Laporan Praktikum FM Modem [PDF]

Citation preview

LAPORAN AKHIR FM MODEM Nama / NRP : Ray Hapri Sitepu



/11-2011-066



Partner



/11-2011-012



: Rian Mahesa Putra Nelly



/11-2011-050



Hary Pratama



/ 11-2011-096



Kelompok



: 4 (empat)



Tanggal Percobaan



: 8 Oktober 2013



Tanggal Penyerahan : 12 Oktober 2013 Asisten



: Satriya Ilma Romadhoni



LABORATORIUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG 2013



SISTEM KOMUNIKASI 1 FM MODEM



II.



TUJUAN 1. Memahami dan mengerti tentang Modulasi & Demodulasi 2. Mengetahui dan mengamati bentuk sinyal akhir yang telah termodulasi 3. Mengetahui bentuk frekuensi suara yang digambarkan dengan osiloskop



III.



ALAT DAN BAHAN 1. Emona Telecoms Trainer 101



( 1 Buah)



2. Dual Channel 20 Mhz Osciloskop



( 1 Buah)



3. Kabel jumper



(Secukupnya)



4. Headphone



( 1 Buah)



5. Kit Praktikum



IV.



DASAR TEORI



Modulasi Frekuensi adalah proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi.jadi sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan peubaha tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa,sedangkan amplitudonya konstan selama proses modulasi. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut :



Demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier) yang termodulasi . Modem berasal dari singkatan Modulator Demodulator. Modulator merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi kedalam sinyal pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan, sedangkan Demodulator adalah bagian yang memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau pesan) dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik. Modem merupakan penggabungan kedua-duanya, artinya modem adalah alat komunikasi dua arah.



V.



PROSEDUR PERCOBAAN



Bagian A – Modulasi Frekuensi Gelombang Pulsa 1. Mengumpulkan satu set equiptmen tercantum pada halaman sebelumnya. 2. Mengatur alat sesuai petunjuk dalam percobaan 1 memastikan bahwa. - Kontrol Trigger Source diatur ke posisi CH1 (atau INT) - Kontrol Mode diatur ke posisi CH1 3. Cari modul VCO dan putar kontrol Gain untuk sekitar dua per tiga dari perjalanan (sekitar posisi nomor 2 pada wajah jam). 4. Mengatur Frekuensi VCO modul untuk sekitar pertengahan perjalanan nya. 5. Mengatur kontrol Range VCO modul ke posisi LO. 6. Menghubungkan set-up yang ditunjukkan pada modul (figure2). Catatan: memasukkan steker hitam osiloskop ke Ground (GND) 7. Mengatur kontrol Timebase pada posisi 20µs/div . 8. Mengatur Frekuensi VCO modul sehingga satu siklus output tepatnya 5 divisi/gelombang. Catatan: ini menetapkan frekuensi sisanya VCO modul untuk 10kHz (bukti:



9. Mengatur kontrol Timebase pada posisi 0,1ms/div. Catatan: ini akan menampilkan sekitar sepuluh siklus sinyal sinusoida outputVCO



10. Memodifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 3 pada modul (figure3). Catatan: pemberitahuan bahwa koneksi untuk output VCO modul telah berubah Set-up pada Gambar 3 dapat diwakili oleh blok diagram pada modul (figure(4). Modul Master Signal digunakan untuk memberikan sinyal pesan 2kHz squarewave dan modul VCO adalah modulator FM dengan pembawa 10kHz. 11. Mengatur kontrol Mode untuk posisi DUAL. 12. Jika perlu, atur Gain pada VCO modul sampai Anda mendapatkan output dari VCO yang mirip dengan sinyal FM pada Gambar 1 (dalam pembahasan awal). 13. Menggunakan saluran 1 kontrol Posisi Vertikal lingkup untuk overlay pesan dengan sinyal FM dan membandingkannya.



