Download - Jenis Modulasi
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
1/9
MODULASI
Pengertian Modulasi
Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan
suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal
menjadi satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal
berfrekuensi rendah. Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka modulasi
dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh.
Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal
tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang
menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut
sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Yaitu untuk jenis
penumpangan sinyal analog akan berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga
akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.
1. Modulasi Analog
Modulasi analog adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time
signal yang berada pada nilai kontinu pada interval waktu yang terdefinisikan.
Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Jenis-jenis modulasi analog
Amplitude modulation (AM)
Frequency modulation (FM)
Pulse Amplitude Modulation (PAM)
A. Amplitude Modulation (AM)
Modulasi amplitude merupakan proses modulasi yang mengubah amplitude sinyal
pembawa sesuai dengan amplitude sinyal pemodulasinya dengan cara menumpangkan sinyal
info tersebut pada amplitude sinyal carriernya. Sinyal AM rentan terhadap noise namun
rangkaianya lebih sederhana daripada rangkaian yang digunakan dengan metode modulasi
yang lain. Modulasi AM terdiri dari AM DSB-SC, AM SSB, AM DSB-FC.
1. AM DSB SC
Merupakan sinyal yang sebenarnya hampir sama dengan sinyal AM DSB FC, hanya saja
komponen dihilangkan. Jika dilihat dalam komponen domain frekuensi, nilai dari daya dari
frekuensi carriernya ditekan sehingga dianggap bernilai 0. Sehingga AM DSB SC dapat
menghemat daya hingga 66.7% dari total daya yang ditansmisikan.
m(t) = Vm cos m t ; Vc (t) = Vc cos m t
http://mbinkmbink.blogspot.com/2010/02/modulasi-analog.htmlhttp://mbinkmbink.blogspot.com/2010/02/modulasi-analog.html -
7/28/2019 Jenis Modulasi
2/9
Gambar spektum frekuensi:
a. Persamaan umum
Persamaan : VAM = m (t). Vc (t)
= (Vc.Vm)/2 x [ cos 2 (fc + fm)t + cos 2 (fc - fm)t]
Bandwidth : BW = fUSB - fLSB = (fc + fm) - (fc - fm) = 2 fm
Daya : (Vc.Vm /2)2 /2R +(Vc.Vm /2)2 /2R
Efisiensi : = (PLSB + PUSB )/ Ptot x 100 %
Ket : Vc = Amplitude carrier
Vm = Amplitude info
= frekuensi carrier
= frekuensi info
2. AM SSB
Sinyal AM SSB mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan sinyal AM DSB SC
hanya aja dalam modulasi SSB, hanya satu dari kedua sideband yang dipancarkan.Hal ini
bertujuan untuk efisiensi bandwidth.
Dalam pembentukanya, sinyal AM SSB juga hampir sama dengan AM DSB SC namun
dengan menekan salah satu sideband dengan menggunakan filter, sehingga akan dihasilkan sinyal
SSB-LSB dan sinyal SSB-USB. maka dengan demikian akan menghemat daya hingga 83.3% dari
daya total yang ditransmisikan.
1. AM DSB FC
Sinyal keluaran untuk tiap titik adalah sebagai berikut :
Titik A : VLF = Vm cos m t
Titik B : VHF =cos c t + o
Titik C : Vmix = Vm cos m t cos (c t + o )
Titik D : VAM = Vm cos (c t + o )
Titik E : VAM = (Vc + k Vm cos m t) cos c t
a. Indeks modulasi AM
Persamaan VAM dapat pula dinyatakan sebagai berikut,
VAM = Vc ( 1 + cos m t) cos c t
Note : Vc = Amplitude carrier
m = Indeks modulasi
Indeks modulasi merupakan suatu nilai yang menunjukan kualitas modulasi.
Berdasarkan besarnya indeks modulasi (m), kondisi modulasi dapat dikelompokan
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
3/9
1. Demodulasi AM
Demodulasi AM merupakan proses pemulihan sinyal pemodulasi dari sinyal termodulasi.
Ada beberapa macam teknik demodulasi yang digunakan dalam AM, diantaranya adalah dengan
menggunakan detector selubung dan detector sinkron.
Detektor selubung merupakan teknik demodulasi paling sederhana, karena hanya terdiri
dari komponen-komponen dasar seperti diode, resistor dan kapasitor.
Secara umum cara kerja detector selubung adalah sebagai berikut :
Dioda pada rangkaian detector selubung tersebut berfungsi sebagai penyearah.
