Modul Praktikum Siskom 2013-2014

MODUL PRAKTIKUM 2013/2014

COMMUNICATION SYSTEM LABORATORY 2013/2014 Page 1

STRUKTUR ORGANISASI LABORATORIUM



SISTEM KOMUNIKASI

2012-2013

Pembina Laboratorium : DharuArseno, ST.,MT

Siskom Transtel

Koordinator Asisten : Wisnu Hendra Pratama 111101189

Divisi Praktikum : Yudho Prayogo 111101208

Ronny Handoko 111101214

Gryaningrum Widi Pangestuti 111100174

Divisi Alat : Fina Maharani 111138522

Syifa Aulia 111100047

Adhi Hidayatullah 111100119

Divisi Administrasi : Nurita Amalina 111100123

Fonizza Popy Wijaya 111104229

Divisi HRD : Desi Ananda Sari 111101209

Sherly Puspita Rahman 111138513

Divisi Riset : Sandria Abhiseka 111101197

Hartanto 111111284

Mengetahui,

Pembina Laboratorium Sistem Komunikasi

____________________



TATA TERTIB PELAKSANAAN PRAKTIKUM

I. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Praktikan harus hadir sebelum praktikum dimulai sesuai dengan waktu yang telah

ditetapkan.

2. Praktikan yang terlambat lebih dari 20 menit (Waktu Laboratorium Siskom) tidak

diijinkan mengikuti praktikum yang bersangkutan.

3. Peserta praktikum harus membawa kartu praktikum yang sudah berfoto. Jika tidak,

maka dianggap tidak terdaftar sebagai praktikan.

4. Praktikum berlangsung maksimal 2,5 jam.

5. Praktikum dimulai setelah diijinkan oleh asisten.

6. Hal-hal yang tidak boleh dilakukan praktikan selama praktikum antara lain :

Mengubah konfigurasi meja praktikum, memindah, mengambil, ataupun menukar

peralatan tanpa seijin asisten

Meninggalkan ruangan tanpa seijin asisten

Berbicara tidak sopan sesama praktikan dan asisten

Membuat gaduh (keributan), melakukan hal yang dapat mengganggu sesama

praktikan

Tidur saat pelaksanaan praktikum

7. Praktikan harus mengkondisikan HP-nya pada saat praktikum berlangsung.

8. Tukar jadwal bisa dilaksanakan secara perorangan. Tukar jadwal dilakukan paling

lambat sehari sebelum pelaksanaan praktikum praktikan yang bersangkutan.

9. Praktikum susulan tidak akan diselenggarakan kecuali dapat izin dari laboran.

10. Wajib mengenakan seragam IT Telkom (kemeja + bawahan biru dongker), dan tidak

boleh menggunakan jeans.

11. Jika ada alat-alat praktikum yang rusak, maka praktikan harus bertanggung jawab

terhadap kerusakan tersebut.

12. Jika ada praktikan yang melanggar peraturan praktikum, maka asisten berhak

memberikan sanksi sesuai dengan kebijaksanaan laboratorium.



II. TUGAS PENDAHULUAN

1. Tugas Pendahuluan (TP) bersifat wajib untuk memperoleh nilai.

2. TP dapat didownload di siskom.lab.ittelkom.ac.id

2. Jika tidak mengumpulkan TP boleh mengikuti praktikum, dan nilai TP nya dianggap

nol.

4. TP dikerjakan secara perorangan.

5. TP yang diberi nilai adalah TP yang telah distempel Lab. Siskom.

6. Soal dan jawaban TP wajib ditulis di buku praktikum.

Format dan cover buku praktikum dapat didownload di siskom.lab.ittelkom.ac.id

7. Waktu pengumpulan TP hari senin jam 08.00-10.00 di N210.

III. TEST AWAL

1. Test Awal dilakukan secara serentak dan dilakukan secara lisan.

2. Test Awal diadakan selama 20 menit.

3. Praktikan yang terlambat, diperbolehkan mengikuti TA dengan sisa waktu yang masih

tersedia.

IV. JURNAL PRAKTIKUM

1. Jurnal dikerjakan secara perorangan.

2. Asisten berhak memberikan tugas tambahan apabila diperlukan.



V. PENILAIAN PRAKTIKUM

1. Tugas Pendahulan : 20 %

2. Test Awal : 20 %

3. Pelaksanaan Praktikum : 30 %

4. Jurnal Praktikum : 30 %

VI. SYARAT KELULUSAN

1. Praktikan wajib mengikuti praktikum semua modul.

2. Praktikan dinyatakan lulus praktikum Siskom jika nilai akhir tiap modul ≥ 60.



MODUL I

MODULASI ANALOG

Tujuan Praktikum

1. Memahami prinsip kerja modulasi dan demodulasi Amplitude Modulation (AM) dan

Frequency Modulation (FM).

2. Dapat menganalisa jenis-jenis index modulasi pada AM DSB-FC.

3. Dapat menganalisa keluaran demodulator AM menggunakan detektor selubung.

4. Dapat menganalisa perubahan frekuensi sinyal pemodulasi terhadap sinyal termodulasi

FM.

5. Dapat menganalisa perubahan index modulasi terhadap spektrum sinyal FM.

1. MODULASI ANALOG

Modulasi analog merupakan proses penumpangan sinyal informasi yang berupa sinyal

anolog kedalam sinyal pembawa. Secara umum modulasi analog ada tiga jenis, yaitu

Amplituda Modulasi,Frekuensi Modulasi dan Phasa Modulasi

1.1 Amplitude Modulation (AM)

Modulasi amplitude merupakan proses modulasi dimana amplituda sinyal carrier

akan berubah-ubah sesuai dengan sinyal informasi. Modulasi amplitude terdapat tiga

jenis: AM DSB SC, AM SSB, AM DSB FC

Gambar sinyal pemodulasi (VLF )

Gambar sinyal carrier (VHF)

t

VLF(t)

t

VHF(t)



Gambar sinyal modulasi Amplitudo

1.1.1 AM DSB SC

Dilihat dalam komponen domain frekuensi, nilai daya dari frekuensi carriernya

ditekan sehingga dianggap bernilai 0. Hal menjadikan AM DSB SC dapat menghemat

daya hingga 66,7% dari total daya yang ditransmisikan.

