Rancang Bangun Demodulator BPSK Untuk Komunikasi Citra Pada Stasiun Bumi

Teks penuh

(1)

Abstrak— Sistem komunikasi satelit terdiri atas dua konfigurasi yaitu space segment (ruas angkasa) dan ground

segment (ruas bumi). Pada tugas akhir ini dikhususkan pada

stasiun bumi yang merupakan suatu ground segment yang dapat berfungsi sebagai pemancar maupun penerima. Stasiun bumi pada Tugas Akhir ini hanya membahas pada arah downlink, yang hanya menerima data yang dipancarkan dari satelit pico. Pada stasiun bumi terdapat berbagai macam modul seperti antenna, RF Downlink, baseband (demodulator), decoder(modul mikrokontroler), dan PC untuk menampilkan hasil pengiriman data berupa citra. Modul demodulator berfungsi mengembalikan sinyal termodulasi ke bentuk semula. Tugas akhir ini bertujuan merancang dan membuat perangkat demodulator BPSK yang bekerja pada baudrate 19200 baud/s. Demodulator ini diimplementasikan dengan melalui 3 tahap rancangan, yakni

balanced modulator, carrier recovery, dan low pass filter.

Pengujian demodulator BPSK ini melalui 3 tahap rancangan agar dapat mengetahui kinerja perangkat secara keseluruhan. Hasil pengujian menunjukan bahwa demodulator BPSK dapat mendemodulasi sinyal analog dengan baud rate 19200 baud/s. Hasilnya telah sesuai dengan spesifikasi rancangan yang dibutuhkan baseband pada stasiun bumi.

Kata kunci : stasiun bumi penerima, demodulator BPSK,

balanced modulator, carrier recovery, low pass filter.

I. PENDAHULUAN

emajuan teknologi komunikasi satelit telah diminati tidak hanya oleh institut-institut pemerintah sebagai keperluan kenegaraan, namun juga bagi perguruan tinggi di indonesia guna eksperimental studi. Satelit yang saat ini berkembang sebagai eksperimental studi pada perguruan tinggi adalah satelit pico, dimana satelit ini sama dengan satelit pada umumnya namun berbeda salam segi dimensi, massa dan pengorbitannya. Satelit pico mempunyai dimensi yang kecil, massa yang kurang dari 1 kg, dan perngorbitannya berada pada lintasan LEO (low earth orbit).

Saat ini Institute Teknologi Sepuluh Nopember surabaya sebagai salah satu perguruan tinggi yang merencanakan pengembangan komunikasi satelit guna eksperimental studi, sedang merencanakan proyek pengembangan komunikasi satelit pico yang dimaksudkan dapat melakukan pengiriman citra yang berasal dari kamera pada payload satelit ke stasiun bumi dan hanya menggunakan lintasan downlink dengan frekuensi S-band 2.4 Ghz. Untuk merealisasikan proyek tersebut, sistem komunikasi antara satelit dan stasiun bumi harus dilengkapi dengan beberapa modul penyusun, salah satunya adalah modul baseband. Modul ini terfokus pada sebuah perangkat transmisi data dengan menggunakan sistem modulasi Binary Phase Shift Keying (BPSK) yang terletak

pada stasiun bumi. Modulasi Binary Phase Shift Keying (BPSK) lebih banyak digunakan untuk komunikasi satelit, karena BPSK memiliki karakteristik bit error-rate yang rendah [1]. Pada Tugas Akhir ini, akan merancang dan membuat demodulator BPSK untuk stasiun bumi penerima. Demodulator BPSK dimaksudkan untuk mendemodulasi sinyal yang diterima hingga mendapatkan bentuk sinyal asli.

