3.1 Dasar Sistem Komunikasi Analog Rev 1

Dasar Sist. Telkom 1

Dasar Sistem Telekomunikasi

Dasar Sistem Komunikasi Analog

Obyektif Perkuliahan

Dapat memahami blok diagram sistem komunikasi analog

Dapat memahami beberapa jenis komunikasi analog


Referensi :

MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik

Elektro FT, Unram,

Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System,

Fourth Ed, Mc Graw Hill.

Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic

Comm. System, Fourth Ed, Prentice Hall Inc. SM Sasongko, Buku Ajar Dasistel. Jurusan Teknik Elektro

FT, Unram.

Blok Diagram Sist. Komunikasi Analog


Sumber

Informasi

Transducer

Input

Modulator

Analog

Penerima

Informasi

Transducer

Output

Demodulator

Analog

Media

Transmisi


Sumber informasi : Memberikan informasi

masukan

Transduser input : Mengubah informasi masukan

menjadi isyarat elektris

Modulator analog : Menyesuaikan isyarat elektris

dengan media transmisi

misalnya gelombang radio

Media Transmisi : Kabel maupun non-kabel

Proses di penerima simetris pada media dengan

fungsi yang berlawanan dengan bagian pengirim

Fungsi Tiap komponen blok analog

5

Sifat media transmisi yang merugikan

Peredaman :

Biasanya sangat kecil, tetapi dapat pula besar

Distorsi :

Respon terhadap isyarat tidak sempurna,sifat distorsi adalah jika

isyarat tidak ada maka distorsi hilang.

Interferensi :

Gangguan oleh isyarat lain terhadap media transmisi, walaupun

isyarat ditiadakan interferensi tetap ada.

Derau :

Gangguan dari dalam maupun luar media transmisi yang tidak

dapat diramalkan

Fungsi Blok Diagram Sist. Analog

6

Sumber

Informasi

Transducer

Input

Modulator

Analog

Penerima

Informasi

Transducer

Output

Demodulator

Analog

Media

Transmisi

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

detik

Am

plitu

do (

volt

)

Gelombang pemodulasi

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

detik

Am

plitu

do (

volt

)

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

detik

Am

plitu

do (

volt

)

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

detik

Am

plitu

do (

volt

)

Gelombang pemodulasi plus noise


MODULASI ANALOG

Double Side Band Full Carrier ( AM )

Double Side Band Supressed Carrier (DSB)


• Amplitudo Modulation Double Side Band

Jika yang diambil untuk diteruskan:

a. fc-fs, fc, fc+fs di sebut AM DSB (AM double side band).

b. fc-fs, fc atau fc, fc+fs disebut AM SSB

c. Jika amplitudo fc di tekan di sebut DSB (Double Side Band

Supressed Carrier).

d. jika yang dikirim adalah DSB dengan salah satu bagian dari

sideband dikurangi maka disebut ISB.


Obyektif Perkuliahan

Dapat memahami teknik modulasi DSBFC ( AM )

Dapat memahami teknik modulasi DSBSC ( DSB )

Dapat memahami indeks modulasi dan efisiensi daya

Dapat memahami spektrum magnitudo dan bandwidth

Referensi :

MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik

Elektro FT, Unram,

Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System,

Fourth Ed, Mc Graw Hill.

Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic

Comm. System, Fourth Ed, Prentice Hall Inc.


Proses Pengiriman Informasi

• Suatu sinyal carrier murni dibangkitkan pada sisi pengirim / pemancar

• Sinyal carrier dimodulasi / dimodifikasi oleh sinyal informasi agar dapat dipancarkan. Terjadi perubahan karakteristik sinyal carrier yang memuat informasi

• Pada bagian penerima sinyal informasi harus dapat dideteksi dan didemodulasi kembali.


Parameter Sinyal yang dapat dimodifikasi Hanya ada tiga

parameter sinyal yang dapat diubah pada kawasan waktu :

amplitudo, fase, atau frekuensi.

