BAB IX KINERJA SISKOM ANALOG - Afief Dias...
Transcript of BAB IX KINERJA SISKOM ANALOG - Afief Dias...
58 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
BAB IX KINERJA SISKOM ANALOG
9.1 KINERJA AM-SSB
Suatu sinyal AM-SSB-LSB dengan pemodulasi sinusoidal tunggal fx.
S(f)
ffcfc-fx
ηA
S(f)
ffcfc-fx
ηAηA
S(t) = A cos2π(fc–fx)t, fc = f pembawa
Sinyal tersebut bercampur dengan “White Noise” di input demodulator SSB (titik A).
⊗
Sinyal di C = 1. cos 2πfct
Daya rata rata di input (A) = Si = 0,5 A² Sinyal di D = A cos 2π (fc–fx)t x cos 2πfct = 0,5 A cos 2πfxt + 0,5 A cos2π(2fc-fx)t Setelah dilewatkan ke LPF : y(t) = 0,5 A cos 2πfxt
Daya sinyal y(t) = So = 0,5 (0,5 A²) = 0,25 Si Besar rapat daya noise di B = di A; tetapi terletak dalam spektrum yang
terbatas.
Rapat daya noise di D :
Jadi daya noise di output = No= 0,25 ηA x fm Maka (S/N) D-SSB = 0,25 Si / 0,25 ηA.fm = Si / ηA.fm
Si = daya sinyal yang diinginkan pada input demodulator, ηA = rapat daya noise di input demodulator
59 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
fm = frek. cut off LPF 9.2 KINERJA AM-DSB-SC
Misalkan sinyal m(t) merupakan pemodulasinya sehingga, S(t) = m(t).cos 2πfct Sinyal tersebut bercampur dengan “white Noise” di input demodulator :
fc-fm fc f
ηA
S(f)
fc+fm
⊗A B
C
D y(t)BPF-IF
LPFfco = fm > fx
CarrierRecovery
[fc-fm ; fc+fm]
outputSoNo
Si
ηA
fctπ2cos
( gambar sama dengan demodulator SSB; kecuali BPF-IF )
Daya rata rata sinyal input demodulasi (A) : Si = 2)t(S
Si = 0,5 2)(tm = 0,5 . daya sinyal m(t) Persamaan sinyal di titik D = m(t).cos ² 2πfct = 0,5m(t) + 0,5m(t).cos 2π (2fc)t Setelah dilewatkan di LPF ; menjadi y(t) = 0,5 m(t) Daya sinyal informasi y(t) di output demodulator :
So = 0,25 2)(tm = Si5,0 Besar rapat daya noise di B :
Besar rapat daya noise di D :
ηA
2fc-fm 2fc+fmfm
0,25
SND(f) W/Hz
pita satu sisi0,5
ηA
Daya noise di output = No = 0,5 ηA.fm Maka (S/N) AM-DSB-SC = Si / ηA.fm
60 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Si, ηA, fm = lihat kasus SSB, η di input detector/demodulator 9.3 KINERJA AM-DSB-FC (digunakan detector selubung)
Sinyal AM-DSB-FC + noise ; info : m(t)
S(t) = A [ 1+m(t)] cos 2πfct + n(t)
A
nA(t) nB(t)
S(t)BPF-IF
S(t) B C
nc(t)Det. Selubung
[ fc-fm,fc+fm]
BW BPF-IF = 2 fm ; Jadi sinyal S(t) di B = SA(t) [di A]
nA(t) : dapat dipandang sebagai White Noise dengan PSD ηA
nB(t) : band-pass noise (band limited noise)
PSD pita satu sisi di B
SnB(t) dalam W/Hz
fc-fm fc+fm f
ηA
Noise di B dapat dinyatakan dalam bentuk noise kuadratur sbb :
nB(t) = nx(t).cos 2πfct – ny(t).sin 2πfct
fm
SNx(f) = SNy(f)
f
ηA
nx(t) & ny(t)saling independent
Kita nyatakan sinyal & noise di B = X(t), maka :
X(t) = A [1+m(t)] cos 2πfct + nx(t).cos 2πfct - ny(t).sin 2πfct
= [ A(1+m(t)) + nx(t)] cos 2πfct – ny(t) sin 2πfct
= R(t) . cos (2πfct + θ(t))
61 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
( ) ( )( ) ( )22 )()()(1 tntntmAtR yx +++= ≡ selubung sinyal X(t)
Kita batasi permasalahan untuk (C/N)B >> 1 maka:
A[1+m(t)] >> ny(t); sehingga : ( ) ( )( )2)()(1 tntmAtR x++≈
Atau R(t) = A[1+m(t)] + nx(t) = A + A.m(t) + nx(t); dimana:
A = komponen DC; A.m(t) = komponen informasi; nx(t) = komponen noise
Komponen DC dioutput diredam dengan Kopling kapasitif, maka
Y(t) = A.m(t) ⇒ daya sinyal So = y(t)² = A². m(t)²
Daya noise rata rata di output No = ηA x BWN
No = ηA . 2fm
Perlu diingat bahwa daya rata rata sinyal AM-DSB-FC di input (titik A) sama
dengan di B
Si = 0,5 A² + 0,5 A² 2)(tm
Maka : (S/N)OUTPUT AM-DSB-FC = fm
Sitm
tm
A ..
