PTE 385 SISTEM KOMUNIKASI

Modul II Konsep Modulasi (Analog dan Digital)

1/6/20151

Jurusan Teknik Elektro Fakultas TeknikUniversitas Bangka Belitung

Balunijuk 2014

Fardhan Arkan, S.T., M.T.

Apa itu Modulasi ?

1/6/20152

Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal menjadi

satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal

berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah. Dengan

memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka

modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal

informasi pada daerah yang luas atau jauh.

Contoh:

Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim

ke tempat lain, sinyal tersebut 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. Yaitu

untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda

dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga

Mengapa Perlu Modulasi ?

1/6/20153

Tujuan Modulasi

1. Merubah atau menempatkan frekuensi rendah

menjadi frekuensi yang lebih tinggi agar dapat

dikirimkan atau ditransmisikan melalui media transmisi

2. Transmisi menjadi efisien atau memudahkan

pemancaran.

3. Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah.

4. Menekan derau atau interferensi/Meminimalisasi

interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang

menggunakan frekuensi sama atau berdekatan.

5. Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi

radio.

6. Untuk multiplexing, proses penggabungan beberapa

sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama-

sama melalui satu kanal transmisi.

Dimensi antenna menjadi lebih mudah diwujudkan .

Fungsi Modulasi

1/6/20154

Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yangrendah dan rentan untuk tergangu oleh noise.Sedangkan pada transmisi dibutuhkan sinyal yangmemiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasiuntuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data,dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yangjauh lebih tinggi.

Hal ini dilakukan pada transmisi data tanpa kabel(dengan antena), dengan membesarnya datafrekuensi yang dikirim maka dimensi antenna yangdigunakan akan mengecil.

Informasi yang dikirim bisa berupa data analogmaupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasiyaitu

1. modulasi analaog

2. modulasi digital

Gelombang pembawa berbentuk

sinusoidal

1/6/20155

c(t) = Ac cos(2π fct + Φc )

Parameter – parameter dari gelombang

tersebut yang dapat dimodulasi adalah:

1. Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo

2. Frekuensi, fc atau ωc = 2π fc t untuk

modulasi frekuensi

3. Phasa, Φc untuk modulasi fasa.

Jenis Modulasi (cont’d)

1/6/20156

Persamaan sinyal pembawa /carrier :

Komponen Gelombang

Amplitudo, Frekuensi, Phase

1/6/20157

Amplitudo adalah Nilai maksimum dari besaran

elektrik (mis voltage) dari gelombang

Frekuensi adalah Jumlah cycle yang dihasilkan

dalam satu detik (cycles per second atau Hertz)

Phase

Gelombang A dengan phase 00

Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat)

terhadap A

Gelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat)

terhadap A

Modulasi Analog

1/6/20158

Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan

respon atas informasi sinyal analog.

Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

1. Modulasi Sinyal Kontinu (CW)

a. Modulasi berdasarkan sudut

b. Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation –

AM)

2. Modulasi Pulsa

a. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

b. Pulse Wide Modulation (PWM)

Modulasi Analog….cont’d

1/6/20159

Modulasi berdasarkan sudut

Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)

Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation – AM)

Double-sideband modulation with unsuppressed

carrier (used on the radio AM band)

Double-sideband suppressed-carrier transmission

(DSB-SC)

Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-

RC)

Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very

similar to single-sideband suppressed carrier

modulation (SSB-SC)

Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)

Modulasi Digital

1/6/201510

Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog

di-modulasi berdasarkan aliran data digital.

Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah

terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum

dipakai adalah :

1. Phase Shift Keying (PSK), digunakan

suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.

2. Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan

suatu jumlah terbatas berdasarkan

frekuensi.

3. Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan

suatu jumlah terbatas amplitudo.

PTE 385 SISTEM KOMUNIKASI

Modul III Amplitude Modulation (AM)

1/6/201511

Jurusan Teknik Elektro Fakultas TeknikUniversitas Bangka Belitung

Balunijuk 2014

Fardhan Arkan, S.T., M.T.

Analisa pada modul/bab ini :

menggambarkan sinyal termodulasi kawasan

waktu dan spektrumnya dengan

pemodulasi/informasi m(t):

m(t) sinusoidal

m(t) sembarang pada selang [fa fb]

menghitungbandwith

menghitung distribusi dari daya sinyal

menerangkan deteksi sinyal

1/6/201512

Review kawasan waktu ↔ frekuensi

Gambar spektrum sinyal diturunkan dari persamaan Sinyal kawasan frekuensi

→ spektrum amplitudo PADA FREKUENSI POSITIF / PITA SATU SISI

1/6/201513

MODULASI AMPLITUDO (AM)

Amplitudo sinyal carrier dibuat berubah-ubah secara

proporsional sesuai perubahan yang terjadi pada

sinyal pemodulasi (sinyal informasi)

Persamaan sinyal carrier

Secara umum, persamaan sinyal carrier termodulasi

adalah

1/6/201514

MODULASI AMPLITUDO (AM)

