October 1

2

009Gede Endrawadi0919451066Ekstensi Teknik Elektro

MAKALAH

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI..........................................................................................................2

BAB I MODULASI AMPLITUDO (AM).............................................................3

1.1 Pengertian Modulasi Amplitudo...........................................................3

1.2 Frekuensi Radio AM.............................................................................6

BAB II MODULASI FREKUENSI (FM)..............................................................8

2.1 Pengertian Modulasi Frekuensi.............................................................8

2.2 Pemancar FM........................................................................................9

2.3 FM Exciter..........................................................................................10

2.4 Radio FM Stereo.................................................................................11

2.5 Antenna...............................................................................................12

BAB III KESIMPULAN......................................................................................14

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

3

BAB I

MODULASI AMPLITUDO

1.1 Pengertian Modulasi Amplitudo

Modulasi amplitudo mempunyai pengertian yaitu metode modulasi di

mana amplitudo gelombang carrier (pembawa) dibuat bervariasi menurut harga

sesaat dari sinyal pemodulasi. Dengan kata lain, bila gelombang pembawa

dimodulasikan ke amplitudo, maka amplitudo bentuk gelombang tegangan

pembawa dibuat berubah sesuai dengan tegangan yang memodulasi. Jenis

modulasi ini kemudian disebut sebagai modulasi amplitudo (AM).

Dalam sistem modulasi amplitudo sinyal suara ditumpangkan pada

frekuensi pembawa yang berupa gelombang radio, sehingga pada sistem ini

amplitudonya yang berubah-ubah. Kelemahan sistem modulasi amplitudo adalah

mudah terganggu oleh derau cuaca, akan tetapi modulasi amplitudo ini dapat

menjangkau jarak jauh dan dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Bentuk

gelombang termodulasi AM dapat dilihat pada gambar .

Gambar bentuk gelombang sebuah sinyal yang dimodulasi amplitudo

Namun dalam penggunaan telemetri pita lebar, jaringan penggandeng,

penyesuai dan tapis dapat mengubah amplitudo dan fase pita sisi sinyal AM, yang

mengakibatkan distorsi. Tapis yang digunakan untuk membatasi lebar pita sinyal

dalam penggunaan telemetri pita lebar mengakibatkan modulasi amplitudo dalam

sinyal akibatnya tidak adanya pita sisi yang tersaring. Namun tingkat-tingkat

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

4

penguat mode campuran kelas C dapat memotong sinyal yang membangkitkan

pita sisi di luar pita lewat tapis.

Panjang gelombang adalah jarak antara titik-titik berfase sama dalam

siklus-siklus berurutan yang diukur dalam suatu waktu dalam arah penjalaran dan

perambatan gelombang. Panjang gelombang sama dengan jarak yaang ditempuh

oleh gelombang dalam satu periode osilasi. Untuk gelombang elektromagnetik,

hubungan antara panjang gelombang (λ) dan frekuensi gelombang (f) adalah

sebagai berikut :

dimana:

λ = panjang gelombang (m)

v = kecepatan gelombang (m/s)

f = frekuensi gelombang (Hertz)

Untuk kecepatan penjalaran 10 x 10 m/detik gelombang dengan frekuensi

satu MHz memiliki panjang gelombang 1000 meter. Spektrum frekuensi

informasi adalah 20 Hz – 20 MHz. Agar dapat memberikan informasi diperlukan

proses modulasi.

Dalam Modulasi Amplitudo, apabila gelombang pembawa (fo)

dimodulasikan oleh sinyal informasi yang berfrekuensi 30 Hz sampai 15 kHz

maka akan dihasilkan lebar bidang samping atas dan bawah. Kedua lebar bidang

tersebut sama dengan lebar gelombang sinyal informasi. Apabila tidak terjadi

modulasi, frekuensi gelombang AM sama seperti frekuensi gelombang pembawa

(fo). Apabila gelombang pembawa dimodulasikan, lebar bidang frekuensi

gelombang AM diperpanjang antara batas atas dan batas bawah dari lebar bidang

samping atas dan lebar bidang samping bawah. Batas perpanjangan maksimum

sama dengan dua kali frekuensi sinyal informasi maksimum. Lebar bidang

gelombang AM ini ditentukan oleh lebar bidang sinyal informasi dan disebut

sebagai lebar lebar bidang yang dimiliki. Oleh karena itu, apabila sinyal yang

dipancarkan mempunyai lebar bidang frekuensi dari 30 Hz sampai 15 kHz,

v = λ × f

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

5

gelombang termodulasi memiliki lebar bidang 30 kHz. Sedangkan untuk

amplitudo gelombang AM, makin besar amplitudo sinyal informasi amplitudo

sinyal pembawa juga makin besar dan sebaliknya.

