Dasar Sistem Dasar Sistem TelekomunikasiTelekomunikasiDasar Sistem Dasar Sistem

TelekomunikasiTelekomunikasi

TOMI YAHYA 21060112060053TOMI YAHYA 21060112060053

MODULASI & DEMODULASI MODULASI & DEMODULASI SISTEM FMSISTEM FM

MODULASI & DEMODULASI MODULASI & DEMODULASI SISTEM FMSISTEM FM

Kenapa Gelombang FM Lebih Jernih Dibanding AM?

Gelombang AM sudah lama ditinggal. Nyaris semua radio bermain di jalur FM. Kenapa sih FM lebih jernih?

Hingga tahun delapan puluhan, stasiun radio broadcast (siaran) banyak menggunakan modulasi AM (Amplitude Modulation). Pada saat itu, umumnya tidak ada siaran radio yang mampu menampilkan suara bening, apalagi stereo. Belum lagi kalau cuaca sedang tidak mendukung. Wah, pokoknya kita tidak bisa menikmati indahnya suara musik senyaman saat ini.

Setelah periode itu, mulai bermunculan stasiun radio siaran pengusung modulasi FM (Frequency Modulation). Jenis modulasi ini mampu memanjakan pendengar siaran karena menghasilkan suara yang lebih bening. Selain itu, ia dapat diterima dengan pola mono atau stereo. Maksudnya, jika radio penerima kita hanya bisa menerima siaran mode mono, maka ia menampilkan suara mono. Sedang radio penerima tipe stereo punya pilihan untuk menampilkan suara mono atau stereo beneran (real stereo) sesuai dengan yang dipancarkan oleh stasiun radio siaran.

Analogi modulasi

Dalam istilah teknik, kata modulasi mempunyai definisi yang cukup panjang. Tapi, hal itu dapat dijelaskan dengan analogi sederhana berikut: kalau kita ingin pergi ke tempat lain yang jauh (yang tidak bisa di lakukan dengan jalan kaki atau berenang), kita harus menumpang sesuatu.

Sinyal informasi (suara, gambar, data) juga begitu. Agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal informasi 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. Dari tinjauan "penumpang", cara menumpangkan manusia pasti berbeda dengan paket barang atau surat. Hal serupa berlaku untuk penumpangan sinyal analog yang berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.

Dari sisi pembawa, cara menumpang di pesawat terbang akan berbeda dengan menumpang di mobil, bus, truk, kapal laut, perahu, atau kuda. Hal yang sama juga terjadi pada modulasi. Di mana cara menumpang ke amplitudo gelombang carrier akan berbeda dengan cara menumpang di frekuensi gelombang carrier.

• Jadi,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. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

Modulasi FM Modulasi frekuensi adalah teknik modulasi dimana

kerapatan frekuensi sinyal pembawa berubah-ubah sebanding dengan besarnya amplitudo sinyal informasi. Modulasi frekuensi (FM), gelombang suara kita akan menumpang pada gelombang pembawa dan mengubah¬ubah frekuensi gelombang pembawa seirama dengan getaran audio kita.

Rasanya bisa juga dikatakan bahwa pada AM, gelombang audio menumpang secara transversal sedangkan pada FM audio kita menumpang secara longitudinal. Transversal ialah getarannya tegak lurus dengan arah perambatan sedang longitudinal ialah getarannya sama dengan arah perambatannya.

Gambar Modulasi Frekuensi

• Secara matematis, sinyal termodulasi FM dapat dinyatakan dengan

• eFM = Vc sin ( ωc t + mf sin ωm t )

dengan

eFM : sinyal termodulasi FM

em : sinyal pemodulasi

ec : sinyal pembawa

Vc : amplitudo maksimum sinyal pembawa

mf : indeks modulasi FM

ωc : frekuensi sudut sinyal pembawa(radian/detik)

ωm : frekuensi sudut sinyal pemodulasi(radian/detik)

Indeks Modulasi FM

pada modulasi frekuensi maka frekuensi sinyal pembawa diubah-ubah sehingga besarnya sebanding 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 FM pada suatu saat dengan frekuensi sinyal pembawa disebut deviasi frekuensi. Deviasi frekuensi maksimum didefinisikan sebagai selisih antara frekuensi sinyal termodulasi tertinggi dengan terendahnya. Indeks modulasi FM (mf) merupakan perbandingan antara deviasi frekuensi maksimum dengan frekuensi sinyal pemodulasi mf = δ / fm

dengan δ : deviasi frekuensi maksimum

fm : frekuensi maksimum sinyal pemodulasi mf : indeks modulasi FM

Analisis Frekuensi Gelombang Termodulasi FM Persamaan gelombang FM dinyatakan sbb:

