MODUL PRAKTIKUM
DASAR TELEKOMUNIKASI
LABORATORIUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2012
Tata Tertib Praktikum 1. Mahasiswa yang diizinkan mengikuti praktikum adalah yang telah terdaftar dan memenuhi syarat yang ditentukan 2. Praktikum dilaksanakan sesuai dengan jadwal dan praktikan harus hadir 5 menit sebelum praktikum dimulai. Bagi praktikan yang tidak hadir pada waktu tersebut dianggap mengundurkan diri dari praktikum. Praktikan harus mengisi daftar hadir pada setiap pelaksanaan percobaan. 3. Praktikan harus membawa kertas milimeter blok dan wajib menyerahkan laporan pendahuluan sebagai syarat wajib mengikuti praktikum. 4. Praktikan harus mengikuti pretest yang dilaksanakan sebelum praktikum keseluruhan. 5. Praktikan harus mengikuti postest yang dilaksanakan setelah praktikum. 6. Penilaian praktikum didasarkan atas :
a. b. c. d. e.
pretest : 20 % postest : 15 % sikap : 15 % laporan : 30 % UAS : 20 % 7. Praktikan dilarang merokok, makan dan minum selama berada di dalam laboratorium. 8. Praktikan harus berpakaian rapih dan memakai sepatu, tidak diperkenankan memakai kaos oblong dan sandal. 9. Praktikan dilarang ribut selama berada di dalam laboratorium dan wajib menjaga kebersihan didalam maupun di luar laboratorium. 10. Bagi yang melanggar akan mendapat sanksi dikeluarkan dari ruang laboratorium dan dianggap tidak mengikuti praktikum.
Bandar Lampung, Oktober 2012 Ka. Lab. Teknik Telekomunikasi
Ageng Sadnowo R. S.T., M.T. NIP. 196902281998031003
Format Laporan Praktikum
1. Laporan ditulis pada kertas putih ukuran A4 2. Margin untuk Batas Kiri 4 cm,
penulisan laporan adalah : Batas kanan 3 cm , batas atas 4 cm dan batas bawah 3 cm
4 cm
3 cm
4 cm
3 cm
3. Bila ada grafik dari data-data percobaan, penggambaran dilakukan pada kertas grafik (millimeter Block).
4. Sampul untuk penjilidan keseluruhan di sesuaikan dengan sampul panduan praktikum. 5. Pada halaman muka masing – masing percobaan di berikan sampul berwarna sesuai dengan panduan percobaan yang berisi : nama , NPM, Kelompok, Logo Unila, Tahun dan tulisan lainnya yang dianggap perlu.
6. Pada sampul muka dituliskan minimal kata : Laboratorium TeknikTelekomunikasi
Jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung
Nama
NPM
kelompok
Lo go U nila
Tahun
PRAKTIKUM DASAR TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN I PENGUKURAN DAYA DAN KARAKTERISTIK FILTER
I. PENGUKURAN DAYA DAN KARAKTERISTIK FILTER II. Tujuan Percobaan Tujuan dari praktikum ini adalah: a. Mahasiswa mengetahui satuan-satuan yang biasa digunakan dalam telekomunikasi b.Mahasiswa mengetahui cara perhitungan daya dan dapat mengkonversikannya ke bentuk desibel c. Mahasiswa mengetahui macam-macam filter d. Mahasiswa mengetahui karakteristik tiap filter III. Teori Singkat Bentuk RMS phasor digunakan untuk menggambarkan gelombang yang merambat melalui jalur transmisi. Untuk gelombang yang merambat pada arah z positif, persamaan gelombangnya adalah Ex = E0+e-gz dimana g = a +jb = konstanta propagasi kompleks Bagian nyata dari konstanta propagasi complex, a, disebut konstanta pelemahan dan mempunyai unit Neper per unit panjang. Bagian imajiner, b, disebut konstanta sudut dan mempunyai unit radian per unit panjang. Pelemahan dari sinyal elektrik yang disebabkan oleh kabel coaxial dapat dengan mudah ditentukan dengan menggunakan pengukuran daya desibel. a (dB) = Pout (dBm)-Pin (dBm)=Pout (dBm) – Pref (dBm) Persamaan diatas menunjukkan bahwa sumber sinyal dan detector daya adalah jaringan yang ‘matched’. Jika sinyal menunjukkan perubahan pada media propagasi, sebagian energi akan dikirimkan melewati titik ini dan yang lainnya akan dipantulkan ke sumbernya. Perubahan berarti pada media transmisi adalah konektor, titik kerusakan kabel atau perubahan tipe kabel. Oleh karena itu, daya yang dicapai detector tidak hanya dipengaruhi karakteristik pelemahan kabel tetapi juga mismatches antara sumber sinyal dan detector. Pengukuran Daya Desibel adalah unit yang menerangkan rasio yang merupakan fungsi logaritma berbasis 10. Daya (pada percobaan ini) akan diukur dalam bentuk desibel (dB). dB = 10 log 10 Pmeas/Pref dimana Pmeas adalah daya yang diukur dan Pref adalah daya yang dibandingkan Pengukuran desibel mencakup pengukuran penguatan daya, atau dengan kata lain, peningkatan daya Pmeas dibandingkan dengan Pref. Sebagai contoh perbandingan antara daya referensi 10 watt dengan daya terukur 20 watt akan menghasilkan penguatan 3 dB. dB = 10 log 10 Pmeas/Pref = 10 log 10 20/10 =3,01 dB Sebagai pembandingnya, daya terukur 5 watt dan daya referensi 10 watt akan menghasilkan penguatan –3 dB. dB = 10 log 10 Pmeas/Pref = 10 log 10 5/10 = -3,01 dB