Bagian B - Membangkitkan Sinyal FM Menggunakan Suara Sejauh ini, penelitian ini telah menghasilkan suatu sinyal FM menggunakan squarewave untuk pemberitaan. Namun, pesan dalam sistem komunikasi komersial jauh lebih mungkin pidato dan musik. Bagian selanjutnya dari percobaan memungkinkan Anda melihat apa yang tampak sinyal FM sepert saat dimodulasi oleh pembicara. 14. Lepaskan colokan untuk modul master sinyal dengan keluaran 2kHz. 15. Menghubungkan mereka ke output modul Pidato seperti terlihat pada modul (figure5). Ingat: garis putus-putus menunjukkan mengarah sudah di tempat 16. Pemicu mengatur Trigger Source untuk posisi CH2. 17. Bicara, menyanyi atau bersenandung sambil melihat layar. 18. Mengatur kontrol Timebase padaposisi 20µs/div. 19. Diam-diam bersenandung ke microphone modul Pidato saat melihat layar. 20. Perlahan-lahan membuat suara Anda keras dan keras tanpa mengubah pitch.



Bagian C - Mengingat Komposisi Spektrum Sinyal FM



Terlepas dari jenis sinyal pesan digunakan komposisi spektrum sinyal FM gelombang sinus. Bagian selanjutnya dari penelitian ini menunjukkan hal ini. 21. Mengatur kontrol Modus lingkup untuk posisi CH2 sehingga Anda hanya melihat sinyal FM. 22. Lepaskan input VCO dari output modul Pidato ini. 23. Memodifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6 pada modul (figure 6). 24. Jika Anda tidak memiliki tampilan yang mirip dengan Gambar 7, perlahan-lahan putar kontrol Gain pada VCO modul berlawanan jarum jam . Bila dilihat dengan cara ini Anda dapat dengan jelas melihat frekuensi tertinggi sinewave bahwa modulator FM keluaran, frekuensi terendah sinewave dan banyak sinewave di antara. 25. Hubungkan input VCO modul untuk 2kHz keluaran DIGITAL modul Master Signals bukan output SINE 2kHz. 26. Perhatikan komposisi spektrum sinyal FM. 27. Hubungkan input VCO modul ke output modul Speech 2kHz bukan keluaran DIGITAL modul Master Signals. 28. Perhatikan komposisi spektrum sinyal FM. Perhatikan bahwa komposisi spektrum sinyal FM kompleks terlepas dari bentuk gelombang pesan.



FM Demodulation Bagian A - Menyiapkan Modulator FM Bereksperimen dengan demodulasi FM Anda memerlukan sinyal FM. Bagian pertama dari percobaan membuat Anda untuk menetapkannya. Untuk melihat sinyal di sekitar demodulator mungkin, kita akan mulai dengan tegangan DC untuk pesan. 1. Mengumpulkan satu set peralatan yang tercantum di atas. 2. Mengatur ruang lingkup sesuai petunjuk dalam Percobaan 1. 3. Temukan modul VCO dan mengubah gain control yang sepenuhnya searah jarum jam. 4.Mengatur Frekuensi VCO modul Sesuaikan kontrol untuk tentang dia tengah perjalanan nya. 5. Mengatur Rentang VCO modul ke posisi LO. 6. Menghubungkan shown pada modul (Gambar 3) . Catatan: masukan colokan hitam dibagian belakang osiloskop ke ground soket 7. Atur kontrol Timebase lingkup untuk melihat dua atau lebih siklus output sinus VCO modul. 8. Sesuaikan keluaran SINE VCO modul untuk 10kHz Catatan: Anda melakukan ini dengan menyesuaikan periode sinyal untuk 100µs (ingat bahwa P =



)



9. Set Trigger Source untuk posisi CH2. 10. Mengatur CH1 dan CH2 kontrol Input Coupling pada posisi DC. 11. Atur kontrol Mode pada posisi DUAL. 12. Hubungkan set-up ditampilkan pada modul (figure 4). Set-up ini dapat represnted oleh diagram blok pada Gambar 5 pada halaman berikutnya di modul. modul DCV Variabel yang digunakan untuk memberikan pesan DC sederhana dan modul VCO mengimplementasikan modulator FM dengan frekuensi pembawa 10kHz. 13. Vary DC cek kontrol Tegangan DCV modul variabel bahwa output perubahan frekuensi VCO modul sesuai.



