Laporan Simulasi Sinyal AM Menggunakan Matlab [PDF]

Citation preview

LAPORAN TELEKOMUNIKASI ANALOG DAN DIGITAL SIMULASI SINYAL MODULASI AMPLITUDO MENGGUNAKAN MATLAB



Oleh: Dessy Iztamia Shema/41419110101 Retno Bangun Rizki/41419110197



PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA 2019



SIMULASI SINYAL AM MENGGUNAKAN MATLAB 1. TUJUAN 



Memahami pengertian modulasi amplitudo, pembangkitan AM, dan indeks modulasi AM.







Memahami cara menggunakan software MATLAB untuk mensimulasikan sinyal AM.



2. TEORI PENDAHULUAN PENGERTIAN MODULASI Untuk dapat mengirimkan suatu informasi dari suatu perangkat ke perangkat lainnya yang menggunakan Teknologi Frekuensi Radio, informasi tersebut harus dimodulasi terlebih dahulu sebelum dipancarkan. Modulasi merupakan proses mengubah-ubah



parameter



suatu



(sinyal



pembawa



atau



carrier)



dengan



menggunakan sinyal yang lain (yaitu sinyal pemodulasi berupa sinyal informasi). Berdasarkan parameter sinyal yang diubah, modulasi analog dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu: a. Modulasi Amplitudo (AM) adalah salah satu teknik Modulasi yang proses pemodulasian sinyal frekuensi rendah (sinyal informasi) pada frekuensi tinggi dengan mengubah Amplitudo gelombang frekuensi tinggi (frekuensi pembawa) tanpa mengubah frekuensinya. b. Modulasi Frekuensi (FM) adalah teknik pengiriman informasi yang berbentuk frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa yang berfrekuensi tinggi. c. Modulasi Fasa (PM), merupakan suatu teknik modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fasa (phase) dari sinyal pembawanya.



MODULASI AMPLITUDO Modulasi



amplitudo



(Amplitude



Modulation,



AM)



adalah



proses



menumpangkan sinyal informasi kesinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada jenis modulasi ini amplitudo sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplitudo sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi. Frekuensi sinyal pembawa biasanya jauh lebih tinggi daripada frekuensi sinyal pemodulasi. Frekuensi sinyal pemodulasi biasanya merupakan sinyal pada rentang frekuensi audio (AF, Audio Frequency) yaitu antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. Sedangkan 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.



Gelombang pembawa selalu berbentuk sinusoida dan dapat dinyatakan dengan persamaan: 𝑒𝑐 (𝑡) = 𝑉𝑐 sin(𝜔𝑐 𝑡 + 𝜃) Sinyal informasi secara matematis direpresentasikan sebagai: 𝑒𝑚 (𝑡) = 𝑉𝑚 sin(𝜔𝑚 𝑡) Bila suatu sinyal carrier dimodulasi amplitudo, maka amplitudo bentuk gelombang tegangan pembawa dibuat berubah sebanding dengan tegangan sinyal informasi yang memodulasi, sehingga:



Keterangan ec(t)



= Sinyal termodulasi (carrier)



em(t)



= Sinyal pemodulasi (informasi)



Vc



= Amplitudo gelombang carrier



Vm



= Amplitudo sinyal informasi



fc



= Frekuensi gelombang carrier



fm



= Frekuensi sinyal informasi



ωc



= Frekuensi sudut sinyal pembawa (rad/detik) = 2𝜋𝑓𝑐



ωm



= Frekuensi sudut sinyal informasi (rad/detik) = 2𝜋𝑓𝑚



m



= Indeks modulasi AM



INDEKS MODULASI Derajat modulasi merupakan parameter penting dan juga sering disebut 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 0 berarti tidak ada pemodulasian, sedangkan indeks modulasi sebesar 1 merupakan pemodulasian maksimal yang dimungkinkan. Besarnya indeks modulasi AM dinyatakan dengan persamaan:



Indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen dan dinotasikan dengan M. 𝑀=



𝑉𝑚 × 100% 𝑉𝑐



MATLAB MATLAB adalah singkatan dari Matrix Laboratory. MATLAB merupakan aplikasi yang banyak digunakan dalam lingkungan komputasi teknik untuk perhitungan numeric dan visualisasi yang menuntut kinerja tinggi. MATLAB mengintegrasikan anilisis numeric, perhitungan matriks, serta pemrosesan sinyal dan grafis dalam penggunaan yang mudah, dimana masalah dan solusi dinyatakan dengan apa yang tertulis secara matematis, tanpa pemograman tradisional. MATLAB memungkinkan kita untuk mengekspresikan seluruh algoritma dalam beberapa baris untuk memecahkan solusi dengan tingkat akurasi yang tinggi hanya dalam beberapa menit, serta dapat dengan mudah memanipulasi tampilan 3D dalam beragam warna.



