LAPORAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM KOMUNIKASI RADIO SEMESTER V TH 2012/2013
MODUL 1
JUDUL AM DEMODULATOR
GRUP 5
5D PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
PEMBUAT LAPORAN :
Rani Agtiani
NAMA PRAKTIKAN
1. Muzadeq Mursid
:
2. Rani Agtiani 3. Riri Fitriani
TGL. SELESAI PRAKTIKUM
: 11 September 2012
TGL. PENYERAHAN LAPORAN : 18 September 2012
N I L A I
:
KETERANGAN
:
REJECTION BAND AMPLIFIER
1. Tujuan Percobaan -
Membuat rangkaian Demodulator AM
-
Menjelaskan fungsi masing-masing komponen
-
Mengenal tiga tegangan yang terdapat pada sinyal AM yang diarahkan
-
Menjelaskan fungsi LPF setelah rangkaian penyearah
-
Menjelaskan pengaruh tegangan DC reerensi pada HF carrier dan indeks modulasi
-
Menjelaskan pengaruh komponen yang digunakan baik yang sesuai ataupun yang tidak pada output demodulator
2. Alat dan komponen -
2 Universal patch panels
-
1 AM Function Generator
-
1 Dual trace osciloscop
-
1 Resistor 470 Ω, 4.7 kΩ
-
3 Resistor 10 kΩ
-
1 Electrolit capasitor 2.2 µF
-
1 Capasitor 47 pF
-
2 Capasitor 1 pF, 0,1 µF, 10 nF
-
1 Diode AA 118
3. Gambar Rangkaian
4. Teori Dasar
Pada praktek radio dan televisi, sering timbul keperluan untuk membuang atau melemahkan suatu band rekuensi atau suatu frekuensi tertentu. Sebagai contoh, frekuensi intermesiate (IF) dari superheterodyne AM, sekitar 460 KHz. Sebuah pemancar yang menggunakan frekuensi ini akan menembus, tanoa menghiraukan penalaan, lalu frekuensi 460 Khz akan diperkuat oleh IF amlifier walaupun tanpa mixing (pencampuran) Oleh karenanya, pada penerima radio, rangkaian tertentu digunakan untuk menapis IF ini, sebelum ia mencapai mixer. Rangkaian inilah yang dipraktekan pada percobaan ini. Rangkaian
penyampur
superheterodyne
menghasilkan
komponen-
komponen sinyal pada frekuensi IF yang adalah selissih antara frekuensi osilator dan frekuensi sinyal. Jika ujung depan (tingkat RF) penerima tidak mempunyai talaan yang sangat selektif, bila ditala pada suatu frekuensi sinyal fs – IF, tingkat RF juga akan memberikan respon pada sinyal fo + IF. Sinyal yang lain ini disebutka sebagai frekuensi bayangan fi, yang diberikan oleh : fi = fs ± 2IF dimana tanda plus digukanan ketika fo>fs dan tanda minus digunakan apabila fo
bayangan sudah terlanjur diubah menjadi IF, maka frekuensi tersebut tidak mungkin lagi dipisahkan dari frekuensi yang dikehendaki. Sebuah rangkaian osilator, dengan fo = 460 Khz, membentuk bagian dari suatu pembagi tegangan, dan bagian lain menjadi resistanso input amplifier. Rangkaian osilator, sebagai suatu resistansi seri efektif di pembagi, merupakan resistansi yang besar pada saat resonansi dan melemahkan tegangan output (seperti terlihat digambar 1) Dengan demikian, suatu rangkaian osilator paralel terhubung seperti ini, dapat disebut sebagai sebuah filter pembuang (rejection filter). Pelemahan tambahan dihasilkan dengan membuat suatu lintasan umpan balik pada rangkaian osilator (seperti rangkaian yang terlihat pada gambar 2). Pada rangkaian tersebut, gain dengan umpan balik, yaitu Gb, akan berkurang sesuai dengan kenaikan frekuensi. Rumus untuk Gb adalah sebagai berikut :
