Dasar Sistem Telekomunikasi 1

(1)

Dasar Sist. Telkom 1

Dasar Sistem Telekomunikasi

(2)

Obyektif Perkuliahan



Dapat memahami blok diagram sistem komunikasi analog



Dapat memahami beberapa jenis komunikasi analog

Referensi :

 MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik Elektro FT, Unram,

 Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System, Fourth Ed, Mc Graw Hill.

 Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic Comm. System, Fourth Ed, Prentice Hall Inc.

(3)

Blok Diagram Sist. Komunikasi Analog

Sumber Informasi

Transducer Input

Modulator Analog

Penerima Informasi

Transducer Output

Demodulator Analog

(4)

Sumber informasi : Memberikan informasi

masukan

Transduser input : Mengubah informasi masukan

menjadi isyarat elektris

Modulator analog : Menyesuaikan isyarat elektris

dengan media transmisi

misalnya gelombang radio

Media Transmisi : Kabel maupun non-kabel

Proses di penerima simetris pada media dengan

fungsi yang berlawanan dengan bagian pengirim

(5)

5

Sifat media transmisi yang merugikan

Peredaman :

Biasanya sangat kecil, tetapi dapat pula besar

Distorsi :

Respon terhadap isyarat tidak sempurna,sifat distorsi adalah jika isyarat tidak ada maka distorsi hilang.

Interferensi :

Gangguan oleh isyarat lain terhadap media transmisi, walaupun isyarat ditiadakan interferensi tetap ada.

Derau :

(6)

Fungsi Blok Diagram Sist. Analog

6

Sumber Informasi

Transducer Input

Modulator Analog

Penerima Informasi

Transducer Output

Demodulator Analog

Gelombang pemodulasi

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

(7)

MODULASI ANALOG

Double Side Band Full Carrier ( AM )

(8)

• Amplitudo Modulation Double Side Band

Jika yang diambil untuk diteruskan:

a. fc-fs, fc, fc+fs di sebut AM DSB (AM double side band).

b. fc-fs, fc atau fc, fc+fs disebut AM SSB

c. Jika amplitudo fc di tekan di sebut DSB (Double Side Band Supressed Carrier).

(9)

Obyektif Perkuliahan



Dapat memahami teknik modulasi DSBFC ( AM )



Dapat memahami teknik modulasi DSBSC ( DSB )



Dapat memahami indeks modulasi dan efisiensi daya



Dapat memahami spektrum magnitudo dan bandwidth

Referensi :

 MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik Elektro FT, Unram,

 Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System, Fourth Ed, Mc Graw Hill.

(10)

Proses Pengiriman Informasi

• Suatu sinyal carrier murni dibangkitkan pada

sisi pengirim / pemancar

• Sinyal carrier dimodulasi / dimodifikasi oleh

sinyal informasi agar dapat dipancarkan.

Terjadi perubahan karakteristik sinyal carrier

yang memuat informasi

(11)

Parameter Sinyal yang dapat dimodifikasi Hanya ada tiga

parameter sinyal yang dapat diubah pada kawasan waktu :

amplitudo, fase, atau frekuensi.

1. Pada AM, amplitude dari sinyal pembawa frekuensi tinggi

diubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudo sinyal informasi / pemodulasi, sementara frekuensinya dijaga konstan.

2. Pada FM, frekuensi dari sinyal pembawa frekuensi tinggi

diubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudo sinyal informasi / pemodulasi, sementara amplitudonya dijaga konstan.

(12)

Dasar Sist. Telkom 12 mengingat sudut phase pemodulasi ( m ) tidak mempengaruhi sudut

phase carrier ( c ), untuk kesederhanaan sudut phase tidak ikut dianalisa, shg gelombang termodulasi AM menjadi ( frekuensi carrier tetap,

amplitudo carrier fluktuasi mengikuti pemodulasi ) :

 

m



m m



Double Side Band Full Carrier ( AM )

 









dengan :

(13)

Indeks Modulasi



Indek modulasi pada AM merupakan

perbandingan antara amplitudo sinyal

pemodulasi dengan amplitudo sinyal

carrier.

