Archive for Juni 2013

Modulasi Amplitudo

28 Jun 2013
Posted by Unknown
0 Comments
Tag : ,
+
I.                PENGERTIAN MODULASI AMPLITUDO
Modulasi adalah proses yang dilakukan terhadap sinyal informasi untuk dapat dikirimkan melalui media transmisi yang diinginkan dengan cara mengubah suatu karakteristik sinyal pembawa menurut sinyal informasi. Proses tersebut melibatkan sinyal informasi sebagai sinyal pemodulasi (modulating signal) dan sinyal pembawa (carrier) yang dimodulasi menjadi bentuk sinyal termodulasi (modulated signal). Mulanya modulasi yang digunakan adalah modulasi analog, akan tetapi dengan adanya perkembangan dan kemajuan dalam teknologi digital maka teknik modulasi digital juga ikut dan terus berkembang sebagai teknik modulasi masa depan. Keuntungan dari teknik modulasi digital dibandingkan modulasi analog tidak terlepas dari kelebihan yang dimiliki sistem digital secara keseluruhan dengan sifat bawaan dari isyarat digital seperti:
a)      Lebih kebal noise.
b)      Pengolahan yang fleksibel meliputi:
-          enkripsi atau dalam hal pengacakan demi keamanan.
-          pemampatan untuk penghematan.
-          kemampuan untuk disandikan.
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 amplitudo sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplitudo sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi.
Pada modulasi digital, sinyal informasinya merupakan data biner atau pengkodean M-ary atas data biner. Pengkodean M-ary menunjukkan dimana tiap simbol merepresentasikan n bit dan mempunyai M keadaan sinyal dimana  dan hal ini disebut pensinyalan M-ary. Pada pembawa biasanya digunakan gelombang sinus, kemudian salah satu karakteristik pembawa sinus yaitu amplitudo, frekuensi, atau fase akan diubah-ubah menurut sinyal pemodulasi yang dalam hal ini adalah data biner sehingga menghasilkan sinyal termodulasi sebagaimana digambarkan pada gambar 1. Karena perubahan (shift)  tersebut terbatas atau terkunci (keying) hanya mengikuti dua logika biner yaitu ‘1’ dan ‘0’ maka modulasi digital juga dikenal dengan istilah shift keying (SK).
Bentuk Sinyal Modulasi Amplitudo (AM)
Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya:
e_{c}=E_{c}sin\omega _{c}t
Sinyal pemodulasi, untuk memudahkan analisa, diasumsikan sebagai gelombang sinusoidal juga, dengan persamaan matematisnya:
e_{m}=E_{m}sin\omega _{m}t
dimana,
Ec = amplitudo maksimum sinyal pembawa
ωc = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa
Em = amplitudo maksimum sinyal pemodulasi
ωm = 2π fm dengan fm adalah frekuensi sinyal pemodulasi
Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplitudo, diturunkan dari :
e_{s}=(E_{c}+e_{m})sin\omega _{c}t
menjadi,
e_{s}=E_{c}(1+msin\omega _{m}t)sin\omega _{c}t
e_{s}=E_{c}sin\omega _{c}t+\frac{mE_{c}}{2}cos(\omega _{c}-\omega _{m})t-\frac{mE_{c}}{2}cos(\omega _{c}+\omega _{m})t
sehingga index modulasi (m) :
m=\frac{E_{m}}{E_{c}}=\frac{E_{max}-E_{min}}{E_{max}+E_{min}}

II.              INDEKS MODULASI
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:
Pengaruh Indeks Modulasi,faktor modulasi,modulasi maksimum,modulasi ideal,rumus index modulasi,nilai index modulasi,cacat modulasi,over modulasi,teori index modulasi,menghitung index modulasi,faktor modulasi 100%,cacat modulasi am,index modulasi am,faktor modulasi am,distorsi index modulasi,distorsi over modulasi
Pengaruh Indeks Modulasi
Kondisi index modulasi m = 1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplitudo menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi. Spektrum sinyal AM dapat digambarkan sebagai berikut:
Spektrum Sinyal AM,band width am,bandwidth sinyal am,kanal am,lebar band am,lebar kanal am,LSB,MSBlower side band,upper side band,side band am
Spektrum Sinyal AM
Dari gambar diatas terlihat, modulasi amplitudo memerlukan bandwidth 2x bandwidth sinyal pemodulasi (= 2fm). Daya total sinyal AM dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut :
P_{t}=P_{c}(1+\frac{m^2}{2})=P_{c}+\frac{P_{c}m^2}{2}
dimana Pc adalah daya sinyal pembawa
  \frac{P_{c}m^2}{2} adalah daya total sideband (LSB +USB)
Dari persamaan-persamaan tersebut di atas dapat kita diketahui bahwa lebar pita frekuensi (band width) dalam sebuah proses modulasi amplitudo (AM) adalah dua kali frekuensi sinyal informasi.