))(1()(
2
2
η+ η di input demod.
(Dengan detektor selubung)
Ingat persamaan umum AM-DSB-FC
SAM(t) = A(1 + m.cos 2πfxt) . cos 2πfct
m: index modulasi; cos 2πfxt : info sinus; cos 2πfct : carrier
berarti m(t) = m.cos 2πfxt, dengan daya sinyal ( ) 22 )t(mm5,0tm ==
Maka (S/N)OUT-AM-DSB-FC = fm
Sim
m
A .2 2
2
η+
Dimana : informasi adalah sinusoidal dan m = index modulasi
Catatan !!!!!!!!!!!
Jika sinyal AM-DSB-FC dideteksi dengan “Detektor Sinkron” maka akan
menghasilkan persamaan kinerja yang sama juga
fmSi
mm
fmSi
tmm
NS
AA
t
o
o
..
2..
)(1 2
2
2
)(2
ηη +=
+=
62 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
9.4 KINERJA FM
Misal suatu sinyal FM dengan pemodulasi sinusoidal dengan frekuensi fm,
amplitude pemodulasi Vm, frekuensi pembawa fc.
SFM(t) = Vc cos [ 2πfct + β sin 2πfmt]; fmKf.Vm=β
( ) 1;.=
− Gdt
d
blok diagram demod. FM
Sinyal FM SFM(f) :
fc-fm fc+fm f
ηA
fc
SFM(f)
fc+ n fmfc-n fm
Sinyal FM tersebut bercampur dengan White Noise nA(t) dengan PSD : ηA
Pada blok diagram : sinyal FM di A = di B = di C (dengan asumsi limiter
berfungsi sempurna)
Noise di C merupakan Band Pass Noise Band Limited White Noise; dengan
PSD:
SNC(f) W/Hz
ηA
ffc
BW Carson
Di titik D dihasilkan sinyal : ( ) [ ]dt
tSdtX FMD
)(= dengan turunan parsial
XD(t) = -Vc[2π.fc + β.2π.fm.cos 2πfmt].sin(2π.fct + β.sin 2π.fmt)
Detektor selubung akan melewatkan selubungnya saja. Setelah dilewatkan
kopling kapasitif yang meredam sinyal DC, maka yang keluar tinggal bagian
AC saja: XE(t) = - Vc.β.2πfm.cos 2π.fmt = -Vc.Δf.2π.cos 2π.fmt; β = Δf / fm
63 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Sehingga daya sinyal informasi di output demodulator :
So = 0,5 (-Vc.2π.Δf)² = 0,5.Vc.²Δf².4π²
Perhitungan Noise Output
Di titik C, sinyal FM bercampur noise dapat dinyatakan :
SFM(t) + noise = Vc cos (ωct + β.sin ωmt) + nx(t).cos ωct – ny(t).sin ωct
Jika ωc >> β, maka :Xc(t) = SFM(t) + noise = Vc cosωct + nx(t).cos ωct – ny(t).sin ωct
( ) )(cos(.)]([)]([ 22 tcttntnVctX yxc θω +++=
Asumsi : C/N input diskriminator kecil << 1 dan limiter bekerja sempurna.
Xc(t) = VL.cos(2πfct + θ(t)); dimana :
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≅⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= −
Vltn
Vltn
t yy )()(tan 1θ maka: ( ) [ ]
L
yLC V
tnfctVtX
)(2cos. += π
Keluaran diskriminator : ( )dt
tXdtX cD
)]([=
( )⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=
L
y
L
yLD V
tnfct
Vtn
dtdfcVtX
)(2sin
)(2. ππ
Setelah melewati detector selubung & kopling kapasitif [XE(t) nE(t)]:
( ) )()(
. tndtd
Vtn
dtdVtn y
L
yLE =⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Dengan transformasi Laplace : nE(s) = s.ny(s)
Sehingga fungsi transfer = ( ) fjjssnsn
fHy
E .2)()(
πω ====
(diskriminator + det selubung + kopling kapasitif)
Maka PSD noise di D: ( ) AAE ffHf ηπηη ..4)( 222==
Frekuensi cut off LPF (pada det. Selubung) = fM sehingga daya noise yang dilewatkan oleh det. Selubung.
