3.1.1 cara gambar sinyal am

7/25/2019 3.1.1 Cara Gambar Sinyal AM

1/56

AMPLITUDO MODULATION

(AM)


2/56

Review


3/56

Blok Diagram Sist. Komunikasi Analog

Dasar Sist. Telkom

3

Sumber

Informasi

Transducer

Input

Modulator

Analog

PenerimaInformasi TransducerOutput DemodulatorAnalog

Media Transmisi


4/56

Dasar Sist. Telkom

4

Sumber informasi : Memberikan informasi masukan

Transduser input : Mengubah informasi masukanmenjadi isyarat elektris

Modulator analog : Menyesuaikan isyarat elektrisdengan media transmisimisalnya gelombang radio

Media Transmisi : Kabel maupun non-kabel

Proses di penerima simetris pada media dengan fungsiyang berlawanan dengan bagian pengirim

Fungsi Tiap komponen blok analog


5/56

Sifat Media Transmisi yang Merugikan

5

Peredaman :

Biasanya sangat kecil, tetapi dapat pula besar

Distorsi :

Respon terhadap isyarat tidak sempurna,sifat distorsiadalah 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 transmisiyang tidak dapat diramalkan


6/56

6

Fungsi Blok Diagram Sist. Analog

Sumber

Informasi

Transducer

Input

Modulator

Analog

PenerimaInformasi TransducerOutput DemodulatorAnalog

Media Transmisi

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

detik

Amplitudo(vo

lt)

Gelombang pemodulasi

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

detik

Amplitudo(vo

lt)

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

detik

Amplitudo(volt)

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi plus noise

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

detik

Amplitudo(volt)

Gelombang pemodulasi plus noise


7/56

Amplitudo modulation (AM)

Double Side Band Full Carrier ( AM )

Double Side Band Supressed Carrier (DSB)


8/56

Modulasi Amplitudo

Modulasi Amplitudo adalah proses penumpangan sinyalinformasi kepada sinyal pembawa/carrier dengan merubahparameter amplitudo sinyal carrier.

Frekuensi sinyal pembawa biasanya jauh lebih tinggi

daripada frekuensi sinyal pemodulasi. (Teorema Nyquist) Frekuensi sinyal pemodulasi biasanya merupakan sinyal

pada rentang frekuensi audio (AF, Audio Frequency) yaituantara 20 Hz sampai denan 20 kHz.

Frekuensi Sinyal Pembawa biasanya berupa sinyal radio (RF,Radio Frequency) pada rentang frekuensi tengah (MF, Mid-Frequency) yaitu antara 300 kHz sampai dengan 3 Mhz.


9/56

Amplitudo Modulation Double Side Band

Dasar Sist. Telkom

9

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 SSBc. 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.


10/56

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

Dasar Sist. Telkom

10

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.


11/56

Dasar Sist. Telkom11

Prinsip Dasar Rangkaian Modulator AM

Power

Amp

Sinyal

Pemodulasi

Kapasitor Bypass RF

Output RF

Termodulasi AM

RF Driver

Bias

Vcc

Vm ( t )

-

+

Amplitudo Gelombang AM

berfluktuasi karena pengaruh Vcc= Vcc + Vm(t)

Frek Oscilator Tetap

sebesar

CLf

2

1


12/56

Dasar Sist. Telkom 12

mengingat sudut phase pemodulasi ( m ) tidak mempengaruhi sudut phase

carrier ( c ), untuk kesederhanaan sudut phase tidak ikut dianalisa, shggelombang termodulasi AM menjadi ( frekuensi carrier tetap, amplitudo

carrier fluktuasi mengikuti pemodulasi ) :

mmmm tfVte 2cosmax

cccc tfVte 2cosmax

Double Side Band Full Carrier ( AM )

tftfmVtftfVVte

cmc

cmmc

2cos2cos1

2cos2cos

max

maxmax

dengan :

max

max

minmax

minmax

c

m

V

V

VV

VVm

Asumsi :


13/56

Indeks Modulasi AM

Derajat modulasi atau indeks modulasi AM, dinotasikan

dengan m.

