MODULASI ANALOG AMDSBSC AMDSBFC AMSSB AMVSB 1 Sistem

MODULASI ANALOG: AM-DSB-SC, AM-DSB-FC, AM-SSB, AM-VSB 1 Sistem Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro - UNIKOM

TUJUAN : Menggambarkan sinyal termodulasi kawasan waktu dan spektrumnya dengan pemodulasi/informasi m(t): m(t) sinusoidal m(t) sembarang pada selang [fa fb] Menghitung bandwith Menghitung distribusi dari daya sinyal Menjelaskan deteksi sinyal 2

Sistem Modulasi ialah peristiwa penumpangan sinyal informasi/modulasi ke dalam frekuensi gelombang carrier/pembawa. 3 Diperlukan Modulasi karena : Mempermudah meradiasikan sinyal. Pengiriman sinyal akan memiliki performance yang baik. Mengurangi pengaruh noise dan interferensi.

GELOMBANG PEMBAWA Tanpa gelombang pembawa Sinyal informasi ditransmisikan pada frekuensi baseband (frek pita dasar) Misalnya : transmisi suara antar pelanggan dan sentral Menggunakan media kawat Dengan gelombang pembawa Sinyal informasi ditransmisikan tidak pada frek baseband Sinyal ditransmisikan pada frek gelombang pembawa Hampir semua transmisi menggunakan gelombang pembawa 4

5

PERSAMAAN SINYAL CARRIER 6

JENIS-JENIS MODULASI 7

REVIEW 8

Modulasi Amplituda Merupakan suatu sistem modulasi yang mana amplitudo sesaat gelombang pembawa diubah-ubah dibuat sesuai dengan amplitudo sesaat gelombang sinyal informasi. Macam-macam modulasi AM: • AM-DSB-SC=Amplitude Modulation - Double Side Band – Suppressed Carrier • AM-DSB-FC =Amplitude Modulation - Double Side Band – Full Carrier • AM-SSB =Amplitude Modulation – Single Side Band • AM-VSB =Amplitude Modulation – Vestigial Side Band - Gambar sinyal dalam kawasan waktu, carrier sinusoidal - Gambar spektrum sinyal diturunkan dari pers. sinyal → spektrum amplitudo pada frek. positif Contoh : x(t) = A 1 cos(2 f 1 t) + A 2 cos(2 f 2 t) X(f) =A 1 (f-f 1)+A 2 (f-f 2) f 9

Modulasi AM DSB SC m(t) SDSB SC(t) Vp(t) m(t) = sinyal pemodulasi (modulating signal) Vp(t) = sinyal pembawa SDSB SC(t) = sinyal hasil modulasi atau sinyal termodulasi DSB-SC Vp m(t) = Vm cos 2 fmt t t SDSB-SC(t) 10

BENTUK GELOMBANG SINYAL TERMODULASI AM 11

Pemodulasi m(t) sinusoidal / cos m(t) = Vm cos(2 fmt) SDSB-SC(t) = Vp Vm cos(2 fpt) cos(2 fmt) = {cos 2 [fp+fm]t+cos 2 [fp-fm]t Distribusi daya sinyal : Ptotal DSB SC = 2 2 (pada beban 1Ω) 12

INDEKS MODULASI Indek modulasi pada AM merupakan perbandingan antara amplitudo sinyal pemodulasi dengan amplitudo sinyal carrier. Indeks modulasi biasa disimbolkan dengan m, persamaannya sebagai berikut: m = Vm / Vc 13

BEBERAPA KONDISI NILAI INDEKS MODULASI ketika 0 < m <1, nilai ini yang terjadi dalam kondisi nyata. Resultan gelombang semakin terlihat signifikan ketika nilai m mendekati 1. 14

ketika m =1, merupakan kondisi ideal. Sinyal termodulasi yang paling baik dihasilkan jika nilai m = 1. Tetapi kondisi ini sukar dicapai karena keterbatasan alat, terutama kendala noise. Pada nilai m = 1, amplitudo puncak siyal termodulasi akan bervariasi dari nol sampai dua kali amplitudo sinyal carrier (sebelum modulasi). 15

ketika m > 1, pada kondisi ini dikatakan terjadi overmodulasi. Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya dengan sinyal informasi/pemodulasi. 16

