Mux&mod

DASAR TELEKOMUNIKASI

MODULASI & MULTIPLEX SAEFUL BAHRI, ST, MT Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta

TRANSMISI BASEBAND SIGNAL Pengirim (transmitter)

Penerima (receiver)

BASEBAND SIGNAL

 Baseband signal : sinyal yang membawa informasi

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi  Modulasi adalah suatu proses pencampuran gelombang sinyal antara gelombang pemodulasi dengan gelombang yang dimodulasi atau gelombang pembawa (carrier) sehingga diperoleh gelombang yang termodulasi.  Modulasi merupakan suatu penumpangan sinyal (gelombang) pemodulasi/ informasi ke sinyal pembawa.  Gelombang pembawa biasanya adalah sebuah sinusoida em(t)

MODULATOR

eMD(t)

Ec(t) = Ec sin ( ct +  )

Sinyal Pembawa Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Tujuan  Memindahkan frekuensi, biasanya dari frekuensi rendah ke tinggi. Dengan tujuan agar sinyal (informasi) dapat ditransmisikan ke jarak yang jauh dengan cara menumpangkan sinyal tersebut pada suatu sinyal yang memiliki frekuensi yang jauh lebih tinggi.  Agar dapat dilakukan multiflexing yaitu untuk dapat menggunakan suatu fasilitas saluran bersamaan untuk beberapa kanal informasi dengan cara menumpangkan sinyal informasi pada suatu sinyal pembawa yang memiliki frekuensi berbeda-beda.  Untuk menaikkan rasio S/N, yaitu dengan menaikkan bandwidthnya (misalkan dengan menggunakan modulasi frekuensi) Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Karakteristik Sinyal

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Jenis-jenis Modulasi  Proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal carrier :  Menumpangkan Informasi ke komponen amplitudo dari sinyal carrier Amplitude Modulation (PM)  Menumpangkan Info ke komponen phasa dari sinyal carrier Phase Modulation (PM)

 Menumpangkan Info ke komponen frekuensi dari sinyal carrier Frequency Modulation (FM)

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Jenis-jenis Modulasi  Jika Ec(t) adalah suatu sinyal pembawa, maka : Ec(t) = Ec sin (c t +  ) Modulasi amplitudo (amplitude modulation, AM)

Modulasi sudut

(angle modulation)

( c t +  )

Modulasi frekuensi

Modulasi fase

(Frequency Modulation, FM)

(Phase Modulation, PhM)

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Amplitudo Misalkan suatu gelombang pembawa sinusoida dan sinyal informasi masing-masing didefinisikan sebagai : m(t)  Pembawa : Vc(t) = Ac sin (ct)  Pemodulasi : m(t) Maka sinyal termodulasi ditentukan sbb : VAM(t) = [Ac + m(t)] sin (ct)

Vc(t)

= Acsin (ct) + m(t) sin (c t) = Acsin (ct) +

m(t ) Ac sin (c t) Ac

= Vc(t) + k. m(t). Vc(t) = (1 + k. m(t)) Vc(t)

Prodi Teknik Elektro

VAM(t)

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Amplitudo Untuk m(t) = Am sin (mt) maka VAM (t) = [Ac + Am sin (mt)] sin (ct) A

= Ac [1 + Am sin (mt)] sin (ct) c

VAM (t) = Ac [1 + m sin (mt)] sin (ct) VAM(t) = Acsin (ct) + mAc sin (mt) sin (ct)

m m = Acsin (ct) + Accos (c - m)t – Ac cos(c + m)t 2 2 Dimana : m = Am/Ac = derajat modulasi Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Amplitudo

fm

fc

fc-fm fc

fc+fm

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

 Dari gambar spektrum AM, diperoleh :  (Fc-W) sampai dengan (fc-fm) : LSB (Lower Side Band)  (Fc+fm) sampai dengan (fc+W) : USB (Upper Side Band) Modulasi ini disebut : DSBTC (Double Side Band Transmitted Carrier).  Jika Fc dihilangkan sehingga sinyal yang dikirimkan hanyalah kedua side band saja maka modulasi ini disebut dengan DSBSC (Double Side Band Supressed Carrier).

fc - W fc - fm

fc

fc + fm fc + W

DSBTC Prodi Teknik Elektro

fc - W fc - fm

fc + fm fc + W

DSBSC Fakultas Teknik UMJ

 Jika sinyal yang dikirimkan hanyalah salah satu side band saja (bisa USB atau LSB) maka modulasi ini disebut dengan SSB (Single Side Band).

