Pwm Demodulator

PRAKTIKUM TELEKOMUNIKASI DIGITAL PWM (Pulse Width Modulation) Demodulator

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Praktikum Telekomunikasi Digital Semester 4

Disusun Oleh: NAMA

: Erica Dwi Yuni A. N. A

NIM

: 1731130008

KELAS : TT - 2C

TEKNIK TELEKOMUNIKASI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2019

Pulse Width Demodulator 2.1 Tujuan 1. Untuk memahami teori operasi demodulator lebar pulsa. 2. Untuk memahami teori operasi PWM ke PAM lebar pulsa demodulator. 3. Untuk memahami teori operasi PWM ke PPM lebar pulsa demodulator. 4. Untuk merancang dan mengimplementasikan demodulator lebar detektor produk.

2.2 Alat dan Bahan No Alat dan Bahan 1. Power Supply 2. Generator Fungsi 3. Osiloskop Digital 4. Modul PWM 5. Jumper 6. Banana to banana 7. BNC to alligator

Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah Secukupnya 3 buah 2 buah

2.3 Dasar Teori Pada

bab

3,

kami

menggunakan

osilator

gelombang

persegi

dan

monostablemultivibrator untuk menghasilkan sinyal PWM. Sinyal termodulasi ini digunakan untuk mengirimkan data digital dan analog. Amplitudo sinyal PWM mempertahankan konstan, tetapi lebar pulsa akan bervariasi oleh amplitudo sinyal audio input. Bab ini terutama memperkenalkan metode demodulasi sinyal PWM dan sinyal PWM yang dihasilkan sesuai dengan monostablemultivibrator pada bab 3.

Ada banyak jenis demodulator lebar pulsa, kami akan memperkenalkan demodulator PWM umum dalam bab ini. Tipe pertama adalah membiarkan sinyal dikonversi menjadi sinyal PAM (modulasi amplitudo pulsa), kemudian melalui filter lowpass dan demodulasi. Jika ada tiga pulsa PWM berturut-turut yang berdekatan satu sama lain seperti ditunjukkan pada Gambar 4-1 (a), maka masukan pulsa ini ke dalam integrator

dan sirkuit ambang tegangan. Ketika pulsa muncul, maka pulsa akan mulai berintegrasi dan menghasilkan ramp hingga pulsa terakhir muncul. Jadi, ketinggian ramp sebanding dengan lebar pulsa, ramp dipertahankan pada waktu puncak maksimum, setelah waktu tetap, tegangan akan kembali ke tegangan nol. Maka akan menghasilkan sinyal Vbseperti yang ditunjukkan pada gambar 4-1 (b). Demodulator perlu menghasilkan amplitudo tetap dan lebar sinyal pulsa yang sama, maka jumlah sinyal pulsa ini dengan sinyal Vbangka 4-1 (b), akhirnya kita mendapatkan sinyal VC seperti pada gambar 4-1 (c) . Biarkan sinyal VC melewati sirkuit limiter jika sinyalnya lebih tinggi dari tegangan referensi Vth.

Hasilnya ditunjukkan pada gambar 4-1 (d), yang merupakan sinyal PAM. Akhirnya biarkan sinyal PAM melewati filter low-pass untuk mendapatkan sinyal demodulasi PWM. Tipe kedua adalah membiarkan sinyal PWM dikonversi menjadi sinyal PPM (modulasi posisi pulsa), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-2. Pada Gambar 4-2, kita dapat memperoleh sinyal PPM dengan membedakan sinyal PWM. Setelah itu, itu akan menghasilkan pulsa PPM tepi negatif di tepi positif dari pulsa PWM sampai ujung pulsa PWM tepi negatif. Pada saat yang sama, setel ulang pulsa tepi positif hingga periode pulsa berakhir, yaitu sinyal PPM (1) pada Gambar 4-2. Selanjutnya kita menggunakan dioda untuk menghilangkan pulsa tepi negatif dari sinyal PPM (1), kemudian kita mendapatkan sinyal PPM (2). Jika kita membiarkan sinyal ini melewati monostablemultivibrator, yang dapat menyediakan bandwidth tetap dengan sinyal gelombang persegi, maka kita dapat memperoleh sinyal PPM khas seperti yang ditunjukkan pada PPM (3) pada gambar 4-2. Akhirnya, biarkan sinyal PPM melewati timer yang sempit dan RS flip-flop dengan efek pemicu tepi, kemudian pada port output, kita dapat memperoleh sinyal PWM yang didemodulasi.

