Sinyal TV membawa 2 informasi yaitu audio dan video. Umumnya sinyal TV menempati channel dengan bandwitdh 6MHz. Karena kebutuhan bandwidth yang besar, maka sinyal TV ditransmisikan di VHF atau UHF. Sinyal audio berada diatas sinyal video dengan bandwidth 50Hz sampai 15KHz. Sinyal audio dimodulasi dengan modulasi FM.
Frekuensi sinyal video berada 4,5MHz lebih rendah dari sinyal audio dan dimodulasi dengan modulasi AM. Penggunaan modulasi yang berbeda untuk sinyal audio dan video ini bertujuan meminimalkan interferensi antara keduanya.
Contoh soal:
Sebuah channel 39 menempati frekuensi 620 sampai 626MHz. Hitunglah frekuensi carier untuk audio dan video!
Jawab:
- Frekuensi carier audio = 620 + 1,25 = 621,25MHz
- Frekuensi carier video = 621,25 + 4,5 = 625,75MHz
Prinsip Scanning
Scanning adalah teknik mengcapture gambar dengan membagi tampilan (scene) menjadi garis-garis yang sangat kecil untuk diubah menjadi gelombang elektrik. Garis-garis tersebut disebut dengan scan line. Scanning sama juga dengan proses sampling.
Pada gambar dibawah terlihat huruf F berwarna hitam dengan background putih. Dari atas kebawah dicontohkan (kenyataannya lebih dari itu) ada 15 scan line yaitu dari 0-14 dengan aspek rasio 4:3. Aspek rasio adalah perbandingan antara panjang dan lebar. Rasio 4:3 artinya setiap 3 unit lebar mempunyai panjang 4 unit.
Pulsa scan line 0 dan 1 rata di 0v karena tidak ada bagian dari huruf “F” yang tercapture. Sedang pulsa scan line 2 sampai 8 lebih bervariasi. Nilai 0v artinya warna putih dan 1v artinya warna hitam. Selanjutnya data tersebut ditransmisikan secara serial seperti gambar dibawah.
Ada beberapa teknik scanning, contohnya adalah:
- Interlaced Scanning yang digunakan pada TV analog.
- Progressive Scanning yang digunakan pada TV digital.
*Disini hanya akan dibahas mengenai interlaced scanning saja.
Gambar dibawah menunjukkan bagaimana interlaced scanning bekerja. Scanning dilakukan 2 kali, pertama dari kiri atas dan kedua dari tengah atas.
Field rate 60Hz artinya waktu yang dibutuhkan untuk menscan keseluruhan scene adalah 1/60 second. Ini adalah untuk monochrome, sedang untuk color TV field ratenya 59,94Hz. Scanning pertama dan kedua dilakukan menggunakan 262,5 scan line, artinya total scan line yang digunakan adalah 2x262,5=525 line. Dalam prakteknya hanya 480 line yang ditampilkan dalam picture cube.
Dengan teknik interlaced scanning yang menscan 2 kali dengan field rate 60Hz, maka didapat frame rate 30Hz. Sedang untuk color TV frame ratenya adalah 59,94:2=29,97Hz.
Interlaced scanning dimaksudkan untuk mengurangi flicker yang mengganggu mata. Dengan kecepatan rate yang tinggi, mata manusia tidak akan dapat melihat sebuah scan line melainkan hanya melihat sebuah gambar.
Ada hubungan antara resolusi dan bandwidth. Resolusi adalah kejelasan detail dari suatu gambar. Semakin besar resolusi, maka scan line yang digunakan semakin banyak dan bandwidth yang dibutuhkan menjadi semakin besar.
Color Signal Generation
Sinyal video yang dijelaskan diatas berisi informasi luminance (level gelap dan terang) dari suatu scene, dalam hal ini adalah hitam putih (monochrome). Namun bagaimana dengan color TV?
Solusinya adalah dengan memfilter sinyal video menjadi 3 warna dasar. Hal ini sesuai dengan fisika bahwa semua warna dapat dibuat dengan menggabungkan 3 warna dasar (Merah, Biru dan Hijau). Gambar diatas menunjukkan bagaimana kamera menggenerate sinyal warna.
TV Transmitter
Gambar dibawah adalah block diagram dari TV Transmitter. Bagian atas adalah cara menggenerate sinyal video dan bagian bawah untuk sinyal audio.
Penjelasannya adalah sbb:
- Untuk video, TV Camera menggenerate sinyal warna menghasilkan 3 warna dasar seperti yang dijelaskan sebelumnya.
- Disaat yang sama dilakukan proses scanning untuk mengubah scene/gambar menjadi ke dalam bentuk sinyal elektrik agar dapat ditransmisikan.
- Sinyal warna dan sinyal hasil scanning digabungkan dibagian mixer dengan menambahkan sinyal sikronisasi horizontal dan vertikal agar scene yang dihasilkan di receiver sinkron/sesuai dengan yang dikirim.
- Sinyal video kemudian dimodulasi dengan modulasi AM dan dikuatkan dengan amplifier.
- Untuk audio, suara diubah menjadi sinyal melalui mic dan dikuatkan dengan audio amplifier untuk kemudian dimodulasi dengan modulasi FM.
- Modulasi yang berbeda antara sinyal video dan audio bertujuan untuk mencegah terjadinya interferensi kedua sinyal.
- Kedua sinyal kemudian dilewatkan oleh diplexer. Diplexer adalah sebuah bandpass filter untuk melewatkan sinyal yang akan dipancarkan oleh antena. Fungsi lain dari diplexer adalah mencegah sinyal kembali ke rangkaian.
TV Receiver
Gambar dibawah adalah block diagram dari TV Receiver.
Penjelasannya adalah sbb:
- Sinyal dari antena atau dari kabel dihubungkan ke tunner yang terdiri dari RF amplifier, mixer dan local oscilator. Tunner sendiri berfungsi untuk memilih TV channel dan mengkonversi audio dan video carier beserta modulasinya untuk diubah menjadi intermediate frequency (IF). Pada TV biasanya ada 2 tunner, untuk VHF dan UHF.
- Standar TV receiver IF adalah 41,25MHz untuk audio dan 45,75MHz untuk video.
- Sinyal IF dikirim ke IF amplifier dengan difilter dengan Surface Acoustic Wave (SAW) Filter terlebih dahulu. SAW filter adalah suatu tuned fixed filter, yang hanya melewatkan frekuensi tertentu dalam hal ini frekuensi carier dari audio dan video.
- Dari IF amplifier, ada sebuah rangkaian sound detector dan video detector untuk mendeteksi sinyal audio dan video.
- Sinyal audio masuk ke sound detector (diperlihatkan huruf A) dan didemodulasi sehingga suara dapat didengar melalui speaker.
- Sedang sinyal video masuk ke video detector (diperlihatkan huruf B) dan didemodulasi untuk kemudian diproses dan ditampilkan di layar tabung.