Makalah ini melaporkan mengenai perancangan perangkat demodulator BPSK untuk penerimaan citra pada stasiun bumi, sedangkan perancangan perangkat modulator BPSK pada payload satelit dilaporkan pada makalah [2]. Bab II menjelaskan mengenai teori penunjang yang berkaitan dengan perancangan serta implementasi perangkat, khususnya 3 tahap pembentuk demodulator BPSK yakni balanced modulator, carrier recovery, dan LPF. Tahapan perancangan dan pembuatan perangkat termasuk didalamnya penggunaan komponen penyusun rangkaian dijelaskan pada Bab III, sedangkan hasil pengujian dan pengukuran perangkat serta kesimpulan dijelaskan pada Bab IV dan Bab V.

II. TINJAUANPUSTAKA A. Sistem Penerima Stasiun Bumi

Sistem komunikasi satelit terbagi atas dua elemen dasar yaitu space segment (ruas angkasa) dan earth segment (ruas bumi). Perencanaan pengiriman citra pada makalah ini hanya fokus pada stasiun bumi yang merupakan terminal telekomunikasi yang berada di bumi, perancangan ini menggunakan satu lintasan yakni lintasan downlink 2.4GHz, yang berarti stasiun bumi berfungsi hanya sebagai penerima data berupa citra yang berasal dari payload satelit. Payload satelit dan stasiun bumi terdiri dari beberapa modul penyusun. Blok diagram sistem komunikasi satelit ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar. 1. Blok Diagram Sistem Penerima

Rancang Bangun Demodulator Bpsk

untuk

Komunikasi Citra pada Stasiun Bumi

Atika Aprilya, Eko Setijadi, dan Devy Kuswidiastuti

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

e-mail: ekoset@ee.its.ac.id

K

Payload Satelit Camera Modulator BPSK UP Converter Power Amplifier Stasiun Bumi PC Demodulator BPSK Down Converter Low Noise Amplifier

(2)

Sis mo sat am mo (PC dem me fre B. kon ber ber aka me wa dan ber Dim dar per Jik ter ter Gam C. pad kem pem Ga stem penerima odul penyusun telit, yakni an mplifier dan d odul mikrokon C). Makalah modulator BP engubah sinyal equency) menja Binary Phase BPSK adala nversi sinyal rupa sinyal k rbeda[1]. Pad an mengubah f engirimkan satu aktu tertentu d n “1”. Bentuk rikut. sin 2 mana: A = Amplitu f = Frekuen M = Jumlah ri persamaan ( rsamaan BPSK ka input biner a 0 Output dari m rmodulasi. Gam rmodulasi BPS mbar. 2. Hubungan Demodulator Demodulato da sisi penerim mbali sinyal in mbawa. Blok d ambar 3. a pada stasiu n untuk mene ntena penerim down converte ntroler yang te ini hanya ak SK pada stasi l yang berada adi sinyal base e Shift Keying ah salah satu digital “0” at kontinyu yang da modulasi B fase sinyal pem u dari dua siny dimana sinyal k umum persam

2 f 1

udo nsi carrier h sandi yang ter

1), jika input b K adalah 1 sin adalah logic 0, 0 sin 2 modulator BPS mbar hubunga K ditunjukkan

n sinyal digital dan

r BPSK r merupakan p ma (demodulat nformasi yang diagram demod un bumi terdir erima data cit ma, RF down er), demodulat erhubung ke pe kan membahas un bumi yang pada frekuens band. teknik modula tau “1” menja g mempunyai BPSK, inform mbawa, dimana

yal yang mung yang dikirim maan BPSK [1 ; 0,1 rsusun dari n b biner adalah lo 2 f 0° maka persama 2 f 180° SK menghasil an sinyal digit n pada Gambar n sinyal termodula proses kebalika tor) terjadi pro g ditumpangkan

dulator BPSK

ri dari bebera tra dari paylo nlink (low no tor BPSK, se ersonal compu s tentang mo g berfungsi un si IF (intermed

asi sinyal deng adi suatu sim

dua fase ya masi yang diba a transmisi BP gkin pada inter adalah logic “ 1] adalah seba 1,.., M-1 ( bit. (BPSK, M= ogic 1 maka (2 aan BPSK adal (3 lkan sinyal ya tal dengan sin

