modulasi

Modulasi

Modulasi amplitudo

Telah kita ketahui bahwa transmisi percakapan membutuhkan pita frekuensi 300 sampai 3400 hz

Untuk menghemat pemakaian kabel maka orang mencoba mentransmisikan lebih dari satu percakapan dalam pasangan kawat tunggal.jika beberapa sinyal percakapan digabungkan langsung menjadi satu,maka pada ujung penerima sinyal ini takkan mungkin untuk dipisahkan,karena masinh-masing mempunyai spektrum frekuensi yang sama dari 300 hz sampai 3400 hz.modulasi amplitudo ditambah dengan penggabungan kawasan frekuensi(frekuensi division multiplexing,FDM) merupakan salah satu cara penyelesaian masalah ini.setiap percakapan digeser spektrimnya dengan menggunakan gelombang frekuensi tinggi untuk membawa setiap sinyal tersebut.frekuensi tinggi ini disebut frekuensi pembawa(carrier).

Modulasi amplitudo merupakan proses pengubahan amplituda gelombang pembawa sinusoidal oleh amplituda sinyal pemodulasi,yang diperlihatkan dalam

 

gambar gelombang pembawa termodulasi amplituda

gelombang pembawa yang belum dimodulasi mempunyai harga puncak yang konstan dan frekuensi yang lebih tinggi dari pada frekuensi sinyal pemodulasi.ketika diberikan sinyal pemodulasi,maka harga puncak gelombang pembawa itu akan berubah-ubah sesuai dengan harga sesaat dari amplituda sinyal pemodulasi.akibatnya bentuk gelombang sebelah luar atau ‘sampul’(envelove) harga-harga puncak gelombang pembawa termodulasi akan sama dengan bentuk gelombang sinyal pemodulasi.dapat dikatakan bahwa gelombang pemodulasi sudah’menumpang’pada gelombang pembawa.

Suatu gelombang pembawa sinusoidal dengan frekuensi fc hz dimodulasi amplituda oleh sinyal pemodulasi sinusoidal pula dengan frekuensi fm hz,maka gelombang pembawa termodulasi akan mengandung 3 komponen frekuensi.

1.frekuensi pembawa fc hz

2.penjumlahan dari frekuensi sinyal pembawa dan frekuensi sinyal pemodulasi yaitu (fc+fm) hz

3.selisih frekuensi sinyal pembawa dan frekuensi sinyal pemodulasi,(fc-fm) hz.semuanya ditunjukkan dalam

Dapat diperhatikan bahwa dua dari frekuensi-frekuensi tersebut adalah frekuensi baru yang dihasilkan oleh proses modulasi amplituda,disebut frekuensi sisi

Jumlah frekuensi sinyal pembawa dan frekuensi sinyal pemodulasi dinamakan frekuensi sisi atas (UF).sedangkan selisihnya disebut frekuensi sisi bawah (LF).keduanya dapat diamati dari diagram spektrum frekuensi pada

 

Gambar spektrum frekuensi gelombang termodulasi amplituda dengan sinyal pemodulasi tunggal

 

Gambar spectrum sinyal AM

Lebar pita gelombang pembawa yang dimodulasi adalah (fc+fm)-(fc-fm)=2fm atau dua kali frekuensi sinyal pemodulasi,bila sinyal pemodulasi merupakan suatu pita frekuensi,misalnya spektrum frekuensi percakapan atau sinyal musik,maka masinh-masing frekuensi akan menghasilkan frekuensi sisi atas dan sisi bawah di sekitar frekuensi sinyal pembawa , sehingga diperoleh pita sisi atas (USB) dan bawah (LSB)

Lebar pita gelombang pembawa termodulasi adalah (fc+3400)-(fc-3400)=6800 hz atau dua kali frekuensi tertinggi sinyal pemodulasi

Jadi,bilamana lebar pita sinyal pemodulasi bertambah,maka lebar pita gelombang termodulasi juga akan bertambah.sistem transmisi yang baik harus mampu mengatasi perubahan lebar pita seperti ini.

 

Gambar penjumlahan dua pita sisi

Sampul gelombang yang dihasilkan merupakan ciri khas keluaran berbagai tipe modulator seimbang yang digunakan untuk membentuk gelombang termodulasi amplituda.