Sehingga, nilai dB positif mengacu pada Pmeas > Pref, sedangkan dB negatif mengacu pada Pmeas < Pref. Catat bahwa desibel yang diterangkan diatas digunakan untuk pengukuran penguatan daya, tapi selain itu dapat juga digunakan untuk menentukan loss atau pelemahan. Penguatan dB negatif berhubungan dengan loss dB positif.dBm Kadang daya dihubungkan juga dengan bentuk dBm. dBm adalah nilai desibel yang direferensi oleh daya 1 miliwatt. dBm=10 log 10 Pmeas/1mW Sebagai contoh 12 dBm mengacu pada 16 mW Pmeas. 12 dBm = 10 log 10 Pmeas/1mW Pmeas = 1mW.10 12/10 = 15,84 = 16 mW Filter Menyaring sinyal dalam telekomunikasi sangat diperlukan untuk mendapatkan sinyal yang diinginkan dari banyak sinyal yang dikirimkan dan untuk mengurangi efek dari noise dan interferensi. Filter elektrik mengandung komponen resistor dan kapasitor, resistor dan inductor atau gabungan ketiganya dengan menyertakan sekurangnya satu komponen reaktif. Setiap sistem komunikasi mempunyai satu atau lebih filter dengan tujuan untuk memisahkan sinyal informasi dengan sinyal yang tidak diinginkan seperti interferensi, noise, dan distorsi perangkat. Filter ideal mempunyai karakteristik tidak mengandung distorsi transmisi ketika melewati satu atau lebih band frekuensi tertentu dan respon 0 pada semua frekuensi. Banyak aplikasi dalam telekomunikasi membutuhkan filter dengan pengenalan terhadap karakteristik frekuensi yang baik. Salah satu jenis filter adalah filter aktif. Filter aktif mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan filter pasif seperti ukurannya yang lebih kecil, ringan dan lebih murah dan fleksibilitas dalam disainnya. Filter diklasifikasikan dengan melihat bentuk respon amplitudo-frekuensinya yang umum menjadi low pass filter (LPF), high pass filter (HPF), band pass filter (BPF), dan band stop filter. Nama filter tersebut diberikan berdasarkan bentuk amplitudo dari fungsi transfer filter. Fungsi transfer filter dihitung berdasarkan perbandingan antara tegangan keluaran terhadap tegangan masukan (bisa juga arus) dari masukan sinusoidal. Low pass filter akan melewatkan frekuensi dari nol sampai frekuensi cut offnya. Idealnya respon frekuensi akan langsung jatuh ke nol setelah frekuensi cut off, tapi pada kenyataannya ada daerah transisi sampai nilai tertentu sebelum mencapai nol. Untuk high pass filter, filter ini tidak akan melewatkan frekuensi dari nol sampai daerah transisi, antara fl sampai fc. Sedangkan band pass filter akan melewatkan frekuensi yang dibatasi dua frekuensi cut off. Frekuensi yang dilewatkan berada pada daerah antara fc1 dan fc2. Dari nol ke fc1 respon frekuensi akan distop, begitu juga dengan frekuensi diatas fc2, tetapi dalam prakteknya selalu ada daerah transisi antara fs dan fc. Dan untuk band stop filter, juga mempunyai dua frekuensi
cut off. Tetapi kebalikan dari band pass filter, filter ini justru tidak melewatkan frekuensi yang berada antara fc1 dan fc2. Untuk jelasnya, karakteristik keempat filter dapat dilihat pada gambar. Fungsi transfer dari ideal Band pass filter adalah H(f)=Ke-jwtd f l < f < fu 0 lainnya parameter fl dan fu adalah lower dan upper frekuensi cutoff. Band width dari filter adalah B = fu – fl. Sehingga pada low pass filter didefinisikan fl = 0 sehingga B = fu , sedangkan untuk highpass filter fl > 0 dan fu = µ. Tetapi secara fisik filter diatas tidak mungkin dibuat. Sedangkan untuk filter sesungguhnya, untuk band pass filter akan dibandingkan dengan kondisi idealnya, didapatkan H(f) yang relatif lebar (tapi tidak konstan) dan stop band yang cukup kecil (tapi tidak nol). Titik akhir band yang dilewatkan atau cut off nya didefinisikan dengan H(f) =1/ Ö2 H(f) max = K/Ö2 f = fl , fu Jadi H(f)2 jatuh tidak lebih rendah dari K2/2 untuk fl £ f £ fu. Bandwidth B= fu – fl disebut juga setengah daya atau bandwidth 3 dB.
