PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 3 ET 3100
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2016
Daftar Isi
Daftar Isi
i
Aturan Umum Laboratorium Telekomunikasi bang Mikro Kelengkapan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Persiapan Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . Keterlambatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selama Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . Setelah Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . Pergantian Jadwal . . . . . . . . . . . . . . . . Kasus umum . . . . . . . . . . . . . . . . Kasus sakit atau urusan mendesak . . . . Sanksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Radio dan Gelom. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan ratorium Keselamatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bahaya Listrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bahaya Api . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lain-lain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
iii . iii . iii . iii . iv . iv . iv . iv . v . v
Labo. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
vi vi vi vi vi
Penggunaan Alat Praktikum vii Sanksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Tugas Pendahuluan dan Laporan Praktikum viii Tugas Pendahuluan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii Laporan Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii Sanksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Petunjuk Penggunaan Kit Praktikum dan Digital EMDA-A/P . . . . . . . . . . . . . . . Osiloskop . . . . . . . . . . . . . . . . Lain-lain . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
Sistem Komunikasi Analog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
x x x xi
1 MODULASI DAN DEMODULASI AMPLITUDA 1.1 Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Dasar Teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Modulasi Amplituda (AM) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Demodulasi Sinyal AM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Prosedur Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1 Modulasi Double Sideband (DSB) . . . . . . . . . . . . . 1.3.2 Modulasi Double Sideband-Suppressed Carrier (DSB-SC) 1.3.3 Modulasi Single Side Band-Suppressed Carrier (SSB-SC) 1.3.4 Perbandingan Spektrum AM, SSB-SC, dan DSB-SC . . . 1.3.5 Detektor Selubung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.6 Detektor Fasa (Product Detector) . . . . . . . . . . . . . 1.3.7 Detektor Fasa (Phasing Detector) . . . . . . . . . . . . . 2 MODULASI DAN DEMODULASI FREKUENSI 2.1 Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Dasar Teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Modulasi Frekuensi (FM) . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Demodulasi Sinyal FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Prosedur Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 MODULASI FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 DEMODULASI FM : PLL DETECTOR . . . . . . . . 2.3.3 DEMODULASI FM : ZERO-CROSSING DETECTOR 3 MODULASI DAN DEMODULASI PULSA 3.1 Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Dasar Teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 PAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3 PCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4 DM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Prosedur Percobaan . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 MODULASI PCM . . . . . . . . . . 3.3.2 DEMODULASI PCM . . . . . . . . 3.3.3 MODULASI PAM . . . . . . . . . . 3.3.4 DEMODULASI PAM . . . . . . . . . 3.3.5 MODULASI PWM . . . . . . . . . . 3.3.6 DEMODULASI PWM . . . . . . . . 3.3.7 MODULASI DM . . . . . . . . . . . 3.3.8 DEMODULASI DM . . . . . . . . .
ii
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 5 5 6
8 . 8 . 8 . 8 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10
. . . . . . . . . . . . . . .
11 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 15 15 16 16
Aturan Umum Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro
Kelengkapan Setiap praktikan wajib berpakaian sopan dan formal, menggunakan celana panjang/rok, kemeja, dan menggunakan sepatu. Untuk memasuki laboratorium praktikan diwajibkan membawa kelengkapan berikut: 1. Modul Praktikum 2. Log book 3. Alat tulis dan alat hitung (kalkulator) 4. Tugas Pendahuluan Pada saat praktikum pertama praktikan diwajibkan membawa pas foto 3x4 sebanyak satu buah.
Persiapan Praktikum Sebelum praktikum dimulai praktikan harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut: 1. Membaca dan memahami isi modul praktikum 2. Mengerjakan tugas pendahuluan 3. Mengisi kartu praktikum 4. Memastikan seluruh anggota kelompok datang tepat waktu 5. Meletakkan tas pada loker yang telah disediakan.
Keterlambatan a) Praktikan yang terlambat datang praktikum akan mendapat nilai nol untuk praktikum modul tersebut b) Praktikan yang terlambat mengumpulkan laporan praktikum akan mendapat nilai nol untuk laporan praktikum modul tersebut iii
Selama Praktikum Setelah memasuki laboratorium dan menempati meja praktikum, praktikan diwajibkan : 1. Mengumpulkan tugas pendahuluan pada asisten 2. Mengumpulkan kartu praktikum pada asisten 3. Mempersiapkan peralatan praktikum 4. Melakukan setiap percobaan dengan baik sesuai prosedur pada modul praktikum 5. Mendokumentasikan hasil percobaan pada logbook yang telah disediakan (jika diperlukan harap membawa kamera) 6. Menggunakan alat dengan baik.
