MAKALAH DEMODULASI
DISUSUN OLEH : 1. 2. 3.
BERLIAN SIREGAR
DWI ERMAWATI /12410182
FITRIA SARI RACHMAWATI RACHMAWAT I / 12410852 4.
NAFTATY RUTH S.
SARMAG TEKNIK ELEKTRO V UNIVERSITAS GUNADARMA 2012
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. DAFTAR ISI ................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 1. PENDAHULUAN ............................................................................. 3 1.1 L ATAR BELAKANG M ASALAH ................................................................ 3 1.2 PERUMUSAN M ASALAH ........................................................................ 3 1.3 M AKSUD DAN TUJUAN ......................................................................... 3
2. PEMBAHASAN ................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 2.1 PENGERTIAN ..................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . 2.2 JENIS DEMODULASI ........................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED .
2.3
Demodulasi Analog ................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Demodulasi Amplituda (AM) .. Error! Bookmark not defined. 2.3.2. Modulasi Fasa (FM) Kuadratur Error! Bookmark not defined. 2.3.3. Modulasi Pasa (PM) ............... Error! Bookmark not defined.
2.4.
Demodulasi Digital ................................................................... 10
2.4.1. Amplitude Shift Keying (ASK) ............................................... 10 2.4.2. Frewuency Shift Keying (FSK) .............................................. 10 2.4.3. Phase Shift Keying (PSK) ....... Error! Bookmark not defined. 2.4.4. QuadratureAmpltudeModulation (QAM) ................ ............... 11 2.4.5. QuarternaryPSK (QPSK) ...................................................... 12 2.5 CONTOH SOAL .................................................................................. 13
3. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 17 4. DAFTAR PUSTAKA
……………...…………………………………………. 18
…
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Makalah ini membahas tentang jenis demodulasi yaitu demodulasi analog dan demodulasi digital. Demodulasi dapat didefinisikan mendapatkan kembali sinyal. Informasi atau pesan yang ditumpangkan pada sinyal carrier. Sinyal yang dikirimkan oleh transmiter berupa sinyal termodulasi. Ketika di receiver, sinyal termodulasi tersebut akan didemodulasikan sehingga dapat kita baca informasinya Secara garis besar demodulasi terbagi menjadi demodulasi analog dan demodula si digital. Perbedaan mendasar antara demodulasi analog dan digital terletak pada bentuk sinyal informasinya. Pada demodulasi analog, sinyal informasinya berben tuk analog dan sinyal pembawanya analog. Sedangkan pada demodulasi digital, sinyal informasinya berbentuk digital dan sinyal pembawanya analaog.
1.2 Perumusan Masalah Dari uraian latar belakang masalah diatas, maka perlunya mempelajari demodulasi dan jenis-jenisnya terlebih dahulu untuk mengetahui bagaimana informasi dapat diterima dari lokasi A (pengirim).
1.3 Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari penyusunan makalah ini adalah pembahasan tentang jenis-jenis demodulasi untuk penerimaan sinyal.
Bab 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Demodulasi adalah proses sebaliknya dari modulasi, ya itu, mendapatkan kembali sinyal. informasi atau message yang ditumpangkan pada sinyal carrier. Prosesnya terjadi pada demodulator atau detektor. Bergantung dari proses modulasinya,
2.2 Jenis Demodulasi demodulator terbagi menjadi tiga jenis, yaitu, demodulator AM (amplitude modulation), demodulasi FM (frequency modulation), dan demodulator PM (phase modulation).
2.3 Demodulasi AM Modulasi gelombang pembawa mempunyai bentuk, misalnya, yanr terlihat dalam gambar 5.4(b) tetapi apabila gelombang itu diterima setelah melewati saringan kirim dan saringan terima akan mempunyai gelombang yang diperlihatkan dalam gambar (c). oleh sebab arus elektris biasanya lemah, maka diperkuat oleh amplifier, misalnya oleh transistor. Gelombang yang diperkuat direktifisir oleh f ull-wave type rectifier; bentuk gelombang terlihat dalam gambar (d). Bentuk dari gelombang ini selanjutnya diratakan dengan menggunakan kondensator dan tahanan seperti yang terlihat dalam gambar (e). Arus yang direktifikasikan ini menggiatkan rele penerima dimana arus bias setiap waktu mengalir. Apabila arus rektifikasi tidak mengalir, arus (+) mengalir dalam rele seperti arus penerima dan apabila arus rektifikasi mengalir, arus (-) penerima dan sinyal telegrap diproduksikan seperti yang terlihat dalam gambar (f).
a. Mengirim kode telegrap
b. Bentuk gelombang modulasi
c. Bentuk gelombang yang diterima
d. Bentuk gelombang rektifikasi gelombang penuh/full-wave
e. Bentuk gelombang dari arus rele
f.