Dasar Sist. Telkom Pertemuan ke 2 13

max max

min max

c m

E

m



(14)

Indeks Modulasi



ketika

m = 0

, Em = 0, maka sinyal termodulasi

adalah sama seperti sinyal carrier (sebelum

modulasi)

(15)

Indeks Modulasi



ketika

0 < m <1

, nilai ini yang terjadi dalam kondisi nyata.

Resultan gelombang semakin terlihat signifikan ketika nilai

m mendekati 1.

(16)

Indeks Modulasi



ketika

m =1

, merupakan kondisi ideal. Sinyal termodulasi

yang paling baik dihasilkan jika nilai m = 1.

(17)

Indeks Modulasi



ketika

m > 1

, pada kondisi ini dikatakan terjadi

overmodulasi.

Overmodulasi

akan menghasilkan distorsi pada sinyal

termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya

dengan sinyal informasi/pemodulasi.

(18)

Spektrum komponen frekuensi

Formula yang diperlukan :

cos (



+



) = cos



cos



- sin



sin



cos (



-



) = cos



cos



+ sin



sin



+

cos



cos



= ½ ( cos (



+



) + cos (



-



) )

cos (



+



) = cos



cos



- sin



sin



cos (



-



) = cos



cos



+ sin



sin



(19)

Spektrum Frekuensi AM

Spektrum frekuensi terlihat dg menjabarkan sinyal AM :

 









Carrier Lower Side Band Upper Side Band

E _{c max}

m E _{c max}

/

2 m E _{c max}

/

2

(20)

Gelombang termodulasi DSB diperoleh dengan mengalikan gelombang pemodulasi dan sinyal carrier maka :

 

t E



f t



e_m  _m_max cos 2 _m e_c

 

t  E_c_max cos



2 f_c t



Double Side Band Supressed Carrier ( DSB )

     

Lower Side Band Upper Side Band

(21)

Prinsip Dasar Rangkaian Modulator AM

Power

Amp

Sinyal

Pemodulasi

Kapasitor Bypass RF

Output RF

Termodulasi AM

RF Driver

Amplitudo Gelombang AM berfluktuasi karena pengaruh

Vcc’ = Vcc + Vm(t)

(22)

 % Contoh grafik sinyal AM dan DSB

 Fs = 1440 ;

 Title ( ' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ‘ )

 grid on;

 Title ( ' Gelombang termodulasi Double Side Band ‘ )

 grid on;

(23)

e

max

e

min

f

m

=

1Hz

(24)

fm = 1Hz

(25)

 % Contoh grafik sinyal AM dan DSB

 Fs = 1440;

 figure, plot(t,AM,t,x1,'r--',t,x2,'r--');

 xlabel(' detik ')

 ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')

 title(' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ')

 grid on;

 x3 = 0.4*sin (2*pi*1*t) + 0.5*sin (2*pi*2*t);  x4 = - x3 ;

 DSB = x3 .* car ;

 %

 figure, plot(t,DSB,t,x3,'r--',t,x4,'r--');

 xlabel(' detik ')

 ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')

 title(' Gelombang termodulasi Double Side Band ')

 grid on;

(26)

Dasar Sist. Telkom 26 Sinyal

pemodulasi

(27)

Dasar Sist. Telkom 27 Sinyal

pemodulasi

(28)

Pemodulasi

E_{c max}

(29)

Pemodulasi

(30)

 % Grafik SPEKTRUM AMPLITUDO sinyal AM dan DSB

 Fs = 1440;

 t = 0 : 1/Fs : 2 ;

 x = 0.8*sin (2*pi*100*t)- 0.5*sin (2*pi*150*t)+ 0.3*sin (2*pi*200*t) ;

 % Sinyal masukan dengan fm = 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz

 x1 = x + 1 ;

 x2 = - x1 ;

 car = sin (2*pi*400*t) ; % Sinyal carrier dengan fc = 400 Hz

 AM = x1 .* car ;

