MODUL 1 MODULASI ANALOG

Transkripsi

1 Uni I Ampliude Modulaion MODUL 1 MODULASI ANALOG Tujuan Prakikum 1. Memahami prinsip kerja modulasi dan demodulasi Ampliude Modulaion (AM) dan Frequency Modulaion (FM). Dapa menganalisa pengaruh index modulasi pada AM dan FM 3. Dapa menganalisa keluaran demodulaor AM dan FM 4. Dapa menganalisa pengaruh dari Adapive Whie Gaussian Noise erhadap sinyal hasil demodulasi. 5. Dapa menganalisa pengaruh dari filer erhadap sinyal hasil modulasi. 6. Mengenalkan Sofware MATLAB 1. Ampliude Modulaion (AM) Modulasi ampliude merupakan proses modulasi dimana ampliuda sinyal carrier akan berubah-ubah sesuai dengan sinyal informasi. Modulasi ampliude erdapa iga jenis: AM DSB SC, AM SSB, AM DSB FC Gambar sinyal pemodulasi (V LF ) Gambar sinyal carrier (V HF ) Laboraorium Swiching dan Transmisi 1

2 Uni I Ampliude Modulaion H h V AM () Gambar sinyal modulasi Ampliudo 1.1 AM DSB SC Diliha dalam komponen domain frekuensi, nilai daya dari frekuensi carriernya diekan sehingga dianggap bernilai 0. Hal ini menjadikan AM DSB SC dapa menghema daya hingga 66,7% dari oal daya yang diransmisikan. m() A mixer C m() D mixer F LPF G B Local oscilaor E Local oscilaor Demodulaor di samping merupakan demodulasi dengan menggunakan deekor sinkron. Tiik A ( ) Tiik E Vc cos (ω c + φ) Tiik B Sc () = Vc cos ω c Tiik F ( cos ( + φ ) cos φ ) m() Tiik C=D S DSB-SC () = m (). Sc () Tiik G ( ) Gambar spekum frekuensi AM DSB SC: Laboraorium Swiching dan Transmisi

3 Uni I Ampliude Modulaion AM SSB Sinyal AM SSB menekan salah sau sideband dengan menggunakan filer, sehingga akan dihasilkan sinyal SSB-LSB dan sinyal SSB-USB. Dari masing-masing single sideband bila diransmisikan akan dapa menghema daya hingga 83,3% dari oal daya yang seharusnya diransmisikan. m() mixer A C BPF USB D m() mixer A C BPF LSB D B B Local oscilaor Local oscilaor Tiik A ( ) Tiik B ( ) Tiik C [ ( ) ( ) ] Unuk blok demodulaor sama dengan AM-DSB-SC. Gambar spekum frekuensi AM SSB-LSB: 1. AM DSB FC m() mixer A C Adder E S DSB-FC ()=V c [1+k a m()]cos c B D Local oscilaor cos c + 0 Laboraorium Swiching dan Transmisi 3

4 Uni I Ampliude Modulaion Sinyal keluaran unuk iap iik adalah sebagai beriku : Tiik A : Tiik B : ( ) Tiik C : ( ) Tiik D : V amp = Vc cos (ω c + φ 0 ) Tiik E : V AM-DSB-FC = Vc [1 + m()] cos ω c, Keerangan : VLF = Persamaan sinyal info VHF = Persamaan sinyal carrier Vm = Ampliude sinyal info Vc = Ampliude sinyal carrier Vamp = Persamaan sinyal keluaran amplifier VAM = Persamaan sinyal AM DSB FC k a = konsana modulasi 0 = Pergeseran sudu phasa a. Spekum Frekuensi AM DSB FC (Pia Sau Sisi) V AM-DSB-FC = Vc [1 + ka m()] cos ω c Dengan persamaan rigonomeri dapa disampaikan sebagai beriku : V AM V c ω c m V c [ (ω c ω m ) m V c [ (ω c ω m ) V(vol) Vc 0 fc-fm fc fc+fm f Laboraorium Swiching dan Transmisi 4

5 Uni I Ampliude Modulaion b. Daya Sinyal pada Beban V(vol) 0 fc-fm fc fc+fm f c. Indeks modulasi AM Persamaan V AM dapa pula dinyaakan sebagai beriku : ( ) Ke : Vc = Ampliude carrier m = Indeks modulasi Indeks modulasi merupakan suau nilai yang menunjukan kualias modulasi. Berdasarkan besarnya indeks modulasi (m), kondisi modulasi dapa dikelompokkan sebagai beriku : Laboraorium Swiching dan Transmisi 5