14. Mengatur output DCV modul Variabel untuk +2V. 15. Sesuaikan kontrol Gain pada VCO modul untuk keluaran 15kHz Catatan: Anda melakukan ini dengan menyesuaikan periode sinyal untuk 66µs 16. Mengatur output DCV modul Variabel untuk -2V. 17. Mengukur frekuensi keluaran baru VCO modul. Catatan: Jika operasi VCO modul adalah linier, frekuensi keluaran baru harus sekitar 5kHz



Bagian B - Menyiapkan Detektor Zero-Crossing 18. Kembali pemicu kontrol sumber untuk posisi CH1 (atau INT). 19. Cari Twin Pulse Generator dan gilirannya kontrol Lebar yang sepenuhnya berlawanan arah jarum jam. 20. Atur Width pada Twin Pulse Generator yang sepenuhnya berlawanan arah jarum jam. 21. Hubungkan set-up yang ditunjukkan pada modul( figure 6). Catatan: Jangan merubah pada set-up 22. Atur kontrol Timebase ke posisi 2µs/div . 23. Sesuaikan kontrol Lebar Pulse Generator modul Twin untuk pulsa output yang 12µs panjang. Catatan: Secara umum, semakin lama denyut nadi semakin besar itu komponen DC dan, dalam kasus detektor zero-crossing, semakin besar ukuran dari pesan pulih. Namun, pulsa tidak bisa terlalu lama jika operasi waktu sirkuit rusak karena parameter kinerja lainnya dari modul TPG. Dalam kasus ini, 12µs adalah kompromi. 24. Mengembalikan kontrol Timebase pada posisi sebelumnya. Tip: Jika Anda tidak yakin, coba 50µs/div 25. Tambahkan set-up shown pada (figure 7) ke FM modulator. Komparator pada modul Utilitas digunakan untuk klip sinyal FM, efektif mengubahnya menjadi sebuah gelombang pulsa. Posisi tepi-dipicu Pulse Generator modul Twin digunakan untuk mengimplementasikan detektor zero-crossing. Untuk melengkapi demodulator FM, Baseband



LPF di Channel Modul ini digunakan untuk memilih-out mengubah komponen DC output Pulse Generator modul Twin itu. Seluruh set-up dapat diwakili oleh diagram blok bthe pada Gambar 9 di bawah ini. 26. Atur DC tegangan DCV modul Variabel kiri dan kanan. Catatan: Jika demodulator FM bekerja, tegangan DC keluar dari Baseband LPF harus berbeda seperti yang Anda lakukan meskipun itu akan menjadi tegangan kecil.



Bagian C - Investigasi Operasi Dari Detektor nol-persimpangan 27. Mengatur ulang koneksi lingkup untuk set-up seperti yang ditunjukkan pada modul (figure 10). 28. Variasikan DCV modul kontrol tegangan DC Variabel kiri dan kanan untuk model sinyal FM yang terus menerus mengubah frekuensi. 29. Ketika Anda melakukan langkah di atas, memeriksa bentuk gelombang output komparator ini. 30. Mengatur ulang koneksi lingkup untuk set-up seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12 di bawah ini. 31. Variasikan kontrol Tegangan DCV modul Variabel yang kiri dan kanan untuk model sinyal FM yang terus menerus mengubah frekuensi. Tip: lakukan ini secara perlahan untuk mengurangi kebingungan ketika membuat rangkaian trigger. 32. Ketika Anda melakukan langkah di atas, membandingkan output dari komparator dan Twin Pulse Generator (yang ZCD). 33. Mengatur ulang koneksi lingkup untuk set-up seperti yang ditunjukkan pada modul (figure 14). 34. Variasikan DC kontrol Tegangan DCV modul Variabel kiri dan kanan untuk model sinyal FM yang terus menerus berubah frekuensi.



35. Ketika Anda melakukan langkah di atas, membandingkan output dari modul Twin Pulse Generator (yang ZCD) dan Baseband LPF. Tip: Anda mungkin merasa perlu untuk mengatur CH2 kontrol Attenuation Vertikal pada 0,5 V / div.



Bagian D - Mengirimkan dan Memulihkan Gelombang Sinyal Menggunakan FM 36. Lepaskan steker ke output VDC DCV modul Variabel ini. Catatan: Biarkan steker lain yang terhubung ke GND output 37. Memodifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada modul (figure 16). 38. Set CH2 ke Input Coupling pada posisi AC. 39. Sesuaikan kontrol Timebase untuk melihat dua atau lebih siklus 2kHz keluaran SINE pada modul Master Signals. 40. Bandingkan pesan dengan output demodulator FM yang. Catatan: Jika Anda set-up bekerja dengan benar, ouput FM demodulator itu harus sama dengan pesan (dengan beberapa pergeseran fasa) 41. Untuk memverifikasi jawaban Anda untuk pertanyaan di atas, gunakan ruang lingkup yang CH2 masukan untuk memeriksa output dari ZCD. Tip: Tinggalkan lingkup yang CH1 masukan yang tersambung ke 2kHz keluaran SINE modul Master Signlas



