praktikum dsk modulasi frekuensi

BAB II

MODULASI FREKUENSI

2.1 Tujuan

Tujuan dari dilakukannya percobaan modulasi frekuensi ini adalah:

1. Bisa membentuk gelombang termodulasi FM.

2. Memahami pengaruh tegangan input terhadap output modulator.

3. Mengamati dan menganalisa sinyal termodulasi oleh sinyal sinusoida.

2.2 Peralatan

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan modulasi frekuensi ini adalah:

1. Modul TPS-3421.

2. Power Supply.

3. Oscillopse.

4. Frequency counter.

5. Audio signal generator.

6. Kabel penghubung.

2.3 Teori Penunjang

2.3.1 Modulasi

Modulasi adalah suatu proses perubahan parameter sinyal carrier atau

sinyal pembawa menggunakan sinyal informasi. Sebagai contoh adalah proses

penyampaian informasi melalui handphone. Dalam teknik telekomunikasi, sinyal

analog (suara anda) diubah dahulu menjadi sinyal digital. Sinyal tersebut

dimodulasikan dan dibawa ke tempat tujuan (handphone) dan didemodulasi

sehingga lawan bicara anda dapat mendengar suara anda di handphone-nya.

Tanpa adanya modulasi, informasi itu tidak akan dapat dikirim. Hal itu

disebabkan karena untuk mengirimkan suatu sinyal pada jarak tertentu diperlukan

frekuensi yang tinggi. Semakin tinggi frekuensinya, maka semakin jauh

jangkauan antarnya. Oleh sebab itulah dalam proses modulasi diperlukan sinyal

carrier dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada sinyal informasi

sehingga informasi dapat disampaikan. Proses modulasi ini memiliki peranan

penting dalam penyampaian informasi. Hal itu disebabkan karena proses modulasi

memiliki banyak kegunaan, diantaranya:

a. Untuk memudahkan proses radiasi

Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses

pemancaran/radiasi penerimaan sinyal. Dengan adanya proses modulasi ini

dimensi antena akan lebih mudah untuk diwujudkan.

b. Untuk memungkinkan multipleksing

Jika sebuah media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal, maka

modulasi dapat digunakan untuk menempatkan masing-masing kanal pada

wilayah spektrum frekuensi yang berbeda. Proses penggabungan beberapa

sinyal untuk ditransmisikan serentak pada satu kanal inilah yang disebut

multipleksing.

c. Untuk mengatasi keterbatasan peralatan

Pembuatan peralatan pengolahan sinyal (Signal Processing Devices)

seperti filter dan amplifier memiliki tingkat kesulitan yang berbeda untuk

spektrum frekuensi tertentu. Untuk itu, modulasi dapat digunakan untuk

menempatkan sinyal informasi ke wilayah spektrum tertentu dimana

pembuatan peralatan pengolahan sinyalnya menjadi paling mudah.

d. Untuk memungkinkan pembagian frekuensi

Modulasi memungkinkan beberapa stasiun radio ataupun televisi untuk

melakukan siaran secara bersamaan. Hal itu dilakukan dengan cara

menggunakan frekuensi sinyal pembawa yang berbeda sehingga tidak akan

terjadi interferensi antar stasiun. Di sisi penerima, dengan adanya modulasi

dapat dilakukan pemilihan terhadap stasiun siaran yang ingin ditonton atau

disiarkan.

e. Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi

Pengaruh noise dan interferensi tidak dapat seluruhnya dihilangkan dari

sistem komunikasi. Dengan teknik modulasi tertentu dapat dimungkinkan

untuk menekan pengaruh gangguan tersebut. Sehingga interferensi sinyal

pada pengiriman informasi yang menggunakan frekuensi sama atau

berdekatan dapat diminimalisasikan.

Secara garis besar, modulasi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu modulasi

analog dan modulasi digital. perbedaan mendasar antara modulasi analog dan

modulasi digital terletak pada bentuk sinyal informasinya. Pada modulasi analog,

sinyal informasi serta sinyal carriernya berbentuk analog sedangkan pada sinyal

digital sinyal informasinya berbentuk digital dan sinyal carrier berbentuk analog.

a. Modulasi Analog

Modulasi analog dibagi lagi menjadi 2, yaitu:

Modulasi Analog Linier

Modulasi analog linier menerapkan proses translasi frekuensi

langsung dari spektrum sinyal informasi dengan menggunakan sinyal

pembawa sinusoidal. Yang termasuk dalam modulasi analog linier

adalah Amplitudo Modulation (AM), Disebut linier karena frekuensi

sinyal pembawa tetap / konstan.

AM merupakan salah satu bentuk modulasi dimana sinyal

informasi digabungkan dengan sinyal pembawa (carrier) berdasarkan

perubahan amplitudonya. Besarnya amplitudo sinyal informasi

mempengaruhi besarnya amplitudo dari carrier tanpa mempengaruhi

besarnya frekuensi sinyal pembawa. Parameter sinyal yang mengalami

perubahan adalah amplitudonya, Amplitudo sinyal pembawa berubah-

ubah sesuai dengan perubahan amplitudo sinyal informasi. Rentang

frekuensi AM adalah 500 Hz – 1600 KHz dan panjang gelombang AM

adalah 1600 KHz – 30000 KHz. Jika direntangkan dengan satuan

meter, jangkauan sinyal AM bisa mencapai puluhan ribu kilometer.

