Percobaan 8 Modulasi FM [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM TELEKOMUNIKASI ANALOG LAPORAN PERCOBAAN 8 MODULASI FREKUENSI (FM) Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Praktikum Telekomunikasi Analog Semester 3 PEMBIMBING : Ir. Waluyo, MT.



PENYUSUN : Nabilah Hanun 1641160003 JTD – 2D



JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG



Praktikum Telekomunikasi Analog



2017



Modulasi dan Demodulasi AM



2



Praktikum Telekomunikasi Analog



PERCOBAAN 8 MODULASI FREKUENSI (FM) 5.1 Tujuan 



Mengetahui dan memahami proses modulasi FM







Mengetahui dan memahami karakteristik sinyal termodulasi FM







Mengetahui



5.2 Teori Dasar Modulasi Frekuensi adalah proses menumpangkan 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 perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi. Modulasi frekuensi adalah salah satu bentuk modulasi dimana frekuensi sinyal pembawa divariasikan secara proposional berdasarkan amlitudo sinyal informasi. Amplitudo sinyal pembawa tetap konstan. Contoh dari FM adalah frekuensi radio yang sekarang lebih sering digunakan radio pada umumnya. Modulasi frekuensi merupakan modulasi analog non-linier, disebut juga modulasi sudut. Disebut non-linier karena frekuensi sinyal pembawa bisa berubah-ubah. Pada modulasi ini, besarnya amplitudo sinyal informasi mempengaruhi besarnya frekuensi carrier tanpa mempengaruhi besarnya amplitudo sinyal pembawa.Rentang frekuensi FM adalah 88 MHz – 108 MHz sehingga dikategorikan sebagai Very High Frequency (VHF), sedangkan panjang gelombangnya dibawah 1.000 KHz sehingga jangkauan sinyalnya tidak jauh. Memiliki bandwith yang lebih besar daripada amplitudo modulasi sehingga bisa menghasilkan suara stereo dengan menyatukan beberapa saluran audio pada satu gelombang carrier. FM lebih tahan terhadap gangguan sehingga dipilih sebagai modulasi standar untuk frekuensi tinggi Keuntungan FM yaitu potensi gangguan lebih kecil (kualitas lebih baik) dan daya yang dibutuhkan lebih kecil.



Modulasi dan Demodulasi AM



3



Praktikum Telekomunikasi Analog



Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut:



Gambar 1. Proses Modulasi Frekuensi



Besar perubahan frekuensi (deviasi), δ atau fd, dari sinyal pembawa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan laju perubahan frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal pemodulasi. Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:



dimana, eFM = Nilai sesaat sinyal FM Ec = amplituda maksimum sinyal pembawa ωc = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa ωm = 2π fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi mf = indeks modulasi frekuensi Pada modulasi frekuensi kita mengenal istilah indeks modulasi (mf). Indeks modulasi ini didefinisikan sebagai berikut:



Spektrum Sinyal FM



Modulasi dan Demodulasi AM



4



Praktikum Telekomunikasi Analog



Gambar 2. Spektrum Sinyal FM



Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar indeks modulasinya seperti dalam fungsi tabel besel berikut. Tabel Fungsi Besel Untuk Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)



Ji : nilai amplituda komponen frekuensi sideband ke i (i≠0) Jo : nilai amplituda komponen frekuensi sinyal pembawa (bukan sideband) β = mf : indeks modulasi Lebar bandwidth pada modulasi FM dapat ditentukan menggunakan teorema carson sebagai berikut :



dimana, fd = frekuensi deviasi fm = frekuensi maksimum sinyal pemodulasi Karakter dari transmisi Modulasi Frekuensi adalah : 1. Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya pancar. 2. Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi, sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.



5.3 Alat dan Bahan 



Modul Power Supply



Modulasi dan Demodulasi AM



1 buah 5



Praktikum Telekomunikasi Analog



 Modul Function Generator 1 buah  Modul AM Transmitter 1 buah  Modul AM Receiver 1 buah  Osiloskop Dual Trace 1 buah  Kabel BNC to banana 2 buah  Jumper besar 16 buah  Kabel banana to banana 3 buah  Penyangga besi 1 buah 5.4 Prosedur Percobaan 1. Siapkan alat dan bahan 2. Letakkan modul power supply, generator fungsi, AM transmitter, serta AM receiver secara berurutan pada penyangga besi 3. Beri catu daya masing-masing modul sebesar ± 15 V dan sambungkan groundnya! 4. Ubah switch pada modul AM transmitter ke posisi AM 5. Sambungkan output function generator ke input AM transmitter 6. Atur sinyal keluaran function generator sinusoida dengan amplitudo 2Vpp dan frekuensi 1 kHz! 7. Atur sinyal carrier menjadi sinyal sinusoida 8. Letakkan channel 1 osiloskop di input AM transmitter 9. Letakkan channel 2 osiloskop di jalur output AM 10. Amati sinyal yang dihasilkan 11. Hubungkan output AM transmitter ke input AM receiver 12. Ubah posisi channel 2 osiloskop ke output AM receiver sebelum bandpass filter 13. Amati sinyal yang dihasilkan 14. Ubah posisi channel 2 osiloskop ke output AM receiver setelah bandpass filter 15. Amati sinyal yang dihasilkan 16. Ubah bentuk sinyal carrier menjadi sinyal kotak 17. Ubah nilai frekuensi dan amplitudo sinyal keluaran function sesuai dengan Tabel. Ulangi langkah 7-17!



