Laporan DSK Bab 1.doc

PRAKTIKUM DASAR SISTEM KOMUNIKASI

PERCOBAAN I

MODULASI AMPLITUDO

Oleh:

KELOMPOK VI

Andiyana Ilham (1104405017)

Ida Ayu Laksmi Dewi (1104405018)

I Putu Alit Putra Yudha (1104405019)

I Made Adi Mulya Sanjaya (1104405021)

LABORATORIUM DASAR SISTEM KOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

2012

PERCOBAAN I

MODULASI AMPLITUDO

1.1 Tujuan

1. Memahami proses modulasi amplitudo

2. Mengetahui bentuk sinyal termodulasi amplitudo

3. Memahami perubahan sinyal termodulasi amplitudo terhadap perubahan sinyal

input.

1.2 Peralatan

1. Modul TPS-3421

2. Power Supply

3. Oscilloscope

4. Kabel penghubung

1.3 Teori Penunjang

Ketika arus listrik mengalir dalam suatu penghantar, akan terbentuk dua buah

medan yaitu medan listrik dan medan magnet. Kedua medan disebut medan

elektromagnetik yang saling tegak lurus dan merambat pada arah yang sama dengan

kecepatan cahaya.

Jika suatu kawat penghantar diletakkan dalam medan elektromagnetik, medan

akan menimbulkan suatu arus yang mengalir dalam penghantar, yang berubah-ubah

seperti halnya arus yang menimbulkan medan tersebut. Dengan cara ini, perubahan

arus listrik pada suatu tempat akan menyebabkan perubahan yang sama pada tempat

lain dalam waktu yang hampir bersamaan.

Suatu sinyal sederhana berbentuk sinus bisa didefinisikan dengan 3 buah

parameter, yaitu amplitudo, frekuensi, dan phase. Dalam komunikasi nirkabel, daya,

frekuensi, dan phase sinyal diubah-ubah sesuai dengan sinyal informasi yang hendak

dikirim. Frekuensi dari satu gelombang sinyal didefinisikan sebagai jumlah siklus

gelombang perdetik, dan dinotasikan dengan huruf f. Frekuensi berkaitan dengan

suatu parameter yang disebut periode, yang dinotasikan dengan huruf T.

T =

Sebagai contoh, jika frekuensi sinyal adalah 1000 Hz (1000 siklus perdetik),

periodenya adalah 1/1000 = 0,001 detik = 1 milidetik.

Suatu sinyal phisik (suara, listrik, dan elektromagnetik) mempunyai suatu

parameter lain yang disebut cepat rambat sinyal dalam ruangan bebas. Kecepatan

suatu sinyal berkaitan dengan suatu parameter yaitu frekuensi.

Untuk ilustrasi, bayangan sebuah antena yang akan mentransmisikan gelombang

sinyal. Gelombang mempunyai nilai maksimum (puncak) dan minimum (lembah)

yang terus berulang. Ketika gelombang telah mencapai nilai maksimum, dia akan

menurun sampai diperoleh nilai minimum. Demikian juga sebaliknya. Naik-turunnya

gelombang, terbentuk ketika sinyal menjauh dari antena. Jadi, ketika suatu puncak

baru terbentuk dekat antena, ada puncak sebelumnya yang berjarak tertentu dari

puncak baru tersebut, dan juga puncak-puncak lainnya pada jarak yang lebih jauh.

Jarak antar puncak tetap dipertahankan, dan mereka makin jauh dari antena ketika

puncak dan lembah baru terbentuk. Jarak antar puncak ini (atau antar lembah) disebut

panjang gelombang dan dinotasikan dengan simbol .

Panjang gelombang tergantung dari frekuensi dan cepat rambat gelombang. Jika

cepat rambat gelombang adalah c dan frekuensi f, maka hubungan dengan panjang

gelombang adalah :

c = . f

Sebagai contoh, telinga manusia bisa mendengar suara dalam rentang frekuensi

20 Hz sampai dengan 20 KHz. Kecepatan suara adalah 330 m/detik, sehingga

panjang gelombang adalah :

= = = 33 cm

Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang bebas adalah 300.000

km/detik, sehingga panjang gelombang sinyal 1 KHz adalah :

= = = 300 km

Dengan kata lain, jarak antar puncak adalah 300 km

Untuk bisa menerima gelombang elektromagnetik, diperlukan suatu antena

dengan dimensi ½ atau ¼ panjang gelombang. Suatu gelombang dengan panjang 300

km akan memerlukan antena yang berukuran ratusan km. Jelas sekali kondisi seperti

ini sangat tidak praktis.

1.3.1 Modulasi Analog

Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu

gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang lain.

Perubahan/variasi dari beberapa parameter gelombang carrier yang bersesuaian

dengan karakteristik sinyal informasi.

