dasar teori

Muammar Fuadi03041381320041

Modulasi Amplitudo dan Modulasi Frekuensi

Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses penyesuaian sinyal informasi

yang akan dikirimkan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi tertentu

dengan memperhatikan tujuan dan efisiensi pengiriman sinyal tersebut. Efisiensi

yang dimaksud mencakup dimensi fisik, absorbsi daya, pemakaian bidang

frekuensi, ketahanan terhadap gangguan dari luar. Umumnya modulasi melibatkan

penerjemahan baseband sinyal pesan yang dilewatkan dalam bandpass sinyal yang

memiliki frekuensi jauh lebih tinggi dari sinyal informasi. Bandpass sinyaltersebut

yang disebut dengan sinyal termodulasi dan baseband sinyal yang disebut dengan

sinyal pemodulasi. Modulasi dapat dilakukan dengan memodulasi amplitude, fase,

atau frekuensi.

Sistem komunikasi GSM menggunakan teknik modulasi Gaussian filtered

Minimum Shift Keying (GMSK). Untuk mengetahui bagaimana teknik modulasi

GMSK diterapkan maka akan dibahas terlebih dahulu modulasi MSK dimana

GMSK diturunkan dariMSK. MSK adalah skema modulasi fase secara kontinyu

dimana pada sinyal pembawanya tidak terdapatdiskontinuitas pada fasedan

frekuensi berubah pada saat zerro crossing pada pembawa. MSK terlihat unik

berdasarkan hubungan antara frekuensi logika 1 dan 0. Perbedaan antara frekuensi

logika 1 dan 0 selalu sama dengan setengah pesat data yang dikirim.

Permasalahan utama pada MSK adalah spektrumnya tidak cukup rapi

untuk mencapai pesat data hingga mendekati bandwidth kanal RF. Sebuah plot

spektrum MSK menunjukkan bahwa sidelobes memanjang melebihi pesat data

sesuai padagambar 3. Untuk transmisi datasecara wireless yang memerlukan

penggunaan bandwidth kanal RF yang lebih efisien, dibutuhkan pengurangan

energipada upper sidelobes MSK. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa cara

langsung untuk mengurangi energi adalah melewatkan data pada suatu LPF

terlebih dahulu sebelum akhirnya dimasukkan ke pre-modulation LPF. Pre-

modulation LPF harus mempunyai bandwidth sempit dengan cut off frekuensi

yang runcing dan overshiit pada respons impuls yang sanga kecil. Disinilah

mengapa digunakan Gaussian filter yang mempunyai respons impulse sesuai

Modulasi Amplitudo dan Frekuensi P1 -1 Muhammad Ifdhal


karakter distribusi Gaussianklasik. Filter ini menghilangkan sinyal-sinyal

harmonik dari gelombang pulsa data dan menghasilkan bentuk yang lebih bulat

pada ujung-ujungnya. Jika hasil ini diaplikasikan pada modulator fasa, hasil yang

didapat adalah bentuk envelopeyang termodifikasi (ada sinyal pembawa).

Bandwidth envelope ini lebih sempit dibandingkan dengan data yang tidak

dilewatkan pada filter gaussian.

Sumber : Teknik Modulasi dan Frekuensi GSM oleh Isa Falaq Albashar,

Umar Sidiq, Rezky Mahendra, 2008.

Modulasi frekuensi didefinisikan sebagai deviasi frekuensi sesaat sinyal

pembawa (dari frekuensi tak termodulasinya) sesuai dengan amplitudo sesaat

sinyal pemodulasi. Sinyal pembawa dapat berupa gelombang sinus, sedangkan

sinyal pemodulasi (informasi) dapat berupa gelombang apa saja (sinusoidal,

kotak, segitiga, atau sinyal lain misalnya sinyal audio). Seperti telah dibahas,

pada modulasi frekuensi maka frekuensi sinyal pembawa diubah-ubah sehingga

besarnyasebanding dengan dengan besarnya amplitudo sinyal pemodulasi.

