Apa itu Modulasi ?

Modulasi adalah pengaturan parameter ( Amplitudo, Frekuensi, Phasa, dst ) dari sinyal pembawa (carrier) yang berfrequency tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang frequencynya lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat disampaikan.

Slide *Jenis-jenis ModulasiEc(t) = Ec sin ( ct + )Modulasi amplitude(amplitude modulation,AM)Modulasi sudut(angle modulation)Modulasi frekuensi(frequency modulation, FM)Modulasi fase(phase modulation, PhM)( ct + )

Slide *Modulasi AmplitudePembawa: Vc(t) = Ac sin (ct)Pemodulasi: m(t)Termodulasi: VAM (t) = A(m) sin (ct)

AM baku: DSBFCVAM (t) = [Ac + m(t)] sin (ct)

m(t)Vc(t)VAM(t)

Slide *Modulasi Amplitude (lanj.)Untuk m(t) = Am sin (mt) makaVAM (t) = [Ac + Am sin (mt)] sin (ct)

= Ac [1 + sin (mt)] sin (ct)

VAM (t) = Ac [1 + m sin (mt)] sin (ct)

VAM(t) = Acsin (ct) + mAc sin (mt) sin (ct)

= Acsin (ct) + Accos (c - m)t Ac cos(c + m)t

Modulasi AmplitudoTujuan dari modulasi :Untuk memindahkan/menumpangkan posisi spektrum yang rendah dari sinyal data (informasi), ke pita spektrum yang jauh lebih tinggi dari sinyal pembawa. Sinyal data dapat berbentuk sinyal audio, sinyal video, atau sinyal yang lain. Frekuensi sinyal data (informasi) biasanya merupakan sinyal pada rentang frekuensi audio (Audio Frequency) yaitu antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. Sedangkan frekuensi sinyal pembawa biasanya berupa sinyal radio (RF, Radio Frequency) sampai Mhz.

Karena Radiasi gelombang elektromagnetika akan berlangsung dengan efisien, jika ukuran antenanya sebanding dengan panjang gelombang.

Contoh : data 1 berfrekuensi f1 = 3 kHz = c / f = 100 km data 2 berfrekuensi f2 = 300 MHz = c / f = 1 m

dan c = 3.108 m/s dan f (1/s)

Sinyal pembawa Modulator Sinyal termodulasi berfrekuensi tinggi berfrekuensi tinggi

Sinyal data (sinyal pemodulasi) berfrekuensi rendah

sinyal pemodulasi : em = Vm sin m t sinyal pembawa : ec = Vc sin c t sinyal termodulasi : eAM = Vc (1 + m sin m t ) sin c t = Vc . sin c t + m.Vc.cos(c - m) t - m.Vc.cos(c + m) t Vc : amplitudo maksimum sinyal pembawa Vm : amplitudo maksimum sinyal pemodulasi m : indeks modulasi AM c : frekuensi sudut sinyal pembawa (radian/detik) m : frekuensi sudut sinyal pemodulasi(radian/detik)dengan = 2 f ,

pembawa = Vc . sin c t sisi bawah (LSB) Lower Side Band : m.Vc.cos(c - m) t sisi atas (USB ) Upper Side Band m.Vc.cos(c + m) t

Sinyal pemodulasi Sinyal pembawa

eAMSinyal termodulasi AM Spektrum frekuensi sinyal termodulasi AM

Indeks Modulasi AM ( m )Indeks modulasi (m) mempunyai rentang antara 0 dan 1.m = 0 tidak ada pemodulasian m = 1 pemodulasian maksimal m = Vm / Vc

Dalam persen ( M ) = Vm / Vc X 100%

Mengapa Perlu Modulasi ?Meminimalisasi interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang menggunakan frequency sama atau berdekatanDimensi antenna menjadi lebih mudah diwujudkanSinyal termodulasi dapat dimultiplexing dan ditransmisikan via sebuah saluran transmisi

ModulasiModulasi terdiri 2 bentuk gelombang :1. Sinyal yang dimodulasi (modulating signal) yang merepresentasikan pesan (message)2. sinyal pembawa (carrier).Contoh :modulasi amplitudo (amplitude modulation) menggunakan sinusoidal, pesan (message) terlihat pada selubung (envelope) dari sinyal yang termodulasi (modulated signal). Pada receiver, pesan/message dapat diperoleh kembali dengan mendemodulasi (demodulation) sinyal.

Keuntungan Teknik ModulasiKeuntungan utama yang diperoleh dalam teknik modulasi, pada sistem komunikasi adalah : Memungkinkan pengiriman sinyal lemah dengan membonceng gelombang pembawa yang berdaya tinggi (dapat diatur). Reduksi ukuran antena karena pengiriman sinyal dilakukan melalui gelombang pembawa yang memiliki frekuensi tinggi.Memungkinkan pergeseran frekuensi sinyal kepada daerah frekuensi yang lebih mudah diolah oleh peralatan tersedia.