MATLAB telah berkembang menjadi sebuah environment pemrograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-in untuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier, dan kalkulasi matematis lainnya. MATLAB juga berisi toolbox yang berisi fungsifungsi tambahan untuk aplikasi khusus. Di dalam toolbox tersedia fiturefiture yang biasa digunakan untuk pengolahan sinyal, pengolahan gambar, design sistem control, sitem simulasi dinamis, sistem identifikasi, jaringan syaraf, komunikasi panjang gelombang, dan lain lain. MATLAB juga bisa digunakan untuk menangani sistem linier, non-linier, waktu kontinu, diskrit-waktu, multivariable dan sistem multirate. MATLAB bersifat extensible, dalam arti bahwa seorang pengguna dapat menulis fungsi baru untuk ditambahkan pada library ketika fungsi-fungsi builtin yang tersedia tidak dapat melakukan tugas tertentu. Kemampuan pemrograman yang dibutuhkan tidak terlalu sulit bila Anda telah memilikin pengalaman dalam pemrograman bahasa lain seperti C, PASCAL, atau FORTRAN. 3. ALAT/BAHAN YANG DIGUNAKAN 



Seperangkat PC/laptop







Software MATLAB



4. LANGKAH PERCOBAAN 



Langkah pertama adalah kita harus terlebih dahulu membuka aplikasi Simulator MATLAB. Tunggulah beberapa saat hingga aplikasi berjalan, memang untuk membuka MATLAB ini membutuhkan waktu yang tidak sedikit, dan itu juga tergantung dari spesifikasi PC yang digunakan.







Akan muncul tampilan awal sebagai berikut:







Ketik edit. Maka akan mucul layer editor.



Membuat Sinyal Informasi 



Ketik perintah-perintah berikut untuk mensimulasikan sinyal pemodulasi (sinyal informasi): %Sinyal Informasi Am=5; %ampl sinyal informasi fm=50; %frek sinyal informasi Tm=1/fm; %periode t=0:Tm/999:5*Tm;%waktu sampling ym=Am*sin(2*pi*fm*t); %persamaan sinus untuk sinyal informasi figure(1)



subplot(3,1,1); %menghasilkan 3 buah gambar dalam 1 jendela, untuk jendela 1 plot(t,ym) %plot/menampilkan sinyal ym sebagai fungsi waktu t grid on; %menampilkan garis grid title('Sinyal Informasi') %judul gambar







Sebelum dijalankan, save file terlebih dahulu.







Jalankan program dengan mengklik tombol run pada toolbar.



Membuat Sinyal Carrier 



Ketik perintah-perintah berikut untuk mensimulasikan sinyal termodulasi (sinyal pembawa/carrier): %Sinyal Carrier Ac=Am/m; %ampl sinyal carrier fc=fm*20; %frek sinyal carrier Tc=1/fc; %periode yc=Ac*sin(2*pi*fc*t); %persamaan sinus untuk sinyal carrier subplot(3,1,2); %menghasilkan 3 buah gambar dalam 1 jendela, untuk jendela 2 plot(t,yc) %plot/menampilkan sinyal yc sebagai fungsi waktu t grid on; %menampilkan garis grid title('Sinyal Carrier') %judul gambar







Sebelum dijalankan, save file terlebih dahulu.







Jalankan program dengan mengklik tombol run pada toolbar.



Membuat Sinyal AM 



Ketik perintah-perintah berikut untuk mensimulasikan sinyal modulasi amplitudo: %Sinyal Modulasi Amplitudo y=Ac*(1+m*sin(2*pi*fm*t)).*sin(2*pi*fc*t); %persamaan gelombang AM



subplot(3,1,3); %menghasilkan 3 buah gambar dalam 1 jendela, untuk jendela 3 plot(t,y) %plot/menampilkan sinyal yc sebagai fungsi waktu t grid on; %menampilkan garis grid title('Sinyal Modulasi Amplitudo') %judul gambar







Sebelum dijalankan, save file terlebih dahulu.







Jalankan program dengan mengklik tombol run pada toolbar.







Ubah variable m untuk mengubah indeks modulasi.



5. HASIL PERCOBAAN Sinyal Informasi



Am = 5 volt, Fm = 50 hertz. Sinyal Carrier



Ac = 5 volt, Fc = 500 hertz



Sinyal Modulasi Amplitudo m = 0.5



Am = 5 volt, Ac = 10 volt Ketika 0 < m 1, pada kondisi ini dikatakan terjadi overmodulasi. Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya dengan sinyal informasi/pemodulasi.



6. KESIMPULAN 



Kondisi index modulasi m=1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplitudo menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi.







Apabila index modulasi terlalu besar (m>1) maka hasil sinyal termodulasi AM akan cacat dan apabila index modulasi terlalu rendah (m