Budihardja Murtianta. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik UKSW Jalan Diponegoro 52-60, Salatiga

Transkripsi

1 PERANCANGAN MODULATOR BPSK PERANCANGAN MODULATOR BPSK Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik UKSW Jalan Diponegoro -0, Salatiga 0 budihardja@yahoo.com Intisari Dalam tulisan ini akan dirancang dan direalisasikan sebuah modulator BPSK (Binary Phase Shift Keying) yang mempunyai kecepatan pengiriman data Kbps dengan menggunakan isyarat pembawa mempunyai frekuensi 0 KHz. Modulator akan memodulasi data informasi dengan isyarat pembawa sehingga akan menghasilkan isyarat BPSK. Dari pengujian yang dilakukan secara keseluruhan modulator BPSK yang direalisasikan dapat dipergunakan untuk mengirimkan data sesuai yang diharapkan. Kata kunci : Modulator, Binary Phase Shift Keying. Pendahuluan Untuk mendukung kelangsungan proses komunikasi data, suara atau gambar dibutuhkan suatu teknik modulasi digital. Modulator bekerja dengan cara menggabungkan isyarat-isyarat informasi berbentuk isyarat pita dasar (baseband) pada frekuensi rendah dengan isyarat pembawa yang berfrekuensi lebih tinggi untuk menghasilkan isyarat termodulasi. Proses penggabungan dilakukan dengan mengubah karakteristik amplitudo, fase atau frekuensi isyarat pembawa berfrekuensi tinggi sesuai dengan isyarat informasi yang ditransmisikan. Proses pengubahan karakteristik isyarat pembawa disebut proses modulasi. Salah satu teknik modulasi yang digunakan adalah teknik modulasi Phase Shift Keying. Dalam hal ini pergeseran fase yang digunakan adalah BPSK (Binary Phase Shift Keying). Teknik modulasi BPSK merupakan modulasi yang memiliki aras isyarat yang mempresentasikan kode biner yaitu 0 dan dengan perbedaan sudut fase sebesar 80 o.

2 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. No. Oktober 008 Hal -. Modulator BPSK Modulator ini terdiri dari carrier generator dan phase modulator. Carrier Generator terdiri dari sebuah pembagi frekuensi (frekuensi divider) dan sebuah tapis lolos pita digital. Pembagi frekuensi menghasilkan gelombang kotak dengan frekuensi 00 kali lebih kecil daripada frekuensi isyarat yang datang pada clock masukan. Gelombang kotak ini kemudian ditapis oleh tapis lolos pita digital untuk menghasilkan isyarat pembawa sinusoidal yang kemudian digeser fasenya sebesar 80. Phase modulator terdiri dari sebuah level converter dan sebuah mixer (pengali analog). Level converter mengubah isyarat NRZ unipolar ( 0V, V ) pada data masukan menjadi isyarat NRZ bipolar (-V, +V ). Kemudian mixer menggabungkan isyarat NRZ bipolar dengan gelombang sinusoidal yang dihasilkan oleh carrier generator. Sehingga hasilnya adalah isyarat pembawa sinusoidal yang fasenya terbalik sesuai dengan perubahan polaritas isyarat NRZ bipolar. PHASE MODULATOR DATA MASUKAN TP LEVEL CONVERTER TP MIXER TP KELUARAN BPSK TP CLOCK MASUKAN TP FREKUENSI PEMBAGI TP TAPIS LOLOS PITA CARRIER GENERATOR Gambar. Blok Diagram Modulator BPSK.

3 PERANCANGAN MODULATOR BPSK... Pembangkit Isyarat Pembawa (Carrier Generator) Pembangkit isyarat pembawa akan menghasilkan gelombang sinusoidal yang diperlukan sebagai isyarat pembawa acuan. Pembangkit isyarat pembawa direalisasikan dengan menggunakan untai clock masukan, untai pembagi frekuensi, untai tapis lolos pita, dan untai penggeser fase.... Tapis Lolos Pita Untai ini digunakan untuk mengubah isyarat kotak dari untai pembagi frekuensi menjadi isyarat sinusoidal yang digunakan sebagai isyarat pembawa acuan. J IN UA buffer PT 00k PT k LPF UC 8 0k PT k k UB BPF PT 80k 0k SW=SINUS k UB Inverting J OUT Gambar. Untai Tapis Lolos Pita.... Penggeser Fase Untuk mendapatkan isyarat pembawa yang saling berbeda fase 80º digunakan untai penggeser fase. Untai penggeser fase ditunjukkan pada Gambar.