Manfaat modulasi :

- Memudahkan radiasi

- Untuk keperluan Multiplexing

- Mengatasi keterbatasan perangkat

- Penentuan alokasi frekuensi kerja

- Mengurangi noise dan interferensi

1.3.2 Modulasi Amplitudo

Dalam kasus dimana informasi yang akan dikirim adalah suara manusia,

ataupun musik yang mempunyai komponen frekuensi maksimum 20 KHz, perlu

dilakukan suatu proses sehingga transmisi yang praktis bisa dilakukan. Dimana

proses yang dimaksud ini adalah modulasi yang bertujuan untuk menggeser frekuensi

suara tadi ke frekuensi yang lebih tinggi atau yang sering disebut dengan frekuensi

carrier atau pembawa. Jika amplitudo dari suatu gelombang frekuensi tinggi

divariasikan sesuai dengan amplitudo gelombang sinyal informasi frekuensi rendah,

maka akan diperoleh suatu gelombang frekuensi tinggi yang mengandung informasi

pada amplitudonya. Metode seperti ini disebut dengan modulasi amplitudo. Dimana

sinyal informasi frekuensi rendah bisa ditransmisikan pada frekuensi yang lebih

tinggi seperti yang diperlukan.

Gambar 1.1 Proses modulasi AM

Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalam bentuk :

ΦAM (t) = A [1 + m cos ωm t ] cos ωc t

Dimana m menyatakan indeks modulasi ,ωm adalah frekuensi sinyal informasi

(frekuensi rendah) dan ωc adalah frekuensi sinyal carrier (frekuensi tinggi). Bentuk

sinyal AM untuk beberapa nilai m dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 1.2 Bentuk gelombang untuk beberapa nilai m

Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m]; dan

amplitudo minimum A [1 – m]. Indeks modulasi m bisa dinyatakan dalam persen (%)

dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum dengan

minimum.

Gambar 1.3 Menghitung nilai indeks modulasi

Kelebihan sinyal AM :

1. Memiliki bandwidth yang sempit.

2. Proses demodulasinya sederhana

Kelemahan AM :

Kadang sinyal informasi AM berada pada amplitudo carriernya sehingga rawan

terhadap gangguan noise.

1.4 Langkah Percobaan

1. Hubungkan modul TPS-3421 dengan power supply.

2. Hubungkan probe oscilloscope dengan output modulator.

3. Set switch modulator ke posisi high. Akan terlihat sinyal carrier sekitar 800

KHz pada output modulator. Simpan gambar yang dihasilkan.

4. Hubungkan output dari Vvar ke input modulator AM. Pastikan anda

mendapatkan skema berikut :

Gambar 1.4 Skema Hubungan Output Vvar ke Input Modulator AM

5. Ubah potensiometer dan perhatikan perubahan bentuk sinyal. Untuk melihat

perubahannya simpan dua gambar pada posisi minimum dan maksimum.

6. Lepaskan output Vvar dari input modulator.

7. Lepaskan probe oscilloscope dari output modulator dan hubungkan probe

oscilloscope ke output sinyal generator.

8. Set frekuensi sinyal generator sebesar 1000 Hz dengan mengubah tombol

frekuensi sinyal generator. Simpan bentuk gelombang.

9. Hubungkan ouput sinyal generator pada trainer ke input modulator AM. Akan

terlihat sinyal termodulasi AM. Simpan bentuk gelombang yang terjadi.

scope

Modulator FM

Out

VCOHigh

Low

AM

FM 1

Vvar

Gambar 1.5 Sinyal Termodulasi AM

10. Atur amplitudo generator sehingga diperoleh indeks modulasi 50 %. Terlebih

dahulu hitung nilai perbandingan A dan B untuk m= 50% berdasarkan rumus

indeks modulasi di teori penunjang. Lalu atur amplitudo untuk mendapatkan

perbandingan yang didapat.

11. Simpan bentuk gelombang yang terjadi.

12. Ubah sinyal pemodulasi menjadi sinyal segitiga dengan merubah switch di

sinyal generator dari sinus ke triangle(pada blok switch biru).

13. Simpan sinyal yang dihasilkan.

1.5 Data Hasil Percobaan

scope

Modulator FM

Out

VCOHigh

Low

AM

FM 1

SignalGenerator

Pada percobaan yang telah dilaksanan, kami mendapatkan data-data dari hasil

percobaan tersebut. Adapun data-data tersebut sebagai berikut.