Titik A ( ) Titik E Vc‟ cos (ωc t + φ)

Titik B Sc (t) = Vc cos ωc t Titik F

( cos (2 + φ ) cos

φ ) m(t)

Titik C=D SDSB-SC (t) = m (t) . Sc (t) Titik G

( )

Gambar spektum frekuensi AM DSB SC:

Titik A Titik C

Vm

f f

0 fm 0 fc-fm fc fc+fm

VAM(t)

t H

h

G m(t) D

E

F

mixer

Local oscilator

m(t) A

B

C

mixer

Local oscilator

LPF

Demodulator di

samping merupakan

demodulasi dengan

menggunakan

detektor sinkron.



1.1.2 AM SSB

Sinyal AM SSB menekan salah satu sideband dengan menggunakan filter, sehingga

akan dihasilkan sinyal SSB-LSB dan sinyal SSB-USB. Dari masing-masing single sideband

bila ditransmisikan akan dapat menghemat daya hingga 83,3% dari total daya yang

seharusnya ditransmisikan.

Titik A ( ) Titik B ( )

Titik C

[ ( ) ( ) ]

Untuk blok demodulator sama dengan AM-DSB-SC.

Gambar spektum frekuensi AM SSB-LSB:

Titik A Titik D

V(volt) P(Watt)

Vm

f f

0 fm 0 fc-fm fc fc+fm

1.1.3 AM DSB FC

SDSB-FC(t)=Vc[1+kam(t)]cos ct

cos ct+0

A m(t)

B

C

mixer

Local oscilator

BPF USB D A m(t)

B

C

mixer

Local oscilator

BPF LSB D

E

Local oscilator

A m(t)

B

C

mixer

D

Adder



[ ( ) ]

[ ( ) ]

Sinyal keluaran untuk tiap titik adalah sebagai berikut :

Titik A :

Titik B : ( )

Titik C : ( )

Titik D : Vamp = Vc cos (ωc t + φ0)

Titik E : VAM-DSB-FC = Vc [1 + m(t)] cos ωc t ,

Keterangan :

VLF = Persamaan sinyal info VHF = Persamaan sinyal carrier

Vm = Amplitude sinyal info Vc = Amplitude sinyal carrier

Vamp = Persamaan sinyal keluaran amplifier VAM = Persamaan sinyal AM DSB

FC

ka = konstanta modulasi 0 = Pergeseran sudut phasa

a. Spektum Frekuensi AM DSB FC (Pita Satu Sisi)

VAM-DSB-FC = Vc [1 + ka m(t)] cos ωc t

Dengan persamaan trigonometri dapat disampaikan sebagai berikut :

V(volt)

Vc

f

0 fc-fm fc fc+fm



b. Daya Sinyal pada Beban

V(volt)

f

0 fc-fm fc fc+fm

c. Indeks modulasi AM

Persamaan VAM dapat pula dinyatakan sebagai berikut :

( )

Ket : Vc = Amplitude carrier

m = Indeks modulasi

Indeks modulasi merupakan suatu nilai yang menunjukan kualitas modulasi.

Berdasarkan besarnya indeks modulasi (m), kondisi modulasi dapat dikelompokkan sebagai

berikut:

1. Under Modulation ( m < 1 )

2. Critical Modulation ( m = 1 )

V(volt)

H

h

V(volt)

t



3. Over Modulation ( m>1 )

Harga indeks modulasi untuk (m) < 1 dan indeks modulasi (m)= 1 adalah sebagai berikut :

H = Vc ( 1 + m )

h = Vc ( 1 - m )

Harga indeks modulasi untuk (m) > 1.

H = Vc ( 1 + m )

h = Vc ( 1 – m )

Ket.: H = amplitude tinggi

h = amplitude rendah

Untuk sinyal AM-DSB-SC dan AM-SSB hanya memiliki 1 jenis index modulasi yaitu m=1

sedangkan untuk AM-DCB-FC memiliki ketiganya.

1.1.4 Demodulasi AM

Demodulasi AM merupakan proses pemulihan sinyal pemodulasi dari sinyal

termodulasi. Detektor selubung merupakan teknik demodulasi paling sederhana, namun

tidak cocok dipakai untuk sinyal dalam keadaan Over Modulation ( m>1 ).

Prinsip kerja detektor selubung (detektor asinkron) :

1. Dioda : berfungsi sebagai penyearah

2. Arus yang lewat dioda mengakibatkan terjadi proses pengisian muatan di kapasitor

sehingga V katoda naik. Saat V katoda = V anoda maka dioda off dan terjadi proses

pengosongan dari kapasitor ke resistor,sehingga V katoda akan turun lagi dan begitu

seterusnya berulang-ulang.

Gbr.keluaran detector selubung

t

H

h

V(volt)



S(t) = Vc cos [2лfct + (β sin (2лfmt))

]

Selain detector selubung (asinkron), demodulasi dapat juga dilakukan dengan detector sinkron.

Seperti gambar berikut :

[Vc (1+m cos mt)] x Vc cos ct

Vc (1+m cos mt)] cos ct (Vm.Vc/2) cos mt

Vc cos ct

Prinsip dari detektor sinkron adalah menggunakan sinyal carrier yang sama pada transmitter

dan receiver. Detektor sinkron bisa digunakan untuk semua indeks modulasi, namun rangkaian

yang digunakan lebih rumit daripada detector selubung.

1.2 Frequency Modulation (FM)

Frequency Modulation adalah modulasi analog dimana Frekuensi sinyal termodulasi

berubah sesuai dengan sinyal info.