IV. Peralatan Peralatan yang dibutuhkan : 1. 1 buah power supply dc 2. 1 buah proto board 3. resistor 10 kW, 1 kW 4. kapasitor 4,7 nF 5. kabel 6. 1 buah multimeter 7. bridging plug 8. 1 modul sender 20 kHz 9. 1 osiloskop
V. Rangkaian Percobaan 1. Filter LPF
POWER
FUNCTION
SUPPLY
GENERATOR
R OSILOSKOP C
2. Filter HPF POWER
FUNCTION
SUPPLY
GENERATOR
C OSILOSKOP R
3. Filter BPF POWER
FUNCTION
SUPPLY
GENERATOR
SENDER TRANSMITER USB
OSILOSKOP
4. Pengukuran Daya A
POWER
FUNCTION
SUPPLY
GENERATOR
A
OSILOSKOP
VI. Prosedur percobaan
a. membuat rangkaian filter seperti pada gambar untuk low pass filter, bandpass filter dan highpass filter b. ukur tegangan dan arus input yang mengalir dan juga tegangan dan arus output c. naikkan frekuensi input dan catat perubahan pada tegangan dan arus output d. gambarkan kurva karakteristik masing-masing filter berdasarkan data yang di dapat. Hitung pula nilai pelemahan atau penguatan yang terjadi pada masingmasing filter
Frekuensi 100 Hz 500 Hz 1 KHz 1,5 KHz 2 KHz 2,5 KHz 3 KHz 3,1 KHz 3,2 KHz 3,3 KHz 3,4 KHz 3,5 KHz 3,6 KHz 3,7 KHz 3,8 KHz 3,9 KHz 4 KHz 5 KHz 6 KHz 7 KHz 8 KHz 9 KHz 10 KHz 15 KHz 20 KHz 25 KHz 30 KHz
Vin
Tabel karakteristik LPF Vout A
AdB
Frekuensi 100 Hz 500 Hz 1 KHz 1,5 KHz 2 KHz 2,5 KHz 3 KHz 3,1 KHz 3,2 KHz 3,3 KHz 3,4 KHz 3,5 KHz 3,6 KHz 3,7 KHz 3,8 KHz 3,9 KHz 4 KHz 5 KHz 6 KHz 7 KHz 8 KHz 9 KHz 10 KHz 15 KHz 20 KHz 25 KHz 30 KHz
Frekuensi 500 Hz 1 KHz 1,8 KHz 2,4 KHz 2,7 KHz 3 KHz 3,5 KHz 3,8 KHz 4,3 KHz 4,5 KHz 5 KHz 5,3 KHz 5,5 KHz
Vin
Tabel karakteristik LPF Vout A
AdB
Vin
Tabel karakteristik BPF Vout A
AdB
5,7 KHz 6 KHz 6,5 KHz 7 KHz 7,3 KHz 7,5 KHz 12 KHz 14 KHz 20 KHz 50 KHz 100 KHz 1 MHz
VII. Data
VIII. Analisis Hasil Percobaan
IX. Kesimpulan
PRAKTIKUM DASAR TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN II MODULASI ANALOG
I.
MODULASI ANALOG
II.
Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa mampu memahami konsep dasar modulasi 2. Mahasiswa mampu mempelajari dan menjelaskan proses Modulasi Amplitudo dengan menggunakan software MATLAB 3. Mahasiswa mampu mempelajari dan menjelaskan proses Modulasi Frekuensi dengan menggunakan software MATLAB 4. Mahasiswa mampu memepelajari dan menjelaskan proses Modulasi Phasa dengan menggunakan software MATLAB 5. Mahasiswa mampu memahami konsep dasar demodulasi
III.