Penerimaan kode telegrap
Teknik deteksi atau demodulasi AM bisa dikelompokkan menjadi dua yaitu deteksi snkron dan deteksi asinkron. 1. Deteksi sinkron memerlukan elemen non-linear atau elemen yang bervariasi terhadap waktu, yang disinkronisasi dengan frekuensi carrier input. Dalam deteksi asinkron, tidak diperlukan sinkronisasi dengan frekuensi carrier. Deteksi asinkron : deteksi selubung Deteksi selubung adalah teknik demodulasi AM asinkron paling sederhana. Blok diagram deteksi selubung ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 18. Diagram blok deteksi selubung
Output penyearah : V r(t) = S(t) S(t) > 0 0
S(t) <0
yang bisa ditulis Vr(t) = S(t) P(t) Jika S(t) adalah periodik dengan frekuensi
c, maka
P(t) = 1 untuk S(t) > 0 P(t) = 0 untuk S(t) < 0 P(t) adalah sinyal segiempat dengan frekuensi sama
c
Persamaan sinyal AM adalah :
Jika LPF yang terpasang membuang semua komponen frekuensi pada ωc dan komponen frekuensi tinggi lainnya, maka output akan menjadi :
yang merupakan komponen DC ditambah dengan sinyal pesan. Untuk sinyal pesan adalah sinyal sinus frekuensi tunggal : f(t) = sin ω m t maka :
Output akan mengandung komponen frekuensi ùc - ùm yang juga harus dibuang oleh filter. Filter tidak bisa membuang komponen tersebut jika ùm terlalu dekat dengan ωc. Untuk membatasi tidak terjadinya distorsi, frekuensi sinyal pemodulasi harus dibatasi sehingga.
dan bandwidth B dari LPF dipilih sehingga : Vr(t) > 0 jika S(t) >0 Kondisi ini hanya mungkin jika m tidak lebih besar dari satu dan sinyal carrier tersedia. Detektor selubung sederhana ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar Rangkaian deteksi selubung Ketika rangkaian mendapat input, kapasitor diisi (charge) sampai input mulai turun. Pada saat ini, diode menjadi open-circuit dan kapasitor membuang muatan (discharge) melalui resistor RL. VL = Vp e - t/RLC Vp adalah nilai puncak dari sinyal input, diode terbuka saat t = 0. Nilai C yang lebih besar menghasilkan output dengan ripple yang lebih kecil. Tapi C tidak bisa bernilai terlalu kecil karena proses pengisian dan pembuangan tidak bisa mengikuti perubahan sinyal input. Time constan t dipilih sehingga
RC = [(ωmωc)-1] ½ Jika komponen frekuensi tertinggi dari sinyal pemodulasi mendekati frekuensi carrier, teknik demodulasi lain yang harus digunakan. Efek dari kapasitor C ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar Output deteksi selubung untuk beberapa nilai RC
1. Deteksi Sinkron Deteksi selubung tidak bisa mendeteksi sinyal termodulasi amplituda seperti sinyal DSB-suppressed carrier. Tapi jika dimungkinkan untuk mendapatkan sinyal dengan frekuensi dan phasa yang sinkron dengan carrier, maka deteksi sinyal DSBSC bisa dilakukan. Beberapa sistem komunikasi mengirimkan sinyal pilot-carrier kecil yang tersinkronisasi dengan sinyal carrier, seperti pada teknik FM ster eo. Jika suatu osilator lokal yang sinkron dengan sinyal carrier tersedia, demodulasi bisa dilakukan dengan teknik berikut :
Gambar Deteksi sinkron Tinjau sinyal DSB
Jika osilator lokal adalah : VL = V sinω ct Maka sinyal output adalah V0 = VL S(t)
Jika sinyal di-filter low pass dengan (ωm < B ≤ ωc ) maka
yang proporsional dengan sinyal pemodulasi. Teknik deteksi ini juga bisa dipergunakan untuk memodulasi sinyal AM dan SSB.
