PERANCANGAN DEMOLATOR BPSK Budihardja Murtianta
PERANCANGAN DEMODULATOR BPSK Budihardja Murtianta Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik – UKSW Jalan Diponegoro 52-60, Salatiga 50711 Email:
[email protected]
Intisari Dalam tulisan ini akan dirancang dan direalisasikan sebuah demodulator BPSK (Binary Phase Shift Keying) yang mempunyai kecepatan penerimaan data 5 Kbps dengan menggunakan isyarat pemodulasi yang mempunyai frekuensi 5 KHz. Demodulator akan mengubah isyarat BPSK menjadi data informasi yang berupa aras 1 dan 0. Dari pengujian yang dilakukan secara keseluruhan demodulator BPSK yang direalisasikan dapat dipergunakan untuk menerima isyarat BPSK dan mengembalikan menjadi data informasi sesuai yang diharapkan. Kata kunci : Demodulator, Binary Phase Shift Keying
1.
Pendahuluan Untuk mendukung kelangsungan proses komunikasi data, suara atau gambar
dibutuhkan suatu teknik komunikasi digital. Demodulator bekerja dengan cara menggabungkan isyarat-isyarat termodulasi berupa BPSK dengan isyarat pemodulasi untuk menghasilkan isyarat informasi. Proses penggabungan dilakukan dengan mengubah karakteristik fase menjadi amplitudo yang mempunyai aras 1 atau 0. Proses pengubahan karakteristik isyarat termodulasi tersebut disebut proses demodulasi. Salah satu teknik demodulasi yang digunakan adalah teknik demodulasi Phase Shift Keying. Dalam hal ini pergeseran fase yang digunakan adalah BPSK (Binary Phase Shift Keying) . Teknik demodulasi BPSK merupakan demodulasi isyarat yang memiliki perbedaan fase 180o menjadi data atau informasi digital yang dipresentasikan menjadi dua kode biner yaitu 0 dan 1.
1
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 8 No. 1 April 2009 Hal 1 - 9
2.
Demodulator BPSK Sistem demodulasi BPSK ini terdiri dari zero crossing detector, untai carrier
recovery dan mixer. Blok diagram tersebut ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Demodulator BPSK.
2.1.
Untai Zero Crossing Detector Untai ini berfungsi untuk mengubah isyarat masukan BPSK ke bentuk aras TTL.
Untai ini direalisasikan dengan Op-Amp LM319. +12
+12
R2 10k J1
J1
1 2 3
1 2 3 IN
U1
IN R1 10k
R1 10k
3 4 5 6 7
3 GND1 4 IN1+ 5 IN16 V-7 OUT2
LM319
R2 10k J2
U1 12 GND1 OUT1 OUT1 11 IN1+ V+ V+ IN1IN210 IN2VIN2+ 9 IN2+ OUT2 GND2 8 GND2 LM319
12 11 +12 10 9 8
+12
3 2 1 OUT
J2 3 2 1 OUT
Gambar 2. Untai Zero Crossing Detector.
2.2.
Untai Mixer Isyarat BPSK yang diubah dalam bentuk isyarat TTL level dengan menggunakan
zero-crossing detector sangat dibutuhkan karena mixer beroperasi dengan isyarat
2
PERANCANGAN DEMOLATOR BPSK Budihardja Murtianta
masukan digital. Mixer ini merupakan gerbang exclusive OR yang operasinya sama dengan alat tambahan pada balance mixer. Carrier Recovery Circuit menghasilkan isyarat yang dibutuhkan untuk mendemodulasi isyarat BPSK. Carrier Recovery Circuit menggunakan TTL level isyarat BPSK dan isyarat data untuk merecover isyarat yang diinginkan.Untai ini direalisasikan dengan menggunakan IC CD4030.
J1 1 2 3
+12 14
zero cross det ector U2A G N V D CC
1 J2 2
CD4 030
3 D2
7
1 2 3
1 2 3
carie r IN h2
Gambar 3. Untai Mixer.
2.3.
Untai Tapis Lolos Bawah Isyarat keluaran untai mixer terdiri dari isyarat frekuensi rendah yang merupakan
bakal isyarat informasi dan isyarat frekuensi tinggi yang merupakan isyarat pembawa. Agar dapat menekan isyarat frekuensi pembawa dan agar isyarat informasinya dapat mendekati atau sama dengan bentuk data pada bagian modulator, maka isyarat keluaran mixer harus dilewatkan pada untai tapis lolos bawah. Untai ini berfungsi untuk menghilangkan pengaruh komponen amplitudo yang minus sehingga keluaran untai penyearah ini merupakan isyarat informasi yang hanya terdiri dari komponen amplitudo yang positif saja. Untai penyearah ini direalisasikan dengan menggunakan Op-Amp TL084, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
3
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 8 No. 1 April 2009 Hal 1 - 9
4
+12 J1 1 2 3
U3A 3 1 2
IN U3D
TL084 11
12 14 13
-12
PT1 20k R5 5k6
C1 103
TL084
J2 1 2 3 OUT
LPF
Gambar 4. Untai Tapis Lolos Bawah.
2.4.
