LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM TELEKOMUNIKASI
FREKUENSI MODULASI
Disusun untuk memenuhi tugas individu mata kuliah Sistem Telekomunikasi Tahun Akademik 2024
Disusun Oleh :
Nama : Bagus Romandoni NIM : 4.31.22.1.07
Kelas : TE-2B No Absen : 06
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2024
Modulasi Analog: Frequency Modulation (FM)
A. Tujuan Praktikum
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan:
1. Mampu mempelajari proses pengiriman dan penerimaan sinyal dengan menggunakan teknik frequency modulation (FM) di software MATLAB.
2. Mampu mengetahui dan memahami konsep frequency modulation (FM) secara matematis di software MATLAB.
3. Mampu mengetahui efek penambahan nilai amplitude dan frekuensi pada frequency modulation (FM).
B. Dasar Teori
Sinyal informasi merupakan sinyal baseband yang memiliki frekuensi rendah. Oleh karena itu, sinyal informasi perlu ditranslasikan ke dalam bentuk sinyal band-pass untuk menyesuaikan dengan karakteristik dari channel yang digunakan. Proses translasi ini dilakukan dengan cara “menumpangkan” sinyal informasi dengan frekuensi rendah ke sinyal pembawa (carrier signal) yang memiliki frekuensi tinggi. Proses tersebut dinamakan dengan proses modulasi.
Salah satu bentuk modulasi yang digunakan dalam sistem telekomunikasi adalah Frequency Modulaion (FM). Frequency Modulaion (FM) ini merupakan suatu bentuk modulasi di mana frekuensi dari sinyal pembawa divariasikan sesuai dengan bentuk sinyal informasi atau pemodulasinya seperti terlihat pada Gambar 1. Persamaan matematis dari Frequency Modulaion (FM) adalah sebagai berikut:
𝑥(𝑡) = 𝑉c cos[2𝑓c𝑡 + 𝑏 𝑠𝑖𝑛(2𝑓m𝑡)]
Di mana, 𝑥(𝑡) adalah gelombang termodulasi FM, 𝑉c adalah amplitudo puncak sinyal pembawa, 𝑓m adalah frekuensi sinyal pemodulasi, 𝑓c adalah frekuensi sinyal pembawa, sedangkan adalah index modulasi FM. Indeks modulasi dapat dinyatakan sebagai berikut.𝑏
𝑏 =∆𝑓 𝑓m
Di mana, ∆𝑓 merupakan defiasi frekuensi yaitu terjadinya variasi frekuensi pembawa yang disesuaikan dengan pembawa sinyal informasi. Deviasai frekuensi dapa dirumuskan sebagai berikut.
∆𝑓 = 𝑓max − 𝑓min 2
Gambar 1. Frequency Modulation
C. Perangkat yang digunakan
Perangkat yang digunakan untuk praktikum yaitu:
1. Leptop
2. Software MATLAB
D. Prosedur Praktikum
Langkah-langkah praktikum, yaitu:
1. Buka software MATLAB yang sudah diinstaal di leptop masing-masing praktikan.
2. Klik New script, kemudian ketik script MATLAB untuk modulasi FM seperti berikut ini:
fm=25; %frequency information signal fc=400; %frequency carrier signal b=8; %index modulation
t=0:0.0001:0.1;
%Signal Information ym=sin(2*pi*fm*t);
subplot(3,1,1);
plot(t,ym);
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Message Signal');
grid on
%Signal Carrier yc=cos(2*pi*fc*t);
subplot(3,1,2);
plot(t,yc);
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Carrier Signal');
grid on
%FM Signal y=sin(2*pi*fc*t+
(b.*sin(2*pi*fm*t))); subplot(3,1,3);
plot(t,y);
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Frequency Modulated Signal');
grid on
3. Jika anda sudah benar dalam menuliskan script MATLAB tersebut, maka akan muncul gambar seperti ini
Gambar 2. Hasil Modulasi FM dengan simulasi MATLAB
4. Ulangi langkah percobaan 1-3 di atas dengan mengubah parameter seperti pada tabel 1 berikut:
Tabel 1. Variasi Parameter pada Modulasi FM Kon
disi
Frekuensi Carrier (fc)
Frekuensi Sinyal (fm)
Hasil
1 100 500
2 150 1000
3 100 100
Lihat dan amati perubahan apa yang terjadi dari bentuk sinyalnya. Silahkan anda tulis hasil tersebut dan analisis dalam laporan resmi.