Modulasi dan Demodulasi AM



6



Praktikum Telekomunikasi Analog



5.6 Hasil Percobaan



No 1



Keterangan Sinyal Informasi (Sinyal Sinus)



Gambar Sinyal



Vm=1,25Vpp fm=1 kHz m < 100%



Sinyal Infromasi (Sinyal Kotak) Vm=1,25Vpp fm=1 kHz m < 100%



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Sinus) Vdemod = 1,40 Vpp fdemod = 1,028 KHz



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Kotak) Vdemod = 1,64 Vpp fdemod = 1,024 KHz



Modulasi dan Demodulasi AM



7



Praktikum Telekomunikasi Analog



2



Sinyal informasi (Sinyal Kotak) V m=2 Vpp f m=1.5 kHz m < 100%



Sinyal informasi (Sinyal Sinus) V m=2 Vpp f m=1.5 kHz m < 100%



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Sinus) V demod =2,32Vpp f demod =1,506 kHz



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Kotak) V demod =2,72Vpp f demod =1,502 kHz



Modulasi dan Demodulasi AM



8



Praktikum Telekomunikasi Analog



3



Sinyal informasi (Sinyal Kotak) V m=2,5 Vpp f m=2 kHz M = 100%



Sinyal informasi (Sinyal Sinus) V m=2,5 Vpp f m=2 kHz M = 100%



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Sinus) V demod =2,88Vpp f demod =2,024 kHz



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Kotak) V demod =3,36 Vpp f demod =2,033 kHz



Modulasi dan Demodulasi AM



9



Praktikum Telekomunikasi Analog



4



Sinyal informasi (Sinyal Kotak) V m=4,5 Vpp f m=2 kHz M > 100%



Sinyal informasi (Sinyal Sinus) V m=4,5 Vpp f m=2 kHz M > 100%



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Sinus) V demod =4,88 Vpp f demod =2,037 kHz



Sinyal hasil demodulasi (Sinyal Kotak) V demod =5,60 Vpp f demod =2,033 kHz



Modulasi dan Demodulasi AM



10



Praktikum Telekomunikasi Analog



5.5 Analisis Hasil Praktikum Indeks modulasi (m) pada saat Vm dan fm sama, akan menghasilkan sinyal carrier sinus yang lebih baik dibandingkan dengan sinyal carrier kotak. Hal ini dikarenakan indeks modulasi sinyal carrier sinus lebih mendekati 100% atau 1. 1.



2.



Set gelombang sinus dan gelombang kotak AM Vm = 1,25 Vpp Fm = 1 KHz Analisis pengaturan ini didapatkan v/div pada CH1 = 1V sedangkan pada CH2 = 2V T = 250Ms x 2 = 500 Ms =5 x 10-6 s 1 f = = 2 x 105 Hz 5 x 10−6 Pada channel 2 hasil sinyal modulasinya memiliki indeks modulasi < 100% Pada saat demodulasi, t/div = 250 Ms dan v/div = 1 V 1 T = 250 Ms x 3 = 750 Ms f= = 1,3 KHz 75 x 10−5 Set gelombang Sinus dan gelombang kotak AM Vm = 2 Vpp Fm = 1,5 KHz Diketahui v/div = 1V dan t/div = 250 Ms T = 1,4 x 250 f = 1/350 x 100−6 = 350 Ms



= 2,8 KHz



Gelombang sinus terlihat pada sinyal informasi dengan channel 2 berupa gelombang modulasi dengan m < 100 % Pada saat demodulasi, t/div = 250 Ms T = 3 x 250Ms = 750 Ms



3.



v/div = 1 V



f = 1,4KHz



Set gelombang Sinus dan gelombang kotak AM Vm = 2,5 Vpp Fm = 2 KHz Diketahui v/div = 1V dan t/div = 250 Ms T = 1,4 x 250 f = 1/350 x 100−6 = 350 Ms



= 2,8 KHz



Gelombang sinus terlihat pada sinyal informasi dengan channel 2 berupa gelombang modulasi dengan m = 100 % Pada saat demodulasi, t/div = 250 Ms T = 2,6 x 250Ms = 650 Ms



4.



v/div = 1 V



f = 1,5KHz



Set gelombang Sinus dan gelombang kotak AM Vm = 4,5 Vpp Fm = 2 KHz Diketahui v/div = 2V dan t/div = 250 Ms T = 2 x 250 f = 1/500 x 100−6 = 500 Ms



Modulasi dan Demodulasi AM



= 2 KHz



11



Praktikum Telekomunikasi Analog



Gelombang sinus terlihat pada sinyal informasi dengan channel 2 berupa gelombang modulasi dengan m > 100 % Pada saat demodulasi, t/div = 250 Ms T = 3 x 250Ms = 750 Ms



v/div = 2 V



f = 1,4KHz



5.6 Kesimpulan 1.



Pada saat demodulasi, nilai frekuensi pada sinyal pembawa maupun sinyal



2. 3. 4.



informasi hanya memiliki selisih yang sedikit. Semakin besar Vm dan fm maka nilai m akan semakin mendekati 1. Tidak ada perbedaan signifikan pada gelombang sinus maupun kotak. Semakin tinggi frekuensi input informasi, hasil sinyal modulasi akan semakin kecil.



Modulasi dan Demodulasi AM



12