MODULATOR FM DAN DEMODULATOR FM

T

1. Jelaskan cara kerja rangkaian modulator FM.

Jawaban :

Modulator  fm adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan proses modulasi, yaitu proses “menumpangkan” data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui media tertentu (kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi.:

 Proses Modulator Frekuensi seperti yang kita lihat di atas adalah salah satu contoh gambar (Frequency Modulation, FM), jadi sinyal informasi di tumpangkan(modulasi) pada gelombang pembawa atau yang sering kita sebut sebagai sinyal carrier yang menyebabkan perubahan frekuensi gelombang.

Seperti yang kita lihat pada gambar di atas ada sebuah nama yang mungkin asing yaitu kapasitas varaktor yang berfungsi sebagai pengendali frekuensi  di dalam sebuah modulator. Jadi varaktor tu seperti dioda bedanya kalau varaktor ini di beri tegangan balik jadi si varaktor ini dapat bekerja sebagai  kapasitor yang apabila kapasitas tegangannya tergantung pada tegangan yang kita berikan. Jadi outputannya dari sinyal modulator ini telah di ubah sesuai dengan sinyal informasi yg menumpang ke sinyal carrier.

Jadi dapat di simpulkan bila tegangan input merupakan sinyal carrier maka frekuensi dalam suatu rangkaian modulator tersebut akan berubah sesuai dengan sinyal pembawa tersebut. Karna sesuai dengan pernyataan di atas outputannya dari sinyal modulator dalam rangkaian di atas di ubah sesuai dengan sinyal informasinya yang menumpang pada sinyal carrier. Contohnya modulator suara(FM) pada siaran tv

2. Jelaskan cara kerja rangkaian demodulator FM.
Jawaban :

Prinsip kerja dari  suatu demodulator frekuensi adalah mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM dengan memisahkan sinyal informasi dari sinyal termodulasi, pada prosesnya demodulator FM bekerja dengan memulihkan frekuensi sinyal informasi yang sebelumnya menjadi satu dengan sinyal pembawa, frekuensi tersebut yang diubah – ubah sesuai dengan harga perubahan amplitudo menjadi sinyal informasi yang hampir sama dengan sinyal aslinya.

Pada umumnya setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin, maka secara teori demodulator FM harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan yang ada dengan frekuensi.  

Sinyal modulasi FM yang masuk akan diperkuat dengan induktor atau disesuaikan dengan kumpulan induktor yang membentuk seperti transformator akan berguna sebagai amplifier (penguat). Lalu kapasitor akan mengisi muatannya sehingga dioda tesebut dapat “ON”, dioda akan “OFF” ketika frekuensi yang diterima menurun atau negatif. Saat itu juga muatan yang masih disimpan oleh kapasitor akan mengalami sedikit pelepasan muatan yang akan menimbulkan gelombang noise, untuk menghilangkan noise tersebut digunakan kapasitor kembali setelah dioda yang berguna sebagai filter. Dan menghindari lonjakan tegangan yang tinggi, maka resistor akan menghambat karena dalam demodulator FM tegangan harus linier (seimbang) dengan frekuensi hingga akhirnya mengeluarkan output berupa sinyal informasi yang cukup jernih.

MODULASI

MODULASI

TUGAS V-CLASS  2

1.       Jelaskan tentang FM (Frequency Modulation)

2.       Jelaskan tentang AM (Ampitudo Modulation)

Jawaban :

 1.     Jelaskan tentang FM (Frequency Modulation)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

adalah proses menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi. Jadi sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut:

Proses Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

Besar perubahan frekuensi (deviasi), δ atau fd, dari sinyal pembawa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan laju perubahan frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal pemodulasi. Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana,

e_FM = Nilai sesaat sinyal FM
E_c = amplituda maksimum sinyal pembawa
ω_c = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa
ω_m = 2π fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi
m_f = indeks modulasi frekuensi

Pada modulasi frekuensi kita mengenal istilah indeks modulasi (mf). Indeks modulasi ini didefinisikan sebagai berikut:

Spektrum Sinyal FM

Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar indeks modulasinya seperti dalam fungsi tabel besel berikut.

