DTG2F3. Sistem Komunikasi MODULASI ANALOG. By : Dwi Andi Nurmantris

Transkripsi

1 DTGF3 Sistem Komunikasi MODULASI ANALOG By : Dwi Andi Nurmantris

2 Where We Are?

3 OUTLINE MODULASI ANALOG 1. Penerapan Tranformasi Fourier dalam Sistem Komunikasi. Modulasi, Demodulasi, dan Kinerja Sistem AM 3. Modulasi, Demodulasi, dan Kinerja Sistem FM 4. Radio Broadasting (AM dan FM) & TV Broadasting (Analog)

4 OUTLINE Penerapan Transformasi Fourier dalam Sistem Komunikasi

5 TRANSFORMASI FOURIER Time and Frequeny Domain Domain Waktu dan domain Frekuensi dari gelombang sinusoidal Suatu sinyal dapat direpresentasikan dalam domain waktu ataupun frekuensi Dalam domain waktu direpresentasikan dalam bentuk tegangan atau arus dalam fungsi waktu Dalam domain frekuensi direpresentasikan dalam bentuk magnitudo dan fasa dalam fungsi frekuensi Transformasi fourier berfungsi sebagai pengubah representasi sinyal dari domain waktu s(t) kedalam domain frekuensi S(f) Inverse Transformasi Fourier melakukan fungsi sebaliknya

6 TRANSFORMASI FOURIER Time and Frequeny Domain The time-domain and frequenydomain plots of a DC Signal The time domain and frequeny domain of three sine waves

7 TRANSFORMASI FOURIER Fourier Analysis Aording to Fourier analysis, any omposite signal is a ombination of simple sine waves with different frequenies, amplitudes, and phases.

8 TRANSFORMASI FOURIER Fourier Analysis f F ( t) F( j) X( f ) x(t)e j ft dt x(t) X( f )e j ft df Fourier Transform Time domain Frequeny Domain Inverse Fourier Transform Frequeny domain Time Domain

9 TRANSFORMASI FOURIER Beberapa Transformasi Penting Signal Delta Dira (Impulse) Signal Pulsa

10 TRANSFORMASI FOURIER Sifat Penting Transformasi Fourier Time Saling s s t S f 1 at S a f a Time Shifting x x t X f t t X f e jft0 0

11 TRANSFORMASI FOURIER Sifat Penting Transformasi Fourier Frequeny Shifting spektrum amplitudo PADA PITA DUA SISI

12 TRANSFORMASI FOURIER Sifat Penting Transformasi Fourier Konvolusi di kawasan waktu Perkalian di kawasan waktu

13 TRANSFORMASI FOURIER TUGAS (Review PSTM) [1] x(t) y(t) =...? h(t) x(t) h(t) t 0 6 t

14 TRANSFORMASI FOURIER Contoh Perhitungan Konvolusi dengan Metoda Grafis [] Konvolusi dengan fungsi δ (t-t o ) x(t) δ(t t o ) A 0 t x(t-t o ) 0 t o t A 0 t o t

15 OUTLINE Modulasi, Demodulasi, Kinerja Sistem Amplitude Modulation (AM)

16 Mengapa Perlu Modulasi? Meminimalisasi interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang menggunakan frequeny sama atau berdekatan Dimensi antenna menjadi lebih mudah diwujudkan Sinyal termodulasi dapat dimultiplexing dan ditransmisikan via sebuah saluran transmisi Modulasi adalah pengaturan parameter dari sinyal pembawa (arrier) yang berfrekuensi tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang frequensinya lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat disampaikan.

17 Persamaa Sinyal Pembawa/Carrier Persamaan Sinyal Pembawa/ Carrier: V (t) = V sin (ω t + θ) Amplitude modulation (AM) Modulasi Sudut (Angle Modulation) (ω t + θ) Frequeny Modulation (FM) Phase Modulation (PM)

18 Review Kawasan Waktu Frekuensi? s(t) = A Cos πf t Gambar spektrum sinyal diturunkan dari persamaan sinyal kawasan frekuensi spektrum amplitudo PADA PITA DUA SISI x(t) = A 1 os(π f 1 t) + A os(π f t) X(f) =A 1 δ(f-f 1 )+A δ(f-f) Gambar spektrum sinyal diturunkan dari persamaan sinyal kawasan frekuensi spektrum amplitudo PADA FREKUENSI POSITIF / PITA SATU SISI

19 Modulasi Amplituda (AM) Pada AM, amplitudo dibuat berubah sesuai sinyal informasi, sedang phasanya dibuat nol. sehingga persamaan sinyal termodulasi seara umum adalah: S AM (t) = m(t) os ω t m(t) = sinyal informasi / pemodulasi