AM merupakan saluran metode yang digunakan pertama kali untuk

menyiarkan radio komersil. Adapun kelemahan dari AM adalah mudah

terganggu oleh gangguan atmosfer dan kualitas suara terbatasi oleh

bandwidth yang sempit.

Gambar 2.1 Modulasi AM

Modulasi Analog Non-linier

Modulasi Analog Non-linier bisa juga disebut dengan modulasi

sudut. Disebut non-linier karena frekuensi sinyal pembawa bisa

berubah-ubah. Pada modulasi ini, besarnya amplitudo sinyal informasi

mempengaruhi besarnya frekuensi dari carrier tanpa mempengaruhi

besarnya amplitudo sinyal pembawa. Yang termasuk dalam modulasi

ini adalah Frequency Modulation (FM) dan Phase Modulation (PM).

Parameter sinyal yang mengalami perubahan adalah frekuensi dan

fasenya. Frekuensi sinyal pembawa berubah-ubah sesuai dengan

perubahan amplitudo sinyal informasi (untuk FM) dan fase sinyal

carrier berubah-ubah sesuai dengan perubahan amplitudo sinyal

informasi (untuk PM).

Frequency Modulation (FM) akan dijelaskan pada subbab

berikutnya sedangkan Phase Modulation (PM) merupakan bentuk

modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari

sinyal pembawa. Phase Modulation (PM) Hampir mirip dengan

Frequency Modulation (FM). Frekuensi pembawa bervariasi karena

adanya variasi fase serta tidak merubah amplitudo pembawa. Phase

Modulation (PM) jarang digunakan karena memerlukan perangkat keras

penerima yang lebih kompleks. Adapun Keuntungan dari PM adalah

potensi gangguan dan daya yang dibutuhkan PM lebih kecil.

Gambar 2.2 Modulasi PM

b. Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit

stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebenarnya adalah

proses pengubahan karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier)

sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya atau yang disebut sebagai

modulated carrier memiliki ciri-ciri dari bit-bitnya (nilainya merupakan 0

atau 1). Dengan mengamati sinyal pembawanya (carrier), 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 menggunakan proses

modulasi digital ini dapat menggunakan media transmisi fisik seperti

logam dan optik, atau dapat juga menggunakan media transmisi non fisik

seperti gelombang-gelombang radio.

Pada dasarnya, sistem modulasi digital dapat dibagi menjadi tiga, yaitu:

ASK, FSK, dan PSK.

Amplitude Shift Keying (ASK)

Amplitude Shift Keying (ASK) atau yang lebih dikenal dengan

pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran amplitudo merupakan

modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo. Dalam proses modulasi,

kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau

tidaknya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari

metode ini adalah kecepatan digitalnya lebih besar. ASK juga memiliki

kekurangan dalam menentukan level acuan yang dimilikinya. Setiap

sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu

dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh karena itu, metode

ASK hanya akan menguntungkan apabila dipakai untuk hubungan jarak

dekat saja.

Frequency Shift Keying (FSK)

Frequency Shift Keying (FSK) dapat juga disebut dengan

pengiriman sinyal digital melalui penggeseran frekuensi. FSK

merupakan sistem modulasi digital yang relatif sederhana serta kinerja

yang kurang bagus apabila dibandingkan dengan PSK. Metode FSK ini

merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang

modulasi untuk melakukan penggeseran frekuensi output gelombang

pembawa. Pergeseran ini terjadi diantara harga-harga yang telah

ditentukan semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai

fase terputus-putus. Dalam proses modulasi FSK ini, besarnya frekuensi

gelombang pembawa (carrier) berubah-ubah sesuai dengan ada atau

tidaknya sinyal informasi digital. FSK merupakan metode modulasi

yang paling populer. Dalam prosesnya, gelombang pembawa digeser ke

atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi seperti ini

masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar

transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. Bentuk dari

modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara

konsep dapat dikatakan bahwa modulasi FSK adalah modulasi FM.

Hanya saja dalam modulasi FSK tidak ada bermacam-macam deviasi

ataupun frekuensi. Dalam FSK yang ada hanyalah dua kemungkinan

saja. Yaitu More atau Less. Oleh karena itu, proses demodulasinya akan

lebih mudah. Selain itu, kemungkinan kesalahan (error rate) dalam

FSK sangatlah minim. Umumnya, tipe modulasi FSK digunakan untuk

komunikasi data dengan kecepatan transmisi yang relatif rendah.

Contoh dari penggunaan FSK yaitu Modem-Data dengan bit rate yang

tidak lebih dari 2400 bps atau 2.4 kbps.

Phase Shift Keying (PSK)

Phase Shift Keying (PSK) dapat juga disebut dengan pengiriman

sinyal digital melalui pergeseran fase. Metode PSK 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 dengan perubahan status sinyal

informasi digital. Sudut fase juga harus mempunyai acuan kepada

pemancar dan penerima. Akibatnya, dalam melakukan metode PSK

sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima agar

stabilitan frekuensi pada pesawat penerima dapat dilakukan dengan

mudah.