Penerima AM berfungsi untuk mendapatkan kembali sinyal informasi

sinyal termodulasi amplitudo yang telah diterima. Pada sistem ini menggunakan

teknik PLL (Phase Locked Loop) yang merupakan pengunci atau menyamakan

fase sinyal yang diterima yaitu dengan cara membandingkan lebar bidang sinyal

yang diterima (sinyal termodulasi amplitudo) dengan sinyal hasil proses looping

dari rangkaian PLL itu sendiri

Hasil proses perbandingan ini berupa harga amplitudo sinyal informasi,

dimana bila sinyal termodulasi amplitudo mempunyai frekuensi yang lebih tinggi

dari frekuensi sinyal hasil proses looping, maka amplitudo sinyal keluaran PLL

akan naik dan sebaliknya.

Diagram Blok PLL

Pembanding fasa berfungsi sebagai pembanding antara frekuensi sinyal

termodulasi amplitudo dengan sinyal fo, kemudian diberikan ke bagian loop tapis

untuk diperoleh tegangan DC yang merupakan keluaran dari PLL. Sedangkan

bagian VCO (voltage controlled oscillator) berfungsi sebagai pengubah tegangan

DC yang merupakan keluaran loop tapis menjadi suatu sinyal yang mempunyai

frekuensi tertentu.

Dalam Modulasi Amplitudo, apabila gelombang pembawa (fo)

dimodulasikan oleh sinyal informasi yang berfrekuensi 30 Hz sampai 15 kHz

maka akan dihasilkan lebar bidang samping atas dan bawah. Kedua lebar bidang

tersebut sama dengan lebar gelombang sinyal informasi. Apabila tidak terjadi

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

6

modulasi, frekuensi gelombang AM sama seperti frekuensi gelombang pembawa

(fo). Apabila gelombang pembawa dimodulasikan, lebar bidang frekuensi

gelombang AM diperpanjang antara batas atas dan batas bawah dari lebar bidang

samping atas dan lebar bidang samping bawah. Batas perpanjangan maksimum

sama dengan dua kali frekuensi sinyal informasi maksimum. Lebar bidang

gelombang AM ini ditentukan oleh lebar bidang sinyal informasi dan disebut

sebagai lebar lebar bidang yang dimiliki. Oleh karena itu, apabila sinyal yang

dipancarkan mempunyai lebar bidang frekuensi dari 30 Hz sampai 15 kHz,

gelombang termodulasi memiliki lebar bidang 30 kHz. Sedangkan untuk

amplitudo gelombang AM, makin besar amplitudo sinyal informasi amplitudo

sinyal pembawa juga makin besar dan sebaliknya.

1.2 Frekuensi Radio AM

Metode Modulasi Amplitudo dipakai dalam transmisi radio AM untuk

memungkinkan frekuensi audio dipancarkan ke jarak yang jauh, dengan cara

superimposisi frekuensi audio pada pembawa frekuensi radio yang dapat

dipancarkan melalui antena. Frekuensi radio adalah frekuensi yang dipakai untuk

radiasi energi elektromagnetik koheren yang berguna untuk maksud-maksud

komunikasi. Frekuensi radio terendah adalah sekitar 10 kHz dan jajarannya

merentang hingga ratusan GHz.

Pembawa yang termodulasi terdiri dari tiga frekuensi yang semuanya RF,

yaitu fc Pembawa. fc + fm Frekuensi samping atas. fc − fm Frekuensi samping

bawah. Jika pembawa digambarkan oleh ec = A sin ωct disini ωc=2𝝅fc dan

isyarat pemodulasi oleh em = A sin ωmt disini ωm=2𝝅fm maka amplitudo

pembawa termodulasi dapat dinyatakan sebagai (A+Bsinωmt)sinωct kalau hal

ini diuraikan, maka diperoleh:

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

7

A sin ωc t+B sin ωmt sin ωc t

¿ A sin ωc t+ 12

B ¿

¿ A sin ωc t+B ¿¿

Biru adalah pembawa, hijau adalah frekuensi samping bawah, merah

adalah frekuensi samping atas Jika pembawa dimodulasi oleh bentuk gelombang

kompleks, maka akan timbul bermacam-macam frekuensi yang membentuk jalur-

jalur samping atas dan bawah. Dalam radio AM, karena oleh persetujuan

internasional saling dipisahkan 9 kHz, frekuensi modulasi maksimum adalah 4,5

kHz. Kedua jalur samping dipancarkan meskipmun hanya salah satu yang

didemodulasi dalam pesawat penerima. AM juga dipakai dalam transmisi isyarat

video dalam televisi. AM adalah sistem yang sederhana, murah, dan hanya

membutuhkan lebar jalur kecil.

BAB II

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

8

MODULASI FREKUENSI

2.1 Pengertian Modulasi Frekuensi

Modulasi frekuensi adalah suatu proses dimana frekuensi gelombang

pembawa sebagai subjek yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudonya yang

tetap. Dalam modulasi frekuensi, frekuensi tidak termodulasi sebagai rancangan

frekuensi center. Dalam sistem komunikasi FM, sinyal pemodulasi dibentuk oleh

frekuensi carrier dan pengiriman sinyal transmitter. Frekuensi deviasi ditentukan

oleh perbedaan antara frekuensi center carriernya. Frekuensi deviasi tergantung

pada amplitudo sinyal pemodulasi, yang kecepatannya tergantung frekuensi sinyal

modulasi.

Kecepatan sudut pembawa (ω) dibuat berubah-ubah dengan amplitudo

isyarat pemodulasi.

ω=ωo+K t V m cosωm t

Dimana f o=ωo

2 π adalah frekuensi tengah pembawa dan f m=

ωm

2 π adalah

frekuensi isyarat pemodulasi.

Dengan integrasi:

v=v ocos ¿¿

Harga maksimum K f V m

2 πdisebut dengan deviasi frekuensi dan ditulis

dengan ∆ f .

Perbandingan deviasi maksimum dalam Hertz diperoleh dengan

v=v ocos ¿¿

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108

MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik

atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem

modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana

panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

9

penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line

Of Sight).

Saluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar

bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband

nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga

memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang

sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada

bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia

bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW)

pada band siar AM.

Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan

harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan

pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara

bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan

lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya

compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan

industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai

siaran FM secara keseluruhan.

2.2 Pemancar FM

Tujuan dari pemancar FM adalah untuk merubah satu atau lebih sinyal

input yang berupa frekuensi audio (AF) menjadi gelombang termodulasi dalam

sinyal RF (Radio Frekuensi) yang dimaksudkan sebagai output daya yang

kemudian diumpankan ke sistem antena untuk dipancarkan. Dalam bentuk

sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan sebuah power amplifier RF

dalam satu unit. Sebenarnya pemancar FM terdiri atas rangkaian blok subsistem

yang memiliki fungsi tersendiri, yaitu:

FM exciter merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang sudah

termodulasi

Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa pemancar

untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final stage

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

10

Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang

dibutuhkan oleh sistem antena

Catu daya (power supply) merubah input power dari sumber AC menjadi

tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh tiap subsistem

Transmitter Control System memonitor, melindungi dan memberikan

perintah bagi tiap subsistem sehingga mereka dapat bekerja sama dan

memberikan hasil yang diinginkan

RF lowpass filter membatasi frekuensi yang tidak diingikan dari output

pemancar

Directional coupler yang mengindikasikan bahwa daya sedang dikirimkan

atau diterima dari sistem antena

2.3 FM Exciter

Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciter-nya. Fungsi dari

exciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang pembawa

dengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar FCC.

Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat oleh wideband

amplifier ke level yang dibutuhkan oleh tingkat berikutnya.

Direct FM merupakan teknik modulasi dimana frekuensi dari oscilator

dapat diubah sesuai dengan tegangan yang digunakan. Seperti halnya oscilator,

disebut voltage tuned oscilator (VTO) dimungkinkan oleh perkembangan dioda

tuning varaktor yang dapat merubah kapasitansi menurut perubahan tegangan bias

reverse (disebut juga voltage controlled oscillator atau VCO).