Jenis lain dari demodulator PWM adalah detektor produk. Diagram blok dan bentuk gelombang sinyal dari detektor produk demodulator PWM ditunjukkan pada Gambar 4-3. Jika kita membiarkan sinyal PWM dan input sinyal pembawa ke detektor produk, sementara itu, membiarkan sinyal PWM dan sinyal pembawa menjadi positif atau negatif secara bersamaan, maka terminal output dari detektor produk akan menerima sinyal

pulsa Va, dan kirim sinyal Va ke filter low-pass untuk mendapatkan sinyal PWM yang didemodulasi.

Gambar 4-4 adalah diagram sirkuit internal MC1496. Transistor Q5dan Q6 adalah pembeda. Mereka digunakan untuk mengaktifkan penguat diferensial ganda, yang dibentuk oleh Q1,Q2,Q3 dan Q4. Q5 dan Q6 juga dapat digunakan untuk mengontrol kapasitas saat amplifier diferensial ganda. Transistor Q7 dan Q8 adalah sumber saat ini. Mereka menyediakan arus konstan untuk Q5 dan Q6. Kita bisa menghubungkan resistor antara pin 2 dan pin 3 untuk mengontrol gain dari seluruh rangkaian.

(a) Bentuk gelombang sinyal PWM Bentuk

(b) gelombang setelah diproses oleh integrator dan sirkuit ambang tegangan

(c) . Sinyal keluaran dari Vb dengan sinyal pulsa.

(d) Bentuk gelombang sinyal PAM. Gambar 4-1 Diagram sinyal PWM ke PAM.

(a) Diagram sirkuit PWM ke PPM.

(b) Bentuk gelombang PWM ke PPM

Gambar 4-2 Diagram sirkuit dan bentuk gelombang PWM ke PPM

Gambar 4-3 Diagram blok sinyal gelombang dari detektor produk demodulator PWM.

Sinyal termodulasi PWM dimasukkan melalui pin 1 dan pin 4. Sinyal pembawa dimasukkan melalui pin 8 dan pin 10. Arus bias penguat ditentukan oleh resistor eksternal, yang biasanya terhubung ke basis Q7 dan Q8 at is pin 5. Ini karena detektor memiliki dua terminal output (pin 6 dan pin 12), sehingga kita dapat membiarkan salah satu terminal output menjadi output dari detektor. Kemudian output lain dapat digunakan sebagai kontrol gain otomatis (AGC).

G a m b a r

4 4 Diagram sirkuit internal MC1496.

Gambar 4-4 adalah diagram rangkaian demodulator PWM dengan menggunakan detektor produk MC1496, yang sebelumnya diperkenalkan pada Bab 3. Ada dua op-amp U1 dan U2 di sirkuit, tujuannya adalah untuk menyesuaikan tingkat tegangan dari Sinyal PWM dan sinyal pembawa sehingga MC1496 dapat beroperasi dengan baik. Sinyal input aktual biasanya antara 300 mVpphingga 1400 mVpp. Jika sinyal PWM lebih tinggi dari 300 mVpp, maka detektor produk beroperasi di kawasan linier. R7 digunakan untuk mengontrol penguatan MC1496. Kapasitor C1, C2, C4, C5dan C9 adalah kapasitor kopling, yang digunakan untuk memblokir sinyal DC dan membiarkan sinyal AC lewat. VR1 dan VR2 digunakan untuk mengatur penguatan U1 dan U2. VR3 digunakan untuk mengubah jangkauan sinyal input PWM. Dalam percobaan ini, sinyal output dari MC1496 adalah sinyal pulsa, biarkan sinyal pulsa ini melewati U4, C11,C12,R11,R12 dan R13 yang merupakan 2nd urutan rendah-pass filter untuk mendapatkan Sinyal demodulasi PWM.

Gambar 4-4 Diagram sirkuit demodulator PWM dengan menggunakan MC1496.

2.4 Prosedur Percobaan 2.4.1 Gambar Rangkaian

Gambar 4-5 Diagram Jalur Demodulator PWM 2.4.2 Percobaan 1: Demodulator PWM 1. Lihat gambar 4-5 atau gambar DCT4-1 pada modul GOTT DCT-6000-02. 2. Dalam percobaan ini, sinyal PWM termodulasi diproduksi oleh modulator PWM pada Gambar 3-8. Pada saat ini, amplitudo terminal input sinyal audio adalah 1,5 V dan frekuensi input adalah 700 Hz. 3. Pada Gambar 3-8, terminal output multivibrator astabil (yaitu pin 3 dari U1 LM555, titik uji TP3) terhubung ke terminal input sinyal pembawa (Carrier I / P). 4. Pada Gambar 3-8, terminal keluaran multivibrator yang monostabel (yaitu pin 3 U2 LM555) terhubung ke terminal input sinyal PWM (PWM I / P). 5. Sesuaikan VR1 untuk meminimalkan distorsi sinyal keluaran U1 (μA741). 6. Sesuaikan VR2 dan VR3 hingga kami mendapatkan sinyal yang didemodulasi dengan benar. 7. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada sinyal input PWM, sinyal pembawa, U1 output sinyal (uji titik TP1), U2 sinyal output (uji titik TP2), sinyal output dari MC1496 pin 10 (uji titik TP3), sinyal output dari MC1496 pin 1 (test point TP4), sinyal output MC1496 pin 12 (test point TP5), sinyal input low-pass filter (test point TP6) dan