2. asi BPSK [3] an dari modulat oses pengambi n kedalam sin ditunjukkan pa apa oad oise erta uter dul ntuk diet gan mbol ang awa SK rval “0” agai 1) =2) ) lah ) ang nyal tor, ilan nyal ada Gambar. Pada b dikalika rangkai detector dengan diatas berfung komple D. Bal Ba (pengal (pemba mengha dikirimk balance dua inp dalam pada ba untuk s berasal frekuen pada m teganga gelomb ditunjuk Gambar. 4 E. Car Sin untuk m termodu daya de carrier metode squarin pada p BPS Inpu Refe ca in 3.Blok diagram d blok diagram atau – an dengan car an demodula r, dimana out sinyal pembaw diperoleh da gsi untuk memi k yang didemo lanced modula alanced modu i) dengan dua awa) yang asilkan sinyal kan ke penerim ed modulator put sinyal yaitu

demodulator B alanced modula sinyal carrier dari rangkai nsi sebanding d modulator. Untu an input digital ang pembaw kkan pada Gam

4. Balanced modu rrier Recovery nyal carrier da mengambil siny

ulasi yang ber engan cara me yang hilang k

untuk mereal ngloop dan cos perancangan in Carrier Recover B M SK ut sin erence arrier nput T1 demodulator BPSK terlihat, sinya yang telah rrier recovery. ator juga be tputnya adalah wa semula yan ari rangkaian isahkan data bi odulasi. tor lator adalah s input yaitu dat berasal dar termodulasi p ma. Pada demo

yang juga be u sinyal data d BPSK, sinyal ator telah term yang akan dik an carrier re dengan frekuen uk mengoperas l harus lebih b wa. Rangkaian mbar 4. ulator[3] an clock pada c yal-sinyal yang rtujuan untuk enekan sinyal kemudian diban lisasikan carri stas loop. Met ni yaitu meto Balanced Modulator sin Binary input D1 D3 D4 D2 K [3] al input mung h termodulasi . Balance mod erfungsi sebag h hasil kali s ng ada pada b carrier reco iner tercover d suatu rangkaia ta digital dan s ri oscillator pada modulato odulator juga m rfungsi untuk dan sinyal car

data yang m modulasi BPSK

kalikan dengan ecovery yang nsi sinyal carr sikan Balanced besar dari tegan n balanced carrier recover g berasal dari s memaksimalk carrier, kemu ngkitkan kemb ier recovery y tode yang men ode squaring Low Pass Filter Mod ou T2 3 4 271 gkin berupa BPSK akan dulator pada gai product inyal BPSK blok diagram overy. LPF dari spektrum an multiplier inyal carrier r sehingga or yang siap menggunakan mengalikan rrier. Namun menjadi input K, sedangkan n sinyal data mempunyai ier yang ada d modulator, ngan puncak d modulator ry digunakan sinyal digital kan efisiensi udian sinyal bali. Ada dua yaitu metode njadi rujukan loop yang Binary Data Output dulated utput

(3)

ditunjukkan pada Gambar 5 dengan modifikasi pada PLL sehingga metode yang digunakan adalah pengembangan dari metode squaring loop yaitu rise square in carrying[4].