Parameter ini merupakan perbandingan antara amplitudo

puncak sinyal pemodulasi (Vm

) dengan amplitudo puncak sinyal

pembawa (Vc).

Besarnya indeks modulasi mempunyai rentang antara 0 dan 1.

Indeks modulasi sebesar nol, berarti tidak ada pemodulasian,

sedangkan indeks modulasi sebesar satu merupakan

pemodulasian maksimal yang dimungkinkan.


14/56

Indeks Modulasi AM

Besarnya indeks modulasi AM dinyatakan dengan

persamaan:

Indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen

dan dinotasikan dengan M,

max

max

c

m

V

V

m

%100

max

maxx

V

VM

c

m


15/56

Indeks Modulasi

ketika m = 0, Em = 0, maka sinyal termodulasi

adalah sama seperti sinyal carrier (sebelum

modulasi)

Dasar Sist. Telkom

15


16/56

Indeks Modulasi

ketika 0 < m


17/56

Indeks Modulasi

ketika m =1, merupakan kondisi ideal. Sinyal termodulasi

yang paling baik dihasilkan jika nilai m = 1.

Dasar Sist. Telkom

17


18/56

Indeks Modulasi

ketika m > 1, pada kondisi ini dikatakan terjadiovermodulasi.

Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal

termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya

dengan sinyal informasi/pemodulasi.

Dasar Sist. Telkom

18


19/56

Spektrum Sinyal AM


20/56

Dasar Sist. Telkom 20

Spektrum Frekuensi AM

Spektrum frekuensi terlihat dg menjabarkan sinyal AM:

tffVmtffVmtfV

tftfVmtfV

tftfmVte

mccmcccc

cmccc

cmc

2cos

2

2cos

2

2cos

2cos2cos2cos

2cos2cos1

maxmaxmax

maxmax

max

Carrier Lower Side Band Upper Side Band

V c max

m (V c max / 2) m (V c max / 2)

f c - f m f c + f mfc


21/56

Double Side Band Supressed Carrier ( DSB )

Dasar Sist. Telkom

21

Gelombang termodulasi DSB diperoleh dengan mengalikan

gelombang pemodulasi dan sinyal carrier maka :

tfEte mmm 2cosmax tfEte ccc 2cosmax

tffVmtffVm

tfVtfVte

mccmcc

ccmm

2cos2

2cos2

2cos2cos

maxmax

maxmax

Asumsi :

Lower Side Band Upper Side Band

f c - f m f c + f mf c

m (V c max / 2) m (V c max / 2)


22/56


emax

emin

fm = 1Hz

fc = 15 Hz


23/56


fm = 1Hz

fc = 15 Hz


24/56

Domain Waktu Vs Frekuensi

Domain Waktu Domain Frekuensi


25/56


Sinyal pemodulasi

Sinyal AM


26/56


Ec

m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2

m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2


27/56


28/56


m1Ec/2m1Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2

m2Ec/2

m3Ec/2


29/56


Pemodulasi

Ec max

Gambar Sinyal AM dengan masukan diskrit


30/56


Pemodulasi

Gambar Sinyal DSB dengan masukan diskrit


31/56


% 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


32/56


% 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


33/56


% 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


34/56

Rata-rata Daya AM


35/56

35

Rata-rata Daya AM

Daya rata-rata gelombang sinusoidal melewati hambatan R adalah :R

V

2

2

max

Maka berdasar spektrum frekuensi diperoleh :R

VP

c

c2

2

max

Dan untuk LSB dan USB masing-masing :

c

c

USBLSB Pm

R

Vm

P42

2

2 2max

/

Maka total Daya rata-rata adalah :

2

1

442

22

mP

Pm

Pm

P

PPPP

c

ccc

USBLSBcTotal


36/56

Tegangan atau Arus Efektif sinyal AM

Dasar Sist. Telkom

36Tegangan efektif sinusoidal melewati hambatan R adalah :

Tegangan efektif pada komponen carrier :R

VP

c

c

2

max

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

R

VPT

2

21

21

22

22

m

R

V

mP

R

V

c

c

21

2m

VVc

2

1

2m

IIc

12

2

cI

Im


37/56

Modulasi AM non sinusoidal

Dasar Sist. Telkom

37

Sinyal Pemodulasi merupakan jumlahan dari beberapa komponen

frekuensi :

Maka diperoleh hubungan :

Maka diperoleh tegangan, arus, dan indek modulasi :

.........4321

tetetetete mmmmm

......