Gambar 2.3 Jenis jenis modulasi digital:

(a) ASK

(b) PSK

(c) FSK

Dari beberapa definisi diatas dapat disimpulkan beberapa keuntungan serta

kerugian sistem komunikasi digital dibandingkan dengan sistem komunikasi

analog, yaitu:

Keuntungan Komunikasi Digital

1. Error hampir selalu dapat dikoreksi.

2. Mudah menampilkan manipulasi sinyal (seperti encryption).

3. Range dinamis yang lebih besar.

Kerugian Komunikasi Digital

1. Biasanya memerlukan bandwidth yang lebih besar.

2. Memerlukan sinkronisasi.

2.3.2 Modulasi Frekuensi

Modulasi frekuensi adalah suatu proses penumpangan sinyal informasi

pada sinyal yang frekuensinya jauh lebih besar (sinyal carrier) sehingga frekuensi

sinyal dari sinyal carrier berubah-ubah sesuai dengan sinyal informasi. Karena

kandungan gelombang informasi pada gelombang FM diwujudkan dengan

perubahan carrier, maka sistem ini memiliki kualitas yang lebih baik apabila

dibandingkan dengan AM. Hal ini disebabkan karena gangguan-gangguan

transmisi dominan terjadi pada komponen amplitudo. Selain itu, daya yang

dibutuhkan FM lebih kecil apabila dibandingkan dengan AM. Sinyal FM

memiliki amplitudo tetap. Namun dari sisi pemakaian, bandwidth gelombang FM

memerlukan bandwidth yang lebih lebar daripada AM. Bandwidth yang lebih

lebar ini, memungkinkan sinyal FM untuk menghasilkan suara stereo dengan

menyatukan beberapa saluran audio pada satu gelombang carrier. Rentang

frekuensi FM adalah 88 MHz – 108MHz sehingga dikategorikan sebagai very

high frequency (VHF). Sedangkan panjang gelombangnya dibawah 1000 Khz

sehingga menyebabkan jangkauan sinyalnya tidak jauh. FM lebih tahan terhadap

gangguan sehingga dipilih sebagai modulasi standar untuk frekuensi tinggi.

Salah satu contoh penerapan teknik modulasi frekuensi adalah Radio FM

yang bekerja dengan prinsip yang serupa dengan radio AM, yaitu dengan

memodulasi gelombang radio (penghantar) dengan gelombang audio. Hanya saja,

pada radio FM proses modulasi ini menyebabkan perubahan pada frekuensi.

Ketika radio AM umum digunakan, Armstrong menemukan bahwa

masalah lain radio terletak pada jenis sinyal yang ditransmisikan. Pada saat itu

gelombang audio ditransmisikan bersama gelombang radio dengan menggunakan

modulasi amplitudo (AM). Modulasi ini sangat rentan akan gangguan cuaca. Pada

akhir 1920, Armstrong mulai mencoba menggunakan modulasi dimana amplitudo

gelombang penghantar (radio) dibuat konstan. Pada tahun 1933, ia akhirnya

menemukan sistem modulasi frekuensi (FM) yang menghasilkan suara jauh lebih

jernih serta tidak terganggu oleh cuaca buruk. Sayangnya, teknologi ini tidak serta

merta digunakan secara massal. Depresi ekonomi pada tahun 1930 menyebabkan

industri radio enggan mengadopsi sistem baru ini karena mengharuskan

penggantian transmiter dan receiver yang memakan banyak biaya. Baru pada

tahun 1940, Armstrong bisa mendirikan stasiun radio FM pertama dengan

biayanya sendiri. Dua tahun kemudian, Federal Communication Comission (FCC)

mengalokasikan beberapa frekuensi untuk stasiun radio FM yang dibangun

Armstrong. Perlu waktu lama bagi modulasi frekuensi untuk menjadi sistem yang

digunakan secara luas. Selain itu hak paten juga tidak kunjung didapatkan oleh

Armstrong. Frustasi akan segala kesulitan dalam memperjuangkan sistem FM,

Armstrong mengakhiri hidupnya secara tragis dengan cara bunuh diri. Beruntung

istrinya kemudian berhasil memperjuangkan hak-hak Armstrong atas

penemuannya. Barulah pada akhir 1960 FM menjadi sistem yang benar-benar

mapan. Hampir 2000 stasiun radio FM tersebar di Amerika. FM menjadi

penyokong gelombang mikro (microwave). Sehingga pada akhirnya, FM benar-

benar diakui sebagai sistem unggulan di berbagai bidang komunikasi.

Fase dari sebuah sinusoida dapat didefinisikan seperti argumen dari fungsi

sinusoida. Jadi fungsinya adalah A sin ωt, maka fase φ menjadi:

φ = ωt........................................................................................................... (2.1)

Jika fungsi tersebut menunjukkan sebuah gelombang tak termodulasi, dan

ω adalah konstanta, dan dengan menurunkan persamaan ini terhadap waktu

sehingga menghasilkan:

dφ/dt = ω...................................................................................................... (2.2)

Jika frekuensi angular ω adalah sama dengan laju perubahan fase.

