MODUL 3 Muhammad Nashrul Malik (13213104) Asisten: Novita Hartono (13212099) (13212099) Tanggal Percobaan: 31/03/2016 EL3216-Praktikum Sistem Komunikasi
Laboratorium Komputer Teknik Elektro – Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB Abstrak Percobaan yang dilakukan pada praktikum ini adalah melakukan pengamatan terhadap pengaruh noise terhadap sinyal dengan menggunakan singal to noise ratio (SNR) dan eye diagram. Selain itu juga dilakukan carrier acquisition dengan menggunkan phased-locked loop (PLL). Hasil yang diperoleh pada percobaan ini adalah nilai SNR, pengaruh frekuensi terhadap noise, serta cara mengunci frekuensi dari suatu sinyal dengan sebuah carrier.
Kata kunci: Eye diagram, phase-locked loop, signal to noise ratio. 1. 1.1.
D ASAR TEORI NI ELVIS
NI ELVIS merupakan singkatan dari National Instument Educational Laboratory Virtual Instumentation Suite. NI ELVIS dapat diguanakan untuk memberikan pengalaman praktikum pada laboratorium dengan menggunakan komputer. Alat-alat yang dapat digunakan seperti multimeter, power supply, osiloskop, generator sinyal, dan adder. Berikut gambar dari NI ELVIS.
Gambar 1 - Gambar NI ELVIS
1.2.
SIGNAL TO NOISE R ATIO
Noise merupakan suatu sinyal gangguan yang timbul dari berbagai sumber. Salah satu sumber gangguannya yaitu dari karakter piranti elektronik, noise atau biasa kita sebut derau ini bisa di sebut noise alami. Noise atau derau disebabkan fluktansi sejumlah pembawa muatan akibat adanya gangguan dari energi luar, pengaruhnya akan terlihat ketika sinyal yang di gunakan cukup lemah sehingga mengganggu pengamatan. SNR yaitu perbandingan antara sinyal asli dengan sinyal gangguan (noise). SNR digunakan untuk melihat kualitas sinyal, SNR yang besar menandakan kualitas sinyal yang baik.
Untuk menghitung nilai dari SNR digunaka formula berikut.
) = 20log( 1.3.
E YE DIAGRAM
Eye diagram merupakan indicator dari kualitas transmisi digital berkecepatan tinggi. Osiloskop menghasilkan eye diagram dengan melakukan overlay sweep dari berbagai segmen yang berbeda dari alrian data yang pancang yang di drive oleh master clock. Karena banyaknya overlay yang dilakukan, maka diagram yang terlihat Nampak seperti mata sehingga disebut eye diagram.
Gambar 2 – Eye diagram untuk membantu menginterpretasikan sebuah sinyal dan menentukan waktu terbaik untuk melakukan pengukuran
1.4.
PHASE-LOCKED LOOP
Phase-Locked Loop (PLL) adalah sebuah blok fungsi yang dapat digunakan untuk menghasilkan clock berdasarkan referensi juga dari sebuah clock. PLL memiliki kelebihan dibandingkan osilator pada umumnya. Sesuai dengan namanya, bahwa mekanisme di dalam sistem PLL akan berusaha untuk selalu mengunci relasi antara gelombang referensi dengan gelombang keluaran yang dihasilkan. Sifat “mengunci” menyebabkan sebarang sumber frekuensi memiliki ketelitian tinggi, misalnya 1 ppm (0,1%), dengan PLL dapat dihasilkan sebarang frekuensi keluaran dengan ketelitian 1 ppm tadi. Sistem PLL tersusun atas 4 blok utama yaitu blok pembanding fasa, tapis ikal rendah, osilator terkendali tegangan dan pembagi frekuensi terprogram. 2.
H ASIL DAN A NALISIS
2.1 EKSPERIMENT 1 – SNR AND E YE DIAGRAM 2.1.A. Adding noise to a signal -20 dB
-6 dB
0 dB
Analisis: Dari hasil yang diperoleh, terlihat bahwa noise berhasil ditambahkan pada sinyal. Apabila, kita bandingkan ketiga sinyal yang diperoleh, terlihat bahwa semakin besar noise, maka sinyal asli semakin tidak terlihat, hal ini tentunya tidak diharapkan.
2.1.B.
Band-Limiting the Noisy Signal -20 dB
-6 dB
0 dB
Analisis: Dari hasil yang diperoleh, terlihat bahwa sinyal kini lebih tahan terhadap noise, hal ini terlihat dari penambahan noise dengan penguatan -20 dB dan -6 dB tidak begitu memberikan efek pada sinyal. Hal ini dikarenakan adanya LPF yang menyaring noise dengan frekuensi besar. Akan tetapi untuk noise dengan penguatan 0 dB efeknya masih sangat terasa dan menggangu sinya. 2.1.C.
Determine SNR Signal
Noise (-20 dB)
Signal + Noise (-20 dB)
Signal
Noise (0 dB)
Signal + Noise (0 dB)
Parameter
-20 dB
Singal Voltage
0 dB
1,569 V
Noise Voltage
38,11 mV
308,5 mV
SNR
41,17
5,08
SNR (dB)
32,29
14,11
Signal + Noise Voltage
1,578 V
1,576 V
Alternate SNR
38,33
5,11
Alternate SNR (dB)
31,67
14,17
Analisis: Dari hasil yang diperoleh, terlihat bahwa semakin besar nilai SNR, semakin baik sinyal yang dihasilkan. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil SNR makan semakin buruk sinyal. 2.1.D. Eye Diagram Berikut hasil eye diagram pada frekuensi 2 kHz. -20 dB
-6 dB
0 dB
Analisis: Terlihat bahwa semakin besar noise yang diberikan maka SNR akan semakin kecil dan time variation dari zero crossing semakin besar. Kedua hal tersebut menunjukkan bahwa semakin besar noise yang diberikan maka sinyal yang diperoleh akan semakin buruk. Pada prebandingan eye diagram -6dB pada frekuensi 2 kHz dan 4 kHz diperoleh hasil berikut. 2 kHz
4 kHz
Analisis: Dari hasil terlihat bahwa pada frekunsi 4 kHz garis semakin tebal, hal tersebut menyebabkan SNR mengecil dan time variation dari zero crossing membesar. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar frekunsi noise, maka semakin besar pula nilai distorsi yang dihasilkan.
2.2 EKSPERIMENT 2 – C ARRIER A CQUISITION USING THE PHASE-LOCKED LOOP 2.2.A. Generating a 100% modulated signal Verifikasi 8,33 kHz
Setting 4 Vpp
Hasil AM
Analisis: Dari grafik yang diperoleh, terhiat bahwa hasil bentuk sinyal message (hijau) memiliki be ntuk yang sama dengan sinyal message (biru), dengan demikian modulasi AM sudah dilakukan dengan benar. 2.2.B. Acquiring the carrier using the phase-lock loop Sinyal Awal
Locked
Generator 99kHz
Analisis: Pada mulanya sinyal generator dan carrier memiliki frekunsi yang berbeda. Lalu, setelah adder module B dikurangi sampai sekitar arah jam 9 maka frekuensi generator dan carrier sama, hal tersebut menunjukkan frekuensi telah terkunci. Kemudian ketika output generator diubah ke frekuensi 99 kHz frekuensi masih terkunci pada nilai 100 kHz, hal ini membuktikan bahwa PLL telah terkunci. Mencari nilai minimum. Generator 82 kHz
Sinyal
Mencari nilai maksimum Generator 116 kHz
Sinyal
Lower lock frequency
Higest lock frequency
82 kHz
116 kHz
Analisis: Pada percobaan ini diperoleh nilai frekuensi terendah adalah 82 kHz dan nilai frekuensi tertinggi 116 kHz sehingg jangkauan frekuensi yang dapat dikunci adalah 82 kHz – 116 kHz. Penguncian frekuensi ini sangat penting karena pada umumnya suatu frekunsi tidaklah sama persis dengan nilai yang dinginkan, oleh sebab itulah dilakukan PLL. 3.
K ESIMPULAN Semakin besar noise maka distorsi semakin besar. SNR merupakan perbandingan sinyal asli dengan noise. Semakin besar nilai SNR, semakin baik mula sinyal yang diperoleh. Eye diagaram dapat digunakan untuk melihat seberapa besar SNR dan juga time variation dari zero crossing. Semakin besar frekunsi noise, semakin besar pula distorsi yang dihasilkan. Untuk mendapatkan frekuensi yang sama dengan referensi digunakan PLL. Sinyal PLL yang diperoleh pada percobaan ini berada pada rentang 82 kHz -116 kHz. D AFTAR PUSTAKA
[1] Mauludi Husni, Emir, Petunjuk Praktikum Sistem Komunikasi, Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Bandung. 2016. [2] http://dastelkom.blogspot.co.id/2014/10/snr-signal-noise-ratio.html, diakses pada tanggal 5 April 2016 pukul 4.29. [3] http://www.edn.com/design/test-and-measurement/4389368/Eye-Diagram-Basics-Readingand-applying-eye-diagrams, diakses pada tanggal 5 April 2016 puku 4.36. [4] http://elektronika-dasar.web.id/definisi-dan-prinsip-kerja-phase-locked-loop-pll-pada-motordc, diakses pada tanggal 5 April 2016 puku 4.58.