Gambar. 5. Squaring Loop Carrier recovery[5]

Dari gambar terlihat bahwa setelah doubler frekuensi, maka PLL konvensional dapat digunakan untuk memulihkan harmonik sinyal carrier, yang akhirnya menghasilkan output frekuensi ganda dan kemudian dibagi dua dengan menggunakan gerbang logika sederhana untuk memulihkan sinyal carrier. PLL konvensional terdiri dari phase detector, loof filter, VCO. Aplikasi PLL digunakan untuk mengunci frekuensi kerja yang diinginkan. Bagian exciter terdiri dari dua bagian yaituVCO dan PLL dengan kalkulasi binari dan osilator yang dirangkai secara push-pull. Konfigurasi ini secara umum sudah dibuktikan memiliki banyak kelebihan dalam hal kestabilan dibandingkan sebuah osilator yang bekerja langsung dalam frekuensi yang diinginkan misal (70 MHz). Dalam implementasinya, sistem PLL ini masih ditambah lagi dengan rangkaian pembagi frekuensi pada jalur umpan baliknya, yang berfungsi menurunkan frekuensi keluaran VCO sehingga pada saat dibandingkan oleh detektor fasa, frekuensi referensi dan feedbacknya sudah cukup rendah, pembagi frekuensi yang biasa dipakai adalah digital divider. F. Low Pass Filter

Low pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari dc naik sampai ke suatu frekuensi cut off (fc). Ketika frekuensi naik diatas fc maka tegangan keluarannya diredam. Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt). Rangkaian LPF RC merupakan jenis filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang digunakan. Rangkaian dasar LPF dan gambar grafik respon frekuensi LPF ditunjukkan pada Gambar 6.

(a) (b) Gambar. 6. (a) Rangkaian dasar LPF (b) Grafik respon frekuensi LPF[6].

Garis yang penuh adalah gambar untuk filter ideal, sedangkan garis putus-putus menunjukkan kurva-kurva untuk LPF yang praktis. Jangkauan yang dipancarkan dikenal sebagai band pass. Jangkauan frekuensi yang diperlemah dikenal sebagai band stop.Frekuensi cut off, fc juga disebut frekuensi -3 dB, frekuensi sudut, atau frekuensi pemotong. Frekuensi cut-off (fc) dari filter pasif lolos bawah (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut.

(4) Dimana :

fc = frekuensi cut-off (hertz) R = nilai resistor (ohm) C = nilai kapasitor (farad)

Rangkaian filter pasif LPF RC diatas terlihat seperti pembagi tegangan menggunakan R. Dimana pada filter LPF RC ini tegangan output diambil pada titik pertemuan RC. Besarnya penguatan tegangan (G) pada filter pasif yang ideal maksimum adalah 1 = 0 dB yang hanya terjadi pada frekuensi sinyal input dibawah frekuensi cut-off (fc). Pada demodulator BPSK, LPF menggunakan rangkaian sederhana RC yang ditambahkan dengan IC shaping sebagai pembentuk sinyal kotak.

III. PERANCANGANDANIMPLEMENTASI PERANGKAT

A. Penentuan Kriteria Perancangan

Untuk merancang modem BPSK dibutuhkan penentuan kriteria perancangan. Kriteria perancangan yang dibutuhkan berupa kecepatan transmisi data (data rate), dan frekuensi IF yang diinginkan. Nilai kecepatan transmisi data (baud rate) yang direncanakan untuk transmisi sebesar 19200 bps. Demodulator BPSK merupakan modulasi binary sehingga besarnya baud rate sebanding dengan bit rate yaitu 19200. Besarnya kecepatan transmisi data disesuaikan dengan besarnya kapasitas citra yang akan ditransmisikan, tipe kamera yang digunakan pada satelit yaitu kamera TTL dengan ukuran gambar 640×480 dan kedalaman bit adalah 8 bit serta memiliki output serial.

Perancangan komunikasi citra ITS-Sat menggunakan frekuensi carrier 2,4 GHz pada arah downlink. Frekuensi sinyal informasi yang dikirimkan dengan carrier 2,4 GHz harus diturunkan hingga mencapai frekuensi IF yang digunakan agar dapat didemodulasi menjadi sinyal informasi pada frekuensi baseband. Demodulator BPSK memiliki input frekuensi IF sebesar 70 MHz, besarnya frekuensi IF disesuaikan dengan standar penggunaan Frekuensi IF untuk sistem komunikasi satelit. Frekuensi IF yang menjadi input pada demodulator BPSK direncanakan akan dikembalikan ke frekuensi baseband yang berupa frekuensi informasi asli dengan bandwidth 19200 hertz.