2.4 Demodulasi FM Kuadratur Teknik demodulasi FM kuadratur ialah teknik demodulasi FM dengan cara memecah sinyal ke dua buah kanal, menggeser fasa sinyal salah satu kanal sebesar 90 derajat dikurangi dengan perkalian antara sebuah konstanta dengan selisih frekuensi antara frekuensi tengah (IF) dengan frekuensi masukan. Diagram blok dari demodulator FM kuadratur adalah sebagai berikut. Low Pass
Vin
Gaussian
Vout
Vt Local Osilator
Gambar Diagram blok dari demodulator FM kuadratur Sinyal yang masuk
v dipecah ke dua kanal satu kanal masuk ke rangkaian in
pengali analog, dan yang lain masuk ke rangkaian penggeser fasa 90 derajat (implementasinya menggunakan kapasitor) sehingga menghasilkan sinyal v o .
Coil tank adalah rangkaian LC paralel yang memiliki frekuensi resonansi sama dengan frekuensi tengah (IF) dari sinyal FM yang masuk f c . Jika sinyal yang masuk adalah sinyal dengan frekuensi tersebut, sinyal ini akan memilih jalur dengan impedansi yang lebih rendah, yaitu langsung masuk ke modulator. Sebaliknya jika sinyal tersebut memiliki frekuensi di atas atau di bawah frekuensi IF, maka sinyal akan mengalami pergeseran fasa ( ) akibat adanya coil tank ini. vin
v sin t ......................................................................................(2.11)
o
K K …...................................................................(2.12) 0
2
Konstanta K muncul akibat pergeseran tambahan oleh coil tank. Sinyal kedua v t memiliki bentuk
v t
v o sin t K …...................................................................(2.13) 2
perkalian kedua sinyal ini menghasilkan vo
2
2
sinK sin2 t K ……........................................................(2.14)
sinyal ini di filter dengan filter low-pass sehingga hanya menghasilkan sinyal vo
2
2
sin K ……….……………...…………………………………………(2.15)
untuk nilai yang kecil (kurang dari 0,25 radian) nilai ini dapat didekati dengan vo
2
2
K …............................................................................................(2.16)
dari persamaan 2.16 ini terlihat bahwa amplitudo sinyal keluaran berbanding lurus dengan selisih frekuensi masukan terhadap frekuensi tengah, dan juga terhadap amplitudo sinyal masukan. Agar amplitudo sinyal masukan tidak mempengaruhi proses demodulasi, maka sebelum masuk ke demodulator, sinyal terlebih dahulu diproses oleh rangkaian limiter untuk menghilangkan variasi amplitudo sinyal.
2.4 Demodulasi Digital Demodulasi adalah proses mendapatkan kembali sinyal informasi yang telah ditumpangkan pada sinyal pembawa, sehingga output dari demodulasi adalah sinyal informasi saja. Data ditransmisikan dengan mengubah bentuk frekuensi. Salah satu frekuensi didesain sebagai frekuensi mark (f1) mewakili logika 1 dan frekuensi space (f2) mewakili logika 0.
2.4.1 Amplitude Shift Keying (ASK) ASK dikhususkan untuk mengebalkan noise pada komunikasi data nirkabel infrared. Pada ASK ini, sebuah subcarrier inframerah dideteksi oleh fotodetektor yang didigitalisasi menjadi pulsa level TTL antarmuka, dan subcarrier digital didemodulasikan oleh 1-bit digital demodulator. Untuk meningkatkan kekebalan kebisingan terhadap lampu neon, suara-suara optik dari lampu dianalisis dan perilaku dari jaringan komunikasi ASK inframerah dimodelkan di bawah suara-suara. Berdasarkan model ini, demodulator digital disintesis melalui suatu alat sintesis tingkat tinggi, yang bertujuan menerapkan algoritma diskriminasi subcarrier dari
suara optik. Sebagian dari hasil percobaan menunjukkan bahwa penerima ASK diwujudkan dengan penggunaan dari demodulator digital ini dapat mencapai link bebas kesalahan inframerah bahkan di bawah suara intens dari lampu neon.
