Laporan DSK Bab 1.doc
-
Upload
trisna-saputra -
Category
Documents
-
view
247 -
download
0
Transcript of Laporan DSK Bab 1.doc
PRAKTIKUM DASAR SISTEM KOMUNIKASI
PERCOBAAN I
MODULASI AMPLITUDO
Oleh:
KELOMPOK VI
Andiyana Ilham (1104405017)
Ida Ayu Laksmi Dewi (1104405018)
I Putu Alit Putra Yudha (1104405019)
I Made Adi Mulya Sanjaya (1104405021)
LABORATORIUM DASAR SISTEM KOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
2012
PERCOBAAN I
MODULASI AMPLITUDO
1.1 Tujuan
1. Memahami proses modulasi amplitudo
2. Mengetahui bentuk sinyal termodulasi amplitudo
3. Memahami perubahan sinyal termodulasi amplitudo terhadap perubahan sinyal
input.
1.2 Peralatan
1. Modul TPS-3421
2. Power Supply
3. Oscilloscope
4. Kabel penghubung
1.3 Teori Penunjang
Ketika arus listrik mengalir dalam suatu penghantar, akan terbentuk dua buah
medan yaitu medan listrik dan medan magnet. Kedua medan disebut medan
elektromagnetik yang saling tegak lurus dan merambat pada arah yang sama dengan
kecepatan cahaya.
Jika suatu kawat penghantar diletakkan dalam medan elektromagnetik, medan
akan menimbulkan suatu arus yang mengalir dalam penghantar, yang berubah-ubah
seperti halnya arus yang menimbulkan medan tersebut. Dengan cara ini, perubahan
arus listrik pada suatu tempat akan menyebabkan perubahan yang sama pada tempat
lain dalam waktu yang hampir bersamaan.
Suatu sinyal sederhana berbentuk sinus bisa didefinisikan dengan 3 buah
parameter, yaitu amplitudo, frekuensi, dan phase. Dalam komunikasi nirkabel, daya,
frekuensi, dan phase sinyal diubah-ubah sesuai dengan sinyal informasi yang hendak
dikirim. Frekuensi dari satu gelombang sinyal didefinisikan sebagai jumlah siklus
gelombang perdetik, dan dinotasikan dengan huruf f. Frekuensi berkaitan dengan
suatu parameter yang disebut periode, yang dinotasikan dengan huruf T.
T =
Sebagai contoh, jika frekuensi sinyal adalah 1000 Hz (1000 siklus perdetik),
periodenya adalah 1/1000 = 0,001 detik = 1 milidetik.
Suatu sinyal phisik (suara, listrik, dan elektromagnetik) mempunyai suatu
parameter lain yang disebut cepat rambat sinyal dalam ruangan bebas. Kecepatan
suatu sinyal berkaitan dengan suatu parameter yaitu frekuensi.
Untuk ilustrasi, bayangan sebuah antena yang akan mentransmisikan gelombang
sinyal. Gelombang mempunyai nilai maksimum (puncak) dan minimum (lembah)
yang terus berulang. Ketika gelombang telah mencapai nilai maksimum, dia akan
menurun sampai diperoleh nilai minimum. Demikian juga sebaliknya. Naik-turunnya
gelombang, terbentuk ketika sinyal menjauh dari antena. Jadi, ketika suatu puncak
baru terbentuk dekat antena, ada puncak sebelumnya yang berjarak tertentu dari
puncak baru tersebut, dan juga puncak-puncak lainnya pada jarak yang lebih jauh.
Jarak antar puncak tetap dipertahankan, dan mereka makin jauh dari antena ketika
puncak dan lembah baru terbentuk. Jarak antar puncak ini (atau antar lembah) disebut
panjang gelombang dan dinotasikan dengan simbol .
Panjang gelombang tergantung dari frekuensi dan cepat rambat gelombang. Jika
cepat rambat gelombang adalah c dan frekuensi f, maka hubungan dengan panjang
gelombang adalah :
c = . f
Sebagai contoh, telinga manusia bisa mendengar suara dalam rentang frekuensi
20 Hz sampai dengan 20 KHz. Kecepatan suara adalah 330 m/detik, sehingga
panjang gelombang adalah :
= = = 33 cm
Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas adalah 300.000
km/detik, sehingga panjang gelombang sinyal 1 KHz adalah :
= = = 300 km
Dengan kata lain, jarak antar puncak adalah 300 km
Untuk bisa menerima gelombang elektromagnetik, diperlukan suatu antena
dengan dimensi ½ atau ¼ panjang gelombang. Suatu gelombang dengan panjang 300
km akan memerlukan antena yang berukuran ratusan km. Jelas sekali kondisi seperti
ini sangat tidak praktis.
1.3.1 Modulasi Analog
Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu
gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang lain.
Perubahan/variasi dari beberapa parameter gelombang carrier yang bersesuaian
dengan karakteristik sinyal informasi.
