SISTEMMODULASIANALOGDANDIGITAL

DASARSISTEMKOMUNIKASI

PUTURUSDIARIAWAN(0804405050)

JURUSANTEKNIKELEKTROFAKULTASTEKNIKUNIVERSITASUDAYANABUKITJIMBARAN2010

1

BABIPENDAHULUAN

1.1LatarbelakangInovasididalamteknologitelekomunikasiberkembangdengancepatdanselarasdenganperkembangankarakteristikmasyarakatmodernyangmemilikimobilitastinggi,mencarilayananyangfleksibel,serbamudahdanmemuaskandanmengejarefisiensidisegalaaspek.Seiringdenganpesatnyaperkembanganilmupengetahuandanteknologi,menyebabkansektorsektorindustrisemakinbanyakyangmenggunakanfasilitasatauperalatandenganteknologiyangcanggihgunamendapatkanhasilyangoptimaldaneffisien.Aktifitaskehidupansehari-haribanyaktergantungdaripenggunaaninformasi.Bentuk-bentukinformasiadalahberanekaragam,antaralaindalambentukbahasalisan,tertulisataudatatertulis/gambar.Informasibisadiolah,disimpandandisalurkan.Teknologi-teknologibarutelahdikembangkanuntukmelakukanhal-haltersebut.Salahsatusaranayangpalingpentingdalampenyaluraninformasiadalahdenganmengkonversikaninformasikedalambentuksinyallistrikdanmentransmisikannyadalamjangkauanjaraktertentumenggunakansuatumediakomunikasi.Modulasiadalahsuatuprosesdimanapropertiatauparameterdarisuatugelombangdivariasikansecaraproporsionalterhadapgelombangyanglain.Parameteryangdiubahtergantungpadabesarnyamodulasiyangdiberikan.Prosesmodulasimembutuhkanduabuahsinyalyaitusinyalpemodulasiyangderupadinyalinformasiyangdikirim,dansinyalcarrierdimanasinyalinformasitersebutditumpangkan.(Krauss,H.L,Raab,F.H.1990)Modulasimemilikiduamacamjenis,yaitumodulasisinyalanalogdanmodulasisinyaldigital.ContohmodulasisinyalanalogadalahFrequencyModulation(FM)danAmplitudeModulation(AM).SementaramodulasisinyaldigitalantaralainAmplitudeShiftKeying(ASK),PhaseShiftKeying(PSK),danFrequencyShiftKeying(FSK).

PUTURUSDIARIAWAN

2

1.2RumusanMasalahDarilatarbelakangdiatasmakadapatdirumuskanmasalahnyaadalahbagaiamanasistemmodulasianalogdandigitalsertaapasajakeuntungandankekurangandarisistemtersebut.

1.3TujuanPenulisanTujuandaripenulisantugasiniadalahuntukmemahamisistemmodulasianalogdandigital,besertakeuntungandankerugiannya.

1.4ManfaatPenulisanManfaatdaripenulisantugasinidiharapkandapatmenjadiacuandalamperkembanganteknologitelekomunikasikhususnyateknologimodulasidimasadepan.

1.5RuangLingkupdanBatasanMasalahDalampenulisantugasinipermasalahanhanyadibatasipadasistemmodulasianalogdandigital,besertakeuntungandankerugiannya.

1.6SistematikaPembahasanPadapenulisanlaporankerjapraktek1inisistematikapembahasandibagimenjadibeberapabab,yaitusebagaiberikut:BABIPENDAHULUANPadababinidibahasmengenailatarbelakang,rumusanmasalah,tujuan,manfaat,sertaruanglingkupdanbatasanmasalah.BABIIPEMBAHASANDalampembahasaninimeliputiteori-teoriyangberhubungandenganpermasalahanmodulasiyangdibahassertateori-teoripendukungnyaBABIIIPENUTUPBabiniberisikankesimpulandansaran.

PUTURUSDIARIAWAN

3

BABIIPEMBAHASAN

2.1SejarahDanLatarBelakangBentukkomunikasiantarmakhlukhidupyangpalingawaladalahsuara,yangdibangkitkanolehmulut,danditerimaolehtelinga.Apabilajarakantarmakhlukyangberkomunikasitersebutjauh,diperlukanalatbantuberupasesuatuyangdapatdilihat.Sebagaicontoh,padaabadkeduasebelumMasehi,orangYunanimenggunakansinyaloboruntukberkomunikasi.Kombinasidanposisiyangberbedadariobortersebutmenghasilkankombinasihuruf-hurufYunani.Bentukkomunikasimenggunakanoborinimerupakanbentukawaldarisistimkomunikasidata.Suaradrum,jugadapatdigunakanuntukberkomunikasidalamjarakjauh.Padaabadkedelapanbelas,mulaidiperkenalkanbenderasemaphoreuntukmenyampaikankomunikasi.BenderasemaphoreiniprinsipnyasamadengannyalaoborpadajamanYunani,yangmengandalkankemampuanpenglihatan.Setiapkombinasidaribenderasemaphoreyangdikibarkanmenghasilkankombinasihuruf-hurufLatin.Pemakaianbenderasemaphoreiniterhalangkendalajarak,dimanasemakinjauhjarakantarorangyangberkomunikasi,semakintidakefisienpemakaianbenderaini.Padatahun1753,CharlesMorrison,seorangpenemudariScotlandia,memperkenalkansistemtransmisilistrikmenggunakansatukabel(plusground)untukmasing-masinghuruf.Padasysteminidiperlukansebuahpithballdankertasdisisiterimauntukmencetakhasilnya.Padatahun1835,SamuelMorsememulaibereksperimendengantelegraph,sepertiyangkitakenalsekarang.Duatahunkemudian,pada1837,telegraphmulaidikenalkanolehMorsediUSA,danolehSirCharlesWheatstonediInggris.Telegraphpertamakalidipublikasikanpadatahun1844,danmulailahmasakomunikasilistrikyangkelakakanmenguasaikehidupanmanusia.Skemakomunikasiyangdibicarakandiatasdapatdikatakandigitalsecaraalamiah.Dikatakandemikiankarenahanyaadasejumlahpesanterbatasyangdigunakan.TidakdemikianhalnyasetelahAlexanderGrahamBellmemperkenalkanteleponpadatahun1876.Teleponmerupakansistimkomunikasianalog.Pesanyangdisampaikandapattidakterbatas,karena

PUTURUSDIARIAWAN4

langsungdiucapkandarimulutmanusia.Setelahpenemuanini,sistimanalogmulaimenggantikansistemdigitalyangtelahada.BahkanWesternUnionTelegraphCompany,perusahaanyangtadinyabergerakdibidangtelegraph,mulaiberalihkebisnistelepon.Dibutuhkanwaktubeberapaabadlamanya,sebelumteknologiberbalikarah,yaitusistemdigitalmenggantikansistemanalog.Sejaktahun1976,sistemkomunikasidigitalsecaraperlahanmulaimenggantikandominasisistemkomunikasianalog.Pergantiansisteminiberlangsungcukuppesatsejakditemukannyakomputerdanpirantielektroniksolidstate.Aplikasikomersialdigitaldimulaipadatahun1962,saatBellSystemmemperkenalkansistemtransmisiTI,yangmenandaiawalkebangkitanrevolusidigitalkomersial.Diakhirtahunini,sekitar250rangkaiankomunikasidigitaltelahdi-instal.Padapertengahantahun1976,angkainimelonjakmencapai3juta.Suatuperkembanganyangcukupfantastis!Padapertengahan1980an,ketikasistemkomputermerayakan40tahunkeberadaannya,sementarateknologisolidstatemasihcukupmuda,jaringandigitaldengankontrolkomputertelahdikomersialkan.Masyarakatinformasitelahmencapailevelkematangandalamfasekehidupannya.Akseskomunikasiinstan,baikdarimobil,pesawatudara,ataudarigelanggangolahragasekalipun,akanmenjadisuatukenyataan.Dibutuhkanwaktu20abadlamanyauntukberpindahdarisistimnyalaoborkesistemkomunikasisinyallistrik,untukmengkomunikasikandatayangsama.Dibutuhkanwaktu20tahununtukberpindahdarisistemtransmisidatalistrikprimitifkesistemkomunikasidatalanjutanberkecepatantinggi.Danhinggasaatini,perkembanganteknologimasihbelumberakhir.

