Teknik Modulasi

Monday, May 14th 2012. | Teori Elektronika

Modulasi adalah proses penumpangan informasi yang terkandung dalam sebuah rentang frekuensi pada sebuah frekuensi pembawa. Proses kebalikan dari  modulasi disebut demodulasi. Contoh modulasi adalah proses penyiaran suara atau musik yang dipancarkan melalui sebuah pemancar radio. Sedangkan contoh demodulasi adalah proses penerimaan suara atau musik oleh sebuah pesawat penerima radio.

Modulasi digunakan untuk mengatasi ketidaksesuaian karakter sinyal dengan media( kanal) yang digunakan.Tanpa proses modulasi, informasi tidak praktis dikirimkan melalui media udara.

Alasan sinyal informasi harus dimodulasi sebelum ditransmisikan adalah.

1. Menghindari Interferensi

Sinyal-sinyal suara (frekuensinya sama) jika ditransmisikan secara bersamaan interferensi, dimana sinyal saling tumpang tindih dan mengganggu satu sama lain.

Dengan modulasi, frekuensi sinyal-sinyal suara dipindahkan ke wilayah frekuensi yang jauh lebih tinggi, sehingga dapat ditempatkan pada daerah-daerah frekuensi yang berbeda-beda. Proses ini disebut Frequency Division Multiplexing.

2. Ukuan Antena (Pembuatan Antena)

Propagasi/perambatan yang efektif, memerlukan ukuran antenna ¼ – ½ dari panjang gelombang sinyal yang akan ditransmisikan. Sinyal suara tidak praktis ditransmisikan secara langsung melalui media udara dalam bentuk sinyal aslinya. Frekuensi sinyal suara: 300-3000Hz

Ukuran antena : ¼ – ½ λ (pjg gelombang) dari sinyal yg akan ditransmisikan

\small \dpi{100} \lambda =\frac{c}{f}

Dimana,

λ : panjang gelombang
c : kecepatan cahaya, 3.e8
f : frekuensi sinyal suara

Sehingga ukuran antena untuk frekuensi informasi 3 KHz adalah :

\small \dpi{100} \lambda =\frac{3\cdot 10^8}{3\cdot 10^3}=100Km

λ = 100 km, sehingga ukuran antena harus ¼ λ – ½ λ = 25 – 50 km, ukuran antena tidak praktis

Dari informasi yang di transmisikan, modulasi dapat dikelompokan menjadi 2 kelompok yaitu :

Modulasi Analog

  • Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM)
  • Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)
  • Modulasi Fasa (Phase  Modulation, PM)

Modulasi Digital

  • Amplitude Shift Keying (ASK)
  • Frequency Shift Keying (FSK)
  • Phase Shift Keying (PSK)

Gelombang pembawa sering disebut carrier (pembawa) dan gelombang informasi yang ditumpangkan (dimodulasikan) disebut signal informasi. Selanjutnya gelombang pembawa akan dinyatakan oleh nilai tegangan keluaran sesaat yang biasa ditulis dalam bentuk persamaan gelombang sebagai berikut:

\small \dpi{100} e_{out}=A_{o}cos(2\pi f_{o}t)

Dimana :

eout : tegangan output gelombang pembawa (volt)
Ao : Amplitudo tegangan keluaran gelombang pembawa (volt)
fo : frekueansi gelombang pembawa (Hz)
t : waktu (det)

Demikian pula halnya dengan gelombang sinyal informasi sebagai berikut :

\small \dpi{100} e_{s}=A_{s}cos(2\pi f_{s}t)

Dimana :

es : tegangan keluaran gelombang sinyal informasi (volt)
As : Amplitudo tegangan keluaran gelombang sinyal informasi (volt)
fs : frekueansi gelombang sinyal informasi (Hz)
t : waktu (det)

Jika gelombang pembawa dimodulasi oleh sinyal informasi sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi, maka modulasi seperti ini biasa disebut modulasi amplitudo (Amplitude Modulation = AM). Bentuk gelombang sinyal pembawa (carrier) dan sinyal informasi dalam modulasi AM dapat dilihat pada gambar berikut :