1. Pada AM, amplitude dari sinyal pembawa frekuensi tinggidiubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudosinyal informasi / pemodulasi, sementara frekuensinya dijagakonstan.

2. Pada FM, frekuensi dari sinyal pembawa frekuensi tinggidiubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudosinyal informasi / pemodulasi, sementara amplitudonyadijaga konstan.

3. Pada PM, frekuensi sudut sinyal pembawa diubahproporsional terhadap perubahan amplitudo sinyal informasi /pemodulasi, sementara amplitudonya dijaga konstan.


mengingat sudut phase pemodulasi ( m ) tidak mempengaruhi sudut

phase carrier ( c ), untuk kesederhanaan sudut phase tidak ikut dianalisa,

shg gelombang termodulasi AM menjadi ( frekuensi carrier tetap,

amplitudo carrier fluktuasi mengikuti pemodulasi ) :

mmmm tfEte 2cosmax

cccc tfEte 2cosmax

Double Side Band Full Carrier ( AM )

tftfmE

tftfEEte

cmc

cmmc

2cos2cos1

2cos2cos

max

maxmax

dengan :

max

max

minmax

minmax

c

m

E

E

EE

EEm

Asumsi :

Indeks Modulasi

Indek modulasi pada AM merupakan

perbandingan antara amplitudo sinyal

pemodulasi dengan amplitudo sinyal

carrier.

Dasar Sist. Telkom Pertemuan ke 2 13

max

max

minmax

minmax

c

m

E

E

EE

EEm

Indeks Modulasi

ketika m = 0, Em = 0, maka sinyal termodulasi

adalah sama seperti sinyal carrier (sebelum

modulasi)


Indeks Modulasi

ketika 0 < m <1, nilai ini yang terjadi dalam kondisi nyata.

Resultan gelombang semakin terlihat signifikan ketika nilai

m mendekati 1.


Indeks Modulasi

ketika m =1, merupakan kondisi ideal. Sinyal termodulasi

yang paling baik dihasilkan jika nilai m = 1.


Indeks Modulasi

ketika m > 1, pada kondisi ini dikatakan terjadi

overmodulasi.

Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal

termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya

dengan sinyal informasi/pemodulasi.



Spektrum komponen frekuensi

Formula yang diperlukan :

cos (+) = cos cos - sin sin cos (-) = cos cos + sin sin

+cos cos = ½ ( cos (+) + cos (-) )

cos (+) = cos cos - sin sin cos (-) = cos cos + sin sin

-sin sin = ½ ( cos (-) - cos (+) )


Spektrum Frekuensi AM

Spektrum frekuensi terlihat dg menjabarkan sinyal AM :

tffEm

tffEm

tfE

tftfEmtfE

tftfmEte

mccmcccc

cmccc

cmc

2cos2

2cos2

2cos

2cos2cos2cos

2cos2cos1

maxmaxmax

maxmax

max

Carrier Lower Side Band Upper Side Band

E c max

m E c max / 2 m E c max / 2

f c - f m f c + f mf c


Gelombang termodulasi DSB diperoleh dengan mengalikan

gelombang pemodulasi dan sinyal carrier maka :

tfEte mmm 2cosmax tfEte ccc 2cosmax

Double Side Band Supressed Carrier ( DSB )

tffEm

tffEm

tfEtfEte

mccmcc

ccmm

2cos2

2cos2

2cos2cos

maxmax

maxmax

Asumsi :

Lower Side Band Upper Side Band

f c - f m f c + f mf c

m E c max / 2 m E c max / 2


Prinsip Dasar Rangkaian Modulator AM

Power

Amp

Sinyal

Pemodulasi

Kapasitor Bypass RF

Output RF

Termodulasi AM

RF Driver

Bias

Vcc

Vm ( t )