Teori Dasar Sistem komunikasi adalah sistem yang digunakan untuk menyampaikan atau mentransmisikan informasi secara teratur dari sumber pada suatu titik, ketujuan pada titik yang lainnya. Sistem komunikasi terdiri dari tiga komponen, sebagai berikut : 1. Pemancar (Transmitter) : Berfungsi untuk mengubah sinyal informasi masukan menjadi bentuk sinyal yang sesuai agar dapat ditransmisikan melalui kanal atau media transmisi. Dikenal sebagai proses modulasi yaitu proses dimana parameter gelombang pembawa diubah sesuai dengan pemodulasi. Modulasi diperlukan agar gelombang termodulasi sesuai dengan karakteristik kanal atau media transmisi. 2. Kanal atau media transmisi : Merupakan peralatan fisik yang menghubungkan antara pemancar dan penerima. 3. Penerima (Receiver) : Berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima dari kanal transmisi menjadi sinyal informasi asli.Proses tersebut dikenal sebagai proses demodulasi atau deteksi. Analogi Modulasi Transmisi sinyal informasi (dalam bentuk analog dan digital) melalui kanal komunikasi band pass (Contoh : Saluran telepon dan Satelit) membutuhkan range frekuensi yang sesuai untuk di transmisikan dan di sisi penerima akan di kembalikan ke frekuensi asli. Contoh : pada sistem radio yang beroperasi pada frekuensi 30 KHz, dimana sinyal informasi dengan range frekuensi audio, sehingga terjadi beberapa bentuk pergeseran lebar pita frekuensi pada sistem. Pergeseran range frekuensi pada sinyal dapat diatasi menggunakan modulasi yang di definisikan sebagai proses dimana karakteristik gelombang pembawa akan berubah sesuai dengan bentuk gelombang sinyal pemodulasi.
Sinyal informasi dinyatakan sinyal termodulasi. Pada sisi penerima, sinyal informasi asli akan kembali dihasilkan melalui proses demodulasi atau deteksi yang merupakan kebalikan dari proses modulasi. Memodulasi berarti mengatur atau menyesuaikan, kemudian dalam telekomunikasi tepatnya berarti menumpangkan sinyal informasi asli terhadap gelombang pembawa (carrier) dengan mengatur parameter gelombang pembawa yang memiliki frekuensi tinggi. Keperluan akan modulasi timbul dalam transmisi radio dari sinyal-sinyal informasi frekuensi rendah (sinyal audio). Proses Transmisi akan efesien jika dimensi antena sama dengan panjang gelombang sinyal yang sedang di transmisikan. Hubungan antara frekuensi (f) dan panjang gelombang (λ) dalam transmisi radio : f.λ=c dimana : c = 3 x 10 8 m/s (Kecepatan di ruang bebas) f = frekuensi gelombang λ = panjang gelombang
untuk sinyal informasi dengan frekuensi rendah = 1000 Hz, akan diperoleh besar panjang gelombang nya 300 km (188 mil). Jelas bahwa tidak mungkin untuk membuat antena dengan ukuran ini. Masalah ini diatasi dengan menggunakan sinyal frekuensi rendah untuk memodulasi sinyal frekuensi tinggi yang dinamakan gelombang pembawa (carrier wave) yang kemudian dipancarkan . Gelombang pembawa berbentuk sinusoidal dan dapat dinyatakan sebagai : c(t) = Ac Cos (ωc + φc) parameter-parameter dari gelombang tersebut yang dapat dimodulasi adalah : 1. Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo. 2. Frekuensi, fc atau ωc = 2π fc untuk modulasi frekuensi. 3. Phasa, φc untuk modulasi phasa. maka modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh. Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Yaitu untuk jenis penumpangan sinyal analog akan
berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.
IV.
Alat yang di Gunakan 1. Laptop 2. Software MATLAB
V.
Kode Sumber Modulasi MATLAB 1. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal informasi Fs=10000 N=10000 n=0:N-1 t=n/Fs x=sin(2*pi*f*t) subplot(4,1,1) plot(t,x) xlabel('Time (s)') ylabel('Amplitudo (V)') title('Original Signal') axis([0 0.5 -1.5 1.5]) 2. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal pembawa (carrier) a=sin(2*pi*f*t) subplot(4,1,2) plot(t,a) xlabel('Time (s)') ylabel('Amplitudo (V)') title('Carrier Signal') axis([0 0.5 -1.5 1.5])
3. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi Amplitudo
Fc=f y=ammod(x,Fc,Fs) subplot(4,1,3) plot(t,y) xlabel(‘Time(s)’) ylabel(‘Amplitudo (V)’) title(‘Amplitude Modulation Signal’) axis([0 0.5 -1.5 1.5])
4. Kode sumber untuk demodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Demodulasi Amplitudo
Fc=f x=amdemod(y1,Fc,Fs) subplot(4,1,4) plot(t,x) xlabel('Time(s)') ylabel('Amplitudo (V)') title('Amplitude demodulation Signal') axis([0 0.5 -1.5 1.5])
5. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi Frekuensi
Fc=f y=fmmod(x,Fc,Fs,1) subplot(4,1,3) plot(t,y) xlabel(‘Time(s)’) ylabel(‘Amplitudo (V)’) title(‘Frequency Modulation Signal’) axis([0 0.5 -1.5 1.5])
6. Kode sumber untuk demodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Demodulasi Frekuensi
Fc=f x=fmdemod(y,Fc,Fs,1) subplot(4,1,4) plot(t,x) xlabel('Time(s)') ylabel('Amplitudo (V)') title('Frequency demodulation Signal') axis([0 0.5 -1.5 1.5])
7. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi Phasa
Fc=f y = pmmod(x,Fc,Fs,1) subplot(4,1,3) plot(t,y) xlabel(‘Time(s)’) ylabel(‘Amplitudo (V)’) title(‘Phase Modulation Signal’) axis([0 0.5 -1.5 1.5])
8. Kode sumber untuk demodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Demodulasi Phasa Fc=f x=pmdemod(y,Fc,Fs,1) subplot(4,1,4) plot(t,x) xlabel('Time(s)') ylabel('Amplitudo (V)') title('Phase demodulation Signal') axis([0 0.5 -1.5 1.5])
VI.