Bentuk Gelombang Output Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM)

bentuk gelombang am,modulasi am,gelombang output modulasi amplitudo

Sedangkan jika gelombang pembawa itu dimodulasi oleh gelombang sinyal sedemikian rupa sehingga frekuensi gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal, maka modulasi ini disebut modulasi frekuensi (Frequency Modulation = FM). Bentuk gelombang output dari sinyal pembawa (carrier) dan sinyal informasi dalam modulasi FM dapat dilihat pada gambar berikut :

Bentuk Gelombang Output Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

bentuk gelombang fm,modulasi fm,gelombang output modulasi frekuensi

Dalam kehidupan sehari-hari, baik pemancar maupun penerima dari kedua jenis modulasi ini masing-masing sering disebut pemancar atau penerima AM dan pemancar atau penerima FM.

Keuntungan FM terhadap AM

  • Amplitudo sinyal FM konstan, sehingga pemancar tidak memerlukan penguat linier (Klas A, B) seperti pada pemancar AM, tapi cukup penguat Klas C yang mempunyai efisiensi lebih baik.
  • Adanya capture effect pada penerima FM, yakni sinyal yang lebih kuat ‟mengalahkan‟ sinyal lain yang lebih lemah pada frekuensi yang (hampir) sama. Dalam hal ini sinyal yang lebih lemah diterima di (limitter) penerima dengan mengalami peredaman, bukannya penguatan. Kondisi ini, dapat mencegah interferensi dengan sinyal lain yang tidak diinginkan.
  • FM tebih tahan terhadap derau, dapat dicapai dengan rangkaian ‟pre-emphasis‟ yang tidak terdapat di sistem AM. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Derau mempunyai efek yang lebih besar di frekuensi- frekuensi tinggi daripada rendah. Rangkaian pre-amphasis di pemancar akan menaikkan amplitudo komponen-komponen frekuensi tinggi, sehingga lebih tahan terhadap derau. Di penerima, melalui rangkaian de-emphasis, nilai amplitudo komponen2 frekuensi tinggi tersebut dikembalikan ke semula.
  • Pada Pemancar FM komersial, kanal frekuensi yang berdekatan dipisahkan oleh ‟guard band‟ selebar 25 kHz, sehingga mencegah interferensi antar kanal. Pemancar FM beroperasi pada daerah frekuensi VHF dan UHF dengan lebih sedikit derau dibandingkan dengan daerah frekuensi pemancar AM, yakni MF dan HF.
  • Komunikasi FM mendekati ‟line of sight‟ (antena pemancar dan penerima harus saling ‟melihat‟ yang membatasi radius penerimaan. Hal ini memungkinkan dioperasikannya beberapa pemancar berbeda pada frekuensi yang sama dengan interferensi yang kecil.

Kerugian FM terhadap AM

  • Kanal yang dibutuhkan pada komunikasi FM jauh lebih lebar dari AM
  • Peralatan pemancar dan penerima FM labih rumit daripada AM, terutama bagian modulator dan demodulatornya.
  • Penerimaan ‟Line of Sight‟ pada FM menyebabkan daerah cakupan FM lebih kecil daripada AM.

Berbagi Artikel "Teknik Modulasi":

Artikel Terkait "Teknik Modulasi"

Karena ilmu itu adalah cahaya yang selalu menerangi setiap kehidupan kita. Diperbolehkan meng-copy tulisan di blog ini dengan tetap menjaga amanah ilmiyah & mencantumkan URL Link alamat blog ini. Dan mohon koreksi apabila terdapat kesalahan dalam penyampaian materi. Semoga artikel "Teknik Modulasi" memberikan manfaat. Terima kasih

Like Untuk Ikuti Perkembangan Materi Elektronika

1 Komentar Untuk Artikel " Teknik Modulasi" »

Buat Pesan Untuk Artikel "Teknik Modulasi"

Be nice, Keep it clean, Stay on topic and No spam.
2+3= (Plus)