Frekuensi angular selalu didefinisikan menjadi laju perubahan fase. Sekarang fase

dari gelombang tak termodulasi dibolak-balik dengan menambah besaran

sinusoidal β sin ωmt. sehingga sekarang setelah dimodulasi. Menjadi :

A sin (ωt + βsin ωmt).................................................................................... (2.3)

Frekuensi dicari dengan menurunkan pernyataan dalam kurung. Jika

frekuensi singular dari gelombang termodulasi adalah ω, maka :

ωi = dφ/dt = ω +ωm β sin ωmt........................................................................ (2.4)

Pernyataan ini menunjukkan bahwa fekuensi tersebut divariasikan sekitar

jangkauan ω ± ∆ ω, dimana ∆ ω disebut deviasi, yang mendefinisikan sebagai

jumlah maksimum yang mana frekuensi bergeser dari frekuensi carrier tak

termodulasi. Sehingga dapat dirumuskan :

∆ ω = ωm . β................................................................................................... (2.5)

Jika sinyal permodulasi berhubungan dengan ωm β sin ωmt maka

pengaruhnya pada gelombang tak termodulasi disebut dengan modulasi frekuensi

(FM). Kuantitas β adalah penting pada teori modulasi frekuensi, sehingga :

β = ∆ ω/ ωm ......................................................................................................................................................................... (2.6)

persamaan diatas disebut dengan indeks modulasi. Besaran β tidak

berdimensi, karena ∆ ω dan ωm memiliki satuan yang sama yaitu radian per detik.

Sinyal informasi dapat berupa sinyal sinus yang akan dikombinasikan

dengan indeks modulasi, frekuensi ataupun amplitudo. Sinyal carrier adalah

sinyal yang memiliki frekuensi yang tinggi. Sinyal inilah yang berperan

menguatkan sinyal informasi. Sinyal yang termodulasi adalah sinyal informasi

yang sudah digabungkan dengan sinyal carrier. Sinyal inilah yang dinamakan

sinyal modulasi FM.

Gambar 2.4 Sinyal FM

(a) Sinyal pembawa

(b) Sinyal pemodulasi

(c) Sinyal termodulasi FM

Sideband dalam sinyal FM merupakan suatu istilah yang dipergunakan

untuk menunjukkan band frekuensi dari sinyal yang dikirim oleh sumber dan

potensial (tegangan) untuk dipergunakan sebagai sinyal pemodulasi. Jumlah

sideband dalam FM dibatasi dengan tujuan agar spektrum sinyal sideband secara

signifikan berada pada side yang terjangkau atau berada pada kisaran f = 0.

Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan

pada frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz. Alokasi itu terbagi untuk 204 kanal

dengan penganalan kelipatan 100 kHz. Kanal pertama berada pada frekuensi 87,6

MHz, sedangkan kanal ke 204 berada pada frekuensi 107,9 MHz. Penetapan

tersebut dan aturan lainnya tertuang dalam Keputusan Menteri Perhubungan

Nomor KM 15 Tahun 2003.

Frekuensi carrier dipakai oleh stasiun radio untuk menunjukkan

keberadaannya. Misalnya, Radio XYZ 100,2 FM atau Radio ABC 98,2 FM. 100,2

Mhz dan 98,2 MHz inilah yang dinamakan frekuensi carrier yang dialokasikan

untuk stasiun bersangkutan.

2.4 Langkah Percobaan

1. Hubungkan modul TPS-3421 dengan power supply.

2. Hubungkan probe oscilloscope dengan output modulator.

3. Set switch modulator ke posisi high. Akan terlihat sinyal carrier

dengan frekuensi sekitar 800 KHz pada output modulator. Simpan

bentuk gelombang.

4. Hubungkan output dari Vvar ke input modulator FM1. Pastikan anda

mendapatkan skema berikut :

Gambar 2.5 Skema input modulator FM1 setelah dihubungkan oleh output dari

Vvar

5. Ubah potensiometer dari minimum ke maksimum dan perhatikan

perubahan bentuk sinyal. Simpan perubahan bentuk gelombang untuk

posisi minimum dan maksimum.

6. Buat tabel dengan range 0V s/d 5V. untuk masing-masing tegangan

tulis frekuensi yang terukur. Tegangan diukur dengan menggunakan

Multimeter dengan meletakkan kabel ukur di GND dan Vvar. Untuk

menghasilkan tegangan yang diinginkan dengan mengubah

potensiometer. Simpan juga gambar sinyalnya untuk masing-masing

tegangan.

Tabel 2.1 Perubahan tegangan terhadap frekuensi

No. 1 2 3 4 5 6

Vi (volt)

f (Hz)

7. Lepaskan Vvar dari input modulator FM1.

8. Hubungkan output dari Vvar ke input modulator FM2.

9. Ubah potensiometer dari minimum ke maksimum dan perhatikan

perubahan bentuk sinyal. Simpan bentuk sinyal.

10. Buat tabel dengan range 0V s/d 5V. untuk masing-masing tegangan

tulis frekuensi yang terukur. Langkahnya sama dengan pengukuran

FM1 diatas. Simpan gambar sinyalnya untuk masing-masing

tegangan.