III.            TUJUAN MODULASI
–        Transmisi menjadi efisien atau memudahkan pemancaran.
–        Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah, jika f / fc ~ 1 – 10 %
–        Menekan derau atau interferensi.
–        Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi radio ( diterbitkan oleh ITU­T ).
–        Untuk multiplexing : proses penggabungan beberapa sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama­sama melalui satu kanal transmisi.

IV.           MODULASI DIGITAL
Perbedaan utama antara modulasi digital dan modulasi analog adalah bahwa pesan yang ditransmisikan untuk system 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 digital mengalokasikan sepotong waktu yang disebut interval sinyal dan menghasilkan fungsi kontinyu yang mewakili simbol.

Ada 6 macam modulasi digital yaitu :
a)      Amplitude Shift Keying (ASK)
Modulasi digital dengan mengubah amplitudo sinyal pembawa.
Jadi jika sebuah sinyal digital, yang hanya mengandung 0 dan 1, dimodulasikan dengan BASK, maka kita hanya akan mengalihkan sinyal pembawa dengan nilai 0 atau 1. Gambar 5.2 memperlihatkan modulasi BASK untuk sinyal digital yang diberikan 0 1 0 1 0 0 1 0. Seperti terlihat di gambar 5.2 sinyal – sinyal BASK bisa didapat dengan cara menyalakan dan mematikan sinyal pembawa, tergantung apakah sinyal informasi (pemodulasi) bernilai 1 atau 0. BASK disebut juga on-off keying (OOK)

b)      4-ary-ASK (4 ASK)
Seperti halnya pada BASK, sinyal yang dikatakan termodulasi secara 4ASK .

c)      Frequency Shift Keying (FSK)

Binary frequency Shift Keying / BFSK

Jadi sinyal termodulasi BFSK memiliki amplitudo yang konstan, tetapi memiliki dua buah frekuensi sinyal pembawa. Jika datang bit 0, maka digunakan osilator dengan frekuensi fo, jika datang bit 1, maka digunakan osilator dengan frekuensi f1.

d)      Phase Shift Keying (PSK)

Binary Phase Shift Keying / BPSK

e)      Phase Shift Keying / 4 –PSK

f)       Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

QAM mengkombinasikan antara ASK dan PSK. Jadi konstelasi sinyalnya berubah berdasarkan amplitudo (jarak dari titik asal ke titik konstelasi) juga berdasarkan phasa (titik konstelasi tersebar di bidang kompleks).
Dengan 16-QAM, maka dibuat kelompok bit (word) yang terdiri dari 4 bit. Dan tergantung dari kombinasi 0 dan 1 pada setiap word, maka bisa dikorespondensikan setiap word ke setiap titik konstelasi pada gambar 5.10

V.             KLASIFIKASI TEKNIK MODULASI DIGITAL
Klasifikasi teknik modulasi digital dapat didasarkan pada dua hal, yaitu:
g)      Berdasarkan Variabel yang Tervariasikan
Ø Modulasi Amplitudo       : - Quadrature Amplitude Modulation (QAM/ QASK)
Ø  Modulasi Fase  :
-          Phase Shift Keying (PSK)
-          Differential Phase Shift Keying (DPSK)
-          Offset Phase Shift Keying (OPSK)
Ø  Modulasi Frekuensi :
-          Frequency Shift Keying (FSK)
Ø  Modulasi Fase Kontinyu  :
-          Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK)
-          Minimum Shift Keying (MSK)
-          Continuous Phase Frequency Shift Keying (CPFSK).

h)      Berdasarkan Kelinearan
Amplitudo sinyal modulasi dijadikan dasar klasifikasi ini dimana teknik modulasi digital disebut linear jika amplitudo pembawa tervariasi secara linear terhadap perubahan sinyal digital.
Ø Linear :
-          Binary Phase Shift Keying (BPSK)
-          Differential Phase Shift Keying (DPSK)
-          Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
 
Ø Non-linear (Constant Envelope Modulation), yaitu amplitude pembawa konstan :
-          Binary Frequency Shift Keying (BFSK)
-          Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK)
-          Minimum Shift Keying (MSK)
Ø Kombinasi linear non-linear :
-          Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
-          Minimum Phase Shift Keying (MPSK)

Sistem komunikasi radio bergerak mulanya berkembang dengan sistem analog, sehingga teknik modulasi yang awal berkembang adalah teknik modulasi analog, tepatnya pada masa generasi pertama (1-rst G) sekitar tahun 1970-1980. Namun seiring dengan semakin maju dan berkembangnya penggunaan teknologi digital pada komunikasi radio bergerak, maka teknik modulasi digital juga ikut berkembang. Dengan perkembangan tersebut, saat ini telah terdapat banyak jenis metode atau teknik dari modulasi digital dan telah banyak pula sistem komunikasi radio bergerak yang menggunakannya seperti MIRS dengan QAM, GSM dengan GMSK, komunikasi satelit dengan PSK, IS-95 dengan BPSK dan lain-lain.