PERHITUNGAN INDEKS MODULASI 17

ANALISIS DOMAIN FREKUENSI Komponen frekuensi bisa ditunjukkan dari persamaan v(t) = Vc(1 + m sin wmt) sin wct = Vc sin wct + m. Vc sin wct sin wmt Kemudian dengan menggunakan identitas trigonometri: sin A sin B = (1/2)[cos(A-B) - cos(A+B)] dijabarkan menjadi: 18

Pada gambar di bawah terdapat dua frekuensi di tiap sisi frekuensi carrier. Frekuensi di samping frekuensi carrier disebut side frekuensi atau lebih sering disebut dengan sideband. Amplitudo sideband dibandingkan dengan amplitudo carrier adalah proporsional terhadap nilai m, dan bernilai setengah amplitudo carrier pada m = 1 19

BANDWIDTH Perhitungan bandwidth dalam AM cukup sederhana. Dengan melihat gambar sinyal AM dalam domain frekuensi di atas, bandwidth adalah selisih frekuensi upper sideband dengan frekuensi lower side band. Selisih frekuensi upper sideband dengan frekuensi carrier adalah merupakan frekuensi sinyal pemodulasi/sinyal informasi itu sendiri (begitu juga dengan selisih frekuensi carrier dengan frekuensi lsb). Dengan demikian bandwidth AM dapat dirumuskan secara matematis sebagai berikut: B = 2 Fm dimana B = bandwidth (hertz) Fm = frekuensi tertinggi dari sinyal pemodulasi/informasi (hertz) 20

DEMODULASI/DETEKSI SINYAL DSB-SC 21

Deteksi Sinyal DSB-SC fm<fco <<fp S DSB SC (t) = Vp Vm cos(2 fpt) cos(2 fmt) Asumsi : Gain filter lowpass = 0 d. B (1) Cos 2 (fp+fm)t + ^ m(t) VLOcos( 2 fpt+ ) Cos 2 (fp-fm)t = SDSB SC(t) Dari hasil perkalian : SDSB-SC (t) x VLO cos (2 fpt + ) 22

Hanya ada dua komponen frekuensi yang lolos keluar dari filter lowpass, yaitu : Cos {2 (fmt) - } + = Cos {2 (fmt) + } Cos {2 fmt} cos akan menentukan amplitudo dari hasil deteksi → maks. = 0º → nol = 90º 23

Modulasi dgn m(t) sembarang → hanya diwakili oleh spektrum amplitudo Hasil modulasi : S DSB SC (t) akan memiliki spektrum amplitudo 24

Gambar sinyal : Proses deteksi : m(t) x VLO cos (2 fpt+ ) , = 0º Phase shift 180º 25

Modulasi AM DSB-FC : s(t) = Vp [ 1+ ka m(t) ] cos(2 fpt) ka = sensitivitas / konstanta modulator AM m(t) = sinyal pemodulasi a(t) = Vp | 1+ ka m(t) | = envelope sinyal AM | 1+ ka m(t) | 1 →tidak terjadi ‘over modulasi’ t Spektrum sinyal AM dgn pemodulasi sinusoidal : m(t) = Vm cos 2 fmt s. AM(t) = Vp [1+ ka Vm cos 2 fmt] cos 2 fpt 26

SAM(t) = Vp [ 1+µ cos (2 fmt)] cos (2 fpt) , µ = indeks modulasi SAM(t) Vp Amax Amin -Vp t µ = Amax – Amin Amax + Amin µ=0 SAM(t) = Vp cos (2 fpt) + µ/2 Vp cos 2 (fp+fm)t + µ/2 Vp cos 2 (fp-fm)t Spektrum amplitudo sinyal AM Vp µ/2 Vp fp-fm µ/2 Vp fp fp+fm f 27

Perbandingan daya reaktif komponen carrier, komponen Upper sideband dan komponen Lower sideband PLSB : Pc : 8 : : 8 2 : PUSB 1 : Contoh : Tanpa modulasi, satu pemancar AM sisran menghasilkan 10 kwatt. Hitung nilai indeks modulasi apabila sinyal pemodulasinya sinusoidal dan daya yang terukur di keluarannya menjadi 14 k. Watt PLSB = PUSB = (14 – 10)/2 k. W = (4/2) k. W = 2 k. W µ²/4 = 2/10 µ= 28

