MODULATOR - DEMODULATOR

TUGAS V-CLASS  3

1.  Jelaskan cara kerja rangkaian MODULATOR FM!

2.  Jelaskan cara kerja rangkaian DEMODULATOR FM!

 

 Jawaban

  

 

1.  Jelaskan cara kerja rangkaian MODULATOR FM!

 

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!

 

Demodulasi FM adalah proses sebaliknya dari modulasi FM, yaitu proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi oleh rangkaian.

 

Proses terjadinya demodulasi terjadi pada alat untuk melakukan demodulasi yaitu demodulator atau detektor. Definisi demodulator sendiri adalah rangkaian yang penerima komunikasi (radio, televisi, dan radar) yang berfungsi memisahkan informasi asli dari gelombang campuran (yaitu gelombang isyarat  pembawa yang termodulasi. Demodulator sering juga disebut dengan detector.

 

 Dalam system modulasi frekuensi (FM) diterapkan rangkaian demodulator yang disebut diskriminator. sesudah isyarat informasi dipisahkan dari gelombang campuran, maka isyarat informasi itu dikuatkan dan ditampilkan sebagai  bunyi atau tanda-tanda lain (misalnya bayangan seperti dalam televisi).

 

Demodulasi sinyal FM memerlukan sebuah sistem yang akan menghasilkan output yang propesional terhadap deviasi frekuensi sesaat dari inputnya.salah satu sistem yang dapat mengakomodasi syarat diatas adalah Frequency Discriminator.

jenis demodulator FM yang lain adalah :

     ·         slope Detector

     ·         sound travis Detector

     ·         Quadrature Detector

     ·         ratio detector, dan lain-lain

      Prinsip kerja dari demodulator di atas yaitu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. 
      
      Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator balance diskriminator untuk proses modulasi. secara umum setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin untuk itu, setiap demodulator/diskriminator/detektor FM, secara teori, harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan dengan frekuensi.

MODULASI

TUGAS V-CLASS 2

1.      Jelas kantentang 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)

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