LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASI SEMES doc
BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM
LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASI
SEMESTER III
PRAKTIK 3
JUDUL
DELTA MODULATION (DM)
PROGRAM STUDI
TEKNIK TELEKOMUNIKASI - BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
1
Praktik 3
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DELTA MODULATION ( DM )
I. TUJUAN
1. Mengerti prinsip Delta Modulation.
2. Menjelaskan fungsi Delta Modulation dan Demodulator.
3. Menjelaskan keuntumgan dan kerugian Delta Modulation.
4. Menggambarkan dan menjelaskan bentuk rangkaian dari LPF, Comparator,
Integrator, Sample dan Hold.
II. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN
No.
Alat
1.
DC Power Supply
2.
SO 3538-8D
1
Delta Modulator
SO 3537-7A
1
3.
Delta Demodulator
SO 3537-7B
1
4.
Universal Counter
HP-5314 A
1
5.
Function Generator
GW-INSTEK GFG-9210
1
6.
Oscilloscope
GW-INSTEK GOS-653G
1
7.
BNC to Banana Cable
4
8.
Banana to Banana Cable
2
9.
Jumper plug-in besar
15
Lab. Sistem Telekomunikasi
15 Volt
Jumlah
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
2
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
III. DASAR TEORI
Delta Modulator merupakan salah satu A/D converter yang mudah dan
sederhana. Berbeda dengan Pulsa Code Modulation (PCM), dimana digunakan n-bit
kode dalam proses kuantisasinya. Sedangkan Delta Modulation menggunakan
Kwantisasi sati bit.
Konsep Delta Modulation
Delta Modulation adalah suatu teknik yang sederhana untuk mengkodekan
sinyal analog ke digital. Berbeda dengan PCM, Delta Moduation hanya mendeteksi
tanda dari sinyal eror yang nerupakan perbedaan antara sinyal input dan sinyal
feedback. Dasar Delta Moduation seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Rangkaian tersebut terdiri dari suatu negatif feedback dari comparator, sebuah
sampler dan sebuah local decoder yang dalam hal ini merupakan rangkaian integrator.
Sinyal analog a(t) pada input dari encoder dikurangi dengan sinyal feedback b(t).
Perbedaan antara a(t) - b(t) merupakan sinyal error e(t). Sinyal error tersebut dapat
menjadi positif atau negatif, tergantung pada amplitudo dari kedua sinyal a(t) dan b(t)
Comparator mendeteksi tanda sinyal error e(t) dan memberikan tegangan
output +E volt yang tetap amplitudonya. Bentuk gelombang yang tetap amplitudonya
ini kemudian disampler pada rete sampling feedback untuk memberikan output S(t)
yang merupakan deretan pulsa-pulsa. Pada local decoder S(t) diintegrasikan dan
menghasilkan sebuah sinyal step yang merupakan sinyal feedback b(t)
a (t)
+
+
Sampler
e (t)
s (t)
b (t)
Local Decoder
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
3
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Rangkaian negatif feedback ditunjukan untuk menghasilkan e(t) dan
menstabilkan encoder. Output delta modulation diambil dari rangkaian sampler yang
berupa deretan digital. Secara praktek hal ini diinginkan untuk mengirimkan pulsapulsa dengan lebar yang terbatas, yang lebih baik dari pada pulsa yang sangat sempit.
Dalam hal ini sampler diganti dengan sebuah rangkaian sample dan hold, dan local
decoder diganti dengan sebuah rangkaian integrator RC (gambar 2).
Gambar 2. Rangkaian Delta Modulation encoder secara praktis
Delta modulation decoder di penerima yang merubah sinyal digital ke bentuk analog,
terdiri dari sebuah integrator yang sama dengan integrator dengan local decoder, yang
diikuti dengan sebuah low pass filter untuk mengeliminasi noise yang berasal dari
informasi diluar band tersebut.
Prinsip kerja:
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
4
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Encoder mengubah sinyal analog menjadi code biner. Sebaliknya, decoder
memperoleh kembali dari kode biner tersebut menjadi sinyal analog. Pada bagian
pengirim terdiri dai rangkaian pembanding (komparator), sampler dan integrator.
Input dari komparator merupakan perbedaan antara sinyal input a(t) dan sinyal
feedback b(t) dan tanda dari error tersebut yang akan dideteksi oleh komparator.
Bila sinyal input a(t) > b(t), maka a(t) – b(t) = e(t) mempunyai tanda positif
sehingga input encoder merupakan pulsa positif.
Bila a(t) < b (t) , maka e (t) mempunyai tanda negatif. Output dari encoder
s(t) merupakan input integrator yang merupakan local decoder. Output integrator
digunakan untuk mendekati input analog, dan output tersebut merupakan fungsi
ramp (ramp function) dengan slope yang positif atau negatif. Output encoder ini
kemudian dikirimkan ke penerima (decoder) yang letaknya jauh dai encoder
dalam bentuk pulsa biner. Karena itu integrator yang sama dengan local decoder
pada bagian pengirim, yang diikuti dengan low pass pada penerima diperlukan
untuk memperoleh kembali input analog. Keadaan sinyal yang dihasilkan kembali
ke aslinya tidak akan sama dengan sinyal yang dikirimkan. Perbedaan antara
sinyal input decoder dengan sinyal input encoder menimbulkan noise yang
dikenal dengan noise kwantisasi dan akan berpengaruh terhadap S/N dari delta
modulation. Bentuk input dan output dari delta modulation dapat dilihat pada
gambar di bawah ini.