2.2ModulasiModulasiadalahsuatuprosesdimanapropertiatauparameterdarisuatugelombangdivariasikansecaraproporsionalterhadapgelombangyanglain.Parameteryangdiubahtergantungpadabesarnyamodulasiyangdiberikan.Prosesmodulasimembutuhkanduabuahsinyalyaitusinyalpemodulasiyangderupadinyalinformasiyangdikirim,dansinyalcarrierdimanasinyalinformasitersebutditumpangkan.(Krauss,H.L,Raab,F.H.1990)

PUTURUSDIARIAWAN5

Modulasimemilikiduamacamjenis,yaitumodulasisinyalanalogdanmodulasisinyaldigital.ContohmodulasisinyalanalogadalahFrequencyModulation(FM)danAmplitudeModulation(AM).SementaramodulasisinyaldigitalantaralainAmplitudeShiftKeying(ASK),PhaseShiftKeying(PSK),danFrequencyShiftKeying(FSK).

EncoderModulatorSumberInformasi

SourceEncoder

Channel

Noise

Kanal

Tujuan

SourceDecoder

ChannelEncoder

Demodulator

Gambar2.1BlokDiagramSistemTransmisi

Tujuandilakukannyaprosesmodulasiantaralain:1.untukmemudahkanprosesradiasia.Padakanalkomunikasiberupaudara,diperlukanantenauntukprosespemancaran/radiasidanpenerimaansinyal.b.Dimensiantenaadalahberbandingterbalikdenganfrekwensisinyalyangdipancarkan/diterimanya.Secarametematisdapatdituliskansbb:

d

2c2f

2.untukmemungkinkanmultiplexingjikasebuahmediatransmisidapatdigunakanolehbeberapakanal,makamodulasidapatdigunakanuntukmenempatkanmasing-masingkanalpadawilayahspektrumfrekwensiyangberbeda.Contohnya:teknikfdmpadasistemtelepon.

PUTURUSDIARIAWAN

6

3.Untukmengatasiketerbatasanperalatana.Pembuatanperalatanpengolahansinyal(signalprocessingdevices)sepertifilterdanamplifiermemilikitingkatkesulitanyangberbedauntukspektrumfrekwensitertentu.b.Untukitumodulasidapatdigunakanuntukmenempatkansinyalinformasikewilayahspektrumtertentu,dimanapembuatanperalatanpengolahansinyalnyamenjadipalingmudah.4.Untukmemungkinkanpembagianfrekwensia.Modulasimemungkinkanbeberapastasiunradiodantelevisiuntukmelakukansiaransecarabersamaanmenggunakanfrekwensisinyalpembawayangberbeda.sehinggatidakakanterjadiinterferensiantarstasiun.b.Disisipenerima,denganadanyamodulasi,makadapatdilakukanpemilihanterhadapstasiunsiaranyangmemangingindidengarkan/ditonton.contohnya:siaranradiodantelevisi.5.Untukmengurangipengaruhnoisedaninterferensia.Pengaruhnoisedaninterferensitidakdapatseluruhnyadihilangkandarisistemkomunikasi.b.Namundimungkinkanuntukmenekanpengaruhgangguantersebutdenganmenggunakanteknikmodulasitertentu.c.Sehinggapenggunaanteknikmodulasisecaraumumakanmenyebabkanbandwidthtransmisiyanglebihbesardaribandwidthsinyalinformasinya.

2.2.1ModulasiAnalogPadaTeknikModulasiAnalogsinyalinformasiyangditumpangkanpadasinyalpembawaadalahSinyalAnalog.TeknikModulasiAnalogyangadaantaralain:1.ModulasiLinier(LinearModulation)2.ModulasiSudut(AngleModulation)2.2.1.1ModulasiLinierMenerapkanprosestranslasifrekwensilangsungdarispektrumsinyalinformasidenganmenggunakansinyalpembawasinusoidal.ModulasiLiniersendirimemilikibeberapaaplikasidengankelebihandankekuranganmasing-masing,yakni:

PUTURUSDIARIAWAN7

1.AmplitudeModulation(AM)2.Double-SidebandModulation(DSB)3.Single-SidebandModulation(SSB)1.ModulasiAmplitudoModulasiamplitudoadalahsuatuprosesmengubahamplitudogelombangpembawasesuaidenganbentukdarigelombanginformasi.Bilasuatugelombangpembawadimodulasiamplitudo,makaamplitudobentukgelombangpembawadbuatberubahsebandingdenganteganganyangmemodulasi(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992).ec=(Ecmaks+em)sinctdimanaeadalahtegangansesaatdarisinyalyangdimodulasi,Ecmaksteganganpembawapuncaktanpamodulasi,danemteganganmodulasisesaat.Puncak-puncakdarisikluspembawadapatdihubungkansehinggamembentuksebuahgelombangselubung(envelopewave).eenv=Ecmaks+emdimanaeenvadalahnilaisesaatdarigelombangslubung.e=eenvsinct=(Ecmaks+Emmakssinmt)sinct

Voeenv=Ecmaks+emEcmaks

0

t

Ecmaks

Gambar2.2Bentukgelombangsebuahsinyalyangdimodulasi-amplitudoPadamodulasiamplitudodikenaladanyaindeksmodulasi,dimanamerupakanperbandinganantaraamplitudoinformasidengangelombangpembawadapatdirumuskan:(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992).

m=

EmmaksEcmaks

sehingga,

PUTURUSDIARIAWAN

8

e=Ecmaks(1+msinmt)sinct

Spektrummenunjukkanamplitudodanfrekuensidarigelombang-gelombangsinuskosinuskomponenyangbersama-samamembentuksebuahgelombangyangkompleks.Gelombangyangdimodulasiamplitudoadalahkomplekssepertiyangditunjukkanpadapersamaanberikut.(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,j.,1992).e=(1+msinmt)sinct=sinct+msinmtsinct=sinct+m/2[cos(c-m)tcos(c+m)t]TransmisigelombangAmplitudoModulasi(AM)dapatdilakukandalamberbagaicaraantaralaindenganhanyamemancarkangelombangupperataulowersidebandsaja,yangdisebutSingleSideBand(SSB)dandenganmentransmisikangelombangpembawa,uppersidebanddanlowersidebandyangdisebutDoubleSideBand(DSB),disampingitupentransmisiangelombangAMdapatdilakukantanpaadanyagelombangpembawa(SuppressCarrier).2.DoubleSideBand(DSB)a.Double-Sideband-SuppressedCarrier(DSBSC)DalammodulasiAM,amplitudodarisuatusinyalcarrier,denganfrekuensidanphasetetap,divariasikanolehsuatusinyallain(sinyalinformasi).Persamaansinyalsinusoidalsecaraumumbisadituliskansbb.(t)=a(t)cos(t)dimanaa(t)adalahamplitudosinyaldan(t)adalahsudutphase.(t)bisaditulisdalambentuk(t)=ct+(t)sehingga:(t)=a(t)cos[ct+(t)]a(t)adalahselubung(envelope)darisinyal(t)cadalahfrekuensigelombangcarrier(rad/detik)=2fc(Hz)(t)adalahmodulasiphasedari(t).DalammodulasiAM,(t)dalampersamaandiatasadalahnol(konstan)danselubunga(t)dibuatproporsionalterhadapsuatusinyalf(t).(t)=f(t)cosct

PUTURUSDIARIAWAN

9

cosctdalampersamaandiatasdisebutdengansinyalcarrier;f(t)adalahsinyalpemodulasi.Sinyalresultan(t)disebutdengansinyaltermodulasiAM.Kerapatanspektrumdari(t)diperolehdengantransformasiFourier.()=1F(+c)+1F(-c)22Persamaaniniberartibahwamodulasiamplitudomenggeserspektrumfrekuensisinyalsejauhcrad/detiktapibentukspektrumadalahtetap,sepertiyangditujukkanpadagambardibawah.Tipemodulasisepertiinidisebutdenganmodulasisuppressedcarrierkarenadalamspektrum(t)tidakadaidentitascarrieryangtampakwalaupunspektrumterpusatpadafrekuensicarrierc.Rangkaiandansinyal-sinyaldarisisteminiditunjukkangambardibawah.Gambar(a)menunjukkansuaturangkaianpembangkitsinyalAM.Gambar(b)adalahsinyalpemodulasi(sinyalinformasi).Gambar(c)adalahsinyalcarrierfrekuensitinggi.Denganprosesmodulasi,amplitudosinyalcarrierakanberubahsesuaidenganamplitudosinyalinformasi,denganfrekuensitetap,sepertipada(d).TransformasiFourierdigambarkandalamdomainfrekuensi()pada(e)dan(f).Asumsikanbahwasinyalinformasimempunyailebarpita(bandwidth)sebesarW.Denganmodulasi,sinyalbergesersejauhcdanmenempatispektrumdenganlebar2W;gambar(f).Iniberartibahwadenganmetodemodulasisepertiinibandwidthsinyaldigandakan.Spektrumsinyaldiatasfrekensicdisebutuppersideband(USB),sedangkanspektrumdibawahcdisebutlowersideband(LSB).Karenaitumodulasiinijugadisebutmodulasidouble-sideband,suppressedcarrier(DSB-SC).