2.4.2 Frewuency Shift Keying (FSK) Salah satu metode demodulasi FSK untuk mengoptimalkan ketepatan parameter sinyal FSK pada konfigurasi demodulator adalah filter type FSK demodulator. Komponen utama demodulator ini adalah sebuah match mark filter, sebuah space match filter, dan sebuah comparator. Prinsip kerja demodulator ini adalah sinyal FSK yang masuk demodulator dilewatkan match mark filter dan match space filter, kemudian output dari match filter tersebut dibandingkan. Jika output dari mark filter lebih besar dari space filter maka keluaran yang dihasilkan adalah mark. Sedangkan jika keluaran dari space filter lebih besar dari mark filter maka keluaran yang dihasilkan adalah space. Secara sederhana konsep kerja demodulator FSK adalah membalik nilai dari frekuensi ke biner. Apabila f1 = 1200 Hz untuk nilai mark dan f2 = 2200 Hz untuk nilai space maka frekuensi 1200 Hz akan dikonversi ke biner 1 dan frekuensi 2200 Hz dikonversi ke biner 0.
2.4.3 Quadrature Ampltude Modulation (QAM) QAM dapat dilihat sebagai generalisasi dari QPSK (pada kenyataannya, kadangkadang disebut QPSK QAM-4). Salah satunya mengambil poin tambahan di konstelasi, dan keduanya di amplitudo dan fase. Dalam QAM-16 (Gambar 14-16), dipetakan empat bit per simbol. Sistem praktis saat ini menggunakan QAM-4 (QPSK), QAM-16, dan QAM-64. Quadrature demodulasi dengan penyesuaian untuk fase adalah skema demodulasi yang digunakan pada penerima dengan QAM. Untuk daya pemancar yang diberikan, tingkat sinyal yang sesuai untuk bit yang berbeda pada masukan ditekan bersama-sama dalam amplitudo dimana salah satunya pergi ke konstelasi dengan poin lebih. Ketahanan terhadap noise berkurang karena adanya pemisahan, tapi coding dan teknik pemrosesan sinyal dapat dibawa sehingga tahan terhadap efek noise untuk mencapai tingkat bit komunikasi yang lebih tinggi. Di banyak dunia nyata system komunikasi, lapisan fisik menyediakan konstelasi dengan beberapa kemungkinan dan pilihan kode; untuk setiap kumpulan kondisi saluran (misalnya, variansi noise, jika saluran yang baik dijelaskan dengan menggunakan model AWGN), ada beberapa kombinasi dari konstelasi, skema coding, dan kode rate, yang memaksimalkan tingkat di mana bit dapat diterima dan diterjemahkan secara andal. Layer yang lebih tinggi "bit rate seleksi" protokol menggunakan informasi tentang kualitas saluran (signal-to noise rasio, tingkat kehilangan paket, atau tingkat kesalahan bit) untuk membuat keputusan.
Gambar 2.12 QAM
2.4.4 QuarternaryPSK (QPSK) QPSK adalah ide yang baik dalam menambahkan "derajat kebebasan" pada sistem (dan dengan demikian mengekstrak kinerja yang lebih tinggi). Metode ini, yang ditunjukkan pada Gambar 14-15, menggunakan quadrature skema pada kedua pemancar dan penerima. Ketika pemetaan bit ke nilai tegangan dalam QPSK, kita akan memilih nilai-nilai sehingga amplitudo t [n] adalah konstan.
Gambar 14-13: Quadrature demodulasi: tampilan sistem secara keseluruhan. Representasi alternatif yang ditunjukkan mengimplementasikan demodulator quadrature menggunakan perkalian eksponensial tunggal kompleks, yang dimana lebih kompak dalam representasi dan deskripsi.
Selain itu, karena konstelasi sekarang melibatkan empat simbol, kita memetakan dua bit untuk setiap simbol. Jadi mungkin 00 memetakan ke (A, A), 01 sampai (-A, A), 11 untuk (-A,-A), dan 10 untuk (A,-A) (oleh karena itu
amplitudo √ 2A). Ada beberapa fleksibilitas dalam pemetaan ini, tetapi tidak bisa asal-asalan, misalnya, kita berhati-hati untuk tidak memetakan 11 sampai (A,-A) dan 00 sampai (A, A). Alasannya adalah bahwa noise apapun akan lebih menyebabkan (A, A) menjadi bingung fo (A,-A), dibandingkan dengan (-A,-A), jadi kita ingin kesalahan simbol untuk korup sebagai bit sesedikit mungkin.
Gambar 2.17 QPSK
2.5 Contoh Soal 1. Perhatikan sistem modulasi demodulasi-sederhana di bawah ini, dimana semua sinyal diasumsikan periodik dengan periode N = 10000 dan
frekuensi sampling, fs, adalah 10000 sampel per detik. Selain itu, Ωa = 2π (fa / fs) = (1000 * 2π) / 10000.
