SISTEM KOMUNIKASI MODULASI ANALOG: PM (Phase Modulaion) & FM (Frequeny Modulaion) PRODI D3 TT TELKOM UNIVERSITY
PENDAHULUAN Lahirnya Konsep modulasi rekuensi diurunkan dari konsep modulasi sudu/asa Apa iu Modulasi Sudu (Angle modulaion)? Apa kaiannya dengan Modulasi Frekuensi (FM) dan Phase Modulaion (PhM)?
Apa iu modulasi sudu? Pada modulasi sudu, inormasi erkandung pada bagian sudu dari sinyal pembawa (arrier). Kia deinisikan sinyal pembawa yang elah ermodulasi : V s s A A A os2 os 2 i os i Pada bidang kompleks (asor) : =3 i () =1 Phasor berpuar dengan keepaan non uniorm =0
Keepaan Angular Jika phasa berubah seara nonuniorm erhadap waku, kia deinisikan keepaan perubahan (keepaan Angular = keepaan sudu) adalah : Yang kia deinisikan sebagai rekuensi adalah : d d ) ( 2 i d d A s i 2 ) ( 2 os
Frekuensi Sesaa Frekuensi sinyal arrier keluaran osilaor adalah eap dari waku ke waku. Pada modulasi FM rekuensi sinyal ermodulasi (keluaran modulaor) dapa berubah erhadap waku. Sehingga kia bisa mendeinisikan rekuensi sesaa dari suau sinyal yaiu : i 1 d i 2 d
Conoh : Frekuensi sesaa Sinyal AM : S AM DSBFC A 1 k. m( ) os2 a Pada kasus sinyal AM, ampliudo sesaa dari sinyal AM adalah berubah dari waku ke waku sesuai dengan sinyal inormasi (pemodulasi), eapi rekuensi sesaa dari sinyal AM adalah eap dari waku ke waku dan sama dengan rekuensi sinyal AM iu sendiri. Pada kasus sinyal FM, rekuensi sesaa dari sinyal FM adalah berubah dari waku ke waku sesuai dengan ampliudo sinyal inormasi (pemodulasi), eapi mempunyai ampliudo yang eap dari waku ke waku dan sama dengan ampliudo sinyal FM iu sendiri. S FM A os2 2k 0 m( ) d
Modulasi Phasa dan Modulasi Frekuensi Proses penumpangan sinyal inormasi pada sinyal arrier : Menumpangkan Ino ke komponen phasa dari sinyal arrier Phase Modulaion (PM) Menumpangkan Ino ke komponen rekuensi dari sinyal arrier Frequeny Modulaion(FM)
Beriku adalah gambar sinyal ermodulasi sudu
Modulaion Phasa (PM) Pada PM, Phasa sinyal arrier berubah seara linear erhadap sinyal inormasi : s A os i A os 2 k p m Dimana : 2π = Frekuensi Angular dari sinyal arrier k p = Sensiivias phasa (phase sensiiviy) dalam radians/vol m() = Sinyal inormasi (pemodulasi)
Modulasi Frekuensi (FM) Pada FM, Frekuensi sesaa sinyal ermodulasi berubah seara linear erhadap sinyal inormasi i k m Dimana k = Sensiivias rekuensi (Hz/vol)
Sinyal FM Frekuensi sesaa adalah urunan dari sudu (phasa) sesaa : i 1 2 d i d Sehingga sudu (asa) sesaa merupakan inegral dari rekuensi sesaa: i i 2. d( ) 2 k m. 0 2. 2. k m. d( ) i 0 0 d( ) S FM A os2 2k 0 m( ) d Persamaan umum Sinyal FM
Modulasi Frekuensi Unuk Sinyal ino Single Tone Misal sinyal ino sinusoidal single one (1 buah sinyal sinusoidal): m() A m os2 m Maka rekuensi sesaa sinyal FM seelah proses modulasi FM : i m( ) k A os2 m m Frekuensiarrier Frekuensi sesaa sinyal FM = i () berubah ubah erhadap waku mengikui ampliuda sinyal inormasi k
Ilusrasi Sinyal FM Domain Waku 1 0.8 FM message 0.6 0.4 0.2 0-0.2-0.4-0.6-0.8-1 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Frekuensi sesaa sinyal FM berubah mengikui ampliuda sinyal ino
Ilusrasi Sinyal FM
Deviasi Frekuensi Sinyal FM Frekuensi sinyal FM mempunyai nilai maksimum dan minimum yang dibaasi oleh k A os 2 i i i i os2 dimana deviasi rekuensi k max min : sehingga : m m m A m
Index Modulasi FM Seperi pada AM, modulasi FM mempunyai index modulasi = aau disebu juga deviaion raio. Index modulasi merepresenasikan seberapa besar perubahan rekuensi sinyal arrier erhadap bandwidh sinyal inormasi (base band) k A W m m base band one m