5. Langkah Percobaan
5.1
susun rangkaian seperti pada gambar. Pengukuran tanpa modulasi. Generator 1 : gel. Sinus 500 KHz Upp : 6 V
5.1.1
gunakan carrier tanpa modulasi ke input dan tunjukkan pada kanal osiloskop kanal 1, gunakan kanal 2 untuk mengukur tegangan pada titik B, C, dan D. Gambar ketiga tegangan tersbut pada lembaran kerja. (gunakan warna yang berbeda)
5.1.2
jelaskan kegunaan komponen D: R1-C1, R2-C2, C4
5.2
Generator 1: gel sinus, carrier frequency Fc=500 KHz Generator 2: gel sinus, acrrier frequency Fs=1 KHz Atur indeks modulasi pada titik A, dengan sebuah sinyal AM Vpp=8 V max dan 4 V min
5.2.1
hitung indeks modulasi
5.2.2
periksa tegangan di B. Lepas C1 dan jelaskan bentuk sinyalnya untuk lebih jelasnya frekensi carrier dapat dilepas. Pasang C1 dan jelaskan pengaruhnya (tegangan B terdiri dari 3 bagian)
5.2.3
ukur tegangan pada C dan D pada kanal osiloskop. Gambar hasilnya pada lembar kerja. Perbedaan apa yang terjadi pada titik pengukuran C dan B? Apa fungsi C4?
5.3
set generator dan osiloskop seperti sebelumnya. Sinyal AM tetap tunjukkan pada kanal 1
5.3.1
tunjukkan tegangan pada E (jadikan satu dengan gambar langkah 5.2.3). berikan penjelasan hasilnya.
5.3.2
tunjukkan tegangan referensi pada E, ubah amplitudo carrier. Jelaskan pengaruh perubahan tegangan carrier pada tegangan referensi
5.3.3
dengan amplitudo carrier sepeeti semula, periksa pengaruh perubahan tegangan carrier pada tegangan referensi, dan bagaimana jika indeks modulasi turun hingga 0 %?
5.4
pengaruh harga komponen. Set generator dan osiloskop seperti sebelumnya dan frekuensi generator 2, set menurut petunjuk sebelumnya.
5.4.1
variasi C1: 1 nF, 10 nF, 100 nF. Tunjukkan tegangan pada D, gunakan frekuensi sinyal 4,5 KHz dan 500 Hz. Jelaskan pengaruh harga C1 pada respon LF
5.4.2
variasi C1: 4.7 pF, 1 nF, 10 nF. Tunjukkan tegangan pada D, gunakan frekuensi sinyal 4,5 KHz dan 500 Hz. Jelaskan pengaruh harga C1 pada respon LF
6. Data Percobaan
-
Untuk 5.1.1 Gelombang sinus = 500 kHz Vpp
-
= 6 vpp
Untuk 5.1.2 Fungsi dari Dioda : untuk memotong gelombang Fungsi dari C4 : untuk membuang tegangan carrier
-
Untuk 5.2.1
-
Untuk 5.2.2 Pengaruh C1 : menghilangkan tegangan carrier Tiga unsur utama pada titik B adalah: 1. resistor 2. capasitor 3. dioda
-
Untuk 5.2.3 dan 5.3.1 Perbandingan tegangan titik B , D dan E
-
Untuk 5.3.1 Tampilan tegangan pada titik E
-
Untuk 5.3.2 Bagaimana tegangan referensi bila tegangan carrier meningkat? Tegangan referensi akan meningkat juga nilai amplitude nya
-
Untuk 5.3.3 Perubahan indeks modulasi berpengaruh pada besarnya gelombang pada amplitudenya.
Untuk 5.4.1 Pengaruh harga C1 F=500 Hz F=4.5 Hz
Sebab : Terjadi pengaruh komponen pada tegangan semakin kecil tegangan semakin kecil pada tegangn yang di dapat.