Gambar 4. Bentuk output dan input dari delta modulation
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
5
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
a(t), sinyal input analog
b(t), output integrator pada decoder
s(t), output encoder yang dikirimkan
Keadaan output delta modulation jika input sama dengan nol.
Jika rangkaian pada kondisi sinyal input sama dengan nol (tanpa input)
dan komparator dalam keadaan setimbang, maka terlihat disini bahwa bentuk
output delta modulation berupa pulsa-pulsa positif dan negatif yang silih berganti,
keadaan seperti ini terlihat pada gambar di bawah ini.
+E
t
-E
Gambar 5. Output delta modulation untuk input sama dengan nol
Output dari integrator mendekati gelombang segitiga dengan slope positif dan
negatif seperti gambar di bawah ini.
Sedangkan untuk input yang variasi amplitudonya lebih kecil dari
stepnya, tidak akan terdeteksi oleh delta modulation, sehingga bila output tersebut
diterima oleh penerima akan dihasilkan sinyal sama dengan nol.
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
6
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
IV. LANGKAH KERJA
IV.1. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus =2 KHz
Amplitudo = 1,5 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke 30 KHz
Gambar hasilnya :
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
7
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
A = … Vpp
F = … KHz
TP1
A = … Vpp
TP3
F = … KHz
IV.2. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus =2 KHz
Amplitudo = 4 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke 25 KHz
Gambar hasilnya :
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
8
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
A = … Vpp
TP3
F = … KHz
A = … Vpp
TP6
F = … KHz
IV.3. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus = 60 Hz
Amplitudo = 4 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke MINIMUM
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
9
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Gambar hasilnya :
A = … Vpp
TP1
F = … KHz
A = … Vpp
TP8
F = … KHz
a. Jelaskan kualitas transmisinya
b. Bila terjadi distorsi, jelaskan penyebabnya
TUGAS :
Gambarkan rangkaian
a. LPF
c. Integrator
b. Comparator
d. sample and Hold
dan berikan penjelasan !
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASI
SEMESTER III
PRAKTIK 3
JUDUL
DELTA MODULATION (DM)
PROGRAM STUDI
TEKNIK TELEKOMUNIKASI - BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
1
Praktik 3
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DELTA MODULATION ( DM )
I. TUJUAN
1. Mengerti prinsip Delta Modulation.
2. Menjelaskan fungsi Delta Modulation dan Demodulator.
3. Menjelaskan keuntumgan dan kerugian Delta Modulation.
4. Menggambarkan dan menjelaskan bentuk rangkaian dari LPF, Comparator,
Integrator, Sample dan Hold.
II. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN
No.
Alat
1.
DC Power Supply
2.
SO 3538-8D
1
Delta Modulator
SO 3537-7A
1
3.
Delta Demodulator
SO 3537-7B
1
4.
Universal Counter
HP-5314 A
1
5.
Function Generator
GW-INSTEK GFG-9210
1
6.
Oscilloscope
GW-INSTEK GOS-653G
1
7.
BNC to Banana Cable
4
8.
Banana to Banana Cable
2
9.
Jumper plug-in besar
15
Lab. Sistem Telekomunikasi
15 Volt
Jumlah
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
2
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
III. DASAR TEORI
Delta Modulator merupakan salah satu A/D converter yang mudah dan
sederhana. Berbeda dengan Pulsa Code Modulation (PCM), dimana digunakan n-bit
kode dalam proses kuantisasinya. Sedangkan Delta Modulation menggunakan
Kwantisasi sati bit.
Konsep Delta Modulation
Delta Modulation adalah suatu teknik yang sederhana untuk mengkodekan
sinyal analog ke digital. Berbeda dengan PCM, Delta Moduation hanya mendeteksi
tanda dari sinyal eror yang nerupakan perbedaan antara sinyal input dan sinyal
feedback. Dasar Delta Moduation seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Rangkaian tersebut terdiri dari suatu negatif feedback dari comparator, sebuah
sampler dan sebuah local decoder yang dalam hal ini merupakan rangkaian integrator.
Sinyal analog a(t) pada input dari encoder dikurangi dengan sinyal feedback b(t).
