PRAKTIKUM DASAR SISTEM KOMUNIKASIPERCOBAAN I
FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING
Oleh:KELOMPOK VI
I Made Nova Suardiana (1204405035)Dewa Gede Satria Bayu Putra (1204405036)I Kadek Arya Wiratama (1204405038)I Gede Primanata (1204405039)I Putu Bayu Negara (1204405041)Komang Diyana Putra (1204405042)Ketut Alit Sukertha Winaya (1204405043)
Nama Asisten : Rizki Anugrah Wibowo
LABORATORIUM DASAR SISTEM KOMUNIKASIJURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA2013
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 lisrik 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 menyababkan 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. Frekuesi
berkaitan dengan suatu parameter yang disebut periode, yang dinotasikan dengan
huruf T.
T=1f ....................................................................(1.1)
Sebagai contoh, jika frekuensi sinyal adalah 1000 Hz (1000 siklus perdetik),
periodenya adalah 1/1000 = 0,001 detik = 1 milidetik.
Suatu sinyal fisik (suara, listrik, dan elektromegnetik) mempunyai suatu
parameter lain yang disebut cepat rambat sinyal dalam ruang bebas. Kecepatan
suatu sinyal berkaitan dengan suatu parameter yaitu frekuensi.
Untuk ilustrasi, bayangkan 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, dan 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 menjauh dari antena ketika puncak dan lembah
baru terbentuk. Jarak antar puncak ini (atau antar lembah) disebut panjang
gelombang dan dinotasikan dengan simbol λ.
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= λ⋅f ....................................................................(1.2)
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 dari 1 KHz gelombang suara adalah :
λ= vf=330
1000=33
cm.....................................................(1.3)
Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas adalah 300.000
km/detik, sehingga panjang gelombang sinyal 1 KHz adalah :
λ= vf=300 .000
1000=300
km..............................................(1.4)
Dengan kata lain, jarak antar puncak adalah 300 km.
Untuk bisa menerima gelombang elektromagnetik, diperlukan suatu antena
dengan dimensi 1/2 atau 1/4 panjang gelombang. Suatu gelombang dengan panjang
300 km akan memerlukan antena yang berukuran ratusan km. Jelas sekali kalau
kondisi seperti ini sangat tidak praktis.
1.3.1 Definisi Modulasi
Modulasi merupakan suatu proses dari perubahan (varying) atau
pencampuran dua buah sinyal menjadi satu sinyal yaitu sinyal informasi yang
berfrekuensi rendah dengan sinyal pengirim informasi yang memiliki frekuensi
yang tinggi.
Dengan memanfaatkan katakteristik dari masing- masing sinyal, maka
modulasi dapat dimanfaatkan untuk mentransmisikan sinyal informasi ke daerah
yang luas dan jauh. Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data) dapat
dikirimkan ke tempat lain dengan menumpangkan sinyal tersebut pada sinyal
pembawa (carrier), penumpangan sinyal menggunakan alat yang disebut
modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal
(kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator.
Tujuan dari proses modulasi adalah dimaksudkan agar sinyal informasi
tidak rusak akibat terkena noise dan data yang diterima dapat sempurna dan benar.
1.3.2 Modulasi Amplitudo
Modulasi amplitudo merupakan suatu proses pemodulasian dari sinyal
informasi dengan frekuensi yang rendah pada sinyal pembawa dengan frekuensi
yang tinggi dengan cara mengubah-ubah amplituod sinyal pembawa tanpa
mengubah frekuensinya.
Ketika 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. Proses yang dimaksud
adalah proses yang disebut modulasi yang bertujuan untuk menggeser frekuensi
suara tadi ke suatu frekuensi lain yang lebih tinggi. Frekuensi tinggi ini disebut
dengan frekuensi carrier atau pembawa.
Seperti dijelaskan sebelumnya, ada 3 parameter yang menentukan
informasi yang dibawa oleh gelombang, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.
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.