Tabel Fungsi Besel Untuk Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

J_i : nilai amplituda komponen frekuensi sideband ke i (i≠0)
J_o : nilai amplituda komponen frekuensi sinyal pembawa (bukan sideband)
β = mf : indeks modulasi

Lebar bandwidth pada modulasi FM dapat ditentukan menggunakan teorema carson sebagai berikut :

dimana,

f_d = frekuensi deviasi
f_m = frekuensi maksimum sinyal pemodulasi

Karakter dari transmisi modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah :

Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya pancar.

Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi, sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.

2.  Jelaskan tentang AM (Ampitudo Modulation)

Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM)

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.

Bentuk Sinyal Modulasi Amplitudo (AM)

Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya:

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

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

Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplituda, diturunkan dari :

menjadi,

sehingga index modlasi (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:

Pengaruh Indeks Modulasi

Kondisi index modulasi m = 1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplituda menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi. Spektrum sinyal AM dapat digambarkan sebagai berikut:

Spektrum Sinyal AM

Dari gambar diatas terlihat, modulasi amplituda memerlukan bandwidth 2x bandwidth sinyal pemodulasi (= 2fm). Daya total sinyal AM dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut :

 

dimana Pc adalah daya sinyal pembawa

  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.

TUGAS V-CLASS 1 Telekomunikasi

TUGAS V-CLASS   1

1.  Apakahdefinisi  dari  telekomunikasi ?

2.  Sebutkan media atausarana yang bisadigunakanuntukkomunikasi(tradisionalmaupun modern)

3.  Sebutkandanjelaskansalurantransmisi yang digunakanuntukberkomunikasi.

4.  Sebutkandanjelaskanjenis-jenis modulasi analog

5.  Sebutkandanjelaskanjenis-jenispropagasigelombang radio

1.  Apakahdefinisi  dari  telekomunikasi ?

Telekomunikasi adalahteknikpengirimanataupenyampaian infomasi, darisuatutempatketempat lain. Dalamkaitannyadengan 'telekomunikasi' bentuk komunikasi jarakjauhdapatdibedakanatastigamacam:

·         KomunikasiSatuArah (Simplex). Dalamkomunikasisatuarah (Simplex) pengirimdanpenerimainformasitidakdapatmenjalinkomunikasi yang berkesinambunganmelalui media yang sama. Contoh :Pager, televisi, dan radio.

·         KomunikasiDuaArah (Duplex). Dalamkomunikasiduaarah (Duplex) pengirimdanpenerimainformasidapatmenjalinkomunikasi yang berkesinambunganmelalui media yang sama. Contoh : Telepon dan VOIP.

·         Komunikasi Semi DuaArah (Half Duplex). Dalamkomunikasi semi duaarah (Half Duplex)pengirimdanpenerimainformsiberkomunikasisecarabergantiannamuntetapberkesinambungan. Contoh :Handy Talkie, FAX, dan Chat Room

2.  Sebutkan media atausarana yang bisadigunakanuntukkomunikasi(tradisionalmaupun modern) ?

A.    AlatKomunikasiTradisional

·         Lonceng

·         DaunLontar

·         Kentongan

·         Asap

B.     AlatKomunikasiTradisional

·         Telepon

·         Koran ( SuratKabar )