MMAMA
f
f
f
fAE fffdffdffNo
M
M
M
M
..4..32...
384)( 223222 πηπηηπη ==== ∫ ∫
− −
Sedangkan
Jadi NS
P = fak
Perban
Si
Oleh Bam
n So = (0,5.V
ff
NS
Mo
o
23⎜⎜⎝
⎛ Δ=
ktor penguata
ndingan Kine
istem Komu
mbang Sum
Vc²)Δf².4π²
fSif
MAM
..
2
η⎟⎟⎠
⎞
an De-Empa
erja Analog
64 unikasi 1 (EE
majudin dan B
So = Si .
P
asis (jika ada
E3314)
Budi Prasety
.Δf².4π²
a); ηA di inp
ya
put detector
menjadilakusehingPada p
1. 2.
Proses
Pulse Coddi sinyal pu
ukan multiplgga dapat dikpengirim PC
PencuplikaProses kua
s pencuplika
Si
Oleh Bam
ANALOG(
de Modulatioulsa digital.leksing, yaitkirimkan sec
CM, prosesnyan (samplingantisasi dan p
an (sampling
istem Komu
mbang Sum
BAG TO DIG(Pulse Cod
on merupaka. Dalam imtu menggabucara serentakya meliputi :g) pengkodean
Gambar 10.
g) dapat dilih
65 unikasi 1 (EE
majudin dan B
AB X GITAL COde Modula
an salah satu
mplementasinungkan bebek.
1 Pengirim P
hat pada gam
E3314)
Budi Prasety
ONVERTEtion)
u proses pennya beberaperapa sinyal
PCM
mbar 10.2 ber
ya
ER
ngubahan sina sinyal anl menjadi sa
rikut ini :
nyal analog alog dapat atu deretan
kemudProses
Selisih
Pada prosdian dikodeks kuantisasi d
Pada peng
h tiap level k
Si
Oleh Bam
Gambar
ses kuantisakan menjadi dapat dilihat
G
gkodean den
kuantisasi ad
istem Komu
mbang Sum
10.2 Pencup
asi, hasil pebentuk digit
t pada gamba
Gambar 10.3
ngan 3 bit,
dalah :
66 unikasi 1 (EE
majudin dan B
plikan (Natur
encuplikan tal. ar 10.3 berik
Proses Kuan
maka akan
E3314)
Budi Prasety
ral Sampling
diberikan l
kut ini :
ntisasi
terdapat 23
ya
g)
level kuanti
= 8 level
isasi, yang
kuantisasi.
Selisih
dengan
enkod
dengan
Gamba
Pada peng
h tiap level k
VV =Δ8m
n : ΔV
V
V
Dan untuk
der PCM untu
Untuk lebi
n data dan si
Si
Oleh Bam
ar 10.4 Cont
gkodean den
kuantisasi ad
Vdanmax
V = Error
Vs = Tegan
V = Tegan
k selanjutnya
uk dikodeka
ih jelasnya m
inyal sampli
istem Komu
mbang Sum
toh Kuantisa
ngan 3 bit,
dalah :
VVVs Δ−=
maksimum
ngan level ku
ngan tertingg
a keluaran p
an dalam 3 b
mari kita lih
ing sesuai de
67 unikasi 1 (EE
majudin dan B
asi Seragam
maka akan
uantisasi
gi pen-samp
proses kuant
it untuk setia
hat contoh p
engan gamba
E3314)
Budi Prasety
untuk Pengk
terdapat 23
lingan sinya
tisasi (Quan
ap level kua
proses pemb
ar 2 di atas.
ya
kodean 3 bit
= 8 level
al
ntizer) dilewa
antisasi.
bentukan PC
kuantisasi.
atkan pada
CM – 3 bit
sinkro
dibang
secara
Gamb
kanal multip prosespeneridiguna
PCM
Untuk men
on. Dan un
gkitkan di t
a lokal.
ar penerima
Pada percoyang mirip
plekser sebelMultipleks
s penggabunima dilakukakan untuk
M IN
Si
Oleh Bam
Gambar 10.
nsinkronkan
ntuk memud
transmitter d
dapat diliha
G
obaan kali indengan diag
lum sinyal anser adalah alngan beberakan proses melakukan
SPARALECONV.