7. Analisa Pada percobaan ini dimana sinyal informasi (LF) ditumpangkan pada sinyal pembawa yang menumpang pada amplitudo dari sinyal pembawanya. Sinyal yang frekuensinya tinggi merupakan sinyal pembawa dan yang rendah merupakan sinyal informasi. Dari data percobaan ketika sinyal input diberikan dari function generator sebesar 500 khz dan 6 Vpp ke mixer, pada osiloskop terlihat gambar outputnya termodulasinya seperti yang bisa dilihat pada data hasil percobaan, outputnya mempunyai suatu pita frekuensi. Bagian sisi atas dan sisi bawah pita frekuensi yang terlihat pada output merupakan bentuk gelombang informasi yang dimodulasikan dengan sinyal pembawa yang frekuensinya lebih besar. Dari gambar yang terlihat bahwa sinyal termodulasi dihasilkan dengan cara sinyal informasi berada ada amplitude positif (atas) dan amplitudo negative (bawah) dari sinyal pembawa. Pada dua sisi band tersebutlah sinyal pembawa ditumpangkan oleh sinyal informasi. Frekuensi dari sinyal informasi yang menumpang pada sinyal pembawa tidak mengalami perubahan saat proses modulasi. Sinyal informasi dimodulasi dengan merubah – ubah nilai amplitudenya. Ketika sinyal LF digerakan ke upper envelope, posisinya jika dibandingkan antara sinyal termodulasi dengan sinyal informasi ialah simetris. Bentuk upper envelope sama dangan bentuk sinyal informasi yang dimodulasikan. Amplitudo dari sinyal pembawa merupakan titik posisi zero untuk sinyal informasi. Jika sinyal LF berubah, maka akan mempengaruhi gelombang termodulasinya, karena gelombang output dari band sinyal termodulasinya bergantung pada bentuk sinyal informasi.
Pada saat posisi zero sinyal HF mempunyai bentuk yang sama pada saat amplitude sinyal LF positif, hal ini tidak menyebabkan amplitude modulasi HF bertambah, tapi yang bertambah itu merupakan amplitude dari sinya informasi yang dimodulasi. Jadi pada saat memodulasi, harus memperhatikan nilai amplitude kedua sinyal. Seperti yang dapat dilihat pada data percobaan, besarnya amlplitudo sinyal informasi
mempengaruhi
nilai
indeks
modulasi
pada
sinyal
output
termodulasi.Nilai indeks modulasi yang kecil akan mempengaruhi kecacatan sinyal termodulasi, nilai indeks yang hampir mendekati nilai 1 juga akan mempengaruhi kualitas sinyal termodulasi yang menyebabkan sinyal informasi tidak dapat terbaca pada sinya termodulasinya. Indeks modulasi yang baik rata – rata berkisar pada kisaran 0,80. Pada keadaan tersebut sinyal informasi dapat terbaca dengan jelas pada sinyal termodulasinya. Indeks modulasi ini sangat dipengaruhi oleh besar amplitudo sinyal LF. Sehingga dalam modulasi ini harus diperhatikan dalam perubahan amplitudo sinyal LF maupun sinyal HF-nya. Fungsi diode pada percobaan kali ini untuk memotong gelombang, dan juga fungsi kapasitor untuk membuang tegangan carrier.
8. Kesimpulan -
Sinyal informasi ditumpangkan pada amplitude sinyal pembawa
-
Amplitudo Modulasi merupakan modulasi dimana amplitude berubah sesuai dengan amplitude pembawa (audio)
-
Besarnya indeks modulasi mempengaruhi cacat atau tidaknya sinyal informasi yang dimodulasi dengan sinyal pembawa.
-
Semakin besar sinyal pembawa frekuensi tinggi yang dimodulasikan oleh sinyal frekuensi rendah maka semakin besar pula hasil modulasinya.
