Dasar Sistem Telekomunikasi 1

Dasar Sistem Telekomunikasi

Dasar Sistem Komunikasi Analog

Dasar Sist. Telkom

1

Obyektif Perkuliahan


Dapat memahami blok diagram sistem komunikasi analog
 Dapat memahami beberapa jenis komunikasi analog

Referensi :
 MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik
Elektro FT, Unram,
 Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System,
Fourth Ed, Mc Graw Hill.
 Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic
Comm. System, Fourth Ed, Prentice Hall Inc.

 SM Sasongko, Buku Ajar Dasistel. Jurusan Teknik Elektro
FT, Unram.
Dasar Sist. Telkom

2

Blok Diagram Sist. Komunikasi Analog
Sumber
Informasi

Transducer
Input

Modulator
Analog

Media
Transmisi

Penerima

Informasi

Transducer
Output

Demodulator
Analog

Dasar Sist. Telkom

3

Fungsi Tiap komponen blok analog
Sumber informasi : Memberikan informasi
masukan
Transduser input : Mengubah informasi masukan
menjadi isyarat elektris
Modulator analog : Menyesuaikan isyarat elektris
dengan media transmisi
misalnya gelombang radio

Media Transmisi : Kabel maupun non-kabel

Proses di penerima simetris pada media dengan
fungsi yang berlawanan dengan bagian pengirim

Dasar Sist. Telkom

4

Sifat media transmisi yang merugikan
Peredaman :
Biasanya sangat kecil, tetapi dapat pula besar
Distorsi :
Respon terhadap isyarat tidak sempurna,sifat distorsi adalah jika
isyarat tidak ada maka distorsi hilang.
Interferensi :
Gangguan oleh isyarat lain terhadap media transmisi, walaupun
isyarat ditiadakan interferensi tetap ada.
Derau :
Gangguan dari dalam maupun luar media transmisi yang tidak

dapat diramalkan

5

Fungsi Blok Diagram Sist. Analog
Gelombang pemodulasi

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier

1

2

0.8

1.5

0.6
1

Amplitudo ( volt )

Amplitudo ( volt )

0.4
0.2
0
-0.2

0.5
0
-0.5

-0.4
-1
-0.6
-1.5

-0.8
-1

0

0.2

0.4

0.6

Sumber
Informasi

0.8

1
detik

1.2

1.4

1.6

1.8

-2

2

Transducer
Input

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1
detik

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Modulator
Analog

Gelombang pemodulasi plus noise
1

0.8
0.6

Amplitudo ( volt )

0.4

Media
Transmisi

0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8

Penerima
Informasi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1
detik

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Transducer
Output

Demodulator
Analog

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise
2.5
2
1.5
1

Amplitudo ( volt )

-1

0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5

6

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1
detik

1.2

1.4

1.6

1.8

2

MODULASI ANALOG

Double Side Band Full Carrier ( AM )
Double Side Band Supressed Carrier (DSB)

Dasar Sist. Telkom

7

• Amplitudo Modulation Double Side Band

Jika yang diambil untuk diteruskan:
a. fc-fs, fc, fc+fs di sebut AM DSB (AM double side band).
b. fc-fs, fc atau fc, fc+fs disebut AM SSB
c. Jika amplitudo fc di tekan di sebut DSB (Double Side Band
Supressed Carrier).
d. jika yang dikirim adalah DSB dengan salah satu bagian dari
sideband dikurangi maka disebut ISB.
Dasar Sist. Telkom

8

Obyektif Perkuliahan





Dapat memahami teknik modulasi DSBFC ( AM )
Dapat memahami teknik modulasi DSBSC ( DSB )
Dapat memahami indeks modulasi dan efisiensi daya
Dapat memahami spektrum magnitudo dan bandwidth

Referensi :
 MS Iqbal, 2001, Diktat dasar Telkom. Jurusan Teknik
Elektro FT, Unram,
 Kennedy & Davis, 1993, Electronic Comm. System,
Fourth Ed, Mc Graw Hill.
 Dennis Roddy & John Coolen, 1995, Electronic
Comm. System, Fourth Ed, Prentice Hall Inc.
Dasar Sist. Telkom

9

Proses Pengiriman Informasi
• Suatu sinyal carrier murni dibangkitkan pada
sisi pengirim / pemancar
• Sinyal carrier dimodulasi / dimodifikasi oleh
sinyal informasi agar dapat dipancarkan.
Terjadi perubahan karakteristik sinyal carrier
yang memuat informasi
•