Semakin besar amplitudo sinyal pemodulasi, maka semakin besar pula frekuensi

sinyal termodulasi FM. Besar selisih antara frekuensi sinyal termodulasi FMpada

suatu saat dengan frekuensi sinyal pembawa disebut deviasi frekuensi. Deviasi

frekuensi maksimum didefinisikan sebagai selisih antara frekuensi sinyal

termodulasi tertinggi dengan terendahnya. Dengan memasukkan nilai-nilai

indeksmodulasi, frekuensi pembawa, dan frekuensi pemodulasinya maka dapat

ditentukan pula penyelesaian fungsi Bessel yang bersangkutan. Selanjutnya dapat

digambarkan spektrum frekuensi sinyal termodulasi FM yang bersangkutan.

Dengan n adalah nilai tertinggikomponen bidang-sisi dan fm adalah frekuensi

tertinggi pemodulasi. Oleh karena pada kenyataannya nilai n mencapai tak hingga,

maka secara teoritis lebar bidang yang dibutuhkan adalah tak hingga pula. Namun,

amplitudo komponen bidang sisi untuk n yang bernilai besar menjadi tidak terlalu

signifikan sehingga kontribusinya dapat diabaikan.

Dengan pertimbangan ini, maka nilai n yang digunakan untuk menentukan



lebar bidang adalah nilai n yang masih memberikan kontribusi signifikan pada

amplitudo komponen bidang sisinya. Kontribusi yang dapat dianggap signifikan

adalah yang memberikan tegangan sebesar minimal 1% atau – 40 dB. Hal ini

dapat dilihat pada tabel fungsi Bessel, misalnya untuk mfsebesar 5 36maka jumlah

n yang signifikan adalah 8 (sampai dengan J8, untuk n > 8 diabaikan). Pada tahun

1938 J.R. Carson menyatakan bahwa untuk mentransmisikan sinyal termodulasi

FMdibutuhkan lebar bidang minimal dua kali jumlahan deviasi frekuensi dengan

frekuensi maksimum sinyal termodulasi.

Sumber : Modulasi Frekuensi dan Modulasi GMSK Digital Untuk Radio

Digital oleh Indah Susilawati 2009.

Saluran transmisi sistem komunikasi dapatdiklasifikasikan dalam tiga

golongan besar yaitusaluran transmisi kabel konvensional, salurantransmisi media

udara dan saluran komunikasidengan media serat optik.Dalam makalah ini

dipaparkan perencanaan danpembuatan trainer yang dapat dijadikan modeluntuk

mengetahui proses pengubahan sinyalanalog ke digital dan digital ke analog serta

sifatdan karakteristik sinar infra merah sebagaigelombang pembawa isyarat

audio.Ada dua proses utama yang dibahas dandikerjakan dalam proyek ini, yaitu

prosespengolahan sinyal menggunakan modulasi deltasebagai salah satu metode

pengolahan sinyalanalog ke digital dalam transmisi optik isyarataudio dan prinsip

kerja Quantizer pada bagianpenerima yang berfungsi untuk mengubah sinyal

digital menjadi sinyal analog. Bagian penerimajuga dilengkapi dengan penguat

audio danspeaker untuk menunjukkan kualitas rekonstruksisinyal.Catatan: Diskusi

untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1November 2003. Diskusi yang layak

muat akan diterbitkan padaJurnal Teknik Elektro volume 4, nomor 1, Maret

2004.Media transmisi yang digunakan adalah mediaudara dengan perantaraan

sinar infra merah.Pemfokusan cahaya pada pengamatan dilakukansemaksimal

mungkin sehingga pada laporan initidak akan diulas mengenai banyaknya

energicahaya yang tersebar.

Modulasi Delta dikembangkan mulai tahun 1940untuk aplikasi voice

telephony . Modulasi deltamerupakan sebuah teknik modulasi dimana suatu



sinyal analog dapat dikodekan dalam digit (bit) kembar. Karena itu modulasi

delta merupakansalah satu sistem berbasis Pulse CodeModulation (PCM).