PUTURUSDIARIAWAN

10

PenerimaankembalisinyalDSB-SC(t)untukmemperolehsinyalinformasif(t)memerlukantranslasifrekuensilainuntukmemindahkanspektrumsinyalkeposisiaslinya.Prosesinidisebutdemodulasiataudeteksidandilakukandenganmengalikansinyal(t)dengansinyalcarrierc.(t)cosct=f(t).cos2ct

=

12

f(t)+

12

f(t)cos2ct

Bagianfrekuensitinggi2cdihilangkandenganmenggunakanLowPassFilter(LPF),sehinggayangtersisahanyasinyalinformasif(t).

PUTURUSDIARIAWAN

11

PrinsipyangdijelaskandiatasberlakuuntuksemuasinyalselamafrekuensisinyalinformasiWlebihkecildaripadafrekuensicarrierc.Kesulitanyangterjadipadapenerimaadalahperlunyarangkaianyangbisamembangkitkancarriersertarangkaianuntuksinkronisasiphase.b.DoubleSideBand-LargeCarrier(AM)Penggunaanmetodemodulasisuppressedcarriermemerlukanperalatanyangrumitpadabagianpenerima,berkaitandenganperlunyapembangkitancarrierdansinkronisasiphase.Jikasistemdidisainuntukmemperolehpenerimayangrelatifsederhana,makabeberapakompromiharusdibuatwalaupunharusmengurangiefisiensipemancar.Untukituidentitascarrierdimasukkankedalamsinyalyangditransmisikan,dimanasinyalcarrierdibuatlebihbesardarisinyalyanglain.KarenaitusistemsepertiinidisebutDouble-SidebandLargeCarrier(DSB-LC)atauumumnyadikenaldenganistilahAM.BentukgelombangsinyalAMbisadiperolehdenganmenambahkanidentitascarrierAcosctpadasinyalDSB-SC.

PUTURUSDIARIAWAN

12

AM(t)=f(t)cosct+AcosctKerapatanspektrumdarisinyalAMadalahAM()=1/2F(+c)+1/2F(-c)+A(+c)+A(-c)SpektrumfrekuensidarisinyalAMadalahsamadengansinyalDSB-SCf(t)cosct;dengantambahanimpulspadafrekuensic.Halinidijelaskanpadagambardibawah.

SpektrumfrekuensidarisinyalAM

Sinyaltermodulasiamplitudobisaditulisdalambentuk:AM(t)=[A+f(t)]cosctDengandemikiansinyalAMdapatdinyatakansebagaisinyaldenganfrekuensicdanamplitudo[A+f(t)].Jikaamplitudocarriercukupbesar,makaselubungdarisinyaltermodulasiakanproporsionaldenganf(t).Dalamkasusini,demodulasiakansederhanayaitudenganmendeteksiselubungdarisinyalsinusoidal,tanpatergantungdarifrekuensimaupunphase.TapijikaAtidak

PUTURUSDIARIAWAN

13

cukupbesar,selubungdariAM(t)tidakakanselaluproporsionaldengansinyalf(t).AmplitudocarrierAharuscukupbesarsehingga:[A+f(t)]0;untuksemuatatauAmin{f(t)}Jikakondisidiatastidakdipenuhiakanmunculdistorsiselubungkarenaover-modulasi.Tinjausinyalfrekuensitunggalf(t)=Ecosmtsebagaisinyalpemodulasi.Sinyaltermodulasiamplitudoakanberbentuk:AM(t)=[A+f(t)]cosct=[A+Ecosmt]cosctSuatufaktortanpadimensimdidefinisikansebagaiindeksmodulasi,yangbergunauntukmenentukanratiodarisidebandterhadapcarrier.

m

EA

ataum

Amplitudo_Puncak_DSBSCAmplitudo_Puncak_Carrier

PersamaansinyalAMditulisdalammenjadi:AM(t)=Acosct+mAcosmt.cosctAM(t)=A[1+mcosmt]cosctBentuksinyalAMuntukbeberapanilaimdapatdilihatpadagambardibawah.

Gambar2.4BentuksinyalAMuntukbeberapanilaim

AmplitudomaksimumdarisinyaltermodulasiAMadalahA[1+m];sedangkanamplitudominimumadalahA[1-m].Indeksmodulasimbisadinyatakandalampersen(%)danbisadicaridenganmembandingkanantaraamplitudomaksimumdenganminimum.

PUTURUSDIARIAWAN

14

Untuksinyalinformasidengankomponenfrekuensiterbatastapilebihdarisatu,indeksmodulasiditentukanberdasarindeksmodulasiefektifmeff.Misalnyasinyalf(t)=E1cosm1t+E2cosm2tdigunakanuntukmemodulasisinyalcarrierAcosct,makasinyaltermodulasimenjadi:AM(t)=A[1+m1cosm1t+m2cosm2t]cosctIndeksmodulasiefektif:

meffm1m22

2

3.SingleSideBandSinyalAMyangtermodulasisecarapenuh,duapertigadaya-nyatersimpandalamsinyalcarrierdanhanyasepertigadaya-nyaberupasinyalside-band.Padahalsinyalside-band-lahyangmengandunginformasiyangditransmisikandansinyalcarriersekedarmerupakankendaraanpengantarinformasiyangdiperlukanrangkaianpenerimauntukmen-demodulasiinformasi.Jikasinyalcarrierbisadibuangdanhanyasinyalside-bandyangditransmisikanmakadengandayayangsamainformasibisaditransmisikanlebihjauh.Disisipenerima,diinjeksikankembalisinyalcarrieragarinformasibisadi-demodulasi.SistemkomunikasidenganmenggunakanSingleSideBandsudahlamadikenaldikalanganamatirradio.PeralatankomunikasipadabandHFkebanyakanmenggunakanmodeinikarenamodeinimenggunakanbandwidthyangsempityaitusekitar2,4KHz,makadayajangkauperangkatkomunikasiinipadadayapancaryangsamabisalebihjauhbiladibandingkandenganmodeAMyangyangdipakaiuntukradiosiaran..

Gambar2.5BlokdiagramtransceiverSSB80MeterBand

SekarangdipasaranmemangbanyakberedartransceiverSSByangsudahjadialiasbuatanpabrikdanganberbagaimacammerek,misalnyaYaesu,

PUTURUSDIARIAWAN

15

Icom,Kenwooddanlainlainyangkebanyakanmerupakantransceiverallband(bekerjapadaband160metersampai10meter),biasanyapesawatsemacaminidilengkapijugadengangeneralcoveragereceiverdenganfrekuensiantara100KHzsampai30MHz,halinimembuattransceivertersebutsemakinmenyenangkankarenabisadipakaimemantaufrekuensidiluarjaluramatir.AdabebrapacarayangdapatdilakukandalammembangkitkansinyalSSByaitumetodaModulator-Filterbalans,metodapergeseranfasadanMetodaketiga.MetodaModulator-FilterBalansBentukyangpalingtuadaripemancarSSBmenggunakanmodulatorbalansuntukmembangkitkansinyalDSBSC(DoubleSideBandSuppressedCarrier),yangkemudiandiikutiolehFilter-filterjalursisiyaitufilterbandpasssempityanghanyameneruskanjalursisifrekuensiyangdikehendaki.BiasanyacukupdipakaisebuahfilterbandpassSSB,dandilengkapidengansaranauntukmemilihbagianmanayangakanditeruskan,(bagianuppernyaataubagianlowernya)dengancaramengubahfrekuensipembawauntukmembawafrekuensikeujungpassbandyanglainsehinggadiperolehjalursisiyangdikehendaki.Sebuahpenyampurbalansdanosilatorkristalmemberikankonversikeataskefrekuensiakhirpemancar,dansebuahpeguatRFlinearmenyediakanpenguatandayakeluaran.Harusdigunakanpenguat-penguatlinearuntukmencegahtimbulnyacacatjalursisidankemungkinandibangkitkanyakembalijalursisiyangkedua.