Arus yang lewat diode mengakibatkan proses pengisian muatan ke dalam kapasitor, sehingga V
katoda naik.
Saat V katoda sama dengan V anoda maka diode akan off. Sehingga terjadi proses pembuangan
muatan dari kapasitor ke resistor, sehingga V katoda akan turun. Siklus ini berulang terus
menerus. Dan berikut merupakan gambar keluaran hasil detector selubung.
Selain detector selubung dan product detector, dapat juga dilakukan dengan detector sinkron.
Seperti gambar berikut :
Persamaan sinyal :
A = Vc ( 1 + cos m t) cos c t
B = Vc cos c t
C = [ Vc ( 1 + cos m t) cos c t ] x Vc cos c t
D= [Vm . Vc /2 ] cos m t
Prinsip daridetektor sinkron adalah menggunakan sinyal carrier yang sama pada transmitter
dan receiver. Pada blok diatas, BPF akan menyaring sinyal masukan demodulasi, sehingga
yang dilewatkan hanya sinyal carrier yaitu :
a. Sensitivitas modulasi
Sensitivitas penerima adalah kemampuan penerima untuk menguatkan sinyal-
sinyal lemah, atau tegangan batas minimum pada input penerima untuk
menghasilkan sinyal informasi yang asli. Sensitivitas juga sering didefinisikan
sebagai tegangan yang harus dipenuhi di input penerima untuk memberikan sebuah
standard daya keluaran yang diukur pada bagian output.
b. Selektivitas modulasi
Selektivitas merupakan parameter kemampuan penerima untuk menolak
interferensi antar kanal yang berdekatan, atau kemampuan untuk menolak
interferensi dari sinyal yang memiliki frekuensi yang berdekatan frekuensi sinyal
yang diinginkan.
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
4/9
B. Frequency Modulation (FM)
Modulasi frekuensi adalah proses penumpangan sinyal informasi
pada frekuensi sinyal carrier, dimana kerapatan frekuensi sinyal carrier
dipengaruhi oleh amplitude sinyal informasi. Semakin besar amplitude
sinyal informasi, maka kerapatanya semakin besar dan begitupun
sebaliknya. Keunggulan FM adalah ketahananya terhadap noise
dibandingkan dengan amplitude modulation (AM) sehingga dapat
meningkatkan kualitas dari suatu system komunikasi radio.
Dengan modulasi frekuensi, maka frekuensi sinyal carrier akan
berubah-ubah sebanding dengan perubahan sinyal informasi, maka sinyal
modulasi FM adalah:
S(t) = Vc cos [2fct + ( sin (2fmt)) ]
Dimana :
Keterangan :
= Indeks Modulasi FM, index modulasi merepresentasikan seberapa
besar perubahan sinyal carrier terhadap bandwidth sinyal info
kf = Sensitivitas modulasi (Hz/Volt), merupakan suatu nilai yang
menunjukan respon cepat atau lambatnya suatu sinyal
termodulasi.
k = Sensitivitas modulasi (rad/Volt)
= Deviasi Frekuensi sinyal FM, merupakan perubahan frekuensi sinyal
carrier yang terjadi akibat adanya sinyal pemodulasi, biasanya
merupakan harga puncak perubahan frekuensi dalam satuan Hz,
dan besarnya sebanding dengan besarnya amplitude sinyal
pemodul
C. Modulasi PM (Phase Modulasi)
Pada modulasi ini sinyal informasi mengubah-ubah fasa gelombang pembawa. Besar
perubahan fasa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi. Modulasi fasa, sama
seperti modulasi frekuensi, menghasilkan penyimpangan frekuensi pada sinyal pembawa,
sehingga kedua modulasi ini dikelompokkan dalam jenis modulasi sudut. Perbedaannya terletak
pada posisi perubahan frekuensi, jika pada modulasi frekuensi deviasi tertinggi dicapai pada
amplituda puncak dari sinyal pemodulasi, pada modulasi fasa deviasi maksimum terjadi pada saat
sinyal modulasi berubah pada laju yang paling tinggi (slope terbesar) yakni perubahan dari nilai
positif ke negatif dan sebaliknya.
Proses modulasi fasa terlihat pada gambar.
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
5/9
Sinyal asli/pemodulasi/baseband
Sinyal carrier/pembawa
Sinyal hasil modulasi phase (PM)
Persamaan sinyal PM serupa dengan sinyal FM, perbedaannya hanya terletak pada definisi
indeks modulasinya, dimana adalah indeks modulasi fasa, yakni nilai maksimum
perubahan fasa.
