Materi AM tentang modulasi | Dokumen 471 AM
Apa itu Modulasi ?
Modulasi adalah pengaturan parameter
( Amplitudo, Frekuensi, Phasa, dst ) dari sinyal
pembawa (carrier) yang berfrequency tinggi sesuai
sinyal informasi (pemodulasi) yang frequencynya
lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat
disampaikan.
Jenis-jenis Modulasi
Ec(t) = Ec sin ( ct + )
Modulasi amplitude
Modulasi sudut
(amplitude modulation,AM)
(angle modulation)
( ct + )
Modulasi frekuensi
Modulasi fase
(frequency modulation, FM)
(phase modulation, PhM)
Slide 2
Modulasi Amplitude
•
•
•
Pembawa
: Vc(t) = Ac sin (ct)
Pemodulasi : m(t)
Termodulasi : VAM (t) = A(m) sin (ct)
AM baku: DSBFC
VAM (t) = [Ac + m(t)] sin (ct)
m(t)
VAM(t)
Vc(t)
Slide 3
Modulasi Amplitude (lanj.)
Untuk m(t) = Am sin (mt) maka
VAM (t) = [Ac + Am sin (mt)] sin (ct)
= Ac [1 +
Am
sin (mt)] sin (ct)
Ac
VAM (t) = Ac [1 + m sin (mt)] sin (ct)
VAM(t) = Acsin (ct) + mAc sin (mt) sin (ct)
= Acsin (ct) +
m
Accos (c - m)t –
2
m
Ac cos(c + m)t
2
Slide 4
Modulasi Amplitudo
• Tujuan dari modulasi :
• Untuk memindahkan/menumpangkan posisi spektrum
yang rendah dari sinyal data (informasi), ke pita
spektrum yang jauh lebih tinggi dari sinyal pembawa.
Sinyal data dapat berbentuk sinyal audio, sinyal video,
atau sinyal yang lain.
• Frekuensi sinyal data (informasi) biasanya merupakan
sinyal pada rentang frekuensi audio (Audio Frequency)
yaitu antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. Sedangkan
frekuensi sinyal pembawa biasanya berupa sinyal radio
(RF, Radio Frequency) sampai Mhz.
• Karena
Radiasi
gelombang
elektromagnetika
akan
berlangsung dengan efisien, jika ukuran antenanya sebanding
dengan panjang gelombang.
• Contoh : data 1 berfrekuensi f1 = 3 kHz
λ=c/f
λ = 100 km
data 2 berfrekuensi f2 = 300 MHz
λ=c/f
λ=1m
dan c = 3.108 m/s
dan f (1/s)
Sinyal pembawa
Modulator
berfrekuensi tinggi
Sinyal termodulasi
berfrekuensi tinggi
Sinyal data (sinyal pemodulasi)
berfrekuensi rendah
•
sinyal pemodulasi : em = Vm sin ωm t
sinyal pembawa
: ec = Vc sin ωc t
sinyal termodulasi : eAM = Vc (1 + m sin ωm t ) sin ωc t
= Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
- ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
•
Vc : amplitudo maksimum sinyal pembawa
•
•
•
Vm : amplitudo maksimum sinyal pemodulasi
•
ωm : frekuensi sudut sinyal pemodulasi(radian/detik)
m : indeks modulasi AM
ωc : frekuensi sudut sinyal pembawa (radian/detik)
dengan ω = 2π f ,
•
pembawa = Vc . sin ωc t
•
sisi bawah (LSB) Lower Side Band : ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
•
sisi atas (USB ) Upper Side Band ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
Sinyal
pemodulasi
Sinyal pembawa
eAM
Sinyal termodulasi AM Spektrum frekuensi sinyal termodulasi AM
Indeks Modulasi AM ( m )
Indeks modulasi (m) mempunyai rentang antara 0 dan 1.
m=0
tidak ada pemodulasian
m=1
pemodulasian maksimal
m = Vm / Vc
Dalam persen ( M ) = Vm / Vc X 100%
Mengapa Perlu Modulasi ?