Setelah Praktikum Setelah percobaan selesai praktikan diwajibkan: 1. Mematikan dan merapikan alat praktikum 2. Memastikan log book ditandatangani asisten 3. Mencatat dan memahami instruksi pengerjaan laporan dari asisten 4. Merapikan meja dan kursi praktikum.
Pergantian Jadwal Kasus umum Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per orang dengan modul yang sama. Prosedur penukaran jadwal adalah sebagai berikut: 1. Menghubungi kordas praktikum mata kuliah terkait 2. Mencari praktikan lain yang bersedia bertukar jadwal 3. Mengisi form yang diberikan kordas praktikum mata kuliah terkait 4. Mengumpulkan form paling lambat tiga hari sebelum praktikum.
iv
Kasus sakit atau urusan mendesak Pertukaran jadwal dapat dilakukan oleh praktikan yang sakit atau memiliki kepentingan mendesak tanpa harus mengumpulkan form pertukaran jadwal sesuai peraturan yang berlaku. Prosedur penukaran dapat dilakukan dengan cara berikut: 1. Menghubungi kordas praktikum terkait mata kuliah terkait maksimal tiga jam sebelum praktikum dimulai 2. Mencari praktikan lain yang bersedia bertukar jadwal 3. Apabila tidak ada yang bisa bertukar jadwal, praktikan diharapkan menghubungi kordas terkait jadwal pengganti 4. Surat izin dikumpulkan kepada kordas secepatnya dengan ditandatangani pihak ketiga.
Sanksi Bagi praktikan yang terbukti melakukan penjiplakan laporan dan atau tugas pendahuluan dikenakan sanksi berupa nilai E pada mata kuliah terkait. Pengabaian peraturan di atas dapat dikenakan sanksi pengurangan nilai praktikum.
v
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium
Keselamatan Selama praktikum, praktikan dan asisten diharapkan menjaga keselamatan dan keamanan. Dengan demikian, praktikan diharapkan mematuhi panduan keselamatan dan penggunaan alat di laboratorium.
Bahaya Listrik Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik pada laboratorium. Jika ada potensi bahaya segera laporkan pada asisten. 1. Menghindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik seperti kabel yang sudah terkelupas 2. Tidak melakukan sesuatu yang menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri atau orang lain 3. Memastikan bagian tubuh kering pada saat menggunakan alat praktikum 4. Selalu waspada dan tidak main-main saat praktikum berlangsung.
Bahaya Api Praktikan dan asisten diharapkan tidak membawa benda-benda yang mudah terbakar (korek api, gas, dan lain-lain) ke dalam laboratorium. 1. Tidak melakukan sesuatu yang menimbulkan bahaya api pada diri sendiri atau orang lain 2. Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas praktikum.
Lain-lain Praktikan dan asisten dilarang membawa makanan dan minuman ke meja praktikum. vi
Penggunaan Alat Praktikum Sebelum menggunakan alat praktikum, praktikan dan asisten diharapkan sudah memahami penggunaan alat praktikum yang ada di laboratorium. 1. Perhatikan dan patuhi peringatan yang terdapat pada badan alat praktikum 2. Memahami fungsi alat praktikum dan menggunakannya untuk aktivitas yang sesuai dengan fungsinya. Menggunakan alat praktikum diluar fungsinya dapat menimbulkan kerusakan alat dan bahaya keselamatan praktikan 3. Memahami jangkauan kerja alat praktikum dan menggunakannya sesuai dengan jangkauan kerja. Menggunakan alat praktikum diluar jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan alat dan bahaya keselamatan praktikan 4. Memastikan seluruh peralatan praktikum aman dari benda tajam, api atau panas berlebih, maupun benda lain yang dapat mengakibatkan kerusakan alat 5. Tidak melakukan aktivitas yang dapat mengotori atau merusak alat praktikum 6. Kerusakan alat praktikum menjadi tanggung jawab bersama rombongan praktikum tersebut. Alat yang rusak harus diganti oleh rombongan tersebut. Sanksi Pengabaian panduan di atas dapat dikenakan sanksi tidak lulus mata kuliah yang bersangkutan.