Pembangkitan Sinyal AM (daya kecil) RL Vp cos (2 fpt) Rangkaian resonan di tune ke frek. fp V 2 (t) = a 1 V 1(t) + a 2 V 1² (t) V 2 (t) = a 1 Vp[1+ 2 a 2/a 1 m(t) ] cos (2 fpt) + a 1 m(t) + a 2 Vp² cos² (2 fpt) 29

Pembangkitan AM daya besar : ke antena pemancar osilator kelas C m(t) +Vpp Deteksi Sinyal AM : “ Square Law Detector” 30

V 1(t) = Vp [1+ka m(t) ] cos 2 fpt V 2(t) = a 1 Vp[1+ka m(t)] cos 2 fpt + ½ a 2 Vp² [1+2 ka m(t) + ka² m²(t)] [1+ cos 2 fpt] Vo(t) = Konstanta 1 x [m(t) + k 2 m²(t)] Syarat : 1/fc << RLC << 1/w , SAM(t) w = BW dari m(t) 31

Soal AM DSB FC m(t) = Tuliskan sinyal AM yang dihasilkan untuk indeks modulasi 50% dan 100% SAM(t) = Vp [1+ka m(t) ] cos 2 fpt = Vp [1+ka ] cos 2 fpt Untuk µ = 50% : ka 0, 5 , ka = 1 t SAM(t) = Vp [1+ ] cos 2 fpt 32

KERUGIAN AM KONVENSIONAL (AM-DSBFC) Daya sinyal pembawa sekitar 1/3 hingga ½ dari daya pancar total, sehingga boros daya Jika tidak ada proses mudulasi (tidak ada sinyal informasi) daya sinyal pembawa tetap ada (sinyal pembawa tetap dipancarkan) sehingga boros daya Informasi yang terkandung dalam LSB identik dengan informasi yang terkandung dalam USB, dengan demikian mengirim LSB dan USB merupakan pemborosan BW di samping pemborosan daya 33

SPEKTRUM SINGLE SIDE BAND (SSB) 34

Modulasi AM SSB (Pembangkitan Sinyal SSB) Vp cos 2 fpt Filter SSB → USB → LSB 35

Jika m(t) adalah sinyal voice [fa, fb] = [300 Hz, 3300 Hz] 36

AM SSB – SINYAL INFORMASI SINUSOIDAL TUNGGAL Persamaan sinyal SSB Misal : m(t) = Vm cos (2 fmt) Carrier : Vp(t) = Vp cos 2 fpt SDSB-SC (t) = Vm Vp/2 cos 2 (fp + fm)t + Vm Vp/2 cos 2 (fp – fm)t USB LSB Kasus USB : SSSB-USB(t) = Vm Vp/2 cos[2 (fp +fm)t] m(t) = Vm cos 2 fmt Vp t t 37

Sinyal SSB-USB Vp Vm 2 t Frek=fp+fm “( spektrum sinyal SSB/USB dengan Carrier = fp)” 38

DEMODULASI SINYAL SSB 39

DETEKSI SINYAL USB – SSB (KONDISI IDEAL) 40

DETEKSI SINYAL SSB (ADA PERBEDAAN FASA ANTARA LO PENGIRIM DENGAN PENERIMA) 41

DETEKSI SINYAL SSB (ADA PERBEDAAN FREKUENSI DAN FASA ANTARA LO PENGIRIM DENGAN PENERIMA) 42

Proses pembangkitan deteksi dgn 2 kali translasi frekuensi (menggunakan IF) Pemancar : m(t) O m(t) ≡ voice A 500 k. Hz USB LSB { 300, 3300 Hz} B C D 2 MHz 43

SSB LSB O Pd 2, 5 MHz IF 500 KHz 3 MHz A USB LSB B C Filter BB D 500 k. Hz 44

Kita hasilkan sinyal SSB (sisi LSB) pada carrier 2, 5 MHz 45

SSB LSB 2 MHz Filter BB ^ m(t) 500 k. Hz “Peak Envelope Power” (PEP) Vm cos 2 fmt + Vm cos 2 fmt fp = 1 MHz Transmitter SSB (USB) fm 1 = 1000 Hz RL fm 2 = 2000 Hz 46

Gambar sinyal SSB/USB ? Phasa shift 180º 47

LATIHAN SOAL 48

VESTIGIAL SIDE BAND (VSB) 49

PEMBANGKITAN SINYAL VSB 50

VESTIGIAL SIDEBAND MODULATION (VSBAM) 51

DEMUDULATOR VSB 52