Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Simulator Modulasi dan Demodulasi Digital Menggunakan Perangkat Lunak MATLAB

(1)

SIMULATOR MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK MATLAB

oleh

Elisabeth Cesara Aprilia NIM : 612009011

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelas Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

iii

INTISARI

Dalam sistem komunikasi, data yang hendak dikirimkan akan dimodulasi terlebih dahulu sebelum dikirim, dan didemodulasi sebelum sampai ke penerima. Secara garis besar ada 2 teknik modulasi yaitu modulasi analog dan digital. Dibandingkan dengan modulasi analog, modulasi digital lebih menjamin keamanan data saat dikirimkan, mampu mengirimkan data dengan kapasitas yang lebih besar dan lebih cepat, dan memiliki tingkat error yang lebih kecil. Teknik modulasi digital memiliki bermacam-macam jenis hal ini membutuhkan penjelasan yang rinci, agar mahasiswa dapat memahami perbedaan proses masing-masing teknik modulasi digital tersebut. Teknik-teknik modulasi tersebut akan lebih mudah dipahami apabila mahasiswa bisa melihat proses modulasi dengan menggunakan alat peraga yang dapat menggambarkan setiap proses modulasi tersebut. Simulator modulasi digital dengan menggunakan perangkat

lunak Matlab sebagai alat peraga perkuliahan menjadi pilihan untuk membantu mahasiswa memahami teknik-teknik modulasi digital. Dalam simulator ini terdapat 8

ragam modulasi digital yaitu Binary Amplitude Shift Keying (BASK), On-Off Shift Keying

(OOK), Binary Frequency Shift Keying (BFSK), Differential Phase Shift Keying (DPSK),

Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Offset

Quadrature Phase Shift Keying (OQPSK), dan Quadrature Amplitide Modulation

(QAM).

(7)

iv ABSTRACT

In communication system, the will be sent data must be modulated first and demodulated before reach the receiver. There are two main technical modulator, they are analog and digital modulation. Compared with analog modulation, digital modulation is saver when being transmitted. Digital modulation is capable to send bigger data and it is faster as it has little errors level. Digital modulation technology has many different kinds which needs some details and explanation, so that students can understand the difference

process for each digital modulation. Those modulation technologies would be easier to be understood if students can see the modulation process that are using the acting tools which can described every modulation process. Digital modulation simulator that is using Matlab software as class sample tool has been chosen to help the students to better understand the digital modulation technology. In this simulator there are 9 varieties of digital modulation they are Binary Amplitude Shift Keying (BASK), On-Off Shift Keying

(OOK), Binary Frequency Shift Keying (BFSK), Differential Phase Shift Keying (DPSK),

Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Offset

Quadrature Phase Shift Keying (OQPSK), dan Quadrature Amplitide Modulation

(QAM).

(8)

v

KATA PENGANTAR

Atas berkat dan karunia dari Tuhan Yang Maha Esa, penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skrispi berjudul “Simulator Modulasi Digital Dengan Perangkat Lunak Matlab”. Skripsi ini merupakan syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika Universitas Kristen Satya Wacana.

Penulis menyadari bahwa tanpa adanya bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, maka penyusunan skripsi ini tidak akan diselesaikan dengan baik, maka dalam kesempatan kali ini pnulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Ibu Eva Yovita, MT selaku dosen pembimbing I yang telah membantu kesulitan memahami teori serta membantu penyusunan serta penyelesaian skripsi.

2. Bapak Andreas A.F, MT selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan revisi-revisi yang teliti dalam penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat selesai.

3. Ibu Ivanna K. Timotius yang memotivasi untuk segera mengerjakan skripsi dan segera menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika UKSW. 4. Seluruh staff dan karyawan TU yang membantu dan memberikan informasi

dan membantu penulis.

5. Keluarga penulis yang selalau memberikan semangat dan dukungan moril maupun materiil.

6. Seluruh teman-teman angkatan 2009 yang selalu memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi.

7. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu yang telah membantu penulis selama penyusunan dan penyelesaian skripsi.

Salatiga, 13 Maret 2015

(9)

vi

DAFTAR ISI

INTISARI ...i

ABSTRACT ...ii

KATA PENGANTAR ...iii

DAFTAR ISI ...iv

DAFTAR GAMBAR ...vi

DAFTAR TABEL ...ix

DAFTAR SINGKATAN ...x

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 TUJUAN ...1

1.2 LATAR BELAKANG ...1

1.3 BATASAN MASALAH ...3

1.4 SISTEMATIKA PENULISAN ...3

BAB II DASAR TEORI ...4

2.1 ASK (Amplitude Shift Keying) ...4

2.1.1 OOK (On-Off Keying) ...4

2.1.2 BASK (Binary Amplitude Shift Keying) ...5

2.2 FSK (Frequency Shift Keying) ...5

2.2.1 BFSK (Binary Frequency Shift Keying) ...5

2.3 PSK (Phase Shift Keying) ...6

2.3.1 BPSK (Binary Phase Shift Keying) ...6

2.3.2 DPSK (Differential Phase Shift Keying) ...7

2.3.3 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)...8

2.3.4 OQPSK (Offset Quadrature Phase Shift Keying) ...11

2.4 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ...13

BAB III PERANCANGAN DAN PEDOMAN PENGGUNAAN ALAT ...15

3.1 Perancangan ...15

3.1.1 Simulator Modulasi BASK ...16

3.1.2 Simulator Modulasi OOK ...17

3.1.3 Simulator Modulasi BFSK ...18

(10)