Dimana :

m

f

m

mf

m

m

ff

Vk

f

kV

2

m

f

fV

kk

2

2

minmax fff

β = Indeks modulasi FM Vm = Amplitudo modulasi

kf = Sensitivitas modulasi (Hz/Volt) fm = Frekuensi modulasi

k = Sensitivitas modulasi (rad/Volt) fmax = Frekuensi maksimum

Δf = Deviasi frekuensi sinyal FM fmin = Frekuensi minimum



1.2.1 Pembentukan Sinyal FM

a. Daya sinyal dan bandwidth FM

Dengan menggunakan pendekatan fungsi Bessel, maka besar daya sinyal FM yaitu :

PFM=2

2

2r

C JR

V= )...(2

2

2

3

2

2

2

1

2

0

2

JJJJR

VC



Tabel Fungsi Bessel

Β J0(β) J1(β) J2(β) J3(β) J4(β) J5(β)

2 0.224 0.577 0.353 0.129 0.034 0.007

2.4 0 0.52 0.43 0.20 0.06 0.02

3 -0.260 0.339 0.486 0.309 0.132 0.043

4 -0.397 -0.066 0.364 0.430 0.281 0.132

dengan )...(22

3

2

2

2

1

2

0 JJJJ ≈ 1 maka : PFM=R

VC

2

2

b. Spektrum frekuensi dan Bandwidth FM

Gambar spektrum frekuensi sinyal FM adalah sebagai berikut :

BW sinyal FM dapat dihitung dengan menggunakan BW Carson.

1.2.2 Demodulasi FM

Suatu Demodulator frekuensi mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi

yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM.

Blok demodulasi FM

A B C D E

Keluaran untuk tiap-tiap titik adalah sebagai berikut :

Di A : sinyal FM yang bercampur noise dan distorsi amplitudo.

t

V(t)

( ) ( )

LIMITTER DET. SELUBUNG BPF DIFERENSIATOR



Di B : Sinyal FM yang amplitudonya di stabilkan (dikonstankan) karena akibat noise

t

V(t)

Di C : Sinyal FM untuk rentang frekuensi tertentu sesuai dengan filter BPF.

t

V(t)

Di D : Sinyal di D dapat dipandang sebagai sinyal AM-FM (untuk lebih jelasnya lihat

karakteristi diferensiator FM di atas).

V(t)

t

Di E : Outputan detektor selubung akan berupa sinyal informasi yang dikirim.

V(t)

t

1.3 Phasa Modulation (PM)

Modulasi phasa merupakan proses modulasi dimana phasa dari sinyal pembawa

divariasikan dengan amplitudo dari sinyal informasi.

Gambar sinyal temodulasi PM



1.4 Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal

listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar

katode.Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung

sinar katode.Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam

osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke

kanan.Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.

Gbr.Osiloskop

1.5 Spectrum Analyzer

Spectrum Analyzer adalah alat untuk menampilkan distribusi energi sepanjang spektrum

frekuensi dari suatu sinyal listrik yang diketahui. Dari penyelidikan ini diperoleh informasi yang

sangat berharga mengenai lebar bidang frekwensi (bandwidth), rapat daya sinyal, efek berbagai

jenis modulasi, pembangkitan sinyal interferensi dan begitu juga pada semua manfaatnya dalam

perencanaan dan pengujian rangkaian RF dan pulsa. Alat yang ditampilkan dalam domain

frekuensi ini biasa dipergunakan untuk analisis sinyal elektromagnetik pada rentang frekuensi

tertentu apabila ada sumber gangguan pada perangkat wireless, seperti Wi-Fi dan wireless

router.

Contoh gambar bentuk sinyal yang terdapat di layar Spectrum Analyzer

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik



Gbr. Spectrum Analyzer

1.6 Matlab

Matlab adalah singkatan dari Matrix Laboratory, yaitu sebuah program yang

dikembangkan dengan keunggulan penanganan operasi terkait dengan matematika.

Matlab menggunakan bahasa pemrograman yang sangat optimal untuk komputasi

matriks. Karena dalam toolbox matlab terdapat tool yang dapat digunakan untuk

mendesain suatu system dan mensimulasikannya sehingga seorang engineer bisa

mendapatkan data tanpa perlu melakukan eksperimen. Dengan menggunakan matlab

kita juga diberi kemudahan untuk mendesain sebuah program aplikasi berbasis grafik

user interface/GUI. Dengan menggunakan GUI, pengguna program aplikasi yang kita

buat dapat lebih mudah mengoperasikannya.



1.7 Simulink

Simulink merupakan salah satu toolbox bawaan Matlab sebagai pelengkap yang

dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan. Salah satunya adalah

berkomunikasi dengan peralatan eksternal. Komunikasi dapat dilakukan dengan

berbagai macam cara, diantara salah satunya adalah dengan port serial. Dengan

menggunakan toolbox simulink, kita dapat mengakuisisi data tanpa perlu berurusan

dengan rumitnya coding. Simulink dapat di gunakan untuk membuat desain atau model

yang bersifat dinamis ataupun tertanam, simulasi ditujukan untuk mengukur kinerja

dari suatu desain atau model sistem yang telah dirancang yang sesuai hasil yang

diinginkan.



PROSEDUR PRAKTIKUM MODULASI ANALOG

A. Amplitude Modulation

Peralatan Praktikum AM

1.PC disertai software matlab R2012b dengan Simulink

Analisis dalam Praktikum AM

1. Menghitung indeks modulasi

2. Menganalisis perubahan Vinfo terhadap m (indeks modulasi)

3. Menggambarkan bentuk sinyal AM DSB FC untuk berbagai nilai m (indeks modulasi)

4. Menggambarkan bentuk sinyal info dan sinyal termodulasi untuk kondisi dua frekuensi

5. Membandingkan sinyal hasil demodulasi AM yang menggunakan detektor selubung (1

frekuensi)

6. Menghitung daya sinyal AM

7. Menggambarkan bentuk spectrum sinyal AM untuk kondisi indeks modulasi yang

berbeda-beda

Gbr.blok diagram modulasi AM DSB FC



Langkah Praktikum

1. Buka Matlab R2012b

2. Ketikkan simulink pada command window, atau klik icon untuk menampilkan

Simulink Library Browser.

3. Lalu pilih File>New>Model atau klik icon pada Simulink Library Browser, untuk

membuat/menampilkan model baru.

4. Transmitter AM pada Simulink

Buat 2 blok sine wave pada Libraries DSP Toolbox > Sources, kedua buah blok

tersebut akan kita gunakan untuk membuat sinyal info dan sinyal carrier. Atur nilai

amplitude info dan frekuensi info :

+Klik pada blok sine wave atur frekuensi info 10 Hz, tegangan sebesar 3 V.

