2.3 Sistem Modulasi
Dalam proses modulasi baseband sinyal suara, gambar berubah dalam bentuk lain. Sinyal frekuensi lebih tinggi disebut carrier, biasanya gelombang
sinus. Gelombang pembawa ini mempunyai frekuensi yang lebih tinggi dibanding frekuensi pemodulasi dan dapat diubah oleh sinyal pemodulasi melalui modulasi
amplitudo, modulasi frekuensi atau modulasi phasa. Fokus dalam tugas akhir ini adalah modulasi amplitudo [2].
2.3.1 Amplitudo Modulation
Dalam modulasi amplitudo, sinyal informasi mengubah amplitudo gelombang pembawa. Level amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai
variasi amplitudo dan frekuensi sinyal pemodulasi. Frekuensi pembawa tetap konstan selama proses modulasi, tetapi amplitudonya berubah sesuai dengan
sinyal pemodulasi. Suatu peningkatan amplitudo sinyal pemodulasi menyebabkan amplitudo sinyal pembawa meningkat. Puncak positif dan negatif gelombang
pembawa berubah sesuai sinyal pemodulasi. Dengan menggunakan fungsi trigonometri, dapat ditampilkan gelombang pembawa dengan bentuk sederhana
menggunakan Persamaan 2.1. �
�
= �
�
sin 2 ��
�
� 2.1 Dimana :
�
�
= Nilai tegangan gelombang pembawa Volt �
�
= Nilai puncak gelombang carrier tidak termodulasi Volt �
�
= Frekuensi gelombang pembawa Hz �
= Waktu
Universitas Sumatra Utara
Gelombang sinus pemodulasi dapat diekspresikan dalam bentuk Persamaan 2.2.
�
�
= �
�
sin 2 ��
�
� 2.2 Dimana :
�
�
= Nilai tegangan gelombang pemodulasi Volt �
�
= Nilai puncak gelombang pemodulasi Volt �
�
= Frekuensi gelombang pemodulasi Hz �
= Waktu Envelope sinyal modulasi berubah diatas dan dibawah puncak amplitudo
pembawa. Secara umum, amplitudo sinyal pemodulasi harus kurang dari amplitudo pembawa. Ketika amplitudo sinyal pemodulasi lebih besar daripada
amplitudo pembawa, distorsi akan terjadi, menyebabkan informasi tidak benar dikirim. Dalam modulasi amplitudo, penting sekali nilai puncak dari sinyal
pemodulasi lebih kecil daripada nilai puncak pembawa. Secara matematika, dapat ditunjukkan pada Persamaan 2.3.
�
�
�
�
2.3 Nilai untuk sinyal pembawa dan sinyal pemodulasi dapat digunakan dalam
rumus untuk menampilkan gelombang modulasi lengkap. Nilai tegangan envelope �
1
dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.4 dan Persamaan 2.5. �
1
= �
�
+ �
�
= �
�
+ �
�
sin 2 ��
�
� 2.4 �
2
= �
1
sin 2 ��
�
� 2.5 Dimana :
�
1
= Tegangan Envelope �
2
= Tegangan Gelombang Pembawa Termodulasi
Universitas Sumatra Utara
Rangkaian yang digunakan untuk menghasilkan gelombang amplitudo modulasi disebut modulator. Terdiri dari dua masukan, sinyal pembawa dan
sinyal pemodulasi. Suatu rangkaian yang mengubah daerah frekuensi rendah menjadi sinyal frekuensi tinggi biasanya disebut modulator. Suatu rangkaian yang
digunakan untuk mengembalikan sinyal asli dari gelombang amplitudo modulasi disebut demodulator.
Ketika sinyal pembawa termodulasi oleh sinyal informasi, sinyal baru pada frekuensi berbeda muncul sebagai bagian dari proses. Frekuensi baru ini
disebut sidebands frekuensi, terjadi dalam spektrum frekuensi diatas dan dibawah frekuensi pembawa. Ketika hanya ada frekuensi tunggal sinyal modulasi
gelombang sinus digunakan, proses modulasi menghasilkan dua sidebands. Jika sinyal modulasi adalah gelombang kompleks, misalnya suara atau video, maka
semua rentang sidebands dihasilkan. Sideband tinggi dan sideband rendah dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6.
�
���
= �
�
+ �
�
2.6 �
���
= �
�
− �
�
2.7 Sinyal terdiri dari beberapa komponen gelombang sinus berbeda frekuensi.
Total bandwidth dari sinyal amplitudo modulasi dihitung dengan menjumlahkan frekuensi minimum dan maksimum sideband. Gambar 2.7 menunjukkan sideband
atas dan sideband bawah sinyal amplitudo modulasi. Misalkan sinyal informasi maksimum sebesar 3 KHz, maka bandwidth yang dipakai sebesar 6 KHz.
Bandwidth sinyal amplitudo modulasi dua kali frekuensi tertinggi sinyal pemodulasi. Dimana
�
�
adalah frekuensi pemodulasi maksimum. Sementara informasi yang ada di sidebands bawah sama dengan informasi sideband atas.
Universitas Sumatra Utara
Gambar 2.7 Upper and Lower Sideband
2.3.2 Single Sideband Modulation SSB
Dalam modulasi amplitudo, informasi yang nyata ada diantara sidebands. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi amplitudo modulasi adalah menekan
pembawa dan menghilangkan satu sideband. Hasilnya adalah sinyal single sideband, SSB adalah bentuk modulasi amplitudo yang menawarkan mamfaat
unik dalam beberapa tipe komunikasi elektronik. Dalam transmisi double-sideband, informasi ada dalam kedua sideband.