Dibandingkan sistem berdasar PCM yang lain modulasi delta memiliki kelebihan

yaitu sirkuit elektronik yang dibutuhkan bagi modulasi pada bagian pengirim dan

khususnya lagi pada bagianpenerima lebih sederhana daripada perangkat keras

yang dibutuhkan untuk sistem berbasis PCM yang lain. Prinsip kerja modulasi

delta adalah pemancaran rentetan pulsa-pulsa dengan lebar-tetap, yang

polaritasnya menunjukkan apakah keluaran demodulator harus naik atau turun

pada masingmasing pulsa. Keluaran dibuat naik atau turun oleh suatu tinggi

langkah yang tetap pada masing-masing pulsa. Sinyal modulasi m(t) dikenakan

ke masukan yang membalik (inverting input) dari sebuah penguat diferensial.

Suatu versi yang disusun kembali dari sinyal m’(t) dikenakan ke masukan yang

tak membalik (non inverting input). Keluaran dari penguat diferensial

diumpankan pada sebuah komparator. Komparator akan berada dalam kejenuhan

(saturation), baik positif maupun negatif, tergantung pada polaritas dari egangan

selisih antara sinyal-sinyal masukan dari penguat diferensial. Jadi keluaran akan

sama dengan +/-1, tanpa memandang daerah di tengah yang dapat mempunyai dua

arti. Modulator menerima serentetan pulsa-pulsa unipoler pi(t) yang berulang

sesuai dengan laju pengambilan sampel yang dikehendaki dan memancarkannya

baik secara langsung untuk suatu masukan +1 atau membalikkan polaritas untuk

suatu masukan -1. Sinyal ini dipancarkan sebagai sinyal keluaran po (t) dan juga

diteruskan ke sebuah rangkaian integrator lokal. Integrator ini menyebabkan

m’(t) naik atau turun dengan suatu tinggi langkah yang tetap untuk setiap pulsa +

atau – yang sampai ke masukannya. Pada penerima, sebuah regenerator

membentuk kembali sinyal yang diterima dan menghilangkan sebagian besar

kebisingan. Sinyal kemudian dimasukkan ke sebuah integrator yang lain, yang

menyusun kembali m’(t), bentuk gelombang tangga tersebut.

Sumber : Model Transmisi Digital Optik Isyarat Analog dengan Modulasi

Delta oleh Iwan Handoyo Putro tahun 2010



Modulasi merupakan metode penumpangan sinyal informasi ke dalam

sinyal pembawa yang memiliki frekuensi lebih tinggi, sehingga metode ini

sangat penting dalam proses pengiriman informasi. Salah satu jenis modulasi

digital yang sering digunakan adalah QAM (Quadrature Amplitude

Modulation). Modulator dan demodulator M-ary QAM dapat diprogram

dengan menggunakan DSP processor. DSK TMS320C6416T adalah suatu

board/hardware untuk memproses sinyal yang termasuk dalam keluarga besar

processor TMS320 produksi Texas Instrument, bekerja pada frekuensi 0-96

kHz yang merupakan standar dalam sistem telekomunikasi. Tujuannya yaitu

melakukan implementasi modulasi dan demodulasi M-ary QAM secara real

ke dalam DSP Starter Kit TMS320C6416T. Pemodelan sistemnya digenerate

dengan menggunakan software MATLAB, sehingga lebih fleksibel untuk

mengubah parameter dalam modulator dan demodulator M-ary QAM. Terdapat

empat implementasi sistem yaitu sistem dengan input bernoulli binary

generator, input pulse generator, sinyal input dari function generator melalui

port Line-In dan input suara melalui port Mic-In. Pengujian dilakukan untuk

mengetahui kinerja DSK TMS320C6416T yang ditampilkan dalam bentuk

grafik Bit Error Rate terhadap variasi nilai Eb/N0 dilakukan dengan

mengirimkan 100.000 bit. Kinerja terbaik terdapat pada implementasi

menggunakan sistem QAM dengan nilai BER mencapai 1.00E-05 pada nilai

Eb/N0≥11dB. Sedangkan kinerja terburuk pada semua sistem dengan input

dari function generatordengan nilai BER yang tidak mencapai 1.00E-05

dibandingkan dengan sistem yang telah dirancang.