B. Perancangan dan Implementasi Demodulator BPSK Perancangan demodulator BPSK terdiri dari 3 tahap yaitu perancangan rangkaian balanced modulator, carrierrecovery dan rangkaian LPF. Blok diagram perancangan demodulator BPSK ditunjukkan pada Gambar 7.

F(s) VCO 2 Recovered carrier Input Signal ⋅ 2 Frequency doubler Pita stop Pita lewat Frekuensi fc |V|

(4)

Gam P chi dir sat Ga me me den ter dan ba seh mo dis sem me me PL dit Gam Pa me me Inp BP mbar. 7. Perancang Perancangan d ip terintegrasi rancang pada tu PCB. Skem ambar 8. Gambar. 8. Skema Perancangan enggunakan IC emiliki spesifi ngan frekuens rdapat multiplie n sinyal inp lanced modul hingga sinyal odulator adala saring (filter) s mula berupa sin

Perancangan etode rise squa erupakan meto LL. Untuk blo tunjukkan pada

mbar. 9. Blok diag

da blok diagr etode rise s enggunakan 3 Sinyal BPSK Doubler Frequency put PSK gan demodulator B demodulator B i (IC) pada satu skematik matik demodu

atik rangkaian dem n pertama yaitu C AD835, d kasi yang ses si kerja IC d er yang sederh put carrier d lator), maka l yang kelu ah sinyal inf sehingga kemb nyal digital 0 d n kedua yaitu ared in carryin ode squaring ok diagram p a Gambar 9.

gram Carrierrecov ram terlihat ba squared in chip terintegra Balanced modulator Carrier Recovery High Pas Filter Act y BPSK BPSK menggu setiap tahap k dan diimple ulator BPSK d modulator BPSK u rangkaian ba dimana merup

suai untuk dem dapat mencapa hana. Ketika si dimasukkan d sinyal carrier ar dari rang formasi yang bali ke bentuk dan 1. carrier recove ng atau teknik p loop dengan erancangan very ahwa carrier carrying dih asi (IC), dima

Low Pa Filter ss ive Freq di unakan bebera yang kemud ementasikan pa ditunjukkan pa alance modula akan chip ya modulator BP ai 250 Mhz d inyal input BP dalam rangka r tersebut hila gkaian balanc g nantinya ak k sinyal inform ery menggunak pengkuadrat ya modifikasi pa carrier recov recovery deng hasilkan deng ana tipe IC un ass r Data Digita quency ivider Outpu Carrie apa dian ada ada ator ang SK dan SK aian ang ced kan masi kan ang ada very gan gan ntuk doubler multipli (frekuen pada hi noise y frekuen ditamba dilewatk CD4013 mengha dikalika balance Pe ditamba kesatua hasil k berupa yang d gambar Gambar. Pad shaping AD790 balance merupa melolos meneka harus melolos direalisa dengan tersebut yang di rangkai sama y dengan kompar mengali referens demodu data dig Rea perangk demodu Supply 5V. R chip ter biasa s SMD. R setiap te pada ti direalisa al Input has multiplie ut er r frequency ier AD835 de nsi input term igh pass filter yang ada pad nsi tinggi, filte

ah IC op-amp kan pada fre 3 yang berfun asilkan output an dengan in ed modulator. erancangan k ahkan dengan an yang berfun eluaran balan sinyal informa ditambahkan r 10. 10. Blok diagram da blok diagr g dibentuk ole , dan IC AND ed modulator akan sinyal info

skan sinyal fre an sinyal freku

difilter meng skan sinyal fre

asikan menggu nilai yang te t menjadi inpu igunakan sama an carrier rec yaitu memband tegangan refe rator diteruskan ikan tegangan si high (5V). ulasi yang sesu gital dengan fre

