26
Modul ke: Fakultas Program Studi Telekomunikasi Analog & Digital Modulasi Sudut Beny Nugraha, MT, M.Sc 05 FAKULTAS TEKNIK TEKNIK ELEKTRO

Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modul ke:

Fakultas

Program Studi

Telekomunikasi Analog & DigitalModulasi Sudut

Beny Nugraha, MT, M.Sc

05FAKULTAS

TEKNIK

TEKNIK ELEKTRO

Page 2: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sudut

• Untuk modulasi sudut, sinyal pembawatermodulasi dapat dituliskan sebagai berikut:

• Di mana A dan ωc bernilai konstan dan sudutfasa θ(t) berubah-ubah besarnya sesuaidengan sinyal pesan m(t).

Page 3: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sudut

• Apabila persamaan di atas dituliskan kembalimenjadi persamaan berikut:

• Di mana:

• Maka frekuensi radian sesaat dari xc(t), dilambangkan oleh ωi, didefinisikan sebagaiberikut.

Page 4: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sudut

• Jika θ(t) = konstanta, maka ωi = ωc. Sebuah besaran baru Δω disebut sebagai simpangan frekuensi radian maksimum (atau puncak) dari sinyal termodulasi-sudut, didefinisikan sebagai:

Page 5: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Modulasi phasa/fasa (PM) dan modulasifrekuensi (FM) adalah dua tipe dasar darimodulasi sudut.

• Dalam modulasi fasa, nilai simpangan fasasesaat dari sinyal pembawa dijadikansebanding dengan besarnya sinyal pesan m(t):

Page 6: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Di mana kp adalah konstanta simpangan fasayang dinyatakan dalam radian per satuan m(t).

• Sedangkan dalam modulasi frekuensi, simpangan frekuensi sesaat dari sinyalpembawa adalah sebanding dengan besarnyasinyal pesan m(t):

Page 7: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Persamaan di atas dapat ditulis:

• Di mana kf adalah konstanta simpanganfrekuensi yang dinyatakan dalam radian per detik per satuan m(t), dan Φ(t0) adalah nilaisudut fasa awal pada t = t0. Biasanyadiasumsikan bahwa t0 = -∞ dan Φ(-∞)= 0.

Page 8: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Sehingga sinyal termodulasi sudut dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut:

Page 9: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Dapat disimpulkan juga dalam modulasi PM frekuensi sesaat ωi berubah-ubah secara linear mengikuti derivatif (fungsi turunan) dari sinyal pemodulasi (sinyal pesan). Sedangkan dalam FM, ωi berubah-ubah secara linear mengikuti sinyal pemodulasi.

Page 10: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Fasa & Modulasi Frekuensi

• Gambar berikut merepresentasikan bentuk gelombang dari sinyal-sinyal AM, FM, dan PM:

Page 11: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sinusoid atau Modulasi Nada

• Jika sinyal pesan m(t) berbentuk sinusoid murni:

• Maka:

• Di mana:

Page 12: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sinusoid atau Modulasi Nada

• Parameter β dinamakan indeks modulasi untuk modulasi sudutdan mengindikasikan nilai simpangan fasa maksimum bagimodulasi PM dan FM. Perhatikan bahwa β hanya terdefinisiuntuk kasus modulasi sinusoid dan dapat pula dinyatakansebagai:

• Dimana Δω adalah simpangan frekuensi maksimum.

Page 13: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Modulasi Sinusoid atau Modulasi Nada

• Sebuah sinyal termodulasi sudut oleh modulasi sinusoid direpresentasikan oleh persamaan berikut:

Page 14: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

• Pembentukan sinyal termodulasi sudut pita-sempit diilustrasikan dalam gambar berikut:

Page 15: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

• Sedangkan untuk pembentukan sinyal termodulasisudut pita-lebar (WB). Yaitu, metode tak langsungdan metode langsung.

1. Metode Tak Langsung:

• Dengan metode ini, sebuah sinyal termodulasi sudut pita-sempit (NB) akan terlebih dahulu dihasilkan dan kemudian dikonversi menjadi sebuah sinyal termodulasi sudut WB dengan menggunakan blok-blok frequency multiplier.

Page 16: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

1. Metode Tak Langsung:

• Blok frequency multiplier mengalikan argumen dari gelombang sinusoid input dengan sebuah faktor n. Sehingga, jika input yang diberikan ke blok frequency multiplier adalah:

• Maka outputnya:

Page 17: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

1. Metode Tak Langsung:

• Blok frequency multiplier direpresentasikan dalam gambar berikut:

Page 18: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

1. Metode Tak Langsung:

• Lebih lengkapnya konversi sinyal NB ke sinyal WB diilustrasikan sebagai berikut:

Page 19: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

1. Metode Tak Langsung:

• Penggunaan metode pengalian frekuensi biasanya akan mengakibatkan kenaikan frekuensi sinyal pembawa ke suatu nilai yang sangat tinggi, sehingga mengakibatkan menjadi tidak praktis.

• Untuk mengatasi hal ini, teknik konversi frekuensi harus diterapkan (menggunakan mixer atau modulator DSB) untuk menggeser kembali spektrum sinyal pembawa ke daerah frekuensi praktis.

Page 20: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

2. Metode Langsung:

• Dengan metode langsung, sinyal pemodulasi (sinyal pesan) secara langsung mengontrol perubahan frekuensi sinyal pembawa.

• Salah satu cara pembangkitan sinyal FM secara langsung adalah dengan mengubah-ubah induktansi atau kapasitansi dari sebuah osilator listrik tertala (tuned).

• Sebuah osilator yang frekuensi pembangkitan sinyalnya dikendalikan oleh tegangan sinyal lain disebut sebagai VCO (voltage controlled oscillator).

Page 21: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Pembentukan Sinyal Termodulasi Sudut

2. Metode Langsung:

• Manfaat utama penerapan metode pembangkitan langsung adalah dimungkinkannya penggunaan simpangan frekuensi yang besar, sehingga teknik pengalian frekuensi tidak lagi banyak dibutuhkan.

• Sedangkan kelemahan utamanya adalah bahwa frekuensi sinyal pembawa yang dibangkitkan cenderung untuk perlahan-lahan melenceng dari kisaran nilai yang seharusnya, sehingga dibutuhkan rangkaian tambahan untuk stabilisasi frekuensi.

Page 22: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Demodulasi Sinyal Termodulasi Sudut

• Demodulasi sinyal-sinyal FM memerlukan sebuah sistem yang menghasilkan sinyal output yang besarnya sebanding dengan simpangan frekuensi sesaat dari sinyal input.

• Sinyal seperti ini disebut sebagai diskriminator frekensi. Apabila input ke sebuah diskriminator frekuensi ideal adalah sinyal termodulasi sudut:

Page 23: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Demodulasi Sinyal Termodulasi Sudut

• Input:

• Maka output dari diskriminator adalah:

• Di mana kd adalah parameter sensitivitas diskriminator. Untuk modulasi FM, Φ(t) dapat dijabarkan sebagai berikut:

Page 24: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Demodulasi Sinyal Termodulasi Sudut

• Sehingga output dari diskriminator dapat dituliskan kembali menjadi:

Page 25: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Demodulasi Sinyal Termodulasi Sudut

• Diskriminator frekuensi juga dapat digunakan untuk demodulasi sinyal PM. Untuk sinyal PM persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Page 26: Telekomunikasi Analog & Digital - Slide week 5 - modulasi sudut

Terima KasihBeny Nugraha