Tabel 2.2 Perubahan tegangan terhadap frekuensi

No. 1 2 3 4 5 6

Vi (volt)

f (Hz)

11. Lepaskan Vvar dari input modulator FM2.

12. Set switch pada sinyal generator (pada blok switch biru) dari posisi

low ke high.

13. Set frekuensi sinyal generator (sinyal informasi) sebesar 100 KHz.

14. Hubungkan sinyal generator ke input modulator FM1. Akan terlihat

sinyal termodulasi FM. Simpan bentuk gelombang.

15. Secara perlahan naikkan amplitudo sinyal generator. Simpan

perubahan bentuk gelombang yang terjadi.

2.5 Data Hasil Percobaan

2.5.1 Sinyal Carrier 800 KHz

Gambar 2.6 Sinyal carrier 800 kHz

Parameter sinyal :

Frekuensi =780 kHz

Vp-p = 5V

A = 12

x 5V = 2,5V

2.5.2 Sinyal Output FM1 Pada Saat Vvar Minimum Hingga Maksimuma. Sinyal Vvar FM1 Minimum

Gambar 2.7 Sinyal output pada aat Vvar minimum

Parameter sinyal :

Frekuensi =983 kHz

Vp-p = 3,31V

A = 12

x 3,31 = 1,66V

b. Sinyal Vvar FM1 Medium

Gambar 2.8 Sinyal output pada saat Vvar medium

Parameter sinyal :

Frekuensi = 769 kHz

Vp-p = 4,73V

A = 12

x 4,73V= 2,365V

c. Sinyal Vvar FM1 Maksimum

Gambar 2.9 Sinyal output pada saat Vvar maksimum

Parameter sinyal :

Frekuensi = 30,30kHz

Vp-p = 4,81V

A = 12

x 4,81 = 2,405V

2.5.3 Sinyal Output FM1 Dengan Vi 0,56 Volt Sampai 5 Volt

a. Sinyal Vvar FM1 0,56 V

Gambar 2.10 Sinyal output FM1 dengan Vi 0,56 volt

Parameter sinyal :

Frekuensi = 985kHz

Vp-p = 3,34V

A = 12

x 3,34V = 1,67V

b. Sinyal Vvar FM1 1 V

Gambar 2.11 Sinyal output FM1 dengan Vi 1 volt

Parameter sinyal :

Frekuensi = 946kHz

Vp-p = 4,12V

A = 12

x 4,12V = 2,06V

c. Sinyal Vvar FM1 2 V


Parameter sinyal :

Frekuensi = 870kHz

Vp-p = 4,56V

A = 12

x 4,56 = 2,28V

d. Sinyal Vvar FM1 3 V


Parameter sinyal :

Frekuensi = 791kHz

Vp-p = 4,88 V

A = 12

x 4,88 V = 2,44 V

e. Sinyal Vvar FM1 4 V


Parameter sinyal :

Frekuensi = 703kHz

Vp-p = 5,09V

A = 12

x 5,09= 2,545V

f. Sinyal Vvar FM1 5 V


Parameter sinyal :

Frekuensi = 622 kHz

Vp-p = 5,28 V

A = 12

x 5,28 = 2,64 V

2.5.4 Sinyal Output FM2 Pada Saat Vvar Minimum Hingga Maksimum

a. Sinyal Vvar FM2 Minimum

Gambar 2.16 Sinyal output FM2 pada saat Vvar minimum

Parameter sinyal :

Frekuensi =820 kHz

Vp-p = 4,84 V

A = 12

x 4,84 = 2,42 V

b. Sinyal Vvar FM2 Medium

Gambar 2.17 Sinyal output FM2 pada saat Vvar Medium

Parameter sinyal :

Frekuensi =765 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4.91 = 2,45 V

c. Sinyal Vvar FM2 Maximum

Gambar 2.18 Sinyal output FM2 pada saat Vvar Maksimum

Parameter sinyal :

Frekuensi =675 kHz

Vp-p = 5,22 V

A = 12

x 5.22 V = 2.61 V

2.5.5 Sinyal Output FM2 Dengan Vi 0,56 Volt Sampai 5 Volt

a. Sinyal Vvar FM2 0,56 V

Gambar 2.19 Sinyal output FM2 dengan Vi 0,56 volt

Parameter sinyal :

Frekuensi =811 kHz

Vp-p = 4,78 V

A = 12

x 4.78V = 2,39 V

b. Sinyal Vvar FM2 1 V


Parameter sinyal :

Frekuensi =806 kHz

Vp-p = 4,78 V

A = 12

x 4,78V = 2,39 V

c. Sinyal Vvar FM2 2 V


Parameter sinyal :

Frekuensi =800 kHz

Vp-p = 4,88 V

A = 12

x 4,88 V = 2,44 V

d. Sinyal Vvar FM2 3 V


Parameter sinyal :

Frekuensi =783 kHz

Vp-p = 4,91V

A = 12

x 4,91V = 2,455V

e. Sinyal Vvar FM2 4 V


Parameter sinyal :

Frekuensi =768 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2.45 V

f. Sinyal Vvar FM2 5 V


Parameter sinyal :

