Laporan Praktikum Sistem Komunikasi Digital - Kanis Nurul - 40 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM KOMUNIKASI DIGITAL “PAM & PWM”



DISUSUN OLEH: KANIS NURUL FARADIBA KAHAR 32220040 2B D3 TELKOM



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG 2022



Modulasi Amplitudo Pulsa (PAM) I.



DASAR TEORI Modulasi pulsa adalah istilah umum yang digunakan untuk transmisi informasi analog menggunakan pulsa listrik. Ada beberapa Teknik modulasi pulsa antara lain, modulasi amplitudo pulsa (PAM), modulasi kode pulsa (PCM), modulasi lebar pulsa (PWM) dan modulasi posisi pulsa (PPM). Dari jumlah tersebut, modulasi amplitudo (PAM) adalah yang paling sederhana untuk menghasilkan bayangan bahwa sinyal pesan analog (gelombang sinus misalnya) terhubung ke saluran transmisi melalui saklar on-off sederhana. Sekarang bayangkan anda melempar sakelar itu kedepan dan kebelakang terus menerus membuat dan memutuskan kontak saklar, jelas saluran hanya akan mengirimkan potongan sinyal analog asli dengan celah antara mereka di 0 V selama kontak saklar putus. Sinyal yang dihasilkan adalah PAM. Jelas, implementasi PAM sebenarnya sedikit lebih canggih tetapi prinsipnya sama, sebagai pengganti saklar manual, saklar analog yang dioperasikan secara elektrik digunakam yang memiliki clock pada laju konstan, Gambar 1 dibawah ini menunjukkan contoh pesan model sinyal clock yang digunakan untuk mengoperasikan saklar analog dan sinyal PAM yang dibangkitkan.



Fitur paling penting dari sinyal PAM adalah ideal untuk digunakan dalam time division multiplexing (TDM). Jumlah pulsa dalam sinyal PAM per siklus pesan adalahfungsi dari frekuensi relative dari jam dan sinyal pesan. II.



PERALATAN •



Emona Telecoms-Trainer 101 (ditambah paket daya)



•



Osiloskop saluran ganda 20 MHZ



•



Dua lead osiloskop Emona Telecoms-Trainer 101



III.



•



Berbagai macam petunjuk patch Telecoms-Trainer 101



•



Satu set headphone



LANGKAH KERJA A. Menghasilkan sinyal modulasi amplitude pulsa 1. Kumpulkan satu set peralatan yang tercantum diatas 2. Temukan modul twin pulse generator dan atur control windntya ke sekitar tengah perjalanannya 3. Hubungkan set up yang ditunjukkan pada gambar 2 dibawah ini



4. Siapka cakupan sesuai petunjuk dalam eksperimen 1, pastikan bahwa : a. Control sumber pemicu diukur keposisi CHI (atau INT) b. Control mode di atur keposisi CHI 5. Sesuaikan control timebase lingkup untuk melihat dua atau lebih siklus output SINE 2 KHz modul master signal 6. Atur control mode cakupan keposisi DUAL untuk melihat pesan sampel dari modul dual analog switch serta pesannya 7. Atur kedua control atenuasi vertical lingkup keposisi 1 V/div 8. Sesuaikan control posisi vertical ruang lingkup untuk melapisi dua sinyal dan membandingkannya 9. Putar control lebar modul twin pulse generator ke kiri dan ke kanan utuk memvariasikan lebar pulsa outputnya dan amati efeknya pada sinyal PAM.



B. Multiplexing pembagian waktu dengan sinyal 10. Sesuaikan control lebar modul twin pulse generator sehingga pulsa dalam sinyal PAM anda sekitar 20 us. 11. Putar control delay modul twin pulse generator sepenuhnya berlawanan arah jarum jam 12. Ubah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 4



13. Sesuaikan control posisi vertical ruang lingkup untuk melapisi dua sinyal dan membandingkannya. 14. Lepaskan kabel patch ke input IN 1 modul dual analog switch dan amati efeknya 15. Sambungkan Kembali kabel patch ke input IN 1 modul dual analog switch 16. Lepaskan kabel patch ke input IN 2 modul dual analog switch dan efeknya 17. Cari modul VCO dan atur range control posisi L0 18. Atur control frequency adjust modul VCO sepenuhnya berlawanan arah jarum jam 19. Ubah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini



20. amati sinyal PAM/TDM yang baru 21. temukan modul PAM/TDM low pass tineable dan putar control gain dan cutoff frequency adjust sepenuhnya searah jarum jam 22. ubah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 8 dibawah ini



23. ubah sambnngan saluran 2 ruang lingkup ke pengaturan seperti yang ditunjuk pada gambar 10 dibawah ini