Atur nilai amplitude carrier dan frekuensi carrier:

+Klik pada blok sine wave yang difungsikan sebagai sinyal carrier, atur nilai frekuensi

carier 100 Hz dan tegangan sebesar 3 V.

Buat blok product, blok ini akan kita fungsikan sebagai mixer

Buat blok sum, yang akan berfungsi sebagai adder



Buat blok slider gain dan dihubungkan antara source sinyal carriernya dengan adder

sum.

Buat 3 blok vector scope, blok ini akan kita gunakan untuk melihat sinyal dalam domain

waktu (sebagai oscilloscope)

Setelah semua blok transmitter tersedia lalu hubungkan masing-masing blok tersebut

(ingat persamaan umum AM)

Tips: gunakan search dengan isi kolom “enter search term”

untuk mencari block toolbox yang diperlukan



Buat blok FFT yang akan kita fungsikan sebagai spectrum analyzer

Buatlah Noise di media transmisi udara yaitu AWGN, search AWGN channel

5. Receiver AM pada Simulink

Buat blok zero-order hold, Discrete Zero Order Hold.

Zero Order Hold berfungsi untuk merubah sinyal dalam bentuk sample ke dalam bentuk

frame agar terbaca dalam spectrum scoope dan dipasang setelah melewati AWGN

channel.



Buat blok abs, blok ini akan kita fungsikan sebagai dioda yaitu penyearah setengah

gelombang.

Buat blok analog filter design, atur parameter sebagai berikut blok ini akan kita

fungsikan untuk melewatkan sinyal informasi

Buat 1 buah blok vector scope yang akan menampilkan sinyal info setelah proses

demodulasi. (setingan sama dengan vector scope yang di blok Transmitter)

Hubungkan tiap blok seperti pada gambar blok diagram

6. Menggambarkan bentuk sinyal AM untuk berbagai nilai m (indeks modulasi)

7. Mengamati Pembentukan sinyal AM dan menentukan nilai indeks modulasi (m)

Amati bentuk sinyal AM dengan melihat gambar hasil keluaran vector scope

Ubah nilai tegangan sinyal info sehingga didapatkan sinyal AM dengan m < 1, catat

tegangan infonya

Ubah nilai tegangan sinyal info sehingga didapatkan sinyal AM dengan m > 1, catat

tegangan infonya

8. Menganalisis perubahan Vinfo terhadap m (indeks modulasi)

11. Membandingkan sinyal hasil demodulasi AM dengan detektor selubung untuk beberapa

nilai indeks modulasi

Atur tegangan info pada sinyal informasi sehingga diperoleh indeks modulasi < 1

Bandingkan sinyal info pada sinyal informasi dari blok sine wave dengan sinyal info

keluaran demodulator yaitu keluaran blok low pass filter

Lakukan tiga langkah diatas pada m = 1 dan m > 1



11. Menggambarkan sinyal info dan sinyal AM untuk kondisi frekuensi sinyal info lebih dari 1

frekuensi

12. Mengamati bentuk spectrum sinyal AM

Ubah indeks modulasi untuk kondisi m = 1, m <1, m >1

Gambar spectrum sinyal AM

13. Menghitung daya sinyal AM

Hitunglah daya sinyal AM total dengan menggunakan rumus:

B. Frequency Modulation

Peralatan praktikum FM

1. PC disertai dengan software matlab R2011b dengan simulink

Analisis dalam Praktikum FM

1. Membandingkan output demodulator FM dengan sinyal informasi (pemodulasi)

2. Menggambarkan spectrum frekuensi FM

3. Mencari nilai sensitivitas modulsi untuk beberapa nilai null carier

4. Membandingkan bentuk spectrum FM dengan indeks modulasi yang berbeda



Gbr.blok diagram modulasi FM

Langkah Praktikum

1. Buka Matlab R2012b

2. Ketikkan simulink pada command window, atau klik icon untuk menampilkan

Simulink Library Browser.

3. Lalu pilih File>New>Model atau klik icon pada Simulink Library Browser, untuk

membuat/menampilkan model baru.

4. Transmitter AM pada Simulink

Buat 1 blok sine wave pada Libraries DSP Toolbox > Sources, kedua buah blok

tersebut akan kita gunakan untuk membuat sinyal info. Atur nilai amplitude info dan

frekuensi info :

+Klik pada blok sine wave atur frekuensi info 10 Hz, tegangan sebesar 1 V.

Atur nilai sample time juga minimal 1/1000 semakin besar maka akan semakin bagus

sehingga sinyal diskret nampak seperti sinyal analog



Untuk modulator buka communication Blockset Modulation Analog Passband

Modulation FM Modulator Passband, atur parameter yaitu frekuensi carrier 1000 Hz

dan deviasi frekuensi = minimal 2x lebih besar dari frekuensi info. *(ingat teorema

Nyquist)



+sinyal carrier sudah terdefinisi di dalam FM modulator, sehingga tidak perlu kita buat

blok sine wave lagi

Buat 2 blok vector scope, blok ini akan kita gunakan untuk melihat sinyal dalam domain

waktu (sebagai oscilloscope)

Buat blok FFT, buka Signal Processing Blockset Signal Processing Sinks

Spectrum Scope. FFT ini digunakan untuk merubah sinyal termodulasi dalam ke dalam

domain frekuensi

Hubungkan tiap blok seperti pada gambar blok diagram FM



5. Blok Receiver

Buat blok demodulator, buka communication Blockset Modulation Analog

Passband Modulation FM Demodulator Passband.