vii
Tugas Pendahuluan dan Laporan Praktikum
Tugas Pendahuluan 1. Tugas pendahuluan wajib dibuat dan dikumpulkan oleh praktikan sebelum praktikum dimulai 2. Praktikan tidak diperkenankan mengerjakan tugas pendahuluan saat praktikum akan dimulai 3. Tugas pendahuluan harus dikerjakan secara individu agar praktikan memahami materi modul yang akan diuji dalam praktikum 4. Seluruh soal tugas pendahuluan harus disertakan jawabannya. Jika soal tugas pendahuluan ada yang tidak dikerjakan, nilai tugas pendahuluan untuk modul tersebut adalah nol. 5. Praktikan wajib menuliskan nama lengkap, NIM, shift praktikum (hari dan jam), nama lengkap asisten, dan judul modul yang akan diuji dalam praktikum di pojok kanan atas tugas pendahuluan. Laporan Praktikum 1. Laporan praktikum dibuat oleh praktikan dengan menggunakan format IEEE yang terdiri atas : a) Abstrak dan kata kunci b) Pendahuluan c) Dasar teori d) Metodologi e) Data dan analisis f) Kesimpulan g) Daftar pustaka h) Biografi penulis 2. Praktikan yang terbukti melakukan plagiarism atas laporan praktikum akan mendapat nilai E unutk mata kuliah PTT
viii
3. Praktikan wajib mengumpulkan softcopy laporan praktikum ke email asisten dan email koordinator asisten sesuai waktu yang akan ditetapkan 4. Praktikan wajib menyerahkan hardcopy laporan praktikum ke LTRGM sesuai waktu yang akan ditetapkan dengan melakukan hal berikut : a) Mengumpulkan laporan di tempat yang telah disediakan sesuai dengan modulnya b) Mengisi formulir pengumpulan laporan praktikum dengan mencantumkan jam dan tanggal pengumpulan secara benar c) Praktikan diharapkan memperhatikan dengan seksama tempat dan formulir yang sesuai dengan laporan praktikum yang akan dikumpulkan
Sanksi Pengabaian peraturan di atas dapat dikenakan sanksi berupa pengurangan nilai tugas pendahuluan atau laporan praktikum.
ix
Petunjuk Penggunaan Kit Praktikum Sistem Komunikasi Analog dan Digital
EMDA-A/P 1. Sebelum menghubungkan EMDA-A/P ke arus listrik, harap dipastikan switch EMDA-A/P dalam keadaan off. 2. Setelah EMDA-A/P terhubung dengan arus listrik, nyalakan alat dengan cara menekan switch power, untuk EMDA-A/P harap dipastikan lampu switch menyala. 3. Hubungkan data, test point, maupun output dengan menggunakan kabel jumper sesuai dengan prosedur pada modul terkait. 4. Untuk mengambil data, hubungkan kabel probe pada kabel jumper lalu hubungkan pada test point maupun output yang ingin diamati. 5. Ketika percobaan sudah selesai, cabut kabel jumper dari EMDA-A/P, kemudian matikan EMDA-A/P dengan menekan tombol power. 6. Cabut kabel power dari stop kontak. Osiloskop 1. Hubungkan osiloskop dengan arus listrik. Ketika hendak menghubungkan osiloskop ke jaringan listrik, pastikan osiloskop dalam keadaan off. Kemudian setelah terhubung, tekan tombol power. 2. Tunggu hingga layar osiloskop menyala, baru kemudian hubungkan kabel probe pada port channel yang diinginkan. 3. Sebelum memulai pengamatan, harap lakukan kalibrasi pada kabel probe yang digunakan dengan menghubungkan kutub positif dan negatif probe dengan kutub untuk kalibrasi pada bagian kanan osiloskop. 4. Bila kabel probe tidak berfungsi, harap lapor kepada asisten. 5. Lakukan pengamatan pada osiloskop sesuai dengan prosedur modul terkait. 6. Untuk tiap-tiap percobaan, harap dipastikan osiloskop menunjukkan frekuensi dan tegangan sinyal. x
7. Saat melakukan dokumentasi, harap menekan tombol stop kemudian arahkan tampilan pada sinyal yang diamati. 8. Ketika percobaan sudah selesai, cabut kabel probe dari port channel, kemudian matikan osiloskop dengan menekan tombol power. 9. Cabut kabel power dari stop kontak. Lain-lain 1. Bila ada kit praktikum yang tidak berfungsi harap laporkan kepada asisten. 2. Gunakan kabel jumper yang tidak berkarat selama praktikum. 3. Rapikan seluruh peralatan praktikum setelah praktikum selesai.