eFM = Vc J0 mf sin ωc t + Vc {J1 (mf) [sin (ωc + ωm )t - sin (ωc - ωm )t]} + Vc {J2 (mf) [sin (ωc + 2ωm )t - sin (ωc - 2ωm )t]} + Vc {J3 (mf) [sin (ωc + 3ωm )t - sin (ωc - 3ωm )t]} + Vc {J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t - sin (ωc - 4ωm )t]} + ……… dengan eFM : amplitudo sesaat gelombang termodulasi FM Vc : amplitudo puncak pembawa Jn : penyelesaian fungsi Bessel orde ke-n untuk indeks modulasi mf : indeks modulasi FM dan Vc J0 (mf) sin ωc t = komponen frekuensi pembawa Vc{J1 (mf) [sin (ωc+ωm)t - sin (ωc - ωm)t]} = komp. bid. sisi pertama Vc {J2 (mf) [sin (ωc + 2ωm )t - sin (ωc - 2ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-dua vc {J3 (mf) [sin (ωc + 3ωm )t - sin (ωc - 3ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-tiga Vc {J4 (mf) [sin (ωc + 4ωm )t - sin (ωc - 4ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-empat Vc {J4 (mf) [sin (ωc + 5ωm )t - sin (ωc - 5ωm )t]} = komp. bid. sisi ke-lima dst

Modulator FM

Demodulasi FMDefinisi demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi oleh rangkaian.Definisi demodulator adalah rangkaian yang penerima komunikasi (radio, televisi, dan radar) yang berfungsi memisahkan informasi asli dari gelombang campuran (yaitu gelombang isyarat pembawa yang termodulasi. Demodulator sering juga disebut dengan detector. Misalnya dalam system modulasi amplitude (AM) dikenal jenis-jenis detector linier, detector kuadrat, dan detector Kristal.Dalam system modulasi frekuensi (FM) diterapkan rangkaian demodulator yang disebut diskriminator. Sesudah isyarat informasi dipisahkan dari gelombang campuran, maka isyarat informasi itu dikuatkan dan ditampilkan sebagai bunyi atau tanda-tanda lain (misalnya bayangan seperti dalam televisi).

Demodulasi sinyal FM memerlukan sebuah sistem yang akan menghasilkan output yang proporsional terhadap deviasi frekuensi sesaat dari inputnya.- Salah satu sistem yang dapat mengakomodasi syarat diatas adalah Frequency Discriminator- Jenis demodulator FM yang lain adalah :• Slope Detector• Round Travis Detector• Quadrature Detector• Ratio detector, dan lain-lainPrinsip kerjanya:Disini suatu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator Balance discriminator untuk proses modulasi. Secara umum setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin. Untuk itu, setiap demodulator/diskriminator/detektor FM, secara teori, harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan dengan frekuensi

Rangkaian "squelch"

Pada penerima FM (yang juga ada di pesawat televisi), sinyal radio yang hilang akan menyebabkan terdengar suara desis noise yang cukup keras. Karena mengganggu, sebagian besar penerima FM dilengkapi dengan rangkaian squelch yang berfungsi untuk mematikan audio jika tidak terdeteksi adanya sinyal siaran. Pada radio komunikasi VHF dan UHF (yang juga menggunakan FM), rangkaian squelch dapat diatur sedemikian rupa sehingga masih dapat mendengarkan sinyal suara yang volumenya sedikit di atas desis noise.

Pembagian kanal FM di Indonesia

Jumlah kanal yang disiapkan dalam alokasi frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz memang sebanyak 204 kanal. Tapi, tentu saja hal itu tidak menyebabkan 204 stasiun radio bisa didirikan di kota kita. Sebab jarak antarkanal yang terlalu rapat akan menyebabkan interferensi antarstasiun radio.

Karena itu, aturan dalam Keputusan Menteri Perhubungan No KM 15 Tahun 2003 mensyaratkan jarak minimal antarkanal dalam satu area pelayanan (yang umumnya se-Kota atau se-Kabupaten) adalah 800 kHz. Kecuali pada kota besar semacam Jakarta, Bandung, Surabaya, Semarang, Medan yang sudah telanjur mempunyai stasiun cukup banyak. Jarak minimal untuk kota-kota itu adalah 400 kHz.

Pembagian kanal untuk tiap area layanan tentunya juga disesuaikan dengan faktor-faktor seperti : kepadatan penduduk, perkembangan kawasan, dan lainnya. Sebab, apalah gunanya menyediakan banyak kanal jika pendirian stasiun-stasiun baru di suatu area layanan tidak menjanjikan.