Prosedur Percobaan Modulasi Amplitudo 1. Jalankan software MATLAB 2. Buat M-File baru 3. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal informasi dengan frekuensi yang diinginkan. 4. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal pembawa (Carrier) dengan frekuensi yang diinginkan. 5. Inputkan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier). 6. Ubah parameter-parameter (Index modulasi, Frekuensi Modulasi dan Frekuensi Carrier) seperti yang ditentukan. 7. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan.
Modulasi Frekuensi 1. Menjalankan software MATLAB 2. Membuat M-File baru 3. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal informasi dengan frekuensi yang diinginkan. 4. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal pembawa (Carrier) dengan frekuensi yang diinginkan. 5. Inputkan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier). 6. Ubah parameter-parameter (Index modulasi, Frekuensi Modulasi dan Frekuensi Carrier) seperti yang ditentukan. 7. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan.
Modulasi Phasa 1. Menjalankan software MATLAB 2. Membuat M-File baru 3. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal informasi dengan frekuensi yang diinginkan. 4. Inputkan kode sumber untuk Membangkitkan sinyal pembawa (Carrier) dengan frekuensi yang diinginkan. 5. Inputkan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier).
6. Ubah parameter-parameter (Index modulasi, Frekuensi Modulasi dan Frekuensi Carrier) seperti yang ditentukan. 7. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan. Tugas Pendahuluan 1. 2. 3. 4. 5.
VII.
Jelaskan Apa itu Modulasi ? Jelaskan Kenapa harus ada Modulasi ? Sebutkan kelebihan dan kekurangan Modulasi Amplitudo ? Sebutkan perbedaan AM, FM dan PM ? Sebutkan Faktor yang mempengaruhi Modulasi Amplitudo ?
Data Hasil Percobaan
VIII. Analisa Hasil Percobaan IX.
Kesimpulan
PRAKTIKUM DASAR TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN III AM-SSB, AM-DSB-SC DAN AM-DSB-FC
I. AM-SSB, AM-DSB-SC DAN AM-DSB-FC II. Tujuan Percobaan
Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja dari modulasi Single Side Band , Double Side Band-Suppresed Carrier dan Side Band-Full Carrier dengan simulasi Matlab. Mahasiswa dapat memahami perbedaan antara Double Side Band dengan Single Side Band. Mahasiswa dapat memahami prinsip dari demodulasi Single Side Band , Double Side Band-Suppresed Carrier dan Side Band-Full Carrier dengan simulasi Matlab.
III.
Teori Dasar
Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi. Modulasi AM Modulasi amplitudo merupakan proses modulasi yang mengubah amplitudo sinyal pembawa sesuai dengan sinyal pemodulasinya. Ada beberapa jenis modulasi amplitudo, yaitu: • AM Single Side Band (AM-SSB) • AM Double Side Band-Suppresed Carrier (AM-DSB-SC) • AM Double Side Band-Full Carrier (AM-DSB-FC) AM merupakan proses modulasi dimana amplitudo gelombang pernbawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan amplitudo sinyal informasi. Dimana dalam sistem modulasi amplitudo ini sinyal suara ditumpangkan pada frekuensi pembawa yang berupa gelombang radio.
