PERANCANGAN DAN PERAKITAN MODULATOR FSK 9600 BAUD UNTUK PERANGKAT TRANSMITER PAYLOAD SATELIT IINUSAT-01

(1)

AHMAD MUHIDDIN 2207100171 Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Gamantyo Hendrantoro, Ph.D

PERANCANGAN DAN PERAKITAN

MODULATOR FSK 9600 BAUD UNTUK

PERANGKAT TRANSMITER PAYLOAD SATELIT

IINUSAT-01

(2)

LATAR BELAKANG

 Wilayah Indonesia yang terdiri dari kepulauan

dengan selat pemisah yang cukup besar

---Kendala dalam penyelengaraan telekomunikasi yang menyeluruh

 Potensi sistem komunikasi satelit sebagai solusi jitu

(3)

Perumusan Masalah

 Bagaimana konsep kerja modulator FSK

 Bagaimana bentuk perangkat modulator FSK yang

sesuai untuk sistem

payload

satelit IiNUSAT-01

 Bagaimana perangkat modulator FSK yang sesuai

(4)

Batasan Masalah

 Modulator yang dirakit bekerja pada frekuensi amatir

downlink

436,915 MHz dengan 145.95 MHz untuk

uplink

.

 Laju bit perangkat modulator bekerja dengan

kecepatan 9600 bps pada frekuensi

downlink

.

(5)

Tujuan

 Mengetahui konsep kerja modulator FSK

 Mengetahui model perangkat modulator yang sesuai

untuk system

payload

satelit IiNUSAT-01

 Mengetahui cara kerja perangkat modulator FSK

yang sesuai digunakan untuk sistem

payload

satelit IiNUSAT-01

(6)

Teori Penunjang

(Modulasi Digital)

 Menumpangkan bit stream sinyal digital kepada sinyal

pembawa

 Mengubah karakteristik sifat gelombang pembawa sehingga

memiliki ciri-ciri sinyal biner 0 atau 1

 Tiga teknik dasar modulasi digital : Amplitudo Shift Keying,

(7)

Frekuensi Shift Keying (FSK)

 Frekuensi sinyal pembawa digeser antara 2 frekuensi

yang berbeda, frekuensi mark (bit 1) atau frekuensi space (bit 0)

(8)

(9)

Rancang Bangun Perangkat

(Parameter Modulator FSK)

 Keying speed = 9600

baud

 Frekuensi deviasi (Δ

f

) = 1000 Hz  Frekuensi pusat (

f

_c) = 436.915 MHz  Frekuensi

mark

(

f

_m)  fm = fc + Δf = 436.915 MHz + 1000 Hz = 436.916 MHz  Frekuensi space (

f

_s)  fs = fc - Δf = 436.915 MHz - 1000 Hz = 436.914 MHz

(10)

Parameter Modulator FSK (2)

 Indeks Modulasi (IM)

 IM = |fm-fs|/keying speed = 2000/9600 = 0.20833  Time Bit (tb)  Tb = 1/keying speed tb = 1/9600 = 0.104 ms  Bandwidth FSK (BW)  BW = fm – fs + 2/tb = 2 [Δf + 1/tb] = 2 [1000 + 1/0.000104] = 21.2 kHz

(11)

Modulator Berbasis IC ADF7021-N

(12)

Modulator Berbasis IC ADF7021-N (2)

 Frekuensis referensi disintesis menggunakan kristal osilator

eksternal 10 MHz

 Phase Locked Loop (PLL) terdiri dari loop filter, N-counter serta

(13)

Simulasi Software

(14)

Simulasi Software (2)

CPout 4 V Tune 18 Osc 2 14 Notes:

1. Indicative schematic only 2. All power supply connections not shown 3. Bypass capacitors and bias resistors not shown

4. For full details see device data sheet MUXOUT 11 Gnd Gnd Gnd LE 8 Data 6 Clock 7 AVdd DVdd ADF7010/1 RF Out 20 Osc 1 15 TxDATA 9 TxCLK 10 GFSK only Transmit Data Interface Chip Programming Interface C3 1.00nF R2 220 C1 1.00nF C2 100nF R1 270 Set CP1 and CP2 according

to crystal load capacitance CP1

CP2 Crystal 10.1376MHz

Consult ADI Application Notes and Evaluation Board documentation for recommended PCB layout and alternative filter options.