Manfaat modulasi :
- Memudahkan radiasi
- Untuk keperluan Multiplexing
- Mengatasi keterbatasan perangkat
- Penentuan alokasi frekuensi kerja
- Mengurangi noise dan interferensi
1.3.2 Modulasi Amplitudo
Dalam kasus dimana informasi yang akan dikirim adalah suara manusia,
ataupun musik yang mempunyai komponen frekuensi maksimum 20 KHz, perlu
dilakukan suatu proses sehingga transmisi yang praktis bisa dilakukan. Dimana
proses yang dimaksud ini adalah modulasi yang bertujuan untuk menggeser frekuensi
suara tadi ke frekuensi yang lebih tinggi atau yang sering disebut dengan frekuensi
carrier atau pembawa. Jika amplitudo dari suatu gelombang frekuensi tinggi
divariasikan sesuai dengan amplitudo gelombang sinyal informasi frekuensi rendah,
maka akan diperoleh suatu gelombang frekuensi tinggi yang mengandung informasi
pada amplitudonya. Metode seperti ini disebut dengan modulasi amplitudo. Dimana
sinyal informasi frekuensi rendah bisa ditransmisikan pada frekuensi yang lebih
tinggi seperti yang diperlukan.
Gambar 1.1 Proses modulasi AM
Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalam bentuk :
ΦAM (t) = A [1 + m cos ωm t ] cos ωc t
Dimana m menyatakan indeks modulasi ,ωm adalah frekuensi sinyal informasi
(frekuensi rendah) dan ωc adalah frekuensi sinyal carrier (frekuensi tinggi). Bentuk
sinyal AM untuk beberapa nilai m dapat dilihat pada gambar dibawah.
Gambar 1.2 Bentuk gelombang untuk beberapa nilai m
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m]; dan
amplitudo minimum A [1 – m]. Indeks modulasi m bisa dinyatakan dalam persen (%)
dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum dengan
minimum.
Gambar 1.3 Menghitung nilai indeks modulasi
Kelebihan sinyal AM :
1. Memiliki bandwidth yang sempit.
2. Proses demodulasinya sederhana
Kelemahan AM :
Kadang sinyal informasi AM berada pada amplitudo carriernya sehingga rawan
terhadap gangguan noise.
1.4 Langkah Percobaan
1. Hubungkan modul TPS-3421 dengan power supply.
2. Hubungkan probe oscilloscope dengan output modulator.
3. Set switch modulator ke posisi high. Akan terlihat sinyal carrier sekitar 800
KHz pada output modulator. Simpan gambar yang dihasilkan.
4. Hubungkan output dari Vvar ke input modulator AM. Pastikan anda
mendapatkan skema berikut :
Gambar 1.4 Skema Hubungan Output Vvar ke Input Modulator AM
5. Ubah potensiometer dan perhatikan perubahan bentuk sinyal. Untuk melihat
perubahannya simpan dua gambar pada posisi minimum dan maksimum.
6. Lepaskan output Vvar dari input modulator.
7. Lepaskan probe oscilloscope dari output modulator dan hubungkan probe
oscilloscope ke output sinyal generator.
8. Set frekuensi sinyal generator sebesar 1000 Hz dengan mengubah tombol
frekuensi sinyal generator. Simpan bentuk gelombang.
9. Hubungkan ouput sinyal generator pada trainer ke input modulator AM. Akan
terlihat sinyal termodulasi AM. Simpan bentuk gelombang yang terjadi.
scope
Modulator FM
Out
VCOHigh
Low
AM
FM 1
Vvar
Gambar 1.5 Sinyal Termodulasi AM
10. Atur amplitudo generator sehingga diperoleh indeks modulasi 50 %. Terlebih
dahulu hitung nilai perbandingan A dan B untuk m= 50% berdasarkan rumus
indeks modulasi di teori penunjang. Lalu atur amplitudo untuk mendapatkan
perbandingan yang didapat.
11. Simpan bentuk gelombang yang terjadi.
12. Ubah sinyal pemodulasi menjadi sinyal segitiga dengan merubah switch di
sinyal generator dari sinus ke triangle(pada blok switch biru).
13. Simpan sinyal yang dihasilkan.
1.5 Data Hasil Percobaan
scope
Modulator FM
Out
VCOHigh
Low
AM
FM 1
SignalGenerator
Pada percobaan yang telah dilaksanan, kami mendapatkan data-data dari hasil
percobaan tersebut. Adapun data-data tersebut sebagai berikut.