Untai Komparator (Perata) Keluaran tapis lolos bawah merupakan sinyal informasi, namun masih berupa
isyarat analog yang amplitudonya bervariasi sesuai dengan isyarat yang diterimanya. Untuk mendapatkan kembali isyarat informasi, maka isyarat hasil keluaran untai tapis lolos pita harus dilewatkan pada untai komparator. Untai komparator ini berfungsi meloloskan isyarat informasi dan menekan isyarat frekuensi tinggi, sehingga akan didapatkan kembali isyarat informasi yang sesuai. Prinsip kerja untai komparator adalah apabila Vin > Vth (tegangan ambang) maka keluaran komparator akan berharga tinggi, sekitar 5V sedangkan apabila Vin < Vth maka keluaran akan berharga rendah atau 0V. Besarnya tegangan ambang (Vth) dapat diatur dengan mengatur resistor tahanan variabel sehingga diperoleh tegangan ambang yang tepat. Untai ini direalisasikan dengan menggunakan Op-Amp LM319. Isyarat yang dihasilkan untai komparator ini dilewatkan melalui tapis lolos bawah kemudian dioffset untuk mendapatkan isyarat informasi yang dikirimkan pada bagian modulator dengan frekuensi yang sama.
4
PERANCANGAN DEMOLATOR BPSK Budihardja Murtianta
+12
+12 J3
L1 RP1 1K
LED POWER
1 2 3
U1D +12
-12 POWER
12
IN R1 10k
13 102
1 2 3
R2 10k
TL084 +12
fOUT
GND1 OUT1 IN1+ V+ IN1IN2VIN2+ OUT2 GND2
12 11 10 9 8
10K
4
U1 3 4 5 6 7
1 2 3
14
10K
D4
Perata
J1
U1A
+12
U1B
3 1
R1
5
2
7 6
10k
LM319
TL084 R4 10k
+12
+12
TL084
11
D1 1 2 3
D5 fOUT
R3 10k
1 2 3
+12
10K PT2 50k
+12 +12 14
h1
h2
R3
15k
10K
Offset
R4 10K
D3
D2 1 2 3
R2
-12
1
carier IN
EX-OR
3 2
7
CD4030
3
U3D
TL084 12
11
2
1 2 3
10K U3A
G NVDC C
1 J4
4
U2A
-12
PT1
14 13
-12
PT1 20k R5 5k6
C1 103
1 2 3 h3
TL084
LPF
Gambar 5. Untai Demodulator BPSK.
3.
Pengukuran dan Analisa Demodulator BPSK Pengukuran dan pengujian bertujuan untuk mengetahui apakah demodulator
yang dirancang dapat bekerja dengan baik serta memenuhi spesifikasi yang ditetapkan. Analisis dilakukan berdasarkan hasil pengujian terhadap keseluruhan sistem dengan spesifikasi teknis yang telah direncanakan.
5
D6 1 2 3 fOUT
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 8 No. 1 April 2009 Hal 1 - 9
3.1.
Isyarat Masukan BPSK Isyarat masukan BPSK merupakan isyarat keluaran modulator BPSK dan
digunakan sebagai masukan untuk didemodulasi guna memperoleh data aslinya.
Gambar 6. Isyarat Masukan BPSK dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz
3.2.
Isyarat Keluaran Zero Crossing Detector Isyarat keluaran zero crossing detector adalah isyarat BPSK yang diubah menjadi
aras TTL dengan menggunakan Op-Amp TL084.
Gambar 7. Isyarat Keluaran Zero Crossing Detector dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz
6
PERANCANGAN DEMOLATOR BPSK Budihardja Murtianta
3.3.Mixer
Gambar 8. Isyarat Keluaran Mixer dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz
3.4. Tapis Lolos Bawah Untai tapis lolos bawah ini digunakan untuk menekan isyarat frekuensi pembawa dan agar isyarat informasinya dapat mendekati atau sama dengan bentuk data masukan pada bagian modulator.
Gambar 9. Isyarat Keluaran Tapis Lolos Bawah dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz
7
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 8 No. 1 April 2009 Hal 1 - 9
3.5.
Untai Komparator Hasil pengamatan untai komparator tampak pada Gambar 10.
Gambar 10. Isyarat Keluaran Untai Komparator dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz
3.6.
Isyarat Keluaran Data Isyarat keluaran data adalah isyarat data masukan yang diperoleh setelah isyarat
BPSK didemodulasi sehingga dapat diketahui bentuk informasi yang dikirimkan.
Gambar 11. Isyarat Keluaran Data dengan Clock Masukan pada Modulator 1MHz.
4.
Kesimpulan Pada demodulasi BPSK memiliki kombinasi isyarat demodulasi yang mengubah
masukan isyarat dengan fasa berbeda 180º sesuai menjadi data keluaran “1” dan “0” yakni “1” untuk
s (t) = A cos (ω t) dan 1
c
c
data “0” untuk
s
0
= − Ac cos (ωc t) yang
direalisasi dengan Op-Amp LM319 dan IC CD40301 sebagai mixer untuk menghasilkan
8
PERANCANGAN DEMOLATOR BPSK Budihardja Murtianta
isyarat digital “1” dan “0” .Dan kecepatan data 5 Kbps dapat tercapai dengan menghasilkan isyarat pembawa yang mempunyai frekuensi 10 KHz.
Daftar Pustaka [1] Young, Paul H, “Electronic Communication Technique”, 5th Edition, New Jersey, Pearson Prentice Hall, 2004. [2]Haykin, Simon, “Digital Communication”, McGraw-Hill, Series in Electrical Engeneering, 2002. [3] Tocci, Ronald J, “Digital System, Principle, and Application”, 5th Edition, Englewood Cliff, Prentice Hall, 1991.
9