Pada bagian penerima sinyal informasi
harus dapat dideteksi dan didemodulasi
kembali.
Dasar Sist. Telkom

10

Parameter Sinyal yang dapat dimodifikasi Hanya ada tiga
parameter sinyal yang dapat diubah pada kawasan waktu :
amplitudo, fase, atau frekuensi.
1. Pada AM, amplitude dari sinyal pembawa frekuensi tinggi
diubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudo
sinyal informasi / pemodulasi, sementara frekuensinya dijaga
konstan.
2. Pada FM, frekuensi dari sinyal pembawa frekuensi tinggi
diubah secara proporsional terhadap perubahan amplitudo
sinyal informasi / pemodulasi, sementara amplitudonya
dijaga konstan.
3. Pada PM, frekuensi sudut sinyal pembawa diubah
proporsional terhadap perubahan amplitudo sinyal informasi /
pemodulasi, sementara amplitudonya dijaga konstan.

Dasar Sist. Telkom

11

Double Side Band Full Carrier ( AM )
Asumsi :



em t   Em max cos 2 fm t   m



ec t   Ec max cos 2  fc t   c





mengingat sudut phase pemodulasi ( m ) tidak mempengaruhi sudut
phase carrier ( c ), untuk kesederhanaan sudut phase tidak ikut dianalisa,
shg gelombang termodulasi AM menjadi ( frekuensi carrier tetap,
amplitudo carrier fluktuasi mengikuti pemodulasi ) :





e t   Ec max  Em max cos 2  fm t  cos 2  fc t 

 Ec max 1  m cos 2  fm t  cos 2  fc t 

dengan :

m 

E max  E min

E max  E min

Dasar Sist. Telkom



E m max
E c max

12

Indeks Modulasi


Indek modulasi pada AM merupakan
perbandingan antara amplitudo sinyal
pemodulasi dengan amplitudo sinyal
carrier.
m 

E max  E min

E max  E min

Dasar Sist. Telkom



E m max
E c max

Pertemuan ke 2

13

Indeks Modulasi


ketika m = 0, Em = 0, maka sinyal termodulasi
adalah sama seperti sinyal carrier (sebelum
modulasi)

Dasar Sist. Telkom

Pertemuan ke 2

14

Indeks Modulasi


ketika 0 < m 1, pada kondisi ini dikatakan terjadi
overmodulasi.
Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal
termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya
dengan sinyal informasi/pemodulasi.

Dasar Sist. Telkom

Pertemuan ke 2

17

Spektrum komponen frekuensi
Formula yang diperlukan :

cos (+) = cos  cos  - sin  sin 
cos (-) = cos  cos  + sin  sin 

+
cos  cos  = ½ ( cos (+) + cos (-) )
cos (-) = cos  cos  + sin  sin 
cos (+) = cos  cos  - sin  sin 

sin  sin  = ½ ( cos (-) - cos (+) )
Dasar Sist. Telkom

-

18

Spektrum Frekuensi AM
Spektrum frekuensi terlihat dg menjabarkan sinyal AM :

e t   E c max 1  m cos 2  f m t  cos 2  f c t 

 E c max cos 2  f c t   m E c max cos 2  f m t  cos 2  f c t 
 E c max cos 2  f c t  

Carrier

m
m
E c max cos 2   f c  f m t  E c max cos 2   f c  f m t
2
2

Lower Side Band

Upper Side Band

E c max
m E c max / 2

fc - fm

m E c max / 2

fc

Dasar Sist. Telkom

fc + fm

19

Double Side Band Supressed Carrier ( DSB )
Asumsi :

ec t   Ec max cos 2  fc t 

em t   Em max cos 2  fm t 

Gelombang termodulasi DSB diperoleh dengan mengalikan
gelombang pemodulasi dan sinyal carrier maka :
e t   E m max cos 2  f m t  E c



m
Ec
2

max

cos 2 

 fc 

cos 2  f c t 

f m t 
max

Lower Side Band

m
Ec
2

max

 fc 

f m t

Upper Side Band

m E c max / 2

fc - fm

cos 2 

m E c max / 2

fc

Dasar Sist. Telkom

fc + fm

20

Prinsip Dasar Rangkaian Modulator AM
Sinyal
Pemodulasi

Vcc

Power
Amp

Vm ( t )

+

Amplitudo Gelombang AM
berfluktuasi karena pengaruh
Vcc’ = Vcc + Vm(t)