•Meminimalisasi interferensi sinyal pada
pengiriman informasi yang menggunakan
frequency sama atau berdekatan
•Dimensi antenna menjadi lebih mudah
diwujudkan
•Sinyal termodulasi dapat dimultiplexing dan
ditransmisikan via sebuah saluran transmisi
• Modulasi
• Modulasi terdiri 2 bentuk gelombang :
1. Sinyal yang dimodulasi (modulating signal) yang
merepresentasikan pesan (message)
2. sinyal pembawa (carrier).
Contoh :
modulasi amplitudo (amplitude modulation) menggunakan
sinusoidal, pesan (message) terlihat pada selubung
(envelope) dari sinyal yang termodulasi (modulated signal).
Pada receiver, pesan/message dapat diperoleh kembali
dengan mendemodulasi (demodulation) sinyal.
Keuntungan Teknik Modulasi
Keuntungan utama yang diperoleh dalam teknik modulasi, pada
sistem komunikasi adalah :
• Memungkinkan pengiriman sinyal lemah dengan
membonceng gelombang pembawa yang berdaya tinggi
(dapat diatur).
• Reduksi ukuran antena karena pengiriman sinyal
dilakukan melalui gelombang pembawa yang memiliki
frekuensi tinggi.
•Memungkinkan pergeseran frekuensi sinyal kepada
daerah frekuensi yang lebih mudah diolah oleh peralatan
tersedia.
Suatu gelombang sinusoid dapat diungkapkan dalam
persamaan sebagai berikut:
•y = A sin (ὠ t + ϴ )
Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa ada tiga
variabel yang menjadi dasar dari suatu gelombang,
yaitu: amplitudo (A), frekuensi (ὠ ) dan fasa (ϴ).
Ketiga besaran ini yang akan menjadi dasar dari
pemanfaatan modulasi gelombang yang dengan
modulasi amplitudo, modulasi frekuensi dan modulasi
fasa
Jenis Modulasi
Modulasi Analog
•Modulasi Analog dengan carrier berbentuk gelombang sinus
Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation/AM)
Modulasi Frekwensi (Frequency Modulation / FM)
Modulasi Phasa (Phase Modulation / PM)
• Modulasi Analog dengan carrier berbentuk pulsa
Modulasi Amplitudo Pulsa (Pulse Amplitudo Modulation/PAM)
Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width Modulation / PWM)
Modulasi Posisi Pulsa (Pulse Posisition Modulation / PPM)
Modulasi Digital
Amplitudo Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Phase Shift Keying (PSK)
Quadrature Amplitudo Modulation (QAM)
• Proses modulasi terdiri dari :
• Modulasi secara analog
Modulasi Continuous Wave
* Modulasi Amplitudo (AM)
– AM Full Carrier (AM FC)
– Double Side Band (DSB)
– Single Side Band (SSB)
* Modulasi Sudut
– Modulasi Frekuensi (FM)
– Modulasi Phasa (PM)
Modulasi Pulsa
*Modulasi Pulsa Analog
– Pulse Amplitude Modulation (PAM)
– Pulse Position Modulation (PPM)
– Pulse Width Modulation (PWM)
*Modulasi Pulsa Digital
– Pulse Code Modulation (PCM)
– Delta Modulation (DM)
– Differential Pulse Code Modulation
(DPCM)
•Modulasi secara digital
Amplitude Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Phase Shift Keying (PSK)
Sinyal Informasi (Message Signal)
Sinyal informasi (message signal atau modulating signal)
dapat berupa:
• Sinyal analog – dinyatakan dengan m(t)
• Sinyal digital – dinyatakan dengan d(t)
18
Modulasi
vc t = Vc cos ωc t + φc
• Jika m(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE MODULATION (AM)
• Jika m(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY MODULATION (FM)
• Jika m(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE MODULATION (PM)
Pandang suatu ‘message signal‘ digital d(t) :
• Jika d(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK)
• Jika d(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK)
