Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator....

24
4/16/2015 1 1 TEE 843 – Sistem Telekomunikasi Muhammad Daud Nurdin [email protected]; [email protected] Jurusan Teknik Elektro FT-Unimal Lhokseumawe, 2015 Modulasi Modulasi Prinsip Dasar Modulasi • Modulasi Gelombang Kontinu – Modulasi Analog – Modulasi Digital • Modulasi Pulsa • Perlunya Modulasi 2

Transcript of Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator....

Page 1: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

1

1

TEE 843 – Sistem Telekomunikasi

Muhammad Daud [email protected]; [email protected]

Jurusan Teknik Elektro FT-UnimalLhokseumawe, 2015

Modulasi

Modulasi

• Prinsip Dasar Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

– Modulasi Analog– Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

2

Page 2: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

2

Prinsip Dasar Modulasi

• Modulasi (modulation) adalah proses menumpangkaninformasi (information/message) pada suatu gelombangpembawa (carrier wave).

• Penumpangan ini dilakukan dgn mengubah-ubahparameter dari gelombang pembawa secaraproporsional/sesuai dgn sinyal informasi. 3

Prinsip Dasar Modulasi (lanjutan)

• Parameter yg dpt diubah adalah:– amplituda (amplitude) – frekuensi (frequency)– fase (phase)

• Modulasi dilakukan pada pengirim, alatnya disebutmodulator.

• Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi(demodulation) yaitu mengambil kembali informasi darigelombang termodulasi, alatnya disebut demodulator.

• Demodulasi disebut juga deteksi (detection).• Pada transmisi dupleks, gabungan modulator-

demodulator biasa disingkat modem.4

Page 3: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

3

Klasifikasi Modulasi

5

Modulasi

• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

– Modulasi Analog– Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

6

Page 4: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

4

Modulasi Gelombang Kontinu(CW Modulation)

• Modulasi gelombang kontinu (continuous wave modulation), biasa disingkat CW Modulation, adalahmodulasi yang manggunakan gelombang kontinusinusoidal sebagai gelombang pembawa (carrier).

• CW modulation utamanya digunakan padatransmisi radio, namun juga dapat dipakai padatransmisi via kabel seperti kabel coaxial.

• Dalam hal ini (misalnya pada transmisi radio), kitaharus mentransfer spektrum dari informasi kedalam pita frekuensi radio, utk ditransmisikan.

• Tujuan utama dari modulasi gelombang kontinuadlh untuk membangkitkan gelombang termodulasiyg sesuai dgn karakteristik suatu kanal transmisi. 7

Review Konsep Dasar

• Amplituda (Amplitude)• Frekuensi (Frequency)• Fase (Phase)

Contoh-contoh sinyal berikut inimenggunakan persamaan umum:

8

x(t) = A sin (2ft + )

Page 5: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

5

Amplituda (Amplitude)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-1012

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-1012

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-10122

9

x(t) = sin (2t)

x(t) = 2sin (2t)

x(t) = 0.5sin (2t)

A = 1

A = 2

A = 0,5

Frekuensi (Frequency)

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

0

1

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

0

1

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

0

1

x(t) = sin (2t)

x(t) = sin (4t)

x(t) = sin (10t)

f = 1 Hz

f = 2 Hz

f = 5 Hz

t [detik]

t [detik]

t [detik]

Page 6: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

6

Fase (Phase)

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

0

1

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

0

1

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

0

1

11

/4

/2

x(t) = sin (2t)

x(t) = sin (2t /4)

x(t) = sin (2t /2)

= 0 radian= 0

= /4 rad= 45

= /2 rad= 90

Modulasi Gelombang Kontinu

12

Page 7: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

7

Macam-macam ModulasiGelombang Kontinu

• Modulasi analog, dimana sinyal carrier kontinudimodulasi oleh sinyal informasi analog– Amplitude Modulation (AM)– Angle Modulation

• Frequency Modulation (FM)• Phase Modulation (PM)

• Modulasi digital, dimana sinyal carrier kontinudimodulasi oleh sinyal informasi diskrit (digital)– Amplitude-Shift Keying (ASK)– Frequency-Shift Keying (FSK)– Phase-Shift Keying (PSK)– Quadrature Amplitude Modulation (QAM)– dan lain-lain. 13

Modulasi

• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

–Modulasi Analog– Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

14

Page 8: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

8

Modulasi Amplituda(Amplitude Modulation – AM)

• Sinyal carrier aslinya mempunyai nilai puncak(amplituda) yg konstan dan frekuensi yg lebih tinggidrpd sinyal pemodulasi (message/information).

