TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL

Asynchronus Ampiltudo Modulation

Dosen pembimbing:

Dr. I Dewa Gede Hariwisana, ST. MT.

Ir. Priyambada C Nugraha, MT.

Farid amrinsani, SST.

Oleh:

Skolastika Y juita (022)

Reza Herlindawati (036)

Twoty Rahayu (039)

Jurusan teknik elektromedik

Poltekkes kemenkes surabaya

2015

1. TEORI DASAR

1.1. Pendahuluan

1.1.1. Pengertian Modulasi

Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal menjadi satu sinyal. Biasanya

sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah.

Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal. maka modulasi dapat

digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh.

Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim ke tempat lain,

sinyal tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal

yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio

yang disebut sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam.

Yaitu untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda dengan sinyal digital.

Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal

film, atau sinyal lain.

1.1.2. Indeks Modulasi

Indek modulasi pada AM merupakan perbandingan antara amplitudo sinyal

pemodulasi dengan amplitudo sinyal carrier. Indeks modulasi biasa disimbolkan dengan

m, persamaannya sebagai berikut:

v(t) = (Vc + vm) sin ct (1)

v(t) =(Vc + Vm sin wmt) sin wct (2)

m = Vm / Vc (3)

Nilai indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen(%), yaitu dengan

mengalikan m dengan 100.Jika persamaan(3) disubstitusikan dengan persamaan (2) maka

didapatkan persamaan:

v(t) = Vc(1 + m sin wmt) sin wct (4)

Gambar 7 sinyal termodulasi

dari gambar sinyal termodulasi di atas,

(5)

(6)

dengan persamaan 5 dan 6 di atas, maka persamaan 3 dapat dijabarkan menjadi,

(7)

persamaan 7 digunakan untuk menghitung indeks modulasi jika yang dketahui

adalah amplitudo maksimum dan amplitudo minimum sinyal termodulasi/sinyal

hasil modulasi AM.

Bentuk dari sinyal modulasi analog adalah sebagai berikut:

Gbr 1.1 bentuk sinyal modulasi analog

1.1.3. Jenis Jenis Modulasi

Modulasi terbagi menjadi dua bagian yaitu modulasi sinyal analog dan

modulasi sinyal digital.

Modulasi analog adalah proses pengiriman sinyal data yang masih berupa

sinyal analog atau berbentuk sinusoida. Adapun yang termasuk kedalam modulasi analog

adalah Amplitude modulasi, frekuensi modulasi phase modulasi.

Modulasi digital adalah teknik pengkodean sinyal dari sinyal analog ke dalam

sinyal digital (bit-bit pengkodean). Pada teknik ini, sinyal informasi digital yang akan

dikirimkan dipakai untuk mengubah frekuensi dari sinyal pembawa. Dalam komunikasi

digital, sinyal informasi dinyatakan dalam bentuk digital berupa biner 1 dan 0,

sedangkan gelombang pembawa berbentuk sinusoidal yang termodulasi disebut juga

modulasi digital. Amplitudo digital dibagi atas tiga bagian yaitu Amplitude Shift Keying

(ASK), Frequency Shift Keying (FSK) , Phase Shift Keying (PSK).

1.1.4. Modulasi Analog

Modulasi analog di bagi menjadi tiga bagian yaitu:

1. Amplitudo Modulation (AM)

Amplitude Modulation (AM) adalah modulasi yang paling sederhana.

Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal

informasi yang akan dikirimkan. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya

bahwa pergeseran frekuensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan

ditransmisikan.

dimana,

Ec = amplituda maksimum sinyal pembawa

c = 2 fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa

Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplitudo

diturunkan dari :

Dan pada MATLAB untuk membentuk Sinyal modulasi berupa

gelombang sinus amplitudo modulasi (AM) dapat menggunakan

rumus sebagai berikut :

Sfm=(A+mi*Sm).*sin(2*pi*fc*t);

dimana:

A = Ampitudo gelombang

mi = Indeks Modulasi

Sm = Sinyal Modulasi / Frekuensi Modulasi

fc = frekuensi carier / Sinyal Carier

t = waktu (s)

Gbr 1.2 bentuk sinyal AM

2. Frequency Modulation (FM)

Frequency Modulation (FM) adalah nilai frekuensi dari gelombang

pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya amplitudo dari sinyal

informasi. Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo,

FM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM.