1.5.1 Sinyal Carrier

Gambar 1.6 Sinyal Carrier

Parameter dari gambar sinyal carrier di atas :

Frekuensi : 777 kHz

VPk-Pk : 5,03 V

Amplitudo = ½ . VPk-Pk

= ½ . 5,03 V

= 2,515 V

1.5.2 Sinyal Carrier Output Vvar Minimum

Gambar 1.7 Sinyal Carrier output Vvar minimum

Parameter dari gambar sinyal carrier output Vvar minimum di atas :

Frekuensi : 775 kHz

VPk-Pk : 4,94 V


= ½ . 4,94 V

= 2,47 V

1.5.3 Sinyal Carrier Output Vvar Maksimum

Gambar 1.8 Sinyal Carrier output Vvar maksimum

Parameter dari gambar sinyal carrier output Vvar maksimum di atas :

Frekuensi : 772 kHz

VPk-Pk : 500 mV = 0,5 V


= ½ . 0,5 V

= 0,25 V

1.5.4 Sinyal Generator 1000 Hz (Sinyal Informasi)

Gambar 1.9 Sinyal Informasi

Parameter dari gambar sinyal informasi di atas :

Frekuensi : 1,0046112 kHz

VPk-Pk : 319,8 mV = 0,3198 V


= ½ . 0,3198 V

= 0,1599 V

1.5.5 Sinyal Termodulasi AM

Gambar 1.10 Sinyal Termodulasi AM

Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM di atas :


VPk-Pk : 2,831 V


= ½ . 2,831 V

= 1,4155 V

1.5.6 Sinyal Termodulasi AM dengan Indeks modulasi 50%

Gambar 1.11 Sinyal Termodulasi Am dengan indeks modulasi 50%

Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM dengan indeks modulasi 50% di atas :


VPk-Pk : 4,135 V


= ½ . 4,135 V

= 2,675 V

1.5.7 Sinyal Segitiga

Gambar 1.12 Sinyal Segitiga

Parameter dari gambar sinyal segitiga di atas :


VPk-Pk : 4,072 V


= ½ . 4,072V

= 2,036 V

1.6 Pertanyaan dan Tugas

Soal :

1. Gambar bentuk gelombang sinyal informasi, carrier dan sinyal termodulasi

untuk masing-masing indeks modulasi. Di bawah tiap gambar, tulis parameter

sinyal permodulasi, carrier dan sinyal termodulasi.

2. Jelaskan hubungan antara parameter gelombang carrier dan gelombang sinyal

termodulasi.

3. Buat gambar sinyal termodulasi untuk indeks modulasi 10%, 30%, 80%, 100%.

Jawaban :

1.a. Sinyal Informasi

Gambar 1.13 Sinyal informasi

Parameter dari gambar sinyal informasi di atas :


VPk-Pk : 319,8 mV = 0,3198 V


= ½ . 0,3198 V

= 0,1599 V

b. Sinyal Carrier

Gambar 1.14 Sinyal carrier

Parameter dari gambar sinyal carrier di atas :

Frekuensi : 777 kHz

VPk-Pk : 5,03 V


= ½ . 5,03 V

= 2,515 V

c. Sinyal Termodulasi

Gambar 1.15 Sinyal termodulasi

Parameter dari gambar sinyal termodulasi AM di atas :


VPk-Pk : 2,831 V


= ½ . 2,831 V

= 1,4155 V

2.Gelombang carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh

lebih tinggi dari frekuensi gelombang informasi. Gelombang sinyal

termodulasi terbentuk karena adanya 2 buah sinyal seperti contohnya sinyal

informasi yang ditumpangkan ke dalam sinyal carrier untuk dikirimkan. Jika

salah satu sinyal baik itu sinyal informasi maupun sinyal carrier tidak ada,

maka sinyal tersebut tidak dapat dikatakan sebagai gelombang sinyal

termodulasi.

3.a. Indeks modulasi 10%

m =

=

A+B=10A-10B

A= B

Gambar 1.16 Indeks modulasi 10%

b. Indeks modulasi 30%

m =

=

7A=13B

A= B


c. Indeks modulasi 80%

m =

=

2A=18B

A=9B


d. Indeks modulasi 100%

m =

=

2B = 0 A


1.7 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat kami temukan dalam percobaan bab I ini, yaitu :

1.Modulasi merupakan teknik pencampuran dua buah sinyal menjadi sebuah

sinyal keluaran yang dimana sinyal yang digabungkan tersebut berupa satu

sinyal berfrekuensi rendah dan satu sinyal berfrekuensi tinggi. Tujuan dari

penggabungan ini adalah untuk memanfaatkan karakteristik masing-masing

sinyal agar sinyal keluaran dapat dikirim secara efektif dan efisien.

2.Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada

gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang

frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut

isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. Metode ini dipakai

dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan

ke jarak yang jauh.

3.Pada sinyal yang termodulasi, persentase indeks modulasi sangat berpengaruh

pada besar kecilnya amplitudo pada gelombang sinyal. Semakin besar

persentase indeks modulasi, maka semakin kecil amplitude minimumnya

(Amin). Sebaliknya, jika semakin kecil persentase indeks modulasi, maka

semakin besar Amin-nya.

Laporan DSK Bab 1.doc

Documents