xi
MODUL 1 MODULASI DAN DEMODULASI AMPLITUDA
1.1
Tujuan
1. Mengamati proses dan hasil modulasi amplituda DSB, DSB-SC, dan SSB-SC. 2. Membandingkan spektrum sinyal AM DSB, SSB-SC, dan DSB-SC. 3. Mengamati pengaruh perubahan amplituda sinyal carrier terhadap modulation depth pada sinyal modulasi . 4. Mempelajari pengoperasian superheterodyne receiver dalam proses demodulasi sinyal AM. 5. Memahami metode demodulasi sinyal AM dengan Detektor Selubung. 6. Memahami metode demodulasi sinyal AM dengan Detektor Produk. 7. Memahami metode demodulasi sinyal AM dengan Detektor Fasa. 8. Membandingkan metode demodulasi dengan menggunakan Detektor Selubung, Detektor Produk, dan Detektor Fasa.
1.2 1.2.1
Dasar Teori Modulasi Amplituda (AM)
Dalam modulasi amplituda, amplituda dari sinyal carrier divariasikan mengikuti sinyal informasi. Sebuah sinyal carrier c(t) didefinisikan sebagai c(t) = Ac cos(2πfc t)
(1.1)
dengan Ac dan fc masing-masing merupakan amplituda dan frekuensi dari sinyal carrier. Jika sinyal carrier c(t) dimodulasi dengan suatu sinyal informasi
1
m(t), secara umum sinyal hasil modulasi amplituda s(t) akan memiliki bentuk sebagai berikut s(t) = Ac [1 + ka m(t)]cos(2πfc t)
(1.2)
ka dalam persamaan (1.2) merupakan modulation depth dari sinyal AM s(t). Bentuk sinyal ini dikenal juga dengan istilah Double Sideband (DSB). Terdapat dua kekurangan dari bentuk sinyal DSB, yaitu ketidakefisienan daya transmisi dan pita frekuensi [1]. Masalah ketidakefisienan daya transmisi dapat diatasi dengan membuang komponen sinyal carrier pada persamaan (1.2) sehingga sinyal hasil modulasi s(t) menjadi s(t) = Ac m(t)cos(2πfc t)
(1.3)
Bentuk sinyal ini dikenal dengan istilah Double Sideband-Suppressed Carrier (DSB-SC). Kemudian untuk mengefisienkan penggunaan pita frekuensi, sinyal DSB-SC dilewatkan pada suatu filter bandpass sehingga hanya salah satu sisi (atas atau bawah) spektrum dari sinyal informasi di sekitar frekuensi carrier yang dilewatkan. Sinyal hasil proses filter ini dikenal dengan istilah Single Sideband-Suppressed Carrier (SSB-SC). Selain penggunaan filter bandpass, sinyal SSB-SC juga dapat dibangkitkan dengan menggunakan metoda pergeseran fasa [2]. 1.2.2
Demodulasi Sinyal AM
Pada bagian sebelumnya, dijelaskan bahwa terdapat tiga bentuk modulasi amplituda yaitu DSB, DSB-SC, dan SSB-SC. Tiap bentuk memiliki proses demodulasi yang berbeda. Untuk sinyal DSB, proses demodulasi dapat dilakukan dengan menggunukan detektor selubung. Detektor selubung terdiri dari sebuah rangkaian penyearah setengah gelombang dan filter lowpass [3]. Untuk mendapatkan kembali dari sinyal DSB-SC digunakan teknik demodulasi yang dikenal sebagai deteksi koheren. Proses deteksi koheren diawali dengan mengalikan sinyal DSB-SC dengan sinyal sinusoid yang dibangkitkan oleh osilator. Sinyal hasil perkalian ini kemudian dilewatkan ke sebuah filter lowpass sehingga didapatkan kembali sinyal informasi. Dalam proses deteksi koheren terdapat faktor beda fasa antara sinyal sinusoid yang dibangkitkan dengan carrier dari sinyal DSB-SC. Hal ini dapat menyebabkan hilangya sinyal informasi jika beda fasa antara kedua sinyal bernilai ±π/2 [1]. Demodulasi sinyal SSB-SC pada dasarnya memiliki prinsip yang sama dengan proses demodulasi sinyal DSB-SC, sehingga teknik deteksi koheren ataupun teknik-teknik demodulasi dalam DSB-SC dapat digunakan untuk men-demodulasi sinyal SSB-SC [3].