Seluruh gelombang pembawa yang termodulasi amplituda dari pita sisi bawah sampai pita sisi atas memerlukan lebar pita yang lebih besar dari pada yang benar-benar diperlukan untuk mentransmisikan sinyal informasi,karena sebenarnya seluruh informasi sudah dapat dibawa oleh satu pita sisi saja.komponen frekuensi pembawa mempunyai amplituda dan frekuensi  yang konstan,sehingga tidak memberikan informasi apapun.karena itu sinyal pembawa dan salah satu pita sisi dapat dihilangkan dengan suatu alat khusus ,sehingga tinggal sebuah pita sisi saja yang dikirimkan,tanpa perlu khawatir kehilangan sebagian informasi.metoda ini disebut pita sisi tunggal(SSB),atau metoda pita sisi tunggal dengan pembawa dihilangkan(SSB-SC)

Modulasi frekuensi

Metoda lain untuk menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa adalah modulasi frekuensi.dimana sinyal pemodulasi akan mengubah frekuensi sinyal pembawa.bila suatu gelombang pembawa sinusoidal dimodulasi frekuensi,maka frekuensi sesaatnya akan berubah sesuai dengan karakteristik sinyal pemodulasi.frekuensi sinyal pembawa termodulasi harus dapat bergeser keatas dan kebawah frekuensi nominal beberapa kali perdetik,sesuai dengan frekuensi pemodulasi.besar variasi ini,yang disebut deviasi frekuensi,sebanding dengan amplituda teganggan sinyal pemodulasi

 

Gambar gelombang termodulasi frekuensi

Bila sinyal pemodulasi mempunyai bentuk gelombang sinusodal,maka frekuensi gelombang pembawa termodulasi akan berubah secara sinusodal pula,seperti tampak pada

 

Gambar termodulasi frekuensi

Deviasi frekuensi gelombang pembawa sebanding dengan amplituda teganggan sinyal pemodulasi,sehingga tidak ada harga maksimum deviasi frekuensi dalam sistem modulasi frekuensi.hal ini berbeda dengan modulasi amplituda yang mempunyai deviasi amplituda maksimum pada saat modulasi 100%,yaitu ketika amplituda’sampul’turun menjadi nol

Modulasi pulsa

Metoda lain dalam penyampaian informasi dilakukan dengan menggunakan pulsa teganggan atau arus.

Dengan modulasi pulsa,gelombang pembawa tidak lagi sinusoidal,melainkan terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang.amplituda,lebar maupun posisi pulsa dapat diubah oleh sinyal informasi,seperti yang ditujukkan dalam

Gambar gelombang pembawa termodulasi pulsa

Modulasi amplituda pulsa(PAM) adalah modulasi yang mengubah amplituda pulsa pembawa sesuai dengan beberapa karakteristik sinyal pemodulasi

Modulasi lebar pulsa(pulse width modulation,PWM)mengubah lebar pulsa pembawa sesuai dengan karakteristik sinyal pemodulasi.

Modulasi posisi pulsa(PPM) mengubah posisi pulsa terhadap waktu sesuai dengan karakteristik sinyal pemodulasi,tanpa mengubah lebar pulsa

Modulasi kode pulse(PCM)merupakan bentuk khusus modulasi pulsa,PCM dapat dipandang sebagai pencuplikan (sampling)sinyal pemodulasi yang berbentuk analog,untuk menghasilkan sinyal PAM,yaitu pulsa-pulsa yang amplitudanya sama dengan amplituda sinyal analog pada saat pencuplikan dilakukan.setelah itu setiap pulsa dikuantisasi atau diukur terhadap skala amplituda tertentu (dalam sistem mutakhir bernilai dari 0 sampai 256); bilangan-bilangan dalam skala ini mewakili amplituda setiap cuplikan,yang selanjutnya dikirimkan sebagai sinyal yang dikode secara biner .sinyal ini merupakan suatu kelompok 8 bit dimana untuk menunjukan level amplituda tersebut (2⁸=256).akibatnya sinyal yang ditransmisikan berbentuk deretan pulsa yang menyatakan bilangan-bilangan.pada ujung penerima,bilangan-bilangan ini dikode balik(decode),sehingga akan diperoleh kembali sinyal analog aslinya

Pengubahan sinyal analog ke digital

Sinyalpercakapan dicuplik 8000 kali perdetik sehingga amplituda amplituda cuplikan pada satu saat dibandingkan dengan deretan level yang telah tersedia,yang disebut selang kuantisasi.nomor selang  penerima bilangan biner tersebut,yang menyatakan bilangan antara -128 sampai +128,diumpankan ke dekoder.peralatan penerima kemudian akan membankitkan sinyal yang sama dengan hasil cuplikan.cara pencacahan dan kuantisasi yang serupa juga dilakukan untuk mengubah bentuk gelombang listrik menjadi sinyal digital.