• Jika d(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE SHIFT KEYING (PSK)
19
Amplitudo sinyal carrier dibuat berubah-ubah secara proporsional
sesuai perubahan yang terjadi pada sinyal pemodulasi (sinyal
informasi)
Persamaan Sinyal Carrier :
Ac cos c t
Secara umum, persamaan sinyal carrier termodulasi adalah :
dimana :
X c ( t ) A ( t ) cos c t ( t )
C 2f C frequency _ Carrier
A(t ) Amplitudo _ sesaat _ carrier
(t ) Phasa _ sesaat _ carrier
Pada AM, amplitudo dibuat berubah
sesuai sinyal informasi, sedang phasanya
dibuat nol, sehingga persamaan sinyal
termodulasi secara umum adalah :
X c (t ) m (t ) cos c t
Demodulasi Sinyal AM
Dilakukan
dengan
mendeteksi
puncak-puncak sinyal (envelope)
termodulasinya
Alat
yang
digunakan
disebut
Envelope Detector
• Metode Amplitudo Modulasi
• Komponen pertama sinyal termodulasi AM (Vc
sin ωc t) disebut komponen pembawa,
komponen kedua ( yaitu ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t )
disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB :
Lower Side Band), dan komponen ketiga ( yaitu
½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t ) disebut komponen
bidang sisi atas atau USB : Upper Side Band).
Komponen pembawa mempunyai frekuensi
sudut sebesar ωc , komponen LSB mempunyai
frekuensi sudut sebesar ωc - ωm , dan komponen
USB mempunyai frekuensi sudut sebesar ωc +
ωm .
• Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em =
Vm sin ωm t dan sinyal pembawanya dinyatakan
sebagai ec = Vc sin ωc t , maka sinyal hasil
modulasi disebut sinyal termodulasi atau eAM.
Berikut ini adalah analisis sinyal termodulasi
AM.
• eAM = Vc (1 + m sin ωm t ) sin ωc t
• e AM = Vc . sin ωc t + m . Vc . sin ωc t . sin ωm t
• e AM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
– ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
Amplitude Modulation (AM)
•
•
•
•
•
Adalah salah satu bentuk modulasi dimana amplitudo sinyal pembawa di
variasikan secara proposional berdasarkan sinyal pemodulasi (sinyal informasi).
Frekuensi sinyal pembawa tetap konstan.
AM adalah metode pertama kali yang digunakan untuk menyiarkan radio
komersil.
Contoh dari amplitude modulation.
Kelemahannya:
– dapat terganggu oleh
gangguan atmosfir
– Bandwith yang sempit juga
membatasi kualitas suara
yang dapat dipancarkan.
• Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em =
Vm sin ωmt dan sinyal pembawanya dinyatakan
sebagai ec = Vc sin ωct , maka sinyal hasil
modulasi disebut sinyal termodulasi amplitudo
atau eAM.
• eAM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
- ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
• Komponen pertama sinyal termodulasi AM (V c
sin ωc t) disebut komponen pembawa,
komponen kedua (½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t )
disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB (
Lower Side Band), dan komponen ketiga ( ½
m.Vc.cos(ωc + ωm) t ) disebut komponen bidang
sisi atas atau USB ( Upper Side Band).
Komponen pembawa mempunyai frekuensi
sudut sebesar ωc , komponen LSB mempunyai
frekuensi sudut sebesar ωc - ωm , dan komponen
USB mempunyai frekuensi sudut sebesar ω c +
ωm .
• Indeks Modulasi AM (m)
Parameter ini merupakan perbandingan antara
amplitudo puncak sinyal pemodulasi (Vm) dengan
amplitudo puncak sinyal pembawa (Vc). Besarnya indeks
modulasi mempunyai rentang antara 0 dan 1. Indeks
modulasi sebesar nol, berarti tidak ada pemodulasian,
sedangkan indeks modulasi sebesar satu merupakan
pemodulasian maksimal yang dimungkinkan.