2
1.3 1.3.1
Prosedur Percobaan Modulasi Double Sideband (DSB)
Gambar 1.1: Blok Percobaan DSB 1. Hubungkan GEN1 dengan IN1. 2. Hubungkan GEN2 dengan IN2. 3. Atur parameter generator analog dengan spesifikasi sebagai berikut, • GEN1: 50 Hz • GEN2: 1000 Hz Sinyal apakah GEN1 dan GEN2? 4. Amati bentuk sinyal pada TP1. 5. Amati sinyal pada OUT1. Amati bentuk dari sinyal dan bagaimana amplituda carrier dimodulasi oleh sinyal pemodulasi. 6. Gunakan tombol kontrol C1 untuk mencari modulation depth dari sinyal. 1.3.2
Modulasi Double Sideband-Suppressed Carrier (DSB-SC)
Gambar 1.2: Blok Percobaan DSB-SC 1. Hubungkan GEN1 dengan IN1. 2. Hubungkan GEN2 dengan IN2.
3
3. Atur parameter generator analog dengan spesifikasi sebagai berikut, • GEN1: 50 Hz • GEN2: 1000 Hz 4. Amati sinyal pada OUT2. Amati bentuk dari sinyal dan bagaimana amplituda carrier dimodulasi oleh sinyal pemodulasi. 1.3.3
Modulasi Single Side Band-Suppressed Carrier (SSB-SC)
Gambar 1.3: Blok Percobaan SSB-SC 1. Hubungkan GEN1 dengan IN1. 2. Hubungkan GEN2 dengan IN2. 3. Atur parameter generator analog dengan spesifikasi sebagai berikut, • GEN1: 50 Hz • GEN2: 1000 Hz 4. Amati bentuk sinyal pada TP2 dan TP3. 5. Amati sinyal pada OUT3. Amati bentuk dari sinyal dan bagaimana amplituda carrier dimodulasi oleh sinyal pemodulasi. 1.3.4
Perbandingan Spektrum AM, SSB-SC, dan DSB-SC
1. Hubungkan GEN1 dengan IN1. 2. Hubungkan GEN2 dengan IN2. 3. Atur parameter generator analog dengan spesifikasi sebagai berikut, • GEN1: 50 Hz • GEN2: 1000 Hz 4. Amati sinyal keluaran dari masing-masing modulator pada OUT1, OUT2, dan OUT3. 4
1.3.5
Detektor Selubung
Gambar 1.4: Blok Praktikum demodulasi AM 1. Hubungkan: • GEN1 - IN1 • GEN2 - IN2 • OUT1 - IN3 2. Bagaimanakah sinyal keluaran OUT1? Amati! 3. Atur modulation depth sinyal AM hingga mencapai 100% dengan menggunakan pin kontrol C1. 4. Atur frekuensi tuning sehingga diperoleh frekuensi IF (intermediate frequency) sebesar 455 Hz dengan menggunakan pin kontrol C2 yang diset sebesar 1455 Hz. Gunakan osiloskop untuk mengatur frekuensi C2. 5. Amati sinyal output mixer (TP5) dan sinyal output IF amplifier (TP6). Berapakah frekuensi sinyal ini? Amati juga menggunakan spectrum analyzer, bagaimana frekuensi sinyal bergeser ke intermediate frequency? 6. Amati sinyal pada TP7. Berapa frekuensi dan bagaimana bentuk sinyal ini? 7. Amati sinyal pada OUT4. Berapa frekuensi dan bagaimana bentuk sinyal ini? 1.3.6
Detektor Fasa (Product Detector)
1. Pertama-tama, hubungkan: • GEN1 - IN1 5
• GEN2 - IN2 • OUT2 - IN3 2. Bagaimanakah sinyal keluaran OUT2? Amati! 3. Atur frekuensi tuning sehingga diperoleh frekuensi IF (intermediate frequency) sebesar 455 Hz dengan menggunakan pin kontrol C2 yang diset sebesar 1455 Hz. Gunakan osiloskop untuk mengatur frekuensi C2. 4. Amati sinyal-sinyal output di bawah ini. Berapakah frekuensi sinyal tersebut? Bagaimana bentuk sinyalnya? • TP5 • TP6 • TP7 • TP8 • TP9 • TP10 5. Amati sinyal pada OUT5. Berapa frekuensi dan bagaimana bentuk sinyal ini? 1.3.7