Pada AM, amplitudo dibuat berubah sesuai sinyal

informasi, sedang phasanya dibuat nol, sehingga

persamaan sinyal termodulasi secara umum

adalah :

Dimana m(t) = sinyal informasi / pemodulasi

1/6/201515

Varian dari Modulasi Amplitudo

Double SideBand Suppressed Carrier (DSB-SC)

Double Side Band Full Carrier (DSB-FC)

Single Side Band (SSB)

Vestigial Side Band (VSB)

1/6/201516

Double Side Band Suppressed Carrier

(DSB-SC)

Dibuat dengan mengatur agar amplitudo sinyal carrier berubah secara proporsional sesuai perubahan amplitudo pada sinyal pemodulasi (sinyal informasi)

Persamaan Matematis DSB-SC

Dibangkitkan dengan mengalikan sinyal informasi m(t) dengan sinyal carrier yang dihasilkan oscillator

1/6/201517

AM DSB SC kawasan waktu, informasi

sinusoidal tunggal

m(t) = sinyal pemodulasi (modulating signal)

Vc(t) = sinyal pembawa = Vc cos(2π fc t)

SDSB SC(t) = sinyal hasil modulasi atau sinyal

termodulasi DSB-SC

1/6/201518

AM DSB SC kawasan frekuensi( Spektrum AM DSB SC), dengan informasi sinusoidal tunggal

Pemodulasi m(t) sinusoidal / cosinus

1/6/201519

Spektrum AM DSB SC dengan informasi sinyal

sembarang m(t) ↔ M(f)

1/6/201520

Contoh lain penggambaran spektrum AM DSB

SC dengan informasi sinyal sembarang

m(t) ↔ M(f)

suppressed carrier / menghilangkan komponen

pemmbawa vc(t)

1/6/201521

Demodulasi/Deteksi Sinyal DSB-SC

Proses demodulasi dilakukan dengan mengalikan sinyalcarrier

termodulasi dengan sinyal local oscillator (pada penerima) yang sama persis dengan sinyal oscillator pada pemancar, kemudian memasukan hasilnya ke sebuah low pass filter (LPF).

Syarat penting :Local Oscillator harus menghasilkan sinyalcos ω t yang frequency dan phasa nya sama denganyang dihasilkan oleh oscillator pada pemancar

(Synchronous Demodulation/Detection)

(Coherent detection) 1/6/201522

Deteksi Sinyal DSB-SC (kondisi

ideal)

1/6/201523

Deteksi Sinyal DSB-SC

(ada perbedaan fasa antara lokal osilator pengirim &

penerima)

1/6/201524

Single Side Band (SSB)Dikembangkan karena DSB-SC membutuhkan Bandwith yang

besar (2 kali bandwith sinyal informasi)

Ternyata USB atau LSB mengandung informasi yang

lengkap,sehingga dirasa cukup mentransmisikan salah satu side

band saja

Spektrum AM-SSB

1/6/201525

Pembangkitan Sinyal SSB

Frequency Discrimination Method

1/6/201526

AM SSB kawasan waktu, informasi

sinusoidal tunggal

1/6/201527

Pembangkitan Sinyal SSB lainnya

Phase Shift Method

1/6/201528

Demodulasi Sinyal SSB

Sinyal SSB di-demodulasi dengan cara yang

sama dengan demodulasi sinyal DSB-SC

(Synchronous Detection)

1/6/201529

Deteksi Sinyal SSB-LSB (kondisi ideal)

1/6/201530

Deteksi Sinyal SSB-SC

( ada perbedaan fasa antara lokal osilator

pengirim & penerima)

1/6/201531

Deteksi Sinyal SSB-SC

( ada perbedaan frekuensi dan fasa antara lokal osilator

pengirim & penerima)

1/6/201532

Vestigial Side Band (VSB)

1/6/201533

Vestigial sideband modulation (VSB-

AM)

1/6/201534

Demodulator VSB:

1/6/201535

Modulasi AM-DSB-FC

1/6/201536

AM DSB-FC, pemodulasi sinusoidal

tunggal

1/6/201537

Spektrum AM DSB-FC, pemodulasi

sinusoidal tunggal

1/6/201538

Spektrum AM DSB FC dengan informasi

sinyal

sembarang m(t) ↔ M(f)

1/6/201539

Demodulasi Sinyal AM-DSB-FC

Dilakukan dengan mendeteksi selubung (envelope)

sinyal termodulasinya

Alat yang digunakan disebut Detektor Selubung

(Envelope Detector)

1/6/201540

Detektor selubung

1/6/201541

Frequency Division Multiplexing (FDM)

FDM yaitu proses multiplexing sejumlah sinyal yang dibawasecara simultan dimana tiap sinyal dimodulasikan ke frekuensicarier yang berlainan, yang kemudian dibawa menuju media

yang sama dengan cara mengalokasikanband frekuensi yang berlainan ke masing-masing sinyal.

1/6/201542

1/6/201543