Besarnya indeks modulasi AM dinyatakan dengan
persamaan:
m = Vm
Vc
Indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen
• Sampul Gelombang Termodulasi AM
Amplitudo gelombang termodulasi AM ( sampul
gelombang termodulasi AM ) Sampul ini merupakan
garis imaginer yang digambar antara nilai-nilai puncak
pada setiap siklus, memberikan bentuk yang ekivalen
dengan bentuk tegangan pemodulasi.
• esampul = Vc + em = Vc + Vm sin ωm t
• Oleh karena Vm = m Vc maka persamaan tersebut dapat
dinyatakan sebagai:
• esampul = Vc + m Vc sin ωm t
= Vc ( 1 + m sin ωm t ) → sampul positif
= - Vc ( 1 + m sin ωm t ) → sampul negatif
1. Sinyal pembawa sinusoidal dengan frekuensi 3 kHz mempunyai amplitude puncak 2 Volt
dimodulasi AM oleh sinyal audio 750 Hz yang mempunyai amplitude puncak 750 mV.
Tentukan:
• a. Indeks modulasi AM
• b. Spektrum frekuensi gelombang termodulasi AM
Penyelesaian:
a. Indeks modulasi ( M )
Vm
M=
Vc
= 0,375
•
b.Persamaan gelombang termodulasi AM :
eAM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t - ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
• Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa
komponen pembawa mempunyai amplitudo 2 Volt
dengan ω = 6000π
• Komponen LSB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan
ω = 4500π
• Komponen USB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan
ω = 7500π
Modulasi Double Sideband (DSB)
Ada 3 jenis DSB
• Double Sideband Amplitude Modulation, DSBAM
– dengan carrier
• Double Sideband Diminished (Pilot) Carrier, DSB
Dim C
• Double Sideband Suppressed Carrier, DSBSC –
tanpa carrier
38
Modulasi Single Sideband (SSB)
Jenis SSB bisa jadi SSBAM (dengan komponen carrier yang ‘besar’),
SSBDimC atau SSBSC tergantung dari besar VDC pada input.
39
Kerja Detektor Envelope
Jika modulation depth > 1, maka akan terjadi distorsi
40
Demodulasi
Demodulasi adalah adalah kebalikan dari proses modulasi untuk me-recover
message signal m(t) atau d(t) pada sisi penerima.
41
Sinyal Informasi m(t)
Pada umumnya m(t) akan berupa suatu band dari sinyal; sebagai contoh, sinyal
video.
Notasi atau konvensi untuk menyatakan sinyal baseband m(t) terlihat di bawh ini
42
Persamaan untuk AM
Misalkan m(t) = Vm cos mt, maka
Vm
Vm
vs t = VDC cos ωc t + cos ωc + ωm t + cos ωc ωm t
2
2
diperoleh
Komponen:
Carrier upper-sideband (USB)
lower-sideband (LSB)
Amplitudo:
VDC
Vm/2
Vm/2
Frekuensi:
c
fc
c + m
fc + fm
c – m
fc - f m
Persamaan di atas merepresentasikan
Double Amplitude Modulation – DSBAM
43
Modulation Depth
2Emax = maximum peak-to-peak of waveform
2Emin = minimum peak-to-peak of waveform
Modulation Depth
2 Emax 2 Emin
m=
2 Emax + 2 Emin
Dapat diperlihatkan bahwa:
2 Emax = 2VDC +Vm
m=
2VDC + 2Vm 2VDC + 2Vm
2VDC + 2Vm + 2VDC 2Vm
=
2 Emax = 2VDC +Vm
4Vm
4VDC
=
Vm
VDC
44
Representasi Grafis DSBAM
45
Representasi Grafis DSBDimC dan DSBSC
46
Modulasi adalah pengaturan parameter
( Amplitudo, Frekuensi, Phasa, dst ) dari sinyal
pembawa (carrier) yang berfrequency tinggi sesuai
sinyal informasi (pemodulasi) yang frequencynya
lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat
disampaikan.