Dimana ,

eFM = Nilai sesaat sinyal FM

= amplituda maksimum sinyal pembawa

= 2 fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa

= 2 fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi =

indeks modulasi frekuensi

Gbr 1.3. bentuk sinyal FM

3. Phase Modulasi

Phase Modulation (PM) adalah proses modulasi yang mengubah fasa

sinyal pembawa sesuai dengan sinyal pemodulasi atau sinyal pemodulasinya.

Sehingga dalam modulasi PM amplitudo dan frekuensi yang dimiliki sinyal pembawa

tetap, tetapi fasa sinyal pembawa berubah sesuai dengan informasi.

Gbr 1.4. bentuk sinyal phase modulasi

1.1.5. Modulsi Digital

Modulasi digital dibagi atas tiga bagiab yaitu:

1. Amplitudo Shift Keying (ASK)

Amplitude Shift Keying (ASK) merupakan modulasi yang menyatakan

sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan (misalnya 1 Volt) dan sinyal digital 0

sebagai suatu nilai tegangan 0 volt. ASK umumnya digunakan untuk

mentransmisikan sinyal digital pada serat optik.

Gbr 1.5. sinyal modulasi digital ASK

2. Frequency Shift Keying (FSK)

Frequency shift keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang

relatif sederhana, dengan mengubah pulsa-pulsa biner menjadi gelombang harmonis

sinusoidal. Pada sebuah modulator FSK center dari frekuensi carrier tergeser oleh

masukan data biner, maka keluaran pada modulator FSK adalah sebuah fungsi step

pada domain frekuensi. Sesuai perubahan sinyal masukan biner dari suatu logika 0

kelogika 1 dan sebaliknya, dalam metode FSK angka tersebut kemudian

dipresentasikan ke dalam bentuk frekuensi dan keluaran FSK bergeser diantara dua

frekuensi tersebut, yaitu mark frequency atau logika 1 dan space frequency atau

logika 0. Terdapat perubahan frekuensi output setiap adanya perubahan kondisi

logic pada sinyal input. Dalam modulasi digital, laju perubahan input pada modulator

disebut bit rate sehingga pada modulasi FSK bit rate sama dengan baud rate.

Gbr 1.6 sinyal modulasi digital FSK

3. Phase Shift Keying (PSK)

Phase Shift Keying (PSK) merupakan modulasi yang menyatakan

pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran phasa. Biner 0 diwakilkan dengan

mengirim suatu sinyal dengan fase yang sama terhadap sinyal yang dikirim

sebelumnya dan biner 1 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fase

berlawanan dengan sinyal yang dikirim sebelumnya. Bila elemen pensinyalan

mewakili lebih dari satu bit maka bandwith yang dipakai lebih efisien. [4]

Gbr 1.7 sinyal modulasi digital PSK

2. Asynchronus Amplitudo Modulation

Demodulation asynchronous dapat digunakan untuk menghindari harus

melakukan sinkronisasi modulator dan demodulator. Jika sinyal modulasi x (t) adalah

positif dan frekuensi pembawa c jauh lebih tinggi dari yang M , Frekuensi tertinggi

dalam sinyal modulasi, maka x (t) dapat dipulihkan menggunakan detektor amplop. Jika x

(t) tidak positif di mana-mana, pembawa sinusoidal yang sama dengan cukup pembawa

besar amplitudo A ditambahkan ke y sinyal modulasi (t) = (A + x (t)) cos ( c t).