·         Televisi

·       Internet

3.  Sebutkandanjelaskansalurantransmisi yang digunakanuntukberkomunikasi.

A.Guided Transmission Media (Kabel)
Guided transmission media atau media transmisiterpandumerupakansistemkabel yang digunakansebagaijaringannya.
Twisted Pair Cable
Kabel Twisted Pair initerbagimenjadiduajenisyaitu shielded (STP) dan unshielded (UTP). Shielded adalahjeniskabel yang memilikiselubungpembungkussedangkan unshielded tidakmempunyaiselubungpembungkus. Untukkoneksinyakabeljenisinimenggunakankonektor RJ-11 atau RJ-45.
Pada twisted pair (10 BaseT) network, komputerdisusunmembentuksuatupola star. Setiap PC memilikisatukabel twisted pair yang tersentralpada HUB. Twisted pair umumnyalebihhandal  (reliable) dibandingkandengan thin coax karenaHUBmempunyaikemampuan data error correction danmeningkatkankecepatantransmisi.
Saatiniadabeberapa grade, ataukategoridarikabel twisted pair. Kategori 5 adalah yang paling reliable danmemilikikompabilitas yang tinggi, dan yang paling isarankan. Berjalanbaikpada 10Mbps dan Fast Ethernet (100Mbps). Kabelkategori 5 dapatdibuat straight-through atau crossed.
Kabel straight through digunakanuntukmenghubungkankomputerke HUB. Kabel crossed digunakanuntukmenghubungkan HUB ke HUB. Panjangkabelmaksimumkabel Twisted-Pair adalah 100 m.
Coaxial Cable
Coaxial Cable  merupakansuatujeniskabel yang menggunakanduabuahkonduktordankabel yang mempunyaitingkattransmisi data yang lebihtinggidibandingkandengankabelbiasatetapilebihmahal.
C.Fiber Optic KabelKaca
Fiber Optic Cable dibuatdariserabut-serabutkaca (optical fibers) yang tipis dengan diameter sebesar diameter rambutmanusia, mempunyaikecepatanpengiriman data sampai 10 kali lebihbesardari coaxial cable.
B.Unguided (RadiasiElektromagnetik)
Unguided merupakanradiasielektromagnetik yang digunakandandipancarkanmelaluiudaraterbukauntukmengiriminformasidenganjarak yang cukupjauh.

·                     Satelit

Satelitadalah media transmisi yang fungsiutamanyamenerimasinyaldaristasiunbumidanmeneruskannyakestasiunbumi lain.
Inframerah
Inframerahbiasadigunakanuntukkomunikasijarakdekat, dengankecepatan 4 Mbps.

·                     Microwave

Microwave  merupakangelombang radio frekuensitinggi yang dipancarkandarisatustasiunkestasiun yang lain.

·                     Sinar Laser

Teknologikomunikasisinar laser banyakdigunakanuntukpenelitian-penelitian.

4.  Sebutkandanjelaskanjenis-jenis modulasi analog

4.  Sebutkandanjelaskanjenis-jenis modulasi analog

A. Amplitude Modulation (AM) AM ataumodulasiamplitudoadalahamplitudosinyal carrier yang berubahsesuaipergerakandariamplitudosinyal input. Adapunfrekuensidanfasasinyal carrier pada AM tidakberubah. Berdasarkanbentukkeluarannya, hasil AM adatigamacam. Bentukkeluaranditentukanolehsebuahkoefisienindeksmodulasi.

B. Frequency Modulation (FM) FM ataumodulasifrekuensiadalahfrekuensisinyal carrier yang berubahsesuaipergerakandariamplitudosinyal input. Adapunamplitudosinyal carrier pada FM tidakberubah. Padamodulasi FM terjadifenomenaintermodulasi.

C. Phase Modulation (PM) PM ataumodulasifasaadalahfasasinyal carrier yang berubahsesuaipergerakandariamplitudosinyal input.

5.  Sebutkandanjelaskanjenis-jenispropagasigelombang radio

PropagasiGelombang Radio (GelombangElektromagnetik)

A.Propagasigelombang radio dapatdiartikansebagai proses perambatangelombang radio daripemancarkepenerima. Transmisisinyal dengan media non-kawatmemerlukan antenna untukmeradiasikansinyal radio keudarabebasdalambentuk gelombangelektromagnetik (em). Gelombanginiakanmerambatmelaluiudarabebasmenuju antenna penerimadenganmengalamiperedamansepanjanglintasannya, sehinggaketikasampai di antenna penerima, energy sinyalsudahsangatlemah.