Kapasitor Bypass RF

Output RF
Termodulasi AM

Frek Oscilator Tetap
sebesar

RF Driver

f 

Bias

Dasar Sist. Telkom

2  LC
1

21


























% Contoh grafik sinyal AM dan DSB
Fs = 1440 ;
t = 0 : 1/Fs : 2 ;
x = 0.8*sin ( 2* pi * 1 *t ); % sinyal pemodulasi dengan fm = 1 Hz
x1 = x + 1 ;
x2 = - x1 ;
car = sin ( 2 * pi * 15 * t); % sinyal pembawa dengan fc = 15 Hz
AM = x1 .* car ;
%
figure, plot( t, AM , t, x1 , 'r--‘ , t , x2 , 'r--‘ );
Xlabel ( ' detik ‘ )
Ylabel ( ' Amplitudo ( volt ) ‘ )
Title ( ' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ‘ )
grid on;
x3 = 0.8 * sin ( 2 * pi * 1 * t );
x4 = - x3 ;
DSB = x3 .* car ;
%
figure, plot ( t , DSB , t , x3 , 'r--‘ , t , x4 , 'r--‘ );
Xlabel ( ' detik ‘ )
Ylabel ( ' Amplitudo ( volt ) ‘ )
Title ( ' Gelombang termodulasi Double Side Band ‘ )
grid on;
% end
Dasar Sist. Telkom

22

emax
fm = 1Hz

emin

fc = 15 Hz

Dasar Sist. Telkom

23

fm = 1Hz

fc = 15 Hz

Dasar Sist. Telkom

24



% Contoh grafik sinyal AM dan DSB



Fs = 1440;
t = 0 : 1/Fs :2 ;



























x = 0.4*sin (2*pi*1*t) + 0.5*sin (2*pi*2*t); % sinyal pemodulasi dg fm = 1 Hz dan 2
Hz
x1 = x + 1 ;
x2 = - x1 ;

car = sin (2*pi*15*t);

% sinyal pembawa dengan fc = 15 Hz

AM = x1 .* car ;
%
figure, plot(t,AM,t,x1,'r--',t,x2,'r--');
xlabel(' detik ')
ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')
title(' Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier ')
grid on;
x3 = 0.4*sin (2*pi*1*t) + 0.5*sin (2*pi*2*t);
x4 = - x3 ;
DSB = x3 .* car ;
%
figure, plot(t,DSB,t,x3,'r--',t,x4,'r--');
xlabel(' detik ')
ylabel(' Amplitudo ( volt ) ')
title(' Gelombang termodulasi Double Side Band ')
grid on;
% end

Dasar Sist. Telkom

25

Sinyal
pemodulasi

Sinyal AM

Dasar Sist. Telkom

26

Sinyal
pemodulasi

Sinyal DSB

Dasar Sist. Telkom

27

Pemodulasi

Ec max

Gambar Sinyal AM dengan masukan diskrit
Dasar Sist. Telkom

28

Pemodulasi

Gambar Sinyal DSB dengan masukan diskrit
Dasar Sist. Telkom

29



% Grafik SPEKTRUM AMPLITUDO sinyal AM dan DSB



















Fs = 1440;
t = 0 : 1/Fs : 2 ;
x = 0.8*sin (2*pi*100*t)- 0.5*sin (2*pi*150*t)+ 0.3*sin (2*pi*200*t) ;
 % Sinyal masukan dengan fm = 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz
x1 = x + 1 ;
x2 = - x1 ;
car = sin (2*pi*400*t) ; % Sinyal carrier dengan fc = 400 Hz
AM = x1 .* car ;
%
x3 = 0.8*sin (2*pi*100*t) - 0.5*sin (2*pi*150*t) + 0.3*sin (2*pi*200*t);
x4 = - x3 ;
DSB = x3 .* car ;
%
% untuk fft AM
dataAM = fft(AM,512);
Pyy_AM = dataAM.* conj(dataAM) / 512;
f_AM = Fs*(0:256)/512;
figure, plot(f_AM,Pyy_AM(1:257))
title('Frequency content of y_AM')
xlabel('frequency (Hz)')
% end





Dasar Sist. Telkom

30

Ec

m1Ec/2

m2Ec/2

m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2

m3Ec/2

Dasar Sist. Telkom

31

m1Ec/2

m2Ec/2
m3Ec/2

m1Ec/2

m2Ec/2
m3Ec/2

Dasar Sist. Telkom

32

Rata-rata Daya AM
Daya rata-rata gelombang sinusoidal melewati hambatan R adalah :
Pc 

Maka berdasar spektrum frekuensi diperoleh :
Dan untuk LSB dan USB masing-masing :
P LSB / USB