Detektor Fasa (Phasing Detector)
1. Pertama-tama, hubungkan : • GEN1 - IN1 • GEN2 - IN2 • OUT3 - IN3 2. Bagaimanakah sinyal keluaran OUT3? Amati! 3. Atur frekuensi tuning sehingga diperoleh frekuensi IF (intermediate frequency) sebesar 455 Hz dengan menggunakan pin kontrol C2 yang diset sebesar 1455 Hz. Gunakan osiloskop untuk mengatur frekuensi C2. 4. Amati sinyal-sinyal output di bawah ini. Berapakah frekuensi sinyal tersebut? Bagaimana bentuk sinyalnya? • TP5 • TP6 • TP7 • TP11 • TP12 6
• TP13 • TP14 • TP15 5. Amati sinyal pada OUT6. Berapa frekuensi dan bagaimanakah bentuk sinyal ini?
7
MODUL 2 MODULASI DAN DEMODULASI FREKUENSI
2.1
Tujuan
1. Mempelajari karakteristik modulasi FM. 2. Mengetahui proses modulasi sinyal carrier oleh voltage-controlled oscillator (VCO) dan spektrum frekuensi pada sinyal FM. 3. Mengamati kinerja phase-locked loop (PLL) sebagai demodulator FM. 4. Mengamati kinerja zero-crossing detector sebagai demodulator FM.
2.2 2.2.1
Dasar Teori Modulasi Frekuensi (FM)
Modulasi sudut (angle modulation) secara umum memiliki bentuk sebagai berikut s(t) = Ac cos(φi (t))
(2.1)
Modulasi frekuensi merupakan salah satu bentuk dari modulasi sudut, di mana Frekuensi sesaat dari sinyal carrier berubah secara linear mengikuti sinyal informasi m(t). fi = fc + kf m(t)
(2.2)
Dengan mengintegralkan dari persamaan (2.2) terhadap waktu kemudian dikalikan 2π maka akan didapatkan Z t φi (t) = 2πfc t + kf m(t)dt (2.3) 0
8
Sehingga didapatkan sinyal FM sebagai berikut [1] Z t kf m(t)dt] s(t) = Ac cos[2πfc t +
(2.4)
0
Pembangkitan sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah menggunakan VCO [3]. Dalam hal ini, frekuensi osilasi dari VCO akan berubah secara linear mengikuti nilai tegangan sinyal masukan yang merupakan sinyal informasi. 2.2.2
Demodulasi Sinyal FM
Proses demodulasi sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya adalah menggunakan phase-locked loop (PLL) dan zero-crossing detector. PLL pada dasarnya digunakan untuk mengetahui fasa dan frekuensi sesaat dari suatu sinyal. PLL terdiri dari tiga komponen yaitu VCO, detektor fasa (pengali sinyal), dan filter lowpass (loop filter ). Adapun kaitannya dengan proses demodulasi sinyal FM, sinyal informasi akan didapatkan pada keluaran dari loop filter. Detil mengenai proses demodulasi FM menggunakan PLL diberikan pada bab 5 dari [3]. Adapun penggunaan zero-crossing detector sebagai demodulator sinyal FM didasarkan pada pemanfaatan zero-crossing detector untuk mengetahui nilai frekuensi sesaat dengan melihat banyaknya jumlah kejadian nilai tegangan sinyal menyeberangi nilai nol.