Gambar 1.1 menunjukkan proses modulasi amplitudo. Gambar (a) adalah
sinyal informasi atau sinyal pesan frekuensi rendah ; (b) adalah sinyal carrier ;
dan (c) adalah sinyal termodulasi. Terlihat dari gambar bahwa proses modulsi
menyebabkan seolah-olah sinyal informasi menumpang pada carrier. Dengan
proses ini, sinyal informasi frekuensi rendah bisa ditransmisikan pada frekuensi
yang jauh lebih tinggi seperti yang diperlukan.
Gambar 1.1 Proses modulasi AM
Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalam bentuk :
φ AM ( t )=A [1+mcosωm t ]cosωc t........................................(1.5)
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 di bawah.
Gambar 1.2 Bentuk gelombang untuk beberapa nilai m
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m]; dan
amplitude minimum A [1 – m]. Indeks modulasi m biasa dinyatakan dalam
persen (%) dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum
dengan minimum.
Gambar 1.3 Menghitung nilai indeks modulasi
m=
Emaks−E
E
=E−Emin
E
= A−BA+B
1.3.3 Jenis – Jenis Modulasi Amplitudo
A. Double Side Band-Suppressed Carrier (DSB-SC)
Dalam modulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi
dan phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi). Persamaan
sinyal sinusoidal secara umum bisa dituliskan sbb.
φ (t) = a(t) cos θ (t)…………………………….………….(1.6)
dimana :
a(t) adalah amplitudo sinyal dan
θ (t) adalah sudut phase. (θ (t) bisa ditulis dalam bentuk θ (t) = ωc t + γ (t) )
sehingga :
φ (t) = a(t) cos [ ωc t + γ (t)]……………………………………(1.7)
a(t) adalah selubung (envelope) dari sinyal φ (t)
ωc adalah frekuensi gelombang carrier (rad/detik) = 2πfc (Hz)
γ (t) adalah modulasi phase dari φ (t)
Dalam modulasi AM, γ(t) dalam persamaan di atas adalah nol (konstan)
dan selubung a(t) dibuat proporsional terhadap suatu sinyal f(t).
φ (t) = f(t) cos ωc t…………………………………………(1.8)
cos ωc t dalam persamaan di atas disebut dengan sinyal carrier ; f(t) adalah sinyal
pemodulasi. Sinyal resultan φ (t) disebut dengan sinyal termodulasi AM.
Kerapatan spektrum dari φ (t) diperoleh dengan transformasi Fourier.
Φ (ω) = ½ F(ω + ωc) + ½ F(ω - ωc)……………………..………..(1.9)
Persamaan ini berarti bahwa modulasi amplitudo menggeser spektrum
frekuensi sinyal sejauh ± ωc rad/detik tapi bentuk spektrum adalah tetap. Tipe
modulasi seperti ini disebut dengan modulasi suppressed carrier karena dalam
spektrum φ (t) tidak ada identitas carrier yang tampak walaupun spektrum
terpusat pada frekuensi carrier ωc.
Penerimaan kembali sinyal DSB-SC φ (t) untuk memperoleh sinyal
informasi f(t) memerlukan translasi frekuensi lain untuk memindahkan spektrum
sinyal ke posisi aslinya. Proses ini disebut demodulasi atau deteksi dan dilakukan
dengan mengalikan sinyal φ (t) dengan sinyal carrier ωc.
φ (t) cos ωc t = f(t) cos 2 ω⋅ ct………………..……………….(1.10)
dengan identitas trigonometri :
cos2 A = ½ ( 1 + cos 2A) ………………………………….(1.11)
φ (t) cos ωct = ½ f(t) + ½ f(t) cos 2ωc t …………………………(1.12)
Bagian frekuensi tinggi 2ωc dihilangkan dengan menggunakan Low Pass
Filter (LPF), sehingga yang tersisa hanya sinyal informasi f(t). Kesulitan yang
terjadi pada penerima adalah perlunya rangkaian yang bisa membangkitkan
carrier serta rangkaian untuk sinkronisasi phase.
