Amplitude Modulation (AM) adalah metode pertama dalam modulasi sinyal dan masih digunakan hingga saat ini. Alat yang melakukan proses modulasi di pengirim dinamakan modulator, di penerima dinamakan demodulator.
Terdapat beberapa varian atau jenis AM, diantaranya yang sudah kita pelajari minggu lalu adalah jenis Double Side Band Full Carrier (DSBFC).
Dikatakan double side band (DSB) karena pada output sinyal termodulasi (lebih jelas terlihat pada gambar frequency spectrum) terdapat dua sisi sinyal sama besar;
1. Upper Side Band (USB), yaitu sinyal dengan frekuensi fc+fm 2. Lower Side Band (LSB), yaitu sinyal dengan frekuensi fc-fm
Catatan: Jika output sinyal hanya memuat satu band saja (bisa USB saja atau LSB saja), maka dinamakan Single Side Band (SSB)
Dikatakan full carrier (FC) karena sinyal pembawa (carrier) muncul secara utuh (full) di output sinyal (lebih jelas terlihat pada gambar frequency spectrum), yaitu sinyal dengan frekuensi fc.
Catatan: Jika output sinyal tidak muncul adanya sinyal carrier, maka dinamakan
Suppressed Carrier (SC).
Oleh karena ada DSB dan SSB, juga ada FC dan SC, maka kombinasinya akan menghasilkan varian/tipe-tipe AM adalah sebagai berikut;
1. DSBFC 2. DSBSC 3. SSBFC 4. SSBSC
Satu lagi varian AM adalah VSB (Vestigial Side Band), maksudnya adalah salah satu side band (bisa yang USB atau yang LSB) dibuat sinyalnya kecil saja untuk menghemat power.
Pada pembahasan AM yang standard, yaitu DSBFC, kita sudah pelajari hal-hal berikut; 1. Sinyal modulasi dengan amplitude Em dan frekuensi fm
2. Sinyal carrier dengan amplitude Ec dan frekuensi fc 3. Indeks modulasi m = Em/Ec
4. Menggambar output sinyal dalam time domain (termasuk menentukan Vmax = Ec + Em dan Vmin = Ec - Em)
5. Menggambar output sinyal dalam frequency domain untuk amplitude versus frequency (termasuk menentukan frekuensi LSB = fc – fm dan frekuensi USB = fc + fm, juga menentukan bandwidth = (fc+fm) – (fc-fm) = 2 fm)
6. Menggambar output sinyal dalam frequency domain untuk power versus frequency (cara menentukan frekuensi LSB dan USB, serta menentukan bandwidth sama persis seperti nomor 5 di atas)
Untuk memudahkan proses belajar, kita mulai lagi dari nomor 1 (sambil mengingat dan memastikan anda semua sudah paham) melalui soal-soal berikut.
Gunakan Tabel 1 untuk anda gunakan sebagai Amplitude Em dan Indeks Modulasi m utk tiap mahasiswa
Tabel 1.
NIM Nama Em (V) m
1 10022014 AAN MARIANTO 14 0.10
2 10022017 DASEF AKHWANDI 17 0.15
3 12022001 RIO SURYA PAMUNGKAS 1 0.20
4 12022031 AHMAD EKO PRABOWO 31 0.25
5 12022032 AHMAD SYAFII 32 0.30
6 12022036 LALU AMAM HIDAYAT 36 0.35
7 12022039 IMAM WILDAN MUTAQIN 39 0.40
8 12E22051 UMAR ABDUL MAAJID 51 0.45
10 1300022001 BAYU KURNIAWAN 1 0.55 11 1300022002 BAGUS PRADIPTA SEPTYAN 2 0.60
12 1300022003 DWI FEBRIANTO 3 0.65
13 1300022004 YUDA INDRA PRANATA 4 0.70
14 1300022005 IBNU FIANDONO 5 0.75 15 1300022008 DONI PURWANTO 8 0.80 16 1300022010 ADE JUNAIDI 10 0.85 17 1300022011 DARYONO 11 0.90 18 1300022012 SATRIO NEGORO 12 0.95 19 1300022014 HARRIS SEMENDAWAI 14 0.100 20 1300022015 WAHYU HARI TRIATMOJO 15 0.105
21 1300022016 EKO SANTOSO 16 0.110
22 1300022017 KHAIRONI DWI SEPTIAJI 17 0.115
23 1300022018 FITRI MUWARDI 18 0.120
24 1300022019 ADITIYA DWI CANDRA 19 0.125 25 1300022021 BIMO LANGGENG RILO PAMBUDI 21 0.10 26 1300022023 ALKINDI MAHDALIAN 23 0.15
27 1300022024 HARIST FADHLI 24 0.20
28 1300022025 CHOIRUL RIDHO NURHUDA 25 0.25 29 1300022026 AHMAD BARUN NUR ROSID 26 0.30 30 1300022028 AHLINA JANANISHABRINA 28 0.35
31 1300022029 SHIHA BUDIN 29 0.40
32 1300022031 GENDRY CHOLENDRA 31 0.45