Suatu gelombang sinusoid dapat diungkapkan dalam persamaan sebagai berikut:y = A sin ( t + )Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa ada tiga variabel yang menjadi dasar dari suatu gelombang, yaitu: amplitudo (A), frekuensi ( ) dan fasa (). Ketiga besaran ini yang akan menjadi dasar dari pemanfaatan modulasi gelombang yang dengan modulasi amplitudo, modulasi frekuensi dan modulasi fasa

Jenis ModulasiModulasi AnalogModulasi Analog dengan carrier berbentuk gelombang sinusModulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation/AM)Modulasi Frekwensi (Frequency Modulation / FM)Modulasi Phasa (Phase Modulation / PM) Modulasi Analog dengan carrier berbentuk pulsaModulasi Amplitudo Pulsa (Pulse Amplitudo Modulation/PAM)Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width Modulation / PWM)Modulasi Posisi Pulsa (Pulse Posisition Modulation / PPM)Modulasi DigitalAmplitudo Shift Keying (ASK)Frequency Shift Keying (FSK)Phase Shift Keying (PSK)Quadrature Amplitudo Modulation (QAM)

Proses modulasi terdiri dari :Modulasi secara analogModulasi Continuous Wave* Modulasi Amplitudo (AM) AM Full Carrier (AM FC) Double Side Band (DSB) Single Side Band (SSB)

* Modulasi Sudut Modulasi Frekuensi (FM) Modulasi Phasa (PM)

Modulasi Pulsa*Modulasi Pulsa Analog Pulse Amplitude Modulation (PAM) Pulse Position Modulation (PPM) Pulse Width Modulation (PWM)*Modulasi Pulsa Digital Pulse Code Modulation (PCM) Delta Modulation (DM) Differential Pulse Code Modulation (DPCM)Modulasi secara digital Amplitude Shift Keying (ASK)Frequency Shift Keying (FSK)Phase Shift Keying (PSK)

*

Sinyal Informasi (Message Signal)

Sinyal informasi (message signal atau modulating signal) dapat berupa: Sinyal analog dinyatakan dengan m(t) Sinyal digital dinyatakan dengan d(t)

*ModulasiPandang suatu message signal digital d(t) : Jika d(t) mengontrol amplitudo diperoleh AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK) Jika d(t) mengontrol frekuensi diperoleh FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK) Jika d(t) mengontrol fasa diperoleh PHASE SHIFT KEYING (PSK) Jika m(t) mengontrol amplitudo diperoleh AMPLITUDE MODULATION (AM) Jika m(t) mengontrol frekuensi diperoleh FREQUENCY MODULATION (FM) Jika m(t) mengontrol fasa diperoleh PHASE MODULATION (PM)

Amplitudo sinyal carrier dibuat berubah-ubah secara proporsional sesuai perubahan yang terjadi pada sinyal pemodulasi (sinyal informasi)

Persamaan Sinyal Carrier :

Secara umum, persamaan sinyal carrier termodulasi adalah :

dimana :

Pada AM, amplitudo dibuat berubah sesuai sinyal informasi, sedang phasanya dibuat nol, sehingga persamaan sinyal termodulasi secara umum adalah :

Demodulasi Sinyal AMDilakukan dengan mendeteksi puncak-puncak sinyal (envelope) termodulasinyaAlat yang digunakan disebut Envelope Detector

Metode Amplitudo Modulasi

Komponen pertama sinyal termodulasi AM (Vc sin c t) disebut komponen pembawa, komponen kedua ( yaitu m.Vc.cos(c - m) t ) disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB : Lower Side Band), dan komponen ketiga ( yaitu m.Vc.cos(c + m) t ) disebut komponen bidang sisi atas atau USB : Upper Side Band). Komponen pembawa mempunyai frekuensi sudut sebesar c , komponen LSB mempunyai frekuensi sudut sebesar c - m , dan komponen USB mempunyai frekuensi sudut sebesar c + m .

Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em = Vm sin m t dan sinyal pembawanya dinyatakan sebagai ec = Vc sin c t , maka sinyal hasil modulasi disebut sinyal termodulasi atau eAM. Berikut ini adalah analisis sinyal termodulasi AM. eAM = Vc (1 + m sin m t ) sin c t e AM = Vc . sin c t + m . Vc . sin c t . sin m t e AM = Vc . sin c t + m.Vc.cos(c - m) t m.Vc.cos(c + m) t

Amplitude Modulation (AM)Adalah salah satu bentuk modulasi dimana amplitudo sinyal pembawa di variasikan secara proposional berdasarkan sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Frekuensi sinyal pembawa tetap konstan.AM adalah metode pertama kali yang digunakan untuk menyiarkan radio komersil.Contoh dari amplitude modulation.Kelemahannya:dapat terganggu oleh gangguan atmosfirBandwith yang sempit juga membatasi kualitas suara yang dapat dipancarkan.

Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em = Vm sin mt dan sinyal pembawanya dinyatakan sebagai ec = Vc sin ct , maka sinyal hasil modulasi disebut sinyal termodulasi amplitudo atau eAM.

eAM = Vc . sin c t + m.Vc.cos(c - m) t - m.Vc.cos(c + m) t

Komponen pertama sinyal termodulasi AM (Vc sin c t) disebut komponen pembawa, komponen kedua ( m.Vc.cos(c - m) t ) disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB ( Lower Side Band), dan komponen ketiga ( m.Vc.cos(c + m) t ) disebut komponen bidang sisi atas atau USB ( Upper Side Band). Komponen pembawa mempunyai frekuensi sudut sebesar c , komponen LSB mempunyai frekuensi sudut sebesar c - m , dan komponen USB mempunyai frekuensi sudut sebesar c + m .

Indeks Modulasi AM (m) Parameter ini merupakan perbandingan antara amplitudo puncak sinyal pemodulasi (Vm) dengan amplitudo puncak sinyal pembawa (Vc). Besarnya indeks modulasi mempunyai rentang antara 0 dan 1. Indeks modulasi sebesar nol, berarti tidak ada pemodulasian, sedangkan indeks modulasi sebesar satu merupakan pemodulasian maksimal yang dimungkinkan. Besarnya indeks modulasi AM dinyatakan dengan persamaan: m = Vm VcIndeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen

Sampul Gelombang Termodulasi AM Amplitudo gelombang termodulasi AM ( sampul gelombang termodulasi AM ) Sampul ini merupakan garis imaginer yang digambar antara nilai-nilai puncak pada setiap siklus, memberikan bentuk yang ekivalen dengan bentuk tegangan pemodulasi. esampul = Vc + em = Vc + Vm sin m t Oleh karena Vm = m Vc maka persamaan tersebut dapat dinyatakan sebagai: esampul = Vc + m Vc sin m t = Vc ( 1 + m sin m t ) sampul positif = - Vc ( 1 + m sin m t ) sampul negatif

1. Sinyal pembawa sinusoidal dengan frekuensi 3 kHz mempunyai amplitude puncak 2 Volt dimodulasi AM oleh sinyal audio 750 Hz yang mempunyai amplitude puncak 750 mV. Tentukan: a. Indeks modulasi AM b. Spektrum frekuensi gelombang termodulasi AM Penyelesaian: a. Indeks modulasi ( M ) Vm M = Vc

= 0,375

b.Persamaan gelombang termodulasi AM : eAM = Vc . sin c t + m.Vc.cos(c - m) t - m.Vc.cos(c + m) t

Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa komponen pembawa mempunyai amplitudo 2 Volt dengan = 6000 Komponen LSB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan = 4500 Komponen USB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan = 7500

*Modulasi Double Sideband (DSB) Ada 3 jenis DSB

Double Sideband Amplitude Modulation, DSBAM dengan carrier

Double Sideband Diminished (Pilot) Carrier, DSB Dim C

Double Sideband Suppressed Carrier, DSBSC tanpa carrier

*Modulasi Single Sideband (SSB)Jenis SSB bisa jadi SSBAM (dengan komponen carrier yang besar), SSBDimC atau SSBSC tergantung dari besar VDC pada input.

*Jika modulation depth > 1, maka akan terjadi distorsi Kerja Detektor Envelope

*DemodulasiDemodulasi adalah adalah kebalikan dari proses modulasi untuk me-recover message signal m(t) atau d(t) pada sisi penerima.

*Sinyal Informasi m(t)Pada umumnya m(t) akan berupa suatu band dari sinyal; sebagai contoh, sinyal video. Notasi atau konvensi untuk menyatakan sinyal baseband m(t) terlihat di bawh ini

*Persamaan untuk AMMisalkan m(t) = Vm cos mt, makadiperoleh Komponen:Carrierupper-sideband (USB)lower-sideband (LSB)

Amplitudo:VDCVm/2Vm/2

Frekuensi:c c + m c mfc fc + fm fc - fmPersamaan di atas merepresentasikan Double Amplitude Modulation DSBAM

*2Emax = maximum peak-to-peak of waveform2Emin = minimum peak-to-peak of waveform Modulation Depth Dapat diperlihatkan bahwa: ==Modulation Depth

*Representasi Grafis DSBAM

*Representasi Grafis DSBDimC dan DSBSC