Bagian E - Mengirimkan dan memulihkan pidato menggunakan FM Catatan: Untuk memastikan bahwa masalah bandwidth tidak mempengaruhi kinerja sirkuit, sinyal suara yang Anda hasilkan akan bandwidth terbatas untuk 2kHz menggunakan modul Filter Tuneable Low-pass 42. Temukan modul Tuneable Low-pass Filter dan mengatur kontrol Gain untuk area pertengahan perjalanan nya. 43. Mengatur modul Tuneable Low-pass Filter Cut-off Frekuensi Sesuaikan kontrol untuk sekitar pertengahan perjalanan nya. 44. Hubungkan set-up ditampilkan pada modul (figure 18). Catatan: Jangan membongkar ada set-up 45. Atur kontrol Timebase pada posisi 1µs/div. 46. Sesuaikan sinyal dari



x 100 output modul Tuneable Low-pass Filter untuk 200kHz.



Catatan 1: Anda melakukan ini dengan menyesuaikan periode sinyal untuk 5µs Catatan 2: Setelah dari



x 100 output 200kHz, cut-off frekuensi pada modul Tuneable



Low-pass Filter adalah 2kHz 47. Set kontrol Timebase pada posisi 5ms/div. 48. Matikan steker untuk 2kHz keluaran SINE pada modul Master Signals. 49. Memodifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada modul (figure 19). 50. Gilirannya kontrol Gain Buffer modul yang sepenuhnya berlawanan arah jarum jam. 51. Tanpa mengenakan headphones, pasang modul Buffer itu soket headphone. 52. Pasang headphone. 53. Ketika Anda melakukan langkah berikutnya, mengatur kontrol Gain modul Buffer ke tingkat suara yang nyaman. 54. Bicara, menyanyi atau bersenandung sambil melihat layar dan mendengarkan pada headphone.



VI.



PENGOLAHAN DATA



Terdapat 5 cycle sinyal sinusoida dikarenakan setingan yang dilakukan menganjurkan membuat 5 cycle dengan chanel 1 sebesar 200 volt, channel 2 sebesar 1 Volt, M = 25 μs dan bandwidth 100MHz .



Pada gambar ini ketika sinyal pulsa menujukkan nilai 1 maka frekuensi sinyal termodulasinya lebih rapat dan ketika sinyal pulsa menunjukkan nilai 0 maka frekuensi sinyal termodulasi semakin merenggang.



Dari gambar disamping CH-1 5Volt CH-2 1Volt dan hasil sinyal yang terdapat pada gambar adanya pergeseran frekuensi dari cycle pertama, dan ketika cycle pertengahan frekuensinya mulai merapat.



Pada CH-1 2Volt dan CH-2 2Volt. Dari gambar disamping channel 1 amplitude terlihat kecil sehingga sinyal terlihat datar, pada chanel 2 terlihat amplitude terlihat konstan dan frekuensi terlihat konstan karena sinyal informasi nya tidak terjadi perubahan yang besar dari amplitudenya dan frekuensinya.



Pada gambar diatas FM masuk ke utilities modul,pada tahap ini digunakan untuk klip sinyal FM dan diubah menjadi gelombang persegi,setelah itu masuk ke modul twin yang digunakan untuk mengimplementasikan detector zero crossing,pada gambar diatas terdapat beberapa noise sehingga bentuk sinyalnya seperti itu.



Pada gambar ini di chanel 1 membentuk sinyal sinus soida dengan 7 cycle. Chanel 2 membentuk sinyal pulsa . diantara keduanya berbanding terbalik ketika chanel 1 menunjukan nilai puncak maksimum maka chanel 2 bernilai 0 atau berada di puncak minimum dan sebaliknya. Dengan chanel 1 sebesar 2 Volt, chanel 2 sebesar 5 Volt, M = 250 μs dan bandwidth 100MHz



Pada gambar diatas hampir sama dengan gambar sebelumnya pada channel 1 melewati DCV dan pesan pembawa 1kHZ sinyal diteruskan ke utilities modul sehingga bentuk sinyal pulsa ,sedangkan dari channel 2 diteruskan lagi ke detector zero-crossing sehingga sinyal yang ditampilkan masih berupa sinyal pulsa tetapi menjadi semakin sempit sehingga menjadi sinyal garis-garis saja.