Frekuensi =753 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2,45 V

2.5.6 Sinyal Informasi 100 kHz

Gambar 2.25 Sinyal informasi 100 KHz

Parameter sinyal :

Frekuensi = 102,12 kHz

Vp-p = 9,2 V

A = 12

x 9,2V = 4,6 V

2.5.7 Sinyal Termodulasi

a.Sinyal Termodulasi Minimum

Gambar 2.26 Sinyal Termodulasi Minimum

Parameter sinyal :


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37V= 2,685 V

b. Sinyal Termodulasi Medium

Gambar 2.27 Sinyal Termodulasi Medium

Parameter sinyal :


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37V= 2,685 V

c. Sinyal Termodulasi Maksimum

Gambar 2.28 Sinyal Termodulasi Maksimum

Parameter sinyal :


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37V = 2,685 V

2.6 Analisis Hasil Percobaan

2.6.1 Analisis Data Sinyal Carrier

Dari Gambar 2.6 dapat dilihat bentuk sinyal carrier akan membantu

terjadinya proses modulasi yaitu dengan cara menumpangkan sinyal informasi.

Parameter sinyal :

Frekuensi = 780 kHz

Vp-p = 5 V

A = 12

x 5V = 2,5 V

λ = c/f = 3x108 / 780000 Hz = 384,61 m

Xc ( t ) = A cos ωct

= A cos 2π ( f x 103) ( t )

= 2,5 cos 2π ( 780x 103) ( t )

2.6.2 Analisis Data Sinyal Output FM1

Dari Gambar 2.7, Gambar 2.8 dan Gambar 2.9 menunjukkan hubungan

antara output dari Vvar ke input modulator FM1 masing-masing dengan tegangan

minimum, medium dan tegangan maksimum. Berdasarkan parameter ketiga

gambar tersebut, dapat dilihat bahwa semakin tinggi tegangan yang diberikan

maka frekuensi yang dihasilkan akan semakin kecil sedangkan amplitudonya akan

semakin besar. Begitu juga sebaliknya, jika tegangannya diperkecil maka

frekuensinya akan bertambah besar namun amplitudo yang dihasilkan menjadi

kecil.

a. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak (Vp-p) dan amplitudo sinyal

hubungan output dari Vvar ke input modulator FM1 (tegangan minimum).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 983 kHz

Vp-p = 3,31V

A = 12

x 3,31 = 1,66V

λ = c/f = 3x108 / 983000 Hz = 305,18 m

b. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak (Vp-p) dan amplitudo sinyal output

dari Vvar ke input modulator FM1 (tegangan medium).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 769 kHz

Vp-p = 4,73 V

A = 12

x 4,73 V = 2,365 V

λ = c / f = 3x108 / 769000 Hz = 390,11 m

c. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak (Vp-p) dan amplitudo sinyal output

dari Vvar ke input modulator FM1 (tegangan maksimum).

Parameter sinyal :


Vp-p = 4,81 V

A = 12

x 4,81 = 2,405 V

λ = c/f = 3x108 / 30300 Hz = 9900,99 m

2.6.3 Analisis Data Sinyal Output FM1 Dengan Vi 0,56 Volt Hingga 5 Volt

Gambar 2.10 hingga Gambar 2.15 menunjukkan perubahan frekuensi FM1

terhadap tegangan yang diberikan. Yaitu mulai dari 0.56 V hingga 5 V.

Berdasarkan gambar tersebut, didapatkan kesimpulan bahwa semakin besar

tegangan yang diberikan maka amplitudonya akan menjadi semakin besar dan

berbanding terbalik dengan frekuensi yang dihasilkan, yaitu semakin besar

tegangannya maka frekuensi menjadi semakin kecil.

a. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan

frekuensi FM1 terhadap tegangan (Vi = 0,56).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 985 kHz

Vp-p = 3,34 V

A = 12

x 3,34V = 1.67 V

λ = c/f = 3x108 / 985000 Hz = 304, 56 m

b. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan

frekuensi FM1 terhadap tegangan (Vi = 1).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 946 kHz

Vp-p = 4,12 V

A = 12

x 4,12 V = 2,06 V

λ = c/f = 3x108 / 946000 Hz = 317,12 m

c. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 870 kHz

Vp-p = 4,56 V

A = 12

x 4,56 V = 2,28 V

λ = c/f = 3x108 / 870000 Hz = 344,82 m

d. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 791 kHz

Vp-p = 4,88 V

A = 12

x 4,88 V = 2,44 V

λ = c/f = 3x108 / 791000 Hz = 379,26 m

e. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 703 kHz

Vp-p = 5,09 V

A = 12

x 5,09 V = 2,545 V

λ = c/f = 3x108 / 703000 Hz = 426,74 Hz

f. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan

frekuensi terhadap FM1 tegangan (Vi = 5).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 622 kHz

Vp-p = 5,28 V

A = 12

x 5,28 V = 2,64 V

λ = c/f = 3x108 / 622000 Hz = 482,31 m

2.6.4 Analisis Data Sinyal Output FM2 Gambar 2.16 sampai Gambar 2.18 menunjukkan hubungan output dari

Vvar ke input modulator FM2 dengan tegangan maksimum, medium dan

minimum. Frekuensi yang dihasilkan oleh sinyal yang diberi tegangan minimum

lebih besar dibandingkan dengan frekuensi lainnya. Namun, nilai amplitudonya

lebih kecil daripada sinyal yang diberikan tegangan maksimum. Jadi dari data

tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa tegangan yang diberikan berbanding

lurus dengan amplitudo yang dihasilkan oleh sinyal tersebut. Namun, berbanding

terbalik dengan besar frekuensinya.

a. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal output dari

Vvar ke input modulator FM2 (tegangan minimum).