B. Double Side Band-Large Carrier (AM)
Penggunaan metode modulasi suppressed carrier memerlukan peralatan
yang kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan
carrier dan sinkronisasi phase. Jika sistem didisain untuk memperoleh penerima
yang relatif sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus
mengurangi efisiensi pemancar. Untuk itu identitas carrier dimasukkan ke dalam
sinyal yang ditransmisikan, dimana sinyal carrier dibuat lebih besar dari sinyal
yang lain. Karena itu sistem seperti ini disebut Double-Sideband Large Carrier
(DSB-LC) atau umumnya dikenal dengan istilah AM.
C. Single Side Band (SSB)
Sistem komunikasi didisain untuk menghasilkan transmisi informasi
dengan bandwidth dan daya pancar minimal. Sistem AM boros dalam penggunaan
daya dan bandwidth, dengan keuntungan kemudahan dalam penerimaan. DSB-SC
menggunakan daya yang lebih sedikit, tapi bandwidth yang dipergunakan sama
dengan dalam AM. Baik AM maupun DSB-SC mempertahankan upper sideband
dan lower sideband walaupun masing-masing sideband (USB atau LSB)
mempunyai kandungan informasi yang lengkap. Akibatnya bandwidth transmisi
menjadi dua kali bandwidth sinyal informasi.
Dalam modulasi SSB, hanya satu dari kedua sideband yang dipancarkan.
Dilihat dari penggunaan bandwidth, modulasi ini lebih efisien karena mempunyai
bandwidth transmisi setengah dari AM maupun DSB-SC. Pembangkitan sinyal
SSB dilakukan dengan membangkitkan sinyal DSB terlebih dahulu, kemudian
menekan salah satu sideband dengan filter. Jika USB yang ditekan, maka akan
menghasilkan sinyal SSB-LSB jika sebaliknya akan menghasilkan SSB-USB.
Dalam Praktek, operasi tidak semudah yang terlihat. Kesulitan utama
terletak pada persyaratan yang diberikan oleh filter. Filter sideband memerlukan
karakteristik cut-off yang sangat tajam pada frekuensi ωc untuk membuang semua
komponen frekuensi pada satu sisi dan melewatkan komponen pada sisi lain.
Karena filter ideal seperti itu tidak bisa direalisasikan, maka beberapa kompromi
harus diterima.
Pertama, jika sinyal pemodulasi f(t) tidak mempunyai komponen frekuensi
rendah yang penting (seperti suara : mempunyai “lubang” di frekuensi nol), maka
tidak ada komponen frekuensi di sekitar frekuensi ωc setelah modulasi. Karena
itu, penggunaan filter dengan slope yang kurang tajam masih bisa dipergunakan.
Kedua, adalah lebih mudah mendisain filter pada frekuensi yang ditentukan oleh
komponen filter, bukan oleh frekuensinya. Heterodyning bisa digunakan untuk
menggeser spektrum menuju frekuensi yang diinginkan. Walaupun dengan
kemudahan tersebut, disain dari filter sideband tidaklah mudah.
Teknik lain yang bisa digunakan adalah dengan metode pergeseran phase,
yang tidak memerlukan filter sideband. Untuk memberi ilustrasi bagaimana
metode ini bekerja, asumsikan bahwa sinyal pesan mempunyai bentuk :
f(t) = cos ( 2π fm t) yang digunakan untuk memodulasi carrier cos (2π fc t).
