PERCOBAAN I TEKNIK MODULASI AMPLITUDO

Transkripsi

1 PERCOBAAN I TEKNIK MODULASI AMPLITUDO 1. 1 Tujuan Untuk mengetahui besar modulasi AM Instrumen yang Digunakan 1. Modul Praktikum Teknik Modulasi Amplitudo 2. Osiloskop 3. Avometer 4. Kabel penghubung 1. 3 Dasar Teori Modulasi Amplitudo dengan Multiplier Modulasi merupakan proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal pembawa. Sedangkan Multiplier dipakai dalam telekomunikasi antara lain seperti phase comparator dan demodulator. Kadang dihubungkan pada mixer aktif. Dalam eksperimen berikut, multiplier akan dipakai sebagai modulator untuk Modulasi Amplitudo Konvensional Faktor Modulasi Perubahan dalam amplitudo pembawa sebanding dengan perubahan yang terjadi amplitude sinyal modulasi. Perbandingan perubahan ini terhadap amplitudo pembawa tak termodulasi disebut factor modolasi. Faktor modulasi dinyatakan dalam bentuk persen.

2 m u T U T Keterangan: m u T u T = faktor modulasi = perubahan dalam amplitudo modulasi = amplitudo pembawa tanpa modulasi Gambar 1.1 Faktor Modulasi Dalam praktisnya, pengukuran dengan menggunakan osiloskop bisa dilakukan dengan cara sebagai berikut : ( ) ( ) ( ) ( ) Gambar 1.2. Amplitudo Modulasi

3 1. 4 Langkah Percobaan a) Buatlah rangkaian seperti gambar 1.3! dengan menggunakan gelombang pembawa dan gelombang informasi berbentuk sinusoidal 2 V Gambar 1.3 Rangkaian Modulasi Amplitude b) Hubungkan keluaran dari gambar diatas dengan osiloskop! Hubungkan probe osiloskop pertama CH1 ke U T (Sinyal Pembawa) Hubungkan probe osiloskop kedua CH1 ke U inf (Sinyal Informasi) Hubungkan probe osiloskop kedua CH2 ke U AM (Sinyal AM) c) Kemudian setting nilai osiloskop dengan ketentuan sebagai berikut: UT >> f = 20 khz >> VT = 2 Volt V UInf >> f = 2 khz >> Vinf =1.0 Volt UDC >> V DC = 2.0 Volt d) Tentukan faktor modulasi dari modulator AM pada diagram di atas dan gambarkan bentuk gelombangnya!

4 1. 5 Data Hasil Percobaan CH1 1 Volt 100 µs Gambar 1.4 Sinyal Pembawa CH1 1 Volt 100 µs Gambar 1.5 Sinyal Informasi CH2 1 Volt 100 µs Gambar 1.6 Sinyal AM 1. 6 Analisa Perhitungan Vpp max = (kotak max) X ()µ Vpp min = (kotak min) X () 1. 7 Analisa Data ( ) ( ) ( ) ( ) 1. 8 Kesimpulan

5 PERCOBAAN II TEKNIK MODULASI FREKUENSI 2.1 Tujuan 1. Untuk mengetahui besar modulasi 2. Pengukuran Deviasi Frekuensi 2.2 Instrumen yang Digunakan 1. Judul Praktikum Teknik Modulasi Amplitudo 2. Osiloskop 3. Avometer 4. Kabel penghubung 2.3 Dasar Teori Sinyal Modulasi Frekuensi Osilasi frekuensi modulasi dapat di hasilkan dengan suatu oscillator terkendali tegangan (VCO). Frekuensi output pada VCO dapat diubah dari tegangan inputnya, karena itu dikenal juga sebagai converter tegangan ke frekuensi. VCO terintegrasi dalan banyak IC untuk demodulasi frekuensi termodulasi atau sinyal terkunci (keyed signal ), sebagai salah satu elemen paling penting pada PLL (Phase Locked Loop). Konstanta VCO dibentuk oleh persamaan : Kvco= Pengukuran Deviasi Frekuensi Deviasi frekuensi carrier tak termodulasi dari frekuensi tertinggi atau terendah ditunjukan ke dalam deviasi frekuensi.