demodulation PWM signal (Audio O / P). Akhirnya catat hasil yang diukur pada tabel 4-1. 8. Lihat gambar 3-8, ubah frekuensi sinyal audio input menjadi 500 Hz dan yang lainnya tetap sama. 9. Ulangi langkah 5 hingga langkah 7 dan catat hasil yang diukur pada tabel 4-2.

2.5 Data Hasil Percobaan Tabel 2.5.1 Hasil terukur demodulator PWM. (Vm = 1.5 V, fm = 700 Hz) Poin Tes

Carrier Terminal Input

TP1

Output Sinyal Gelombang Bentuk

Poin Uji

TP2

TP3

TP4

Output Sinyal Gelombang Bentuk

Poin Uji

TP5

TP6

Audio O / P

Output Sinyal Bentuk Gelombang

Tabel 2.5.2 Hasil pengukuran demodulator PWM. (Vm = 1.5 V, fm = 500 Hz) Poin Uji

Terminal Input Sinyal

TP1

Output Sinyal Gelombang Bentuk

Poin Uji

TP2

TP3

TP4

Output Sinyal Gelombang Bentuk

Test Poin

TP5

TP6

Audio O / P

Keluaran Signal Bentuk gelombang

2.5 Analisa Percobaan 

Sinyal Carrier

Pada demodulasi PWM menggunakan sinyal carrier dari TP3 modulasi PWM yang memiliki bentuk gelombang kotak. 

TP 1

Pada hasil TP1 hasil sinyal carrier telah melewati C1 dimana pada capasitor hanya melewatkan sinyal AC, kemudian melewati op-amp yang berguna menguatkan frekuensi inputan dan menyesuaikan tingkat tegangan dari sinyal carrier. Pada proses ini VR1 di atur agar hasil sinyal keluaran tidak mengalami distorsi. 

TP 2

Pada hasil TP2 hasil sinyal modulasi PWM telah melewati C2 dimana pada capasitor hanya melewatkan sinyal AC, kemudian melewati op-amp yang berguna menguatkan frekuensi inputan dan menyesuaikan tingkat tegangan dari sinyal carrier. Pada proses ini VR2 di atur agar hasil sinyal keluaran tidak mengalami distorsi. 

TP 3

Pada hasil TP3 bentuk sinyal kotak namun tidak flat(datar). Sinyal dari TP1 merupakan sinyal AC karena telah melewati C4. Sinyal ini berfungsi sebagai inputan carrier pada IC MC1496. 

TP 4

Pada hasil TP4 ini bentuk sinyalnya kotak dan telah melewati C5 sengga menghasilkan sinyal AC. Pada TP4 ini telah dipengaruhi oleh VR3 yang berfungsi untuk merubah-ubah sinyal inputan untuk IC MC1496. 

TP 5

Pada TP5 ini mulai terlihat tinggi amplitudonya karena sinyal ini hasil keluaran dari IC MC1496. Arus bias penguat ditentukan oleh R7. Hal ini karena detektor memiliki dua terminal output, sehingga kita dapat membiarkan salah satu terminal output menjadi output dari detektor. Maka output yang lain dapat digunakan sebagai kontrol gain otomatis (AGC). 

TP 6

Pada hasil TP6 bentuk sinyal mulai membentuk sinusoida namun masi memiliki noise. Sinyal ini telah melewati LPF(Low Pass Filter) dimana tersusun dari komponen kapasitor dan resistor, sehingga mengakibatkan pelemahan pada frekuensi. 

O/P PWM

Pada hasil keluaran sinyal demodulasi PWM mulai terlihat, bentuk sinyal demodulasi sama dengan informasi, namun amplitodonya lebih rendah karena telah melewati banyak proses dan fasanya sedikit bergeser kita-kira sebesar 20º. 2.6 Kesimpulan  

Proses demodulasi adalah mengembalikan hasil sinyal modulasi menjadi seperti sinya informasi dengan cara memisahkan dari sinyal carriernya. Pada hasil demodulasi PWM hasilnya sama dengan sinyal informasi namun amplitudonya mengalami pelemahan dan fasanya sedikit bergeser kira-kira sebesar 20º.