• Pada AM, amplituda sinyal carrier ini diubah-ubahsesuai dgn nilai sesaat dari sinyal pemodulasi(message), sehingga bentuk gelombangluar/selubung (envelope) dari sinyal termodulasimengikuti bentuk sinyal pemodulasi.

• Bandwidth dari sinyal termodulasi adlh

dimana:– fc adlh frekuensi carrier– fm adlh frekuensi sinyal pemodulasi (message) 15

mmcmc fffff 2)()(

AM (lanjutan)

16

Page 9: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

9

AM (lanjutan)

• Bentuk umum persamaan sinyal termodulasiAM adalah:

dimana: s(t) adlh sinyal termodulasiAc adlh amplituda sinyal carrier.ka adlh konstanta sensitivitas modulasim(t) adlh sinyal informasi (message)c adlh frekuensi sudut (disebut juga frekuensi anguleratau frekuensi radian). Hubungan frekuensi sudut (c) dgnfrekuensi linier (fc) adalah c = 2fc. 17

ttmkAts cac cos)](1[)(

Macam-macam AM

18

Double sideband-full carrier (DSB-FC) modulation

Double sideband-suppressed carrier (DSB-SC) modulation

Single sideband (SSB) modulation

Vestigial sideband (VSB) modulation

Page 10: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

10

Modulasi Frekuensi(Frequency Modulation – FM)

• Pada Modulasi Frekuensi, informasi direpresentasikanoleh nilai frekuensi sinyal carrier termodulasi.

19

FM (lanjutan)

• Sinyal setelah modulasi menjadi

dimana: s(t) adlh sinyal termodulasi.(t) adlh fase atau frekuensi yg bervariasi sesuaikandungan sinyal informasi.Ac adlh amplituda konstan.c adlh frekuensi sudut.Re berarti bagian real dari […].

20

}Re{)](cos[)( )]([ ttjccc

ceAttAts

Page 11: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

11

Modulasi Analog (ringkasan)

21

Gelombangpembawa (carrier)

Sinyal informasi(pemodulasi)

Sinyal termodulasi AM

Sinyal termodulasi FM

Modulasi

• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

– Modulasi Analog–Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

22

Page 12: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

12

Modulasi ASK

• Binary Amplitude Shift Keying (BASK)

23

Unipolar NRZ

Jika pada ASK, salah satu kondisi (bit 0 atau bit 1) direpresentasikandgn amplituda 0 (tanpa transmisi sinyal) seperti gambar di atas makadisebut juga On-Off Shift Keying (OOSK).

M-ary ASK (ASK dgn M-level)

• 4-ASK

24

Page 13: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

13

Modulasi PSK

• Binary Phase Shift Keying (BPSK)

25

1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1

M-ary PSK

• Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

26

Page 14: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

14

M-ary PSK

• 8-PSK dan 16-PSK

27

Constellation diagram of 16-PSK

QAM

• Quadrature Amplitude Modulation (QAM)Merupakan gabungan dari prinsip ASK dan PSK.Berikut ini contoh 4-QAM dan 16-QAM.Note: 4-QAM mirip dgn QPSK.

28

Constellation diagram of 4-QAM

10 00

11 01

I

Q

Page 15: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

15

32-QAM dan 64-QAM

29

Modulasi Digital (ringkasan)

30(a) Binary-ASK, (b) Binary-FSK, (c) Binary-PSK

Page 16: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

16

Modulasi Digital (ringkasan)

(a) Binary-ASK, (b) Binary-PSK, (c) Binary-FSK 31

Pelebaran spektrum sinyalpd modulasi digital

32

Page 17: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

17

Bandwidth Transmisiutk CW Modulation

• Continous wave modulation atau carrier wave modulation biasa disebut modulation (modulasi) saja, yaitu menumpangkan sinyal informasi pada sinyalpembawa (carrier).