5. Ulangi langkah percobaan 1-3 di atas dengan mengubah parameter seperti pada tabel 1 berikut:
Tabel 2. Variasi Parameter pada Modulasi FM Kondisi Index
Modulation (b)
Hasil
1 4
4
4
2 8
8
8
3 10
10
10
Lihat dan amati perubahan apa yang terjadi dari bentuk sinyalnya. Silahkan anda
E. Pertanyaan Setelah Praktikum
1. Lakukan semua percobaan di atas dan catat semua hasil yang sudah dilakukan, kemudian analisis dan beri kesimpulan.
2.
Bagaimana perubahan sinyal ketika variable frekuensi diubah parameternya seperti pada Tabel 1? Berikan kesimupulan anda!3.
Bagaimana perubahan sinyal ketika variable indeks modulasi nilainya diubah semakin besar? Jelaskan!4. Buatlah program MATLAB yang menggunakan function fmmod dan fmdemod untuk modulasi frekuensi dan sertakan hasilnya!
Jawab :
1. Kesimpulannya adalah Teknik Modulasi FM ini merupkaan salah satu teknik yang cara kerjanya dengan mengirimkan sinyal informasi dengan cara memodulasi frekuensi sinyal carrier. sinyal informasi mempengaruhi perubahan frekuensi gelombang pembawa, sementara amplitudonya tetap konstan sepanjang proses modulasi. Frekuensi sinyal pembawa akan berosilasi naik-turun sesuai dengan amplitudo sinyal informasi.
Ketika amplitudo sinyal informasi meningkat, frekuensi sinyal pembawa akan bertambah, dan sebaliknya, ketika amplitudo sinyal informasi menurun, frekuensi pembawa akan berkurang seperti percobaan yang telah dibuat.
2. Dalam percobaan menunjukkan bahwa variasi modulasi FM menghasilkan perubahan pada spektrum. Ini menunjukkan bahwa setiap komponen frekuensi dalam sinyal FM, termasuk frekuensi pembawa dan sideband, mengalami perubahan. Pada kondisi 1 dan 2, spektrum modulasi frekuensi terlihat sangat rapat, sedangkan ketika frekuensi pembawa dan frekuensi modulasi memiliki nilai yang sama, spektrum modulasi FM menjadi lebih renggang.
3. Indeks modulasi yang lebih besar menghasilkan lebih banyak sidebands (pita samping) dalam spektrum sinyal termodulasi. Sidebands adalah komponen frekuensi tambahan di atas dan di bawah frekuensi pembawa utama yang dihasilkan oleh proses modulasi. Hal
Namun, penggunaan indeks modulasi yang terlalu tinggi bisa menyebabkan pemborosan bandwidth, sehingga perlu keseimbangan antara kualitas sinyal dan efisiensi spektrum.
4. Jawaban no 4
% Parameter
Fs = 1000; % Frekuensi sampling t = 0:1/Fs:1-1/Fs; % Vektor waktu
x = cos(2*pi*10*t); % Sinyal input (gelombang sinus 10 Hz)
% Parameter Modulasi FM
Fc = 100; % Frekuensi pembawa (Carrier frequency) freqdev = 50; % Deviasi frekuensi
% Modulasi FM secara manual
x_integrated = (freqdev/Fs)*cumsum(x); % Mengintegrasikan sinyal pesan y = cos(2*pi*Fc*t + 2*pi*x_integrated); % Modulasi frekuensi
% Demodulasi FM secara manual
y_diff = diff(unwrap(angle(y))); % Turunan fase dari sinyal FM z = [y_diff y_diff(end)] * Fs / (2*pi*freqdev); % Mendemodulasi sinyal
% Plot hasil figure;
% Plot sinyal asli subplot(3,1,1);
plot(t, x);
title('Original Signal');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
grid on;
% Plot sinyal termodulasi FM subplot(3,1,2);
plot(t, y);
title('FM Modulated Signal');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
grid on;
% Plot sinyal hasil demodulasi subplot(3,1,3);
plot(t, z);
title('FM Demodulated Signal');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
