Laporan Praktikum

Dasar sistem Telekomunikasi

PAM (Pulse Amplitude Modulation)

Disusun Oleh :

1.      Satria Bagaskara                      (14050874007)

2.      Bagus Rio Rynaldo                 (14050874016)

3.      Ahmad Sulthoni                      (14050874025)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS  NEGERI SURABAYA

PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)

TUJUAN

Mengetahui bentuk output keluaran sinyal PAM dan mengetahui pengaruh variasi frekuensi sinyal pemodulasi dan sinyal pembawa terhadap output sinyal yang dihasilkan pada modulator dan demodulator.

TEORI

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinusberfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.

Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu

·         Modulasi analog

adalah komunikasi yang mentransmisikan sinyal-sinyal analog yaitu time signal yang berada pada nilai kontinu pada interval waktu yang terdefinisikan. Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.

·         Modulasi digital

adalah suatu sinyal analog di modulasi berdsarkan aliran data digital. Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant dari metode modulasi analog.

Perbedaan utama antara modulasi digital dan modulasi analog  adalah terletak pada bentuk sinyal informasinya. Pada modulasi analog, sinyal informasinya berbentuk analog dan sinyal pembawanya analog. Sedangkan pada modulasi digital, sinyal informasinya berbentuk digital dan sinyal pembawanya analog.
Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal menjadi satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah. Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh. Sebagai contoh Sinyal informasi (suara, gambar, data), agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Yaitu untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.

Tujuan Modulasi

·         Transmisi menjadi efisien atau memudahkan pemancaran.

·         Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah.

·         Menekan derau atau interferensi.

·         Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi radio.

·         Untuk multiplexing, proses penggabungan beberapa sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama-sama melalui satu kanal transmisi.

Fungsi Modulasi

Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk tergangu oleh noise. Sedangakan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi. Hal ini dilakukan pada transmisi data tanpa kabel (dengan antena), dengan membesarnya data frekuensi yang dikirim maka dimensi antenna yang digunakan akan mengecil.

Pada PAM, amplitudo pulsa-pulsa pembawa dimodulasi oleh sinyal pemodulasi. Amplitudo pulsa-pulsa pembawa menjadi sebanding dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Semakin besar amplitudo sinyal pemodulasi maka semakin besar pula amplitudo pulsa pembawa. Pembentukan sinyal termodulasi PAM dapat dilakukan dengan melakukan pencuplikan (sampling), yaitu mengalikan sinyal pencuplik dengan sinyal informasi. Proses ini akan menghasilkan pulsa pada saat pencuplikan yang besarnya sesuai dengan sinyal informasi (pemodulasi). Pada proses pemodulasian ini perlu diperhatikan bahwa kandungan informasi pada sinyal pemodulasi tidakboleh berkurang. Hal ini dapat dilakukan dengan persyaratan bahwa pencuplikan harus dilakukan dengan frekuensi minimal dua kali frekuensi maksimum sinyal pemodulasi (2.fm), atau sering disebut dengan syarat Nyquist. Jika frekuensisinyal pencuplik dinotasikan dengan fs dan frekuensi maksimum sinyal pemodulasi dinotasikan dengan fm, maka syarat Nyquist dapat ditulis sebagai:

Dimana : fs = frekuensi sampling ( pencuplikan )

fm= frekuensi maksimum sinyal analog

Jika frekuensi sampling lebih rendah dari dua kali frekuensi maksimum sinyal input analog maka terjadi overlap (tumpang tindih).

Dalam praktiknya pada komunikasi digital, sinyal PAM kurang disukai karena bentuk karakteristik sinyalnya menyebabkan sinyal ini tidak tahan terhadap error karena faktor kekontinuitasanya.

GAMBAR RANGKAIAN

Rangkaian 1

Gambar 2. Modulator PAM (Rangkaian 1)

ANALISIS

Berikut ini adalah skema terbentuknya sinyal PAM (Pulse Amplitude Modulation) :

Gambar 1

Dari skema diatas dapat kami jelaskan bahwa PAM (Pulse Amplitude Modulation) itu dihasilkan oleh dua sinyal yang disatukan atau dimodulasi, yaitu sinyal dengan Frekuensi Rendah atau biasa disebut dengan sinyal Informasi dan Sinyal Frekuensi tinggi atau Sinyal Carier. Sinyal Informasi (Fm) dan sinyal Carrier (Fc) akan dimodulasi oleh sebuah alat yang disebuat MODULATOR sehingga akan menghasilkan sebuah sinyal baru yang unik. Dibawah ini adalah Rangkaian dari sebuah Modulator :

Gambar 2

Dari rangkaian Modulator yang kami buat diatas kami memperoleh data-data sebagai hasil dari uji coba menggunakan software Multisim. Ada beberapa variasi dari nilai inputinformasi dan sinyal carier yang kami masukkan dalam uji coba ini dan hasil dari sinyal outputnya pun berbeda-beda setelah kami melakukan variasi tersebut (lihat gambar dibawah). Untuk membuat sinyal PAM (Pulse Amlitude Modulation) yang sesuai dengan Gambar 1 diatas mempunyai syarat tertentu, yaitu Frekuensi sinyal carrier (Fc) haris dua kali lebih besar daripada sinyal informasi (Fm) atau biasa disebut Sampling (mengubahsinyalyang tadinyaberupasinyalkontinyumenjadisinyaldiskrit/bit bit digital) , yang ditulis sebagai berikut :