Upper sideband dan Lower sideband dari sinyal adalah φSSB(t) = ½ cos [2π ( fc ±
fm ) t]
Dengan cos(a + b ) = cos a cos b - sin a sin b, maka persamaan untuk sinyal
SSB-USB bisa ditulis :
φSSB-USB(t) = φSSB+(t) = ½ [ cos 2π fm t cos 2π fc t - sin 2π fm t sin 2π fc t]
φSSB-USB(t) = ½ [ cos ωm t cos ωc t - sin ωm t sin ωc t]...……..(1.13)
dengan cara serupa diperoleh sinyal SSB-LSB mempunyai persamaan :
φSSB-LSB(t) = φSSB-(t) = ½ [ cos ωm t cos ωc t + sin ωm t sin ωc t ].…(1.14)
Persamaan-persamaan di atas menunjukkan bahwa sinyal SSB bisa
dibentuk dari dua sinyal DSB yang mempunyai carrier quadrature ½ cos 2ωc t dan
½ sin 2ωc t. Sinyal quadrature bisa diperoleh dengan menggeser phase sinyal
sebesar 90o. Modulator SSB pergeseran phase terdiri dari dua modulator DSB dan
rangkaian penggeser phase. Kesulitan lain yang timbul adalah perlunya
sinkronisasi seperti pada teknik DSB. Untuk itu, komponen carrier bisa
ditambahkan pada sinyal SSb dan demodulasi bisa dilakukan dengan
menggunakan envelope detector. Tapi metode ini boros daya pancar dan bisa
menghasilkan distorsi pada sinyal.
D. Vestigal Sideband (VSB)
Kelemahan sistem SSB terletak pada kompleksitas perangkat dan respon
buruk pada frekuensi rendah. Perbaikan terhadap kendala tersebut bisa diatasi jika
hanya sebagian dari sideband yang ditekan, bukan keseluruhannya. Skema
modulasi dimana satu sideband dan sebagian dari sideband yang lain dilewatkan
disebut dengan modulasi vestigial sideband (VSB). Modulasi VSB
digunakan untuk mentransmisikan sinyal pesan dengan bandwidth sangat lebar
dan mempunyai kandungan informasi pada frekuensi rendah (seperti transmisi
data kecepatan tinggi dan televisi). Penekanan sebagian dari satu sideband
mengurangi bandwidth yang diperlukan dibandingkan dengan modulasi DSB tapi
tidak sama dengan efisiensi spektrum pada SSB. Jika carrier yang besar juga
dikirim, sinyal pesan bisa didemodulasi dengan envelope detector. Jika tidak ada
carrier yang dikirim, maka penerimaan memerlukan synchronous detector.
Modulasi VSB diperoleh dengan melewatkan satu sideband dari sinyal DSB atau
AM, dan melewatkan sebagian dari sideband lainnya. Dalam sistem televisi
dengan bandwidth 4 MHz, sistem DSB akan memerlukan bandwidth sebesar 8
MHz. Dengan modulasi VSB bandwidth bisa dikurangi menjadi sekitar 5 MHz.
1.4 Langkah Percobaan
1. Hubungkan modul TPS-3421 dengan power supply.
2. Hubungkan probe osciloscope dengan output modulator.
3. Set switch modulator ke posisi high.
Akan terlihat sinyal carrier dengan frekuensi 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 AM.
7. Lepaskan probe osciloscope dari output modulator, dan hubungkan
probe osciloscope ke output sinyal generator.
8. Set frekuensi sinyal generator sebesar 1000 Hz. Dengan mengubah
tombol frekuensi sinyal generator. Simpan bentuk gelombang, karena
ini merupakan sinyal informasi.
9. Hubungkan output sinyal generator pada trainer, ke input modulator
AM.
Akan terlihat sinyal termodulasi AM. Simpan bentuk gelombang ini.
Gambar 1.5 Sinyal termodulasi AM
10. Atur amplitudo generator sehingga diperoleh indeks modulasi 50%.
Terlebih dahulu hitung nilai perbandingan A dengan 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 mengubah
switch di sinyal generator dari sinus ke triangle (pada blok switch
biru).
13. Simpan sinyal yang dihasilkan.
1.5 Gambar Hasil Percobaan
1.5.1 Sinyal Carrier
Gambar sinyal frekuensi sekitar 778 KHz pada sinyal carrier output
modulator :
Gambar 1.6 Sinyal carrier
Parameter sinyal :
Frekuensi : 778 KHz. PK-PK : 4880 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 4880 mV = 3 x 108 m/s : 778 x 103 Hz
= 2440 mV = 385.604 meter
1.5.2 Sinyal Output Vvar Minimum
Gambar bentuk sinyal posisi potensiometer pada minimum :
Gambar 1.7 Sinyal Output Vvar Minimum
Parameter sinyal :
Frekuensi : 774 KHz. PK-PK : 4880 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 4880 mV = 3 x 108 m/s : 774 x 103 Hz
= 2440 mV = 387.596 meter
1.5.3 Sinyal Output Vvar Maksimum
Gambar bentuk sinyal posisi potensiometer pada maksimum :
Gambar 1.8 Sinyal Output Vvar Maksimum
Parameter sinyal :
Frekuensi : 775 KHz. PK-PK : 880 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 880 mV = 3 x 108 m/s : 775 x 103 Hz
= 440 mV = 387.096 meter
1.5.4 Sinyal Informasi
Gambar bentuk sinyal informasi :
Gambar 1.9 Sinyal Informasi
Parameter sinyal :
Frekuensi : 646 KHz. PK-PK : 7800 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 7800 mV = 3 x 108 m/s : 646 x 103 Hz
= 3900 mV = 464.396 meter
Keterangan :
Frekuensi sinyal informasi tidak sampai maksimal, sehingga kami
rubah keposisi low dan kami dapatkan sebesar 646 KHz,
dikarenakan kondisi alat percobaan mengalami degradasi.
1.5.5 Sinyal Termodulasi AM
Gambar bentuk sinyal modulasi AM :
Gambar 1.10 Sinyal Termodulasi AM
Parameter sinyal :
Frekuensi : 28.3 KHz. PK-PK : 287 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 287 mV = 3 x 108 m/s : 28.3 x 103 Hz
= 143.5 mV = 10600.70 meter
1.5.6 Sinyal Termodulasi AM 50%
Gambar bentuk gelombang setelah amplitudo generator diatur sehingga
memperoleh indeks modulasi sebesar 50 % :
Gambar 1.11 Sinyal Termodulasi AM 50%
Parameter sinyal :
Frekuensi : 112 KHz. PK-PK : 3.38 V
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 3.38 V = 3 x 108 m/s : 112 x 103 Hz
= 1.69 V = 2678.57 meter
1.5.7 Sinyal Segitiga
Gambar sinyal segitiga yang terjadi karena merubah switch di sinyal
generator dari sinus ke triangle :
Gambar 1.12 Sinyal Segitiga
Parameter sinyal :
Frekuensi : 155 KHz. PK-PK : 4940 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 4940 mV = 3 x 108 m/s : 155 x 103 Hz
= 2470 mV = 1935.483 meter
1.6 Analisis Data
1.6.1 Analisis Sinyal Carrier
Gambar 1.6 Sinyal carrier dari output modulator, dengan parameter
sebagai berikut :
Gambar 1.13 Sinyal carrier
Parameter sinyal :
Frekuensi : 778 KHz. PK-PK : 488 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 488 mV = 3 x 108 m/s : 778 x 103 Hz
= 244 mV = 385.604 meter
Sinyal carrier yang dihasilkan adalah suatu sinyal pembawa informasi.
Dimana sinyal informasi itu ditumpangkan pada sinyal pembawa (carrier signal),
dengan rumus:
Xc(t) = A(t) cos ωc(t)
= A(t) cos 2πf(t)
= 0.244cos 2π 778000(t)
=188691(t)
1.6.2 Analisis Sinyal Output Vvar Minimum
Gambar 1.7 Sinyal Vvar minimum, merupakan sinyal yang dihubungkan
dari output Vvar ke input modulator AM dengan potensiometer minimum.
Sehingga kita akan memperoleh bentuk sinyal carrier sebagai berikut :
Gambar 1.14 Sinyal Output Vvar Minimum
Parameter sinyal :
Frekuensi : 774 KHz. PK-PK : 488 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 488 mV = 3 x 108 m/s : 774 x 103 Hz
= 244 mV = 387.596 meter
Xc(t) = A(t) cos ωc(t)
= A(t) cos 2πf(t)
= 0.244 cos 2π774000(t)
= 187721(t)
1.6.3 Analisis Sinyal Vvar Maksimum
Gambar 1.8 Sinyal Vvar maximum merupakan sinyal yang dihubungkan
dari output Vvar ke modulator AM dengan potensiometer maksimum. Sehingga
kita akan memperoleh bentuk sinyal carrier sebagai berikut :
Gambar 1.15 Sinyal Output Vvar Maksimum
Parameter sinyal :
Frekuensi : 775 KHz. PK-PK : 880 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 880 mV = 3 x 108 m/s : 775 x 103 Hz
= 440 mV = 387.096 meter
Xc(t) = A(t) cos ωc(t)
= A(t) cos 2πf(t)
= 0.315 cos 2π 795000 (t)
= 250425 (t)
Dengan melihat perbandingan bentuk sinyal antara Gambar 1.7 dan
Gambar 1.8, kita dapatkan analisa bahwa perubahan Vvar dengan mengubah
potensiometer ke arah maksimal dan minimal dapat mempengaruhi perubahan
parameter sinyal tersebut. Tepatnya hubungan antara perubahan Vvar dengan
amplitudo dari sinyal tersebut adalah berbanding terbalik, semakin besar Vvar-
nya (potensimeter ke arah maksimum), maka semakin kecil amplitude yang
dihasilkan, sebaliknya semakin diperkecil Vvar-nya (potensiometer ke arah
minimum), maka semakin tinggi amplitude tersebut. Sedangkan frekuensi yang
dihasilkan tetap atau mendekati satu dengan yang lainnya. Namun, ampiltudo
yang mengalami perubahan saat potensiometer pada posisi maksimum dan
minimum, sinyal yang dihasilkan adalah sinyal carrier AM (Amplitudo
Modulation).
1.6.4 Analisis Sinyal Informasi
Sinyal Informasi dari audio signal generator ke modulator AM dengan
bentuk sinyal sebagai berikut:
Gambar 1.9 Sinyal Informasi
Parameter sinyal :
Frekuensi : 1 MHz. PK-PK : 762 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 762 mV = 3 x 108 m/s : 106 Hz
= 381 mV = 300 meter
Xc(t) = A(t) cos ωc(t)
= A(t) cos 2πf(t)
= 0.381cos 2π1000000 (t)
=381000(t)
1.6.5 Analisis Sinyal Termodulasi AM
Gambar 1.10 Sinyal Termodulasi AM
Parameter sinyal :
Frekuensi : 28.3 KHz. PK-PK : 287 mV
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 287 mV = 3 x 108 m/s : 28.3 x 103 Hz
= 143.5 mV = 10600.70 meter
Modulasi adalah suatu proses dimana parameter dari suatu gelombang
divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Perubahan/variasi
dari beberapa parameter gelombang carrier yang bersesuaian dengan characteristic
signal informasi. Jadi sinyal termodulasi merupakan sinyal yang mengantar atau
menumpangi suatu sinyal informasi dengan tujuan agar informasi dapat terkirim
ke penerima. Bentuk sinyal carrier sebelum termodulasi berbeda dengan sinyal
termodulasi, karena sinyal carrier belum mengantarkan sinyal informasi.
Rumus persamaan sinyal modulasi AM:
VAM(t)= A cos ωc t + mA cos ωm t. cos ωc t
1.6.6 Analisis Sinyal Termodulasi AM 50%
Gambar 1.11 Sinyal Termodulasi AM 50%
Parameter sinyal :
Frekuensi : 112 KHz. PK-PK : 3.38 V
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 3.38 V = 3 x 108 m/s : 112 x 103 Hz
= 1.69 V = 2678.57 meter
Indeks Modulasi (m) dapat dihitung dengan membandingkan antara
amplitudo maksimum dengan minimum dan dinyatakan dalam persen (%)
m =
Emaks−EE
=
E−E minE
m = A−BA+B
Untuk memperoleh m=50%, maka :
50%=A−BA+B
50100
=A−BA+B
50( A+B )=100( A−B )50 A+50 B=100 A−100B50 A=150 BA=3 B
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m ]; dan
amplitudo minimum A [1 - m ]. Indeks modulasi (m) dinyatakan dalam persen
(%) dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum dan
minimum dimana selisih antara amplitudo maksimum dan amplitudo minimum
per jumlah amplitudo maksimum dan amplitudo minimum.
Sehingga indeks modulasi mempengaruhi jarak antara amplitudo
maksimum dan minimun, dimana jika indeks modulasinya sebesar 100% maka
akan membuat amplitudo Amin-nya sebesar 0 V. Sedangkan semakin kecil
persentase indeks modulasinya, menyebaabkan Amin hampir sama dengan Amax.
Bentuk sinyal AM untuk beberapa nilai m dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar 1.12 Bentuk sinyal AM untuk beberapa nilai m
dimana over-modulation adalah kondisi yang berlaku di telekomunikasi ketika
tingkat sesaat modulasi sinyal melebihi nilai yang diperlukan untuk memproduksi
100% modulasi pembawa. Sedangkan under-modulation adalah kebalikan dari
over-modulation, dimana under-modulation adalah tingkat sesaat modulasi sinyal
kurang dari nilai yang diperlukan untuk memproduksi 100% modulasi pembawa.
0 ≤ m ≤ 1
Dari persamaan diatas dapat kita simpulkan bahwa efesiensi sinyal terbaik ada
pada indeks modulasi yang berada diantara 0 dan 1.
1.6.7 Sinyal Segitiga
Gambar 1.12 Sinyal Segitiga
Parameter sinyal :
Frekuensi : 141 KHz. PK-PK : 4.03 V
Amplitudo = ½ x PK-PK λ = C : f
= ½ x 4.03 V = 3 x 108 m/s : 141 x 103 Hz
= 2.01 V = 2127.65meter
Xc(t) = A(t) cos ωc(t)
= A(t) cos 2πf(t)
= 2.01cos 2π141000 (t)
= 283410(t)
Gambar 1.12 merupakan sinyal termodulasi AM yang dirubah menjadi
sinyal segitiga. Cara mengubahnya adalah dengan cara menggeser atau
memindahkan switch biru pada TPS didalam suatu kotak kearah kiri (Triangle)
dari posisi sebelumnya yang terletak diarah kanan (Sinusoidal).
Modulasi adalah proses yang bertujuan untuk menggeser sinyal informasi
frekuensi rendah ke frekuensi yang lebih tinggi atau sering disebut frekuensi
carrier atau pembawa. Sinyal AM dapat dipengaruhi oleh sinyal infomasi yang
ditumpangkan pada sinyal pembawa (carrier). Karena, jika sinyal informasi
dimodulasi oleh sinyal pembawa (carrier) maka akan menghasilkan bentuk sinyal
yang akan menyerupai bentuk sinyal informasi itu sendiri. Contoh dapat dilihat
pada gambar dibawah ini:
(a) Sinyal informasi b) Sinyal pembawa (carrier) (c) Sinyal termodulasi
Gambar 1.13 Proses modulasi AM
1.7 Pertanyaan dan Tugas :
1. Gambar bentuk gelombang sinyal informasi, carrier dan sinyal
termodulasi untuk masing-masing indeks modulasi. Di bawah tiap
gambar, tulis parameter sinyal pemodulasi, 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% dan 100%.
Jawaban
1. A.Sinyal Carrier
Gambar 1.6 Sinyal carrier dari output modulator
Parameter sinyal :
Frekuensi : 771.95539 KHz. V : 4.642 Volt.
Amplitudo = ½ x V λ = V:f
= ½ x 4.642 V = 300000 Km : 771955.39Hz
= 2.321 V = 0.389Km.
B.Sinyal Informasi
Gambar 1.9 Frekuensi sinyal generator 1000 Hz
Parameter sinyal :
Frekuensi : 1.0046136 KHz. V : 6.49 Volt.
Amplitudo = ½ x V λ = V:f
= ½ x 6.49 V = 300000Km : 1004.6136Hz
= 3.245 V = 298.62Km
C.Sinyal Termodulasi
Gambar 1.10 Sinyal modulasi AM
Parameter sinyal :
Frekuensi : 1.2350826 KHz. V : 4.521 Volt.
Amplitudo = ½ x V λ = V:f
= ½ x 4.521 V = 300000Km : 1235.0826 Hz
= 2.2605 V. = 242.9 Km
2. Hubungan antara gelombang carrier dan gelombang termodulasi yaitu :
gelombang carrier merupakan gelombang pembawa sinyal informasi
sedangkan gelombang sinyal termodulasi merupakan gabungan antara
gelombang informasi dan gelombang carrier. Tanpa adanya gelombang
carrier, maka sinyal termodulasi tidak akan terbentuk, karena sinyal
termodulasi terjadi karena adanya sinyal carrier dan juga sinyal
informasi.
3. Gambar sinyal informasi, carrier dan sinyal termodulasi masing-
masing indeks modulasi yakni :
Untuk indeks modulasi = 10%
m =
A−BA+B
10100 =
A−BA+B
A+B= 10A-10B
9A = 11A
Gambar 1.15 Indeks modulasi 10%
Untuk indeks modulasi = 30%
m =
A−BA+B
30100 =
A−BA+B
7A= 13B
Gambar 1.16 Indeks modulasi 30%
Untuk indeks modulasi = 80%
m =
A−BA+B
80100 =
A−BA+B
8A+8B= 10A-10B
2A= 18B
Gambar 1.17 Indeks modulasi 80%
Untuk memperoleh m=100%
m =
A−BA+B
100100 =
A−BA+B
0 A = 2 B
Gambar 1.18 Indeks modulasi 100%
1.8 Simpulan
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, terdapat beberapa kesimpulan
yaitu sebagai berikut :
1. Ada 3 parameter yang menentukan informasi yang dibawa oleh
gelombang, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.
2. Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik
sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi.
3. Modulasi amplitudo adalah proses menumpangkan sinyal
informasai ke dalam sinyal carrier dimana bentuk dari gelombang
AM sesuai dengan amplitudo sinyal informasi.
4. Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital
sehingga terdapat dua jenis modulasi, yaitu : modulasi analog dan
modulasi digital.
5. Besar – kecilnya Vvar mempengaruhi bentuk sinyal. jika Vvar
diubah ke maksimum, amplitudonya mengecil dan begitu
sebaliknya jika Vvar diubah ke minimum, amplitudonya
membesar. Perbedaan antara Vvar Maximum dan Vvar Minimum
adalah pada Vvar Maximum amplitudonya lebih kecil daripada
amplitudo pada Vvar Minimum. Frekuensi yang dihasilkan tetap
atau mendekati satu dengan yang lainnya. Namun, amplitudo
yang mengalami perubahan. Saat potensiometer pada posisi
maksimum dan minimum, sinyal yang dihasilkan adalah sinyal
carrier AM.
6. Bentuk gelombang yang dihasilkan pada sinyal AM dipengaruhi oleh
indeks modulasi. Indeks modulasi mempengaruhi jarak antara
amplitudo maksimum dan minimum. Jika indeks modulasi maksimum
mengakibatkan amplitudonya minimum, sedangkan jika indeks
modulasinya minimum mengakibbatkan amplitudonya maksimum.