24. perlahan putar control frequency cut-off modul tuneable low pass filter berlawanan arah jarum jam dan berhenti Ketika sinyal pesan telah dikontruksi. 25. Ubah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 12 dibawah ini



26. Jika perlu putar control cut-off frequency modul tuneable low pass filter berlawanan arah jarum jam hingga pesan 2 direkontruksi 27. Bandingkan bentuk gelombangnya, Anda akan menemukan bahwa output model tuneable LPF adalah Salinan dari pesan-2 bukn pesa-1 28. Catat posisi control lebar modul twin pulse generator 29. Putar control lebar modul twin pulse generator berlawanan arah jarum jam untuk mengurangi lebar pulsa pada output Q1 dan Q2 modul dan amati efeknya pada pesan yang dipulihkan 30. Ubah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 14 dibawah ini



31. Gunakan cakupan untuk menginformasikan bahwa anda sekarang memulihkan pesan-1 32. Putar control Gain modul buffer sepenuhnya berlawanan arah jarum jam 33. Tanpa memakai headphone, colokkan ke dalam kantong headphone modul buffer 34. Pasang headphone



35. Sesuaikan control penguatan modul buffer ketingkat suara yang nyaman 36. Ubah set-up seperti ditunjukkan pada gambar 15 dibawah ini



37. Atur control timebase lingkup posisi 2ms/div 38. Bicara, bernyanyi atau bersenandung sambal menonton tampilan ruang lingkup dan mendengarkan di headphone.



Pulse Width Modulation (PWM) and Demodulation I.



DASAR TEORI Jenis lain , dari modulasi pulsa disebut modulasi lebar pulsa (PWM) atau durasi pulsa (PDM) untuk memahami PWM, mari pertimbangkan metode sederhana untuk menghasilkan yang melibatkan pembanding dengan bentuk gelombang gigi gergaji untuk salah satu inputnya. Ditunjukkan pada gambar 1 dibawah ini



Ingatlah komparator memperkuat perbedaan antara tegangan ppada dua inputnya dengan jumlah yang sangat besar. Oleh karena itu, tegangan komparator adalah rangkain pulsa yang merupakan fungsi dari besar kecilnya tegangan pada input analog. Gambar 2 dibawah ini menunjukkan dengan membandingkankomparator untuk dua tegangan DC pada masukan analog.



Contoh gambar pada komparator untuk masukan anallog gelombang sinus ditunjukkan di gambar 3. Ingatlah bahwa PAM menghasilkan serangkian pulsa dengan lebar tetap tetapi dengan amplitude yang sebanding dengan tegangan input analog. PWM menghasilkan serangkaian pulsa yang hanya pulsa satu tegangan (selain nol) tetapi dengan lebar pulsa yang sebanding dengan input tegangan analog sesaat.



II.



III.



PERALATAN •



Emona Telcoms Trainer 101 (plua paket daya)



•



Osiloskop saluran ganda 20 MHz



•



Multimeter digital



•



Dua osiloskoop Emona Telecoms Trainer 101



•



Berbagai macam patch lead Emona Telecoms Trainer 101



•



Satu set headphone (stereo)



LANGKAH KERJA Bagian A – Menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji 1. Kumpulkan satu set peralatan yang tertera di halaman sebelumnya 2. Temukan modul twin pulse generator dan putar control lebar sepenuhnya berlawanan arah jarum jam 3. Putar control delay modul twin pulse generator 4. Hubungkan set-up yang ditunjukkan pada gambar 4 di modul



5. Siapkan ruang lingkup sesuai instruksi di lampiran 6. Setel control timebase pada posisi 100us/div 7. Atur control mode scope ke posisi DUAL untuk melihat jejak untuk kedua saluran 8. Setel control coupling input teropong untuk kedua saluran ke posisi ground 9. Sejajarkan kedua jejak dengan salah satu garis horizontal di bagian bawah graticule 10. Setel control coupling input teropong untuk kedua saluran keposisi DC Bagian B – Memverifikasi pengoperasian PWM meggunakan tegangan input analog DC 11. Temukan modul DCV veriabel dan putar control tegangan DCnya hamper



sepenuhnya berlawanan arah jarum jam. 12. Temukan modul adder dan setel control G dan g ke sekitar setengah perjalanan 13. Modifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 6



14. Variasikan control modul adder pada seluruh rentang perjalanannya 15. Sesuaikan control g modul adder sehingga tegangan output DCnya sejajar dengan puncak bawah gelommbang gigi gergaji 16. Siapkan multimeter digital (DMM) untuk mengukur tegangan DC 17. Hubungkan DMM antara output modul adder dan ground 18. Ukur tegangan output DC modul adder dan catatlah pada table 1 dibawah ini dengan puncak atas gelombang gigi gergaji 19. Sesuaikan control 9 modul adder sehingga tegangan output DCnya sejajar dengan puncak atas gelombang gigi gergaji 20. Mengukur dan mencatat tegangan output DC modul adder Table 1 Analog Minimum