Pada modulasi amplitudo (AM) getaran suara kita akan menumpang pada carrier yang berujud perubahan amplitudo dari gelombang pambawa tadi seirama dengan gelombang suara kita. Gelombang elektromagnetik diterima oleh antena kemudian oleh tuning circuit gelombang yang diperlukan akan dipisahkan atau diseleksi dari gelombang-gelombang lainnya yang tidak diperlukan. Double Side Band Suppressed Carrier (DSB-SC)
Dalam modulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi dan phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi). Sinyal carrier tidak tergantung dari sinyal informasi, di mana saat pentransmisian sinyal carrier terjadi pemborosan daya. Sehingga dalam modulasi amplitudo hanya setengah dari total daya yang ditransmisikan yang dipengaruhi oleh sinyal informasi. Persamaan sinyal sinusoidal secara umum bisa dituliskan sebagai berikut:
φ (t) = a(t) cos θ (t)
dimana a(t) adalah amplitudo sinyal dan θ (t) adalah sudut phase. DSB-SC dibuat dengan mengatur agar amplitudo sinyal carrier berubah secara proporsional sesuai perubahan amplitudo pada sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Persamaan Matematis DSB-SC X DSBSC (t ) m(t ) cos ct
Persamaan Matematis Spektrum DSB-SC X DSB SC ( )
1 1 M ( c ) M ( c ) 2 2
Gambar Spektrum Sinyal DSB-SC
X DSB SC ( )
USB
LSB
LSB c
0
USB
c
Sinyal DSB-SC dibuat dengan mengalikan sinyal informasi m(t) dengan sinyal carrier yang dihasilkan osilator.
m(t)
X DSB SC (t ) m(t ) cos ct
cos ct
Double Side Band-Full Carrier Kelemahan DSB-FC
Karena Full Carrier, jadi boros bandwidth, Karena Double Sideband, jadi boros bandwith, solusinya Single Side Band (SSB)
Single Side Band Di dalam modulasi AM diketahui bahwa daya untuk memancarkan sinyal adalah daya-daya pada komponen pembawa dan kedua side band (USB dan LSB). Untuk memancarkan dengan derajat modulasi 100% diketahui bahwa hanya 1/6 dari jumlah daya keseluruhan terdapat pada komponen side band. Sedangkan 2/3-nya terserap pada sinyal pembawa yang tidak mengandung sinyal informasi.
Apabila sinyal pembawa dan salah satu dari komponen sideband dihilangkan dari sinyal sebelumnya, maka sinyal pancarnya hanya setengah dari lebar jalur frekuensi yang digunakan. Sedangkan 1/6 dari jumlah daya yang diperlukan untuk pemancaran. Pemodulasian secara SSB-SC hanya mentransmisikan salah satu sideband saja karena informasi yang dikandung dalam USB (fc + fa) dan LSB (fc –fa) berasal dari informasi yang sama seperti Gambar 1. di bawah ini :
Gambar 1. Spektrum SSB-SC
Metode Filter untuk membangkitkan SSB. Salah satu cara utntuk membangkitkan sinyal SSB adalah dengan metode filter. Komponen pembawa diredam oleh filter yang sangat sempit (Narrow Band Filter). Keuntungan-keuntungan transmisi single sideband: Penghematan bandwidth Penghematan daya Penurunan noise, karena sistem single sideband mempergunakan setengah sebesar bandwidth AM konvensional, daya noise thermal diturunkan hingga setengah dari sistem double sideband.
IV.
Alat-Alat Yang Digunakan 1 buah PC Software Matlab
V.
PROSEDUR PERCOBAAN a. Sinyal Double Side Band Suppressed Carrier
1. Bukalah program matlab dengan melakukan double klik pada icon matlab 2. Setelah jendela command prompt Matlab terbuka, ketikkan perintah sebagai berikut: Fs = 200; t = [0:3*Fs+1]'/Fs; Fc = 10; x = sin(2*pi*t); subplot(3,1,1); plot(t,x); hold on;
Jika anda melakukan perintah diatas dengan benar, maka akan muncul gambar berikut:
Gambar Sinyal Informasi Sinus
3. Ketikkan perintah berikutnya pada command prompt Matlab: ydouble = amod(x,Fc,Fs,'amdsb-sc'); plot(t,ydouble,'r') xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('AM-DSB-SC'); axis([0 3 -1 1]); grid on;
Akan muncul perubahan terhadap gambar sebelumnya menjadi gambar berikut:
Gambar Sinyal modulasi SSB dan Sinyal Informasi
b. Sinyal Double Side Band Full Carrier 1. Ketikkan perintah berikutnya pada command prompt Matlab: ydoubletc = amod(x,Fc,Fs,'amdsb-tc',1); subplot(3,1,2); plot(t,x); hold on xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('AM-DSB-FC'); plot(t,ydoubletc,'r'); axis([0 3 -2 2]); grid on;
Akan muncul perubahan terhadap gambar sebelumnya menjadi gambar berikut:
Gambar Sinyal modulasi AM-DSB-SC dan DSB-FC