Amplitudo A harus lebih besar dari nilai maksimum x (t). Deteksi amplop kemudian

dilakukan pada sinyal termodulasi

Transmisi asinkron adalah transmisi data dimana kedua pihak, pengirim atau

penerima tidak perlu berada pada waktu yang sinkron. Metode transmisi ini diterapkan

pada komunikasi data dimana kecepatan piranti pengirim dan piranti penerima jauh

berbeda. Transmisi asinkron digunakan bila pengiriman data dilakukan satu karakter setiap

kali. Karakter dapat dilakukan secara sekaligus ataupun beberapa karakter kemudian

berhenti untuk waktu tidak tentu lalu mengirimkan isinya.

asynchronus modulasi amplituo tidak memerlukan sinyal pembawa tersedia di

penerima

Pada sebagian besar aplikasi, FCC membatasi daya transmisi

Untuk asynchronous AM, transmisi komponen pembawa membutuhkan sebagian

dari kekuatan ini

Wc>>Wx

X(T)>0for all (t)

Dengan demikian, asynchronous AM kurang efisien daripada AM sinkron

Namun, penerima lebih mudah dan lebih murah untuk membangun

Sebagai m 1, lebih dari kekuatan pemancar digunakan untuk baseband sinyal x

(t)

Sebagai m 0, sinyal lebih mudah untuk demodulasi dengan amplop detektor

Program matlab untuk asyncrhronus amplitudo modulasi

Fungsi [] = PCMNoisEx ();

Tutup semua;

N = 50; % No sampel

n = 1: N; % Indeks Discrete-waktu

xd = (rand (N, 1)> 0,5); % Sinyal digital

wc = 2 * pi * 50; % Bandwidth yang Batas pulsa untuk 100 Hz (-50 sampai 50)

T = pi / wc; % Periode Contoh

Ts = 0,0002;

t = 0: Ts: (N + 1) * T;

nt = n * (T / T);

mencari;

FigureSet (1, 'LTX');

subplot (3,1,1);

h = batang (n, xd, 'b');

set (h (1), 'MarkerSize', 2);

set (h (1), 'MarkerFaceColor', 'b');

menunda;

xlim ([0 11]);

ylim ([0 1,05]);

ylabel ('x_1 [n]');

title ('Contoh Pulse-Code Modulation');

kotak off;

subplot (3,1,2);

xc = nol (ukuran (t)); % Modulated sinyal x (t)

untuk cnt = 1: length (n),

s = -1 * (xd (cnt) == 0) + 1 * (xd (cnt) == 1);

p = s * sinc (wc * (tn (cnt) * T) / pi);

plot (t, p, 'b');

tahan;

xc = xc + p;

berakhir;

plot (t, xc, 'g');

plot (n * T, -1 * (xd == 0) + 1 * (xd == 1), 'ro', 'MarkerSize', 2,

'MarkerFaceColor', 'r');

menunda;

xlim ([0 11 * T]);

ylabel ('x (t)');

kotak off;

AxisLines;

subplot (3,1,3);

r = xc + (rand (ukuran (xc)) - 0.5); Tambahkan% suara untuk sinyal yang

diterima

plot (t, r, 'b');

tahan;

plot (n * T, r (1 + n * putaran (T / T)), 'ro', 'MarkerSize', 2, 'MarkerFaceColor',

'r');

plot (t, xc, 'g');

menunda;

xlim ([0 11 * T]);

ylabel ('r (t)');

kotak off;

AxisLines;

AxisSet (6);

mencetak PCMNoiseSignals -depsc;

mencari;

FigureSet (2, 'LTX');

untuk cnt = 1: length (n),

k = -round (T / T): putaran (T / T);

plot (k * Ts, r (n (cnt) * putaran (T / T) + k + 1));

tahan;

berakhir;

menunda;

xlim ([min (k * Ts) max (k * Ts)]);

ylabel ('x (t)');

xlabel ('Time (sec)');

title ('Eye Diagram');

kotak off;

AxisSet (6);

AxisLines;

mencetak PCMNoiseEyeDiagram depsc;

Gbr 2.1. gelombang asynchronus amplitudo modulasi

3. Fungsi Modulasi

Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk

tergangu oleh noise. Sedangakan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki

spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari

sinyal data, dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi. Hal ini

dilakukan pada transmisi data tanpa kabel (dengan antena), dengan membesarnya data

frekuensi yang dikirim maka dimensi antenna yang digunakan akan mengecil.

