LAPORAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASI SEMESTER III TH 2012/2013
JUDUL
PSK (Phase Shift Keying)
GRUP
3
3A PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
PEMBUAT LAPORAN
:
KELOMPOK 3
NAMA PRAKTIKAN
:
1. Fanny Martha Triana 2. Husnu Attamimi 3. Intia Puspitawaty Sudibyo 4. Irna Puspitasari
TGL. SELESAI PRAKTIKUM
: 21 November 2012
TGL. PENYERAHAN LAPORAN
: 28 November 2012
NILAI
:
KETERANGAN
:
Phase Shift Keying(PSK) 1.
TUJUAN a. Mampu membangun rangkaian modulasi dan demodulasi PSK. b. Menyelusuri pemrosesan sinyal pada masing-masing tingkat serta dapat menerangkan proses tersebut.
2.
DIAGRAM RANGKAIAN
3.
ALAT DAN KOMPONEN Nama Peralatan
Jumlah Peralatan
PSK modulator SO 3537-9F
1 buah
PSK Demodulator SO 3537-9H
1 buah
Power Supply SO 5127-22
1 buah
Function Generator SO 5127-2R
1 buah
Dual Trace Oscilloscope/Digital Storagg OSC VC-6041
1 buah
Frequency Analyser SO 3537-6D
1 buah
Frequency counter HP 5314A
1 buah
Konektor Multimeter Analog Metrix MX 430
1 set 1 buah
4.
DASAR TEORI PSK lebih sering digunakan pada system transmisi data dibandingkan system keying lainnya karena performance inteferensinya lebih baik. Pada PSK, binary 0 dinyatakan oleh fasa ø2 bisa berharga 450, 900, 1350, atau 1800. Pada percobaan ini fasa yeng menyatakan biner 0 berbeda 1800 dari fasa yang menyatakan biner 1. Ini dapat dilakukan oleh sebuah ring modulator. Spectrum frekuensi dari signal PSK terdiri dari fc ± fs, fc ± 3fs, fc ± 8fs dst. Frekuensi carrier ditekan dan fs sma dengan frekuensi spot fP.
5.
LANGKAH PERCOBAAN : 5.1.
PSK, Hard keying Atur sinyal pada frekuensi 20 KHz. Hubungkan a dengan input modulator PSK. Gambar sinyal input dan output modulator, catat spectrum frekuensi output modulator. Berikan komentar terhadap data yang didapat.
5.2.
PSK, Soft keying Hubungkan b dengan input modulator PSK. Gambar sinyal input dan output modulator. Berikan komentar tentang beda phasa sinyal PSK antara hard keying dan soft keying.
5.3.
Demodulasi / hard keying Hubungkan g dan e. sinyal input pada frekuensi 20 KHz. Amati dan gambar sinyal pada titik-titik tersebut : * titik g dengan titik : h, i, k, dan l
5.4.
Demodulasi / Soft Keying prosedur sesuai dengan langkah 5.3
6. DATA PERCOBAAN
Lembar kerja 1 (untuk 5.1 hard keying)
Sinyal keying (input) : 2 volt/div 20 µs/div
Sinyal PSK (output) : 2 volt/div 2 µs/div Spektrum sinyal PSK, hard keying : F (KHz)
B (Hz)
U2’ (V)
G1.G2
U2 =
(V)
200/20 19,393
200/20
2,9
1
2,9
39,447
200/20
2,85
1
2,85
59,101
200/20
2,8
1
2,8
79,029
200/20
2,75
1
2,75
99,054
200/20
2,3
1
2,3
119,379
200/20
2,4
1
2,4
139,252
200/20
2,5
1
2,5
159,180
200/20
2,65
1
2,65
179,081
200/20
3,2
1
3,2
Lembar kerja 2 (untuk 5.2 soft keying) Sideband yang dihasilkan : fc ± fs ; fc ± 3fs FC
= 79 KHz
FS
= 20 KHz
FC - FS
= 59 KHz
FC + FS
= 99 KHz
FC + 3FS
= 139 KHz
FC - 3FS
= 19 KHz
Sinyal keying (input) : 2 volt/div 10 µs/div
Sinyal PSK (output) : 2 volt/div 5 µs/div
Lembar kerja 3 (untuk 5.3 demodulasi hard keying)
(g) : 2 volt/div 2 µs/div
(h) : 2 volt/div 10 µs/div
(i)
: 2 volt/div 10 µs/div
(k) : 2 volt/div 2 µs/div
(l) : 2 volt/div 5 µs/div
Lembar kerja 4 (untuk 5.4 demodulasi soft keying)
(g) : 5 volt/div 5 µs/div
(h) : 2 volt/div 10 µs/div
(i) : 2 volt/div 10 µs/div
(k) : 2 volt/div 5 µs/div
(l) : 5 volt/div 5 µs/div
7. ANALISA DATA Pada percobaan PSK, sinyal inputnya berasal dari TTL sehingga sinyal input yang dihasilkan adalah sinyal gelombang pulsa ( digital ) dan sinyal output ( gelombang sinus ) yang dihasilkan sesuai dengan namanya yaitu phase shift keying maka setiap perubahan nilai dari 1 maka sinyal outputnya se-phase dengan oscilator ke 0 dan ‘0’ akan berbeda phase 180 derajat sebaliknya maka phase sinyal tersebut akan berubah. Perbedaan antara soft keying dengan hard keying yang paling jelas adalah bentuknya. Jika hard keying terlihat kaku maka soft keying bentuknya lebih halus dan smooth pada tiap sisinya. Ini dikarenakan pada soft keying sinyal yang masuk akan difilter terlebih dahulu. Sehingga sinyal keluarannya akan terlihat halus tanpa banyak noise. PSK lebih sering digunakan pada system transmisi data dibandingkan system keying lainnya karena performance inteferensinya lebih baik.
8. KESIMPULAN a) Modulasi Phase Shift Keying ( PSK ) adalah jenis modulasi digital yang memungkinkan untuk memilih besarnya nilai efisiensi bandwith. b) PSK lebih digunakan pada system transmisi data dibandingkan system keying lainnya karena performance inteferensinya lebih baik c) Spectrum frekuensi dari signal PSK terdiri dari fc ± fs, fc ± 3fs, fc ± 8fs dst. Frekuensi carrier ditekan dan fs sma dengan frekuensi spot fP.
9.
REFERENSI
Ada tiga kelas utama dari modulasi digital teknik yang digunakan untuk transmisi digital data yang diwakili:
Amplitude-shift keying (ASK) Frekuensi-shift keying (FSK) Tahap-shift keying (PSK)
Semua menyampaikan data dengan mengubah beberapa aspek dari sinyal dasar, gelombang pembawa (biasanya sinusoid ), sebagai respons terhadap sinyal data. Dalam kasus PSK, fase diubah untuk mewakili sinyal data. Ada dua cara dasar menggunakan fase sinyal dengan cara ini:
Dengan melihat fase dirinya sebagai menyampaikan informasi, dalam hal ini demodulator harus memiliki sinyal referensi untuk membandingkan fase sinyal yang diterima terhadap, atau Dengan melihat perubahan fase sebagai menyampaikan informasi diferensial skema, beberapa di antaranya tidak membutuhkan pembawa referensi (sampai batas tertentu).
Sebuah cara mudah untuk mewakili skema PSK adalah pada diagram konstelasi . Ini menunjukkan poin di kompleks pesawat di mana, dalam konteks ini, nyata dan imajiner sumbu ini disebut sumbu di-fase dan quadrature masing karena pemisahan 90 ° mereka. Seperti perwakilan pada sumbu tegak lurus cocok untuk implementasi langsung. Amplitudo dari setiap titik sepanjang sumbu di-fase digunakan untuk memodulasi kosinus (atau sinus) gelombang dan amplitudo sepanjang sumbu quadrature untuk memodulasi sinus (atau kosinus) gelombang. Dalam PSK, yang poin konstelasi dipilih biasanya diposisikan dengan seragam sudut jarak sekitar lingkaran . Hal ini memberikan pemisahan fasa-maksimum antara titik yang berdekatan dan dengan demikian kekebalan terbaik untuk korupsi. Mereka ditempatkan pada lingkaran sehingga mereka semua dapat ditransmisikan dengan energi yang sama. Dengan cara ini, modulus dari bilangan kompleks yang mereka wakili akan sama dan dengan demikian sehingga akan amplitudo dibutuhkan untuk kosinus dan sinus gelombang. Dua contoh umum adalah "biner fase-shift keying" ( BPSK ) yang menggunakan dua tahap, dan "quadrature phase-shift keying" ( QPSK ) yang menggunakan empat fase, meskipun sejumlah fase dapat digunakan. Karena data yang ingin disampaikan biasanya biner, skema PSK biasanya dirancang dengan jumlah titik konstelasi menjadi kekuatan dari 2.
Binary Phase Shift Keying (BPSK)
BPSK (juga kadang disebut PRK, Keying Tahap Pembalikan, atau 2PSK) adalah bentuk sederhana dari pergeseran fasa keying (PSK). Menggunakan dua fase yang dipisahkan oleh 180 ° dan begitu juga dapat disebut 2-PSK. Tidak peduli khususnya persis di mana titik-titik konstelasi diposisikan, dan dalam gambar ini yang ditampilkan pada sumbu nyata, pada 0 ° dan 180 °. Modulasi ini adalah yang paling kuat dari semua PSK karena ini membutuhkan tingkat tertinggi kebisingan atau distorsi untuk membuat demodulator mencapai keputusan yang tidak benar. Namun demikian, hanya mampu memodulasi pada 1 bit / simbol (seperti terlihat pada gambar) dan begitu juga tidak cocok untuk data yang tinggi-tingkat aplikasi. Di hadapan sebuah sewenang-wenang fase-shift diperkenalkan oleh saluran komunikasi , demodulator tidak dapat membedakan mana titik konstelasi mana. Akibatnya, data seringdiferensial dikodekan sebelum modulasi. BPSK secara fungsional setara dengan 2-QAM modulasi.
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Kadang-kadang ini dikenal sebagai kuaterner PSK, quadriphase PSK, 4-PSK, atau 4 QAM .(Meskipun konsep akar QPSK dan 4-QAM yang berbeda, gelombang radio yang dihasilkan termodulasi yang persis sama.) QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstelasi, equispaced sekitar lingkaran. Dengan empat fase, QPSK dapat mengkodekan dua bit per simbol, yang ditunjukkan dalam diagram dengan pengkodean abu-abu untuk meminimalkantingkat kesalahan bit (BER) - kadang-kadang disalahartikan sebagai dua kali BER BPSK. Analisis matematis menunjukkan bahwa QPSK dapat digunakan baik untuk menggandakan data rate dibandingkan dengan sistem BPSK tetap menjaga sama bandwith dari sinyal, atau untuk menjaga data-rate BPSK tetapi mengurangi separuh bandwidth yang dibutuhkan. Dalam kasus terakhir, BER QPSK adalah persis sama dengan BER BPSK - dan memutuskan secara berbeda adalah kebingungan umum ketika mempertimbangkan atau menggambarkan QPSK. Mengingat bahwa saluran radio komunikasi dialokasikan oleh badan-badan seperti Komisi Komunikasi federal memberikan bandwidth (maksimum) yang ditentukan, keuntungan dari QPSK BPSK atas menjadi jelas: QPSK mentransmisikan dua kali tingkat data dalam bandwidth yang diberikan dibandingkan dengan BPSK - pada BER yang sama . Hukuman rekayasa yang dibayar adalah bahwa QPSK pemancar dan penerima lebih rumit dari yang untuk BPSK.Namun, dengan modern elektronik teknologi, hukuman dalam biaya sangat moderat.
Seperti BPSK, ada fase masalah ambiguitas pada akhir penerimaan, dan diferensial dikodekan QPSK sering digunakan dalam praktek.
Differential Phase Shift Keying (DPSK) Diferensial fase shift keying (DPSK) adalah bentuk umum dari modulasi fase yang menyampaikan data dengan mengubah fase dari gelombang pembawa. Seperti disebutkan untuk BPSK dan QPSK terdapat ambiguitas fase jika konstelasi diputar oleh beberapa efek dalam saluran komunikasi dimana sinyal berlalu. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan data untuk mengubah daripadamengatur fase. Misalnya, dalam diferensial-dikodekan BPSK biner '1 'dapat ditularkan dengan menambahkan 180 ° ke fase saat ini dan '0 biner' dengan menambahkan 0 ° ke fase saat ini. Varian lain dari DPSK adalah Diferensial Tahap Symmetric shift keying, SDPSK, dimana pengkodean akan menjadi +90 ° untuk '1 'dan -90 ° untuk '0'. Dalam diferensial-dikodekan QPSK (DQPSK), fase-shift adalah 0 °, 90 °, 180 °, -90 ° sesuai dengan data '00 ', '01', '11 ', '10'. Jenis pengkodean dapat didemodulasi dengan cara yang sama sebagai non-diferensial PSK tetapi ambiguitas fase dapat diabaikan. Dengan demikian, setiap simbol yang diterima didemodulasi ke salah satu poin dalam konstelasi dan pembanding kemudian menghitung perbedaan fase antara sinyal yang diterima dan yang sebelumnya. Perbedaannya mengkodekan data seperti dijelaskan di atas.Diferensial Quadrature Phase Shift Keying simetris (SDQPSK) adalah seperti DQPSK, tapi encoding adalah simetris, menggunakan nilai pergeseran fasa dari -135 °, -45 °, +45 ° dan 135 °. Sinyal termodulasi ditunjukkan di bawah ini untuk kedua DBPSK dan DQPSK seperti dijelaskan di atas. Dalam gambar, diasumsikan bahwa sinyal dimulai dengan nol fase, dan sehingga ada pergeseran fasa kedua sinyal pada .