c. Sinyal Single Side Band
1. Ketikkan perintah berikutnya pada command prompt Matlab ysingle = amod(x,Fc,Fs,'amssb'); subplot(3,1,3); plot(t,x); hold on xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('AM-SSB'); plot(t,ysingle,'r'); axis([0 3 -1 1]); grid on
Akan muncul perubahan terhadap gambar sebelumnya menjadi gambar berikut:
Gambar Sinyal modulasi AM-DSB-FC,DSB-FC & SSB
d. Demodulasi DSB-SC 1. Ketikkanlah perintah berikut pada command window Matlab:
y1 = ademod(ydouble,Fc,Fs,'amdsb-sc'); figure subplot(3,1,1);
plot(t,y1); hold on; xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('demodulator DSB-SC'); axis([0 3 -1 1]); grid on;
Jika anda melakukan perintah diatas dengan benar, maka akan muncul gambar berikut:
Gambar Demodulasi DSB-SC
e. Demodulasi DSB-FC 1. Ketikkan perintah selanjutnya pada command window Matlab: y2 = ademod(ydoubletc,Fc,Fs,'amdsb-tc'); subplot(3,1,2); plot(t,y2); xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('demodulator DSB-FC');
axis([0 3 -2 2]); grid on;
Jika anda melakukan perintah diatas dengan benar, maka akan muncul gambar berikut:
Gambar Demodulasi DSB-SC & DSB-FC f. Demodulasi SSB 1. Ketikkan perintah selanjutnya pada command window: y3 = ademod(ysingle,Fc,Fs,'amssb'); subplot(3,1,3); plot(t,y3); xlabel('waktu t (detik)'); ylabel('demodulator SSB'); axis([0 3 -1 1]);
grid on;
Jika anda melakukan perintah diatas dengan benar, maka akan muncul gambar berikut:
Gambar Demodulasi DSB-SC , DSB-FC & SSB
PRAKTIKUM DASAR TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN IV MODULASI DIGITAL
I.
MODULASI DIGITAL
II.
TUJUAN PRAKTIKUM 1. Mahasiswa mengenal jenis-jenis Modulasi Digital 2. Mahasiswa memahami proses Modulasi dan demodulasi ASK dengan menggunakan software MATLAB 3. Mahasiswa memahami proses Modulasi dan demodulasi FSK dengan menggunakan software MATLAB 4. Mahasiswa memahami proses Modulasi dan demodulasi PSK dengan menggunakan software MATLAB 5. Mahasiswa mengetahui manfaat Modulasi Digital
III.
TEORI DASAR Pada modulasi digital, sinyal pemodulasinya berupa sinyal digital. Pada modul ini akan diuraikan pemanfaatan teknik modulasi digital untuk mentransmisikan data biner melalui kanal komunikasi band-pass. Pada teknik modulasi biner, proses modulasi berhubungan dengan pertukaran (switching/keying) antara dua kemungkinan nilai besaran baik itu amplituda, frekuensi atau fasa dari sinyal pembawa, sesuai dengan simbol ‟0‟ dan ‟1‟. Dilihat dari jenis besaran yang diubah, jenis modulasi digital dapat dibedakan menjadi: Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), dan Phase Shift Keying (PSK).
A. Amplitude-Shift Keying (ASK)
Pada system ASK, simbol biner „1‟ direpresentasikan dengan mentransmisikan sinyal pembawa sinusoidal dengan amplituda maksimum Ac dan frekuensi fc, dimana kedua besaran tersebut konstan, selama durasi bit Tb detik. Amplitudo frekuensi pembawa akan berubah sesuai dengan logik sinyal informasi. Sedangkan simbol biner „0‟ direpresentasikan dengan tanpa mengirimkan sinyal pembawa tersebut selama durasi bit Tb detik. Secara matematis dapat dituliskan:
Gambar 18. Amplitude Shift Keying
Pembangkitan sinyal Binary ASK (BASK) dapat dilakukan dengan melalukan data biner dalam format unipolar dan sinyal pembawa sinusoidal ke suatu modulator pengali, seperti tampak pada gambar 19.
Gambar 19. Pembangkitan Sinyal BASK
B.
Frequency-Shift Keying (FSK) Pada system FSK, 2 buah sinyal sinusoidal dengan amplituda maksimum sama, Ac, tapi frekuensi berbeda, f1 dan f2, digunakan untuk merepresentasikan symbol biner „1‟ dan „0‟. Secara matematis dapat dituliskan:
Gambar 20. Frequency Shift Keying
Pembangkitan sinyal BFSK dilakukan dengan melalukan data biner dalam format polar ke modulator frekuensi (Voltage Controlled Oscillator), seperti tampak pada gambar 21. Ketika input modulator berubah dari +V ke –V, maka frekuensi yang ditransmisikan akan berubah juga.
C. Phase shift Keying (PSK)
Dalam sistem PSK, sinyal pembawa sinusoidal dengan amplituda Ac dan frekuensi fc digunakan untuk merepresentasikan kedua symbol „1‟ dan „0‟, hanya saja fasa sinyal pembawa untuk kedua simbol tersebut dibuat berbeda 1800. Secara matematis dapat dituliskan:
IV.