Koefisien Fourier Series dengan frekuensi untuk input ke sistem modulasi demodulasi-diplot di bawah ini untuk kasus N = 10000 dan fs = 10000. Perhatikan bahwa koefisien Fourier adalah nol hanya untuk -100 ≤ k ≤ 100.
Plotlah koefisien deret Fourier terhadap frekuensi untuk sinyal di lokasi A dan B dalam diagram di atas. Pastikan untuk label fitur kunci seperti nilai dan indeks koefisien puncak. Tunjukkan juga lebar dari puncak. Jawab: Sinyal dimodulasi oleh 2 gelombang pembawa, sebuah kosinus pada 1000 dan kosinus pada 2000. Dua spektrum termodulasi ini kemudian ditambahkan. Spektrum sinyal asli di titik asal, sehingga setelah modulasi
komponen spektral muncul di + / - 1000 dan + / - 2000. Spektrum di A hanya menambahkan dua spectrum tersebut dan karenanya kita mendapatkan 4 puncak yaitu pada + / - 1000 dan + / - 2000. Ketinggian puncak adalah satu setengah dari aslinya dan lebar tetap sama seperti sinyal asli yaitu 100Hz.
Untuk spektrum di B, masing-masing puncak dalam spektrum A dialihkan dan diskala oleh masing-masing komponen modulasi. Ada 2 komponen modulasi karena kita mengalikan dengan (cos Omega + cos 2 * Omega). Ada 4 puncak pada spektrum asli A. Jadi puncak yang dihasilkan pada frekuensi : 2000 + 2000 = 4000 2000 – 2000 =0 1000 + 2000 = 3000 1000 - 2000 = -1000 2000 + 1000 = 3000 2000 - 1000 = 1000 1000 + 1000 = 2000 1000 – 1000 =0 -2000 + 2000 =0 -2.000-2000 = -4000 -1000 + 2000 = 1000 -1.000-2000 = -3000 -2000 + 1000 = -1000 -2.000-1000 = -3000
-1000 + 1000 =0 -1.000-1000 = -2000 Kemudian hasil diatas diperkecil dengan 2 wrt tinggi puncak asli, sehingga masing-masing 8 memiliki tinggi 1/4. Ada 2 puncak pada 3000 yang ditambahkan hingga kembali ke ketinggian 1/2. Demikian pula pada 3000, -1000 dan 1000. Oleh karena itu, semua puncak memiliki ketinggian 1/2. Akun ini untuk 4 * 2 = 8 puncak. 4 puncak terletak pada 0, dan semua ditambahkan hingga memberikan puncak ketinggian 1 pada frekuensi 0. Akun ini untuk 4 puncak lagi. Dan 4 yang tersisa (16-4 * 2 - 4), semua "tunggal" puncak pada + / - 4000 dan + / - 2000 masing-masing dengan tinggi 1/4.
Gambar 3.4 Plot Koefisien Deret Fouerier Terhadap Sinyal B
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN
Dari penjelasan tentang demodulasi diatas telah diketahui bahwa demodulasi mempunyai 2 jenis yaitu analog dan digital. Apabila menggunakan demodulasi analog maka waktu yang akan kita terima kontinu dan jika digital maka sinyal yang kita terima adalah waktu berupa angka biner yaitu 1 atau 0. Sehingga untuk analog yag sering digunakan adalah AM, dan FM. Sedangkan untuk digital adalah ASK, FSK, QAM dan QPSK.
BAB IV DAFTAR PUSTAKA
http://www.scribd.com/doc/56387819/Demodulator-Am http://www.scribd.com/doc/57839679/Teknik-Modulasi-Dan-Demodulasi http://www.scribd.com/doc/57834664/Demodulasi http://syafaatpradipta.students-blog.undip.ac.id/2009/06/30/modulator-dandemodulator- m/ http://elektronika-dasar.com/search/demodulasi http://syafaatpradipta.students-blog.undip.ac.id/2009/06/30/modulator-dandemodulator-am/ http://www.scribd.com/doc/56387819/Demodulator-Am http://www.scribd.com/doc/57839679/Teknik-Modulasi-Dan-Demodulasi http://www.scribd.com/doc/57834664/Demodulasi http://syafaatpradipta.students-blog.undip.ac.id/2009/06/30/modulator-dandemodulator-am/ http://elektronika-dasar.com/search/demodulasi http://syafaatpradipta.students-blog.undip.ac.id/2009/06/30/modu http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-15763-2206100074-paper.pdf
