Transmisi Suara

Parameter yang digunakan adalah:

• Bandwidth

• Attenuation & Distorsi

• Phase Distorsi

• Noise dan Signal-to-noise Ratio

• Level

Bandwidth

Definisi:

Bandwidth adalah range antara frekuensi

terendah dan frekuensi tertinggi

Contoh:

f1 f2 f

dimana:

f1: frekuensi terendah

F2: frekuensi tertinggi

BW = f2 – f1

Bandwidth

Standard bandwidth untuk kanal suara

• CCITT. Rec.G132 dan G 151

300 – 3400 Hz

• North Amerika (Ref 16. p.32)

200 – 3200 Hz

Level

Umum:• Sebuah parameter sistem yang sangat penting• Satuan Power Level: dBm, dBW atau power unit

yang lain• Salah satu perkecualian adalah video

menggunakan tegangan (dBmV)• Level sinyal rendah akan merugikan customer• Menaikkan level: Amplifier

Noise

Menurut kategorinya noise dibagi menjadi:

• Thermal Noise

• Intermodulation Noise

• Crostalk

• Impulse Noise

Thermal Noise

Definisi:

Noise yang terjadi akibat pergerakan acak

dari suatu perubahan partikel (biasanya

elektron) dalam suatu media tertentu

Notasi: Pn

Satuan:

dBW

Thermal Noise

Secara matematis Pn dapat dituliskan seperti berikut:

Pn = kT

dimana:k: konstanta Boltzman = 1,3803.10-23 Joule/KT: Temperatur (K)

Pada kondisi thermal room, T=17C = 17+273 = 290K

maka:

Pn = 4,00.10-21Watt/Hz = -204 dBW/Hz

= -204 + 30 = -174 dBm/Hz

Thermal Noise

Untuk sistem yang mempunyai Bandwidth terbatas

maka:

Pn = k T B (Watt)

= 10logk + 10logT + 10logB

= -228,6 dBW + 10logT + 10logBDalam kondisi thermal room

= -228,6 dBW + 10log290 + NFdB + 10logBHz

= -204 dBW + NFdB + 10logBHz

Thermal Noise

Contoh:

1. Sebuah penerima mempunyai temperatur noise efektif 100K dan bandwidth 10MHz, dapatkan level thermal noise yang diterima pada output

Jawab:

Pn = -228,6 dBW + 10log1.102 + 10log1.107

= -228,6 + 20 + 70

= -138,6 dBW

Thermal Noise

Contoh:

2. Sebuah penerima mempunyai noise figure 4 dB yang dioperasikan pada kondisi thermal room dengan bandwidth sistem 20 MHz, berapa thermal threshold pada penerima.

Jawab

Pn = -204 dBW + 4 dB + 10log20.106

= -204 dBW + 4 dB + 73 dB

= -127 dBW

Intermodulation Noise

Definisi:Noise yang disebabkan oleh akibat adanya

Intermodulasi (2 frekuensi atau lebih mixing).Contoh:

jika frekuensi F1 dan frekuensi F2 bercampur, maka

akan terjadi beberapa bentuk harmonisa yaitu:

• Harmonisa orde kedua: 2F1 ; 2F2 ; F1 ± F2

• Harmonisa orde ketiga: 2F1 ± F2 ; 2F2 ± F1

• Harmonisa orde empat: 2F1 ± 2F2 ; 3F1 ± F2

Signal-To-Noise Ratio (SNR)

• Signal-to-noise ratio adalah merupakan perbandingan antara daya sinyal dan daya noise

• Parameter unjuk kerja dari sistem komunikasi analog

• Semakin besar nilai SNR, maka semakin bagus performansi sistem analog tersebut.

Signal-To-Noise Ratio (SNR)

untuk :• Voice: 30 dB• Video: 45 dBBerdasarkan kepuasan pelanggan

• Data: 15 dBBerdasarkan spesifikasi error rate dan tipe Modulasinya

(S/N)dB = Levelsignal(dBm) – Levelnoise(dBm)

Eb / N0

Dalam sistem komunikasi digital nilai Eb/N0

merupakan parameter penting untuk menentukan

unjuk kerja sistem.