Jenis-jenis Modulasi
Ec(t) = Ec sin ( ct + )
Modulasi amplitude
Modulasi sudut
(amplitude modulation,AM)
(angle modulation)
( ct + )
Modulasi frekuensi
Modulasi fase
(frequency modulation, FM)
(phase modulation, PhM)
Slide 2
Modulasi Amplitude
•
•
•
Pembawa
: Vc(t) = Ac sin (ct)
Pemodulasi : m(t)
Termodulasi : VAM (t) = A(m) sin (ct)
AM baku: DSBFC
VAM (t) = [Ac + m(t)] sin (ct)
m(t)
VAM(t)
Vc(t)
Slide 3
Modulasi Amplitude (lanj.)
Untuk m(t) = Am sin (mt) maka
VAM (t) = [Ac + Am sin (mt)] sin (ct)
= Ac [1 +
Am
sin (mt)] sin (ct)
Ac
VAM (t) = Ac [1 + m sin (mt)] sin (ct)
VAM(t) = Acsin (ct) + mAc sin (mt) sin (ct)
= Acsin (ct) +
m
Accos (c - m)t –
2
m
Ac cos(c + m)t
2
Slide 4
Modulasi Amplitudo
• Tujuan dari modulasi :
• Untuk memindahkan/menumpangkan posisi spektrum
yang rendah dari sinyal data (informasi), ke pita
spektrum yang jauh lebih tinggi dari sinyal pembawa.
Sinyal data dapat berbentuk sinyal audio, sinyal video,
atau sinyal yang lain.
• Frekuensi sinyal data (informasi) biasanya merupakan
sinyal pada rentang frekuensi audio (Audio Frequency)
yaitu antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. Sedangkan
frekuensi sinyal pembawa biasanya berupa sinyal radio
(RF, Radio Frequency) sampai Mhz.
• Karena
Radiasi
gelombang
elektromagnetika
akan
berlangsung dengan efisien, jika ukuran antenanya sebanding
dengan panjang gelombang.
• Contoh : data 1 berfrekuensi f1 = 3 kHz
λ=c/f
λ = 100 km
data 2 berfrekuensi f2 = 300 MHz
λ=c/f
λ=1m
dan c = 3.108 m/s
dan f (1/s)
Sinyal pembawa
Modulator
berfrekuensi tinggi
Sinyal termodulasi
berfrekuensi tinggi
Sinyal data (sinyal pemodulasi)
berfrekuensi rendah
•
sinyal pemodulasi : em = Vm sin ωm t
sinyal pembawa
: ec = Vc sin ωc t
sinyal termodulasi : eAM = Vc (1 + m sin ωm t ) sin ωc t
= Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
- ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
•
Vc : amplitudo maksimum sinyal pembawa
•
•
•
Vm : amplitudo maksimum sinyal pemodulasi
•
ωm : frekuensi sudut sinyal pemodulasi(radian/detik)
m : indeks modulasi AM
ωc : frekuensi sudut sinyal pembawa (radian/detik)
dengan ω = 2π f ,
•
pembawa = Vc . sin ωc t
•
sisi bawah (LSB) Lower Side Band : ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
•
sisi atas (USB ) Upper Side Band ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
Sinyal
pemodulasi
Sinyal pembawa
eAM
Sinyal termodulasi AM Spektrum frekuensi sinyal termodulasi AM
Indeks Modulasi AM ( m )
Indeks modulasi (m) mempunyai rentang antara 0 dan 1.
m=0
tidak ada pemodulasian
m=1
pemodulasian maksimal
m = Vm / Vc
Dalam persen ( M ) = Vm / Vc X 100%
Mengapa Perlu Modulasi ?