BANDWIDTH SINYAL FM

Agar informasi diterima tujuan secara utuh,maka semua komponen spektrum haruslah terkirim dengan lengkap, sehingga dg demikian kebutuhan bandwidth adalah: B = ( fc + 5 fm ) - ( fc - 5 fm ) = 10 fm Bandwidth dari FM secara umum tergantung pada jumlah sideband yang ada, hal mana ditentukan oleh nilai indeks modulasi mf.

MODEM (Modulasi dan Demodulasi)

Dalam komunikasi data diperlukan alat untuk mengubah sinyal digital dengan proses modulasi dan menerimadata yang dikirimkan pada komputer untuk diolah.Alat ini disebut dengan modulator-demodulator (modem). Modem menerima pulsa biner dari komputer, terminal atau alat lain dan mengubahnya menjadi sinyal analog yang dapat disalurkan melalui saluran komunikasi.

Modulasi yang paling sederhana yang sering digunakan adalah FSK (Frequency Shift Keying) yang tergolong dalam FM. Tehnik lainnya adalah PSK (Phasa Shift Keying) yang tergolong dalam FM dan QAM (Quadrature Amolitude Modulation) yang merupakan kombinasi dari phasa modulation dan amplitude modulation. Saluran komunikasi diukur dengan kecepatan data yang disalurkan melaluinya. Untuk kecepatan 9600 bps keatas digunakan cara khusus.

Karena komunikasi data sistem komputer pada umumnya mempergunakan jaringan telepon maka sering kali modem dilengkapi dengan fasilitas seperti auto dial (sistem komputer dapat langsung memutar nomor telepon tujuannya dan modem akan langsung bekerja bila hubungan telepon diperoleh) dan auto answer (moden dapat menghubungkan diri dengan sistem komputer tanpa pertolongan operator bila ada panggilan. Modem yang dioperasikan pada saluran telepon disebut voice band atau voice grade modem.

Hal penting dalam pemakaian modem :· Laju transmisi data. * kecepatan rendah ( sampai dengan 600 bps ) * kecepatan menengah ( 1200 s/d 2400 bps ) * kecepatan tinggi ( 4800 bps keatas )· Mode komunikasi. * simplex * half duplex * full duplex· Sinkronisasi. Untuk modem berkecepatan rendah dan menengah digunakan transmisi asinkron sedangkan untuk modem yang berkecepatan tinggi menggunakan transmisi sinkron

Sinkronisasi baik dengan cara asinkron maupun sinkron perlu memperhatikan : * Waktu yang menentukan bilamana suatu bit dari data diterima (sinkronisasi bit) * Bit yang mana dari suatu karakter yang sudah diterima (sinkronisasi karakter)· Tehnik Modulasi. 3 tehnik modulasi yaitu AM (QAM), FM (FSK) dan PM (PSK). Kecepatan rendah memakai metode FSK. Kecepatan tinggi memakai metode PSK.· Standar Industri. Standard yang digunakan secara internasional dikeluarkan oleh CCITT (Comitee Consultative Internationale de Telegraphique et Telephonique) antara lain : * sampai dengan 300 bps CCITT V.21 * 600 - 1200 bps CCITT V.23 * 200 bps CCITT V.22 * 2400 bps CCITT V.26, V.26 bis * 4800 bps CCITT V.27 bis * 9600 bps CCITT V.29

Pertimbangan tehnik dalam pemilihan modem :· Kecepatan transmisi (transmision rate). Sekurang-kurangnya harus dapat melayani volume data yang biasa dikirimkan.· Turn-around Time. Waktu yang diperlukan oleh modem untuk merubah fungsinya dari pengirim menjadi penerima atau sebaliknya berkisar antara 20 msec - 200 msec.· Error Susceptibility (daya tahan terhadap error). Modulasi PM lebih baik daripada FM untuk kecepatan diatas 4800 bps. Saluran komunikasi harus dibuat sedemikian rupa sehingga error rate dapat kecil, proses ini disebut line conditioning.· Realibility· Cost (biaya) Harus sebanding dengan kecepatannya.· Maintainability (perawatannya).

Accoustic CouplerAdalah modem yang dipergunakan melalui alat telepon. Modem ini mengubah sinyal biner menjadi sinyal akustik yang kemudian diberikan ke mikrofon dari pesawat telepon. Pada penerima sinyal akustik yang diberikan oleh loudspeaker dari pesawat telepon diubah oleh mikropon dari accoustic coupler menjadi sinyal digital kembali. Modem ini kehandalannya rendah dan sekarang sudah tidak banyak digunakan.

THANKS FOR YOUR ATTENTION