MODULATOR – DEMODULATOR

              1.               dalam komunikasi radio radiasi gelombang akan efisien jika dimensi antena          sebanding dengan panjang gelombang, terlihat jelas disini bahwa untuk membuat           sebuah antena yang ideal untuk data pertama itu sulit.

            Sinyal data pada modulasi biasa disebut dengan sinyal pemodulasi dan sinyal pembawa disebut sinyal carrier, alat yang digunakan untuk modulasi disebut sebagai modulator.Untuk gambaran proses dari modulasi adalah seperti gambar 

                   Gambar 2.0 Proses Modulasi

dalam prosesnya sinyal informasi yang ditumpangkan ke sinyal carrier yang memiliki frekuensi jauh lebih tinggi dibandingkan sinyal informasi. Dalam modulasi ini terdapat berbagai macam teknik, ada yang analog yaitu modulasi amplitudo, modulasi frekuensi, modulasi fasa dan ada juga yang digital yaitu ASK (Amplitude Shift Keying) dan PSK (Phase Shitf Keying).  

2 .     Prinsip kerja dari demodulator yaitu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator Balance diskriminator 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.!alah satu teknik demodulasi FM yang sering digunakan adalah teknik demodulasi FM kuadratur. Teknik demodulasi FM kuadratur ialah teknik demodulasi FM dengan cara memecah sinyal ke dua buah kanal, menggeser fasa sinyal salah satu kanal sebesar 90^o derajat dikurangi dengan perkalian antara sebuah konstanta dengan selisih frekuensi antara frekuensi tengah (IF) dengan frekuensi masukan. 

modulasi

MODULASI

1.         gelombang pembawa atau carrier sebagai fungsi sinus dapat dinyatakan sebagai berikut :

            x = A sin (ω.t + f)

            dimana :

            x          = nilai sesaat (tegangan atau arus)

            A         = Amplitudo (maksimum)

            ω_m       = kecepatan sudut

            Apabila salah satu parameter itu berubah akibat ditumpangi sinyal lain yang biasanya mempunyai frekuensi lebih rendah,maka gelombang pembawa mengalami modulasi.Apabila Amplitudo-nya berubah makan mudulasinya adalah modulasi amplitudo.Apabila frekuensinya yang berubah maka disebut modulasi frekuensi.Untuk frekuensi modulasi yang frekuensinya ditumpangi sinyal modulasi,maka frekuensi dapat dinyatakan :

            f = f_c (1 + kV_m . cos  ω_m .t)

     dimana :

            f_c          = frekuensi gelombang pembawa

            k          = konstanta

kV_m . cos ω_m .t = sinyal informasi = sinyal modulasi (dinyatakan sebagai fungsi cosinus untuk memudahkan analisis selanjutnya)

pada modulasi frekuensi,hanya frekuensi yang berubah,sedangkan amplitudonya tetap konstanta nilai cos ω_m .t mempunyai nilai antara -1 dan +1,

Lebar pita frekuensi ditentukan oleh indeks modulasinya.Dari nilai indeks modulasi akan ditentukan sampai orde ke berapa koefisien bessel masih berpengaruh (mempunyai nilai).Koefisien bessel itu merupakan amplitudo spektrum frekuensi FM.Jadi lebar pita frekuensi :

                        FM = f_m . n .2

            dimana :

f_m           = frekuensi modulasi

n          = fungsi bessel jenis pertama orde ke-n yang masih mempunyai nilai pada koefisien pada J_n(mf)

Proses Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

2.                     Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada jenis modulasi ini amplituda sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi.

            Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya:

Sinyal pemodulasi, untuk memudahkan analisa, diasumsikan sebagai gelombang sinusoidal juga, dengan persamaan matematisnya.

Sinyal pembawa :

             

Sinyal pemodulasi :

 e c = A sin ⁡ ω c t {\displaystyle e_{c}=A\sin \omega _{c}t}

dimana,

E_c = amplituda maksimum sinyal pembawa

ω_c = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa

E_m = amplituda maksimum sinyal pemodulasi

ω_m = 2π fm dengan fm adalah frekuensi sinyal pemodulasi

 

sehingga index modulasi (m)

index modulasi merupakan ukuran seberapa dalam sinyal informasi memodulasi sinyal pembawa. Apabila index modulasi terlalu besar (m>1) maka hasil sinyal termodulasi AM akan cacat dan apabila index modulasi terlalu rendah (m<1) maka daya sinyal termodulasi tidak maksimal.

Untuk menghindari keadaan overmodulasi yaitu keadaan dimana gelombang pembawa termodulasi lebih dari 100 %, maka kita harus dapat membatasi besar-kecilnya modulasi yang terjadi. Hal ini dapat diatasi dengan cara menentukan nilai index modulasi (m). Pengaruh indeks modulasi terhadap proses modulasi sinyal pembawa dapat di pahami dari gambar berikut:

Kondisi index modulasi m = 1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplituda menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi.