33 1300022033 RIO WIDODO 33 0.50
34 1300022034 RUDI YUSUF FERNANDES 34 0.55 35 1300022035 YASSER SIDHIQ PERMANA 35 0.60 36 1300022036 RIDHO KUSUMA PUTRA 36 0.65
37 1300022037 MUHAIMIN GUSRIN 37 0.70
38 1300022038 DIMAS MURTIA ATMOJO 38 0.75 39 1300022039 SEPTIAN DWI SENTOSA 39 0.80
40 1300022040 AINI RAPSANJANI 40 0.85
41 1300022044 FIRMANSYAH FARID HIDAYAH 44 0.90 42 1300022045 ADI CHANDRA KUSUMA 45 0.95 43 1300022046 HERRY SETYO NUGROHO 46 0.100
44 1300022047 RAIVAN NAUFAL 47 0.105
45 1300022051 MUHAMMAD ANSHORUDDIN 51 0.110 46 1300022052 ISMAIL GALIH MUSTIKO 52 0.115 47 1300022053 ICHSANULHAQ IZATUL WAFA 53 0.120 48 1300022054 HENDRIL SATRIAN PURNAMA 54 0.125 49 1300022055 YUDA AGUNG RAMADHAN SYAH 55 0.95 50 1300022058 GALIH PRAMUJA INNGAM FANANI 58 0.100
51 1311022041 OKIK SURIKNO 41 0.105
52 1311022042 HELMI NASIR 42 0.110
53 1311022048 ENENG NURAENI 48 0.115
54 1314022057 AREEPEN SENGSALONG 57 0.120 55 1315022060 YUHDA ARUFIYANTO 60 0.125
Soal 1
Suara manusia berada pada rentang frekuensi dari ………… Hz sampai ………. Hz Tentukan sendiri frekuensi modulasi fm yang akan anda gunakan: …………. Hz Tentukan besar periode (berikan perhitungan): …………=………=……….. s Amplitude sinyal modulasi Em anda sudah ditentukan di Tabel 1, yaitu: ………V Komunikasi AM bekerja pada rentang frekuensi dari ………… Hz sampai ………. Hz
Tentukan sendiri frekuensi carrier fc yang akan anda gunakan: …………. Hz
Tentukan besar periode (berikan perhitungan): …………=………=……….. s Amplitude sinyal cariier Ec anda dapat dihitung dari data dalam Tabel 1, yaitu: ……….= ………. = ……….. V
a) Gambarkan output sinyal termodulasi dalam time domain
Dalam gambar, harus jelas dinyatakan/dihitung/berdasarkan pertimbangan2berikut;
(i). Indeks modulasi m dan efeknya dalam gambar
(ii). Amplitude Em, amplitude Ec, Vmax, Vmin (gambar harus proporsional) (iii). Frekuensi/periode fm, frekuensi/periode fc (gambar harus proporsional) (iv). Banyaknya siklus sinyal carrier untuk setiap 1 siklus sinyal modulasi b) Gambarkan output sinyal termodulasi dalam frekuensi domain (= frequency
spectrum) untuk amplitude versus frekuensi
Dalam gambar, harus jelas dinyatakan/dihitung besaran berikut; (i). Frequency USB dan frekuensi LSB
(ii). Bandwidth (sinyal dg frekuensi tertinggi dikurangi sinyal dengan frekuensi terendah = USB – LSB)
(iii). Amplitude untuk sinyal pada frekuensi fc, USB, dan LSB
c) Gambarkan frequency spectrum untuk power versus frekuensi (frequency domain) Dalam gambar, harus jelas dinyatakan/dihitung besaran berikut; (utk memudahkan, R boleh tetap dinyatakan R=R atau boleh juga R=1)
(i). Frequency USB dan frekuensi LSB (caranya sama dengan b) (ii). Bandwidth (caranya sama dengan b)
(iii). Power untuk sinyal pada frekuensi fc, USB, LSB dan power total Caranya seperti berikut;
(iv). Power efficiency (besar power pada USB + LSB dibandingkan dengan total power yang ditransmisikan), menggunakan rumus berikut.
Pada AM tipe DSBFC yang sudah kita pelajari di atas, informasi yang akan dikirimkan sebenarnya hanya melekat pada sinyal dengan frekuensi fm, bukan pada fc karena fc hanya bertindak menempatkan informasi pada frekuensi tertentu. Atas bantuan fc, kemudian sinyal ditransmisikan dengan dua sidebands, yaitu pada sinyal fc+fm (USB) dan fc-fm (LSB), yang mana dua frekuensi ini tempatnya jauh lebih tinggi dibanding frekuensi fm. Perlu diketahui juga bahwa USB dan LSB hanya duplikat/kembaran, mengandung informasi yang sama.
Terdapat 2 permasalahan dalam DSBFC yang saling terkait, yaitu boros dalam penggunaan power (efisiensi power rendah) dan boros dalam penggunaan bandwidth.