4. Source code

4.1. fungsi kode yang dapat diketik pada command windows

help : Menunjukkan semua help topic di Matlab.

what general : Menunjukkan instruksi-instruksi yang tersedia didirektori

general, salah satunya adalah instruksi clear.

help general : Menunjukkan instruksi-instruksi yang tersedia didirektori

general , dan fungsinya secara umum.

help clear : Menunjukkan penjelasan detail untuk instruksi clear.

help ops : Menunjukkan penulisan operator-operator di dalam Matlab.

clc : untuk membersihkan layar, tetapi nilai variable yang tersimpan

dimemori tidak akan hilang sehingga dapat ditampilkan kembali ke layer

dengan memanggil nama variabelnya.

clear digunakan untuk membersihkan layer sekaligus menghapus variable

dari memori sehingga kita tidak dapat menampilkan nilai variable ke layer

G

b

r

2

.

1

t

a

b

e

l

5. Hasil Percobaab ( Grafik Data)

Membuat program pembangkitan gelombang asyncronus amplitudo modulation

Innisialisasi program amplitudo modulation

%ASYNCHRONUS AMPLITUDO MODULATION

No Codding atau

program

Penjelasan

1 (;) tanda semikolon (titik koma) untuk memisahkan baris satu

dengan baris lainnya.

2 (,) tanda koma untuk memisahkan elemen satu dengan elemen

yang lain nya dalam satu baris.

3 Xlabel memberikan nama pada sumbu X.

4 Ylabel memberikan nama pada sumbu Y.

5 Title memberikan judul pada figure.

6 sub plot subplot berfungsi menampung sejumlah grafik dalam

sebuah jendela.

7 (.) penggunaan tanda titik. karena merupakan perkalian

matriks bilangan kompleks pada kolom

8 Figure mengeluarkan hasil gelombang sesuai rumus.

9 grafik sin titik awal gelombang dimulai dari titik nol pada sumbu Y.

10 plot(time,x) menplot gelombang pada sumbu x (time) dan pada sumbu

y (x).

11 plot (time,y) menplot gelombang pada sumbu x (time) dan pada sumbu

y (y).

12 plot(time,z) menplot gelombang pada sumbu x (time) dan pada sumbu

y (z).

13 plot(time,w) menplot gelombang pada sumbu x (time) dan pada sumbu

y (w).

14 plot(n,c) menplot gelombang pada sumbu x (n) dan pada sumbu y

(c).

15 plot(n,d) menplot gelombang pada sumbu x (n) dan pada sumbu y

(d).

16 subplot(311) 311 : angka 1 menunjukkan perubahan pada

peletakan gambar pada baris.

311 : angka 1 menunjukkan perubahan pada

peletakan gambar pada kolom.

311 : angka 1 menunjukkan urutan gambar.

17 grid on menampilkan garis putus-putus pada grafik.

close all;

N=2000;%NO. samples

fc=50e3;% carrier frekuensi

fs=1e6;%sample rate

k=1:N;

t=(k-1)/fs;

xh=rand(1,N)-0.5;%random high-frequency signal limited to[0,5 0,5]

[n,wn]=ellipord(0.02,0.03,0.5,60);

[b,a]=ellip(n,0.5,60,wn);

x=filter(b,a,xh);

%lowpass filter to create baseband signal x=x+0.2;

%convert to positive signal

c=cos(2*pi*fc*t);

y=x.*c;

figure ;