4 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. No. Oktober 008 Hal - + J IN UD PT Rx R 00k C Cx UA UB J OUT - R 00K R 0K Gambar. Untai Penggeser Fase. Suatu untai penggeser fase ideal hanya mengubah sudut fase isyarat masukan tanpa mengubah amplitudonya.... Level Converter Untai ini berfungsi untuk mengubah isyarat NRZ unipolar (0V,V) pada data masukan menjadi isyarat NRZ bipolar (-V,+V). Untuk memperoleh isyarat ini digunakan untai offset yang kemudian diberi penguat. Untai ini direalisasikan dengan menggunakan Op-Amp. 8

5 PERANCANGAN MODULATOR BPSK + UD + R 0k offset J IN carier recovery UA UB J OUT PT - R R R k 0K 0K 0K - Gambar. Untai Offset. Keluaran offset kemudian dikuatkan dengan untai penguat yang direalisasikan juga dengan Op-Amp. + INPUT R 0K R 0K - UA OUTPUT PT 0K Gambar. Untai Penguat ( NRZ x ). Keluaran untai pada Gambar. mempunyai persamaan : ( R + PT) Vout = Vin + R 9

6 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. No. Oktober 008 Hal -... Mixer Mixer berfungsi untuk menggabungkan isyarat NRZ bipolar dengan gelombang sinusoidal yang dihasilkan oleh carrier generator. Untai ini direalisasikan dengan menggunakan Op-Amp LM8 dan IC HEF0. Op-Amp LM8 berfungsi untuk menjumlahkan keluaran untai pembangkit isyarat pembawa yang telah melalui frekuensi pembagi (frekuensi divider) dengan keluaran dari untai penggeser fase. Sedangkan IC HEF0 berfungsi untuk menjumlahkan keluaran Op-Amp LM8 dengan keluaran level converter sehingga hasilnya adalah isyarat pembawa sinusoidal yang fasenya terbalik sesuai dengan perubahan polaritas isyarat NRZ bipolar. + + TAPIS LOLOS PITA GESER FASE -A +A -B +B 8 VC C VEE U OA OB LM8 X0 X X X X X X X VDD VEE VSS U O/I A 0 B 9 C /EN R 0K LEVEL CONVERTER UD CL 00u R 0K UD DATA ORIGINAL Gambar. Untai Mixer. 0

7 . Pengukuran dan Analisa Modulator BPSK PERANCANGAN MODULATOR BPSK Pengukuran dan pengujian bertujuan untuk mengetahui apakah modulator yang dirancang dapat bekerja dengan baik serta memenuhi spesifikasi yang ditetapkan. Analisis dilakukan berdasarkan hasil pengujian terhadap keseluruhan sistem dengan spesifikasi teknis yang telah direncanakan... Isyarat Pembawa Isyarat pembawa merupakan isyarat yang dihasilkan pembagi frekuensi setelah ditapis oleh tapis lolos pita dengan menggunakan Op-Amp. Isyarat pembawa berbentuk gelombang sinusoidal dengan frekuensi 0 KHz. Berdasarkan Gambar, bentuk isyarat pembawa yang dihasilkan cukup baik. Gambar. Isyarat Keluaran Untai Tapis Lolos Pita dengan Clock Masukan MHz. Isyarat pembawa acuan adalah isyarat sinusoidal. Isyarat pembawa acuan ini merupakan keluaran untai offset tidak membalik fase menggunakan Op-Amp. Dengan menggunakan untai penggeser fase isyarat yang dihasilkan mempunyai beda fase 80. Hal ini tampak pada Gambar 8 dan beda fase yang dihasilkan cukup baik.

8 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. No. Oktober 008 Hal - Gambar 8. Keluaran Isyarat Pembawa Acuan dan Invers Isyarat Pembawa Acuan dengan Frekuensi Clock Masukan MHz.. Isyarat Keluaran Level Converter Isyarat keluaran level converter merupakan isyarat data masukan NRZ unipolar yang diubah menjadi isyarat NRZ bipolar. Isyarat ini diperoleh menggunakan untai offset dan untai penguat dengan Op-Amp. Perubahan isyarat NRZ unipolar menjadi NRZ bipolar terlihat pada Gambar 9a dan Gambar 9b. Gambar 9a. Isyarat Data Masukan

9 PERANCANGAN MODULATOR BPSK Gambar 9b. Isyarat Keluaran Level Converter.. Isyarat Keluaran BPSK Isyarat keluaran BPSK adalah hasil penggabungan isyarat NRZ bipolar dengan gelombang sinusoidal yang dihasilkan pembangkit isyarat pembawa. Keluaran BPSK ini merupakan bentuk isyarat AM. Pada saat data masukan berlogika maka phase modulator mengeluarkan isyarat sinus dan saat data masukan berlogika 0 phase modulator mengeluarkan isyarat sinus. Kecepatan data tersebut Kbps. Gambar 0. Isyarat Keluaran BPSK dengan Clock Masukan MHz..

10 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. No. Oktober 008 Hal -. Kesimpulan Pada modulasi BPSK memiliki kombinasi isyarat modulasi yang mengalami pergeseran fasa sesuai kombinasi data masukkan yakni (t) = A cos( ω ) untuk data s s t c c dan = A cos( ω ) untuk data 0 yang direalisasi dengan Op-Amp LM8 dan t 0 c c IC HEF0 sebagai mixer untuk menghasilkan dua isyarat sinusoidal dengan beda fase 80º. Dan kecepatan data Kbps dapat tercapai dengan menghasilkan isyarat pembawa yang mempunyai frekuensi 0 KHz. Daftar Pustaka [] Young, Paul H, Electronic Communication Technique, th Edition, New Jersey, Pearson Prentice Hall, 00. []Haykin, Simon, Digital Communication, McGraw-Hill, Series in Electrical Engeneering, 00. [] Tocci, Ronald J, Digital System, Principle, and Application, th Edition, Englewood Cliff, Prentice Hall, 99.