-
Jika sinyal LF ( low frequency ) ke upper Envelope maka output dari upper Envelope akan sama dengan modulating signal
-
Modulasi Amplitudo (AM) adalah teknik yang digunakan dalam komunikasi elektronik, paling sering untuk mengirimkan informasi melalui
radio
gelombang pembawa. PM
dapat
bekerja dengan
menvariasikan kekuatan sinyal ditransmisikan dalam kaitannya dengan informasi yang sedang dikirim
Referensi
AMPLITUDO MODULASI Pengertian Amplitudo Modulasi: Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. Metode ini dipakai dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan ke jarak yang jauh, dengan cara superposisi frekuensi audio pada pembawa frekuensi radio yang dapat dipancarkan melalui antena. Frekuensi radio adalah frekuensi yang dipakai untuk radiasi energi elektromagnetik koheren yang berguna untuk maksud-maksud komunikasi. Frekuensi radio terendah adalah sekitar 10 kHz dan jajarannya merentang hingga ratusan GHz. Pembawa yang termodulasi terdiri dari tiga frekuensi yang semuanya RF, yaitu fc Pembawa. fc + fm Frekuensi samping atas. fc − fm Frekuensi samping bawah. Jika pembawa digambarkan oleh ec = Asinωct disini em = Asinωmt disini dinyatakan sebagai
dan isyarat pemodulasi oleh
maka amplitudo pembawa termodulasi dapat .
Tujuan dari modulasi adalah untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spektrum yang rendah (base band) ke pita spektrum yang jauh lebih tinggi (bandpass). Hal ini dilakukan pada transmisi data tanpa kabel (dengan antena), yang
mana dengan membesarnya frekuensi data yang dikirim, maka dimensi antenna yang digunakan akan mengecil.
Radiasi gelombang elektromagnetika akan berlangsung dengan efisien, jika ukuran antenanya sebanding dengan panjang gelombang. Dengan contoh di atas, transmisi data 1 menjadi problematik, sedangkan data 2 lebih mudah untuk ditransmisikan.
Kegunaan lain dari modulasi adalah, dengannya dimungkinkan proses pengiriman data/informasi melalui suatu media yang sama secara bersamaan. Proses modulasi terjadi dengan melakukan variasi pada salah satu besaran karakteristik dari sinyal pembawa (yang berfrekuensi tinggi) seirama dengan sinyal data(yang berfrekuensi rendah). Sinyal pembawa yang telah dimodulasikan ini di sebut sinyal termodulasi. Sinyal data disebut juga sinyal pemodulasi. Alat, di mana proses modulasi ini terjadi, disebut juga modulator.
Sinyal pembawa bisa didefinisikan dengan rumus: x (t) = A(t) cos(ωct +φ (t)) (2.1) dengan ωc = 2π f
Jenis Amplitudo Modulasi: 1. Modulasi Amplitudo jalur ganda Bentuk dari sinyal yang termodulasi amplitudo dengan jalur ganda memiliki bentuk sinyal
Jadi modulator DSB-AM berfungsi sebagai pengali sinyal pembawa dengan sinyal data. Ao merupakan konstanta yang muncul dalam proses perkalian. Persamaan xDSB(t) di atas dituliskan dalam bentuk fungsi waktu. Dalam bentuk spektrumnya kita bisa hitung dengan mencari transformasi Fourier dari xDSB(t)
Dari persamaan (2.7) bisa kita interpretasikan:
Term yang pertama menyatakan bahwa xDSB(t) mempunyai spektrum yang sama dengan m(t) tetapi beramplitudo setengahnya dan posisi spektrumnya bergeser ke kanan sejauh frekuensi pembawa ωC. Term kedua menyatakan hal sama sehubungan dengan amplitudonya, tetapi pergeseran spektrumya sekarang ke kiri. Berikut ini akan digambarkan bentuk-bentuk sinyal dalam proses modulasi, baik sebagai fungsi waktu ataupun dalam bentuk spektralnya (gambar 2.2-2.4).
Demodulasi sinyal DSB-AM Sinyal DSB-AM xDSB(t) dikalikan dengan sinyal pembawanya secara koheren
cos (ωct) ,berarti, sinyal pengalih di demodulator ini tak mempunyai beda phasa dengan sinyal pembawa yang kita gunakan di modulator. Kemudian disaring spektrum yang rendahnya dengan filter lolos bawah (low-pass filter).