6 Frekuensi Deviasi : ( ) f Gambar 2.1 Deviasi Frekuensi Menentukan Indeks Modulasi Dalam amplitudo modulasi, faktor modulasi diukur dari intensitas modulasi. Dalam frekuensi modulasi, ratio dari deviasi frekuensi ke frekuensi diukur dari intensitas frekuensi modulasi. Rasio ini di kenal sebagai indeks modulasi. Indeks modulasi tidak dapat langsung dibaca dengan osiloskop seperti halnya faktor modulasi pada AM. Sehingga dihitung dengan persamaan : η = indeks modulasi Δf = deviasi frekuensi f inf = frekuensi informasi, frekuensi modulasi

7 2.4 Langkah Percobaan Sinyal Modulasi Frekuensi a) Buatlah rangkaian seperti gambar 2.2! Gambar 2.2 Rangkaian Sinyal Modulasi Frekuensi b) Atur sumber tegangan sebesar -1,5, -1, 0, 1, 1,5, 2, 2,5 V! c) Hubungkan U in dan U out pada osiloskop! d) Tentukan karakteristik Vco seperti modul board dengan tegangan dc, gambarlah karakteristik dan hitunglah konstanta Vco seperti pada table 2.1!

8 2.4.2 Data Hasil Percobaan Tabel 2.1 Frekuensi dan Vpp Sinyal Modulasi Frekuensi Vin (Volt) -1, ,5 2,5 Finf (khz) Vpp (Volt) Finf Vin Grafik 2.1 Hubungan antara Vin dengan Finf pada Modulasi Frekuensi Analisa Data Kesimpulan

9 2.4.5 Pengukuran Deviasi Frekuensi a) Buatlah rangkaian seperti gambar 2.3 dengan menggunakan gelombang berbentuk sinusoidal Gambar 2.3 Pengukuran Deviasi Frekuensi b) Sambungkan pada sumber tegangan c) Hubungkan rangkaian ke osiloskop pertama CH1 dengan =500mV dan =25µs d) Kemudian lakukan pengukuran Tmax dan Tmin lalu masukkan data pada tabel 2.2!

10 2.4.6 Data Hasil Percobaan Tabel 2.2 Data Hasil Percobaan Deviasi Frekuensi F (khz) 2 1 0,5 Tegangan (V) 0,2 0,3 0,4 0,2 0,3 0,4 0,2 0,3 0, Analisa Perhitungan Tmin (div) Menghitung Tmin, Tmax, dan f Data Hasil Perhitungan Tmax (div) Tabel 2.3 Data Hasil Perhitungan Deviasi Frekuensi F (khz) 2 1 0,5 Tegangan (V) 0,2 0,3 0,4 0,2 0,3 0,4 0,2 0,3 0,4 Tmin (µs) Tmax (µs) Analisa Data Kesimpulan

11 Menentukan Indeks Modulasi 1. Dari data yang didapatkan pada percobaan Deviasi Frekuensi, maka carilah Indek Modulasinya! 2. Setelah dihitung isilah tabel 2.4 dan gambarlah Grafik 2.2 perbandingan Uinf dan f!

12 Data Hasil Percobaan Tabel 2.4 Data Hasil Percobaan Indeks Modulasi f 0,2 0,3 0,4 2 khz 1 khz 0, 5 khz f Keterangan: = 2 khz = 1 khz = 0,5 khz Vin Grafik 2.2 Hubungan Vin dan f pada frekuensi 500 Hz, 1 khz, dan 2 khz Analisa Perhitungan Data Hasil Perhitungan Tabel 2.5 Data Hasil Perhitungan Indeks Modulasi η 0,2 0,3 0,4 2 khz 1 khz 0, 5 khz η (indeks modulasi) Keterangan: = 2 khz = 1 khz = 0,5 khz Vin Grafik 2.3 Hubungan Vin dan η pada frekuensi 500 Hz, 1 khz, dan 2 khz Analisa Data Kesimpulan

13 Pengukuran Modulator untuk Sinyal Pulsa Termodulasi Frekuensi a) Buatlah rangkaian seperti Gambar 2.5! dengan menggunakan gelombang informasi berbentuk sinusoidal Gambar 2.4 Rangkaian Modulator Untuk Sinyal Pulsa Termodulasi Frekuensi b) Sambungkan generator fungtion pada sumber tegangan! c) Hubungkan rangkaian ke osiloskop Hubungkan probe osiloskop CH1 ke U inf (Sinyal Informasi) Hubungkan probe osiloskop CH2 ke U FM (Sinyal FM) Pindahkan probe osiloskop CH2 ke U 1 (Sinyal VI) Pindahkan probe osiloskop CH2 ke U PFM (Sinyal PFM) Bandingkan antara gelombang informasi dengan U FM, U 1, dan U PFM d) Ukurlah tegangan pada masing masing titik dan isilah tabel 2.6 dan gambarlah bentuk gelombangnya!