Salah satu sideband dapat ditekan, sisa sideband disebut single-sideband. Tampilan domain sinyal single-sideband seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8.
Sinyal single-sideband memberi beberapa keuntungan utama dari sinyal SSB adalah bahwa spectrum space menempati hanya setengah sinyal AM dan DSB.
Transmitter SSB dapat dibuat lebih kecil. Sinyal SSB menempati bandwidth lebih rendah, jumlah noise dalam sinyal berkurang. Kedua teknik modulasi Dual Side
Band dan Single Side Band secara luas digunakan dalam komunikasi. Sinyal Single Side Band masih digunakan dalam beberapa komunikasi radio dua arah.
Komunikasi dua arah Single Side Band digunakan dalam aplikasi marinir, militer. Karena bandwidth SSB hanya menempati setengah dari bandwidth DSB, maka
sistem SSB lebih efisien dan menghasilkan noise yang lebih rendah.
Universitas Sumatra Utara
Gambar 2.8 Spektrum Frekuensi SSB
2.3.3 Double Sideband Modulation DSB
Tahap pertama dalam membangun sinyal single sideband adalah menekan pembawa. Jenis sinyal ini adalah double-sideband. Mamfaatnya adalah daya tidak
terbuang pada pembawa. Modulasi double-sideband adalah bentuk sederhana modulasi amplitudo. Double-sideband tidak begitu luas digunakan sebab
sinyalnya sulit untuk didemodulasi pada receiver. Hal yang penting aplikasi double-sideband adalah digunakan dalam pemancar televisi untuk transmisi dua
saluran sinyal stereo dan untuk transmisi informasi warna pada gambar televisi. Spektrum frekuensi sinyal double-sideband ditunjukkan pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9 Spektrum Frekuensi DSB
Universitas Sumatra Utara
Domain frekuensi jalur samping atas dan frekuensi jalur samping bawah. Domain frekuensi pembawa ditekan, sehingga yang dipancarkan hanya jalur
samping atas dan jalur samping bawah.
2.3.4 Vestigial Sideband Modulation VSB
Bentuk yang tidak biasa dari modulasi amplitudo adalah digunakan dalam televisi pemancar. Sinyal televisi terdiri dari sinyal gambar, sinyal warna dan
sinyal suara, yang mempunyai frekuensi pembawa yang berbeda. Pembawa suara adalah modulasi frekuensi, tetapi pembawa informasi gambar adalah modulasi
amplitudo. Untuk pembawa warna adalah modulasi dual side band. Gambar 2.10 menunjukkan transmisi vestigial sideband sinyal gambar televisi.
Gambar 2.10 Spektrum Frekuensi VSB
Informasi gambar berisi frekuensi sebesar 4,2 MHz. Sebuah modulasi amplitudo sinyal televisi akan menempati 8,4 MHz. Hal ini adalah suatu jumlah
yang terlalu besar dari bandwidth yang terbuang dari spectrum space, sebab tidak semuanya diperlukan untuk transmisi sinyal televisi. Untuk mengurangi
bandwidth maksimum 6 MHz, bagian sideband terendah dari sinyal televisi ditekan, hanya tinggal bagian kecil dari sideband terendah. Kelemahan sistem
Universitas Sumatra Utara
singleside band terletak pada kompleksitas perangkat dan respon buruk pada frekuensi rendah. Perbaikan terhadap kendala tersebut bisa diatasi jika hanya
sebagian dari sideband yang ditekan, bukan keseluruhannya. Skema modulasi dimana satu sideband dan sebagian dari sideband yang lain dilewatkan disebut
dengan modulasi vestigial sideband. Modulasi vestigial sideband digunakan untuk mentransmisikan sinyal
pesan dengan bandwidth sangat lebar dan mempunyai kandungan informasi pada frekuensi rendah. Penekanan sebagian dari satu sideband mengurangi bandwidth
yang diperlukan dibandingkan dengan modulasi dual side band tapi tidak sama dengan efisiensi spektrum pada Single Sideband. Jika pembawa yang besar juga
dikirim, sinyal pesan bisa didemodulasi dengan detector envelope. Jika tidak ada pembawa yang dikirim, maka penerimaan memerlukan detector synchronous.
Pada modulasi amplitudo jalur samping ganda, yaitu jalur samping atas dan jalur samping bawah, tiap jalur samping mempunyai lebar bidang yang sama
dengan frekuensi pemodulasinya. Jalur samping ini timbul mengapit frekuensi pembawa gambar. Dalam sistem televisi berwarna perlu dipancarkan lebar bidang
frekuensi yang luas yaitu dari 0Hz–5MHz atau lebih tinggi. Maka perlu dipergunakan lebar bidang frekuensi yang lebih luas lagi yaitu lebih dari 10 MHz
bila sinyal gambar dimodulasi amplituda yang berarti banyak gelombang radio yang dipakainya sehingga boros. Pada sistim televisi berwarna jalur frekuensi
yang berguna dapat dihemat yaitu dengan membuang sebagian dari jalur samping bawah. Alasannya adalah karena imformasi yang terkandung dalam sideband
rendah dan sideband tinggi sama. Metoda ini disebut sistim transmisi jalur samping vestigial.
Universitas Sumatra Utara
2.4 Diagram Blok Modulator
Kategori