Pada transmisi digital terdapat tiga macam teknik dasar modulasi yaitu

ASK, FSK, dan PSK. Dalam perkembangannya, terdapat modulasi QAM

yang merupakan kombinasi dari modulasi ASK dan PSK. Modulasi QAM

membagi sinyal yang ditransmisikan menjadi dua bagian, dimana kedua bagian

ini berbeda fasa 90°. Orde QAM yang sering dinyatakan sebagai M-ary

QAM menunjukkan jumlah simbol QAM yang dapat dihasilkan (M=2 n),

dimana pengelompokan ini tergantung pada banyaknya jumlah bit informasi

total yang diwakilkan pada satu simbol. Untuk membuat modulator dan



demodulator M-ary QAM dapat dilakukan dengan pemrograman pada DSK

TMS320C6416T yang merupakan suatu board/hardware yang digunakan

untuk memproses sinyal digital, speech, hingga image processingdan termasuk

dalam keluarga besar prosessor TMS320 produksi Texas Instrument.

Pemrograman DSP processordapat dilakukan menggunakan bahasa C dan

bahasa assembly.

Sumber : Implementasi Modulasi dan Demodulasi M-ary QAM oleh Angga

Yuda Prasetya, Suwadi, dan Titiek Suryani tahun 2013.

Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses penyesuaian sinyal informasi

yang akan dikirimkan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi tertentu

dengan memperhatikan tujuan dan efisiensi pengiriman sinyal tersebut. Efisiensi

yang dimaksud mencakup dimensi fisik, absorbsi daya, pemakaian bidang

frekuensi, ketahanan terhadap gangguan dari luar. Umumnya modulasi melibatkan

penerjemahan baseband sinyal pesan yang dilewatkan dalam bandpass sinyal yang

memiliki frekuensi jauh lebih tinggi dari sinyal informasi. Bandpass sinyaltersebut

yang disebut dengan sinyal termodulasi dan baseband sinyal yang disebut dengan

sinyal pemodulasi. Modulasi dapat dilakukan dengan memodulasi amplitude, fase,

atau frekuensi.

Sistem komunikasi GSM menggunakan teknik modulasi Gaussian filtered

Minimum Shift Keying (GMSK). Untuk mengetahui bagaimana teknik modulasi

GMSK diterapkan maka akan dibahas terlebih dahulu modulasi MSK dimana

GMSK diturunkan dariMSK. MSK adalah skema modulasi fase secara kontinyu

dimana pada sinyal pembawanya tidak terdapatdiskontinuitas pada fasedan

frekuensi berubah pada saat zerro crossing pada pembawa. MSK terlihat unik

berdasarkan hubungan antara frekuensi logika 1 dan 0. Perbedaan antara frekuensi

logika 1 dan 0 selalu sama dengan setengah pesat data yang dikirim.

Permasalahan utama pada MSK adalah spektrumnya tidak cukup rapi

untuk mencapai pesat data hingga mendekati bandwidth kanal RF. Sebuah plot

spektrum MSK menunjukkan bahwa sidelobes memanjang melebihi pesat data

sesuai padagambar 3. Untuk transmisi datasecara wireless yang memerlukan



penggunaan bandwidth kanal RF yang lebih efisien, dibutuhkan pengurangan

energipada upper sidelobes MSK. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa cara

langsung untuk mengurangi energi adalah melewatkan data pada suatu LPF

terlebih dahulu sebelum akhirnya dimasukkan ke pre-modulation LPF. Pre-

modulation LPF harus mempunyai bandwidth sempit dengan cut off frekuensi

yang runcing dan overshiit pada respons impuls yang sanga kecil. Disinilah

mengapa digunakan Gaussian filter yang mempunyai respons impulse sesuai

karakter distribusi Gaussianklasik. Filter ini menghilangkan sinyal-sinyal

harmonik dari gelombang pulsa data dan menghasilkan bentuk yang lebih bulat

pada ujung-ujungnya. Jika hasil ini diaplikasikan pada modulator fasa, hasil yang

didapat adalah bentuk envelopeyang termodifikasi (ada sinyal pembawa).

Bandwidth envelope ini lebih sempit dibandingkan dengan data yang tidak

dilewatkan pada filter gaussian.

Sumber : Teknik Modulasi dan Frekuensi GSM oleh Isa Falaq Albashar,

Umar Sidiq, Rezky Mahendra, 2008.


dasar teori

Documents