Proses demodulasi sinyal DSB-AM ini, sinyal pembawa harus di’regenerasikan’ oleh pesawat penerima untuk bisa kemudian digunakan sebagai fungsi pengali (gambar 2.5). Proses ini biasanya dilakukan oleh suatu rangkaian yang dinamkan “phaselocked loop”. Dalam proses modulasi ini, sinyal pembawa tak secara eksplisit diketahui, modulasi amplitudo ini dinamakan juga DSB-SC (double side band – supressed carrier). Dalam proses demodulasinya kita dihadapi oleh suatu hal yang sensitif, karena sinyal pembawa yang harus diregenerasikan haruslah koheren dengan sinyal pembawa yang ada di pesawat pemancar (dalam proses modulasi). Berikut ini kita akan melihat pengaruh dari sinyal pembawa terregenerasi yang tidak koheren, yang disebabkan oleh kesalahan pada phasa dan kesalahan pada frekuensi pada sinyal tersebut.
2. Modulasi Amplitudo jalur ganda dengan sinyal pembawa Modulasi amplitudo jalur ganda dengan sinyal pembawa, atau yang lebih dikenal dengan nama modulasi amplitudo biasa (AM), diperkenalkan untuk menghindari problem pertama yang dihadapi oleh DSB-SC. Yaitu dengan cara menambahkan suatu konstanta ke sinyal informasi, sebelum dikirimkan ke modulator.
Proses demodulasi sinyal AM dilakukan dengan cara yang berbeda dari demodulasi terhadap DSB-SC. Yaitu dengan menggunakan detektor amplop (envelope detector), tetapi rangkaian ini hanya akan bekerja dengan benar, yaitu menghasilkan sinyal informasi yang diinginkan, jika
Seperti yang diperlihatkan oleh gambar 2.10a dan 2.10b. Jika syarat di persamaan (2.15) terpenuhi, maka amplop (pembungkus) dari sinyal termodulasi sama dengan sinyal informasi yang ingin kita dapatkan.
Sinyal termodulasi pada gambar 2.10a terbentuk dengan
sedang sinyal termodulasi pada gambar 2.10b terbentuk dengan
Jadi kasus pada gambar 2.10b tak memenuhi syarat pada persamaan (2.15). Dalam proses demodulasi dengan menggunakan detector amplop, maka sinyal yang dihasilkan adalah kurva yang digambar dengan garis terpotong-potong di atas. Pada kasus di gambar 2.10a kita dapati sinyal informasi, sedang pada kasus di gambar 2.10b tidak.
3. Frequency-Division Multiplexing (FDM) Proses modulasi memberikan kemungkinan untuk melakukan multiplexing. Multiplexing adalah suatu teknik yang mana dimungkinkannya pengiriman
beberapa sinyal secara berbarengan melalui saluran yang sama. Untuk menghindari interferensi, maka sinyalsinyal tadi harus dimodulasikan sedemikian rupa, sehingga antara sinyal-sinyal itu secara spectral tidak terjadi saling tindih (bentuk spektrumnya harus terpisah satu sama lain). Gambar 2.11 menunjukkan, bagaimana tiga sinyal yang mengalami proses multiplexing, yang kemudian dikirimkan melalui saluran yang sama.