Kestabilan frekuensi dari oscillitor direct FM tidak cukup bagus, untuk itu

dibutuhkan automotic frekuensi control system (AFC) yang menggunakan sebuah

kristal oscillator stabil sebagai frekuensi referensi. Komponen AFC berperan

sebagai pengatur frekuensi yang dibangkitkan oscillator lokal untuk dicatukan ke

mixer, sehingga frekuensi oscillator menjadi stabil.

2.4 Radio FM Stereo

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

11

Penerima radio FM stereo merupakan penerima radio FM mono yang

dilengkapi dengan dekoder stereo. Dekoder stereo ini hanya diperlukan untuk

proses stereo. Sehingga sinyal mono yang melewati dekoder stereo tidak diproses.

Adapun fungsi setiap blok penerima FM stereo, yaitu:

Penguat RF, memperkuat frekuensi radio yang berasal dari pemancar

FM yang ditangkap oleh antenna untuk diumpan ke pencampur.

Osilator Lokal, menghasilkan getaran sinus berkesinambungan

dengan frekuensi 10.7 MHz lebih tinggi dari frekuensi antenna untuk

diumpan ke pencampur.

Pencampu, mencampur frekuensi antenna dari penguat RF dengan

frekuensi osilator dan hasilnya adalah frekuensi antara (IF) yaitu 10.7

MHz.

Penutuh, membatasi/memangkas amplitudo gelombang termodulasi

agar amplitudonya rata (berupa sinyal FM murni).

Detektor FM, mendeteksi perubahan frekuensi menjadi perubahan

tegangan sinyal radio.

Peng-aksen, menekan penguatan frekuensi audio tinggi yang

berlebihan yang berasal dari pemancar.

Kemudi Frekuensi Otomatik (AFC), mengatur frekuensi osilator lokal

secara otomatik agar mantap.

Pengaturan penguatan Otomatik (AGC), mengatur penguatan penguat

IF dan RF secara otomatik agar hasil keluaran dari detektor hampir

konstan.

Dekoder stereo, memisahkan sinyal kiri (L) dan sinyal kanan (R) dari

bentuk kompositnya.

Sistem VCO (Voltage Controlled Oscillator) yang digunakan pada radio

FM memanfaatkan perubahan tegangan untuk melakukan pencarian gelombang.

Pengubahan tegangan pada radio FM sistem VCO dilakukan dengan memutar

potensiometer pencari gelombang yang terhubung dengan rangkaian oscillator.

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

12

2.5 Antenna

Pemancar radio memancarkan energinya dalam bentuk gelombang-

gelombang elektromagnetik. Dari antenna pemancar, gelombang-gelombang ini

merambat dengan kecepatan sekitar 300.000 km per detik. Karena gelombang-

gelombang ini merambat ke seluruh arah secara bersamaan, perambatannya dapat

digambarkan seperti sebuah lapisan-lapisan bulatan yang secara tetap dan terus-

menerus menjadi besar. Di mana dan ke mana lapis-lapis bulatan ini dapat

diterima dan dimanfaatkan oleh antenna-antenna penerima.

Dalam gambar 2.5.1 diperlihatkan lapisan-lapisan ionosfer memantulkan

gelombang-gelombang seperti sebuah cermin kembali ke arah bumi. Sifat

pemantulan dari ionosfer ini dimanfaatkan oleh para amatir radio gelombang

pendek untuk melakukan hubungan radio ke seluruh penjuru dunia.

Gambar 2.5.1 Ionosfer memantulkan gelombang dari antenna pemancar

Pemancar, tergantung ke mana antenna pancarnya diarahkan dapat

menghasilkan gerakan-gerakan ayunan, apakah itu bergerak sejajar/ horizontal

terhadap permukaan bumi atau tegak lurus/vertikal ke permukaan bumi.

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

13

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dasar Sistem KomunikasiModulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM)

14

Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang periodik sehingga

menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses

modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke

dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi

tinggi.

Modulasi amplitudo adalah metode modulasi di mana amplitudo

gelombang carrier (pembawa) dibuat bervariasi menurut harga sesaat dari sinyal

pemodulasi.

Modulasi frekuensi adalah suatu proses dimana frekuensi gelombang

pembawa sebagai subjek yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudonya yang

tetap.

Adapun kelebihan FM daripada AM adalah:

Lebih tahan noise

Bandwith yang lebih lebar

Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi

pemancar yang tinggi.

Namun, FM memiliki kekurangan yaitu membutuhkan lebar jalur yang

lebih lebar sehingga memungkinkan frekuensi pemodulasi lebih besar.