Buat vector scope (dengan setingan sama seperti sebelumnya, jadi bias copy paste saja)

Buat blok FFT, Spectrum Scope. (dengan setingan juga sama seperti sebelumnya)

Hubungkan tiap blok seperti pada gambar blok FM

6. Membandingkan output demodulator FM dengan sinyal informasi (pemodulasi)

7. Menggambarkan spectrum frekuensi FM

8. Mencari nilai indeks modulasi

Hitung indeks modulasi dengan menggunakan persamaan :

m

mf

f

Vk

9. Menggambarkan spectrum frekuensi FM dengan indek smodulasi yang berbeda dengan nilai

indeks modulasi 2,4; 5,6; dan 8,6



MODUL II

MODULASI DIGITAL

Tujuan Praktikum

1. Mengetahui perbedaan komunikasi analog dengan komunikasi digital

2. Mengetahui jenis-jenis format data coding

3. Mampu memahami sistem komunikasi digital jenis BPSK, DPSK dan 8PSK

4. Mengamati dan menelusuri proses modulasi dan demodulasi BPSK, DPSK dan 8PSK

5. Mengamati keluaran sinyal pada outputan masing-masing modulator dan demodulator

serta dapat mengerti jalannya proses tersebut

1. Modulasi digital

Sinyal digital hanya mengenal dua keadaan yaitu biner (0 dan 1). Modulasi digital

merupakan proses penumpangan sinyal digital ke dalam sinyal pembawa. Dengan teknik

modulasi ini, sinyal digital dapat diubah menjadi sinyal analog untuk dikirimkan dan setelah

sampai ke penerima akan diubah kembali menjadi sinyal digital. Teknik demodulasi adalah

teknik untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.

Perbedaan mendasar antara modulasi analog dan digital terletak pada bentuk sinyal

informasinya. Pada modulasi analog, sinyal informasinya berbentuk analog dan sinyal

pembawarnya analog. Sedangkan pada modulasi digital, sinyal informasinya berbentuk

digital dan sinyal pembawanya analog

Kelebihan dan kekurangan modulasi digital dibandingkan modulasi analog adalah

sebagai berikut:

1. Teknologi digital mempunyai suatu sinyal dalam bentuk digital yang mampu

mengirimkan data yang berbentuk kode binari (0 dan 1),

2. Sinyal digital juga mampu mengirimkan data lebih cepat dan tentunya dengan

kapasitas yang lebih besar dibandingkan sinyal analog

3. Memiliki tingkat kesalahan yang kecil, dibanding sinyal analog

4. Data akan utuh dan akan lebih terjamin pada saat dikirimkan atau ditransmisikan di

bandingkan modulasi analog

5. Lebih stabil dan tidak terpengaruh dengan pengaruh cuaca

Kelemahan modulasi digital ini adalah sebagai berikut:

1. Modulasi digital termasuk yang mudah error

2. Bila terjadi gangguan maka sistemnya akan langsung berhenti



2. Data Coding

2.1 NRZ

Sinyal non return to zero adalah format yang paling mudah untuk dihasilkan

karena hampir sama dengan bentuk sinyal masukannya. Sinyal NRZ tidak kembali ke

level nol sesuai clock. Pengkodean NRZ biasa digunakan untuk komunikasi dengan

kecepatan rendah dengan interface transmisi sinkronus dan asinkronus.

NRZ Unipolar : NRZ Bipolar :

JENIS-JENIS SINYAL NRZ :

NRZ – L

Nonreturn-to-zero level (NRZL = tingkat NRZ-L) suadu bentuh coding yang

merepresentasikan bit nol dengan 0 level tinggi dan bit 1 = level rendah

NRZ – I

Suatu kode di mana suatu transisi (low ke high atau high ke low) pada awal

suatu bit time akan dikenal sebagai biner 1 untuk bit time tersebut. Tidak ada

transisi berarti biner 0. Sehingga NRZI merupakan salah satu contoh dari

differensial encoding.

Kelebihan dan kekurangan NRZ :

Kelebihan : mudah dan efisien

Kekurangan : komponen DC

Kurang kemampuan singkronisasi

Digunakan untuk perekaman magnetik digital



0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

2.2 RZ

Sinyal dengan format Return to Zero (RZ) kembali ke level tegangan nol sesuai

dengan clock. Pada pengkodean RZ dapat berupa unipolar ataupun bipolar.

RZ Unipolar : RZ Bipolar

1.3 Bipolar – AMI

Format BIPOLAR - AMI (Alternate Mark Inversion) adalah alternate 1 inversion atau

pembalikan 1 yang berganti-ganti. Dengan kata lain suatu kode dimana bit nol atau 0

diwakili dengan tidak adanya line sinyal dan bit 1 diwakili oleh suatu pulsa positif atau

negatif..

1.4 Manchaster

Suatu kode di mana ada suatu transisi pada setengah dari periode tiap bit,

transisi low ke high mewakili 1 dan high ke low mewakili 0.

2. Modulasi Digital

2.1 Phase Shift Keying

M-Phase Shift Keying (M-PSK) merupakan salah satu bentuk modulasi dengan

cara mengubah phasa dari frekuensi pembawa sesuai dengan informasi yang berupa

data biner. Tipe modulasi PSK ditentukan oleh nilai M, dimana M = ; n = 1, 2, 3, 4,

…dst.

1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0



Jika n = 1 Tipe modulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying)

n = 2 Tipe modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

n = 3 Tipe modulasi 8 PSK

n = 4 Tipe modulasi 16 PSK dst...

2.1.1 Modulasi BPSK

Jadi pada modulasi BPSK informasi yang dibawa akan mengubah fasa sinyal

pembawa. Proses pembentukan sinyal BPSK dapat dijelaskan sebagai berikut:

Data

0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0

Data NRZ-L

t

Carrier 1

t

Carrier 2

t

Sinyal BPSK

t

Proses modulasi BPSK

Pada modulasi BPSK, tiap sinyal info berganti bit (dari bit 0 ke 1 atau

sebaliknya) maka bentuk sinyal keluaran modulator juga mengalami pembalikan fasa

sebesar .

2.1.2 Demodulasi BPSK

Pada rangakaian demodulator BPSK, balance modulator kembali digunakan, seperti

terlihat pada gambar berikut ini :



+

-

Sbpsk=X(t) cos (wct+Q) multiplier voltage comparator

Carrier recovery - output

Vref

R(t)

Sinyal BPSK

Sin to square conversion

Squaring loop

Divided by 2

Data

Proses demodulasi BPSK

Keterangan :

- Pada proses sin to square mengubah sinyal sinusoidal menjadi sinyal kotak

- Pada proses squaring loop sinyal nya dikuadratkan sehingga frekuensinya menjadi

dua kali frekuensi sebelumnya.

