BUKU PETUNJUK PRAKTIKUMLABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASISEMESTER IIIPRAKTIK 4JUDULFREQUENCY MODULATION (FM)PROGRAM STUDITEKNIK TELEKOMUNIKASI - BROADBAND MULTIMEDIAJURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTAFREQUENCY MODULATION(FM)TUJUAN Menampilkan bentuk sinyak FM Menjelaskan apa yang dimaksud dengan modulasi FM Menjelaskan perbedaan antara FM dan AM. Menjelaskan alasan penggunaan Pre dan De Emphasis. Angel modulatorModulasi sudut adalah kelas modulasi analog. Teknik ini didasarkan pada mengubah sudut (atau fase) dari gelombang pembawa sinusoidal untuk mengirimkan data, yang bertentangan dengan memvariasikan amplitudo, seperti di AM transmisi.Angle Modulation modulasi di mana sudut pembawa gelombang sinus bervariasi oleh gelombang modulasi. Frekuensi Modulation (FM) dan Phase Modulation (PM) dua jenis modulasi sudut. Dalam modulasi frekuensi sinyal modulasi menyebabkan frekuensi pembawa bervariasi. Variasi ini dikendalikan oleh kedua frekuensi dan amplitudo gelombang modulasi. Pada fase modulasi pada tahap dari carrier dikendalikan oleh gelombang modulasi.Dua jenis utama dari modulasi sudut adalah:Modulasi frekuensi (FM), dengan korespondensi digital frekuensi-shift keying (FSK).Modulasi fasa (PM), dengan korespondensi fase-shift keying nya digital (PSK).Modulasi AnalogDalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog:Angle Modulation Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM) Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)Quadrature amplitude modulation (QAM)ANGEL MODULATIONYang termasuk jenis ini yaitu Frequency Modulation (FM) dan Phase Modulation (PM).Modulasi sinyalnya dinyatakan sebagai : s(t) = Ac cos[2 fct + (t)] Untuk PM, phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi : (t) = np m(t) dimana : np = indeks PM. Untuk FM, derifatif phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi : (t) = nf m(t) dimana : nf = indeks FM. Angel demodulatorDemodulator FMDefinisi demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi oleh rangkaian.Definisi demodulator 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. Misalnya dalam system modulasi amplitude (AM) dikenal jenis-jenis detector linier, detector kuadrat, dan detector Kristal.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 proporsional 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 Round Travis Detector Quadrature Detector Ratio detector, dan lain-lainPrinsip kerjanya:Disini suatu demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM. Disini kita menggunakan suatu slope Demodulator Balance discriminator 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.Deviasi FrekuensiT1T2T3T4F1=1/T1F2=1/T2F3=1/T3F4=1/T4Gambar 2.3 Perubahan frekuensi terhadap waktuSumber : Tomasi, 1988 : 265Gambar 2.3 menunjukkan suatu bentuk gelombang sinyal sinusoida dengan frekuensi yang berubah (berdeviasi) terhadap waktu. Tampak dalam gambar tersebut, bahwa perubahan periode (T) mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi (f). Perubahan frekuensi tersebut dinamakan deviasi frekuensi. Dalam kaitannya dengan modulasi frekuensi, (Tomasi, 1988 : 269) menyatakan bahwa deviasi frekuensi adalah perubahan frekuensi yang muncul pada pembawa akaibat pengaruh sinyal pemodulasi.Dengan pemisalan bahwa frekuensi f1 = 1/T1 pada sinyal sinusoida dalam Gambar 2.1 terjadi dalam selang waktu dari t=0 sampai dengan t=t1, serta frekuensi f2 = 1/T2 terjadi dalam selang waktu dari t=t1 sampai dengan t=t2, maka perubahan (deviasi) fekuensi yang erjadi adalah f1 f2.Secara matematis, deviasi frekuensi didefinisikan sebagai :dimana ::deviasi frekuensi (Hz) K:konstanta deviasi (Hz/V):amplitudo maksimum sinyal pemodulasi ( Volt ):frekuensi sinyal pemodulasi (rad/detik) t: waktu (detik)Pre emphasis dan de emphasisDefinisi Emphases :Emphases adalah penekanan yg nyata pada :leabar band frekuensi base-band oleh kenaikkan noise pada frekuensi tinggi.Definisi pre-emphasisPre-emphasis adalah upaya cara penyesuaian agar level base-band pada bagian frekuensi tinggi masih memiliki kualitas sinyal yg baik (carrier to noise ratio yg baik) penyesuaian / penguatan ini diperhitungkan berdasar kenaikkan noise pada daerah ini sehingga dibutuhkan equalizer (penyelaras) yg dapat mengatur tinggi sinyal terhadap level noise yg ada.Letak dari emphases adalah pada penguat base-band sebelum modulator (pemancar), artinya perbaikan level base-band sebelum ditumpangkan pada frekuensi pembawa.Definisi De-emphasesDe-emphaes adalah cara penyesuaian agar level base-band pada bagian frekuensi tinggi masih memiliki kualitas yg baik (carrier to noise ratio yg baik); karena proses penguatan setelah modulator (pada pemancar) hingga proses demodulator (pada penerima) maka hasil penyesuaian pada emphasis pada sisi ini (bagian frekuensi tinggi) harus disesuaikan kembali/diturunkan agar kualitas sinyal base-band kembali normal (carrier to noise ratio baik)Letak dari de-emphases setelah demodulator (penerima), artinya perbaikan level base-band setelah base-band (informasi) dipisahkan dari carrier / frekuensi pembawanya.III. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKANNo.AlatJumlah1.DC Power SupplySO 3538-8D12.Function GeneratorSO 5127-2R23.U. patch panel Type CSO 3535-5N14.Angel modulatorSO 3537-8U15.Angel DemodulatorSO 3537-8V16.Universal CounterHP-5314 A17.Frequency AnalyzerSO 3537-6D18.Multimeter AnalogMetrix MX 43019.Multimeter Digital110.Function GeneratorGW-INSTEK GFG-9210111.OscilloscopeGW-INSTEK GOS-653G112.Resistor 220/2W213.Turn helical potentiometer 1 k114.BNC to Banana Cable415.Banana to Banana Cable416.Jumper plug-in besar15 IV. LANGKAH KERJAIV.1. Buat rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.Atur Potensiometer ke MinimumDengan Frequency Counterukur Frekuensi output modulator FM (2) = . . . . . . . . . KHzAtur Potensiometer ke Maksimumukur Frekuensi output modulator FM (2) = . . . . . . . . . KHzIV.2. Buat rangkaian seperti pada gambar di bawah iniAtur Frekuensi output modulator FM (2) pada 20 KHzHubungkan Multimeter digital ke input modulator FM (1)Hubungkan Frequency Counter ke output modulator FM (2)Lengkapi Tabel IV.1. berikut iniTeganganInput Modulator Fm (1)Volt (dc)FrekuensiOutput Modulator FM (2)KHz1020,79920,71820,63720,56620,50520,43420,36320,27220,21120,12020,05-120,00-219,92-319,85-419,75-519,67-619,60-719,52-819,45-919,38-1019,31Konstanta Frekuensi-Tegangan k = f /Va adala Untuk Va10 = 20,79 KHz 19,31 KHz = 1,48 KHz = 1480 Hz 20 V 20 V 20 V Untuk Va = 6 V 20,50 KHz 19,60 KHz = 0,9 KHz = 900 Hz 12 V 12 V 12 V Linearitasnya : Baik / JelekIV.2. Buat rangkaian seperti pada gambar di bawah ini..Fm = 200 Hz, Gelombang Sinus Vm = 20 VppInput Langsung (1)Pre-Emphasis (2)T14648sT25452sF1 = 1/T121,720,8KHzF2 = 1/T218,519,2KHzDeviasiF1= (F2- F1)1600800HzFm = 2 KHz, Gelombang Sinus Vm = 20 VppInput Langsung (1)Pre-Emphasis (2)T14849sT25251sF1 = 1/T120,820,4KHzF2 = 1/T219,219,6KHzDeviasiF1= (F2- F1)800400Hz Dengan Pre-Emphasis Deviasi menjadi Naik / Turun Dengan faktor = = 1/2