ALAT DAN BAHAN 1. Satu buah PC 2. Softwaare Matlab
V.
KODE SUMBER MODULASI DIGITAL PADA MATLAB 9. Modulasi ASK a. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal informasi a=[1 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) initial_phase=pi; N=200; i=[0:1:N-1]; for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] a1(N*(j-1)+i)=a(j); end end figure(2) subplot(4,1,1) plot(a1,'--R') hold on b. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal pembawa (carrier) f=4; N=100; i=[0:1:N-1]; sin1=sin(2*pi*f*i/N); sin11=sin1; for j=[1:1:K-1] sin11=[sin11 sin1];
end hold on subplot(4,1,3) plot(sin11) GRID ON c. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi ASK a=[1 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) initial_phase=pi; f=4; N=200; i=[0:1:N-1]; sin1=sin(2*pi*f*i/N); for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] yout(N*(j-1)+i)=a(j)*sin1(i); end end subplot(4,1,2) hold on plot(yout) GRID ON 10. Modulasi FSK a. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal informasi a=[1 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) initial_phase=pi; N=200; for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] a1(N*(j-1)+i)=a(j); end end figure(6) subplot(4,1,1) plot(a1,'--r') hold on grid on b. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal pembawa (carrier)
f1=4; f2=3; N=100; i=[0:1:N-1]; sin2=sin(2*pi*f2*i/N); sin1=sin(2*pi*f1*i/N); sin22=sin2; sin11=sin1; for j=[1:1:K-1] sin22=[sin22 sin2]; sin11=[sin11 sin1]; end hold on subplot(4,1,2) plot(sin11) grid on c. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi FSK a=[1 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) initial_phase=pi; f1=5; f2=2; N=200; i=[0:1:N-1]; sin2=sin(2*pi*f2*i/N); sin1=sin(2*pi*f1*i/N); for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] yout(N*(j-1)+i)=a(j)*sin1(i)+(1-a(j))*sin2(i); end end subplot(4,1,3) plot(yout') hold on
11. Modulasi PSK a. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal informasi a=[0 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) initial_phase=pi; N=200;
for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] a1(N*(j-1)+i)=a(j); end end figure(33) subplot(4,1,1) plot(a1) hold on grid on b. Kode sumber untuk membangkitkan sinyal pembawa (carrier) f=2; N=200; i=[0:1:N-1]; sin2=sin(2*pi*f*i/N); sin1=sin(2*pi*f*i/N+pi); for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] yout(N*(j-1)+i)=a(j)*sin1(i)+(1-a(j))*sin2(i); end end sin22=sin2; sin11=sin1; for j=[1:1:K-1] sin22=[sin22 sin2]; sin11=[sin11 sin1]; end subplot(4,1,2) plot(sin22) hold on grid on c. Kode sumber untuk memodulasi sinyal informasi dengan sinyal pembawa dengan fungsi Modulasi PSK a=[0 0 0 1 1 0 1 0 1 1]; K=length(a) a3=a; a2=a; for j=[2:1:K] if a(j)==a(j-1) a2(j)=0; else a2(j)=1;
end end a a=a2; a initial_phase=pi; f=2; N=200; i=[0:1:N-1]; sin2=sin(2*pi*f*i/N); sin1=sin(2*pi*f*i/N+pi); for j=[1:1:K] for i=[1:1:N] yout(N*(j-1)+i)=a(j)*sin1(i)+(1-a(j))*sin2(i); end end subplot(4,1,3) plot(yout) hold on grid on
VI.
Prosedur Percobaan 8. ASK (Amplitudo Shift Keying) a. Jalankan software MATLAB dengan klik ganda ikon pada dekstop b. Buat M-File baru dengan klik toolbar new script c. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal informasi yang diinginkan. d. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal pembawa (Carrier) e. Masukan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier). f. Ubah parameter-parameter seperti yang ditentukan. g. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan. 9. Modulasi Frekuensi a. Jalankan software MATLAB dengan klik ganda ikon pada dekstop b. Buat M-File baru dengan klik toolbar new script c. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal informasi yang diinginkan. d. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal pembawa (Carrier)
e. Masukan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier). f. Ubah parameter-parameter seperti yang ditentukan. g. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan. 10. Modulasi Phasa a. Jalankan software MATLAB dengan klik ganda ikon pada dekstop b. Buat M-File baru dengan klik toolbar new script c. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal informasi yang diinginkan. d. Masukan kode sumber untuk menampilkan gelombang sinyal pembawa (Carrier) e. Masukan kode sumber untuk Memodulasikan sinyal informasi dengan sinyal pembawa (Carrier). f. Ubah parameter-parameter seperti yang ditentukan. g. Amati dan analisa semua output dari sinyal yang dihasilkan , kemudian gambarkan.