X LPF

Sin

to

squ

are ^2 /2

Simbol

timing recovery



- Pada proses divided by 2 frekuensi dari sinyal yang berasal dari squaring loop

dibagi dua sehingganya nantinya didapat data yang sesuai dengan data masukan.

2.2 DPSK

DPSK yaitu Differential Phase Shift Keying, hampir serupa dengan teknik

modulasi BPSK. Hanya saja dalam DPSK runtun biner d(t) pertama-tama dikodekan

secara diferensial menggunakan rangkaian logic XOR kemudian dimodulasi

menggunakan modulator BPSK dengan cara meng-XOR kan d(t) dengan b(t-Tb)

dengan asumsi awal nilai b(t-Tb) „0‟ yang kemudian akan menghasilkan nilai b(t) lalu

nilai b(t) tersebut masuk menjadi nilai b(t-Tb).

Gambar differential encoder

2.2.1 Modulasi DPSK

Clock

b(t) Mod out

Gambar DPSK modulator

Differential encoder

Carrier generator

Cos (2πfct)

Carrier Modulator



2.2.2 Demodulasi DPSK

Diagram blok dari penerima atau demodulator DPSK dapat digambarkan seperti

pada gambar di bawah ini :

Gambar demodulator DPSK

2.3 8-PSK

Salah satu jenis PSK adalah 8-PSK. Teknik modulasi 8-PSK dapat dinyatakan dengan

mentransmisikan data yang direpresentasikan dalam 3 bit setiap satu simbol. Karena = 8

maka ada 8 phasa yang berbeda sebagai carriernya.

Diagram konstelasi 8-PSK

Sumbu horizontal sebagai basis cosine dan sumbu vertikal sebagai basis sine.



2.3.1 Modulasi 8-PSK

Data dan clock sebagai sinyal input.

Sinyal carrier dengan empat fasa yang berbeda dalam bentuk squarewave.

Blok diagram modulator 8PSK adalah sebagai berikut :



2.3.2 Demodulasi 8-PSK

Menggunakan prinsip Coherent Detection / Synchronous Detection

Receiver memanfaatkan pemahaman tentang fase carrier untuk mendeteksi

sinyal.

Perlu estimasi fasa yang kuat (dan frekuensi juga).

Performansi lebih tinggi (error data rate lebih kecil), tapi meningkatkan

kompleksitas.

Sangat mirip dengan pengolahan matematis sinyal baseband, jika ruang sinyal

(signal space) yg digunakan.

Demodulasi dengan detector coherent

Contoh : data yang ditransmisikan 000, masuk ke receiver lalu pada output coherent

detector diukur tegangan X= 5 Volt dan Y = 2.5 Volt. Maka dikodekan sebagai 1101

berdasarkan tegangan threshold. Selanjutnya menggunakan decoder dikodekan kembali

menjadi 000 seperti semula.



PROSEDUR PRAKTIKUM MODULASI DIGITAL

A. PROSEDUR PRAKTIKUM BPSK dan DPSK

Peralatan Praktikum

1. Kit praktikum: modul ADCL-01

2. Catu daya

3. Osiloskop

4. Jumper dan probe

Gbr. Kit praktikum BPSK dan DPSK

Analisis dalam Praktikum

1. Mengamati data coding dan mengukur nilai Vpp, bit rate, dan duty cycle

2. Mengukur nilai Vpp, frekuensi, dan duty cycle pada modulasi BPSK (sinyal carrier,

output modulator, dan output demodulator)

3. Mengukur nilai Vpp, frekuensi, dan duty cycle pada modulasi DPSK (sinyal carrier,

output modulator, dan output demodulator

Langkah Praktikum 1. Kalibrasi probe pada Osiloskop

2. Mengatur catu daya

Hubungkan catu daya yang sesuai (digital) pada kit praktikum ADCL-01

3. Menentukan data pada S-DATA dan menentukan data coding yang digunakan

Setting switch pada S-DATA dengan nilai bit yang diinginkan

Amati nilai Vpp, bit rate, dan duty cycle (jumper 3)



4. Mengamati data coding dan mengukur nilai Vpp, bit rate, dan duty cycle dari jenis data

coding NRZ- L

Hubungkan NRZ-L OUT dengan osiloskop

Amati nilai Vpp, bit rate (amati nilai frekuensinya), dan duty cycle

5. Mengamati sinyal carrier

hubungan probe SIN 1, SIN 2 dengan osiloskop

Catat dan analisis nilai Vpp dan frekuensi tiap- tiap carrier yang digunakan

(SIN1,SIN 2)

6. Mengamati modulasi dan demodulasi BPSK (sinyal info ,output modulator, dan

output demodulator)

Hubungkan probe 1 pada keluaran DATA OUT dan probe 2 pada

keluaran PSK(MOD OUT), analisis hasilnya

Hubungkan jumper DATA OUT dengan jumper C1

Hubungkan probe 3 osiloskop dengan PSK OUT di block demodulator (jumper)

analisis hasilnya

7. Mengamati data Differential Coded Data

Hubungkan NRZ-L OUT dengan DATA IN pada differential encoder

Hubungkan S-Clock dengan Clock IN pada differential encoder

Amati sinyal keluaran DATA OUT (Vpp,frekuensi dan duty cycle)



8. Mengamati modulasi dan demodulasi DPSK (sinyal carrier ,output modulator, dan

output demodulator)

Hubungkan probe 1 pada keluaran DATA OUT dan probe 2 pada

keluaran PSK(MOD OUT), analisis hasilnya

Hubungkan jumper DATA OUT dengan jumper C1

Hubungkan probe osiloskop dengan PSK OUT di block demodulator (jumper)

analisis hasilnya

Hubungkan probe osiloskop dengan output pada B(T) OUT di block

demodulator, terlebih dahulu tentukan decoding datanya. Analisis hasilnya

9. Mengamati Data Decoder DPSK

Hubungkan B(t) OUT pada demodulator dengan B(t)IN pada DELAY SECTION

Hubungkan B(t) IN pada Delay Section Dengan B(t) in pada Decicion Device

Hubungkan B(t- Tb) OUT pada Delay Section Dengan B(t-Tb) IN pada

Decision Device

Amati & Analisis Keluaran Data Out pada Decision Device



B. PROSEDUR PRAKTIKUM 8 PSK

Peralatan Praktikum 1. Kit praktikum: 8- PSK TRANSMITTER RECEIVER

2. Catu daya

3. Osiloskop

4. Jumper dan probe

Gbr. Kit praktikum 8-PSK



Analisis dalam Praktikum 1. Mengamati data coding encoder 3 to 4 bit

2. Mengamati Sinyal Carrier dari carrier generator

3. Mengamati nilai Vpp, frekuensi, dan duty cycle pada modulasi 8-PSK (sinyal carrier,output

modulator).