Antenna L31 18.0nH C328.20pF C31 4.70pF L32 36.0nH C33 4.70pF L33 30.0nH L3427.0nH C34 5.60pF C35 5.60pF C365.60pF Vdd

Rangkaian Hasil Simulasi

(15)

Realisasi Perangkat & Estimasi Dimensi

Payload IiNUSAT-01

3 cm

(16)

Pengujian & Pengukuran



Modul RF ADF7021-N yang telah dirangkai



Motherboard

EVAL-ADF70XXMBZ2

(17)

Pengujian & Pengukuran

(Software IC ADF7xxx)

(18)

Pengujian & Pengukuran

(Input Sinyal Generator)

E VAL-ADF70XXMBZ2 Modul RF Spectrum Analyzer Signal Generator Personal Computer TxRx Data USB to PC

(19)

Pengujian & Pengukuran

(Input Sinyal Generator)-2

•Input berupa sinyal audio 4800 Hz (fi) dari LF

generator

•fi = 1/2tb = keying speed/2 ; dimana fi adalah

frekuensi sinyal pemodulasi

•Deviasi frekuensi yang diinginkan1000 Hz, sedangkan

deviasi aktual sebesar 600 Hz (frekuensi mark) dan

(20)

Hasil Pengukuran

(Spektrum Modulasi FSK dengan Input Daya 13

dBm)

(21)

Pengujian & Pengukuran

(Input Data Internal)



sumber modulasi diambil dari data internal

ADF7021-N



tone +ve, tone -ve, pola data 1010 dan PN9



Input diset melalui panel

Internal Test Data



Deviasi frekuensi yang diset sebesar 1000 Hz

sedangkan deviasi aktual yang didapatkan dari hasil

pengukuran adalah sebesar 1080 Hz untuk

masing-masing frekuensi

mark

dan

space

(22)

Pengujian & Pengukuran

(Input Data Internal)-2

(23)

Konsumsi Energi Perangkat

One Cycle Power Consumption Model Tx 35.8ms Idle / Rx 50.0ms Sleep Time 60.0 s Current Time

Periode Satu Siklus Waktu Arus Persentase Konsumsi Energi

Sleep 60s 100nA 0.3% Idle/Rx Mode 50ms 21mA 60.4% Tx 35.8ms 19.1mA 39.3%

(24)

Kesimpulan

 Keluarga IC transceiver ADF7021-N dapat digunakan

sebagai perangkat modulator FSK 9600 baud dan diaplikasikan pada payload komunikasi satelit

IiNUSAT-01.

 Nilai deviasi frekuensi yang didapatkan pada skema

pengujian dengan input dari sinyal generator adalah ± 1.38 kHz. Sedangkan nilai deviasi frekuensi yang didapatkan pada skema pengujian data internal adalah ± 1.08 kHz.

(25)

Saran

 Memilih keluarga IC ADF7021-N yang lebih sederhana yang didedikasikan

khusus untuk sisi transmiter. Pemilihan IC jenis ini akan mengurangi tingkat kesulitan perakitan dan juga dapat meminimalisir kebutuhan komponen pasif.

 Pemilihan komponen pendukung IC perlu lebih selektif, terutama pada

rangkaian loop filter dan PLL agar kinerja modulasi perangkat dapat lebih maksimal.

 Penelitian berkelanjutan mengenai payload komunikasi satelit perlu

dilakukan termasuk perancangan perangkat OBDH, agar kedepannya integrasi komponen penyusun payload dapat dilaksanakan.

(26)

Daftar Pustaka

1) Wiley & Sons. John, “Hanbook on Satellite Communication 3rd Edition”, ITU, USA, Ch.6, 2002 2) Ludwig. Reinhold and Bretchko. Pavel, “RF Circuit Design : Theory and Applications,” Prentice

Hall,2005

3) Team INSPIRE, “Indonesian Nano Satellite Platform Initiative for Research and Education

(INSPIRE) : Indonesian Inter University Satellite-01 Preliminary Design Review”, 2010

4) Anonim, “DasarTeori Modulasi”, http://elib.unikom.ac.id

/files/disk1/461/jbptunikompp-gdl-zulfendini-23019-9-unikom_z-i.pdf, 2012

5) Mohammed K. Abu Foul, “FSK Modulator,” Islamic Univerity of Gaza, Faculty of Engineering

Electrical Departement, pp.1-2, 2011.

6) [Anonim, “Phased Locked Loop (PLL),” http://id.wikipedia.org /wiki/PLL, 2012. 7) Anonim, “ADF7021-N: High Performance Narrow-band Tranceiver IC,”

http://www.analog.com/en/rfif-components/rfif-transceivers/adf7021-n/products/product.html, 2012

8) Watson. Bob, “FSK : Signal and Demodulation,” The Communication EdgeTM , pp.1,

(27)

(28)