•Meminimalisasi interferensi sinyal pada
pengiriman informasi yang menggunakan
frequency sama atau berdekatan
•Dimensi antenna menjadi lebih mudah
diwujudkan
•Sinyal termodulasi dapat dimultiplexing dan
ditransmisikan via sebuah saluran transmisi
• Modulasi
• Modulasi terdiri 2 bentuk gelombang :
1. Sinyal yang dimodulasi (modulating signal) yang
merepresentasikan pesan (message)
2. sinyal pembawa (carrier).
Contoh :
modulasi amplitudo (amplitude modulation) menggunakan
sinusoidal, pesan (message) terlihat pada selubung
(envelope) dari sinyal yang termodulasi (modulated signal).
Pada receiver, pesan/message dapat diperoleh kembali
dengan mendemodulasi (demodulation) sinyal.
Keuntungan Teknik Modulasi
Keuntungan utama yang diperoleh dalam teknik modulasi, pada
sistem komunikasi adalah :
• Memungkinkan pengiriman sinyal lemah dengan
membonceng gelombang pembawa yang berdaya tinggi
(dapat diatur).
• Reduksi ukuran antena karena pengiriman sinyal
dilakukan melalui gelombang pembawa yang memiliki
frekuensi tinggi.
•Memungkinkan pergeseran frekuensi sinyal kepada
daerah frekuensi yang lebih mudah diolah oleh peralatan
tersedia.
Suatu gelombang sinusoid dapat diungkapkan dalam
persamaan sebagai berikut:
•y = A sin (ὠ t + ϴ )
Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa ada tiga
variabel yang menjadi dasar dari suatu gelombang,
yaitu: amplitudo (A), frekuensi (ὠ ) dan fasa (ϴ).
Ketiga besaran ini yang akan menjadi dasar dari
pemanfaatan modulasi gelombang yang dengan
modulasi amplitudo, modulasi frekuensi dan modulasi
fasa
Jenis Modulasi
Modulasi Analog
•Modulasi Analog dengan carrier berbentuk gelombang sinus
Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation/AM)
Modulasi Frekwensi (Frequency Modulation / FM)
Modulasi Phasa (Phase Modulation / PM)
• Modulasi Analog dengan carrier berbentuk pulsa
Modulasi Amplitudo Pulsa (Pulse Amplitudo Modulation/PAM)
Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width Modulation / PWM)
Modulasi Posisi Pulsa (Pulse Posisition Modulation / PPM)
Modulasi Digital
Amplitudo Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Phase Shift Keying (PSK)
Quadrature Amplitudo Modulation (QAM)
• Proses modulasi terdiri dari :
• Modulasi secara analog
Modulasi Continuous Wave
* Modulasi Amplitudo (AM)
– AM Full Carrier (AM FC)
– Double Side Band (DSB)
– Single Side Band (SSB)
* Modulasi Sudut
– Modulasi Frekuensi (FM)
– Modulasi Phasa (PM)
Modulasi Pulsa
*Modulasi Pulsa Analog
– Pulse Amplitude Modulation (PAM)
– Pulse Position Modulation (PPM)
– Pulse Width Modulation (PWM)
*Modulasi Pulsa Digital
– Pulse Code Modulation (PCM)
– Delta Modulation (DM)
– Differential Pulse Code Modulation
(DPCM)
•Modulasi secara digital
Amplitude Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Phase Shift Keying (PSK)
Sinyal Informasi (Message Signal)
Sinyal informasi (message signal atau modulating signal)
dapat berupa:
• Sinyal analog – dinyatakan dengan m(t)
• Sinyal digital – dinyatakan dengan d(t)
18
Modulasi
vc t = Vc cos ωc t + φc
• Jika m(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE MODULATION (AM)
• Jika m(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY MODULATION (FM)
• Jika m(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE MODULATION (PM)
Pandang suatu ‘message signal‘ digital d(t) :
• Jika d(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK)
• Jika d(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK)