4. Mengamati proses Demodulasi 8- PSK

Langkah Praktikum

1. Kalibrasi probe pada Osiloskop


Hubungkan catu daya yang sesuai pada kit praktikum 8-PSK TRANSMITTER- RECEIVER



3. SW1 dalam kondisi posisi STEP

Masukan 3 Bit Data yang diinginkan dengan cara tekan RESET untuk mengembalikan ke

Initial state.

Tahan tombol DATA dengan tekan CLOCK 1 kali untuk bit “1”

Tekan Clock 1 kali untuk bit “0”

Lalu catat hasilnya berdasarkan output dari LED D3, D4 dan D5

Analisislah keluaran dari decoder berdasarkan output LED D6, D7, dan D8

4. Mengamati Carier Generator dan mengukur nilai Vpp, bit r ate, dan duty cycle dari beberapa Carrier Generator

Hubungkan probe 1 ke port B5, B6, B7 dan B8.

Catat dan analisis tiap-tiap carrier yang digunakan (COS wt, SIN wt, -SI N wt, - cos wt)

5. Mengamati keluaran dari sinyal hasil modulasi

Hubungkan port B13 (Tx) ke Osiloskop

Catat Vpp, Frekuensi dan Duty Cycle nya.

6. Mengamati Demodulasi 8-PSK (output coherent detector, output threshold, dan output decoder)

Hubungkan port B16 dan B19 ke osiloskop, lalu catat Vpp-nya.

Amati keluaran Bit dari threshold dar i LED D10,D11,D12,D13

Amati keluaran 3 bit decoder dan bandingkan dengan data di pengirim



MODUL III PCM

(PULSE CODE MODULATION)

Tujuan Praktikum

1. Mengetahui prinsip kerja PCM meliputi proses pencuplikan, kuantisasi, pengkodean

ADC dan DAC.

2. Mengetahui proses pada transmiter dan receiver PCM.

3. Mengamati proses pembentukan sinyal pada masing-masing tingkat serta dapat mengerti

dan menerangkan proses tersebut.

3.1 Transmitter PCM

Tx

Transmitter PCM

Pada transmitter PCM, prosesnya meliputi :

1. Sampling

Sampling merupakan proses pengambilan sample atau contoh besaran sinyal analog pada

titik tertentu secara teratur dan berurutan. Ada 3 jenis sampling, yaitu sampling ideal atau

impulse, natural, dan flat topped. Sampling natural mengambil nilai amplituda dari suatu sinyal

info pada suatu selang waktu, dan nilai amplituda tersebut nantinya akan mengikuti bentuk

gelombang sinyal info. Pada umumnya dan yang paling mudah diimplementasikan yaitu metode

sampling dengan menggunakan sampling dan holding. Proses ini disebut juga sampling flat

topped. Sampling flat topped mengambil amplituda pada selang waktu tertentu juga, akan tetapi

nilai amplitudanya ditahan setelah mencapai nilai amplituda tertentu dari suatu sinyal info.

Holding merupakan penahanan pada level tegangan tertentu sehingga sinyal hasil sampling

mempunyai nilai amplituda yang konstan. Keluaran proses sampling dan holding berupa

gelombang persegi dengan frekuensi tetap dan mempunyai amplitudo yang sesuai dengan sinyal

informasinya disebut sinyal Pulse Amplitude Modulation ( PAM ).

SINYAL

INPUT

(ANALOG)

SAMPLING

MULTIPLEXER

KUANTISASI

ENCODING

A/D

CONVERTER

TRANSMITTER

TIMING LOGIC



Frekuensi sampling harus lebih besar dari 2 x frekuensi yang di-sampling

(sekurang-kurangnya memperoleh puncak dan lembah) [Teorema Nyquist]

fs > 2 fi Keterangan : fs = Frekuensi sampling

fi = Frekuensi informasi yang berharga maksimum

Menurut teorema Nyquist bila frekuensi sampling lebih kecil dari frekuensi

informasi atau sumber maka akan terjadi penumpukan frekuensi/aliasing.

Sampling ideal atau impulse, natural, dan flat topped dapat digambarkan seperti

di bawah ini.

Sinyal Info

Hasil sampling natural

Hasil sampling ideal

Hasil sampling flat topped



2. Multiplexing

Pada proses ini dilakukan multiplexing yaitu proses penggabungan dua sinyal

keluaran sampling dan holding yang berbentuk sinyal PAM melalui satu kanal sinyal

digital dengan aliran serial.

3. Kuantisasi

Pada proses kuantisasi hasil sampling dan holding diberikan level kuantisasi

tertentu (dihargakan pada level tegangan pembanding terdekat) untuk kemudian

dilakukan pengkodean menjadi bentuk digital.

Sebagai contoh pada pengkodean dengan 3 bit, maka akan terdapat 23 = 8 level

kuantisasi.

Berdasarkan perbedaan nilai ∆V (step kuantisasi), kuantisasi dapat dibedakan

menjadi dua jenis yaitu:

Kuantisasi uniform adalah jenis kuantisasi yang mengkodekan sinyal ke

dalam level-level tertentu dengan jarak yang sama antar level.

Kuantisasi non-uniform adalah jenis kuantisasi yang mengkodekan sinyal

ke dalam level-level tertentu dengan jarak antar level yang tidak sama.



4. Pengkodean (Encoding)

Setelah keluaran proses kuantisasi, sinyal dilewatkan pada encoder PCM untuk

dikodekan dalam n bit untuk setiap level kuantisasinya. Untuk lebih jelasnya mari kita

lihat contoh proses pembentukan PCM-3 bit di bawah.