alisasi hasil p kat keras ditun ulator BPSK tegangan pada angkaian dem rintegrasi (IC) sedangkan 2 c Rangkaian jug est point untuk ga tahap pem asikan dalam s LPF sil er (pengali frek engan mengali modulasi), kem r actif yang b da frekuensi er aktif ini me AD790 single equency divide ngsi sebagai pe seperti carrie nput sinyal t ketiga yaitu rangkaian shap ngsi untuk men

ced modulato asi digital. Blo rangkaian sh rangkaian LPF da am terlihat ba eh rangkaian D Gates 74HC terdiri dari ormasi dan siny ekuensi rendah uensi tinggi m ggunakan LPF ekuensi rendah unakan rangka elah dihitung, ut IC kompar a dengan IC k covery dan me dingkan tegang erensi (Vreff n ke IC AND G input (high a Output dari ra uai dengan da ekuensi inform perancangan d njukkan pada yang telah di a rangkaian de modulator dibua ), dimana 4 c chip IC lainn ga dilengkapi k memudahkan mbuatan demod satu board PCB Komparator AD790 kuensi) mengg ikan frekuensi mudian sinyal berfungsi untu rendah dan enggunakan ra e supply. Kem er menggunaka embagi frekuen er semula yan termodulasi B rangkaian ping yang mer ngembalikan b or ke sinyal s ok diagram ran haping ditunju an shaping ahwa rangkaia RC LPF, IC C08. Sinyal ha frekuensi re yal frekuensi t h atau sinyal in maka sinyal ha F yang berfu h. Perancanga aian RC yang kemudian ke rator. Tipe IC komparator yan emiliki prinsip gan input (hig = 0). Kemudi Gates yang ber atau low) deng angkaian LPF ata informasi s masi 9600 Hz. demosulator BP Gambar 11. ibuat adalah 7 emodulator yai at dengan men chip mengguna nya mengguna dengan pin h n pengukuran s dulator BPSK B double layer AND Gates 74HC08 273 gunakan IC i yang sama l dilewatkan uk meredam melewatkan angkaian RC mudian sinyal an IC Logic nsi sehingga ng kemudian BPSK pada LPF akan rupakan satu bentuk sinyal semula yang ngkaian LPF ukkan pada an LPF dan komparator asil keluaran endah yang inggi. Untuk nformasi dan sil perkalian ungsi untuk an LPF akan disesuaikan eluaran LPF komparator ng ada pada p kerja yang gh atau low) ian keluaran rfungsi untuk gan tegangan berupa hasil semula yaitu PSK berupa Ukuran dari 7,8×5,3 cm. itu 5V dan -nggunakan 6 akan ukuran akan ukuran header pada setiap output K yang telah . s Output Data digital

(5)

Gam ber BP car BP pen inp sin tah yan set dem dem A. mo 1 m inp Gam mbar. 11. Realisas IV. Pengujian da rtahap pada 3 PSK, tahap p rrier recovery PSK sebagai in ngukuran bala putan yaitu sin nyal yang ber hapan ketiga ya ng merupakan telah mengi modulator BP modulator BPS Gambar. 12. Bl Pengujian da Masukan ca odulator yang t merupakan out put data NRZ y mbar. 13. Output m Modulator BPSK Input Digital si demodulator BP PENGUJIAN an pengukuran 3 titik blok si pertama melak y dengan me nputan sinyal, ance modulat nyal yang bera rasal dari car aitu pengukura n keluaran ter integrasikan PSK tersebut. SK ditunjukkan ok diagram titik pe an Pengukuran arrier recovery termodulasi pa tput hasil modu yang berasal da modulator BPSK Carrier Recovery Balanced Modulator SK NDANANAL n demodulator istem pemben kukan penguk enggunakan o kemudian taha or dengan m asal dari modu rrier recovery an LPF serta ra

