan tenaga

yang ada untuk isyarat merambat pada suatu rangkuman kawasan. Isyarat

UHF dan VHF mempunyai suat perambatan yang mempunyai keistimewaannya

masing-masing. Perambatan isyarat VHF dan UHF juga bergantung kepada

faktor-faktor seperti jarak perambatan, panjang gelombang, frekuensi,

pembiasan dan pembelauan.

6

2.1.1 PERAMBATANVHF

Pada frekuensi sangat tinggi (VHF), halaju gelombang bumi

adalah berkurangan disebabkan oleh kehilangan tenaga dalam bumi.

Namun begitu, penghantaran VHF memerlukan hanya sedikit talaan

aerial dimana ia boleh ditegakkan di atas tiang yang sangat tinggi supaya

terdapat banyak gelombang dapat dipancarkan pada permukaan bumi

(Rajah 2.1.1 (a)). Melalui ini, perambatan gelombang adalah hampir

lurus dan laluan adalah terus kepada aerial penerima (atau lebih dikenah

sebagai gelombang angkasa).

Perambatan gelombang angkasa akan membataskan penghantaran

gelombang pada jarak yang telah ditentukan oleh 'radio horizon' (rujuk

pada rajah 2. 1. 1(c)). Gelombang akan dibiaskan mengikut perubahan

ketumpatan udara dan pembelauan. Kawasan yang dirangkumi oleh

perkhidmatan stesen VHF adalah sedikit melepasi 'rad_io horizon' iaitu

jarak di antara puncak tiang pemancar dan aerial penerima. Oleh itu,

faktor ketinggian tiang pemancar dan arial adalah sangat penting dalam

VHF. Telah dibuktikan bahawa jarak 'radio horizon' (ukuran batu) adalah

1.22 kali ganda punca kuasa dua ketinggian aerial (ukuran kaki).

7

~" .N••IoI; f llr.(~ 1'-1I1l 1 'ttJ.~'" ALA .!.

I'

Rajah 2.1.1 (a) Menunjukkan perambatan gelombang VHF

'6,

\ ' -~. /.<, '-~~ <'.:.. -. 'I!' "J...... --,... , ".. " L

Rajah 2.1.1 (b) Menunjukkan perambatan gelombang UHF

; • rc~: /.j ' , ·'1r '" ".- . f ,\ ,\ . ~ -.

Rajah 2.1.1 (c) Menunjukkan kawasan 'Radio Horizon"

8

2.1.2 TROPOSFERA

Penerimaan isyarat dalam jarak yang jauh bergantung kepada

pembelauan dan pantulan yang akan dibincangkan kelak. Namun begitu,

penerimaan isyarat di luar kawasan garis penglihatan isyarat adalah

lemah. 1ni adalah disebabkan oleh perubahan indeks pembelauan pada

lapisan atmosfera yang endah iaitu troposfera dan ionosfera. Perubahan

Indeks Pembelauan ini bergantung kepada perubahan cuaca di suatu

kawasan. Dalam keadaan cuaca yang tertentu , isyarat VHF akan

merambat lebih jauh daripada kawasan penerimaan yang sepatutnya

disebabkan oleh kesan troposfera. Perambatan seperti ini hanya akan

berlaku sekiranya cuaca yang baik akan berlarutan untuk suatu tempoh

yang lama. Ini disebabkan oleh peningkatan suhu pada permukaan bumi

akan mengubah indeks pembelauan. Julat frekuensi untuk VHF ialah

30-300MHz dengan julat panjang gelombang 10m-1m.

2.1.3 INTERFERENS SALURAN BERSAMA (CO-CHANNEL)

Sebuah stesen VHF iaitu stesen televisyen memancarkan isyarat

yang baik pada jarak kawasan penerimaan 50-60 batu. Malah, ia masih

dapat menghasilkan isyarat gambar dan bunyi yang baik dengan jarak

beratus-ratus batu jauhnya. Oleh kerana bilangan saluran VHF adalah

terhad untuk digunakan dalam penyiaran televisyen yang dikongsi

bersama merangkumi suatu kawasan yang luas contohnya untuk sebuah

negara, penerimaan stesen jarak jauh pada saluran tempatan boleh

9