Parameter sinyal:

Frekuensi = 820 kHz

Vp-p = 4,84 V

A = 12

x 4,84 = 2,42 V

λ = c/f = 3x108 / 820000 Hz = 365,85 m

b. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal output dari

Vvar ke input modulator FM2 (tegangan medium).

Parameter sinyal:

Frekuensi = 765 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2,45 V

λ = c/f = 3x108 / 765000 Hz = 393,15 m

c. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo Sinyal output dari

Vvar ke input modulator FM2 (tegangan maximum).

Parameter sinyal:

Frekuensi = 675 kHz

Vp-p = 5,22 V

A = 12

x 5,22 = 2,61 V

λ = c/f = 3x108 / 675000 Hz = 444,44 m

2.6.5 Analisis Data Sinyal Output FM2 Dengan Vi 0,56 Volt Hingga 5 Volt

Gambar 2.19 hingga Gambar 2.24 menunjukkan perubahan frekuensi FM2

terhadap tegangan yang diberikan yaitu dari 0,56 hingga 5 V. Perubahan yang

terjadi hampir sama seperti analisis data sinyal output FM1 yang telah dijelaskan

pada 2.6.3 yaitu, smakin tinggi tegangan yang diberikan pada sinyal tersebut maka

frekuensinya akan semakin kecil dan amplitudonya semakin besar. Hanya saja

pada FM2 selisih frekuensi maupun amplitudo yang dihasilkan oleh sinyal

tersebut sangat kecil. Hal tersebut disebabkan oleh adanya resistor yang berfungsi

sebagai peredam.

a. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan

frekuensi FM2 terhadap tegangan (Vi = 0,56).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 811 kHz

Vp-p = 4,78 V

A = 12

x 4,78 V = 2,39 V

λ = c/f = 3x108 / 811000 Hz = 369,91 m

b. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 806 kHz

Vp-p = 4,78 V

A = 12

x 4,78 V = 2,39 V

λ = c/f = 3x108 / 806000 Hz = 372,20 m

c. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 800 kHz

Vp-p = 4,88 V

A = 12

x 4,88 V = 2,44 V

λ = c/f = 3x108 / 800000 Hz = 375 m

d. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 783 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2,455 V

λ = c/f = 3x108 / 783000 Hz = 383,14 m

e. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan


Parameter sinyal :

Frekuensi = 768 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2,45 V

λ = c/f = 3x108 / 768000 Hz = 390,62 Hz

f. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal perubahan

frekuensi terhadap FM2 tegangan (Vi = 5).

Parameter sinyal :

Frekuensi = 753 kHz

Vp-p = 4,91 V

A = 12

x 4,91 V = 2,45 V

λ = c/f = 3x108 / 753000 Hz = 398,40 m

2.6.6 Analisis data Sinyal informasi

Hasil percobaan pada Gambar 2.25 menunjukkan bentuk sinyal informasi

dengan frekuensi 100 KHz. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa frekuensi

sinyal informasi harus lebih rendah daripada sinyal carrier. Adapun nilai

frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal informasi 100 KHz, yaitu:

Parameter sinyal :


Vp-p = 9,2 V

A = 12

x 9,2 V= 4,6 V

λ = c/f = 3x108 / 102120 Hz = 2937,72 m

2.6.7 Analisis Data sinyal termodulasi

Gambar 2.26, 2.27 dan Gambar 2.28 menunjukkan bentuk sinyal

termodulasi FM dengan amplitudo minimum, medium, dan maksimum. Dari

ketiga gambar tersebut jelas dapat dilihat perbedaan bentuk sinyalnya, yaitu jika

amplitudonya maksimum maka akan terbentuk rapatan dan renggangan, jika

amplitudonya jarak anatara gelombang hampir sama, sedangkan bila

amplitudonya minimum maka sinyal yang terbentuk hampir sama dengan sinyal

carrier.

a. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal termodulasi

FM (tegangan minimum).


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37 V = 2,685 V

λ = c/f = 3x108 / 554600 Hz = 540,93 m

b. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo sinyal termodulasi

FM (tegangan medium).


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37 V = 2,685 V

λ = c/f = 3x108 / 536740 Hz = 558,92 m

c. Nilai frekuensi, tegangan peak to peak dan amplitudo termodulasi FM

(tegangan maximum).


Vp-p = 5,37 V

A = 12

x 5,37 = 2,685 V

λ = c/f = 3x108 / 418580 Hz = 716,70 m

2.7 Jawaban Pertanyaan

1. Pada langkah 15, amati dan catat perubahan pada oscilloscope. Apa

pengaruh peningkatan level tersebut?