Analog maksimum



tegangan masukan



tegangan masukan



21. Ubahlah set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 8 22. Variasikan control g modul adder antara rentang tegangan yang ditentukan dalam table 1 23. Variasikan control modul adder di atas dan di bawah teganngan pada table 1 dan catat pengaruhnya terhadap keluaran modulator leher pulsa. Bagian C – PWM operasi dengan sinyal input analog AC (*pesan*) Bagian C 24. Sesuaikan control modul adder untuk mendapatkn keluaran DC yang persis setengah jalan diantara puncak bentuk gelombang gigi gergaji



25. Setel dan control modul adder ke setengah hari perjalanan 26. Modifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 10



27. Bandingkan dua bentuk gelombang 28. Untuk mengamati pengaruh offset DC, lepaskan kbel antara modul DCV variable dan input B modul adder 29. Sambungkan kabel antara modul DCV variable dan 8 input modul adder 30. Tingkatkan penguatan input A modul adder (menggunakan control G) sampai puncak gelombang sinus brada tepat di antara puncak gelombang gigi gergaji 31. Catat posisi control G modul adder 32. Modifikasi koneksi scope ke set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 12 33. Amati keluaran modulastor letak pulsa 34. Variasikan control G modul adder untuk memvariasikan amplitudopesan dan amati pengaruhnya pada keluaran modulator lebar pulsa Bagian – D Memulihkn tegangan input analog AC 35. Atur control G modul adder tepat di bawah pengaturan yang anda catat pada langkh 31 36. Temukan modul filter lintasa rendah tuneabel dan setel control penguatan ke tengah 37. Putar control penyesuaian frekuensi penghalang low-pass dan modul tuneabel low-pass filter sepenuhnya searah jarum jam 38. Modifikasi set-up seperti yang ditunjukkan pada gambar 14



39. Tingkatkan frekuensi cut-off modul tuneable low-pass filter hingga pesan dipulihkan (mengabaikan semua pergeseran fasa) 40. Tambahkan modul buffer ke set-up seperti yang ditunjukkan gambar 16 41. Temukan modul buffer dan putar control Gain sepenuhnya berlawanan



42. Arah jarum jam tanpa memakai headphone, hubungkan ke soket headphone modul buffer 43. Pasang buffer 44. Tingkatkan penguatan modul buffer hingga anda dapat nyaman mendengar pesan yang dipulihkan 45. Simpan suara pesan kedalam memoi 46. Lepaskan kabel modul buffer yang terhubung ke output modul tuneabale lowpass filter dan hubungkan ke output SINE 2 KHz modul mster signals



47. Bandingkakn suara dari dua sinyal, keduanta harus sangat mirip 48. Hubungkan Kembali modul buffer ke modul tuneable low-pass filter dan gunakan pendengaran andan untuk menyesuaikan frekuensi cut-off modul untuk reproduksi pesan asli yang paling tepat 49. Variasikan control G modul adder untuk memvariasikan amplitude pesan asli sambal menonton tampilan cakupan dan mendengarkan dengan headphone 50. Putar control G modul adder untuk memvariasikan amplitude pesan asli 51. Putar control G modul adder untuk mengembalikan penguatan ke level tepat di bawah pengaturan penguatan yang anda catat untuk langkh 31 52. Lepaskan steker pada output SINE 2KHz modul master signals yang menghubungkan ke input A modul adder 53. Habungkan keoutput modul speech 54. Setel control timebase pada posisi 2ms/div 55. Bersenandung dan bicara ke mikrofon sambal menonton tampilan teropong ddan mendengarkan dengan headphone Bagian E Pengaruh tidak memenuhi tingkat sampel Nyquist tingkat 56. Temukan modulVCO dan putar control gainnya sepenuhnya berlawanan arah jarum jam 57. Putar control penyusunan frekuensi modul VCO sepenuhnya arah jarum jam 58. Atur control range modul VCO keposisi L0 59. Modifikasi set-up seperti yang ditunjukkan gambar 17



60. Kembalikan control timebase pada posisi 200us/div



61. Jika pesa yang dipulihkan terdengar terdistorsi, sesuaikan frekuensi cut-off modul tuneable low-pass filter untuk mendapatkn reproduksi paling tepat dari pesan asli yang Anda bisa 62. Secara perlahan kurangi frekuensi output modul VCO, ulangi langkh 62 bila perlu 63. Berhenti mengurangi frekuensi output modul VCO jika anda tidak dapat lagi memperoleh reproduksi yang jelas pada pesan asli 64. Atur control modul adder tepat di bawah pengatuuran yang anda catat untuk langkah 31 65. Ubah pengaturan untuk menyertakan penganalisis spektrum yang ditunjukkan pada gambar 19