Sinyal yang diterima akan disaring dengan filter lolos tengah sesuai dengan posisi spektralnya masing-masing, dan setelah didemodulasikan, maka disaring lagi dengan filter lolos bawah untuk menghilangkan sinyal-sinyal berfrekuensi tinggi
Modulasi Amplitudo (AM) adalah teknik yang digunakan dalam komunikasi elektronik, paling sering untuk mengirimkan informasi melalui radio gelombang pembawa. PM dapat bekerja dengan menvariasikan kekuatan sinyal ditransmisikan dalam kaitanyan dengan informasi yang sedang dikirim. Sebagai contoh, perubahan dalam kekuatan sinyal dapat digunakan untuk menentukan suara untuk direproduksi oleh loudspeaker , atau intensitas cahaya dari piksel televisi (Kontras ini dengan modulasi frekuensi , juga biasa digunakan untuk transmisi suara, di mana frekuensi yang bervariasi, dan modulasi fase , sering digunakan pada remote kontrol , di mana fase yang bervariasi)
Pada pertengahan 1870-an, suatu bentuk modulasi amplitudo-awalnya disebut "arus undulatory"-adalah metode pertama yang berhasil menghasilkan audio berkualitas melalui saluran telepon. Dimulai dengan Reginald Fessenden 's demonstrasi audio pada tahun 1906, itu juga metode asli yang digunakan untuk transmisi radio audio, dan tetap yang digunakan saat ini oleh berbagai bentuk komunikasi-"AKU" sering digunakan untuk merujuk pada mediumwave siaran band (lihat AM radio ). Sebagai awalnya dikembangkan untuk telepon listrik, modulasi amplitudo digunakan untuk menambahkan informasi audio ke bertenaga rendah arus yang mengalir langsung dari pemancar telepon untuk penerima. Sebagai penjelasan sederhana, pada akhir transmisi, mikrofon telepon digunakan untuk memvariasikan kekuatan arus dikirim, sesuai dengan frekuensi dan kenyaringan dari suara yang diterima. Kemudian, pada akhir penerimaan jalur telepon, listrik ditransmisikan saat ini terkena dampak dari elektromagnet, yang diperkuat dan melemah dalam menanggapi kekuatan arus. Pada gilirannya, elektromagnet yang dihasilkan getaran dalam penerima diafragma , sehingga erat mereproduksi frekuensi dan kenyaringan dari suara awalnya terdengar di pemancar. Berbeda dengan telepon, dalam komunikasi radio apa yang dimodulasi adalah gelombang kontinu sinyal radio ( gelombang pembawa ) yang diproduksi oleh pemancar radio . Dalam bentuk dasarnya, modulasi amplitudo menghasilkan sinyal dengan daya terkonsentrasi pada frekuensi pembawa dan dalam dua berdekatan sidebands . Setiap sideband sama bandwidth dengan yang sinyal modulasi dan merupakan bayangan cermin dari yang lain. Amplitudo modulasi yang menghasilkan dua sidebands dan pembawa sering disebut double modulasi amplitudo sideband (DSB-AM). modulasi amplitudo tidak efisien dalam hal penggunaan kekuasaan dan banyak dari itu yang terbuang. Setidaknya dua pertiga daya yang terkonsentrasi dalam sinyal carrier, yang tidak membawa informasi yang berguna (selain kenyataan bahwa sinyal hadir), sedangkan sisa daya dibagi antara dua sidebands identik, walaupun hanya satu ini diperlukan karena mereka berisi informasi yang identik. Untuk meningkatkan efisiensi pemancar, pembawa dapat dihapus (dirahasiakan) dari sinyal AM. Hal ini menghasilkan pengurangan penularan carrier atau doublesideband ditekan-carrier (DSBSC) sinyal. Sebuah amplitudo ditekan-carrier skema
modulasi adalah tiga kali lebih hemat energi dibandingkan tradisional DSB-AM. Jika operator hanya sebagian ditekan, a-sideband mengurangi double-carrier (DSBRC) hasil sinyal. DSBSC dan DSBRC sinyal pembawa perlu untuk dibuat ulang (oleh frekuensi osilator beat , misalnya) menjadi didemodulasi menggunakan teknik konvensional . Bahkan efisiensi yang lebih besar dicapai-dengan mengorbankan peningkatan pemancar dan penerima kompleksitas-oleh benar-benar menekan kedua pembawa dan salah satu sidebands. Hal ini -sideband modulasi tunggal , banyak digunakan dalam radio amatir karena penggunaan efisien dari kedua kekuasaan dan bandwidth. Bentuk sederhana dari AM sering digunakan untuk digital komunikasi -off keying pada , jenis -shift keying amplitudo dimana biner data digambarkan sebagai ada atau tidak adanya gelombang pembawa Hal ini umumnya digunakan pada frekuensi radio untuk mengirimkan kode Morse, disebut sebagai gelombang continue (CW) operasi.
Gambar kedalaman Modulasi