Modulasi kode pulsa

  Pada sistem modulasi kode pulsa (PCM,sinyal analog dicuplik pada selang yang teratur sehingga menghasilkan gelombang dengan amplituda termodulasi pulsa(PAM)

Jika sinyal analog dicuplik secara kontinyu padakecepatan pencuplikan lebih dari dua kali frekuensi tertinggi sinyal,maka dari hasil cuplikan tersebut akan dapat dibentuk kembali sinyal suara asli dengan ketepatan yang cukup baik untuk keperluan apapun.pencuplikan dilakukan dengan mengumpankan sinyal analog ke suatu rangkaian dengan gerbang yang hanya terbuka selama adanya pulsa pencuplik.keluarannya merupakan sinyal amplituda termodulasi pulsa.

pengaruh pencuplikan sinyal suara dengan frekuensi yang berbeda-beda.perlu diingat bahwa,meskipun lebar pita sinyal percakapan berkisar sampai 3400 hz,hampir semua daya percakapan terletak pada frekuensi yang lebih rendah,sehingga dalam tiap siklus diambil beberapa sampel agar sinyal analog asli dapat dibentuk kembali dengan ketepatan yang cukup baik

Daerah amplituda yang mungkin dicapai oleh sinyal dibagi menjadi sejumlah level,yang masing-masing diberi nomor.untuk tujuan itu,secara internasional telah disepakati 256 level bagi PCM.perlu diketahui,kini terdapat dua jenis pengkodean PCM yang digunakan yaitu pengkodean hukum-µ dan hukum-A.kedua aturan ini memakai level kuantisasi yang berbeda,sehingga saluran PCM untuk kedua standar tidak dapat langsung dihubungkan tanpa menggunakan peralatan perantara khusus.

Selanjutnya sinyal PAM yang amplitudanya berubah-ubah tersebut dibandingkan dengan level-level yan dinamakan selang kuantisasi,lalu ditentukan dalam selang mana amplituda tersebut berada.nomor selang ini dikodekan menjadi bilangan biner 8 bit,yang memberikan kemungkinan 2⁸ atau 256  level,128 level diatas nol,dan 128 lagi di bawahnya.setiap kode yang melambangkan level amplituda cuplikan disebut satu kata PCM.oleh karena kecepatan pencuplikan 8000 kali perdetik dan setiap cuplikan diwakili oleh 8 bit,maka untuk saluran PCM tunggal akan terdapat 64000 bit perdetik

Gambar proses kuantisasi sinyal

Memperlihatkan proses kuantisasi pada sinyal analog yang tidak beraturan.untuk memudahkan,pada gambar diatas hanya diperlihatkan 8 level pencuplikan,yang masing-masing hanya memerlukan 3 bit,berbeda dengan 8 bit untuk membedakan 256 level yang digunakan dalam sistem PCM sebenarnya

Sistem PCM mengirimkan informasi sinyal dalam bentuk digital.proses kuantisasi sinyal tentu akan menimbulkan beberapa kesalahan pada penerima ketika membentuk kembali sinyal analog,yang muncul dalam bentuk derau kuantisasi atau quantization noise.

agar penerima dapat mengkode balik deretan pulsa biner yang datang,maka diperlukan alat yang mampu menentukan ada atau tidaknya pulsa.proses pengkodean dan kuantisasi harus dibalik,yaitu:sinyal tiruan PAM dibangkitkan berdasarkan kode biner yang diterima,kemudian diumpankan ke tapis lalurendah untuk membentuk kembali sinyal analog asli. 

#sumber:buku prinsip dasar telekomunikasi ; graham langley

#semoga bermanfaat :)