• Dgn demikian pd transmisi digital, modulasimemindahkan spektrum sinyal pulsa dari frekuensirendah ke frekuensi carrier, dan bandwidth menjadi duakali lipat dibandingkan dgn sistem baseband.

• Sehingga symbol rate pd sistem radio adalah lebih kecilatau sama dengan bandwidth transmisi

dimana r adlh symbol rate (bauds) dan BT adlhbandwidth transmisi (Hz). 33

TBr

Contoh• Assume that the transmission channel is an ideal

lowpass channel with a bandwidth of 4 kHz. The maximum symbol rate via this channel is r ≤ 2⋅B = 8 kbauds; that is, we can transmit up to 8,000 independent signals, symbols, in a second. [To transmit the same symbol rate through a bandpasschannel, we would need a bandwidth of 8 kHz according to (4.12); see also Figure 4.2]. Catatan: Bandpass channel maksudnya kanal pada sinyal carrier. Formula (4.12) ada di halaman 150 buku Anttalainen. Figure 4.2 ada di halaman 128 buku Anttalainen.

34

Page 18: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

18

Modulasi

• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

– Modulasi Analog– Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

35

Modulasi Pulsa(Pulse Modulation)

36

Page 19: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

19

PAM

37

PPM

38

Page 20: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

20

PWM

39Disebut juga Pulse Duration Modulation (PDM)

PFM

40Disebut juga Pulse Frequency Modulation (PFM)

Page 21: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

21

Modulasi Pulsa (ringkasan)

41

Modulasi

• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu

– Modulasi Analog– Modulasi Digital

• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi

42

Page 22: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

22

Mengapa modulasi diperlukan?

1. Memperoleh pemancaran yg efisien danrasionalisasi panjang antena. Radiasi elektromagnetik yg efisien membutuhkan antena

yg dimensinya mempunyai orde yg sama dgn panjanggelombang dari sinyal yg dipancarkan/diterima.

dimana: l = panjang antena, = panjang gelombang.

2. Utk keperluan multiplexing. Modulasi dpt digunakan utk menggeser beberapa sinyal

pita dasar (baseband) yg berbeda ke beberapa lokasispektrum lokasi spektrum yg berbeda sehingga sebuahkanal transmisi dpt digunakan utk menyalurkan beberapasinyal pita dasar.

43

41l

Mengapa modulasidiperlukan? (lanjutan)

3. Mengurangi derau dan interferensi. Modulasi biasanya membutuhkan lebar bidang frekuensi

yg jauh lebih lebar drpd lebar pita dasar atau sinyal pemodulasinya. Jadi ada pertukaran antara lebar pita frekuensi dan penurunan efek derau.

4. Mengatasi masalah hardware. Kinerja dan kemudahan pembuatan hardware tergantung

pd frekuensi sinyal dan lebar pita frekuensi sinyal yg akan diproses.

Modulasi dpt menggeser frekuensi sinyal agar persyaratan perancangan dpt dipenuhi dgn mudah.

5. Memenuhi alokasi frekuensi. Regulasi radio dari ITU mengatur penggunaan frekuensi

utk pelayanan tertentu. 44

Page 23: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

23

Alokasi spektrum gelombang elektromagnetik

45

PR-6

• Soal-soal PR-6 ada di file tersendiri.

46

Page 24: Modulasi - repository.unimal.ac.idrepository.unimal.ac.id/1059/1/ST_07_Modulasi.pdf · modulator. • Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi (demodulation) ... PAM 37 PPM

4/16/2015

24

47

Sekian, ada pertanyaan?Terima kasih, semoga berkah.

Semua softcopy bahan kuliah tersedia dihttp://adf.ly/173i2d

48