66. Luncurkan perangkat untuk pico scope dan setel control penganalisis spektrum 67. Gerakkan mouse ke persimpangan sumbu x dan y tampilan 68. Klik dan tahan tombol kiri mouse lalu gerakkan ke kiri dan ke kanan 69. Gunakan penggaris penganalisis spektrum untuk mengidentifikasi komponen spectral dalam sinyal PWM yang merupakan Salinan pesan 70. Variasikan control G modul adder untuk memvariasikan amplitude pesan dan amati efeknya pada gelombang sinus yang Anda identifikasi pada Langkah sebelumnya 71. Tutup perangkt lunak picoscope dan putuskan sambungan perangkat dari pengaturan Anda.



IV. DATA HASIL PERCOBAAN



PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)



Sinyal Informasi Vpp = 2 x 2 V = 4 V/diV



Sinyal Carrier Vpp = 5 x 2 V = 10 V/diV



Sinyal PAM Vpp = 4 x 1 V = 4 V/diV



Sinyal Informasi & Sinyal PAM Jumlah sampel = 4 fc 8 = =4 fi



2



Sinyal Informasi yang dikirim Vpp = 4 x 2 V = 8 V/diV



Sinyal yang diterima (Informasi) Vpp = 1,2 x 200 mV = 240 mV/diV = 0,24 V/diV



Warna kuning adalah sinyal yang dikirim Vpp = 2 x 2V = 4V/diV Biru adalah sinyal yang diterima Vpp = 1,2 x 200 mV = 0,24 V/diV Selisihnya adalah 4 – 0,24V = 3,76 V



PULSE WIDE MODULATION (PWM)



Sinyal Carrier Berbentuk Gelombang Kotak Vpp = 4 x 5V = 20 V/diV



Sinyal Carrier Berbentuk Gelombang Gigi Gergaji Vpp = 4 x 2 V = 8 V/diV



Warna Kuning Sebagai Sinyal Informasi Vpp = 2 x 1 V = 2 V/diV Warna Biru Sebagai Sinyal Carrier Vpp = 4 x 1 V = 4 V/diV



Sinyal Informasi Vpp = 2 x 1 V = 2 V/diV



Sinyal Carrier Vpp = 4 x 1 V = 4 V/diV



Sinyal PWM Vpp = 5 x 1 V = 5 V/diV



Sinyal Informasi yang dikirim Vpp = 4 x 1 V = 4 V/diV



Sinyal Informasi yang diterima Vpp = 2 x 1 V = 2 V/diV



V. ANALISA HASIL PERCOBAAN Semua modulasi pulsa berbentuk gelombang sinusoidal, sedangkan untuk sinyal carrier berbentuk kotak. Sinyal informasi berbentk sinus. Kedua gelombang tersebut diinputkan ke modulator dan keluarannya adalah sinyal PAM. Sinyal PAM dikirim ke penerima kemudian dimasukkan ke modulator dan diproses sehingga yang keluar Cuma sinyal informasi. PAM langsung dimasukkan ke tuneable LPF. Output Dual Analog Switch dihubungkan dengan inpuft tuneable. Di dalam modulator terdapat filter low-pass yang hanya melewatkan sinyal frekuensi rendah. Sinyal PWM berisi sinyal informasi yang menumpang pada sinyal carrier lalu keluar dengan hanya sinyal informasi. Sinyal carrier teredam oleh LPF. Salah satu percobaan pada praktikum, bentuk sinyal yang dikirim dan diterima smaa-sama sinusoidal. Perbedaannya hanya pada Vpp-nya karena yang dikirim dan diterima terjadi penurunan level tegangan. Penurusan level tegangan ini terjadi karena kabel yang dilewati oleh sinyal terjadi redaman atau atenuasi. Contohnya ada pada gambar ke 7. Pada PWM, salah satu percobaan membuktikan bahwa bagaimana membangkitkan bentuk gelombang gigi gergaji dari bentuk gelombang kotak. Dalam modul, diode dengan RC LPF berfungsi mengubah bentuk gelombang kotak menjadi gelombang gigi gergaji. Keluarannya sama-sama sinyal carrier.



VI. KESIMPULAN PAM adalah penumpangan sinyal informasi pada sinyal carrier dengan mengubah amplitudo sinyal carrier. PWM menghasilkan banyak pulsa dengan lebar tetap, tetapi dengan amplitudo yang sebanding dengan tegangan input analog.