Persamaan sinyal FM unuk ino Single Tone Persamaan sinyal FM unuk ino single one : ) sin( 2 os ) sin( 2 os ) os( 2 2 os ) ( 2 2 os 0 0 A S A k A s d A k A s d m k A s m m m m m m
Bandwidh FM Jika diasumsikan ino adalah single one, maka persamaan FM S A os2 sin(2 ) Persamaan sb dapa dijabarkan menjadi sbb : S A J os2 n2 n n Dimana J n (β) adalah ungsi bessel jenis perama dan sudah disediakan dalam benuk graik dan abel m m
Graik Fungsi Bessel J 0 (β) = komponen arrier J 1 (β) = komponen sideband perama J 2 (β) = komponen sideband kedua..ds
Tabel ungsi Bessel: β J 0 (β) J 1 (β) J 2 (β) J 3 (β) J 4 (β) J 5 (β) 2 0.224 0.577 0.353 0.129 0.034 0.007 2,4 0 0.52 0.43 0.20 0.06 0.02 3-0.260 0.339 0.486 0.309 0.132 0.043 4-0.397-0.066 0.364 0.430 0.281 0.132
Tabel ungsi Bessel: n \ J n ()
Bandwidh FM Fungsi bessel merepresenasikan sideband sideband yang diempakan dianara rekuensi arrier dan erleak pada rekuensi inormasi dan kelipaannya. Jumlah sideband pada ungsi bessel ak hingga. Pada sinyal FM, ungsi bessel menenukan ampliuda sinyal arrier dan ampliuda sidebandnya. Sideband yang ampliudanya kurang dari 1% ampliuda arrier, dapa diabaikan.
Bandwidh FM Seara eoriis, bandwidh sinyal FM adalah ak hingga. Hal ini akiba dari ungsi bessel Unuk pendekaan, maka bandwidh FM didekai dengan BANDWIDTH CARSON : BW = 2 ( + m ) = 2 m (β+1) Pada BANDWIDTH CARSON kandungan energi sinyal FM adalah 99 % dari kandungan energi oal sinyal FM Δ = deviasi rekuensi maksimum (unuk inormasi sinyal sembarang) Δ = deviasi rekuensi (unuk inormasi sinyal single one) m = rekuensi pemodulasi/inormasi maksimum (unuk inormasi sinyal sembarang) m = rekuensi pemodulasi/inormasi (unuk inormasi sinyal single one)
Spekrum Frekuensi FM
Spekrum Frekuensi FM Index Modulasi Jumlah Sideband yang Signiian Bandwidh dalam m 0.1 2 2 0.3 4 4 0.5 4 4 1.0 4 4 2.0 6 6 5.0 12 12 10.0 22 22 20.0 42 42 30.0 62 62
Laihan soal: 1. Hiung index modulasi dan bandwidh sinyal FM, jika deviasi rekuensi FM = 75 KHz dan sinyal pemodulasi ber-rekuensi 15 khz 2. Suau modulaor FM mempunyai sinyal pembawa V() = 20 Cos(2.10 8 ) vol. Sinyal FM yang erjadi akan mengalami Null Carrier perama jika diberi inormasi Vs() = 2 Cos(.10 4 ) vol. a. Hiung deviasi rekuensi (), Bandwidh Carlson (BW) dan daya sinyal FM pada kondisi ersebu! b. Gambarkan (skesalah) spekrum rekuensi sinyal FM di aas! Jika pemodulasi/inormasi diubah menjadi Vs () = 4 Cos(24.10 3 ).. Hiung deviasi rekuensi maksimum (), indeks modulasi ß (maksimum), Bandwidh Carlson (BW) dan daya sinyal FM! d. Gambarkan (skesalah) spekrum rekuensi sinyal FM pd poin.!
Wideband vs. narrowband FM NBFM is deined by he ondiion <<W (m) B FM =2W=2.m This is jus like AM. No advanage here WBFM is deined by he ondiion >>W (m) B FM =2 This is wha we have or a rue FM signal
Boundary beween narrowband and wideband FM This disinion is onrolled by I 1 WBFM I <1 NBFM Needless o say here is no poin or going wih NBFM beause he signal looks and sounds more like AM
PEMBANGKITAN SINYAL TERMODULASI SUDUT Modulasi sudu pia sempi Narrow Band PM m() P Q R Asin kp R + + Q S NBPM () S 2 Aos
Narrow Band FM m() Asin kp - + S NBFM () 2 Aos
Modulasi Sudu Pia Lebar Indire Mehod Pada meode ini, sinyal ermodulasi sudu pia sempi yang elah diproduksi dikalikan n oleh sebuah muliplier, sehinngga diperoleh sinyal ermodulasi sudu pia lebar NB signal x() Frequeny Muliplier x N WB signal y()
Dire Mehod Sinyal pemodulasi (inormasi) seara langsung mengonrol sinyal arrier, onohnya adalah dengan menggunakan Volage Conrolled Osillaor (VCO)