akhir dari dem ketiga tah Blok diagram n pada Gambar engujian demodul n Carrier recov y berasal dari ada Gambar 13 ulasi dan chan ari function. Low Pa Filter TP1 TP2 r LISA BPSK dilakuk ntuk demodula kuran pada ti output modula apan kedua un menggunakan d ulator BPSK d y, dan kemud angkaian shap modulator BP hap pemben m titik penguj r 12. ator BPSK very i keluaran sin 3. dimana chan nnel 2 merupak ass r TP3 Outp Digit kan ator itik ator ntuk dua dan dian ing SK ntuk ian nyal nnel kan Ha perubah sinyal o untuk penguku sebesar dapat t modula digital) Ou carrier BPSK a frekuen diredam sinyal dimana menjadi semula Terlihat recovery pada ou 14,40 dengan MHz. Gambar. B. Pen Peng demodu seperti balance Gambar. put tal sil sinyal te han bit “1” ke output yang se fekuensi 70M uran time/div 500ns, agar p terlihat. nilai V ator) sebesar 3 sebesar 2,08V utput modulato recovery. Pad akan dikalikan nsi rendah yan m ketika mele melewati pe sinyal yang i 2 sehingga yang merupak t pada Gambar ry. Parameter utput carrier , kemudian frekuensi yan 14. Output Carrier ngujian dan Pe gujian dan p ulator BPSK m yang terlihat ed modulator d 15. Hasil pengujia rmodulasi dia bit “0”, terlih esuai dengan t MHz yaitu T v yang digun perubahan fas Vpeak-to-peak 36mV dan pa V. or BPSK kemu da carrier rec n menjadi dua k ng telah tercam ewati tahap hi mbagi frekue telah dikuadra sinyal terseb kan output pad r 14 yang meru hasil penguku recovery sebe nilai Vpeak ng tampil pada r recovery dengan engukuran Bala engukuran ba merupakan tah t pada Gamb ditunjukkan pad an balanced modul ambil dari s hat adanya peru

eori BPSK. N = 14,28ns nakan untuk a pada sinyal k pada channe da channel 2 udian menjadi covery sinyal kali lipat, kem mpur dengan s igh pass filter ensi (frequenc atkan tersebut but kembali k da tahap carri upakan output uran adalah ni esar 10 se k-to-peak sebe a osiloskop se frekuensi 69,44 M anced Modulat alanced modu hapan kedua T bar 12. Hasi da Gambar 15. lator. satu sampel ubahan pada Nilai time/div tetapi pada pengamatan termodulasi el 1 (output (input data i input pada termodulasi mudian sinyal sinyal carrier r, kemudian cy divider), t dibagi lagi ke frekuensi ier recovery. t dari carrier ilai time/div ehingga T = esar 1,24V, ebesar 69,44 MHz tor ulator pada Test Point 2 il pengujian .

(6)

275 Channel 1 merupakan sinyal dari function generator yang

menjadi input pada balanced modulator, channel 2 merupakan output balanced modulator. Terlihat bahwa hasil keluaran balanced modulator telah mendekati hasil input digital, dimana balanced modulator mengembalikan sinyal informasi yang sebelumnya telah tercampur dengan sinyal carrier.

Parameter hasil pengujian terlihat pada osiloskop dimana dengan nilai time/div sebesar 25 sehingga Tb = 50,5 µs,

untuk channel 1, tegangan V-peak-to-peak sebesar 1.52V dan frekuensi sebesar 9,628kHz, sedangkan pada channel 2 yang merupakan output balanced modulator, nilai tegangan V-peak-peak sebesar 1,20V dan frekuensi sebesar 9.642kHz. Terdapat selisih frekuensi pada output balanced modulator sebesar 14Hz, frekuensi tambahan disebabkan karena adanya rugi-rugi pada alat ukur, tetapi masih dalam batas toleransi yang artinya pada titik balanced modulator perangkat bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

C. Pengujian dan Pengukuran demodulator BPSK

Pengujian dan pengukuran LPF pada demodulator BPSK merupakan tahapan terakhir Test Point 3 seperti yang terlihat pada Gambar 12. Pengujian ini juga merupakan pengujian output demodulator BPSK secara keseluruhan. Hasil pengujian demodulator BPSK ditunjukkan pada Gambar 16.