2.3
Prosedur Percobaan
Gambar 2.1: Blok Percobaan Modulasi dan Demodulasi FM 2.3.1
MODULASI FM
1. Hubungkan GEN1 - IN4.
9
2. Atur generator sinyal audio GEN1 sebesar 50 Hz. 3. Ubah nilai gain VCO dengan mengatur C4 untuk mengecek osilasi frekuensi yang terjadi. 4. Amati sinyal output modulator pada OUT7. Sinyal apakah itu? Lakukan Analisis! 2.3.2
DEMODULASI FM : PLL DETECTOR
1. Hubungkan GEN1 - IN4. 2. Hubungkan OUT7 - IN5. 3. Atur generator sinyal audio GEN1 sebesar 50 Hz. 4. Ubah nilai gain VCO dengan mengatur C4 untuk mengecek osilasi frekuensi yang terjadi. 5. Amati sinyal output modulator seperti pada percobaan sebelumnya. 6. Atur nilai gain VCO menjadi nol, amati sinyal TP16, TP17, dan OUT8. Sinyal apakah sinyal tersebut? 7. Amati perbedaan fasa antara input dan output phase comparator ! 8. Atur gain VCO ke suatu nilai, amati sinyal TP16, TP17 dan OUT8. Amati perubahan yang terjadi. Lakukan analisis! 2.3.3
DEMODULASI FM : ZERO-CROSSING DETECTOR
1. Hubungkan GEN1 IN4. 2. Hubungkan OUT7 IN5. 3. Atur generator sinyal audio GEN1 sebesar 50 Hz. 4. Ubah nilai gain VCO dengan mengatur C4 untuk mengecek osilasi frekuensi yang terjadi. 5. Amati sinyal output modulator seperti pada percobaan sebelumnya. 6. Amati sinyal TP18. Sinyal apakah ini? 7. Amati sinyal OUT9. Bagaimana kerja blok LPF sehingga mendapatkan sinyal seperti yang ditunjukkan OUT9?
10
MODUL 3 MODULASI DAN DEMODULASI PULSA
3.1
Tujuan
1. Melakukan modulasi dan demodulasi pulsa dengan menggunakan teknik PCM, PAM, PWM, dan DM. 2. Mengamati pengaruh pengubahan sampling rate terhadap proses modulasi dan demodulasi. 3. Mempelajari karakteristik masing-masing modulasi pulsa dan membandingkan perbedaan di antara ketiga teknik modulasi pulsa.
3.2
Dasar Teori
Dalam modul ini akan dibahas mengenai 4 jenis modulasi pulsa yaitu pulseamplitude modulation (PAM), pulse-width modulation(PWM), pulse-code modulation (PCM), dan delta modulation (DM). 3.2.1
PAM
PAM merupakan bentuk modulasi pulsa yang paling dasar. Dalam PAM, amplituda dari deretan pulsa periodik bervariasi mengikuti nilai sampel dari sinyal informasi. Pada PAM, bentuk pulsa yang digunakan dapat berbentuk pulsa kotak ataupun bentuk pulsa lainnya. Selubung dari tiap pulsa dalam deretan yang dimodulasi oleh sinyal informasi tidak mengikuti bentuk sinyal informasi, melainkan tetap rata pada nilai sampel di suatu titik sinyal informasi tersebut. Gambar 3.2.1 mengilustrasikan bentuk sinyal PAM.
11
Gambar 3.1: Sinyal PAM beserta sinyal pemodulasinya [1] 3.2.2
PWM
Pada PWM, nilai sampel dari sinyal informasi akan mempengaruhi lebar dari tiap pulsa di dalam deretan. Gambar 3.2.2 mengilustrasikan bentuk sinyal informasi, sinyal deteran pulsa periodik, beserta sinyal PWM yang dihasilkan.