• Jika d(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE SHIFT KEYING (PSK)
19
Amplitudo sinyal carrier dibuat berubah-ubah secara proporsional
sesuai perubahan yang terjadi pada sinyal pemodulasi (sinyal
informasi)
Persamaan Sinyal Carrier :
Ac cos c t
Secara umum, persamaan sinyal carrier termodulasi adalah :
dimana :
X c ( t ) A ( t ) cos c t ( t )
C 2f C frequency _ Carrier
A(t ) Amplitudo _ sesaat _ carrier
(t ) Phasa _ sesaat _ carrier
Pada AM, amplitudo dibuat berubah
sesuai sinyal informasi, sedang phasanya
dibuat nol, sehingga persamaan sinyal
termodulasi secara umum adalah :
X c (t ) m (t ) cos c t
Demodulasi Sinyal AM
Dilakukan
dengan
mendeteksi
puncak-puncak sinyal (envelope)
termodulasinya
Alat
yang
digunakan
disebut
Envelope Detector
• Metode Amplitudo Modulasi
• Komponen pertama sinyal termodulasi AM (Vc
sin ωc t) disebut komponen pembawa,
komponen kedua ( yaitu ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t )
disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB :
Lower Side Band), dan komponen ketiga ( yaitu
½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t ) disebut komponen
bidang sisi atas atau USB : Upper Side Band).
Komponen pembawa mempunyai frekuensi
sudut sebesar ωc , komponen LSB mempunyai
frekuensi sudut sebesar ωc - ωm , dan komponen
USB mempunyai frekuensi sudut sebesar ωc +
ωm .
• Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em =
Vm sin ωm t dan sinyal pembawanya dinyatakan
sebagai ec = Vc sin ωc t , maka sinyal hasil
modulasi disebut sinyal termodulasi atau eAM.
Berikut ini adalah analisis sinyal termodulasi
AM.
• eAM = Vc (1 + m sin ωm t ) sin ωc t
• e AM = Vc . sin ωc t + m . Vc . sin ωc t . sin ωm t
• e AM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
– ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
Amplitude Modulation (AM)
•
•
•
•
•
Adalah salah satu bentuk modulasi dimana amplitudo sinyal pembawa di
variasikan secara proposional berdasarkan sinyal pemodulasi (sinyal informasi).
Frekuensi sinyal pembawa tetap konstan.
AM adalah metode pertama kali yang digunakan untuk menyiarkan radio
komersil.
Contoh dari amplitude modulation.
Kelemahannya:
– dapat terganggu oleh
gangguan atmosfir
– Bandwith yang sempit juga
membatasi kualitas suara
yang dapat dipancarkan.
• Jika sinyal pemodulasi dinyatakan sebagai em =
Vm sin ωmt dan sinyal pembawanya dinyatakan
sebagai ec = Vc sin ωct , maka sinyal hasil
modulasi disebut sinyal termodulasi amplitudo
atau eAM.
• eAM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t
- ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
• Komponen pertama sinyal termodulasi AM (V c
sin ωc t) disebut komponen pembawa,
komponen kedua (½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t )
disebut komponen bidang sisi bawah atau LSB (
Lower Side Band), dan komponen ketiga ( ½
m.Vc.cos(ωc + ωm) t ) disebut komponen bidang
sisi atas atau USB ( Upper Side Band).
Komponen pembawa mempunyai frekuensi
sudut sebesar ωc , komponen LSB mempunyai
frekuensi sudut sebesar ωc - ωm , dan komponen
USB mempunyai frekuensi sudut sebesar ω c +
ωm .
• Indeks Modulasi AM (m)
Parameter ini merupakan perbandingan antara
amplitudo puncak sinyal pemodulasi (Vm) dengan
amplitudo puncak sinyal pembawa (Vc). Besarnya indeks
modulasi mempunyai rentang antara 0 dan 1. Indeks
modulasi sebesar nol, berarti tidak ada pemodulasian,
sedangkan indeks modulasi sebesar satu merupakan
pemodulasian maksimal yang dimungkinkan.
Besarnya indeks modulasi AM dinyatakan dengan
persamaan:
m = Vm
Vc
Indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen
• Sampul Gelombang Termodulasi AM
Amplitudo gelombang termodulasi AM ( sampul
gelombang termodulasi AM ) Sampul ini merupakan
garis imaginer yang digambar antara nilai-nilai puncak
pada setiap siklus, memberikan bentuk yang ekivalen
dengan bentuk tegangan pemodulasi.
• esampul = Vc + em = Vc + Vm sin ωm t
• Oleh karena Vm = m Vc maka persamaan tersebut dapat
dinyatakan sebagai:
• esampul = Vc + m Vc sin ωm t
= Vc ( 1 + m sin ωm t ) → sampul positif
= - Vc ( 1 + m sin ωm t ) → sampul negatif
1. Sinyal pembawa sinusoidal dengan frekuensi 3 kHz mempunyai amplitude puncak 2 Volt
dimodulasi AM oleh sinyal audio 750 Hz yang mempunyai amplitude puncak 750 mV.
Tentukan:
• a. Indeks modulasi AM
• b. Spektrum frekuensi gelombang termodulasi AM
Penyelesaian:
a. Indeks modulasi ( M )
Vm
M=
Vc
= 0,375
•
b.Persamaan gelombang termodulasi AM :
eAM = Vc . sin ωc t + ½ m.Vc.cos(ωc - ωm) t - ½ m.Vc.cos(ωc + ωm) t
• Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa
komponen pembawa mempunyai amplitudo 2 Volt
dengan ω = 6000π
• Komponen LSB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan
ω = 4500π
• Komponen USB mempunyai amplitudo 0,375 Volt dengan
ω = 7500π
Modulasi Double Sideband (DSB)
Ada 3 jenis DSB
• Double Sideband Amplitude Modulation, DSBAM
– dengan carrier
• Double Sideband Diminished (Pilot) Carrier, DSB
Dim C
• Double Sideband Suppressed Carrier, DSBSC –
tanpa carrier
38
Modulasi Single Sideband (SSB)
Jenis SSB bisa jadi SSBAM (dengan komponen carrier yang ‘besar’),
SSBDimC atau SSBSC tergantung dari besar VDC pada input.
39
Kerja Detektor Envelope
Jika modulation depth > 1, maka akan terjadi distorsi
40
Demodulasi
Demodulasi adalah adalah kebalikan dari proses modulasi untuk me-recover
message signal m(t) atau d(t) pada sisi penerima.
41
Sinyal Informasi m(t)
Pada umumnya m(t) akan berupa suatu band dari sinyal; sebagai contoh, sinyal
video.
Notasi atau konvensi untuk menyatakan sinyal baseband m(t) terlihat di bawh ini
42
Persamaan untuk AM
Misalkan m(t) = Vm cos mt, maka
Vm
Vm
vs t = VDC cos ωc t + cos ωc + ωm t + cos ωc ωm t
2
2
diperoleh
Komponen:
Carrier upper-sideband (USB)
lower-sideband (LSB)
Amplitudo:
VDC
Vm/2
Vm/2
Frekuensi:
c
fc
c + m
fc + fm
c – m
fc - f m
Persamaan di atas merepresentasikan
Double Amplitude Modulation – DSBAM
43
Modulation Depth
2Emax = maximum peak-to-peak of waveform
2Emin = minimum peak-to-peak of waveform
Modulation Depth
2 Emax 2 Emin
m=
2 Emax + 2 Emin
Dapat diperlihatkan bahwa:
2 Emax = 2VDC +Vm
m=
2VDC + 2Vm 2VDC + 2Vm
2VDC + 2Vm + 2VDC 2Vm
=
2 Emax = 2VDC +Vm
4Vm
4VDC
=
Vm
VDC
44
Representasi Grafis DSBAM
45
Representasi Grafis DSBDimC dan DSBSC
46