Bentuk Sinyal Modulasi Amplitudo (AM)

 

 

 

 

 

 

telekomunikasi

1. pertukaran informasi (perubahan bentuk informasi)pada hubungan jarak jauh, di mana pertukaran informasi (di mana terjadi perubahan “formatinformasi”) pada hubungan komunikasi jarak jauh yang terjadi secara elektris/elektronis.

 

2.  Suara = Teleponi

Suara & gambar = Videophone

Tulisan yang dicetak (berita) =Telegrafi/Telex

Tulisan yang dicetak (data) = Komunikasi Data

Tulisan yang di cetak (text) = Teletex

Dokumen = Telefax

Gambar = Televisi, Videotex, Gambar

Tulisan & suara = Multimedia

 

3.  Saluran Transmisi :

     a. Two-Wire (Twin Lead) merupakan saluran dua kawat terdiri dari sepasang penghantar sejajar yang dipisahkan oleh bahan dielektrik jenis polythylene.

 

     b. Coaxial Line merupakan saluran tidak seimbang (unbalanced line).Di mana salah satu kawat penghantarnya digunakan sebagai pelindung bagi kawat penghantar yang lain dalam satu sumbu yang sama.Kedua kawat penghantarnya dipisahkan oleh bahan dielektrik polyethelyne atau teflon.Saluran transmisi ini paling banyak digunakan untuk mengirimkan energi frekuensi radio (RF),baik dalam sistem pemancarnya maupun penerima.

    

     c. Balanced Shielded Line merupakan perpaduan dari saluran two wire line dan coaxsial,di mana kedua kawat penghantaranya saling sejajar,namun untuk mengurangi rugi-rugi radiasi digunakan pelindung (shielded) dari jalinan serat logam seperti pada saluran coaxial.

 

     d. Microstrip dan Stripline merupakan saluran transmisi yang bentuk fisiknya berupa kabel yang bersifat kaku.Saluran transmisi jenis ini biasanya digunakan untuk bekerja pada daerah frekuensi gelombang mikro (orde GHz) dan digunakan untuk menghubungkan piranti elektronik yang berjarak dekat.Saluran microstrip biasanya dibuat dalam bentuk Primed Cabling Board (PCB) dengan bahan khusus yang mempunyai rugi-rugi rendah pada frekuensi gelombang mikro.

 

     e. Waveguides merupakan saluran tunggal yang berfungsi untuk menghantarkan gelombang elekromagnetik dengan frekuensi 300 MHz-300GHz.Waveguides merupakan media transmisi yang berfungsi memandu gelombang pada arah tertentu.Pada frekuensi yang sangat tinggi,diatas 1 GHz saluran transmisi tidak efektif lagi sebagai media transmisi gelombang elektromagnetik,karena pada frekuensi tersebut efek radiasi dari redaman saluran sudah terlalu besar.

 

4. Jenis-jenis Modulasi Analog

            a. Amplitude modulation (AM)

Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling simple, frekwensi pembawa atau carrier diubah amplitudenya sesuai dengan signal  informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan kata lain AM adalah modulasi dalam mana amplitude dari signal pembawa (carrier) berubah karakteristiknya sesuai dengan amplitude signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artimya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.

 

b. Frequency modulation (FM)

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.

 

c. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa (diskrit) yang perubahannya mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal).

 

        5. Propagasi gelombang radio

a. Free Space loss

Dalam propagasi gelombang free space loss, diasumsikan ada satu signal langsung antara pengirim dan penerima. Propagasi gelombang free space loss hanya dapat terjadi ketika pengirim dan penerima dalam keadaan Line Of Sight (LOS).Yang dimaksud dengan kondisi LOS adalah keadaan dimana tidak ada obstacle di daerah Fressnel 1 diantara pengirim dan penerima.

 

b. Difraksi

Terjadi ketika garis edar radio antara pengirim dan penerima dihambat oleh permukaan yang tajam atau dengan kata lain kasar.Pada frekuensi tinggi, difraksi, seperti halnya pada refleksi, tergantung pada ukuran objek yang menghambat dan amplitudo, fase, dan polarisasi dari gelombang pada titik difraksi.

 

c. Reflection

Pada kondisi ini, signal yang datang menuju penerima telah mengalami pantulan terhadap suatu object. Refleksi dapat terjadi jika signal mengenai obyek yang memiliki dimensi lebih besar dari panjang gelombang signal tersebut. Pantulan tersebut menyebabkan perubahan fasa dan menimbulkan delay.

 

d. Scattering

Scattering terjadi ketika signal melewati suatu obyek yang kasar atau memiliki mempunyai bentuk yang tajam. Peristiwa scattering menyebabkan dihamburkan dan terpecah-pecah menjadi beberapa signal. Hal itu menyebabkan level daya signal menjadi lebih kecil.