Gambar 3.2: Sinyal PAM beserta sinyal pemodulasinya [1] 3.2.3
PCM
Berbeda dengan dua jenis modulasi pulsa sebelumnya, yang bisa digolongkan sebagai modulasi pulsa analog, PCM merupakan suatu bentuk modulasi pulsa digital. Dalam PCM, sinyal informasi akan direpresentasikan dalam sederetan pulsa, yang bernilai diskrit di sisi amplituda dan waktu. Terdapat 3 proses utama dalam PCM, yaitu pencuplikan(sampling), kuantisasi (quantizing), dan pengkodean (encoding). Proses kuantisasi dan pengkodean dilakukan dengan menggunakan rangkaian analog-to-digital converter (ADC) [1]. 3.2.4
DM
DM pada dasarnya memiliki tujuan yang sama dengan PCM, yaitu mengubah sinyal informasi analog menjadi deretan pulsa bernilai diskrit (amplituda dan waktu). Yang menjadi perbedaan antara PCM dan DM adalah pada DM 12
proses kuantisasi tidak dilakukan menggunakan ADC melainkan menggunakan hard limiter, hal ini menjadikan implementasi dari DM menjadi lebih sederhana. Secara umum teknik DM terdiri dari tiga komponen yaitu comparator, quantizer, dan accumulator [1].
3.3 3.3.1
Prosedur Percobaan MODULASI PCM
Gambar 3.3: Blok Praktikum Pulse-Code Modulation 1. Catu kit praktikum. 2. Hubungkan GEN1 dengan IN1. 3. Set generator analog dengan parameter GEN1 = 10 Hz. 4. Amati sinyal pada titik pengamatan berikut: • TP1 • TP2 • TP3 5. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 6. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses modulasi dengan memutar kenop C1. 7. Analisis sinyal hasil modulasi PCM! (Hubungkan dengan sensitivitasnya terhadap derau). 3.3.2
DEMODULASI PCM
1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada OUT1. 3. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya!
13
4. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses demodulasi dengan memutar kenop C1. 5. Analisis sinyal hasil demodulasi PCM! 3.3.3
MODULASI PAM
Gambar 3.4: Blok Praktikum Pulse-Amplitude Modulation 1. Lakukan langkah 1-3 pada pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada TP4. 3. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses modulasi dengan memutar kenop C1. 5. Analisis sinyal hasil modulasi PAM! 3.3.4
DEMODULASI PAM
1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada OUT2. 3. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses demodulasi dengan memutar kenop C1. 5. Analisis sinyal hasil demodulasi PCM!
14
3.3.5
MODULASI PWM
Gambar 3.5: Blok Praktikum Pulse-Width Modulation 1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada titik pengamatan berikut: • TP5 • TP6 3. Berdasarkan pengamatan, sinyal apakah yang digunakan sebagai referensi untuk dibandingkan dengan sinyal audio? Mengapa sinyal tersebut yang digunakan? Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses modulasi dengan memutar kenop C1. 5. Analisis sinyal hasil modulasi PWM! 3.3.6
DEMODULASI PWM
1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada OUT3. 3. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan lihat pengaruhnya pada proses demodulasi dengan memutar kenop C1. 5. Analisis sinyal hasil demodulasi PWM!
15
3.3.7
MODULASI DM
Gambar 3.6: Blok Praktikum Delta Modulation 1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada titik pengamatan berikut: • TP11 • TP12 3. Berdasarkan pengamatan, sinyal apakah yang digunakan sebagai referensi untuk dibandingkan dengan sinyal audio? Mengapa sinyal tersebut yang digunakan? Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan gain dengan memutar kenop C1 dan C2, lihat pengaruhnya pada proses modulasi. 5. Analisis sinyal hasil modulasi DM! 3.3.8
DEMODULASI DM
1. Lakukan langkah 1-3 pada percobaan 3.3.1. 2. Amati sinyal pada OUT6. 3. Amati bentuk sinyal dan catat frekuensinya! 4. Variasikan sample rate dan gain dengan memutar kenop C1 dan C2, lihat pengaruhnya pada proses demodulasi. 5. Analisis sinyal hasil demodulasi DM!
16
Daftar Pustaka
[1] S. Haykin, Communication Systems, 4th ed. Sons, Inc, 2001.
New Jersey: John Wiley &
[2] P. B. C. A. Bruce Carlson, COMMUNICATION SYSTEMS : An Introduction to Signals and Noise in Electrical Communication, 5th ed. New York: McGraw-Hill, 2010. [3] B. P. Lathi, Modern Digital and Analog Communications Systems, 3rd ed. New York: Oxford University Press, 1998.
17