VI.           BASK, BFSK dan BPSK
Binary Amplitude Shift Keying (BASK)
Sinyal di representasikan dalam dua kondisi perubahan amlitudo gelombang pembawa
–        Sinyal "1" ­­> direpresentasikan dengan status "ON" (ada gelombang pembawa)
–        Sinyal "0" ­­> direpresentasikan dengan status "OFF" (tidak ada gelombang pembawa)
Binary Frequency Shift Keying (BFSK)
Sinyal di representasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa
–        Sinyal "1" ­­> direpresentasikan dengan frekuensi tinggi
–        Sinyal "0" ­­> direpresentasikan dengan frekuensi rendah
Binary Phase Shift Keying (BPSK)
Sinyal di representasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa
–        Sinyal "1" ­­> Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 0 derajat)
–        Sinyal "0" ­­> Phase gelombang pembawa bergeser 180 derajat (berlawanan)



Sinyal dan Noise

Posted by Unknown
0 Comments
Tag : ,
+

I.                PENGERTIAN SINYAL


Apa itu sinyal? Sinyal adalah suatu hal gejala fisika dimana satu atau beberapa dari karakteristiknya melambangkan informasi.

II.              JENIS-JENIS SINYAL
Terdapat beberapa sinyal, setelah kita mengetahui tentang apa itu sinyal, lalu ada berapakah jenis sinyal yang ada secara umum? Berdasarkan hakikatnya, sinyal terbagi menjadi 2 tipe yaitu Sinyal Analog dan Sinyal Diskrit.

1.      Sinyal Analog
Jenis sinyal yang pertama adalah sinyal analog, sinyal analog adalah suatu sinyal dimana salah satu besaran karakteristiknya mengikuti secara kontinyu perubahan dari besaran fisik lainnya yang melambangkan informasi, secara fisik sinyall analog berarti selalu mempunyai nilai di sepanjang waktu. Karakteristik yang dimiliki oleh sinyal analog antara lain : Amplitudo, frekuensi dan fasanya.
-          Sinyal DC
Bentuk atau tampilan sinyal DC dapat dilihat pada gambar dibawah ini


Gambar sinyal DC


Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sinyal dc memiliki tegangan yang rata terhadap frekuansi. Sinyal DC bisa berpolarisasi negatif dan berpolarisasi positif tergantung dari penggunaan nya nanti.
-          Sinyal AC/Sinus
Bentuk Sinyal AC/Sinus dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar sinyal sinus

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sinyal AC/Sinus memiliki amplitudo negatif dan positif, memiliki periode T = 1/f dan V+ dan V-

-         Sinyal Cos
     Sinyal cosinus adalah sama dengan sinus tetapi yang membedakan adalah terjadi pergeseran fasa sebesar 90 derajat, bentuk gambar sinyal cosinus dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini
Gambar sinyal cosinus
Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa sinyal cosinus dalam satu periode, setiap periode nya dimulai dari fase 90 derajat, beda dengan sinus dimana fase nya dimulai dari fase 0 derajat.
2.      Sinyal Diskrit
Sinyal diskrit adalah suatu sinyal yang terdiri atas sederetan elemen yang berurutan terhadap waktu, dimana salah satu atau lebih karakteristiknya membawa informasi. Karakteristik dari sinyal diskrit adalah : Amplitudo, lebar dan bentuk gelombangnya.
3.      Sinyal Digital
Sinyal digital adalah sebuah sinyal diskrit dimana informasinya dilambangkan oleh sejumlah deretan sinyal diskrit yang telah ditentukan jumlahnya.
-          Sinyal Pulsa/Kotak

Dalam teknik digital secara garis besar terdapat dua kondisi logika yaitu kondisi HIGH yang direferensikan dengan angka 1, dan kondisi LOW yang direfernsikan dengan angka 0 , jadi dalam teknik digital pada inti nya yaitu hanya bermain di kondisi nol (0) dan kondisi satu (1), nah kondisi ini bisa digambarkan dalam bentuk sinyal yang disebut sinyal digital, bentuk sinyal digital dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

                          

Gambar sinyal kotak
Pada gambar di atas terlihat bahwa jika kondisi high atau kondisi berlogika 1, maka sinyal digambarkan dengan sinyal kotak dengan tegangan 5V, dan jika kondisi low atau kondisi logic 0, maka sinyal digambarkan dengan tegangan 0V.