22221

2

4

2

3

2

2

2

1 mmmm

PP cT

.......2

4

2

3

2

2

2

1

mmmmmeff

21

2

eff

c

mVV

21

2

eff

c

mII


38/56

38

Spektrum AM masukan suara / musik

V c max

m1V c max /2m1V c max /2m2V c max /2 m2V c max /2

m3V c max /2 m3V c max /2

fcf1 fc + f1 fc + f2fcf2fcf3 fc + f3fc

fcfcfm max fc + fm maax

LSB USB

Bandwidth = 2 fm max


39/56

39

Spektrum DSB masukan suara / musik

m1E c max /2m1E c max /2m2E c max /2 m2E c max /2

m3E c max /2 m3E c max /2

fcf1 fc + f1 fc + f2fcf2fcf3 fc + f3fc

fcfcfm max fc + fm max

LSB USB

Bandwidth = 2 fm max


40/56

Contoh Soal 1:

Dasar Sist. Telkom

40

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 dangambarkan sketsa spektrum amplitudonya.


41/56

Contoh Soal 1:

Dasar Sist. Telkom

41

Jawab :

m = Em max / Ec max = 6 / 10 = 0,6

fLSB = fc - fm = 100,005 = 9,995 MHz

fUSB = fc + fm = 10 + 0,005 = 10,005 MHz

Amplitudo pada LSB dan USB = 0,6 x 10 / 2 = 3 volt


42/56

Contoh Soal 1:

Dasar Sist. Telkom

42

Lanjutan sketsa Contoh Soal :10 volt

3 volt 3 volt

10 10,0059,995 f MHz


43/56

Contoh Soal 2 :

Dasar Sist. Telkom

43

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.


44/56

Contoh Soal 2 :

Dasar Sist. Telkom

44

Jawab :

12

2

cI

Im

110

122

2

m

94,0m


45/56

Sampul Gelombang Termodulasi AM


46/56


Persamaan yang menyatakan amplitudo

gelombang termodulasi AM. Ini juga dikenal

sebagai sampul gelombang termodulasi AM.

Sampul ini merupakan garis imaginer yangdigambar antara nilai-nilai puncak pada setiap

siklus, memberikan bentuk yang ekivalen dengan

bentuk tegangan pemodulasi.


47/56


esampul = Vc + em= Vc + Vm sin m t

Oleh karena Vm = m Vc maka persamaan tersebut

dapat dinyatakan sebagai:

esampul = Vc + m Vc sin m t

= Vc ( 1 + m sin m t ) sampul positif

= - Vc ( 1 + m sin m t ) sampul negatif


48/56

Sinyal pemodulasi/

Sinyal Informasi

Sinyal Pembawa/

Sinyal Carrier

MODULASI


49/56

Sinyal pemodulasi/

Sinyal Informasi

Sinyal Pembawa/

Sinyal Carrier

MODULASI

M=1

0


50/56


51/56

Soal 2


52/56


Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus murni,

dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a. Persamaan gelombang termodulasinya.

b. Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

Soal 2

Soal 3


53/56


Suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo oleh sinyal masukan sebuah sinus murni,

dan gelombang sinyal termodulasinya sebagaimana berikut ini :

a. Bila sinyal masukan awal ditambahkan dengan gelombang sinusoidal lain

sebesar , dan dimodulasi

bersamaan, berapakah lebar bandwidth gelombang AM tersebut?

b. Gambarkan sketsa spektrum frekuensinya.

c. Berapakah efisiensinya ( persentase daya yang memuat informasi ) ?

volttCostSinVs 809,0506,0

Soal 3


54/56

Dasar Sist. TelkomPertemuan ke-154


55/56


56/56

Solusi Soal 156

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

detik

Amplitudo(volt)

Gelombang termodulasi Amplitudo Modulasi Full Carier

tftfVVte cmmc 2cos2cosmaxmax

3.1.1 cara gambar sinyal am

Documents