Gelombang (em) dalamperambatannyamenuju antenna penerimadapatmelaluiberbagaimacamlintasan. Jenislintasan yang diambiltergantungdarifrekuensisinyal, kondisiatmosfirdanwaktutransmisi. Ada 3 jenislintasandasar yang dapatdilalui, yaknimelaluipermukaantanah (gelombangtanah), melaluipantulandarilapisanionosfir di langit (gelombanglangit), danperambatanlangsungdari antenna pemancarke antenna penerimatanpaadapemantulan (gelombanglangsung).

 B. PropagasiGelombang Tanah

Gelombangtanahmerambatdekatpermukaantanahdanmengikutilengkunganbumi, sehinggadapatmenempuhjarakmelampaui horizon. Perambatanmelaluilintasaninisangatkuatpadadaerahfrekuensi 30 kHz – 3 MHz. Di atasfrekuensitersebutpermukaanbumiakanmeredamsinyal radio, karenabenda-benda di bumimenjadisatuukurandengan panjanggelombang sinyal. Sinyaldaripemancar AM utamanyamerambatmelaluilintasanini.

C. PropagasiGelombangLangit

Gelombanglangit diradiasikanoleh antenna kelapisanionosfir yang terletak di atmosfirbagianatasdandibelokkankembalikebumi. Ada beberapalapisanionosfiryaknilapisanD , E, F1 dan F2, dimanakeberadaannya di langitberubah-ubahmenurutwaktu, dansangatmempengaruhiperambatansinyal.

Lapisan D dan E adalahlapisan yang paling jauhdarimataharisehinggakadarionisasinyarendah. Lapisaninihanyaadapadasianghari, dancenderungmenyerapsinyalpadadaerahfrekuensi 300 kHz – 3 MHz.

Lapisan F terdiridarilapisan F1 dan F2, mempunyaikadarionisasi yang paling tinggikarenadekatdenganmatahari, sehinggaadapadabaikpadasiangmaupunmalamhari. Lapisanini yang paling mempengaruhisinyal radio, dimanapadadaerahfrekuensi 3 – 30 MHz, sinyal yang sampaikelapisaninipadasuduttertentu, akandibelokkankembalikebumi, ketempat yang sangatjauhdari antenna pemancarnyadenganredaman yang kecil, sehinggasangatbermanfaatuntuktransmisisinyal. Sinyal yang sampaikelapisantersebutpadasudut yang besarterhadapbumi, akandilewatkankeruangangkasa.

D. PropagasiGelombangLangsung

Padapropagasiini, sinyal yang dipancarkanoleh antenna pemancarlangsungditerimaoleh antenna penerimatanpamengalamipantulan, disebut Line Of Sight (LOS). Karenaperambatannyaharussecaralangsung, maka di lokasi- lokasi yang antenna penerimanyaterhalang, tidakakanmenerimasinyal (blocked spot).

Jaraktransmisi yang dapatdijangkaupadapropagasi LOS relative pendekdandibatasiolehtinggi antenna pemancardanpenerimanya, direpresentasikanmelaluirumusberikut:

Dimana,
d : jarak antenna pemancardanpenerima, km
ht : tinggi antenna pemancar, m
hr : tinggi antenna penerima, m

Komunikasi LOS paling banyakdigunakanpadatransmisisinyal radio di atas 30 MHz yaknipadadaerah VHF, UHF, dan microwave. Pemancar FM dan TV, menggunakanpropagasiini. Untukmengatasijarakjangkau yang pendek, digunakan repeater, yang terdiridari receiver dengansensitivitastinggi, transmitter dengandayatinggi, dan antenna yang diletakkan di lokasi yang tinggi.