14 Data Hasil Percobaan Tabel 2.6 Data Hasil Percobaan Pengukuran Modulator Vinf ( f = 1Khz) 1.25 Volt 1.75 Volt Vrms Vfm (mv) V1 (V) VPFM (V) CH1 1 Volt 100 µs Gambar 2.5 Sinyal Informasi CH2 1 Volt 100 µs Gambar 2.6 Sinyal FM CH2 5 Volt 50 µ s Gambar 2.7 Sinyal VI CH2 5 Volt 50 µ s Gambar 2.8 Sinyal PFM Analisa Data Kesimpulan

15 PERCOBAAN III TEKNIK MODULASI DIGITAL 3.1 Tujuan 1. Untuk mengetahui karakteristik Amplitude Shift Keying (ASK) 2. Untuk mengetahui karakteristik Frequency Shift Keying (FSK) 3.2 Instrumen Yang Digunakan 1. Modul Praktikum Teknik Modulasi Digital 2. Avometer 3. Osiloskop 4. Kabel penghubung 3.3 Dasar Teori Modulasi Pulsa a. Pulse Amplitude Modulation (PAM) b. Pulse Phase Modulation (PPM) c. Pulse Duration Modulation (PDM) d. Atau Pulse Width Modulation (PWM) Modulasi dalam Base Band a. Pulse CodeModulation(PCM) b. Delta Modulation (DM) Modulasi Digital Modulasi digital dari pembawa sinusoida oleh shift keying (sinyal informasi digital, sinyal pembawa sinusoida), diantaranya adalah Phase Shift Keying (PSK), Amplitude Shift Keying (ASK), dan Frequency Shift Keying (FSK)

16 Amplitudoe Shift Keying (ASK) Pada ASK, amplitudo pembawa dipengaruhi oleh sinyal modulasi, ini memungkinkan dioperasikan dengan switch mekanik. Prinsip kerja dari rangkaian modulator ASK : Gambar 3.1 Rangkaian Modulator ASK Dalam dua kondisi ASK, carrier di switch ON, sebagai contoh, dengan biner 1 dan switch OFF dengan biner 0. Metode ini disebut ON-OFF Keying (OOK). Carrrier terkunci ini dapat di tambahkan dengan memodulasikan sinyal sinusoida. Ini di kenal dengan penguncian nada (tone keying). Gambar 3.2 Tampilan Rangkaian Modulator ASK Dalam nada terkunci, receiver mendapat frekuensi nada terkunci, seperti nutuk mendengarkan kode morse.

17 Pembentukan Sinyal FSK (Frekuency Shift Keying) Pada FSK, osilasi ferkuensi pembawa berubah-ubah diantara nilai yamg telah di etntukan, dimana nilai ini diberikan oleh logika 1 dan 0. Nilai rata- rata dari dua frekuensi yang di berikan didefinisikan sebagai virtual carrier frequency. f T = Virtual Carrier Frequency f 0 = frekuensi untuk kondisi 0 f 1 = frekuensi untuk kondisi 1 Mirip pada modulasi frekuensi, ada beberapa variabel yang didefinisikan sebagai berikut: f = frekuensi deviasi fs = indeks modulasi = frekuensi step

18 3.4 Prosedur Percobaan Pembentukan Sinyal ASK (Amplitudoe Shift Keying ) a) Rakitlah ASK modulator seperti di tunjukan pada gambar 3.3 dibawah ini. dengan menggunakan gelombang pembawa berbentuk sinusoidal dan gelombang informasi berbentuk digital Gambar 3.3 Rangkaian modulator ASK b) Sambungkan pada sumber tegangan c) Settting nilai : U T f = 2 khz u = 2 V U inf f = 250HZ TTL level d) Hubungkan rangkaian ke osiloskop Hubungkan Pembawa) probe osiloskop pertama CH1 ke U T (Sinyal Hubungkan probe osiloskop kedua CH1 ke U inf (Sinyal Informasi) Hubungkan probe osiloskop kedua CH2 ke U ASK (Sinyal ASK) e) Tentukan besarnya tegangan input dan output dan gambarlah pada diagram yang sudah ditentukan.