(Fc>>2.Fm)

Dari data hasil simulasi yang diperolehterlihatbahwaAmplitudo pulsa pembawa menjadi sebanding denganamplitudo sinyal pemodulasi, yang maksutnyaadalahPulsa yang terkirimbergantungpada amplitude sinyalpemodulasi(informasi).Dan juga apabila semakin Besar frekuensi dari sinyal carrier maka sinyal outputnya akan semakin bagus pula. Dari simulasi yang kami lakukan Pulsa sinyal akan sempurna dan bagus jika sesuai syarat yaitu Fc>>2.Fmyaitu padain 2vpp 100hz carier 4vpp 600hz dan in 2vpp600Hz carier4vpp3.9 kHz. Sedangakan pada in 4vpp 100hz carier 2vpp 600hz sinyalnya tidak sesuai dengan output sinyal PAM . Menurut Teori Nyquistbila frekuensi sampling/carrier lebih kecil dar frekuensi informasi/sumber maka akan terjadi penumpukan frekuensi (Aliasing).

Pulsa yang diterima merupakan perpaduan antara sinyal informasi dan sinyal carier. Rangkaian PAM memiliki kelebihanya itu mudah dalam membaca data yang terkirim, selain memiliki kelebihan rangakaian PAM juga memiliki kelemahan yaitu data yang terkirim tidak sempurna jika terjadi gangguan pada amplitude sinyal informasi. Gangguan tersebut biasanya terdapat pada jarak jangkauan  pengiriman sinyal yang disebabkan cuaca ataupun gangguan dari sinyal lainnya.

Apabila frekuensi dari sinyal carier lebih kecil dari sinyal  informasi maka data yang terkirim juga akan sulit untuk dianalisa, karena tidak semua sinyal carier terkirimkan atau dapat dikatakan terdapat beberapa sinyal yang hilang. Hal tersebut mengakibatkan data yang diterima tidak utuh  lagi atau cacat.  Jika frekuensi sinyal carier  lebih  besar  dari sinyal  informasi maka akan  terjadi miss yang dikarenakan level bandwidth yang terlalu besaruntuk di transmisikan atau  dikirimkan.

Kesimpulan :

1.      Pada PAM, gelombang carrier yang digunakan adalah gelombang kotak (digital) yang akan digunakan sebagai sinyal sampling (mengubahrepresentasisinyalyang tadinyaberupasinyalkontinyumenjadisinyaldiskrit/bit bit digital).

2.      Gelombang output merupakan hasil sampling dari gelombang informasi, sehingga level tegangan sinyal sampling akan mengikuti amplitudo sinyal informasi.

3.      Semakin tinggi frekuensi sinyal sampling, maka akan semakin bagus dan presisi output yang dihasilkan.

4.      Pada Demudulator sinyal akan dikembalikan seperti sinyal Aslinya atau sinyal informasinya.Rangkaian Demodulator akan kita pasangkan pada output sinyal Modulator. Demodulator ini hanya terdiri dari Potensiometer dan Capasitor. Walaupun sinyal output dari  Demodulator ini belum membentuk sinyal informasi yang sempurna tetapi sinyal output demodulator ini sudah menyerupai sinyal Informasi yaitu berupa gelombang sinus.

Jika Potensiometer kita besarkan nilai resistansinya maka akan berpengaruh pada tinggi tegangan Peak to peak.nya( Vpp), semakin besar nilai dari Potensiometer maka nilai Vpp akan semakin rendah. Dan sebaliknya jika nilai resistansi Potensiometer rendah maka Vpp akan semakin besar. Sedangkan Kapasitor sendiri digunakan sebagai penghalus Sinyal sinus, juka nilai kapasitansi kapasitor semakin besar maka sinyal outputnya akan semakin halus dan apabila nilai kapasitansi kapasitor semakin kecil maka sinyal output akan semakin kasar.

Kesimpulan dari Demodulator :

1.      Nilai resistansi pada Potensiometer berpengaruh pada Vpp (tegangan peak to peak) dari sinyal sinus.

2.      Nilai kapasitansi dari Kapasitor berpengaruh pada halus kasarnya dari sinyal sinus.

Gambar Sinyal informasi dan Sinyal carrier

( padain 2vpp 100hz carier 4vpp 600hz dan in 2vpp600Hz carier 2vpp 3.9 kHz )

Gambar tampilan sinyal Modulasi

(padain 2vpp 100hz carier 4vpp 600hz dan in 2vpp600Hz carier 2vpp 3.9 kHz)

Gambar tampilan Sinyal Informasi dan Sinyal Carrier

( 4vpp 100hz carier 2vpp 600hz )

Gambar Tampilan Sinyal Modulasi

( 4vpp 100hz carier 2vpp 600hz )

Gambar output Demodulator

( Potensiometer 22k )

Gambar output Demodulator

( Potensiometer 10k )

Gambar Output Demodulator ( Kapasitor 0,01uF dan Potensio 22k )

Gambar Output Demodulator ( Kapasitor 1uF dan Potensio 22k )