Gambar2.6BlokdiagrampemancarSSBSCMetodaPergeseranFasaMetodaPergeseranFasamemakaiprinsippergeseranfasadanpenghapusannyauntukmenghilangkanpembawadanjalursisiyangtidakdikehendaki.Denganmenggunakanpenurunanpersamaantrigonometristandar,rumusuntukfrekuensisisibawahtunggaldapatdiuraikanmenjadi

PUTURUSDIARIAWAN

16

sukupertamapadasisisebelahkananadalahhasilkalidaripembawadansinyalmodulasiyangkeduanyadigesersebesar900,sedangkansukukeduaadalahhasilkalidaripembawadansinyalmodulasi.Rangkaian-rangkaianyangdiperlukanuntukmenghasilkanpergeseran-pergeseranfasa,perkalian-perkaliandanpenjumlahanadalahrelatifsederhanadanditunjukkandalamdiagrambloknya.Sumbersinyalprimeradalahsebuahoscilatorkristal.Sinyalnyamendorongmodulatorbalanssecaralangsung,dansebuahmodulatorbalansyanglainlewatsuaturangkaianyangmenggeserkanfasanyasehinggaberselisih900denganyanglangsung.Keduamodulatorbalanstersebutmenghapuskanpembawaitusendiridarisinyalkeluaran.Sinyalaudiolangsungdimasukkankemodulatorpembawayangdigeser,sedangkanyangkemodulatoryangtidakdigeserpembawanyadimasukkansinyalaudioyangsebelumnyasudahdigeserfasanyasebesar900.modulatorpertamamenghasilkanduajalursisiyaitujalursisiatasdanjalursisibawahtetapimasing-masingdigeserfasanyadengan+900.Modulatorkeduajugamenghasilkanjalursisiatasdanjalursisibawahtetapidalamhalinijalursisiatasdigeserdengan+900,sedangkanjalursisibawahdigeserdengan-900.hasilnyaialahbahwajalursisi-jalursisiatasdarikeduamodulatoradalahsefasasatusamalaindanlangsungdijumlahkandalampeguatpenjumlahanuntukmenghasilkansinyaljalursisiyangdikehendaki.Jalursisi-jalursisibawahdigesersedemikiansehinggakeduanyaberselisihfasa1800satusamalainsehinggaakansalingmeniadakanbiladijumlahkan.Jalursisiyangtertinggaldiperkuatolehpenguat-penguatdayalinearpadatingkat-tingkatterakhirsebelumdipancarkan.Pemindahankejalursisibawahdapatdilakukandenganmenggantikanjaringanpenggeserfasapembawadenganyangmemberikanpergeseranfasasebesar-900.

PUTURUSDIARIAWAN

17

Gambar2.7BlokdiagrampembangkitSSBmetodepergeseranfasaMetodaKetigaCaraketigauntukmemperolehmodulasiSSBSC(SingleSideBandSuppressedCarrier)dengansederhanadinamakanjugametodeketiga.MetodainidirintisolehD.K.Weaver,dandikembangkanpadatahun1950-an.Carainimiripdenganmetodapergeseranfasa,dalamhaldigunakannyapenggeserandanpenghapusandalamoperasinya,tetapiberbedadalamkenyataanbahwasinyalaudiodimodulasikandulupadasuatusubpembawaaudio.SisteminidiperlihatkanpadaGambar3.Modulator1dan2bekerjauntukmengkombinasikansinyalaudiodengasubpembawaaudio,sehinggakeluaranmodulator1mengandungjalursisiatasdanbawah,yangkeduanyatergeserfasanyasebesar900,sedangkankeluaranmodulator2mengandungjalursisiatasdanbawahyangtidaktergeserfasanya.Jalursisi-jalursisiatasdarikeduanyadihilangkanolehfilter-filterlowpassyangmemotongpadafrekuensipembawafo.Sinyal-sinyalinikemudiandimasukkankemodulator3dan4,yangdidorongberturut-turutolehfrekuensipembawaRFlangsung,danpembawaRFyangdigeserfasanya900.Keluarandarimodulator3mengandungsuatukelompokjalursisi(fc+fofm)yangdigeserdengan+900dansuatukelompokjalursisiyangkedua(fcfo+fm)yangdigeserdengan-900.modulator4menghasilkan(fc+fofm)yangdigeserdengan+900,adalahsefasadengankomponenpertamadarimodulator3dandapatdijumlahkanlangsungdengannya,modulatoryangsama

PUTURUSDIARIAWAN

18

jugamenghasilkan(fc+fofm)yangdigeserdengan+900yangadalahberselisihfasa1800dengankomponenyangsesuaidarimodulator3,sehinggaakansalingmenghapus.Keluaranyangdiperolehdarirangkaianpenjumlahanadalahkomponen(fc+fofm)yangsesuaidenganjalursisibawahdarifmpadafrekuensipembawa(fc+fo).JalursisiyanglaindihapuskanJikamasukan-masukanpembawakemodulator3dan4salingditukar,keluarannyadalahjalursisiataspadafrekuensipembawa(fcfo).Perludicatatbahwasubpembawaaudiodapatditempatkanditengah-tengahfrekuensimodulasi.Jikainidilakukan,frekuensimodulasidapatlebihbesardarifodansetenganjalursisibawahdarimodulator-modulator1dan2akanterlipatdidalamdaerahdari0sampaifodandicampurdengansetengahyanglaindarijalursisi.initidakakanberakibatapa-apa,karenamodulator-modulatorakhir3dan4bekerjadengancarasedemikiansehinggafrekuensi-frekuensijalursisiyangtimbulolehnyaadalahseluruhnyapadasatusisisajadaripembawa(fc+fo).

Gambar2.8BlokdiagrampembangkitanSSBmetodeKetiga

2.2.1.2ModulasiSudutModulasisudutterdiridariduamacamyaitumodulasifrekuensidanmodulasiphasa,sinyalinformasidapatdigunakanuntukmengubahfrekuensipembawa,sinyalinformasidapatdigunakanuntukmengubahfrekuensipembawa,sehinggamenimbulkanmodulasifrekuensi,atauuntukmengubahsudutfasayangmendahuluiatautertinggal,sehinggamenimbulkanmodulasiphasa,keduanyaadalahparameterdarisudutpembawa,yangmerupakansuatufungsidariwaktu,istilahumummodulasiphasadiartikansebagaicakupan

PUTURUSDIARIAWAN

19

keduanya.Modulasifrekuensidanmodulasiphasamempunyaibeberapasifatyangasangatmirip,tetapijugamempunyaiperbedaanyangmenonjol.(Roddy,D.1992)Secaramatematismodulasisudutdapatdinyatakansinyalsinusoidalgelombangkontinyubisadivariasikandenganmengubahamplitudodansudutphasenya.(t)=a(t)cos[ct+(t)]Dalammodulasiamplitudo(t)dibiarkankonstandana(t)divariasikanproporsionalterhadapsinyalinputf(t).Suatumetodemodulasiyanglaindilakukandenganmembiarkana(t)konstandansudutphase(t)divariasikanproporsionalterhadapf(t).1.Modulasifrekuensi(FM)Modulasifrekuensiadalahprosespenumpangangelombanginformasipadagelombangcarrierdengancaramengubah-ubahfrekuensidaricarriersesuaidengankarakteristikgelombanginformasi.Karenakandungangelombanginformasipadagelombangmodulasifrekuensi(FM)diwujudkandenganperubahancarrier,makasisteminimemilikikualitasyanglebihbaikdibandingkandenganAM(modulasiamplitudo).Halinidisebabkankarenagangguan-gangguantransmisidominanterjadipadakomponenamplitudo,sedangkanpadaFMmemilikiamplitudoyangtetap,namunjikadarisisipemakaianBandwidthgelombangFMmemerlukanbandwidthyanglebihlebardibandingkandenganAM.Sinyalmodulasiemdigunakanuntukmerubahfrekuensipembawa.Makafrekuensipembawasesaat(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992);i=c+kemem=Emmakssinmtfrekuensipembawamenjadi:i=c+kEmmakssinmt

PUTURUSDIARIAWAN

20

tegangansianyalpemodulasi

+

0

-

tegangansinyaltermodulasifrekuensi+

0

sinyalpemodulasisinusoidal

waktu

waktu

-

Gambar2.9gelombangtermodulasifrekuensi

dimana,emfrekuensipembawadalambentukgelombangsinusoida,kemperubahanfrekuensipembawadimanakseabgaikonstantayangdikenalsebagaikonstantadeviasifrekuensi,cfrekuensitanpamodulasi.DeviasiPuncakdarisinyaldidefinisikansebagai(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992)=kEmmaksi=C+sinmt

(t)=2(f

C

fsinmt)dt

fmcosmt=ct-

f

e=sin(ct-

ffm

cosmt)