1.5.1 Sinyal Carrier
Gambar 1.6 Sinyal Carrier
Parameter dari gambar sinyal carrier di atas :
Frekuensi : 777 kHz
VPk-Pk : 5,03 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 5,03 V
= 2,515 V
1.5.2 Sinyal Carrier Output Vvar Minimum
Gambar 1.7 Sinyal Carrier output Vvar minimum
Parameter dari gambar sinyal carrier output Vvar minimum di atas :
Frekuensi : 775 kHz
VPk-Pk : 4,94 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 4,94 V
= 2,47 V
1.5.3 Sinyal Carrier Output Vvar Maksimum
Gambar 1.8 Sinyal Carrier output Vvar maksimum
Parameter dari gambar sinyal carrier output Vvar maksimum di atas :
Frekuensi : 772 kHz
VPk-Pk : 500 mV = 0,5 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 0,5 V
= 0,25 V
1.5.4 Sinyal Generator 1000 Hz (Sinyal Informasi)
Gambar 1.9 Sinyal Informasi
Parameter dari gambar sinyal informasi di atas :
Frekuensi : 1,0046112 kHz
VPk-Pk : 319,8 mV = 0,3198 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 0,3198 V
= 0,1599 V
1.5.5 Sinyal Termodulasi AM
Gambar 1.10 Sinyal Termodulasi AM
Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM di atas :
Frekuensi : 35,4174 kHz
VPk-Pk : 2,831 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 2,831 V
= 1,4155 V
1.5.6 Sinyal Termodulasi AM dengan Indeks modulasi 50%
Gambar 1.11 Sinyal Termodulasi Am dengan indeks modulasi 50%
Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM dengan indeks modulasi 50% di atas :
Frekuensi : 76,9551 kHz
VPk-Pk : 4,135 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 4,135 V
= 2,675 V
1.5.7 Sinyal Segitiga
Gambar 1.12 Sinyal Segitiga
Parameter dari gambar sinyal segitiga di atas :
Frekuensi : 1,1541515 kHz
VPk-Pk : 4,072 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 4,072V
= 2,036 V
1.6 Pertanyaan dan Tugas
Soal :
1. Gambar bentuk gelombang sinyal informasi, carrier dan sinyal termodulasi
untuk masing-masing indeks modulasi. Di bawah tiap gambar, tulis parameter
sinyal permodulasi, carrier dan sinyal termodulasi.
2. Jelaskan hubungan antara parameter gelombang carrier dan gelombang sinyal
termodulasi.
3. Buat gambar sinyal termodulasi untuk indeks modulasi 10%, 30%, 80%, 100%.
Jawaban :
1.a. Sinyal Informasi
Gambar 1.13 Sinyal informasi
Parameter dari gambar sinyal informasi di atas :
Frekuensi : 1,0046112 kHz
VPk-Pk : 319,8 mV = 0,3198 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 0,3198 V
= 0,1599 V
b. Sinyal Carrier
Gambar 1.14 Sinyal carrier
Parameter dari gambar sinyal carrier di atas :
Frekuensi : 777 kHz
VPk-Pk : 5,03 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 5,03 V
= 2,515 V
c. Sinyal Termodulasi
Gambar 1.15 Sinyal termodulasi
Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM di atas :
Frekuensi : 35,4174 kHz
VPk-Pk : 2,831 V
Amplitudo = ½ . VPk-Pk
= ½ . 2,831 V
= 1,4155 V
2.Gelombang carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh
lebih tinggi dari frekuensi gelombang informasi. Gelombang sinyal
termodulasi terbentuk karena adanya 2 buah sinyal seperti contohnya sinyal
informasi yang ditumpangkan ke dalam sinyal carrier untuk dikirimkan. Jika
salah satu sinyal baik itu sinyal informasi maupun sinyal carrier tidak ada,
maka sinyal tersebut tidak dapat dikatakan sebagai gelombang sinyal
termodulasi.
3.a. Indeks modulasi 10%
m =
=
A+B=10A-10B
A= B
Gambar 1.16 Indeks modulasi 10%
b. Indeks modulasi 30%
m =
=
7A=13B
A= B
Gambar 1.17 Indeks modulasi 30%
c. Indeks modulasi 80%
m =
=
2A=18B
A=9B
Gambar 1.18 Indeks modulasi 80%
d. Indeks modulasi 100%
m =
=
2B = 0 A
Gambar 1.19 Indeks modulasi 100%
1.7 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat kami temukan dalam percobaan bab I ini, yaitu :
1.Modulasi merupakan teknik pencampuran dua buah sinyal menjadi sebuah
sinyal keluaran yang dimana sinyal yang digabungkan tersebut berupa satu
sinyal berfrekuensi rendah dan satu sinyal berfrekuensi tinggi. Tujuan dari
penggabungan ini adalah untuk memanfaatkan karakteristik masing-masing
sinyal agar sinyal keluaran dapat dikirim secara efektif dan efisien.
2.Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada
gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang
frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut
isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. Metode ini dipakai
dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan
ke jarak yang jauh.
3.Pada sinyal yang termodulasi, persentase indeks modulasi sangat berpengaruh
pada besar kecilnya amplitudo pada gelombang sinyal. Semakin besar
persentase indeks modulasi, maka semakin kecil amplitude minimumnya
(Amin). Sebaliknya, jika semakin kecil persentase indeks modulasi, maka
semakin besar Amin-nya.