E

2
max

2 R

E c2 max

2R

 m E c max 

2 


2R

2
m2
Pc

4

Maka total Daya rata-rata adalah :

P To ta l  P c  P LSB  P USB

m2
m2
 Pc 
Pc 
Pc
4
4

m2 

 P c  1 
2 


Dasar Sist. Telkom

33

Tegangan atau Arus Efektif sinyal AM
PT 

Tegangan efektif sinusoidal melewati hambatan R adalah :
Tegangan efektif pada komponen carrier :

Maka diperoleh hubungan :

Pc 

E2
R

E c2 max
R


m2 
Pc 

1 2 


2
Ec 
m2 
1



R 
2



E2

R

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

E  Ec

m
1
2

2

I  Ic

m
1
2

2

Dasar Sist. Telkom

m 

 I  2 
2    1
 I c 


34

Modulasi AM non sinusoidal
Sinyal Pemodulasi merupakan jumlahan dari beberapa
komponen frekuensi :

e m t   e m1 t   e m 2 t   e m 3 t   e m 4 t   .........

Maka diperoleh hubungan :
PT 


m 21
m 22

Pc  1 

2
2


m eff 



m 23

2



m 24

2


 ...... 



m 12  m 22  m 32  m 42  .......

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

E  Ec

1

2
m eff

2

I  Ic

Dasar Sist. Telkom

1

2
m eff

2

35

Spektrum AM masukan suara / musik
E c max

m3E c max /2

m1E c max /2
m2E c max /2

fc – f3

fc – f2

fc – f1

LSB
fc – fm max

m1E c max /2
m2E c max /2
m3E c max /2
fc

fc + f1

fc + f2

fc + f3

USB

fc
Bandwidth = 2 fm max

Dasar Sist. Telkom

fc + fm maax

36

Spektrum DSB masukan suara / musik

m3E c max /2

m1E c max /2
m2E c max /2

fc – f3

fc – f2

fc – f1

LSB
fc – fm max

m1E c max /2
m2E c max /2
m3E c max /2
fc

fc + f1

fc + f2

fc + f3

USB

fc
Bandwidth = 2 fm max

Dasar Sist. Telkom

fc + fm max

37

Contoh Soal 1:
Suatu gelombang pembawa dengan frekuensi 10 MHz dan
tegangan puncak 10 volt, dimodulasi amplitudo oleh sinyal sinus
frekuensi 5 kHz dan amplitudo 6 Volt. Tentukan indeks modulasi
dan gambarkan sketsa spektrum amplitudonya.
Jawab :
m = Em max / Ec max = 6 / 10 = 0,6

fLSB = fc - fm = 10 – 0,005 = 9,995 MHz
fUSB = fc + fm = 10 + 0,005 = 10,005 MHz
Amplitudo pada LSB dan USB = 0,6 x 10 / 2 = 3 volt

Dasar Sist. Telkom

38

Lanjutan sketsa Contoh Soal :
10 volt

3 volt

9,995

3 volt

10

Dasar Sist. Telkom

10,005

f MHz

39

Contoh Soal 2 :
Arus antena rata-rata dari pemancar radio AM adalah 10 A bila
tidak dimodulasi, dan menjadi 12 A bila dimodulasi oleh sinyal
sinusoidal. Hitunglah indeks modulasinya.
Jawab :

m 

m

 I  2 
2    1
 I c 


 12  2 
2    1
 10 


m  0,94

Dasar Sist. Telkom

40

Soal 1
Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier
1.5

1

Amplitudo ( volt )

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5
detik

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Berdasarkan gambar gelombang termodulasi AM tersebut, tentukan :
•
Persamaan gelombang termodulasinya.
•
Gambar sketsa spektrum frekuensinya.
Dasar Sist. Telkom

41

Soal 2
Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus
murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a.
b.

Persamaan gelombang termodulasinya.
Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.
Dasar Sist. Telkom

42

Soal 3
Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus
murni, dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a.

sebesar Vs  0,6 Sin  50  t   0,9 Cos  80 t  volt

Bila sinyal masukan awal ditambahkan dengan gelombang sinusoidal lain
, dan dimodulasi

bersamaan, berapakah lebar bandwidth gelombang AM tersebut?
b.

Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

c.

Berapakah efisiensinya ( persentase daya yang memuat informasi ) ?

Dasar Sist. Telkom

43

Dasar Sist. Telkom

Pertemuan ke-1

44

THANK’S
NOW
REST TIME

Dasar Sist. Telkom

45