III.            ANALISIS FOURIER
Analisis Fourier adalah proses matematika yang digunakan untuk memecahkan masalah bentuk gelombang kompleks dengan menguraikan gelombang itu menjadi komponen sinusoidanya. Setiap bentuk gelombang yang kompleks dapat diperlihatkan terjadi dari sejumlah gelombang sinus murni terdiri dari suatu gelombang sinus dasar ditambah harmonik-harmonik khusus gelombang itu. Sebagai contoh, dengan menambahkan harmonik gasal pada sebuah gelombang sinus (yaitu 3f, 5f, 7f, dst.) akan diperoleh gelombang persegi. 
IV.           NOISE
Noise (kebisingan), dalam pengertian umum, adalah suatu gangguan yang "didengar" orang, tetapi dalam telekomunikasi kata noise juga dipakai sebagai suatu istilah untuk gangguan listrik yang menimbulkan kebisingan yang dapat didengar dalam suatu sistem.

Noise dapat timbul dengan berbagai cara. Satu contoh jelas adalah waktu adanya sambungan yang salah dalam suatu alat yang jika itu adalah pesawat penerima radio, menghasilkan tipe kebisingan yang terputus-putus atau trackling (gemercak) pada keluarannya. Noise juga terjadi apabila hubungan listrik yang pembawa arus dibuat nyala mati, misalnya pada brusher tipe motor tertentu. Sumber kebisingan semacam itu pada pokoknya dapat dihilangkan.

Gejala alam yang menimbulkan kebisingan itu termasuk badai listrik, kobaran matahari (solar flares), dan sabuk radiasi tertentu yang ada di ruang angkasa. Kebisingan yang timbul dari sumber tersebut mungkin lebih sulit dilemahkan, dan seringkali yang merupakan satu-satunya solusi ialah merubah posisi antena penerimanya untuk memperkecil kebisingan yang diterima, sambil menjamin bahwa penerimaan sinyal yang diinginkan itu tidak rusak berat.

Kebisingan itu, yang terutama dimasalahkan didalam sistem penerimaan, dimana menurunkan batas guna ukuran sinyal yang dapat diterima. Walaupun kehati-hatian dilakukan untuk menghilangkan kebisingan dari sambungan yang buruk atau yang timbul dari sumber luar, terbukti bahwa sumber kebisingan fundamental tertentu hadir didalam perlengkapan elektronik yang membatasi kepekaan penerima. Penambahan amplifier pada sistem penerima juga menambah kebisingan dan rasio sinyal terhadap kebisingan (signal-to-noise ratio), yang merupakan kuantitas penting, bisa mengalami penurunan dengan penambahan amplifier. Jadi, studi sumber kebisingan fundamental dalam peralatan penting jika kita ingin memperkecil efek kebisingan itu.

Jenis-jenis noise adalah sebagai berikut:
1.        Thermal noise
2.        Shot niose
3.        Noise partisi
4.        Fliker niose frekuensi rendah
5.        Burst niose
6.        Avalanche noise
7.        Niose transistor bipolar
8.        Noise transistor efek medan

Noise dapat memberikan efek gangguan pada sistem komunikasi dalam 3 area:
1.        Noise menyebabkan pendengar tidak mengerti dengan sinyal asli yang disampaikan atau bahkan tidak mengerti dengan seluruh sinyal
2.        Noise dapat menyebabkan kegagalan dalam sistem penerimaan sinyal.
3.        Noise juga mengakibatkan sistem yang tidak efisien
V.             TUJUAN SISTEM KOMUNIKASI
Tujuan sistem komunikasi adalah untuk mengirimkan data sebanyak mungkin sesuai dengan waktu yang direncanakan, dengan menggunakan cukup bandwidth, power, dan channel yang tersedia. Jika noise memberi efek gangguan pada sistem, baik karena kesalahan pada sistem penerimaan sinyal maupun kegagalan sistem (malafungsi), perancang dan pengguna sistem harus mengganti sistem tersebut. Untuk mengatasi noise ini diperlukan filter untuk mengurangi gangguan noise supaya sinyal yang dikirim tidak tertekan oleh noise. Namun, apapun cara yang digunakan, sistem komunikasi menjadi tidak efisien karena membuang banyak waktu dan tenaga untuk mengatasi noise.
Diberdayakan oleh Blogger.
Welcome to My Blog

Labels

Blogger templates

Follow Me !

Pengikut

- Copyright © MEKA TRONIKA -Robotic Notes- Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -