Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro

TUGAS AKHIR

  

SIMULASI KOMPUTER MODULASI -

DEMODULASI

ANALOG & DIGITAL

  

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

  Oleh :

  

EMILIANA SARCE SIANTURI

NIM : 045114048

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2010

FINAL PROJECT

  

COMPUTER SIMULATION MODULATION –

DEMODULATIN ANALOG AND DIGITAL

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

to obtain the Sarjana Teknik Degree

in Electrical Engineering Study Program

  

EMILIANA SARCE SIANTURI

NIM : 045114048

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2010

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 12 Maret 2010 Emiliana Sarce Sianturi

HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN

  Sesungguhnya kami menyebut mereka berbahagia, yaitu mereka yang telah bertekun, kamu telah mendengar tentang ketekunan ayub dan kamu telah tahu apa yang pada akhirnya disediakan

tuhan baginya, karena Tuhan maha penyayang dan

penuh belas kasih. (Yakobus 5:11)

  The best teacher is our experience

Berusahalah jangan sampai terlengah walau sedetik

saja, karena atas kelengahan kita tak akan bisa dikembalikan seperti semula.

  Kupersembahkan Tugas Akhir ini kepada

Tuhan Yesus Kristus & Bunda Maria atas Rahmat-Cinta dan Kasihnya padaku

Ayahku S. Sianturi dan Ibuku L. Sinurat yang tercinta Adik-adiku Ika, Uli, Romy, dan Rebeka tercinta

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN

AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Emiliana Sarce Sianturi Nomor Mahasiswa : 045114048

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

SIMULASI KOMPUTER MODULASI - DEMODULASI

ANALOG & DIGITAL

  beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, (Emiliana Sarce Sianturi)

  

INTISARI

  Untuk menghasilkan keluaran sinyal modulasi – demodulasi analog dan digital biasanya digunakan alat seperti osciloscop yang tidak efisien. Karena itu, agar kita dapat mengetahui keluaran sinyal tersebut secara cepat dan efisien maka penulis membuat suatu program untuk menghasilkan keluaran sinyal modulasi – demodulasi anolog dan digital. Program yang digunakan adalah menggunakan

  

Visual Basic (VB) sebagai antar muka antara user dengan program Matlab sebagai

tools untuk membuat grafik berdasarkan perhitungan.

  Disini, user hanya memasukkan data input berupa frekuensi carrier dan amplitude carrier, kemudian user dapat memilih option yang diinginkan. Dengan cepat kita dapat mengetahui sinyal keluaran tersebut. Dengan demikian kita tidak usah repot untuk menggunakan osciloscop.

  Pada penelitian user ternyata kesulitan pada program visual basic karena

  

visual basic tidak memiliki fungsi-fungsi matematis yang mendukung untuk suatu

  simulasi pengolahan sinyal baik analog dan digital. Maka user mengalihkan ke penggunaan tools yang memiliki fungsi-fungsi yang dapat mendukung suatu simulasi sinyal analog maupun digital. Penulis memutuskan untuk menggunakan tools Matlab.

  Kata kunci : Modulasi – Demodulasi, Analog dan Digital, Matlab.

  

ABSTRACT

  To generate the modulating signal output - demodulate analog and digital devices are typically used as osciloscop inefficient. Because of that, so we can know the output signals quickly and efficiently then the author makes a program to produce output signal modulation - anolog and digital demodulate. The program used is to use Visual Basic (VB) as the interface between the user with Matlab programs as tools to create graphics based on reckoning.

  Here, users simply enter the input data in the form of carrier frequency and carrier amplitude, then the user can select the desired option. Quickly we can see that output signal. Thus we do not bother to use osciloscop.

  In the user studies was the difficulty in visual basic program for visual basic do not have the mathematical functions that support for a good simulation of analog signal processing and digital. So the user switch to the use of tools that have functions that can support a simulation of analog and digital signals. The author decided to use Matlab tools. Keywords: Modulation - demodulate, Analog and Digital, Matlab.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala Rahmat dan berkat-Nya bagi penulis sehingga tugas akhir dengan judul “Simulasi

  

Komputer Modulasi – Demodulasi Analog & Digital.” ini dapat diselesaikan

dengan baik.

  Penyusunan tugas akhir ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Teknik, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta; juga sebagai upaya untuk memperdalam ilmu serta menambah wacana pada dunia keteknikan khususnya bidang signal simulasi. Pada kesempatan ini juga saya mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Damar Wijaya, S.T., M.T sebagai pembimbing Tugas Akhir atas waktu, bimbingan, nasehat, kesabaran, pengarahan, koreksi dan saran yang diberikan selama penyusunan tugas akhir.

  2. B. Wuri Harini, S.T., M.T sebagai pembimbing Tugas Akhir atas waktu, bimbingan, nasehat, kesabaran, pengarahan, koreksi dan saran yang diberikan selama penyusunan tugas akhir.

  3. Ir. Th Prima Ari Setiayani, M.T selaku ketua penguji.

  4. A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku penguji.

  5. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T selaku Dekan Fakultas Sain dan Teknologi.

  6. Bapak dan Ibu dosen yang telah banyak memberikan pengetahuan dan bimbingan kepada penulis selama menempuh kuliah.

  7. Segenap karyawan sekretatariat Fakultas Sains dan Teknologi.

  8. Ayahku S.Sianturi dan Ibuku L.Sinurat yang tercinta atas Doa, dukungan, perhatian, dorongan semangat, kasih sayang dan kesabarannya serta materi kepada penulis sehingga tugas akhir ini selesai.

  9. Adikku tercinta Yulyana Veronika Sianturi, Rouli Valentina Sinaturi, Romy Elfidius Sianturi, dan Rebeka Maria Imaculata Sianturi trimakasih atas dukungan dan doanya.

  10. Naposo Simatupang trimakasih atas doa dan dukungannya.

  11. Sahabatku Elvira Sala, Helni Mey, Almaberty, Monika Dewi, Margaterh Anggun, Ucok Niko, Lia Melina, serta sahabatku yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, terima kasih atas dukungannya.

  12. Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2004 yang telah berjuang bersama.

  Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan ini, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan bagi perkembangan Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma..

  Yogyakarta, Maret 2010 Penulis

  Emiliana Sarce Sianturi

  DAFTAR ISI

  1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 3 BAB II. DASAR TEORI.................................................................................

  5 2.2.2 Frekuensi Modulasi (FM)..................................................................

  6 2.2.1 Modulasi Amplitudo (AM).................................................................

  5 2.2 Jenis – jenis Modulasi dan Demodulasi................................................

  5 2.1.2 Demodulasi…………………………………........................................

  2.1 Pengertian Modulasi.............................................................................. 5 2.1.1 Modulasi …………………………………...........................................

  5

  1.5 Metodologi Penelitian .......................................................................... 3

  HALAMAN SAMPUL (BAHASA INDONESIA)…………………............ i HALAMAN SAMPUL (BAHASA INGGRIS)……………………….……. ii HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN......................................................................... iv HALAMAN KEASLIAN KARYA .............................................................. v PERNYATAAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP......................... vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI …...…………. vii

  2

  2 1.4 Batasan Masalah ...................................................................................

  1 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian..............................................................

  1.1 Judul ..................................................................................................... 1 1.2 Latar Belakang Masalah .......................................................................

  1

  INTISARI……………………………………………………………………. viii ABSTRACT…………………………………………………………….……. ix KATA PENGANTAR……………………………………….……................. x DAFTAR ISI..................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xv BAB I. PENDAHULUAN...............................................................................

  6

  2.2.3. Amplitudo Shift Keying (ASK)..........................................................

  15 3.3.3 Menampilkan Sinyal Kali ASK, PSK, dan PSK .............................

  5.1 Kesimpulan............................................................................................ 37

  37

  29 BAB V. PENUTUP..........................................................................................

  28 4.1.4.2 Pembangkitan Kelompok 32 PSK.........................................

  27 4.1.4.1 Pembangkitan Kelompok 16 PSK.........................................

  23 4.1.4 Hasil Perancangan Modulasi PSK....................................................

  22 4.1.3 Hasil Perancangan Modulasi FSK....................................................

  19 4.1.2 Hasil Perancangan Modulasi ASK....................................................

  4.1 Hasil Perancangan.................................................................................. 18 4.1.1 Hasil Perancangan Modulasi AM.....................................................

  18

  16 BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN.................................................

  15 3.3.2 Menampilkan Sinyal Kali & Keluaran Modulasi-Demodulasi.........

  7

  3.3 Pemberian Masukan……………………….…..………………............ 20 3.3.1 Menghitung Nilai Kali Dari Modulasi dan Demodulasi……..........

  15

  3.1 Algoritma Perancangan……………………………….….…................ 13 3.2 Perancangan Tampilan Awal ................................................................

  13

  2.4.2 Tampilan Layar Visual Basic…………………………………........ 11 BAB III. PERANCANGAN PROGRAM SIMULASI……………………..

  11

  2.4 Pemrograman Visual Basic …………………………..…….................. 10 2.4.1 Langkah-langkah Mengembangkan Aplikasi………........................

  2.3.2 Efisiensi Bandwidth........................................................................... 10

  9

  2.3 Kecepatan Data dan Bandwith ............................................................. 9 2.3.1 Bandwidth Signal Modulasi..............................................................

  7 2.2.6 (DSB-FC) Double Sideband Full Carrier Modulation ..................... 8 2.2.7 (DSB-SC) Double Sideband Suppressed Carrier ............................. 8

  2.2.4 Phase Shift Keying (PSK)................................................................. 7 2.2.5 Frequency Shift Keying (FSK)..........................................................

  5.2 Saran...................................................................................................... 37

  DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

  38 LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Algoritma perancangan Program ……………………..……… 13

  26 Gambar 4.9 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 400Hz .…….…......

  25 Gambar 4.8 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 300Hz .…….……..

  25 Gambar 4.7 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 200Hz .……..........

  23 Gambar 4.6 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 100Hz .….............

  21 Gambar 4.5 Hasil simulasi untuk membangkitkan sinyal ASK ………........

  21 Gambar 4.3 Modulasi DSB-FC (AM) pada frekuensi 800Hz...................... 21 Gambar 4.4 Modulasi DSB-SC pada frekuensi 800Hz .…….….....…….......

  20 Gambar 4.2 Gambar 4.2. Modulasi DSB-SC pada frekuensi 100Hz........ ....

  17 Gambar 4.1 Gambar 4.1. Modulation DSB-FC (AM) 100Hz ……...............

Gambar 3.4 Diagram alir proses masukkan sinyal carrier ……………….. 16   Gambar 3.5 Diagram alir proses masukan sinyal pemodulasi .…….……….Gambar 3.3 Diagram alir layout tampilan awal ………………….……….. 14Gambar 3.2 Layout Program Tampilan Awal Modulasi & Demodulasi ….. 14Gambar 2.12 Form Layout ............................................................................. 13Gambar 2.1 Bentuk gelombang carrier……………………………………. 5Gambar 2.11 Jendela Properti ........................................................................ 13Gambar 2.10 Toolbox …………………......................................................... 12Gambar 2.9 Jendela Proyek …….…………………………………………. 12Gambar 2.10 Jendela Kode Editor .....................…………………..……….. 12Gambar 2.9 Jendela Form……..................................................................... 11Gambar 2.8 Jendela utama Visual Basic....................................................... 11Gambar 2.7 (DSB-SC) Double Sideband Suppressed Carrier..................... 9Gambar 2.6 Gelombang DSB-FC................................................................. 8Gambar 2.5 Gelombang ASK, FSK, dan PSK ……..…….......................... 8Gambar 2.4 Modulasi Frekuensi …...……….........…...........……….…….. 6Gambar 2.3 Bentuk Gelombang Termodulasi............................................... 6Gambar 2.2 Bentuk Gelombang Pemodulasi.………………....................... 5

  26

Gambar 4.10 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 600Hz

  26 .…….…......

Gambar 4.11 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 800Hz .……...........

  27 Gambar 4.12 FSK dengan sinyal random pada frekuensi 1000Hz

  27 .…….…....

Gambar 4.13 Modulasi PSK dengan 16 data .…….……….............................

  28 Gambar 4.14 Gambar 4.14. Modulasi PSK dengan 32 data

  29 .…….………......

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Judul Simulasi Komputer Modulasi – Demodulasi Analog & Digital.

  1.2 Latar Belakang Masalah

  Modulasi adalah proses pengubahan atau pengaturan parameter sinyal berfrekuensi tinggi oleh sinyal informasi berfrekuensi rendah. Modulasi amplitudo (Amplitude Modulation, AM) merupakan jenis modulasi yang mengubah amplitudo sinyal carrier [1].

  Mode komunikasi berdasarkan teknik modulasi dibagi menjadi dua, yaitu modulasi analog dan modulasi digital [2]. Analog yaitu Amplitude

  Modulation (AM) adalah proses penumpangan sinyal informasi dengan

  frekuensi lebih rendah ke sinyal pembawa dengan frekuensi lebih tinggi, dan

  Frequency Modulation (FM) adalah suatu proses frekuensi gelombang

  pembawa sebagai subjek yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudonya yang tetap. Bentuk keluarannya seperti gelombang sinus, non sinus, segitiga, kotak, dan random. Sedangkan pada mode komunikasi digital seperti

  Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK) yang bisa menghasilkan gelombang kotak, sinus, non sinus, random .

  Demodulasi adalah adalah teknik mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog [3]. Mode komunikasi berdasarkan teknik demodulasi dibagi menjadi dua, yaitu analog dan digital. Sama seperti bentuk modulasi analog dan digital di atas.

  1.3 Tujuan dan manfaat penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan program aplikasi untuk mengelola data keluaran agar bisa diakses oleh komputer melalui program

  Visual Basic .

  Manfaat yang dicapai dalam melakukan penelitian ini adalah sebagai rujukan untuk mengembangkan teknologi komunikasi terutama modulasi dan demodulasi.

  1.4 Batasan masalah

  Batasan masalah pada penelitian ini adalah :

  1. Sinyal informasi atau pemodulasi berupa gelombang sinus, kotak atau digital, dan random.

  2. Modulasi dan demodulasi yang disimulasikan berbentuk sinyal analog dan digital. Pada analog seperti Amplitude Shift Keying (ASK),

  Frequency Shift Keying (FSK), dan Phase Shift Keying (PSK).

  Sedangkan pada digital seperti Amplitude Modulation (AM), dan (FM).

  Frequency Modulation 3. Software yang digunakan adalah Visual Basic.

  4. Input program dari user, output program berupa grafik.

  1.5 Metodologi Penelitian

  Agar dapat melakukan perancangan program dengan baik, maka penulis membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :

  1. Studi kepustakaan dan pengumpulan informasi melalui dunia maya seperti internet, melalui diskusi dan konsultasi dengan pembimbing tugas akhir, dan koleksi referensi.

  2. Perancangan dan pembuatan program, seperti algoritma, flow chart, layout , dan script.

  3. Pengujian dilakukan dengan memberikan berbagai jenis masukan.

  Kemudian keluaran simulasi dianalisa dan dibandingkan dengan teori.

  4. Pengambilan kesimpulan.

1.6 Sistematika Penulisan

  Proposal Tugas Akhir ini ditulis dengan sistematika sebagai berikut :

  BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi judul, latar belakang, tujuan, dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Dasar teori akan menjelaskan tentang metoda pengiriman sinyal data. Selain itu, bab ini akan menjelaskan tentang modulasi dan demodulasi analog dan digital.

  BAB III PERANCANGAN PROGRAM Bab ini akan menjelaskan perancangan software Visual Basic untuk simulasi program. BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Bab ini akan membahas hasil perancangan, tampilan program dan kinerja program. BAB V PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI Bab ini akan membahas tentang modulasi – demodulasi analog & digital

  analog meliputi Amplitude Modulation (AM), Frequency Modulation (FM), dan pada digital seperti Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), dan Phase Shift Keying (PSK).

2.1 Pengertian Modulasi Dan Demodulsi

  2.1.1 Modulasi

  Modulasi adalah proses pengubahan atau pengaturan parameter sinyal berfrekuensi tinggi oleh sinyal informasi berfrekuensi rendah.

  2.1.2 Demodulasi

  Demodulasi adalah memisahkan sinyal pesan dengan sinyal

  carrier. Gelombang pembawa sinyal ini disebut carrier dan berbentuk

  sinusoidal. Dalam demodulasi, sinyal pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi tinggi. Sinyal yang bersifat diskret terhadap waktu, yang didapat dari proses sampling dan terkuantisasi secara nilai. Artinya proses quantizing dilakukan encoding sehingga nilai dari sinyal digital ini berbentuk nilai digit 0 dan 1.

2.2 Jenis – Jenis Modulasi dan Demodulasi

  Jenis-jenis modulasi dan demodulasi pada pembahasan ini dibagi menjadi lima, yaitu AM (Amplitude Modulation), FM (Frequency

  Modulation), ASK (Amplitude Shift Keying), FSK (Frequency Shift

  Keying), PSK (Phase Shift Keying). Berikut adalah penjelasan dari lima jenis bagian modulasi dan demodulasi.

  2.2.1 (DSB-SC) Double Sideband Suppressed Carrier

  (2.1) sin sin Sinyal ini disebut juga sinyal Double SideBand (DSB) Suppressed Carrier. Sinyal DSB masih mempunyai bandwidth yang sama dengan sinyal AM dengan keuntungan bahwa daya yang dipergunakan lebih efisien. Kelemahannya adalah kompleksitas pada sisi penerima karena memerlukan suatu teknik tertentu untuk mendapatkan kembali frekuensi dan phasa sinyal carrier yang diperlukan untuk mendeteksi sinyal pemodulasi [10].

Gambar 2.7. Gelombang DSB-SC

  2.2.2 (DSB-FC) Double Sideband Full Carrier Modulation

  Pada rumus AM DSB-FC didapat:

• V (t) = [A m(t)] sin ( t) (2.2)

  AM c ω c Bandwidth dari AM DBS FC adalah frekuensi bandwith = 2fm (max) (2.3)

  AM sinyal tidak mengandung sinyal modulasi frekuensi [9]

10 Time Domain Representation

• 10
• 5

  

0.3

  M odu lated S ignal

  5

  1

  0.9

  0.8

  0.7

  0.6

  0.5

  0.4

  0.2

  0.1

• Lebih tahan terhadap noise. Alokasi frekuensi untuk FM antara 88

  Gelombang termodulasi frekuensi dengan frekuensi sebagai fungsi waktu [5]

Gambar 2.4. (a)Sinyal informasi. (b) Sinyal carrier. (c) Gelombang termodulasi frekuensi dengan tegangan sebagai fungsi waktu. (d)

  Frequency) relatif lebih bebas dari gangguan akibat atmosfer maupun interferensi.

  MHz – 108 MHz yang terletak dalam pita VHF (Very High

  ratio) pada FM dapat ditingkatkan tanpa harus meningkatkan daya yang dipancarkan tetapi dengan pelebaran bandwidth.

  sering digunakan karena mempunyai kelebihan dibanding AM (Amplitude Modulation) antara lain :

  sinyal modulasi digunakan untuk merubah frekuensi frekuensi sinyal pembawa. Amplitudo relatif tetap [4]. FM menjadi teknik modulasi yang

Gambar 2.6 Gelombang DSB-FC

2.2.3 FM (Frequency Modulation) merupakan salah satu jenis modulasi dimana

• Perbandingan daya sinyal terhadap daya derau S/N (signal to noise
• Bandwidth yang lebih lebar. FM terletak pada bagian VHF dari spektrum frekuensi yang mempunyai bandwidth lebih lebar daripada gelombang pada bagian MF (Medium Frequency). Bentuk dari sinyal FM ditunjukkan Gambar 2.4 dibawah.

  Sinyal informasi dinyatakan sebagai

  e (t) =E sin 2 t (2.4) m mmaks π f m

  Sinyal carrier dinyatakan sebagai

  e (t) = E sin ( 2 t + (2.5) π f Φ ) c cmaks c

  dan sinyal FM dinyatakan sebagai (2.6)

   e (t) = E cos (2 π f t + ∆f / f sin 2 π f t ) c cmaks c m m

  2.2.4 ASK, yaitu 2 bilangan binar yang digambarkan oleh 2 perbedaan

  amplitudo dari frekuensi pembawa [6]. ASK dapat menerima perubahan perbesaran secara tiba-tiba dan teknik modulasinya kurang efisien, dengan data = 1 s(t) = A cos (2 π f t) + θ (2.7)

  c c

  sedangkan data = 0, dengan s(t) = 0 (2.8)

  2.2.5 PSK, dimana harga 2 binar digambarkan oleh 2 perbedaan fasa dari

  frekuensi pembawa yang digeser untuk menggambarkan data, data = 1 (phasa = 180 ) [7] s(t) = A cos (2 π f t) + θ (2.9)

  c c

  sedangkan data = 0 (phasa = 0 ) dengan s(t) = A cos (2 π f t) (2.10)

  2.2.6 FSK, yaitu 2 binar yang digambarkan oleh 2 perbedaan frekuensi

  mendekati frekuensi pembawa [7], FSK sangat mudah membuat kesalahan dibanding ASK. FSK dipakai untuk frekuensi tinggi data = 1 (frekuensi f ) dengan :

  1

  s(t) = A cos (2 π f t) + θ (2.11)

  1 c

  sedangkan data = 0 (frequency f ) dengan

  2

  s(t) = A cos (2 π f t) + θ (2.12)

  2 c

Gambar 2.5 Gelombang ASK, FSK, PSK

2.3 KECEPATAN DATA DAN BANDWITH

  Dari kecepatan data dan bandwith secara umum pengiriman data yang termodulasi (D) tergantung pada kecepatan pengiriman data dan banyaknya data yang dikirim secara paralel, sehingga diperoleh

  D = R / l = R / log L (2.13)

  2

  dengan D adalah kecepatan modulasi, R adalah kecepatan data, L adalah jumlah perbedaan jumlah element-element sinyal, dan I adalah jumlah bit per-elemen sinyal.

  1. Bandwidth signal modulasi :

  a. untuk ASK dan PSK Bandwidth transmisi B T

  B = ( 1 + r ) R (2.14)

  T

  Dengan B bandwidth transmisi (Hz), r adalah faktor transmisi

  T

  0<r<1, dan R adalah kecepatan bit (bps)

  b. untuk FSK Bandwidth transmisi B T

  B = 2 ΛF + ( 1 + r ) R (2.15)

  T

  dengan – f ΛF = f

  2

  1 Dengan ΛF adalah offset frekuensi modulasi dari frekuensi

  pembawa, f adalah frekuensi sinyal, dan f adalah frekuensi

  1

  2 pembawa. c. untuk multilevel PSK Bandwidth transmisi B T

  B = ( (1+r) / l ) R = ( (1+r) / log L) ) R (2.16)

  T

  2

  2. Efisiensi Bandwidth: Eb/No=S/NoR (2.17)

  Hubungan antara noise dengan bandwidth signal B adalah

  T

  N = No . B (2.18)

  T

  Sehingga Eb/No = (S. B ) / NR (2.19)

  T

  Jadi kecepatan bit error dapat dikurangi dengan kenaikan Eb/No dengan dilakukan oleh kenaikan bandwidth / penurunan kecepatan data dengan menurunkan effisiensi bit. Pendekatan untuk mendapatkan bandwidth yang lebih baik adalah :

  B = 0,5 ( 1 + r ) D (2.20)

  T

  Maka teknik modulasi pada kecepatan rendah menggunakan modulasi frekuensi FSK (Frequency Shift Keying) dan kecepatan tinggi sudut PSK (Phase Shift Keying).

2.4 Pemrograman Visual Basic

  Microsof Visual Basic® adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat aplikasi windows yang berbasis grafis (GUI –

  Graphical User Interface).

  Visual Basic merupakan event-driven programming (pemrograman terkendali kejadian) artinya program menunggu sampai adanya respon dari pemakai berupa kejadian tertentu (tombol diklik, menu dipilih, dan lain- lain). Ketika kejadian terdeteksi, kode yang berhubungan dengan event (prosedur event) akan dijalankan.

2.4.1 Langkah – langkah untuk Mengembangkan Aplikasi

  Langkah-langkah yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi ini seperti membuat user tampilan, mengatur property, ,menulis

2.4.2 Tampilan Layar Visual Basic

• Main Window (jendela utama) terdiri dari title bar (baris judul),

  menu bar, dan toolbar. Baris judul berisi nama proyek, mode

  operasi Visual Basic sekarang dan form aktif. Menu bar merupakan menu drop-down yang dapat mengontrol operasi dari lingkungan Visual basic. Toolbar berisi kumpulan gambar yang mewakili perintah yang ada di menu. Jendela utama juga menampilkan lokasi dari form yang aktif relatif terhadap sudut kiri atas layar (satuan ukurannya twips), juga lebar dan panjang dari form yang aktif.

  G

Gambar 2.8. Jendela utama Visual Basic

• Form Windows (Jendela Form) adalah pusat dari pengembangan aplikasi Visual Basic. Di sinilah tempat menggambar aplikasi.

Gambar 2.9. Jendela Form

• Jendela Kode Editor Jendela kode editor secara umum berguna untuk menuliskan listing program dalam pembuatan suatu aplikasi.

Gambar 2.10. Jendela Kode Editor

• Project Windows (Jendela Proyek) menampilkan daftar form dan modul proyek. Proyek merupakan kumpulan dari modul form, modul class, modul standar, dan file sumber yang membentuk suatu aplikasi.

Gambar 2.11. Jendela Proyek

• Toolbox adalah kumpulan dari objek yang digunakan untuk membuat user interface serta control bagi program aplikasi.

Gambar 2.12. Toolbox

• Propertis Windows (Jendela Properti) berisi daftar struktur setting properti yang digunakan pada sebuah objek terpilih. Kotak drop-

  down pada bagian atas jendela berisi daftar semua objek pada form

  yang aktif. Ada dua tab tampilan: Alphabetic (urut abjad) dan

  Catagorized (urut berdasar kelompok). Di bagian bawah kotak terdapat properti dari objek terpilih.

Gambar 2.13. Jendela Properti

• Form Layout Windows (Jendela Layout Form) menampilkan posisi form relatif terhadap layar monitor.

Gambar 2.14. Form Layout

BAB III PERANCANGAN PROGRAM SIMULASI

3.1 Algoritma Perancangan Program

  Algoritma program Simulasi Komputer Modulasi – Demodulasi Analog dan Digital ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Algoritma perancangan Program

  Pengguna memberikan masukan data dengan menggunakan data yang tersedia. Proses selanjutnya adalah menghitung modulasi dan demodulasi. Tahap selanjutnya menampilkan sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk modulasi analog-digital dan demodulasi analog-digital. Tahap terakhir menampilkan sinyal kali ASK, FSK, dan PSK.

3.2 Perancangan Tampilan Awal

  Tampilan awal adalah bagian dari layout yang menjadi langkah awal untukk menjalankan program. Gambar layout tampilan awal ini ditunjuk pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 . Layout Program Tampilan Awal Modulasi & Demodulasi

  Tampilan ini dapat muncul apabila pengguna memanggil fungsi

  comman window dari perangkat lunak Visual Basic®. Diagram alir proses ini ditunjukkan pada Gambar 3.3.

   

Gambar 3.3. Diagram alir layout tampilan awal Pada layout, ini pengguna dapat melakukan pemilihan langkah yang akan dijalankan. Ada 2 proses yang dapat dipilih, yaitu start dan exit. Apabila pengguna memilih start, maka proses selanjutnya adalah memanggil fungsi pemberian masukan dari input data pengguna. Apabila pengguna memilih exit, maka pemilih tersebut akan mengakhiri program.

3.3 Pemberian Masukan

3.3.1 Menghitung Nilai Kali Dari Modulasi dan Demodulasi

  Pengguna memberikan input masukan yang diinginkan melalui frekuensi carrier dengan satuan yang terbagi menjadi Hz, KHz, MHz, dan GHz. Kemudian ditampilkan dalam bentuk sinyal AM, FM, ASK, FSK, dan PSK.

  Data untuk menghitung modulasi, mendapat masukan frekuensi

  carrier . Jika masukan frekuensi diterima, dan user akan menghitung

  masukan angka seperti Hz, KHz, MHz, GHz. Sedangkan jika pada proses masukan, amplitude carrier, frekuensi carrier tidak diterima maka akan mulai memasukan nilai data dengan hasil yaitu mili Volt (mV) dan Volt (V). Jika masukan frekuensi tidak menerima maka akan kembali mengulang ke menu awal yaitu start begitu seterusnya. Proses pemberian nilai angka ditunjukan pada gambar 3.4.

  

3.3.2 Menampilkan Sinyal Kali Masukan dan Keluaran Modulasi

Dan Demodulasi

  Pengguna memberikan masukan berupa sinyal informasi sembarang data. Dengan data untuk menghitung modulasi mendapat masukan frekuensi carrier. Jika masukan frekuensi diterima dan akan menghitung masukan angka seperti Hz, KHz, MHz, dan GHz. Sedangkan jika pada proses masukan, amplitude carrier, frekuensi carrier tidak diterima maka akan mulai memasukan nilai data dengan hasil yaitu mili Volt (mV) dan Volt (V). Dari hasil yang diperoleh pengguna dapat memilih gelombang. Seperti sinus, jika gelombang diterima maka akan membentuk sinus. Tetapi jika tidak diterima maka akan membentuk gelombang kotak. Dan gelombang jika tidak diterima akan menbentuk gelombang random.

  Sedangkan jika pada proses tidak menerima maka akan kembali mengulang ke menu awal yaitu start begitu seterusnya. Proses pemberian nilai angka ditunjukan pada Gambar 3.4.

    _{Freq carrier dlm Mulai Hz Ya Hz Freq carrier dlm KHz Tdk} Tdk _{Ya KHz Freq carrier dlm MHz Tdk} Ya _{MHz GHz}

_{Sat dlm}

_mV

_Tdk Ya _{mV V Tdk Set gel kotak Sinus Sinus Ya} Ya _Kotak Tdk _{Random Selesai}  

Gambar 3.4. Diagram alir proses masukkan sinyal carrier

   

  3.3.3 . Menampilkan sinyal kali ASK, PSK, dan FSK

  Pengguna memberikan masukan berupa sinyal informasi sembarang data. Pengguna menghitung dari rumus ASK, jika diterima maka proses perkalian pada ASK. Jika proses tersebut tidak diterima maka pengguna menghitung dari rumus PSK, apabila proses menghitung PSK diterima maka proses perkalian berjalan. Tetapi jika tidak pengguna menghitung dari rumus FSK, jika diterima maka pengguna menghitung dari rumus FSK, jika tidak diterima maka akan kembali mengulang ke menu awal yaitu start begitu seterusnya sampai membentuk tampilan grafik. Proses perkalian ASK, PSK, dan FSK ditunjukan pada gambar 3.5.

  Start Ya

  Memilih AM/ e(t) = [E c (maks) + e m (t)] cos ( ωt+θ) FM

  Tdk Ya Proses perkalian ASK ASK Dengan data = 1, s(t) = A cos (2f c t) + c

  θ Data 0, s(0) =0 Proses perkalian PSK

  Ya PSK Dengan data = 1, s(t) = A cos (2f c t) + c θ

  Data 0, s(0) = s(t) = A cos (2f t).

  Proses perkalian FSK Ya

  Menghitung Dengan data =1, s(t) = A cos (2f t) + _{1 θ c} FSK Data = 0, s(t) = A cos (2f t) + _{2 θ c} Menampilkan grafik Selesai

Gambar 3.5. Diagram alir proses masukan sinyal pemodulasi

   

BAB IV Analisis dan Pembahasan IV.1 Hasil Perancangan Setelah dilakukan perancangan terhadap piranti lunak simulasi sinyal

  analog dan digital, ditemukan kesulitan ketika dilakukan perancangan dengan menggunakan development tools Visual Basic. Hal ini disebabkan Visual Basic tidak memiliki fungsi-fungsi matematis yang mendukung untuk suatu simulasi pengolahan sinyal baik analog dan digital. Sehingga coding harus dibuat sendiri dan menjadikan listing program sangat rumit. Selain itu grafik sinusoidal yang dihasilkan kurang begitu baik, karena Visual Basic tidak memiliki fungsi gambar yang memiliki linearitas tinggi.

  Berdasarkan beberapa alasan tersebut, maka perancangan dialihkan ke penggunaan tools yang memiliki fungsi-fungsi yang dapat mendukung suatu simulasi sinyal analog maupun digital. Penulis memutuskan untuk menggunakan tools Matlab. Dipilihnya tools ini antara lain karena Matlab telah memiliki beberapa fungsi yang dapat digunakan untuk membuat suatu simulasi sinyal Digital dan Analog, serta grafik yang dihasilkan menjadi cukup baik. Hal ini akan sangat sesuai dengan tujuan penulis untuk menjadikan penelitian ini sebagai bahan pembelajaran mengenai sistem sinyal analog dan digital terutama AM, FM, ASK, FSK, dan PSK.

IV.1.1. Hasil Perancangan Modulasi AM

  Modulasi AM yang disumalasikan menggunakan Matlab 7, pada perancangan modulasi DSB-SC (AM) Modulasi :

    N = 1024; %N point FFT N>fc to avoid freq domain aliasing fs = 4096; % sample frequency t = (0:N-1)/fs; fc = 100; %Carrier Frequency fm1 = 20; %Three message signal frequencies fm2 = 80; fm3 = 40; Ec = 20; %Carrier Amplitude Em1 = 5; %Three message signal amplitudes Em2 = 5; Em3 = 5;

  Listing program di atas secara garis besar dapat dijelaskan sebagai berikut : Pada N adalah nilai dari 2 pangkat 10, dimana 10 adalah nilai bit sebesar 10. Pada sample frequency user bisa merubah nilai sesuai dengan yang diinginkan. Disini penulis menggunakan nilai 4096. Waktu sinyal terdiri dari bilangan bulat antara 0 dan N-1. Frekuensy carrier adalah frekuensi berturut-turut dalam Hz yang diinginkan user. Terdiri dari pesan sinyal frekuensi sebanyak tiga pesan. Amplitude

  Carrier dengan waktu dimulai dari 5 (lima). Pada DSB-SC dapat

  memanggil DSB-FC modulasi full carrier, dengan listing program sebagai berikut :

  A = Ec + Em1*sin(2*pi*fm1*t) + Em2*sin(2*pi*fm2*t)

• + Em3*sin(2*pi*fm3*t); %Envelope/eliminate the

  carrier amplitude m = A.*[sin(2*pi*fc*t)]; Mf = 2/N*abs(fft(m,N)); f = fs * (0 : N/2) / N;

   

  Program diatas di dapat rumus Double SideBand Full Carrier Modulation (DSB-FC(AM) didapat rumus seperti berikut :

  A=Ec+Em1*sin(2*pi*fm1*t)+Em2*sin(2*pi*fm2*t)+ Em3*sin(2*pi*fm3*t) (4.1)

  Carrier amplitude pada Double SideBand Suppressed Carrier DSB-SC didapat rumus : A=Em1*sin(2*pi*fm1*t)+Em2*sin(2*pi*fm2*t)+Em3*sin(

  2*pi*fm3*t) (4.2) Dengan gelombang sinyal keluaran 100Hz sebagai berikut :

Gambar 4.1. Modulation DSB-FC (AM)Gambar 4.2. Modulasi DSB-SC

  Dengan Sinyal keluaran 800Hz sebagai berikut :

Gambar 4.3. Modulasi DSB-FC (AM)

   

Gambar 4.4. Modulasi DSB-SC

  Beda dari hasil gelombang DSB-SC dan DSB-FC yang frekuensinya dari 100Hz dan 800Hz adalah pada amplitude sinyal, karena user bisa merubah frekuensi carriernya. Sedangkan rumus yang didapat sudah diterapkan pada Matlab (Terlampir).

  Hasil gelombang 100Hz dan 800Hz diatas dapat dianalisa bahwa pada DSB-FC (AM) dan DSB-SC gelombang yang dihasilkan pada amplitudo modulation semakin besar input frekuensi carrier maka spekral magnitude yang dihasilkan akan semakin kecil.

IV.1.2. Hasil Perancangan Modulasi ASK

  Modulasi ASK yang disimulasikan dibangun dengan menggunakan Matlab 7. Seri ini telah memiliki fungsi-fungsi modulasi yang cukup lengkap. Berikut ini adalah coding Matlab untuk membangkitkan sinyal ASK.

  len = 10000; % Number of symbols M = 16; % Size of alphabet msg = randint(len,1,M); % Original signal % Modulate using PAM, txpam = pammod(msg,M);

% Perturb the phase of the modulated signal.

phasenoise = randn(len,1)*.015; rxpam = txpam.*exp(j*2*pi*phasenoise); % Create a scatter plot of the received signal. scatterplot(rxpam); title('Noisy PAM Scatter Plot'); % Demodulate the received signal.

  Hasil simulasi dengan coding di atas ditunjukkan pada gambar 4.5

  recovpam = pamdemod(rxpam,M); % Compute number of symbol errors.

  berikut ini :

  numerrs_pam = symerr(msg,recovpam);

   

  Hasil simulasi dengan koding diatas ditunjukan pada gambar 4.5 berikut ini:

Gambar 4.5. Hasil simulasi untuk membangkitkan sinyal ASK

  Dapat dianalisa untuk sinyal keluaran ASK pada Matlab yang digunakan adalah matlab versi 7, tidak bisa dihasilkan modulasi dan demodulasi ASK yang cukup baik. Sedangkan pada Matlab versi 2008 hal tersebut dimungkinkan dengan adanya fungsi askmod, dan

  askdemod . Penulis cukup mengalami kesulitan untuk aplikasi pada

  Matlab 2008, karena spesifikasi komputer yang digunakan harus cukup tinggi.

IV.1.3. Hasil Perancangan Modulasi FSK

  Pembangkitan sinyal FSK dilakukan dengan menggunakan fungsi

  fskmod pada matlab, dengan memasukkan parameter-parameter yang frekuensi carrier dan frekuensi informasi (data) yang dimasukkan ke

  dalam sinyal pembawa. Berikut ini adalah cuplikan listing dengan menggunakan sinyal random.

  M = 4; freqsep = 8; nsamp = 12; Fs = 32;

x = randint(1000,1,M); % Random signal

y = fskmod(x,M,freqsep,nsamp,Fs); % Modulate. ly = length(y); % Create an FFT plot.

freq = [-Fs/2 : Fs/ly : Fs/2 - Fs/ly];

Syy = 10*log10(fftshift(abs(fft(y))));

plot(freq,Syy)

  Listing program di atas secara garis besar dapat dijelaskan sebagai berikut :

    y = fskmod (x, M, freq_sep, nsamp) output y envelope yang kompleks