Pada gambar diatas hamper sama dengan yang diatas tetapi Channel 1 masuk ke detector zerocrossing sehingga sinyal ditampilkan seperti itu kemudian channel 2 diproses dan kembali ke bentuk sinyal sinusoida



Pada gambar diatas ketika master signal diberi sinyal informasi sebesar 2kHz langsung diterima channel 1 dan sinyal yang ditampilkan berupa sinyal sinusoida.sedangkan pada channel 2 setelah melewati sinyal informasi 2kHz lalu harus melalui sinyal pembawa sebesar 10 kHz dan hasilnya terdapat 2 sinyal sinusoida yg saling berhimpit dan terdapat noise sehingga gambar agak tidak jelas.



Gambar diatas merupakan gambar sinyal ketika seseorang berbicara menggunakan microphone dan didengarkan melaui headphone



VII.



TUGAS AKHIR



Pertanyaan 1 Mengapa frekuensi pembawa perubahan? Jawab : Modulasi frekuensi adalah teknik modulasi dimana kerapatan frekuensi sinyal pembawa berubah-ubah sebanding dengan besarnya amplitudo sinyal informasi. Pertanyaan 2 Apa hubungan antara sinyal FM deviasi frekuensi (yaitu output VCO modul) dan amplitudo pesan? Jawab: Keduanya berhubungan karena sinyal informasi dan sinyal pembawa akan menghasilkan sinyal deviasi. Pertanyaan 3 Apa hubungan antara sinyal FM deviasi frekuensi dan frekuensi pesan? Tip: hubungan ini mungkin tidak diamati dengan saat set-up Jawab : Frekuensi sinyal deviasi dan sinyal pesan berhubungan karena frekuensi sinyal deviasa dihasilkan dari frekuensi sinyal pesan yang ditumpangkan pada sinyal pembawa.



DEMODULASI Pertanyaan 1 Mengapa sinyal FM tidak-lagi gelombang sinusoida? Tip: Jika Anda tidak yakin, lihat pembahasan pendahuluan Jawab : Karena sinyal fm pada demodulasi adalah sinyal dc yang di tumpangkan ke sinyal pembawa, maka akan menghasilkan sinyal pulsa dipengaruhi oleh frekuensinya. Pertanyaan 2 Jenis gelombang apakah output komparator? Jawab: Gelombang yang dihasilkan adalah gelombang pulsa. Pertanyaan 3 Apakah ini memberitahu kita tentang komponen DC output komparator? Jawab : Ya. Pertanyaan 4 Jenis gelombang apakah output dari ZCD?



Jawab : jenis gelombang pulsa. Pertanyaan 5 Sebagai perubahan sinyal frekuensi FM begitu juga output ZCD itu. Apa aspek sinyal perubahan untuk mencapai ini? - Baik tanda maupun ruang sinyal - Hanya tanda sinyal - Hanya ruang sinyal - Baik mark dan ruang sinyal Jawab : Pertanyaan 6 Apakah ini memberitahu kita tentang komponen DC output komparator? Jawab : Ya. Pertanyaan 7 Jika pesan asli adalah sinusoida tetapi pada variabel tegangan adalah DC, apa yang Anda harapkan untuk melihat keluar dari Baseband LPF? Jawab : Sinyal output yang diharapkan adalah sinyal pulsa. Pertanyaan 8 Apa sinyal output modulator FM memberitahu Anda tentang ZCD sinyal siklus? Ya.



VIII. KESIMPULAN



Modulasi - Sinyal modulasi merupakan hasil gabungan dari sinyal pembawa dan sinyal informasi. - Sinyal komparator adalah sinyal pulsa yang memiliki sinyal DC. - Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. - Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Demodulasi - Rangkaian yang digunakan untuk proses modulasi disebut dengan modulator, sedangkan rangkaian yang digunakan untuk proses demodulasi disebut demodulator. - Sinyal demodulasi adalah pengembalian sinyal dari sinyal modulasi ke sinyal awal sebelum di tumpangkan ke sinyal pembawa



IX.



DAFTAR PUSTAKA



Laboratorium Telekomunikasi. 2013. “ Modul Praktikum Sistem Komunikasi 1 2013 ” , Bandung : ITENAS http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-nimasrayun-27125-5-unikom_n-i.pdf http://www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/fm-reception/fm-demodulationdetection-overview.php