Gambar. 16. Hasil pengujian demodulator BPSK

Pada gambar 16 channel 1 merupakan input dari function generator yang dihubungkan ke modulator dengan frekuensi 9600 Hz atau yang terlihat pada osiloskop sebesar 9,584 kHz dan channel 2 merupakan output dari demodulator BPSK dengan frekuensi hasil pengukuran sebesar 9,601 kHz. Perbedaan frekuensi sebesar ±17 Hz ini masih dalam kategori nilai toleransi. Dari hasil pengukuran, didapatkan nilai parameter yaitu time/div sebesar 25 , sehingga Tb = 50,5 µs,

nilai Tb yang dihasilkan telah memenuhi baud rate yang

diinginkan yaitu 19200 baud, nilai Vpeak-to-peak pad channel 1 sebesar 2.08V, dan pada channel 2 sebesar 0,184 V. Penurunan level amplitudo dan distorsi sinyal disebabkan karena rugi-rugi penggunaan konektor pada saat demodulator diintegrasikan dengan modulator.

Pada saat amplitudo keluaran dari modulator mengalami penurunan, maka rangkaian shapping yang berfungsi untuk menyempurnakan bentuk digital pada demodulator tidak bekerja dengan maksimal sehingga level amplitudo yang

dihasilkan pada keluaran demodulator mengalami penurunan, rangkaian shaping akan bekerja maksimal jika input level amplitudo berkisar 3-6 V.

V. KESIMPULAN

Perancangan dan pembuatan demodulator BPSK untuk komunikasi citra pada ground station dapat bekerja sesuai dengan kriteria perancangan, yang mana mampu bekerja pada baud rate 19200 baud/s. demodulator BPSK juga menghasilkan sinyal output sebesar 9,601 KHz dan berada pada IF 70 MHz.

LAMPIRAN

Gambar.17. Pengujian modulator demodulator BPSK UCAPANTERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada tim penelitian strategis nasional 2012 Kemdikbud “Pengembangan stasiun bumi untuk komunikasi data, citra, dan video dengan satelit LEO VHF/UHF/S-band menuju kemandirian teknologi satelit” yang telah memberikan dukungan finansial.

DAFTARPUSTAKA

[1] Tsamsakizoglou, Moysis., “Radiation Tolerant Satellite Communication Modern”, Master of Science Thesis., KTH Electrical Engineering, Stockholm, Sweden, 2012. 

[2] Siahaan, M Lena., “Rancang bangun modulator BPSK untuk komunikasi citra pada ITS-Sat” Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya, Tugas Akhir, 2013.

[3] Killen, Harold B., “Digital Communication with fiber optics and satellite application”, Prentice-Hall, Inc. 1988 [4] Dondon, Philippe., “Design of low cost BPSK

modulator/demodulator for a practical teaching of digital modulation techniques”, version 1, Franch, 19 Dec 2008. [5] G. Kolumban, “Phase-Locked Loops” article in The

Encyclopedia of RF and Microwave Engineering, K. Chang, (Ed.), vol. 4, pp. 3735–3767, Wiley, New York, 2005.

[6] Ludwig, Reinhold., & Bretchko, Pavel., “RF Circuit Design” Prentice-Hall, Inc., 2000.

Probe Function Generator Power Supply MODULATOR Probe Osiloskop Ch. 1 DEMODULATOR Probe Osiloskop Ch. 2 Power Supply

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...