Eb/N0 = C/kT (bit rate)

dimana:

C: Level sinyal terima (RSL)

Eb/N0 = CdBW – 10log(bitrate) – (-228,6dBW) – 10logTe

dimana:Te: Temperatur noise efektif pada penerima

Eb / N0

Contoh:Jika level sinyal terima pada penerima adalah

-151 dBW dan temperatur noise efektif pada sistem

adalah 1500K, dapatkan Eb/N0 untuk sebuah link

transmisi 2400 bps.

Jawab:

Eb/N0 = -151dBW – 10log2400 + 228,6 – 10log1500

= 12 dB

Noise Figure

Noise figure adalah suatu nilai perbandingan antara

(S/N)I dan nilai (S/N)out

Untuk sistem linier maka noise figure (NF) dituliskan

dalam bentuk matematis seperti berikut:

NF = (S/N)in / (S/N)out

Untuk sistem yang terhubung secara cascade maka:

Na

a

BkTg

NF

0

0

Noise Figure

• pada umumnya nilai NF 1, dan seandainya F=1 itu dinamakan noiseless two-port

• jika sumber noise input ada pada thermal room, maka:

iN

S

FN

S

1

0

Noise Figure

besarnya noise yang terjadi seperti yang tertulis

pada persamaan di atas maka:

Untuk Ti = T0, maka:

Sehingga ga = 1/L

Dalam bentuk cascade maka:

eiNaa TTkBgN 0

LTTkBN eNa /00

1

21

1

g

FFF

Noise Figure

Contoh:

ga1=20dBF1=6dB

F2=3dB Ga3=60dBF3=16dB

Preamp Lossy Cable Receiver

dB8,679,4)100(

140

100

124

11

21

21

3

1

21overall

gg

F

g

FFF

Noise Figure

Contoh:

Sama dengan contoh di atas, jika gambar di atas

tanpa menggunakan preamplifier, maka dapatkan

NF dari keseluruhan sistem

dB19802)140(2

)/1(

1

2

32overall

L

FFF

Hubungan antara NF dan Noise Temperatur

Dituliskan dalam bentuk:

Jika T0 = suhu ruangan = 290 K, maka

11 00

NFTTT

TF e

e

)290

1(log10 10e

dB

TNF

Hubungan antara NF dan Noise Temperatur

Hubungan NF dan Noise Temperatur

NFdB T (K) NFdB T(K)

15 8950 6 865

14 7000 5 627

13 5500 4 439

12 4300 3 289

11 3350 2,5 226

10 2610 2 170

9 2015 1,5 120

8 1540 1,0 75

7 1165 0,5 35,4

Hubungan antara NF dan Noise Temperatur

Contoh:

1. Sebuah penerima mempunyai noise

temperature 290K, dapatkan nilai dari NF

Jawab:

dB32log10290

2901log10

)290

1(log10

1010

10

edB

TNF

Hubungan antara NF dan Noise Temperatur

Contoh:

2. Sebuah penerima mempunyai NF 10dB, tentukan noise temperatur equivalent dalam K

Jawab:

K26102902900

2901log1010

)290

1(log10 10

e

edB

edB

T

T

TNF

Contoh soal Pengembangan

1. G1

Te1

G2

Te2

G3

Te3

Tout 1 Tout 2

System

Tout3 =Tsystem

Ts

21

3

1

21

321

3 GG

T

G

TTT

GGG

TT ee

esout

insyst

Tunjukkan bahwa:

Tsystem in

Contoh soal

2. Sebuah penerima superheterodyne yang terdiri dari Low Noise Amplifier (LNA), mixer dan dua buah IF amplifier, jika source temperatur pada penerima 100 K seperti gambar di bawah ini:

RF LNA Mixer IF Amp 1 IF Amp 2

G1=12dBTe1=50K0

F1=0,7dB

G3=20dBTe3=1000K0

F3=6,5dB

G4=30dBTe4=1000K0

F4=6,5dBG2=-6dBF2=6dB

Ts=100K

Nout