Berbedadenganmodulasiamplituda,padamodulasifrekuensimempunyaiindeksmodulasilebihdarisatu.Indekmodulasiuntukmodulasifrekuensididefinisikansebagai(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992);

mf=

ffm

sehinggapersamaanuntukpembawayangdimodulasimenjadi;e=sin(ctmfcosmt)

PUTURUSDIARIAWAN

21

padamodulasifrekuensi,spektrumterdiridarisebuahkomponenpembawa,danfrekuensi-frekuensisisipadaharmonisa.Amplitudo-amplitudodariberbagaikomponenspektraldiberikanolehsuatuFungsiBesseldarijenispertama,yangmenyatakandenganJn(mf);mfadalahindeksmodulasi,nadalahordedarifrekuensisisi.Komponenspektrumpadafrekuensipembawaberkurangamplitudonyatidakberartibahwagelombangpembawadimodulasiamplitudo.Gelombangpembawaadalahjumlahdarisemuakomponen-komponendalamspektrum,adanjumlahinimemberikanpembawadenganamplitudokonstan.Bedanyaialahbahwapembawayangdimodulasibukanlahsuatugelombangsinussedangkankomponenspektrumpadafrekuensipembawagelombangsinus.Fungsi-fungsiBesselmemberikanhubunganantaraamplitudotegangandarimasing-masingkomponensisifrekuensisinusoidaterhadapamplitudopembawatanpamodulasi,sebagaiEn=JnEcDenganmemisalkanbahwaamplitudoEndanEcadalahnilai-nilairmsdarisinusoida,dayayangterkandungpadamasingkomponensinusoida(sisapembawadanmasing-masingfrekuensisisididapat;(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992).

Pn=

E2nR

2ModulasiPhasa(PM)ModulasiPhasa(PM)adalahsuatuprosesmodulasiyangmengubah-ubahfasadarigelombangcarriersesuaidengankarakteristikgelombanginformasi.Modulasifasadihasilkanbilafasasudutdaripembawadibuatmenjadifungsidarisinyalmodulasidiberikanoleh(Roddy,D.,Idris,K.,Coolen,J.,1992);ec=sin(ct+c)jikadimodulasifasa,cdigantidengan(t),dimana(t)=c+KemKadalahkonstantadeviasifasa(analogdengankuntukmodulasifrekuensi)danemsepertiyangsudah-sudahadalahsinyalmodulasi.Biasanyac

PUTURUSDIARIAWAN

22

dapatdihapuskandaripersamaankarenamerupakankonstantayangtidakmempengaruhimodulasi.Lagipuladenganmembuatem=Emmaksm(t).(t)=m(t)dimana,=KEmmaksadalahdeviasipuncak.e=sin[ct+m(t)]untukmodulasisinusoida,e=sin[ct+msinmt]danuntukmenekankankesamaannyadenganmodulasifrekuensisinusoida,deviasifasapuncakdinamakanindeksmodulasifasadenganlambingmp,sehinggamenjadie=sin[ct+mpsinmt]Denganmembandingkanpersamaan2.16denganpersamaan2.25,kesamaanantaramodulasifasadenganmodulasifrekuensiuntuksinyalsinusoidaakanmenjadijelas,terutamabiladiingatbahwasatu-satunyaperbedaanantarasuku-sukumodulasisinusoidadankosinusoidaadalahperbedaanselisihfasasebesar900,yangtidakakanlangsungkelihatanbilasinyal-sinyaldidemodulasi.Padamodulasifasa,amplitudotetapkonstansedangkansudutfasamengikutiperubahantanggadenganwaktu,sepertiyangditunjukkanpadagambar2.6.perubahanfasadiukurdenganberpedomanpadafasayangseharusnyaakanterjaditanpaadanyamodulasi.Setelahperubahantanggadalamfasa,pembawasinusoidaakantampakseolah-olahmerupakanperpanjangandarilengkungangaristerputus-putusyangpadagrafikamplitudowaktudalamgambar2.6.yangamandarigrafikamplitudowaktuterlihatbahwafrekuensigelombangsebelumperubahantanggaadalahsamasepertisesudahperubahantersebut.Tetapipadasaatfasaberubahmenuruttangga,pergeseranmendadakdaribentukgelombangpadasumbuwaktuakanmembuatnyakelihatanseakan-akanfrekuensimengalamiperubahanyangmendadakpula.

PUTURUSDIARIAWAN

23

E

t

f

fc

t

ctGambar2.10Memodulasidengansuatubentukgelombangtanggadenganmodulasifasa

Untuknilaiindeksmodulasiyangsama,spektrumdarigelombangyangdimodulasifasaakansamasepertispektrumuntukgelombangyangdimodulasifrekuensi.2.2.2ModulasiDigitalSistemkomunikasidigitaldiilustrasikanpadaGambar2.11.Gambartersebutmenunjukkansistempengirimandanpenerimaandigitalsecaraumum.Padasubbabiniakandijelaskansecaragarisbesarfungsidarimasing-masingblokpadagambartersebut.

Gambar2.11SistemKomunikasiDigitalSourceEncodermenerimasatuataulebihsinyalanaloguntukdiubahmenjadiurutansymbol-simbol.Simbol-simbolinibisaberupabiner(1dan0)atauanggotahimpunanyangmempunyaiduaataulebihelemen.Jikakanal

PUTURUSDIARIAWAN

24

digunakanuntukmengkomunikasikanlebihdarisatusumber(source),makasebuahsourceencoderharusdilengkapidenganmultiplexer.Prinsippengoperasiansourceencoderdanmultiplexerakandijelaskanlebihdetailpadababselanjutnya.Yangmenjadiperhatiankitaadalahbahwasourceencodermendapatkaninputberupatimesignal(s(t))dansystemkomunikasidatadimulaidengansebuahsinyaldigital(misalkandatadidapatkandenganmenekantomboldikeyboard).Dariperalihansistimkomunikasitulisantanganmenjadisistimkomunikasilistrik,diperlukansuatumodelpengamananterhadapdatayangakandikirimmaupunditerima.Harusdiyakinkanbahwahanyapenerimayangbersangkutansajayangbisamemahamidataataupesanyangterkirim,danhanyapengirimyangresmisajayangbisamengirimkannya.ProsesEncryptionmelaksanakanpengamanantersebut.ChannelEncodermenaikkanefisiensidarisistemkomunikasidigital.Peralataninimengurangiefekdarierrortransmisi.Jikaadanoiseyangmasukkekanalbersama-samadengandata,adakemungkinansebuahsimbolyangsudahterkirimakandi-interpretasikansebagaisimbolyanglainpadasisipenerima.Efekdarierror-errorinidapatdikurangidenganmenerapkanstrukturredundansipadasinyaldata.Outputdarikanalencoderadalahsebuahsinyaldigitalyangdikomposisikandalambentuksimbol-simbol.Sebagaicontoh,dalamsistembineroutputnyaberupaurutanbit1dan0.Sebuahkanallistrikdapatmengirimkansinyalyanghanyaberbentukgelombanglistrik.Inipenting.Janganberanggapanbahwasebuahsinyaldigitaldapatditransmisikandalambentukyangbelumtermodifikasi.Sebagaicontoh,jikakitamenggunakansebuahkanalsuarauntukmengirimkan10101,bukanberartikitamengucapkanlimakatatadi,karenapengucapansatukatasaja(misalkansatusamadengan1pada10101),samahalnyadenganmengirimsebuahurutansinyalanalog.Jadi,disinikitamengirimkansebuahsinyaldigitalmenggunakangelombanganalog.Kelihatannyainimerupakanprosesyangbersimpangan,danmemangbetuldemikian.Untukmengirimsebuahsinyalanalog,perludiubahmenjadisinyaldigital,kemudianmengirimkansinyaldigitaltersebutmelaluigelombanganalog,mengkonversikanbentukgelombanganalogyangditerimamenjadisinyaldigitalkembali(padareceiver)danmengubahsinyaldigitaltersebutkembalimenjadi