Timing diagram untuk DBPSK dan DQPSK. Aliran data biner di atas sinyal DBPSK. Bit-bit individu dari sinyal DBPSK dikelompokkan menjadi pasangan-pasangan untuk sinyal DQPSK, yang hanya berubah setiap T s = 2 T b. Analisis menunjukkan bahwa pengkodean diferensial sekitar dua kali lipat tingkat kesalahan dibandingkan dengan biasa -PSK tapi ini dapat diatasi dengan hanya sedikit peningkatan . Selanjutnya, analisis (dan hasil grafis di bawah) didasarkan pada sistem di mana korupsi hanya aditif putih Gaussian kebisingan ( AWGN ). Namun, ada juga
akan menjadi saluran fisik antara pemancar dan penerima dalam sistem komunikasi. Saluran ini akan, secara umum, memperkenalkan diketahui fase-shift ke sinyal PSK, dalam kasus ini skema diferensial dapat menghasilkan yang lebih baik error-rate dari skema biasa yang mengandalkan informasi fase yang tepat.
PSK31 PSK31 dikembangkan dan dinamai oleh Inggris operator radio amatir Peter Martinez (G3PLX) dan diperkenalkan ke komunitas radio amatir yang lebih luas pada bulan Desember 1998. [1] [2] PSK31 antusias diterima, dan penggunaannya tumbuh seperti pinjaman di seluruh dunia api popularitas yang baru dan nada dengan pelaksanaan on-air dari komunikasi digital. Karena efisiensi mode, menjadi, dan masih tetap, terutama operator yang populer dengan keadaan tidak mengizinkan pendirian sistem antena besar dan / atau penggunaan daya tinggi. Sebuah operator PSK31 biasanya menggunakan sideband tunggal transceiver terhubung ke kartu suara PC yang menjalankan PSK31 perangkat lunak. Ketika operator masuk pesan untuk transmisi, perangkat lunak menghasilkan nada audio yang terdengar, untuk telinga manusia, seperti peluit terus-menerus dengan kicauan sedikit. Ini kemudian diberi makan melalui sebuah jack mikrofon (menggunakan resistor menengah untuk mengurangi daya keluaran kartu suara untuk tingkat mikrofon) atau sambungan tambahan ke transceiver, di mana ia dikirim. [3] Dari perspektif pemancar, jumlah ini sedikit lebih dari orang bersiul ke dalam mikrofon. Namun, perangkat lunak dengan cepat menggeser fase sinyal audio antara dua negara (maka nama "fase-shift keying"), membentuk kode karakter. Fase ini bergeser melayani fungsi yang sama sebagai dua nada yang digunakan dalam tradisional RTTY dan sistem serupa. Untuk memecahkan kode PSK31, peluit audio yang diterima dari output headphone transceiver yang dimasukkan ke input audio kartu suara, dan perangkat lunak decode itu. Software ini juga mencakup antarmuka pengguna pada PC, yang digunakan untuk menampilkan teks didekode dan mengelola konfigurasi perangkat lunak. [3] Penggunaan PSK31 tidak memerlukan penggunaan eksklusif sebuah komputer khusus. Jika tidak menjalankan program PSK31, komputer 'utilitas' stasiun masih dapat digunakan persis seperti sebelumnya. PSK31 adalah 'soundcard' mode, dan banyak program telah sejak diciptakan untuk memanfaatkan teknologi yang sama untuk mode menarik lainnya seperti RTTY , Hellschreiber , Olivia MFSK dll Jadi, setelah telah set-up untuk menjalankan PSK31, sama set-up juga dapat digunakan untuk mengeksplorasi berbagai mode ini lain di klik mouse. Selain sebuah transceiver radio standar, peralatan yang sangat kecil dibutuhkan untuk menggunakan PSK31. Biasanya, PC yang lebih tua dan beberapa kabel akan cukup, perangkat lunak adalah baik bebas untuk download dan berjalan dengan gembira pada tua,
komputer lambat dari era Pentium awal atau bahkan lebih awal. Banyak operator sekarang menggunakan perangkat antarmuka / modem tersedia secara komersial (atau 'ekonomi') antara komputer dan radio. Perangkat ini menggabungkan pencocokan impedansi diperlukan dan penyesuaian suara tingkat untuk memungkinkan output soundcard untuk disuntikkan ke dalam mikrofon input, output audio radio untuk dikirim ke input soundcard, dan juga menangani mengirimkan-menerima radio switching. Interface baru ini memperkenalkan juga menggabungkan soundcard mereka sendiri, dan karena itu dapat diaktifkan dan dijalankan dari PC melalui satu koneksi USB tunggal.