 %

 x3 = 0.8*sin (2*pi*100*t) - 0.5*sin (2*pi*150*t) + 0.3*sin (2*pi*200*t);

 x4 = - x3 ;

 DSB = x3 .* car ;

 %

 % untuk fft AM

 dataAM = fft(AM,512);

 Pyy_AM = dataAM.* conj(dataAM) / 512;

 f_AM = Fs*(0:256)/512;

 figure, plot(f_AM,Pyy_AM(1:257))

 title('Frequency content of y_AM')

 xlabel('frequency (Hz)')

(31)

Ec

m1Ec/2 m2Ec/2

m3Ec/2

m1Ec/2

(32)

m1Ec/2 m1Ec/2

m2Ec/2 m3Ec/2

m2Ec/2

(33)

Rata-rata Daya AM

Daya rata-rata gelombang sinusoidal melewati hambatan R adalah :

R E

2

2 max

Maka berdasar spektrum frekuensi diperoleh : P_c Ec_R

2 2

max



Dan untuk LSB dan USB masing-masing :

c

Maka total Daya rata-rata adalah :

(34)

Tegangan atau Arus Efektif sinyal AM

Tegangan efektif sinusoidal melewati hambatan R adalah :

Tegangan efektif pada komponen carrier :

R

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

(35)

Modulasi AM non sinusoidal

Sinyal Pemodulasi merupakan jumlahan dari beberapa komponen frekuensi :

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

(36)

Spektrum AM masukan suara / musik

E _{c max}

m₁E _{c max}

/

2 m₁E _{c max}

/

2

m₂E _{c max}

/

2 m₂E _{c max}

/

2

m₃E _{c max}

/

2 m₃E _{c max}

/

2

f_c – f₁ f_c + f₁ f_c + f₂

f_c – f₂

f_c – f₃ f_c f_c + f₃

f_c

f_c – f_{m max} f_c + f_{m maax}

LSB USB

(37)

Spektrum DSB masukan suara / musik

m₁E _{c max}

/

2 m₁E _{c max}

/

2

m₂E _{c max}

/

2 m₂E _{c max}

/

2

m₃E _{c max}

/

2 m₃E _{c max}

/

2

f_c – f₁ f_c + f₁ f_c + f₂

f_c – f₂

f_c – f₃ f_c f_c + f₃

f_c

f_c – f_{m max} f_c + f_{m max}

LSB USB

(38)

Contoh Soal 1:

Suatu gelombang pembawa dengan frekuensi 10 MHz dan

tegangan puncak 10 volt, dimodulasi amplitudo oleh sinyal sinus frekuensi 5 kHz dan amplitudo 6 Volt. Tentukan indeks modulasi dan gambarkan sketsa spektrum amplitudonya.

Jawab :

m = E_{m max} / E_{c max} = 6 / 10 = 0,6

f_LSB = f_c- f_m = 10 – 0,005 = 9,995 MHz

f_USB = f_c+ f_m = 10 + 0,005 = 10,005 MHz

(39)

Lanjutan sketsa Contoh Soal :

10 volt

3 volt _{3 volt}

10 10,005

(40)

Contoh Soal 2 :

Arus antena rata-rata dari pemancar radio AM adalah 10 A bila tidak dimodulasi, dan menjadi 12 A bila dimodulasi oleh sinyal sinusoidal. Hitunglah indeks modulasinya.

(41)

Berdasarkan gambar gelombang termodulasi AM tersebut, tentukan :

• Persamaan gelombang termodulasinya.

• Gambar sketsa spektrum frekuensinya.

Soal 1

(42)

Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

(43)

Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a. Bila sinyal masukan awal ditambahkan dengan gelombang sinusoidal lain sebesar , dan dimodulasi

bersamaan, berapakah lebar bandwidth gelombang AM tersebut?

b. Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

c. Berapakah efisiensinya ( persentase daya yang memuat informasi ) ?



t



Cos



t



volt

Sin

Vs  0,6 50  0,9 80

(44)

(45)

THANK’S

NOW