PUTURUSDIARIAWAN25

sinyalanalog.Prosesinimemilikikeuntungantahanterhadaplingkungannoisemaupundistorsidibandingkansistimanaloglangsung.KembalikeCarrierModulator,tujuanpemakaianperalataniniadalahuntukmenghasilkanbentukgelombanganalogsesuaidengansimboldiskritpadainputnya.Padaawalpembahasan,encryptorbertugasmemberikanperlindungankeamanankepadapesan-pesanyangdikirimagartidakterbaca,atauditerimaolehpenerimayangtidakberkepentingan.Dalamhalini,encryptormenghasilkansebuahurutansimbolyanghanyadapatdibedakanolehpenerimayangberkepentingan.Pengamanantambahandapatdilakukandenganteknikspreadspectrum,yangbertujuanmenghindaridaripendengartidakresmi.BagiankeduadariblokdiagramGambar2.11adalahsistimpenerimadigital.Sistiminiseperticermingambardaripemancar.Padasistiminidilakukanprosesundodarioperasiyangdilaksanakanpadapemancar.Adasatubagiandaripemancaryangdilakukanprosesundoduakalidipenerima,yaitucarriermodulator.Padapenerima,prosesundodaricarriermodulatorinidilakukanolehduabagian:carrierdemodulatordansymbolsynchronizer.Begitubentukgelombanganalogditerimadisisipenerima,adasatuhalyangharusdilakukan,yaitumempartisisegmensimbol-simbolnyadanpesan-pesanyangdibawanya.Prosespartisiinidilakukanolehsymbolsynchronizer.Modulasibandpass,untukselanjutnyalebihseringkitasingkatsebagaimodulasisaja(baikanalogmaupundigital)merupakanprosesdimanasebuahsinyalinformasidikonversikesuatugelombangsinusoida.Untukmodulasidigital,suatugelombangsinuspadadurasiTdipakaisebagaiacuansebuahsymboligital.Ada3parameteryangdapatmembedakansuatugelombangsinusdengandelombangsinusyanglain,yaitu:amplitudo,frekuensi,danfase.Sehinggamodulasibandpassdapatdidefinisikansebagaiprosesdimanaamplitudoi,erkuensi,ataufasepadasuatugelombangkarierRF(radiofrequency)ataumungkinkombinasidaritigaparametertersebutdiatasbervriasisesuaidenganinformasiyangditransmisi.Bentukumumgelombangkarier,s(t)adalahsebagaiberikut:

dimanaA(t)dan(t)merupakanamplitudodansudutyangberubahsebagaifurngsiwaktu.Halinimemungkinkanbagikitauntukmenuliskan

PUTURUSDIARIAWAN26

sedemikianhinggadidapatkan

dimana0adalahfrekuensikarierdalamradiandan(t)adalahfase.Dalampembicaraantentangfrekuensikitajugamengenalsymbolf,yangmanamerupakanbentuksymbolfrekuensiyangdinyatakandalambesaranhertz.Terminologifdanmemilikihubungan=2f.Padadasarnyasystemmodulasidigitalada3macam,yaituamplitudeshiftkeying(ASK),frequencyshiftkeying(FSK),danphaseshiftkeying(PSK).KetigaTetapidalamperkembanganselanjutnyamunculberbagaiteknikkombinasimisalnyadenganmengkombinasikanantaramodulasiamplitudodanfase,makamunculahteknikamplitudephasekeying(APK)yangselanjutnyalebihdikenalsebagaiquadratureampitudemodulation(QAM).BentukpersamaandancontohoutputdarimodulatordapatdilihatsepertipadaGambar2.12berikutini

Gambar2.12JenisjenismodulasidigitalaASK,bPSK,cFSK

PUTURUSDIARIAWAN

27

2.2.2.1AmplitudeShiftKeyingPembangkitangelombangAMdapatdilakukandenganduapendekatanberbeda.PertamaadalahdenganmembangkitkansinyalAMsecaralangsungtanpaharusdenganmembentuksinyalbaseband.Sehinggadalamkasusbiner,generatorharusmampumemformulasisatudariduasinyalgelombangAMyangmungkin.Teknikinilebihdikenaldenganamplitudeshiftkeying(ASK),yangsecaralangsungmenyiratkanartisebuahterminologiyangmenggambarkansuatuteknikmodulasidigital.Yangkeduadenganmenggunakansinyalbasebanduntukmemodulasiamplitudosuatusinyalcarrieryangdalamhalinimerupakansinyalsinusoida(baikcosmaupunsinus),seringkaliinidikenalisebagaiAManalogdenganinformasidalambentukdigital.Andajangansampaisalahpersepsi,keduateknikinimerupakanpembangkitangelombangAMuntukmentransmisiinformasidigital.UntukselanjutnyakeduanyakitaketahuisebagaiduabentukpembentukanASKataulebihkitapahamisebagaiAMdigital.Perhatikansebuahsituasidimanasinyalbasebandyangditransmisimemilikiduakemungkinannilaiinformasiyaituantaranol(0)dansatu(1).KarenakemungkinannilaiinformasinyatersusundariduakeadaantersebutmakaselanjutnyasisteminikitakenaldenganbinaryASKataukadanglebihdisukaidenganmenyebutnyasebagaiBASKyangmerupakansingkatandaribinaryamplitudeshiftkeying.Bentuksinyaltermodulasidalamhalinidapatdidekatidengansebuahpersamaanmatematik:v(t)=Vc/2[1+mvm(t)]cos(2ct)(2-1)dimana:Vc=amplitudosinyalcarriervm=sinyalpemodulasiyangbernilai1atau0m=indekmodulasic=2pfc=frekuensicarrierdalamnilairadiant

PUTURUSDIARIAWAN

28

ModulatordanDemodulatorBinaryASKModulatorKitabicarakandisinipembangkitanASKdengansuatukeyingoperationataupembentukanlangsungmodulasiASKtanpamembentuksinyalbasebandterlebihdulu.Kitatentukanmisalnyamenggunakanbasebandunipolarlevelnoluntukmengiriminformasi0danlevelsinyalhighuntukmengiriminformasi1.GelombangASKyangdibangkitkanakanberupasebuahsinusdenganlevelVcuntuknilaiinformasi1danlevelnoluntukuntuknilaiinformasi0.Kitadapatlakukaninidenganjalanmemberiperlakuanoscillatoruntukbertahanpadakondision(turnon)untukselangwaktupengirimaninformasi1danmempertahankanuntukkondisioffselamaselangwaktupengirimaninformasibernilai0.Teknikinisudahkitaketahuisebagaiteknikon-offkeyingdanuntuklebihjelasnyarangkaiandasarnyadapatkitalihatpadaGambar(2.13).

Gambar2.13RangkaianDasarOnOffKeying

Jikakitamenggunakanbentuklevelyanglain,misalnyaVc1danVc2voltataumungkinsecaralebihgampangnya2,5Voltuntukmewakiliinformasi0dan5Voltuntukmewakiliinformasi1,inidapatkitalakukandenganmemerikanstep-variableattenuatoryangsecarasederhanadapatdiberikanilustrasinyasepertiGambar(2.14).

Gambar(2.14)RangkaianASKdenganleveltegangantidaknol

PUTURUSDIARIAWAN

29

Sekarangkitacobauntukmembicarakanteknikkedua,bagaimanakitamembangkitkansinyalbasebanddenganintersimbolinterferensi(ISI)yangseminimummungkin.DengananggapanbahwamodulatorAMsudahlayakuntukdigunakan,makateknikkeduainilebihdisarankanbagianda.UntukitukembalikitaakanmengulassedikittentangmodulasiamplitudoanalogyangakankitagunakanuntukmodaulasiASKini.

Gambar2.15RangkaianGateuntukmodulasiAMKitamulaidengangatedmodulator.Jikakitakalikansebuahsinyalbasebanddengansuatusinyalperiodik(dalamhalinisinusataucosinus),hasilnyaakanmerupakansederetangelombangASKdengancarrierdanharmonisanyayangmemilikifrekuensisenilaikelipatanfrekuensicarriernya(frekuensifundamental).Gambar(2.14)memberikanilustrasitentanghalini.SinyaloutputpadapengalidapatdiberikandengansuatuderetFourriersepertiberikut:

Kitaanggapvm(t)denganbandwidthterbatas,transformasiFourrierdarihasilperkalianiniakanmerupakansuatubentukpergeserannilaidarifrekuensifundamental(carrier)sebesarnilaifrekuensibasebandyangdalamhalinikitaanggapmemilikinilaifcbisakepositipataupunkenegatif.Denganmenggunakanbandpassfilter(BPF)kitagunakanuntukmengekstrakharmonisayangterjadisehinggadihasilkansinyalgelombangAMyangkitainginkan.OperasiperkalianyangdiilustrasikandalamGambar(2.14)memilikikesamaandengansuatuoperasiswitchingsepertiyangdapatkitalihatpada

PUTURUSDIARIAWAN

30

Gambar(2.15).SwitchSdapatterbukadantertutupmisalnyadenganfrekuensi1MHz,tentusajadalamhalinilebihmemungkinkanapabilakitagunakanswitchelektroniksepertidiodebridge(jembatandiode).

Gambar2.15RangkaianSwitchPenggantiOperasiPerkalianDemodulatorDemodulasidapatkitalakukansecaracoherent(koheren)danincoherent(tidakkoheren).Demodulatorkoherenmaksudnyaadalahdemodulatoryangmemilikitiming(dalamhalinilebihmudahdikenalisebagifase)yangpersisdengansinyalcarrieryangdatang.Sedangkandemodulatortidakkoherentidakmemerlukanfaseyangsamapersisdengansinyalcarrieryangdatang.

Gambar2.16DemodulatorSinkron

Synchronousdemodulatoradalahsuatucontohdemodulatorkoheren.Teknikinisecarasederhanadikatakandapatmengubahkembalifrekuensisinyalyangdatangturunkefrekuensibaseband.Inidilakukandenganperkalianataulebihdikenaldenganheterodyning,antaragelombangASKyangdatangdengansuatuosilatorlokalyangdi-match-kandenganfrekuensicarrier.HalinidiberikanilustrasinyapadaGambar(2.16).SebagaiawalpembahasandisinidibuatanggapanbahwasinyalASK,v(t)melaluikanalidealtanpanoisesehinggasinyalyangmasukkepenrimar(t)=(Vc+vm(t))cos2ct.

PUTURUSDIARIAWAN

31

2.2.2.2FrequencyShiftKeyingFrequencyshiftkeying(FSK)merupakansistemmodulasidigitalyangrelatifsederhana,dengankinerjayangkurangbegitubagusdibandingkansistemPSKatauQAM.FSKbineradalahsebuahbentukmodulasisudutdenganenvelopekonstanyangmiripdenganFMkonvensional,kecualibahwadalammodulasiFSK,sinyalpemodulasiberupaaliranpulsabineryangbervariasidiantaradualeveltegangandiskritsehinggaberbedadenganbentukperubahanyangkontinyupadagelombanganalog.EkpresiyangumumuntuksebuahsinyalFSKbineradalah:

dimanav(t)=adalahbentukgelombangFSKbinerVc=puncakamplitudocarriertanpatermodulasiwc=carrierfrekuensi(dalamradian)fm(t)=frekuensisinyaldigitalbinerpemodulasiDw=bedasinyalpemodulasi(dalamradian)DaripersamaandiatasdapatdilihatbahwadenganFSKbineramplitudocarrierVctetapkonstandenganadanyamodulasi.Bilamana,outputfrekuensicarrier(wc)akanbergeserdengansuatunilaisebanding+Dw/2radian.Pergeseranfrekuensi(Dw/2)adalahsebandingdenganamplitudodanpolaritaspadasinyalinputbiner.Sebagaicontoh,sebuahbinersatuakanbernilai+1voltdansebuahbinernolakanbernilai1voltyangmenghasilkanpergeseranfrekuensipada+Dw/2dan-Dw/2.Sebagaitambahan,lajupadapergeseranfrekuensiadalahsebandingdengansetengahlajuperubahansinyalinputbinerfm(t)(yaitubitrateinput).Sehinggadeviasi(pergeseran)sinyaloutputcarrierdiantarawc+Dw/2danwc-Dw/2padalajusenilaifm.DenganFSKbiner,centerpadafrekuensicarriertergeser(terdeviasi)olehinputdatabiner.Sebagaikonsekuensinya,outputpadasuatumodulatorFSKbineradalahsuatufungsisteppadadomainfrekuensi.Sesuaiperubahansinyalinputbinerdarisuatulogic0kelogic1,dansebaliknya,outputFSKbergeserdiantaraduafrekuensi:suatumarkfrekuensiataulogic1dansuatuspacefrekuensiataulogic0.DenganFSKbiner,adasuatuperubahanfrekuensioutputsetiapadanyaperubahankondisilogicpadasinyalinput.Sebagai

PUTURUSDIARIAWAN32

konsekuensinya,lajuperubahanoutputadalahsebandingdenganlajuperubahaninput.Dalammodulasidigital,lajuperubahaninputpadamodulatordisebutbitratedanmemilikisatuanbitpersecond(bps).Lajuperubahanpadaoutputmodulatordisebutbaudataubaudratedansebandingdenganketerkaitanwaktupadasatuelemensinyaloutput.Esensinya,baudadalahkecepatansimbolperdetik.DalamFSKbiner,lajuinputdanlajuoutputadalahsama;sehingga,bitratedanbaudrateadalahsama.SuatuFSKbinersecarasederhanadiberikansepertiGambar(2.17).

Gambar2.17PemancarFSKbiner

Sebagaimanasystemkomunikasislektronikyanglain,bandwidthmerupakanhalpentingdalammerancangsebuahpemancarFSK.SisteminimemilikikesamaandengansystemmodulasiFManalog.Gambar2.18memberikanilustrasisebuahdiagramblokpemancarFSK.

PUTURUSDIARIAWAN

33

Gambar2.18HubunganinputdanoutputpadamodulatorFSK

PadaGambar2.18menunjukkansebuahmodulatorFSKbiner,yangmanamemilikikemiripandenganmodulatorFM,daniniseringkaliberupaVCO(voltagecontrolledoscillator).Inputratetercepatadapadaperubahananngka1/0secaraberuntun,yangdalamhalinidigambarkansebagaibentukgelombangpersegi.Sebagaikonsekuensinuya,hanyafrekuensifundamentalyangdipakaisebagaiacuan.Saatiniterjadinilaifrekuensimodulasitertinggisebandingdengansetengahinputrate.FrekuensirestpadaVCOdipilihsedemikianhinggainijatuhtepatditengahdiantarafrekuensimarkdanspace.Sebuahkondisilogika1menggeserVCOdarikondisifrekuensirestmenjadifrekuensimark,danlogika0menggeserfrekuensiVCOdarirestmenjadispace.Sebagaikonsekuensinyaperubahankeadaaninput1/0secaraberurutanmenyebabkandeviasifrekuensidarimarkkespace.DalammodulatorFSKbiner,Dfmerupakanpuncakdeviasifrekuensipadacarrierdannilainyasebandingdenganbesarnyabedafrekuensiantaramarkdanrest.Nilaiinisebandingdengansetengahbedaantaramarkdanspace.Puncakdarideviasifrekuensitergantungdariamplitudosinyalpemodulasi.Dalamsinyaldigitalbiner,semualogika1memilikilevelteganganyangsama,demikianpulahalnyadengansemualoghika0.Sebagai

PUTURUSDIARIAWAN

34

konsekuensinyapadasystemFSKmemilikifrekuensideviasiyangkonstandanselalupadanilaimaksimum.

Gambar2.19GambaranfrekuensipadaFSK

2.2.2.3PhaseShiftKeyingDalammodulasianalogkitasulitmembedakanantaramodulasifrekuensidenganmodulasifase,sehinggakeduanyadikatagorikansebagaihalyangsamakarenakeduanyamemilikipengaruhyangsamapadasinyalcarrieryaituperubahanfrekuensisesuaidenganvariasiamplitudosinyalinformasiyangmemodulirnya.Dalamkasusmodulasidigitalperbedaanantarafrekuensimodulasidenganfasemodulasicukupjelas,karenadalammodulasidigitalsinyalinformasimemilikibentukgelombangdiskrit.Sepertidalamhalmodulasiamplitudodanmodulasifrekuensi,kitamemulaidengansinyalcarriersinusoidayangmemilikibentukdasarAcos[q(t)].Denganadanyaprosesmodulasipadafasegelombangcarriertersebutyaitudengansistemphaseshiftkeying(PSK)nilaiq(t)adalah2pfc+f(t).Dalamhalininilaif(t)memberikanpengertianbahwafasedarigelombangtersebuttermodulasidanmengandunginformasisesuaidenganinputdarisinyalbasebandpemodulasinya.Dalambinaryphaseshiftkeying(BPSK),duaoutputfaseyangmungkinakankeluardanmembawainformasi(binarydimaksudkandisini2).Satufaseoutput(0omisalnya)mewakilisuatulogic1danyanglainnya(misalnya180o)logic0.Sesuaidenganperubahankeadaansinyalinputdigital,fasepadaoutputcarrierbergeserdiantaraduasudutyangkeduanyaterpisah180o(180ooutofphase).NamalainuntukBPSKadalahphasereversalkeying(PRK)danbiphasemodulation.