Perbedaan antara a(t) - b(t) merupakan sinyal error e(t). Sinyal error tersebut dapat
menjadi positif atau negatif, tergantung pada amplitudo dari kedua sinyal a(t) dan b(t)
Comparator mendeteksi tanda sinyal error e(t) dan memberikan tegangan
output +E volt yang tetap amplitudonya. Bentuk gelombang yang tetap amplitudonya
ini kemudian disampler pada rete sampling feedback untuk memberikan output S(t)
yang merupakan deretan pulsa-pulsa. Pada local decoder S(t) diintegrasikan dan
menghasilkan sebuah sinyal step yang merupakan sinyal feedback b(t)
a (t)
+
+
Sampler
e (t)
s (t)
b (t)
Local Decoder
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
3
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Rangkaian negatif feedback ditunjukan untuk menghasilkan e(t) dan
menstabilkan encoder. Output delta modulation diambil dari rangkaian sampler yang
berupa deretan digital. Secara praktek hal ini diinginkan untuk mengirimkan pulsapulsa dengan lebar yang terbatas, yang lebih baik dari pada pulsa yang sangat sempit.
Dalam hal ini sampler diganti dengan sebuah rangkaian sample dan hold, dan local
decoder diganti dengan sebuah rangkaian integrator RC (gambar 2).
Gambar 2. Rangkaian Delta Modulation encoder secara praktis
Delta modulation decoder di penerima yang merubah sinyal digital ke bentuk analog,
terdiri dari sebuah integrator yang sama dengan integrator dengan local decoder, yang
diikuti dengan sebuah low pass filter untuk mengeliminasi noise yang berasal dari
informasi diluar band tersebut.
Prinsip kerja:
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
4
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Encoder mengubah sinyal analog menjadi code biner. Sebaliknya, decoder
memperoleh kembali dari kode biner tersebut menjadi sinyal analog. Pada bagian
pengirim terdiri dai rangkaian pembanding (komparator), sampler dan integrator.
Input dari komparator merupakan perbedaan antara sinyal input a(t) dan sinyal
feedback b(t) dan tanda dari error tersebut yang akan dideteksi oleh komparator.
Bila sinyal input a(t) > b(t), maka a(t) – b(t) = e(t) mempunyai tanda positif
sehingga input encoder merupakan pulsa positif.
Bila a(t) < b (t) , maka e (t) mempunyai tanda negatif. Output dari encoder
s(t) merupakan input integrator yang merupakan local decoder. Output integrator
digunakan untuk mendekati input analog, dan output tersebut merupakan fungsi
ramp (ramp function) dengan slope yang positif atau negatif. Output encoder ini
kemudian dikirimkan ke penerima (decoder) yang letaknya jauh dai encoder
dalam bentuk pulsa biner. Karena itu integrator yang sama dengan local decoder
pada bagian pengirim, yang diikuti dengan low pass pada penerima diperlukan
untuk memperoleh kembali input analog. Keadaan sinyal yang dihasilkan kembali
ke aslinya tidak akan sama dengan sinyal yang dikirimkan. Perbedaan antara
sinyal input decoder dengan sinyal input encoder menimbulkan noise yang
dikenal dengan noise kwantisasi dan akan berpengaruh terhadap S/N dari delta
modulation. Bentuk input dan output dari delta modulation dapat dilihat pada
gambar di bawah ini.
Gambar 4. Bentuk output dan input dari delta modulation
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
5
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
a(t), sinyal input analog
b(t), output integrator pada decoder
s(t), output encoder yang dikirimkan
Keadaan output delta modulation jika input sama dengan nol.
Jika rangkaian pada kondisi sinyal input sama dengan nol (tanpa input)
dan komparator dalam keadaan setimbang, maka terlihat disini bahwa bentuk
output delta modulation berupa pulsa-pulsa positif dan negatif yang silih berganti,
keadaan seperti ini terlihat pada gambar di bawah ini.
+E
t
-E
Gambar 5. Output delta modulation untuk input sama dengan nol
Output dari integrator mendekati gelombang segitiga dengan slope positif dan
negatif seperti gambar di bawah ini.
Sedangkan untuk input yang variasi amplitudonya lebih kecil dari
stepnya, tidak akan terdeteksi oleh delta modulation, sehingga bila output tersebut
diterima oleh penerima akan dihasilkan sinyal sama dengan nol.
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
6
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
IV. LANGKAH KERJA
IV.1. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus =2 KHz
Amplitudo = 1,5 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke 30 KHz
Gambar hasilnya :
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
7
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
A = … Vpp
F = … KHz
TP1
A = … Vpp
TP3
F = … KHz
IV.2. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus =2 KHz
Amplitudo = 4 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke 25 KHz
Gambar hasilnya :
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
8
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
A = … Vpp
TP3
F = … KHz
A = … Vpp
TP6
F = … KHz
IV.3. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Dari Function Generator masukkan ke input Low Pass Filter (1)
Gelombang sinus = 60 Hz
Amplitudo = 4 Vpp
Atur frekuensi clock generator (5) ke MINIMUM
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.
9
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Gambar hasilnya :
A = … Vpp
TP1
F = … KHz
A = … Vpp
TP8
F = … KHz
a. Jelaskan kualitas transmisinya
b. Bila terjadi distorsi, jelaskan penyebabnya
TUGAS :
Gambarkan rangkaian
a. LPF
c. Integrator
b. Comparator
d. sample and Hold
dan berikan penjelasan !
Lab. Sistem Telekomunikasi
Pengajar : Triprijooetomo,ST.MT.