20 Varian dari Modulasi Amplitudo 1. Double Side Band Full Carrier (DSB-FC). Double Side Band Suppressed Carrier (DSB-SC) 3. Single Side Band (SSB) 4. Vestigial Side Band (VSB)

21

22 AM-DSB-FC Diagram Blok Modulasi AM-DSB-FC Sinyal info A B Mixer D F AM DSB FC E Sinyal arrier C Amplifier S (t) = V os (ω t)

23 AM-DSB-FC Pembawa : S (t) = V os (ω t) S (t) S AM t V 1 k mt os f t a Pemodulasi : m(t) S AM (t) m(t) k a = sensitivitas Amplituda [per volt]

24 AM-DSB-FC Syarat Modulasi AM : S AM t V 1 k mt os f t a k a m(t) 1 tidak terjadi over modulasi menghindari Envelope Distortion f >> f m agar bentuk envelope bisa dilihat (fm adalah komponen frekuensi tertinggi dari informasi)

25 AM-DSB-FC Pemodulasi Sinusoidal Tunggal m t S Vm osf mt t V osf t S AM t V V V 1 kamt osf t 1 kavm osf mtosf t 1 osf tosf t m m = μ = indeks modulasi = K a V m A A max max A A min min V A max A min

26 Indeks Modulasi AM-DSB-FC A max μ < 1 A max μ = 1 A min A min A max μ > 1 A A max max A A min min A min OVER MODULATION

27 Spektrum AM DSB FC dengan informasi sinyal sinusoidal tunggal m(t) M(f) m(t) = V m Cos πf m t M ( f ) Spektrum m(t) M(f) Vm Gambar Spektrum Sinyal DSB-FC fm 0 SAM DSB FC( f ) fm V f fm f f fm 0 V 4 f fm f f f m fm

28 Spektrum AM DSB FC dengan informasi sinyal sembarang m(t) M(f) INFORMASI M ( f ) Bm BANDWITH: Bm fm MODULATED SIGNAL (AM-DSB-FC) fm 0 fm SAM DSB FC( f ) LSB USB f fm f f f m 0 Bm f fm f Bm f f m BW AM-DSB-FC B fm

29 Contoh Soal Perhatikan pemanar AM-DSB-FC pada frekuensi radio 50 MHz (di titik D) dengan diagram blok sbb : Info = m(t) A Modulator AM f = 500 khz, V =10 volt k a = 0,4 per volt B X C BPF D Z ant = 50 Osilator f os = 49,5 Mhz Persamaan umum sinyal AM-DSB-FC (di B atau di D) adalah: V AM (t) = V [ 1+ k a m(t) ] os(f t) a) gambarkan gelombang sinyal AM DSB-FC (di B) pada gambar diatas, Jika m(t) = 1 os(.3400.t)! Berikan skala amplitudo yang jelas! b) Gambarkan spektrum sinyal AM DSB-FC di B, C dan di D!

30 Daya Pada sinyal AM-DSB-FC S AM t S AM V t V V V V 1 k mt osf t a 1 kamt osf t 1 osf mtosf t osf t V osf tosf t os f t V os f f t V os f f m m m t Nilai RMS V V V

31 Daya Pada sinyal AM-DSB-FC R V R V R V R V R V R V P P P P LSB USB C AM FC DSB 8 8 ) / ( ) / ( ) / ( AM V V V V V V R V R V R V P FC DSB Daya pada Referensi Resistansi 1 ohm

32 Power Transmission Effiieny of AM-DSB-FC total sidaband power Total power PUSB P P V C V 4 4 PLSB P USB LSB 0,5 0,03 0,5 0,11 0,75 0, 1 0,33 Dari Tabel Diatas bisa disimpulkan bahwa Efisiensi Power transmisi dari AM-DSB-FC meningkat jika index modulasinya μ dinaikkan, Tetapi meskipun index modulasinya sudah maksimal μ = 1, hanya 1/3 dayanya berada pada sideband, sedangkan /3 berada pada arier

33 Demodulasi Sinyal AM-DSB-FC Detetor Selubung Envelope Detetor Dilakukan dengan mendeteksi selubung (envelope) sinyal termodulasinya. Alat yang digunakan disebut Detektor Selubung (Envelope Detetor)

34 Demodulasi Sinyal AM-DSB-FC Detetor Selubung Sinyal AM-DSB-FC dengan index modulasi 1/ Output dari detektor selubung terlihat masih ada ripple bisa dihilangkan dengan LPF

35 Kesimpulan AM-DSB-FC Pada AM-DSB-FC, sinyal sideband di transmisikan bersama dengan ariernya Sederhana dalam mendeteksi / Demodulasi detektor selubung Efisiensi Power transmisi rendah Bandwidth yang dibutuhkan besar ( x BW informasi )

36