MODULASI FREKUENSI (FM)

18
MODULASI FREKUENSI Alief Yunardi (01) Ellen Kurniawati Esmono (09) Renata Rama Putri (18) Risa Anggraeni (19)

description

modulasi frekuensi

Transcript of MODULASI FREKUENSI (FM)

Page 1: MODULASI FREKUENSI (FM)

MODULASI FREKUENSI

Alief Yunardi (01)

Ellen Kurniawati Esmono (09)

Renata Rama Putri (18)

Risa Anggraeni (19)

Page 2: MODULASI FREKUENSI (FM)

APA ITU MODULASI FREKUENSI?

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation = FM ) adalah proses menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi

Page 3: MODULASI FREKUENSI (FM)

Secara matematis, sinyal termodulasi FM dapat dinyatakan dengan :

eFM = Vc sin ( ωc t + mf sin ωm t )

eFM : sinyal termodulasi FM

em : sinyal pemodulasi

ec : sinyal pembawa

ωc : frekuensi sudut sinyal pembawa (radian/detik)

ωm : frekuensi sudut sinyal pemodulasi(radian/detik)

Page 4: MODULASI FREKUENSI (FM)

Sinyal pembawa (a)

Sinyal pemodulasi (b)

Sinyal termodulasi FM (c)

Page 5: MODULASI FREKUENSI (FM)

CARA MENGHASILKAN GELOMBANG MODULASI FREKUENSI

Gelombang yang termodulasi FM dapat dihasilkan dengan menggunakan komponen dioda varactor. Kapasitor ini akan mempunyai nilai kapasitansi yang berubah-ubah sesuai ketebalan daerah persambungan, d, sesuai dengan rumus nilai kapasitansi,

C = ε

dimana : ε = koefisien dielektrik bahan

A = luas penampang persambungan pn

d = tebal daerah persambungan sebagai fungsi tegangan reverse

Page 6: MODULASI FREKUENSI (FM)

Dioda varactor ditempatkan pada tank circuit satu osilator. komponen penentu frekuensi osilasi adalah, L, Cd, dan C, yang membentuk satu tank circuit osilator Colpitts, dan nilainya tertentu dari persamaan berikut,

RFC

L

C

Cd

FM out

R1

R2

VCC

+RFC

sinyal pemodulasi0,01 F dc

block

fO =

CCL

d

112

1

Page 7: MODULASI FREKUENSI (FM)

Hubungan antara nilai kapasitansi Cd dengan tegangan reverse

aO

V

C

1

Cd =

Hubungan antara nilai kapasitansi Cd dengan tegangan reverse tersebut ditunjukkan pada rumus dibawah :

CO = nilai kapasitansi dioda varactor pada V = 0,

Φ = potensial pada junction saat mulai on,

a = nilai index yang tergantung dari jenis junction.

V = modulus tegangan reverse yang diterima dioda varactor

Untuk jenis dioda tertentu (silikon), maka nilai a = 0,5, dan Φ = 0,5 volt

Page 8: MODULASI FREKUENSI (FM)

INDEKS MODULASI

Indeks modulasi FM (mf) merupakan perbandingan antara deviasi frekuensi maksimum dengan frekuensi sinyal pemodulasi

mf = δ / fm

δ : deviasi frekuensi maksimum

fm : frekuensi maksimum sinyal pemodulasi

mf : indeks modulasi FM

Besarnya indeks modulasi FM dapat dipilih sebesar mungkin sejauh tersedia bandwidth (lebar bidang) untuk keperluan transmisinya

Page 9: MODULASI FREKUENSI (FM)

CARA MENGETAHUI SPEKTRUM MODULASI FREKUENSIUntuk mengetahui seberapa lebar spektrum frekuensi sinyal termodulasi FM dimulai dari persamaan v = A sin ( ωCt + mf sin ωmt ). Penyelesaiannya memasukkan fungsi Bessel , yaitu

v = A { J0 (mf ) sin ωCt

+ J1 (mf ) [ sin (ωC + ωm) t – sin (ωC - ωm) t]

+ J2 (mf ) [ sin (ωC + 2ωm) t + sin (ωC - 2ωm) t]

+ J3 (mf ) [ sin (ωC + 3ωm) t – sin (ωC - 3ωm) t]

+ J4 (mf ) [ sin (ωC + 4ωm) t + sin (ωC - 4ωm) t] .... }

Nilai koefisien tersebut ditunjukkan pada table berikut!

Page 10: MODULASI FREKUENSI (FM)

KOEFISIEN FUNGSI BESSEL VS MF

Page 11: MODULASI FREKUENSI (FM)

SPEKTOGRAM SINYAL FM

(a) fm konstan, δ bertambah; (b) δ konstan, fm bertambah

(a) (b)

Page 12: MODULASI FREKUENSI (FM)

PRE-EMPHASISPre-emphasis dipakai dalam pesawat pemancar untuk mencegah pengaruh kecacatan pada sinyal terima. Karena itu komponen pre-emphasis ditempatkan pada awal sebelum sinyal itu sempat masuk pada modulator.

Perbedaan dari sistem AM adalah, pada FM terdapat blok pre-emphasis pada jalur pengolahan sinyal pemodulasi. Blok pre-emphasis merupakan satu penguat dengan gain yang tidak konstan dan cenderung “overshoot” atau ‘boosted’ pada daerah frekuensi tinggi.

Page 13: MODULASI FREKUENSI (FM)

Kurva karakteristik pre dan de-emphasis sistem FM.

Page 14: MODULASI FREKUENSI (FM)

SISTEM PEMANCAR FM STEREODi awal perkembangannya, radio broadcasting memakai sistem transmisi AM (Am-plitude Modulasi)

tetapi karena sinyal transmissi AM mem-punyai banyak kelemahan, antara lain mudah terganggu oleh sumber medan listrik-magnit luar seperti, dinamo, petir, lampu neon, dsb, maka tidak cocok untuk menya-lurkan informasi Audio. Baru sekitar 20 tahun kemudian, pemakaian FM sebagai media stereophonic dapat direalisir dengan baik

Metoda penyiaran radio stereophonic adalah FM-MPX.

FM-MPX merupakan singkatan dari Frekwensi Modulasi-Multiplexing

Page 15: MODULASI FREKUENSI (FM)

KEUNTUNGAN FM-MPX

Keuntungan FM-MPX stereo dibanding dengan sistem lain terutama pada

sifat compatible-nya dan sifat mutu. Soal mutu, FM-MPX sangat baik, apabila

instrumen pemancar dalam kondisi baik, juga penerima dalam kondisi baik,

maka suara reproduksi melalui media FM-MPX dapat ‘lebih indah dari

aslinya’. Apalagi jika siaran itu berasal dari siaran musik hidup (live show),

maka kita dapat mendengarkan musik yang begitu membahana di telinga.

Page 16: MODULASI FREKUENSI (FM)

PEMANCAR FM

Page 17: MODULASI FREKUENSI (FM)

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi).

Pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah termodulasi

Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage

Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang dibutuhkan oleh sistem antena

Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem

Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan memberikan hasil yang diinginkan

RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output pemancar

Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena

Page 18: MODULASI FREKUENSI (FM)

TERIMA KASIH