3.2 Timing dan Sinkronisasi PCM

Untuk mensinkronkan semua tahapan tersebut diperlukan sinyal pewaktu yang

sinkron. Untuk mendapatkan kembali informasi dari aliran data yang dikirim,

transmitter dan receiver sinkronisasinya harus sempurna. Sinkronisasi diantara

transmitter dan receiver dibagi menjadi 2 bagian:

1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0



Sinkronisasi bit : agar penerima mengetahui dengan tepat bit mana yang

merupakan data sinyal yang dikirim. Jika mayoritas bit di suatu perioda sampling

(sepanjang slot pada laju bit pengirim) cenderung ke bit tertentu, maka dianggap

bit tersebut yang diterima.

Sinkronisasi frame : Data dikirim dalam bentuk blok-blok yang disebut frame.

Oleh karena itu, awal dan akhir suatu frame harus jelas.

3.3 Receiver PCM

Rx data PCM

Out

Pada receiver PCM prosesnya ialah kebalikan dari pengiriman PCM. Data yang

diterima berupa sinyal digital aliran serial kemudian diubah dulu ke analog

menggunakan D/A Converter. Selanjutnya dilakukan proses demultiplexing untuk

memisahan beberapa sinyal dari satu aliran serial menjadi beberapa aliran paralel yang

sesuai dengan kanal sinyal informasi. Setelah itu, sinyal melalui filter untuk proses

pembentukan kembali (rekontruksi) untuk mendapatkan kembali sinyal informasi.

DECODER

D/A

CONVERTER

DEMULTIPLEXER

FILTER

Receiver

Timing

Logic



PROSEDUR PRAKTIKUM PCM

Peralatan praktikum

1. Modul PCM – DCL-03 (Transmitter) dan PCM – DCL-04 (Receiver)

2. Power Supply

3. Osiloskop

4. Kabel jumper

Analisis dalam Praktikum

1. Mengukur nilai Vpp, frekuensi dari sinyal informasi

2. Menganalisis sinyal hasil sampling dan holding serta multiplexing

3. Menganalisis pengaruh sinkonsasi thd TXDATA berdasarkan keluaran data dan PRBS

4. Menganalisis pengaruh TXCLK terhadap TXSYNC

5. Menganalisis sinyal keluaran demultiplexer

Gbr. PCM-TX



Gbr.PCM-RX



Gbr. PCM menggunakan sinkronisasi bit

Gbr. PCM menggunakan sinkronisasi frame



Langkah Praktikum

1. Kalibrasi probe pada Osiloskop


Hubungkan catu daya pada kit praktikum DCL-03 dan DCL-04

3. Mengukur nilai Vpp, frekuensi, dan duty cycle dari sinyal informasi

Hubungkan P3 dan P4 pada FUNCTION GENERATOR (jumper 1 dan 2)

dengan osiloskop

Atur P3 dan P4 pada tegangan 3.6 Vpp (P3 sebagai sinyal input 1 dan P4 sebagai

sinyal input 2)

Amati nilai Vpp, frekuensi, dan duty cycle dari kedua sinyal tersebut

4. Menganalisis sinyal hasil sampling dan holding serta multiplexing

Hubungkan probe 1 dengan P3 dan dan probe 2 pada OUT 0 (jumper 3) di

osiloskop

Analisis perbedaannya

Hubungkan probe 1 dengan P4 dan dan probe 2 pada OUT 1 (jumper 4) di

osiloskop

Analisis perbedaannya

Hubungkan blok SAMPLE AND HOLD dengan MULTIPLEXER seperti

gambar 3.2

Hubungkan probe 1 osiloskop pada OUT 1 dan probe 2 osiloskop pada MUX

OUT di MULTIPLEXER

Amati dan analisis sinyal pada MUX OUT tersebut

5. Menganalisis proses data transmit

Hubungkan DATA, PRBS, TX DATA, TX SYNC, dan TX CLK pada PRBS

GENERATOR dengan osiloskop secara bergantian

Amati sinyal-sinyal tersebut

Bandingkan keluaran TX SYNC dan DATA kemudian analisis

Bandingkan keluaran TX SYNC dan PRBS kemudian analisis

Analisis hubungan antara TX SYNC, DATA, PRBS, dan TX DATA

6. Menganalisis sinyal keluaran demultiplexer dan keluaran PCM RX dengan sinkronisasi

frame

Rangkailah kit PCM TX dan RX dengan Sinkronisasi Frame seperti gambar 3.2



Hubungkan probe 1 dengan MUX OUT di PCM TX dan Probe 2 dengan DAC

OUT pada PCM RX (jumper 9)

Analisis dan bandingkan kedua sinyal tersebut diosiloskop

Hubungkan probe 1 dan 2 osiloskop dengan CH 0 dan CH 1 di keluaran

Demultiplexer

Analisis dan bandingkan kedua sinyal tersebut di osiloskop

Hubungkan probe 1 dan 2 osiloskop pada OUT 1 (jumper 11) dan OUT 0

(jumper 10) di PCM RX (keluaran Filter)


Bandingkan juga sinyal pada OUT 0 dan OUT 1 di PCM RX dengan sinyal pada

P3 dan P4 di PCM TX

7. Menganalisis sinyal keluaran demultiplexer dan keluaran PCM RX dengan sinkronisasi

bit

Rangkailah kit PCM TX dan RX dengan Sinkronisasi Bit seperti gambar 3.1

Hubungkan probe 1 dengan MUX OUT di PCM TX dan Probe 2 dengan DAC

OUT pada PCM RX (jumper 9)

Analisis dan bandingkan kedua sinyal tersebut diosiloskop

Hubungkan probe 1 dan 2 osiloskop dengan CH 0 dan CH 1 di keluaran

Demultiplexer


Hubungkan probe 1 dan 2 osiloskop pada OUT 1 (jumper 11) dan OUT 0

(jumper 10) di PCM RX (keluaran Filter)


Bandingkan juga sinyal pada OUT 0 dan OUT 1 di PCM RX dengan sinyal pada

P3 dan P4 di PCM TX

Documents

Modul Praktikum Siskom 2013-2014