Jawaban :

Seperti yang dapat kita lihat pada gambar 2.25 dan 2.27 bahwa

sinyal termodulasi FM dengan amplitudo maksimum akan membentuk

rapatan dan renggangan. Sedangkan sinyal termodulasi FM dengan

amplitudo minimum tidak membentuk rapatan dan renggangan. Yang

dimaksud dengan rapatan dan renggangan adalah jarak antara puncak

puncak gelombang per detik. Selain itu, frekuensi juga berpengaruh

besar pada sinyal termodulasi FM. Jika amplitudo sinyal termodulasi

dinaikkan, maka frekuensinya akan semakin kecil. begitu juga

sebaliknya. Apabila amplitudo sinyal termodulasi diturunkan, maka

frekuensinya akan semakin besar.

2. Gambar grafik untuk tabel 2.1. Beri penjelasan!

Jawaban:

Tabel 2.3 Perubahan tegangan terhadap frekuensi pada FM1

No. 1 2 3 4 5 6

Vi (volt) 0.56 1 2 3 4 5

f (kHz) 985 kHz 946 kHz 870 kHz 791 kHz 703 kHz 622 kHz

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

200

400

600

800

1000

1200PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP FREKUENSI PADA FM1

Tegangan (Volt)

Fre

kuen

si (

Khz

)

Gambar 2.29 grafik perubahan tegangan terhadap frekuensi pada FM 1

Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat bahwa frekuensi suatu

sinyal berbanding terbalik dengan suatu tegangan. Semakin tinggi

suatu tegangan yang diberikan, maka frekuensi yang dihasilkan

menjadi semakin kecil. Begitu juga sebaliknya, apabila tegangan yang

diberikan diperkecil, maka frekuensi yang dihasilkan akan semakin

besar.

3. Gambar grafik untuk tabel 2.2. Dimana perbedaan dengan tabel 2.1 ?

Jawaban:

Tabel 2.4 Perubahan Tegangan Terhadap Frekuensi Pada FM2

No.1 2 3 4 5 6

Vi (volt) 0.56 1 2 3 4 5

f (kHz) 811 kHz 806 kHz 800 kHz 783 kHz 768 kHz 753 kHz

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

200

400

600

800

1000PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP FREKUENSI PADA FM2

Tegangan (Volt)

Fre

kuen

si (

Khz

)

Gambar 2.30 Grafik perubahan tegangan terhadap frekuensi pada FM 2

Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat bahwa frekuensi suatu sinyal

berbanding terbalik dengan tegangan yang diberikan. Bila tegangan diperbesar,

maka frekuensi yang dihasilkan menjadi semakin kecil. Perbedaan grafik

perubahan tegangan terhadap frekuensi pada FM1 dan FM2 terletak pada

perbedaan selisih frekuensi yang dihasilkan. Pada grafik FM1 selisihnya cukup

jelas, tetapi pada grafik FM2 selisihnya tidak terlalu jauh atau kecil. Hal tersebut

disebabkan oleh adanya resistor pada FM2 yang berfungsi sebagai peredam.

2.8 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan di atas maka dapat kita smpulkan bahwa :

1. Bila suatu sinyal diberikan tegangan maka akan berpengaruh pula

terhadap frekuensi yang dihasilkan.

2. Frekuensi yang dihasilkan akan berbanding terbalik dengan tegangan

yang diberikan. Sedangkan semakin tinggi tegangan yang diberikan

maka amplitudonya akan semakin besar.

3. Berdasarkan grafik tabel 2.3 dapat dilihat bahwa frekuensi suatu

sinyal berbanding terbalik dengan tegangan. Semakin tinggi suatu

tegangan yang diberikan, maka frekuensi yang dihasilkan akan

semakin kecil. Begitu juga sebaliknya, apabila tegangan yang

diberikan diperkecil, maka frekuensi yang dihasilkan akan semakin

besar.

4. Berdasarkan grafik tabel 2.4 dapat dilihat bahwa selisih frekuensi yang

dihasilkan sangat kecil. hal ini disebabkan karena adanya resistor pada

FM2 yang berfungsi sebagai peredam.

5. Amplitudo juga berpengaruh terhadap bentuk sinyal termodulasi FM.

Pada sinyal termodulasi FM dengan amplitudo maksimum akan

membentuk rapatan dan renggangan. Hal ini disebabkan karena, jika

amplitudo sinyal informasi dinaikkan, indeks modulasi dari sinyal

yang dihasilkan akan semakin besar sehingga pada sinyal yang

termodulasi terlihat rapatan dan renggangan. Namun, sinyal

termodulasi FM dengan amplitudo minimum tidak terbentuk rapatan

ataupun renggangan melainkan hampir sama dengan bentuk sinyal

carrier.

6. Sinyal carrier harus lebih tinggi frekuensinya dari pada sinyal

informasi.

7. Setiap sinyal memiliki panjang gelombang () yang berbeda-beda

antara sinyal satu dengan sinyal lainnya yang ditentukan oleh

frekuensi sinyal tersebut.

praktikum dsk modulasi frekuensi

Documents