MODULATOR-DEMODULATOR

1. Jelaskan cara kerja rangkaian modulator FM.

Jawaban :

Modulator  fm adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan proses modulasi, yaitu proses “menumpangkan” data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui media tertentu (kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi.:

 Proses Modulator Frekuensi seperti yang kita lihat di atas adalah salah satu contoh gambar (Frequency Modulation, FM), jadi sinyal informasi di tumpangkan(modulasi) pada gelombang pembawa atau yang sering kita sebut sebagai sinyal carrier yang menyebabkan perubahan frekuensi gelombang.

Seperti yang kita lihat pada gambar di atas ada sebuah nama yang mungkin asing yaitu kapasitas varaktor yang berfungsi sebagai pengendali frekuensi  di dalam sebuah modulator. Jadi varaktor tu seperti dioda bedanya kalau varaktor ini di beri tegangan balik jadi si varaktor ini dapat bekerja sebagai  kapasitor yang apabila kapasitas tegangannya tergantung pada tegangan yang kita berikan. Jadi outputannya dari sinyal modulator ini telah di ubah sesuai dengan sinyal informasi yg menumpang ke sinyal carrier.

Jadi dapat di simpulkan bila tegangan input merupakan sinyal carrier maka frekuensi dalam suatu rangkaian modulator tersebut akan berubah sesuai dengan sinyal pembawa tersebut. Karna sesuai dengan pernyataan di atas outputannya dari sinyal modulator dalam rangkaian di atas di ubah sesuai dengan sinyal informasinya yang menumpang pada sinyal carrier. Contohnya modulator suara(FM) pada siaran tv

2. Jelaskan cara kerja rangkaian demodulator FM.
Jawaban :

Prinsip kerja dari  suatu demodulator frekuensi adalah mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM dengan memisahkan sinyal informasi dari sinyal termodulasi, pada prosesnya demodulator FM bekerja dengan memulihkan frekuensi sinyal informasi yang sebelumnya menjadi satu dengan sinyal pembawa, frekuensi tersebut yang diubah – ubah sesuai dengan harga perubahan amplitudo menjadi sinyal informasi yang hampir sama dengan sinyal aslinya.

Pada umumnya setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin, maka secara teori demodulator FM harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan yang ada dengan frekuensi.  

Sinyal modulasi FM yang masuk akan diperkuat dengan induktor atau disesuaikan dengan kumpulan induktor yang membentuk seperti transformator akan berguna sebagai amplifier (penguat). Lalu kapasitor akan mengisi muatannya sehingga dioda tesebut dapat “ON”, dioda akan “OFF” ketika frekuensi yang diterima menurun atau negatif. Saat itu juga muatan yang masih disimpan oleh kapasitor akan mengalami sedikit pelepasan muatan yang akan menimbulkan gelombang noise, untuk menghilangkan noise tersebut digunakan kapasitor kembali setelah dioda yang berguna sebagai filter. Dan menghindari lonjakan tegangan yang tinggi, maka resistor akan menghambat karena dalam demodulator FM tegangan harus linier (seimbang) dengan frekuensi hingga akhirnya mengeluarkan output berupa sinyal informasi yang cukup jernih.

MODULASI

MODULASI

TUGAS V-CLASS  2

1.       Jelaskan tentang FM (Frequency Modulation)

2.       Jelaskan tentang AM (Ampitudo Modulation)

Jawaban :

1.      Jelaskan tentang FM (Frequency Modulation)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

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. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut:

Proses Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

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,

e_FM = Nilai sesaat sinyal FM
E_c = amplituda maksimum sinyal pembawa
ω_c = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa
ω_m = 2π fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi
m_f = indeks modulasi frekuensi

Pada modulasi frekuensi kita mengenal istilah indeks modulasi (mf). Indeks modulasi ini didefinisikan sebagai berikut:

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)

J_i : nilai amplituda komponen frekuensi sideband ke i (i≠0)
J_o : 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,

f_d = frekuensi deviasi
f_m = frekuensi maksimum sinyal pemodulasi

Karakter dari transmisi modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah :

Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya pancar.

Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi, sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.

2.  Jelaskan tentang AM (Ampitudo Modulation)

Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM)

Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada jenis modulasi ini amplituda sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi.

Bentuk Sinyal Modulasi Amplitudo (AM)

Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya:

Sinyal pemodulasi, untuk memudahkan analisa, diasumsikan sebagai gelombang sinusoidal juga, dengan persamaan matematisnya:

dimana,

E_c = amplituda maksimum sinyal pembawa
ω_c = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa
E_m = amplituda maksimum sinyal pemodulasi
ω_m = 2π fm dengan fm adalah frekuensi sinyal pemodulasi

Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplituda, diturunkan dari :

menjadi,

sehingga index modulasi (m) :

index modulasi merupakan ukuran seberapa dalam sinyal informasi memodulasi sinyal pembawa. Apabila index modulasi terlalu besar (m>1) maka hasil sinyal termodulasi AM akan cacat dan apabila index modulasi terlalu rendah (m<1) maka daya sinyal termodulasi tidak maksimal.

Untuk menghindari keadaan overmodulasi yaitu keadaan dimana gelombang pembawa termodulasi lebih dari 100 %, maka kita harus dapat membatasi besar-kecilnya modulasi yang terjadi. Hal ini dapat diatasi dengan cara menentukan nilai index modulasi (m). Pengaruh indeks modulasi terhadap proses modulasi sinyal pembawa dapat di pahami dari gambar berikut:

Pengaruh Indeks Modulasi

Kondisi index modulasi m = 1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplituda menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi. Spektrum sinyal AM dapat digambarkan sebagai berikut:

Spektrum Sinyal AM

Dari gambar diatas terlihat, modulasi amplituda memerlukan bandwidth 2x bandwidth sinyal pemodulasi (= 2fm). Daya total sinyal AM dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut :

 

dimana Pc adalah daya sinyal pembawa

  adalah daya total sideband (LSB +USB)

Dari persamaan -persamaan tersebut di atas dapat kita diketahui bahwa lebar pita frekuensi (band width) dalam sebuah proses modulasi amplitudo (AM) adalah dua kali frekuensi sinyal informasi.

Tugas Dasar Telekomunikasi

1. Apakah definisi dari telekomunikasi ?

Jawaban :

Teknologi komunikasi jarak jauh dengan setiap pemancaran, penerimaan dan pengiriman dalam bentuk tulisan, gambar, suara melalui kawat, optic radio dan sistem elektromagnetik lainnya.

2. Sebutkan media atau sarana yang bisa digunakan untuk komunikasi (tradisional maupun modern) !

Jawaban :

A. Tradisional

- Kentongan

- Daun Lontar

- Keloncengan

- Burung Merpati

- Telepon Kaleng

- Surat Menyurat

- Telegraf

B. Modern

- Telephone Kabel

- Handphone

- Koran

- Televisi

- Mesin Faximile

- Radio

- Jaringan Internet

3. Sebutkan dan jelaskan saluran transmisi yang digunakan untuk berkomunikasi !

Jawaban :

1 Copper Media

Copper media merupakan semua media transmisi data yang terbuat dari bahan tembaga. Orang biasanya menyebut dengan nama kabel. Data yang dikirim melalui kabel, bentuknya adalah sinyal-sinyal listrik (tegangan atau arus) digital.

Jenis-jenis kabel yang dipakai sebagai transmisi data pada jaringan :

A. Coaxial Cable

Kabel ini sering digunakan sebagai kabel antena TV. Disebut juga sebagai kabel BNC (Bayonet Naur Connector). Kabel ini merupakan kabel yang paling banyak digunakan pada LAN, karena memiliki perlindungan terhadap derau yang lebih tinggi, murah, dan mampu mengirimkan data dengan kecepatan standar.

B. Twisted-Pair cable

Twisted Pair terdiri dari 2 jenis :

- Kabel STP (Shielded Twisted Pair)

Keuntungan menggunakan kabel STP adalah lebih tahan terhadap interferensi gelombang elektromagnetik baik dari dari dalam maupun dari luar. Kekurangannya adalah mahal, susah pada saat instalasi (terutama masalah grounding), dan jarak jangkauannya hanya 100m .

- Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair)

Keuntungan menggunakan kabel UTP adalah murah dan mudah diinstalasi. Kekurangannya adalah rentan terhadap interferensi gelombang elektromagnetik, dan jarak jangkauannya hanya 100m.

- Optical Media

Ada tiga jenis kabel fiber optic yang biasanya digunakan, yaitu single mode, multi mode dan plastic optical fiber yang berfungsi sebagai petunjuk cahaya dari ujung kabel ke ujung kabel lainnya. Dari transmitter^ receiver, yang mengubah pulsa elektronik ke cahaya dan sebaliknya, dalam bentuk light-emitting diode ataupun laser. Kabel fiber optic single mode merupakan fiber glasstunggal dengan diameter 8.3 sampai 10 mikrometer, memiliki satu jenis transmisi yang dapat mengantarkan data berkapasitas besar dengan kecepatan tinggi untuk jarak jauh, dan membutuhkan sumber cahaya dengan lebar spektrum yang lebih kecil. Kemampuan kabel jenis single mode dalam mengantarkan transmisi adalah 50 kali lebih cepat dari kabel jenis multimode,karena memiliki core yang lebih kecil sehingga dapat menghilangkan setiap distorsi dan pulsa cahaya yang tumpang tindih.

C Wireless Network

Saat ini sudah banyak digunakan jaringan tanpa kabel (wireless network), transmisi data menggunakan sinar infra merah atau gelombang mikro untuk menghantarkan data. Walaupun kedengarannya praktis, namun kendala yang dihadapi disini adalah masalah jarak, bandwidth, dan mahalnya biaya. Namun demikian untuk kebutuhan LAN di dalam gedung, saat ini sudah dikembangkan teknologi wireless untuk Active Hub (Wireless Access Point) dan Wireless LAN Card (pengganti NIC), sehingga bisa mengurangi semrawutnya kabel transmisi data pada jaringan komputer. Wireless Access Point juga bisa digabungkan (up-link) dengan ActiveHub dari jaringan yang sudah ada.

4 Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis modulasi analog !

Jawaban :

Jenis-jenis modulasi analog :

A. Amplitude modulation (AM)

B. Frequency modulation (FM)

C. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

A. Amplitude modulation (AM)

Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling simple, frekwensi pembawa atau carrier diubah amplitudenya sesuai dengan signal  informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan kata lain AM adalah modulasi dalam mana amplitude dari signal pembawa (carrier) berubah karakteristiknya sesuai dengan amplitude signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artimya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.

B. Frequency modulation (FM)

Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.

C. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa (diskrit) yang perubahannya mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal).

5. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis propagasi gelombang radio !

Jawaban :

Propagasi Ruang Bebas

Seperti kita ketahui bahwa permukaan bumi dapat mengubah propagasi suatu gelombang, dengan demikian kondisi yang ideal dari ruang bebas di mana gelombang elektromagnetik dipancarkan dapat kita asumsikan

Propagasi Antar 2 Titik di Bumi

Bila kita deskripsikan, jenis-jenis gelombang yang ada dapat dibedakan menjadi empat macam. Penjelasan untuk jenis gelombang itu adalah sebagai berikut  :

- Gelombang terarah antara dua titik. Propagasi gelombang yang demikian biasa disebut dengan propagasi segaris pandang (line of sight).

- Gelombang terpantul, yakni merupakan gelombang yang datang setelah adanya pantulan pada suatu titik antara di permukaan bumi.

- Gelombang permukaan, yakni merupakan gelombang yang merampat pada permukaan bumi mengikuti kelengkungan yang ada.

- Gelombang ionosferik atau gelombang langit merupakan gelombang yang mengarah ke atas langit meninggalkan pemancar kemudian bengkok karena ada lapisan konduksi dari lapisan pada atmosfir yang lebih tinggi, setelah itu kembali ke permukaan bumi.