-

+

Amplitudo Gelombang AM

berfluktuasi karena pengaruh

Vcc’ = Vcc + Vm(t)

Frek Oscilator Tetap

sebesar

CLf

2

1


% Contoh grafik sinyal AM dan DSB Fs = 1440 ;

t = 0 : 1/Fs : 2 ;

x = 0.8*sin ( 2* pi * 1 *t ); % sinyal pemodulasi dengan fm = 1 Hz

x1 = x + 1 ;

x2 = - x1 ;

car = sin ( 2 * pi * 15 * t); % sinyal pembawa dengan fc = 15 Hz

AM = x1 .* car ;

%

figure, plot( t, AM , t, x1 , 'r--‘ , t , x2 , 'r--‘ );

Xlabel ( ' detik ‘ )

Ylabel ( ' Amplitudo ( volt ) ‘ )

Title ( ' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ‘ )

grid on;

x3 = 0.8 * sin ( 2 * pi * 1 * t );

x4 = - x3 ;

DSB = x3 .* car ;

%

figure, plot ( t , DSB , t , x3 , 'r--‘ , t , x4 , 'r--‘ );

Xlabel ( ' detik ‘ )

Ylabel ( ' Amplitudo ( volt ) ‘ )

Title ( ' Gelombang termodulasi Double Side Band ‘ )

grid on;

% end


emax

emin

fm = 1Hz

fc = 15 Hz


fm = 1Hz

fc = 15 Hz


% Contoh grafik sinyal AM dan DSB Fs = 1440;

t = 0 : 1/Fs :2 ;

x = 0.4*sin (2*pi*1*t) + 0.5*sin (2*pi*2*t); % sinyal pemodulasi dg fm = 1 Hz dan 2

Hz x1 = x + 1 ;

x2 = - x1 ;

car = sin (2*pi*15*t); % sinyal pembawa dengan fc = 15 Hz AM = x1 .* car ;

%

figure, plot(t,AM,t,x1,'r--',t,x2,'r--');

xlabel(' detik ')

ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')

title(' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ')

grid on;

x3 = 0.4*sin (2*pi*1*t) + 0.5*sin (2*pi*2*t);

x4 = - x3 ;

DSB = x3 .* car ;

%

figure, plot(t,DSB,t,x3,'r--',t,x4,'r--');

xlabel(' detik ')

ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')

title(' Gelombang termodulasi Double Side Band ')

grid on;

% end


Sinyal

pemodulasi

Sinyal AM


Sinyal

pemodulasi

Sinyal DSB


Pemodulasi

Ec max

Gambar Sinyal AM dengan masukan diskrit


Pemodulasi

Gambar Sinyal DSB dengan masukan diskrit


% Grafik SPEKTRUM AMPLITUDO sinyal AM dan DSB Fs = 1440;

t = 0 : 1/Fs : 2 ;

x = 0.8*sin (2*pi*100*t)- 0.5*sin (2*pi*150*t)+ 0.3*sin (2*pi*200*t) ;

% Sinyal masukan dengan fm = 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz

x1 = x + 1 ;

x2 = - x1 ;

car = sin (2*pi*400*t) ; % Sinyal carrier dengan fc = 400 Hz

AM = x1 .* car ;

%

x3 = 0.8*sin (2*pi*100*t) - 0.5*sin (2*pi*150*t) + 0.3*sin (2*pi*200*t);

x4 = - x3 ;

DSB = x3 .* car ;

%

% untuk fft AM

dataAM = fft(AM,512);

Pyy_AM = dataAM.* conj(dataAM) / 512;

f_AM = Fs*(0:256)/512;

figure, plot(f_AM,Pyy_AM(1:257))

title('Frequency content of y_AM')

xlabel('frequency (Hz)')