PUTURUSDIARIAWAN

35

BPSKadalahsuatubentuksuppresedcarrier(carrieryangditurunkanlevelnyasampaiminimum),squarewave(gelombangkotak)memodulasisuatusinyalcontinuouswave(gelombangkontinyu)atauCW.Gambar2.20menunjukkansuatudiagrambloksederhanasebuahmodulatorBPSK.Balancedmodulatorbekerjasepertisuatuswitchpembalikfase.Tergantungpadakondisilogicpadainputdigital,carrieryangditransferkeoutputpadakondisiinphase(0o)ataubergeser180odengancarrieroscillatorreferensi.

Gambar2.20ModulatorBPSK

2.2.3PerbandinganKomunikasiAnalogDanDigitalSebelummenjelajahilebihlanjuttentangkeuntungansatusistimkomunikasiterhadapsistimkomunikasiyanglain,perludilakukanklarifikasibeberapadefinisipenting.Sistimkomunikasianalogadalahyangmentransmisikansinyal-sinyalanalogyaitutimesignalyangberadapadanilaikontinupadaintervalwaktuyangterdefinisikan.Jikatimesignalanalogtersebutdisample,makayangterjadiadalahurutanbilangan-bilangan(nilai-nilai)yangharusditransmisikan.Daftarnilaiinimasihberupanilaianalogyangbisabernilaitakberhingga.Sistiminibelumdigital.Kitakatakanitusebagaisistimdiskritterhadapwaktu(discretetime)atausistimter-sampel(sampledsystem).Jikanilai-nilaitersampeltersebutdibuatmenjadihimpunandiskrit(misalkaninteger),makasistimmenjadidigital.Beberapasistimmerupakankombinasihybridbaikdigitalmaupunanalog.Sepertisaatmatakitamenelusurihalamanini,sistimpsikologikitaberoperasisecaraanalog,sepertisaatkitamenatapgradasidarisebuahgambardihalamanini.Dasardarisistimdigitaladalah,jikakitamemprogramdirikitauntukmencaribeberapahuruf,misalkanalphanumericatauhuruf-hurufYunani

PUTURUSDIARIAWAN

36

dansymbol-simbolmatematika.Selanjutnya,padalevelyanglebihtinggi,kitamembukakamuskomunikasi,yangberisisekumpulan30.000ankemungkinanhuruf.Adakemungkinanhurufyangakankitacariadadidalamkamustersebut,atautidakada.Jikahurufyangkitacariadadikamus,berartikitamenerimahuruftadidenganbenar,jikatidakada,berartikitamenerimasesuatuyangsalah.Dengandefinisidiatas,kitamencobamencarikeuntungandankerugiansistimkomunikasidigitaldibandingkandengansistimanalog.KeuntunganKomunikasiDigital:1.Errorhampirselaludapatdikoreksi.2.Mudahmenampilkanmanipulasisinyal(sepertiencryption).3.Rangedinamisyanglebihbesar(perbedaannilaiterendahterhadaptertinggidapatdimungkinkanKerugianKomunikasiDigital:1.Biasanyamemerlukanbandwidthyanglebihbesar.2.Memerlukansinkronisasi.Gambar2.22menunjukkankekontrasanhubunganantarasistimkomunikasianalogdansistimkomunikasidigital.Padasistimanalog,terdapatamplifierdisepanjangjalurtransmisi.Setiapamplifiermenghasilkanpenguatan(gain),baikmenguatkansinyalpesanmaupunnoisetambahanyangmenyertaidisepanjangjalurtransmisitersebut.Padasistimdigital,amplifierdigantikanregenerativerepeater.Fungsirepeaterselainmenguatkansinyal,jugamembersihkansinyaltersebutdarinoise.Padasinyalunipolarbaseband,sinyalinputhanyamempunyaiduanilai0atau1.Jadirepeaterharusmemutuskan,manadarikeduakemungkinantersebutyangbolehditampilkanpadaintervalwaktutertentu,untukmenjadinilaisesungguhnyadisisiterima.

PUTURUSDIARIAWAN

37

Gambar2.22PerbandingankomunikasiAnalogdanDigital

Keuntungankeduadarisistimkomunikasidigitaladalahbahwakitaberhubungandengannilai-nilai,bukandenganbentukgelombang.Nilai-nilaibisadimanipulasidenganrangkaiantrangkaianlogika,ataujikaperlu,denganmikroprosesor.Operasi-operasimatematikayangrunitbisasecaramudahditampilkanuntukmendapatkanfungsi-fungsipemrosesansinyalataukeamanandalamtransmisisinyal.Keuntunganketigaberhubungandenganrangedinamis.Kitadapatmengilustrasikanhubunganinidalamsebuahcontoh.Perekamandiskpiringanhitamanalogmempunyaimasalahterhadaprangedinamikyangterbatas.Suara-suarayangsangatkerasmemerlukanvariasibentukaluryangekstrim,dansulitbagijarumperekamuntukmengikutivariasi-variasitersebutSementaraperekamansecaradigitaltidakmengalamimasalah,karenasemuanilaiamplitudo-nya,baikyangsangattinggimaupunyangsangatrendah,ditransmisikanmenggunakanurutansinyalterbatasyangsama.Namundiduniainitidakadayangideal,demikianpulahalnyadengansistimkomunikasidigital.Kerugiansistimdigitaldibandingkandengansistimanalogadalah,bahwasistimdigitalmemerlukanbandwidthyangbesar.Sebagaicontoh,sebuahkanalsuaratunggaldapatditransmisikanmenggunakansingle-sidebandAMdenganbandwidthyangkurangdari5kHz.Denganmenggunakansistimdigital,untukmentransmisikansinyalyangsama,diperlukanbandwidthhinggaempatkalidarisistimanalog.

PUTURUSDIARIAWAN

38

Kerugianyanglainadalahselaluharustersediasinkronisasi.Inipentingbagisistimuntukmengetahuikapansetiapsimbolyangterkirimmulaidankapanberakhir,danperlumeyakinkanapakahsetiapsimbolsudahterkirimdenganbenar.

PUTURUSDIARIAWAN

39

BABIIIPENUTUP

3.1SimpulanBeradasarkanuraiantentangsystemmodulasianalogdandigitalyangtelahtersebutdiatas,makadapatdisimpulkansebagaiberikut:1.Modulasiadalahsuatuprosesdimanapropertiatauparameterdarisuatugelombangdivariasikansecaraproporsionalterhadapgelombangyanglain.Parameteryangdiubahtergantungpadabesarnyamodulasiyangdiberikan.Prosesmodulasimembutuhkanduabuahsinyalyaitusinyalpemodulasiyangderupadinyalinformasiyangdikirim,dansinyalcarrierdimanasinyalinformasitersebutditumpangkan.2.Modulasimemilikiduamacamjenis,yaitumodulasisinyalanalogdanmodulasisinyaldigital.ContohmodulasisinyalanalogadalahFrequencyModulation(FM)danAmplitudeModulation(AM).SementaramodulasisinyaldigitalantaralainAmplitudeShiftKeying(ASK),PhaseShiftKeying(PSK),danFrequencyShiftKeying(FSK).3.KeuntunganKomunikasiDigital:a)Errorhampirselaludapatdikoreksi.b)Mudahmenampilkanmanipulasisinyal(sepertiencryption).c)Rangedinamisyanglebihbesar(perbedaannilaiterendahterhadaptertinggidapatdimungkinkan4.KerugianKomunikasiDigital:a)Biasanyamemerlukanbandwidthyanglebihbesar.b)Memerlukansinkronisasi.

PUTURUSDIARIAWAN

40

DAFTARPUSTAKA

Bostian,Charles.W.,Krauss,Herbert.L.1990.TeknikRadioBendaPadat.Dodd,AZ.2002.TheEssentialGuidetoTelecommunications(PanduanPokokuntukTelekomunikasi).Yogyakarta:Andi.Idris,Kamal.,Roddy,Dennis.,Coolen,John.1992.KomunikasiElektronika.Jakarta:ErlanggaK.ShamShanmugam,DigitalAndAnalogCommunicationSystem,Johnwiley&Sons.1994RogerL.Freeman,1984.TelecomunicationTransmissionHandBook,JohnWiley&Sons.ShigekiShoji,Suhana.1994.BukuPeganganTeknikTelekomunikasi.Jakarta:PT.PradnyaParamitha.Stallings,W.2001.KomunikasiDatadanKomputer.Jakarta:SalembaTeknika.

PUTURUSDIARIAWAN

BIODATAPENULIS

Nama:PutuRusdiAriawan

TTL:Denpasar.19April1990

AlamatRumah:Jln.DukuhSariGg.KaliasemNo.5a,Denpasar-Bali

Agama:Hindu

MahasiswaTeknikElektroUnv.Udayana

Email:turusdi.info@gmail.com

www.facebook.com/turusdi

PUTURUSDIARIAWAN