Indeks modulasi FM berubah secara proporsional terhadap perubahan amplituda danfrekuensi sinyal pemodulasi, sedangkan indeks modulasi PM hanya berubah secara
proporsional terhadap perubahan amplituda sinyal pemodulasi saja.
2. Modulasi Digital
Modulasi digital ialah suatu sinyal analog di modulasi berdsarkan aliran data digital.
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam
sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan
sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulatedcarrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan
mengamati sinyal carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing,
sinkronisasi).
Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke
penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik
(logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio).
Pada modulasi digital, sinyal pemodulasinya berupa sinyal digital. Teknik modulasi digital
pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog.
Teknik modulasi digital :
Amplitude shift keying (ASK)
Frequency shift keying (FSK)
Phase shift keying (PSK)
Perbedaan Modulasi Analog dan Digital :
Perbedaan mendasar antara modulasi analog dan digital terletak pada bentuk sinyal informasinya.
Pada modulasi analog, sinyal informasinya berbentuk analog dan sinyal pembawanya analog.
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
6/9
Sedangkan pada modulasi digital, sinyal informasinya berbentuk digital dan sinyal pembawanya
analog.
Perbedaan utama antara modulasi digital dan modulasi analog adalah bahwa pesan yang
ditransmisikan untuk sistem modulasi digital mewakili seperangkat simbol-simbol abstrak.
(Misalnya 0 s dan l s untuk sistem transmisi biner), sedangkan dalam sistem modulasi analog,
sinyal pesan adalah gelombang kontinyu. Untuk mengirim pesan digital, modulasi digitalmengalokasikan sepotong waktu yang disebut interval sinyal dan menghasilkan fungsi kontinyu
yang mewakili simbol.
1. Amplitude Shift Keying Amplitude Shift Keying (ASK)
Metode ini merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam
proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak
adanya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud
(kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan
yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu
dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan
bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan
dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentukgelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi
level ambangnya.
Gambar Amplitudo Shift Keying(ASK)
Pembangkitan sinyal Binary ASK (BASK) dapat dilakukan dengan melalukan data biner
dalam format unipolar dan sinyal pembawa sinusoidal ke suatu modulator pengali
2. Frequncy Shift Keying Frequency Shift Keying (FSK)
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
7/9
Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi
menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang
telah ditentukan semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fase terputus-putus.
Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan
perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. FSK merupakan metode modulasi yang
paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk
memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanyamerupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak
tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran
gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap. Dalam hal
penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan
frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi
kegagalan sistem bekerja. Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM.
Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam
variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less
(High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari
kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error
rate) sangat minim/kecil. Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi datadengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data
dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
Pembangkitan sinyal BFSK dilakukan dengan melalukan data biner dalam format polar ke
modulator frekuensi (Voltage Controlled Oscillator), seperti tampak pada gambar 21. Ketikainput modulator berubah dari +V ke V, maka frekuensi yang ditransmisikan akan berubah
juga.
Gambar Pembangkitan Sinyal BFSK
3. Phase Shift Keying Phase Shift Keying (PSK)
Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fase yang memungkinkan fungsi pemodulasi
fase gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam
proses modulasi ini fase dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai
denganperubahan status sinyal informasi digital. Sudut fase harus mempunyai acuan kepada
pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.
Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu
teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fase yangdikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fase yang ada dapat
dideteksi bila fase sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai
patokan (referensi). Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
8/9
-
7/28/2019 Jenis Modulasi
9/9
Quadrature Phase Shift Keying adalah gabungan dua sistem Binary PSK yang independen,
sehingga sebetulnya kinerjanya sama seperti PSK tetapi dua kali lebih efektif dalam
pemakaian bandwidth
Gambar Pembangkit Sinyal Biner
Pengubah seri ke parallel berfungsi untuk memisahkan pasangan bit pada aliran data yang
masuk, dimana 1 bit masuk ke kanal in- phase dan 1 bit lagi ke kanal kuadratur. Tampak pada
sistem QPSK, besar durasi symbol T adalah 2x durasi bit Tb dari input aliran data biner. Jadi
untuk besar bandwidth yang diberikan, sistem QPSK membawa 2x bit informasi lebih banyak
dibandingkan pada sistem PSK.