% end


Ec

m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2

m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2


m1Ec/2m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2


Rata-rata Daya AM

Daya rata-rata gelombang sinusoidal melewati hambatan R adalah :R

E

2

2

max

Maka berdasar spektrum frekuensi diperoleh :R

EP

c

c2

2

max

Dan untuk LSB dan USB masing-masing :

c

c

USBLSB Pm

R

Em

P42

2

2 2

max

/

Maka total Daya rata-rata adalah :

21

442

22

mP

Pm

Pm

P

PPPP

c

ccc

USBLSBcTotal


Tegangan atau Arus Efektif sinyal AM

Tegangan efektif sinusoidal melewati hambatan R adalah :

Tegangan efektif pada komponen carrier :R

EP

c

c

2

max

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

R

EPT

2

21

21

22

22

m

R

E

mP

R

E

c

c

21

2mEE c

21

2mII c

12

2

cI

Im


Modulasi AM non sinusoidal

Sinyal Pemodulasi merupakan jumlahan dari beberapa

komponen frekuensi :

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

.........4321 tetetetete mmmmm

......

22221

2

4

2

3

2

2

2

1 mmmmPP cT

.......2

4

2

3

2

2

2

1 mmmmm eff

21

2

eff

c

mEE

21

2

eff

c

mII


Spektrum AM masukan suara / musik

E c max

m1E c max /2m1E c max /2m2E c max /2 m2E c max /2

m3E c max /2 m3E c max /2

fc – f1 fc + f1 fc + f2fc – f2fc – f3 fc + f3fc

fcfc – fm max fc + fm maax

LSB USB

Bandwidth = 2 fm max


Spektrum DSB masukan suara / musik

m1E c max /2m1E c max /2m2E c max /2 m2E c max /2

m3E c max /2 m3E c max /2

fc – f1 fc + f1 fc + f2fc – f2fc – f3 fc + f3fc

fcfc – fm max fc + fm max

LSB USB

Bandwidth = 2 fm max


Contoh Soal 1:

Suatu gelombang pembawa dengan frekuensi 10 MHz dan

tegangan puncak 10 volt, dimodulasi amplitudo oleh sinyal sinus

frekuensi 5 kHz dan amplitudo 6 Volt. Tentukan indeks modulasi

dan gambarkan sketsa spektrum amplitudonya.

Jawab :

m = Em max / Ec max = 6 / 10 = 0,6

fLSB = fc - fm = 10 – 0,005 = 9,995 MHz

fUSB = fc + fm = 10 + 0,005 = 10,005 MHz

Amplitudo pada LSB dan USB = 0,6 x 10 / 2 = 3 volt


Lanjutan sketsa Contoh Soal :

10 volt

3 volt 3 volt

10 10,0059,995 f MHz


Contoh Soal 2 :

Arus antena rata-rata dari pemancar radio AM adalah 10 A bila

tidak dimodulasi, dan menjadi 12 A bila dimodulasi oleh sinyal

sinusoidal. Hitunglah indeks modulasinya.

Jawab :

12

2

cI

Im

1

10

122

2

m

94,0m


Berdasarkan gambar gelombang termodulasi AM tersebut, tentukan :

• Persamaan gelombang termodulasinya.

• Gambar sketsa spektrum frekuensinya.

Soal 1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

detik

Am

plit

udo (

volt )

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier


Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus

murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a. Persamaan gelombang termodulasinya.

b. Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

Soal 2


Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus

murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a. Bila sinyal masukan awal ditambahkan dengan gelombang sinusoidal lain

sebesar , dan dimodulasi

bersamaan, berapakah lebar bandwidth gelombang AM tersebut?

b. Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

c. Berapakah efisiensinya ( persentase daya yang memuat informasi ) ?

volttCostSinVs 809,0506,0

Soal 3

Dasar Sist. Telkom Pertemuan ke-1 44


THANK’S

NOW

REST TIME

3.1 Dasar Sistem Komunikasi Analog Rev 1

Documents

Transcript of 3.1 Dasar Sistem Komunikasi Analog Rev 1