fc + fm fc + W

fc - W fc - fm

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

 Jika kedua sideband dipakai tetapi masing-masing membawa sinyal yang berbeda disebut dengan ISB (independent Side Band)  Jika digunakan kedua side band namun salah satu side band dihilangkan karena kedua side band tersebut berdekatan dan sukar untuk menghilangkan salah satunya disebut dengan VSB (Vestigial Side Band)

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Hubungan Daya pada AM X AM t   1 Am cos  mt Ac cos ct Am Ac cosc   m t  cosc   m t   Ac cos  ct  2

Nilai rms

Ac 2

Am Ac 2 2 2

sidebands

Daya pada resitansi 1ohm : 2

V P R

carrier Two sidebands

Prodi Teknik Elektro

Ac2 2 Am2 Ac2 4



 Am2 Ac2   2   8  Fakultas Teknik UMJ

 Dimisalkan Am= 1, daya total yang ditransmisikan

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

 Double Sideband Suppressed Carrier (DSBSC) mampu menghemat daya hingga 66,7% dari total daya yang ditransmisikan  Single Sideband Suppressed Carrier (SSBSC) dapat menghemat daya hingga 83,3 % dari total daya yang ditransmisikan

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Frekuensi MODULATOR FM

em(t)

Pembawa ec(t) = Ec cos (2 f ct)

eFM(t)

Frekuensi sesaat fi = fc + k.eM(t)

Deviasi frekuensi = f Kepekaan (sensitivitas) =

Prodi Teknik Elektro

perubahan frekuensi perubahan tegangan pemodulasi

Fakultas Teknik UMJ

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Frekuensi (lanj.)

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Persamaan Isyarat FM eFM (t) = Ec cos i ; i = sudut sesaat (radian) = Ec cos [  i.dt] ; i = kecepatan sudut sesaat (rad/dt) = Ec cos [  2 fi.dt] = Ec cos [2  (fc + k.em)dt] = Ec cos [2 fc.t + 2k emdt] eFM (t) = Ec cos [2 fc.t + k’ emdt]

; k’ = 2k

Jika pemodulasi berupa frekuensi (nada) tunggal em (t) = EM cos [2 fmt] maka eFM (t) = Ec cos [2 fc.t + k’  Em cos (2fmt)dt]

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Persamaan Isyarat FM (lanj.) eFM (t) = Ec cos [2 fc.t + k’  EM cos (2fmt)dt] = Ec cos [2 fc.t +

k ' EM sin (2fmt)] 2f m

f = Ec cos [2 fc.t + sin (2fmt)] fm

eFM (t) = Ec cos [2 fc.t +  sin (2fmt)] f  = indeks modulasi = fm

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Modulasi Phasa

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

RELASI FM & PM

m(t)

t  0

Frequency Modulator

FM

carrier

m(t)

d dt

Phase Modulator

PM

carrier

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

dm(t)/dt

m(t)

FM

Prodi Teknik Elektro

PM

Fakultas Teknik UMJ

MULTIPLEXING  Suatu cara untuk menggabungkan beberapa kanal suara ke dalam satu saluran transmisi.  Multiplexing merupakan suatu cara untuk mengefisiensikan penggunaan satu saluran transmisi, sehingga dapat dipakai bersama-sama dengan kanal suara yang lainnya.  Agar sinyal tidak bercampur satu dengan yang lainnya (tidak terjadi interferensi), maka perlu dilakukan pemisahan.  Pemisahan :  Berdasarkan frekuensi  Berdasarkan waktu

Prodi Teknik Elektro

: FDM (Frequency Division Multiplexing : TDM (Time Divison Multilexing)

Fakultas Teknik UMJ

FDM  Pada FDM, Kanal-kanal suara digabungkan dengan cara membagi-bagi frekuensi transmisi menjadi bagian yang sama besar untuk masing-masing kanal dengan cara memodulasikan sinyal pembawa yang berlainan frekuensinya.  Metode modulasi yang umunya digunakan : Single Side Band (SSB)

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

FDM  Blok diagram sistem FDM

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ

TDM  Pada TDM, Kanal-kanal suara digabungkan dengan cara membagi-bagi saluran dalam waktu-waktu tertentu untuk kanal-kanal suara yang akan dikirim.  TDM digunakan pada transmisi digital  Blok diagram sistem TDM :

Prodi Teknik Elektro

Fakultas Teknik UMJ