Usaha yang dilakukan kemudian adalah
1. mengirim hanya salah satu sideband, USB saja atau LSB saja, sehinggu muncullah istilah Single Side Band. Dengan demikian, total power yang ditransmisikan lebih rendah dan efisiensi power akan lebih tinggi. Bandwidth juga akan semakin hemat (kecil)
2. karena fc sifatnya hanya membantu, bukan berisi informasi, maka kemudian “ditekan” atau tidak dikirimkan, sehingga muncullah istilah Supressed Carrier
nah sekarang kita coba pelajari satu per satu, focus pada power dan bandwidth. Soal 2a: SSBFC
Soal ini kelanjutan dari soal 1
Coba sekarang misalkan yang dikirimkan hanya USB (LSB tidak dikirimkan, atau bisa berlaku sebaliknya; LSB dikirimkan, USB tidak), hitunglah;
1. efisiensi power = power pada USB dibagi power total 2. bandwidth = frekuensi USB dikurangi frekuensi fc
3. Berikan komentar tentang efisiensi power dan bandwidth yang anda dapatkan disini dibanding pada DSBFC (soal no 1c)
Soal 2b: DSBSC
Soal ini kelanjutan dari soal 1
Coba sekarang misalkan yang dikirimkan hanya sidebands USB dan LSB (fc tidak dikirimkan), hitunglah;
1. efisiensi power = power pada USB + LSB dibagi power total 2. bandwidth = frekuensi USB dikurangi frekuensi LSB
3. Berikan komentar tentang efisiensi power dan bandwidth yang anda dapatkan disini dibanding DSBFC (soal no 1c dan SSBFC (soal no 2)
Ketentuan tugas
1. Jawablah dengan menggunakan format resume jawaban yang disediakan 2. Jawaban diketik computer atau tulis tangan rapi
3. Jawaban dibuat dalam 1 kertas HVS kuarto bolak-balik (TIDAK BOLEH LEBIH) 4. Jawaban diterima paling lambat hari ini Jumat 5 Desember 2014 jam 17.00 wib 5. Jawaban dimasukkan kedalam locker dosen di depan ruang prodi
6. Diskusi dengan mahasiswa lain boleh, tapi jawaban tidak boleh copy-paste [dan tidak mungkin jawaban sama karena setiap mhs punya nilai Em dan m yg berbeda-beda)
Format Resume Jawaban
NIM Nama Em (V) m
Soal 1: DSBFC Rentang frekuensi suara manusia
Sinyal modulasi Frekuensi fm = ………. Hz
Periode Tm = …………. = ………. = ……….. s Amplitude Em = ……….V
Rentang frekuensi untuk modulasi AM
Sinyal carrier Frekuensi fc = ………. Hz
Periode Tc = …………. = ……….. = ……….. s Amplitude Ec = ……….V Indeks modulasi m Sinyal termodulasi (time domain) Amplitude vs time Vmax = …….. …… = ………V Vmin = ……… = …….. V -Vmax = …….. …… = ………V -Vmin = ……… = …….. V Tm = …….. s Tc = ……… s 1 Tm = …….Tc Gambar Sinyal termodulasi (frequency domain) Frekuensi LSB = ………… Hz Frekuensi USB = ………… Hz Bandwidth = ………= ……… Hz Amplitude carrier = …………. = ……… = ………….. V Amplitude (LSB = USB) = ……….. = ………… …………. V
Gambar amplitude vs time
Sinyal termodulasi (frequency domain) Frekuensi LSB = ………… Hz Frekuensi USB = ………… Hz Bandwidth = ………= ……… Hz Power carrier = …………. = ……… = ………… W Power (LSB = USB) = ……….. = ……… = ………… W Power total = ……… = ………. = ……….. W
Power sidebands (=LSB + USB) = ………….. = ……….. W
Eficiensi power = ……….. = ……… = ……….. %
Gambar amplitude vs frekuensi
Soal 2a: SSBFC Sinyal termodulasi (frequency domain)
Gambar power vs frekuensi
Frekuensi LSB ……….. = ……… Hz
Frekuensi USB ……….. = ………. Hz
Bandwidth (Hz) ……….. = ………. Hz
Power carrier ……….. = ………... W
Power LSB atau Power USB ……….. = ………... W Power sidebands = Power LSB + Power USB ……….. = ……… W
Power total ……… = ……….. W
Efisiensi power ……… = ……….. %
Berikan ulasan tentang bandwidth yang anda dapatkan disini (SSBFC) dg soal 1 (DSBFC) Berikan ulasan efisiensi power yang anda dapatkan disini (SSBFC) dg soal 1 (DSBFC)
Soal 2b: DSBSC Sinyal termodulasi (frequency domain)
Gambar power vs frekuensi
Frekuensi LSB ……….. = ……… Hz
Frekuensi USB ……….. = ………. Hz
Bandwidth (Hz) ……….. = ………. Hz
Power carrier ……….. = ………... W
Power LSB = Power USB ……….. = ………... W Power sidebands = Power LSB + Power USB ……….. = ……… W
Power total ……… = ……….. W
Efisiensi power ……… = ……….. %
Berikan ulasan tentang bandwidth yang anda dapatkan disini (DSBSC) dg soal 1 (DSBFC) Berikan ulasan efisiensi power yang anda dapatkan disini (DSBSC) dg soal 1 (DSBFC)