19 3.4.2 Data Hasil Percobaan CH1 2 Volt 1 ms Gambar 3.4 Sinyal Pembawa CH1 2 Volt 1 ms Gambar 3.5 Sinyal Informasi CH2 2 Volt 1 ms Analisa Data Kesimpulan Gambar 3.6 Sinyal Ask

20 3.4.5 Pembentukan sinyal FSK (Frekuency Shift Keying) a) Rakitlah FSK modulator seperti ditunjukkan pada gambar 3.7 di bawah. dengan menggunakan gelombang pembawa U 0 dan U 1 berbentuk sinusoidal dan gelombang informasi berbentuk digital Gambar 3.7 Rangkaian sinyal FSK (Frekuency Shift Keying) b) Sambungkan pada sumber tegangan c) Setting nilai: U 0 f = 1 khz V 0 = 1 V U 1 f = 2 khz V 1 = 1 V d) Hubungkan rangkaian ke osiloskop Hubungkan probe osiloskop pertama CH1 ke U 1 (Sinyal Pembawa 2 khz) Hubungkan probe osiloskop pertama CH2 ke U 0 (Sinyal Pembawa 1 khz) Hubungkan probe osiloskop kedua CH1 ke U inf (Sinyal Informasi) Hubungkan probe osiloskop kedua CH2 ke U FSK (Sinyal FSK) e) Gambarkan hasil percobaan

21 3.4.6 Data Hasil Percobaan CH1 2 Volt 1 ms Gambar 3.8 Sinyal Pembawa 2 khz CH2 2 Volt 1 ms Gambar 3.9 Sinyal Pembawa 1 khz CH1 2 Volt 1 ms Gambar 3.10 Sinyal Informasi CH2 2 Volt 1 ms Analisa Data Kesimpulan Gambar 3.11 Sinyal FSK

22 PERCOBAAN IV TEKNIK MODULASI PULSA 4.1 Tujuan Mengetahui beberapa teknik modulasi dari pada sinyal 4.2 Instrumen Yang Digunakan 1. Modul Praktikum Teknik Modulasi Digital 2. Avometer 3. Osiloskop 4. Kabel penghubung 4.3 Dasar Teori Modulasi pulsa didasarkan atas pemakaian/penggunaan bentuk pulsa sebagai sinyal carrier (pembawa) yang termodulasi sinyal informasi analog. Pengubahan pulsa carrier akan didapatkan beberapa modulasi antara lain : PFM (Pulse Frequency Modulation) PPM (Pulse Phase Modulation) PDM (Pulse Duration Modulation) PAM (Pulse Amplitudo Modulation) Metode modulasi frekuensi pulsa dan sudut pulsa menyebabkan beberapa jenis tipe berkembang. Metode durasi pulsa atau modulasi lebar pulsa (PWM) tidak penting sebagai metode penstransmisian pesan. Maka dari itu, PWM memungkinkan digunakan dalam elektronika daya untuk control daya. Efisiensi tinggi di capai sejak transistor dan tabung digunakan sebagai switch dalam control power. Misal pada transmitter radio AM (high power). Modulasi amplitudo pulsa tidak digunakan pada jala jala transmisi karena dapat menyebabkan interferensi dan band width transmisi menjadi lebar. Maka dari itu, lebih baik digunakan teknik modulasi yang sesuai, yaitu PDM, PPM, dan PCM.

23 4.3.1 Pulse Amplitudo Modulasi Gambar di bawah ini menerangkan tahapan pulsa pada PAM : Gambar 4.1 Tahapan pulsa pada PAM

24 Gambar 4.2 Bentuk gelombang PAM

25 4.4 Prosedur Percobaan a) Buatlah rangkaian sinyal pulsa termodulasi amplitudo, dengan menggunakan gelombang pembawa berbentuk pulsa dan gelombang informasi berbentuk sinusoidal Gambar 4.3 Rangkaian PAM b) Settinglah nilai: U inf f = 1 khz, Vinf = 1.5V Us f = 8 khz c) Sinyal switching 8kHz tersedia dengan durasi pulsa kira kira 15 μs pada input switch yang melalui modulator PAM mendekati level TTL. d) Hubungkan rangkaian ke osiloskop Hubungkan probe osiloskop pertama CH1 ke U inf (Sinyal Informasi) Hubungkan probe osiloskop kedua CH1 ke U s (Sinyal Pembawa) Hubungkan probe osiloskop kedua CH2 ke U PAM (Sinyal PAM) e) Gambarlah bentuk gelombang dan tegangan sinyal informasi dari hasil rangkaian PAM tersebut.

26 4.5 Data Hasil Percobaan CH1 1 Volt 250 µs Gambar 4.4 Sinyal Pembawa CH1 1 Volt 250 µs Gambar 4.5 Sinyal Informasi CH2 1 Volt 250 µs 4.6 Analisa Data 4.7 Kesimpulan Gambar 4.6 Sinyal PAM