6 Uni II Frequency Modulaion 1. Under Modulaion ( m < 1 ) H h V(vol). Criical Modulaion ( m = 1 ) V(vol) 3. Over Modulaion ( m>1 ) H h V(vol) Harga indeks modulasi unuk (m) < 1 dan indeks modulasi (m)= 1 adalah sebagai beriku : H = V c ( 1 + m ) h = V c ( 1 - m ) Harga indeks modulasi unuk (m) > 1. H = V c ( 1 + m ) h = V c ( 1 m ) Ke.: H = ampliude inggi h = ampliude rendah Unuk sinyal AM-DSB-SC dan AM-SSB hanya memiliki 1 jenis index modulasi yaiu m=1 sedangkan unuk AM-DCB-FC memiliki keiganya. Laboraorium Swiching dan Transmisi 6

7 Uni II Frequency Modulaion 1.4 Demodulasi AM Demodulasi AM merupakan proses pemulihan sinyal pemodulasi dari sinyal ermodulasi. Deekor selubung merupakan eknik demodulasi paling sederhana, namun idak cocok dipakai unuk sinyal dalam keadaan Over Modulaion ( m>1 ). Prinsip kerja deekor selubung (deekor asinkron) : 1. Dioda : berfungsi sebagai penyearah. Arus yang lewa dioda mengakibakan erjadi proses pengisian muaan di kapasior sehingga V kaoda naik. Saa V kaoda = V anoda maka dioda off dan erjadi proses pengosongan dari kapasior ke resisor,sehingga V kaoda akan urun lagi dan begiu seerusnya berulang-ulang. gambar keluaran hasil deekor selubung. Selain deecor selubung (asinkron), demodulasi dapa juga dilakukan dengan deecor sinkron. Seperi gambar beriku : Vc (1+m cos m)] cos c [Vc (1+m cos m)] x Vc (Vm.Vc/) cos m Vc cos c Prinsip dari deekor sinkron adalah menggunakan sinyal carrier yang sama pada ransmier dan receiver. Deekor sinkron bisa digunakan unuk semua indeks modulasi, namun rangkaian yang digunakan lebih rumi daripada deecor selubung. Laboraorium Swiching dan Transmisi 7

8 Uni II Frequency Modulaion PROSEDUR PRAKTIKUM AMPLITUDE MODULATION 1. Buka file modulasi_am.m di folder prakikum Siskom. File modulasi_am.m mempunyai konfigurasi sebagai beriku : modulasi_am(fc,fm,ma,of) dengan a. fc : frekuensi carrier sinyal pembawa, defaul = 0 Hz b. fm : frekuensi sinyal informasi : defaul = 5 Hz c. ma : indeks modulasi : defaul = 0.7 d. of : orde filer lowpass : defaul = 5 3. Tekan F5 di Edior MATLAB unuk save dan run file.m ersebu, aau keik modulasi_am() di Command Window MATLAB unuk menjalankan program ersebu dengan nilai konfigurasi defaul 4. Pahami iap baris synax bersama Asisen Prakikum/Dosen 5. Lakukan percobaan dan kumpulkan daa-daa melipui a. Grafik sinyal hasil modulasi b. Grafik sinyal hasil modulasi + AWGN c. Grafik sinyal hasil demodulasi d. Grafik sinyal hasil demodulasi yang elah difiler e. Grafik spekrum frekuensi sinyal informasi f. Grafik spekrum frekuensi sinyal kirim ( hasil modulasi+awgn ) g. Grafik spekrum frekuensi unuk sinyal hasil demodulasi seelah difiler Kumpulkan ke 7 daa-daa ersebu unuk masing-masing konfigurasi sebagai beriku : a. dan m, defaul dan berikan analisa perbandingan keiga daa-daa ersebu dengan kalkulasi secara eoriis di laporan anda! b. Unuk nilai dan defaul, carilah daa unuk SNR = 0, 5 dan 10 berikan analisa perbandingan keiga daa-daa ersebu dengan kalkulasi secara eoriis di laporan anda! Laboraorium Swiching dan Transmisi 8