vii

3.1.5 Simulator Modulasi DPSK ...20

3.1.6 Simulator Modulasi QPSK ...21

3.1.7 Simulator Modulasi OQPSK ...22

3.1.8 Simulator Modulasi QAM ...23

BAB IV HASIL PENGUJIAN ALAT DAN ANALISISNYA ...17

4.1. Hasil Pengujian Alat dan Analisinya ...25

4.1.1. BASK ...25

4.1.2. OOK ...27

4.1.3. BFSK ...29

4.1.4. BPSK ...31

4.1.5. DPSK...32

4.1.6. QPSK...33

4.1.7. OQPSK ...35

4.1.8. QAM ...36

4.2. Hasil Pengujian Simulator Oleh Responden ...39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...42

5.1. Kesimpulan ...42

5.2. Saran ...42

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ...44

1 Simulator Modulasi BASK…………. ...44

2 Simulator Modulasi OOK ...48

3 Simulator Modulasi BFSK ...50

4 Simulator Modulasi BPSK ...52

5 Simulator Modulasi DPSK ...55

6 Simulator Modulasi QPSK ...57

7 Simulator Modulasi OQPSK ...60

(11)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 On-Off Shift Keying (OOK) ...4

Gambar 2.2 Modulasi BASK ...5

Gambar 2.3 Modulasi BFSK ...6

Gambar 2.4 Diagram Konstelasi BPSK ...7

Gambar 2.5 Isyarat Termodulasi BPSK ...7

Gambar 2.6 Kotak Diagram Modulasi DPSK ...8

Gambar 2.7 Diagram Konstelasi QPSK ...9

Gambar 2.8 Pemisahan Bit Genap dan Bit Gasal ...9

Gambar 2.9 Isyarat Termodulasi QPSK ...10

Gambar 2.10 Pergeseran Fase Isyarat Masukan ...11

Gambar 2.11 Isyarat Termodulasi OQPSK...12

Gambar 2.12 Isyarat Termodulasi 8-QAM ...14

Gambar 2.13 Diagram Konstelasi 8-QAM ...14

Gambar 3.1 Tampilan Awal Simulator Modulasi Digital...15

Gambar 3.2 Tampilan Menu Utama Simulator Modulasi Digital ...15

Gambar 3.3 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi BASK...16

Gambar 3.4 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi OOK ...17

Gambar 3.5 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi BFSK...18

Gambar 3.6 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi BPSK...19

Gambar 3.7 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi DPSK ...20

Gambar 3.8 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi QPSK ...21

Gambar 3.9 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi OQPSK ...22

Gambar 3.10 Tampilan Keseluruhan Simulator Modulasi QAM ...23

Gambar 4.1.(a) Isyarat Digital Masukan ...25

Gambar 4.1.(b) Isyarat Pembawa Bit ‘0’ ...25

Gambar 4.1.(c) Isyarat Pembawa Bit ‘1’ ...25

Gambar 4.1.(d) Isyarat Hasil Modulasi BASK...25

Gambar 4.2.(a) Isyarat Hasil Demodulasi BASK Nilai Patokan Sesuai Syarat ...26

Gambar 4.2.(b) Isyarat Hasil Demodulasi BASK Nilai Patokan > (A1) ...26

(12)

ix

Gambar 4.3.(b) Isyarat Pembawa ...27

Gambar 4.3.(c) Isyarat Hasil Modulasi OOK ...27

Gambar 4.4.(a) Isyarat Hasil Demodulasi OOK Nilai Patokan Sesuai Syarat ...28

Gambar 4.4.(b) Isyarat Hasil Demodulasi OOK Nilai Patokan < 0 ...28

Gambar 4.4.(c) Isyarat Hasil Demodulasi OOK Nilai Patokan > A ...28

Gambar 4.5.(b) Isyarat Pembawa Bit ‘0’ ...29

Gambar 4.5.(c) Isyarat Pembawa Bit ‘1’ ...29

Gambar 4.5.(d) Isyarat Hasil Modulasi BFSK...29

Gambar 4.6.(a) Isyarat Hasil Demodulasi BFSK ( ) ...30

Gambar 4.6.(b) Isyarat Hasil Demodulasi BFSK ( ) ...30

Gambar 4.7.(c) Isyarat Hasil Modulasi BPSK...31

Gambar 4.8.(a) Isyarat Hasil Demodulasi BPSK Nilai Patokan Sesuai Syarat ...32

Gambar 4.8.(b) Isyarat Hasil Demodulasi BPSK Nilai Patokan > A ...32

Gambar 4.9.(c) Isyarat Hasil Ter-XNOR ...33

Gambar 4.9.(b) Isyarat Hasil Modulasi DPSK ...33

Gambar 4.10.(b) Isyarat Gasal...34

Gambar 4.10.(b) Isyarat Genap ...34

Gambar 4.10.(b) Isyarat Hasil Modulasi QPSK ...34

Gambar 4.11.(b) Isyarat Gasal...35

Gambar 4.11.(b) Isyarat Genap ...35

Gambar 4.11.(b) Isyarat Hasil Modulasi OQPSK ...35

(13)

x

Gambar 4.13.(b) Isyarat Termodulasi 8-QAM ...36

Gambar 4.14.(b) Isyarat Termodulasi 16-QAM ...37

(14)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Gerbang Logika XNOR ...8

Tabel 2.2 Tabel Ilustrasi Proses XNOR ...8

Tabel 4.1 Kuesioner Responden ...39

Tabel 4.2 Hasil Kuesioner ...40

(15)

xii

DAFTAR SINGKATAN

BASK = Binary Amplitude Shift Keying

OOK = On-Off Keying

BFSK = Binary Frequency Shift Keying

MSK = Minimum Shift Keying

BPSK = Binary Phase Shift Keying

DPSK = Differential Phase Shift Keying

QPSK = Quadrature Phase Shift Keying

OQPSK = Offset Quadrature Phase Shift Keying

QAM = Quadrature Amplitude Shift Keying