%figureSet(1,'ltx');

subplot(3,1,1);

h=plot(t,x,'b');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-0.1 0.4]);

ylabel('x(t)');

title('exsample of ansyncronous sinusoida AM Modulation');

box off;

%AxisLines;

subplot(3,1,2);

h=plot(t,c,'r');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-1.1 1.1]);

ylabel('c(t)');

box off;

%AxisLines;

subplot(3,1,3);

h=plot(t,y,'g',t,x,'b',t,-x,'b');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-0.39 0.39]);

xlabel('time(s)');

ylabel('y(t)');

box off;

%AxisLines;

%AxisSet (8);

%print -depsAATimeDomain;

Tampilan sinyal Asynchronus Amplitudo Modulation

Gbr 1.5 gelombang asynchronus amplitudo modulasi

6. Membuat program untuk demodulasi asynchronus amplitudo modulasi input

Yc+1output kembali keXc+1

Inisialisasi program

%ASYNCHRONUS AMPLITUDO MODULATION

close all;

N=2000;%NO.samples

fc=50e3;%carrier frequency

fs=1e6;%sample rate

k=1:N;

t=(k-1)/fs;

xh=rand(1,N)-0.5;%random high-frequency signal limited to [-0,5 0,5]

[n,wn]=ellipord(0.02,0.03,0.5,60);

[b,a]=ellip(n,0.5,60,wn);

x=filter(b,a,xh);

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

0

0.2

0.4

x(t

)

exsample of ansyncronous sinusoida AM Modulation

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

-1

0

1

c(t

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

-0.2

0

0.2

time(s)

y(t

)

%lowpass filter to create baseband signal x=x+0.2;

%convert to positive signal

c=cos(2*pi*fc*t);

y=x.*c;

z=y./c;

figure ;

%figureSet(1,'ltx');

subplot(3,1,1);

h=plot(t,x,'b');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-0.1 0.4]);

ylabel('x(t)');

title('exsample of ansyncronous sinusoida AM Modulation');

box off;

%AxisLines;

subplot(4,1,2);

h=plot(t,c,'r');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-1.1 1.1]);

ylabel('c(t)');

box off;

%AxisLines;

subplot(4,1,3);

h=plot(t,y,'g',t,x,'b',t,-x,'b');

set(h,'LineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-0.39 0.39]);

xlabel('time(s)');

ylabel('y(t)');

box off;

%AxisLines;

%AxisSet (8);

%print -depsAATimeDomain;

subplot(4,1,4);

h=plot(t,z,'b');

set(h,'lineWidth',0.2);

xlim([0 max(t)]);

ylim([-0.1 0.4]);

ylabel('x(t)awal');

Tampilan sinyal hasil demodulasi AM Yc+1 ke Xc+1

Gbr 6.1. gelombang hasil demodulasi AM Yc+1 ke Xc+1

7. analisa kesimpulan

Dari rumus ini:

x=filter(b,a,xh);

c=cos(2*pi*fc*t);

y=x.*c;

z=y./c;

x (sinyal message)

c (sinyal carrier)

y (sinyal termodulasi)

z (sinyal awal setelah demodulasi)

dapat simpulkan bahwa sinyal hasil demodulasi adalah sinyal awal (sinyal

message). Cara men-demodulasi adalah sinyal yang termodulasi dibagi dengan sinyal

carrier.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

0

0.2

0.4

x(t

)

exsample of ansyncronous sinusoida AM Modulation

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

-1

0

1

c(t

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

-0.2

0

0.2

time(s)

y(t

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

x 10-3

0

0.2

0.4

x(t

)aw

al

DAFTAR PUSTAKA

http://web.cecs.pdx.edu/~ece2xx/ECE223/Slides/Communications.pdf

http://www.mit.edu/people/scpage/t9.pdf

https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/pengertian-modulasi/

http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-nimasrayun-27125-5-unikom_n-i.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi

http://budi2one.blogspot.co.id/2013/01/modulasi.html