9 Uni II Frequency Modulaion c. Unuk nilai ;, SNR = 0 carilah daa unuk berikan analisa perbandingan keempa daa-daa ersebu di laporan anda!. Frequency Modulaion (FM) Frequency Modulaion adalah modulai analog dimana Frekuensi sinyal ermodulasi berubah sesuai dengan sinyal info. Dimana : kv k S() V = V c cos [лf c + (β sin (лf m )) ] m f m f f k f fm fm fm Vm k f max f min f β = Indeks modulasi FM Vm = Ampliudo modulasi k f =Sensiivias modulasi (Hz/Vol) f m = Frekuensi modulasi k = Sensiivias modulasi (rad/vol) f max = Frekuensi maksimum Δ f = Deviasi frekuensi sinyal FM f min = Frekuensi minimum.1 Pembenukan Sinyal FM Laboraorium Swiching dan Transmisi 9

10 Uni II Frequency Modulaion a. Daya sinyal dan bandwidh FM Dengan menggunakan pendekaan fungsi Bessel, maka besar daya sinyal FM yaiu : V P FM = C R J r V C = J ( J J J...) R Tabel Fungsi Bessel Β J 0 (β) J 1 (β) J (β) J 3 (β) J 4 (β) J 5 (β) dengan V J 0 ( J1 J J 3...) 1maka : P FM = C R Laboraorium Swiching dan Transmisi 10

11 Uni II Frequency Modulaion b. Spekrum frekuensi dan Bandwidh FM Gambar spekrum frekuensi sinyal FM adalah sebagai beriku : BW sinyal FM dapa dihiung dengan menggunakan BW Carson BWcarson (β )f m ( f f m ). Demodulasi FM Suau Demodulaor frekuensi mendeeksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulaor FM. Blok demodulasi FM A B C D E LIMITTER BPF DIFERENSIATOR DET. SELUBUNG Keluaran unuk iap-iap iik adalah sebagai beriku : Di A : sinyal FM yang bercampur noise dan disorsi ampliudo. V() Di B : Sinyal FM yang ampliudonya di sabilkan (dikonsankan) karena akiba noise Laboraorium Swiching dan Transmisi 11

12 Uni II Frequency Modulaion V() Di C : Sinyal FM unuk renang frekuensi erenu sesuai dengan filer BPF. V() Di D : Sinyal di D dapa dipandang sebagai sinyal AM-FM (unuk lebih jelasnya liha karakerisi diferensiaor FM di aas). V() Di E : Oupuan deekor selubung akan berupa sinyal informasi yang dikirim. V() PROSEDUR PRAKTIKUM FREQUENCY MODULATION 6. Buka file modulasi_fm.m di folder prakikum Siskom 7. File modulasi_fm.m mempunyai konfigurasi sebagai beriku : modulasi_fm(f,fc,fs,dev,of) dengan a. fc : frekuensi carrier sinyal pembawa, defaul = 40 Hz b. f : frekuensi sinyal informasi : defaul = 5 Hz c. dev : deviasi frekuensi : defaul = 0 Laboraorium Swiching dan Transmisi 1

13 Uni II Frequency Modulaion d. fs : frekuensi sampling : defaul = 10* e. of : orde filer lowpass : defaul = Tekan F5 di Edior MATLAB unuk save dan run file.m ersebu, aau keik modulasi_fm() di Command Window MATLAB unuk menjalankan program ersebu dengan nilai konfigurasi defaul 9. Pahami iap baris synax bersama Asisen Prakikum/Dosen 10. Lakukan percobaan dan kumpulkan daa-daa melipui a. Grafik sinyal hasil modulasi b. Grafik sinyal hasil modulasi + AWGN c. Grafik sinyal hasil demodulasi d. Grafik sinyal hasil demodulasi yang elah difiler e. Grafik spekrum frekuensi sinyal informasi f. Grafik spekrum frekuensi sinyal kirim ( hasil modulasi+awgn ) g. Grafik spekrum frekuensi unuk sinyal hasil demodulasi seelah difiler Kumpulkan ke 7 daa-daa ersebu unuk masing-masing konfigurasi sebagai beriku : a. dan, defaul dan defaul berikan analisa perbandingan keiga daa-daa ersebu dengan kalkulasi secara eoriis di laporan anda! b. Unuk nilai dan defaul carilah daa unuk berikan analisa perbandingan keempa daa-daa ersebu di laporan anda! c. Bualah variasi nilai SNR di modulasi_fm.m di baris 1 yaiu synax dy=awgn(y,5,'measured'), rubahlah nilai 5 ersebu menjadi 3 variasi sembarang dan berikan analisa hasil grafik perbandingan 3 daa-daa ersebu di laporan anda REFERENSI 1. Laboraorium Sisem Komunikasi. 013.Modul Prakikum Sisem Komunikasi. Bandung Laboraorium Swiching dan Transmisi 13