istem Komu
mbang Sum
.5 Contoh Pe
n semua tah
dahkan tim
dan dikirim
at pada gamb
Gambar 10.6
ni kita akan gram blok pnalog masuklat yang digapa sinyal demultiplekde-multiple
ERIAL EL
68 unikasi 1 (EE
majudin dan B
emrosesan S
apan tersebu
ing recover
ke penerim
bar berikut in
6 Penerima P
mensimulaspemancar PCk ke Samplingunakan untu
menjadi sakser. Demuksing yanitu
D
E3314)
Budi Prasety
Sinyal PCM
ut diperluka
ry pada re
ma. Timing r
ni :
PCM
sikan PCM CM di atas hng & Hold. uk melakukatu aliran sultiplekser mu pemisahan
DECODER
ya
3 bit
an sinyal pe
eceiver, siny
recovery dib
8 bit untuk hanya diberi
an multiplekserial. Dan merupakan n beberapa
R
ewaktu yag
yal timing
bangkitkan
masukan 2 i tambahan
ksing yaitu di bagian alat yang
sinyal dari
LPF
CHH OUT
satu alPCM. sistemyang dpenduYang uKetera
11.1. 11.1.1
liran serial m
Untuk aplim transmisi Pdimodulasikdukan kanaluntuk lebih jangan : 1
Amplitude
. Modulasi
Si
Oleh Bam
menjadi bebe
ikasinya yanPCM-30 yanan adalah 30l-kanal tersebjelasnya pemFrame = 32
SIST
e Shift Keyi
ASK
istem Komu
mbang Sum
erapa aliran
ng ada di lapng artinya b0 kanal dalabut ditentuk
mbagian framtime slot
BAEM MOD
ing (ASK)
69 unikasi 1 (EE
majudin dan B
serial yang b
pangan sekarbahwa dalamam satu modkan dalam timme tersebut a
AB XI DULASI D
E3314)
Budi Prasety
biasanya dig
rang ini adalm pengirimandulasi PCM yme-time slotadalah seper
DIGITAL
ya
gunakan pad
lah pemenfan sinyal PCMyang untuk . rti berikut ini
a penerima
aatan untuk M tersebut pembagian
i.
70 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Modulasi ASK dapat dipandang sebagai modulasi amplituda dengan pemodulasi sinyal data biner (bit “0” atau bit “1”) seperti halnya pada modulasi AM. Jadi sinyal ASK merepresentasikan sinyal data biner “0” dan “1” dengan level amplituda yang berbeda. Diagram blok modulator ASK dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 11.1 Diagram Blok Modulator ASK
Sinyal data biner “0” dan “1” NRZ unipolar dapat dinyatakan sebagai :
⎩⎨⎧
="0"bit;0"1"bit;V
)t(xUnipolar
…………………....................................(11.1)
Sinyal data x(t) dengan format NRZ unipolar diubah menjadi sinyal data dengan format NRZ bipolar dengan suatu level shifter. Sinyal data biner ini direpresentasikan sebagai data bipolar ternormalisasi b(t) dengan harga –1 Volt untuk “0” dan +1 Volt untuk “1”.
⎩⎨⎧−
=⎩⎨⎧−
="0"bit;1"1"bit;1
)t(b;)t(b2V
"0"bit;2/V"1"bit;2/V
)t(xBipolar
........(11.2)
Jika sinyal carrier C(t) dinyatakan sebagai :
tf2cosA)t(C cπ= ……………………………………………….........
(11.3)
Maka persamaan sinyal ASK secara umum adalah :
tf2cos)t(bA
2V1A)t(s cASK π⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ += .......................................... (11.4)
[ ] tf2cos)t(bm1A cπ+= ............................................... (11.5)
71 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Dengan A
2Vm = ( indeks modulasi)
Persamaan (2.5) di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
[ ] tf2cosm1A)t(s cASK π−= untuk merepresentasikan bit “0” ........... (11.6)
[ ] tf2cosm1A)t(s cASK π+= untuk merepresentasikan bit “1” .................... (11.7)
Dengan mengambil harga m yang berbeda, maka akan diperoleh bentuk gelombang
yang berbeda. Untuk harga m ≠ 1 proses modulasi ASK hampir sama dengan modulasi
AM-DSB-Full Carrier, sedangkan untuk harga m = 1 (dikenal sebagai modulasi On-Off
Keying / OOK) hampir sama dengan modulasi AM-DSB-Suppresed Carrier.
Proses modulasi ASK dapat digambarkan seperti pada gambar 2.
Gambar 11.2 Proses Modulasi ASK
Spektrum sinyal ASK adalah sebagai berikut :
72 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Keterangan : fc = frekuensi carrier
R = bit rate data = 1/Tb
Gambar 11.3 Spektrum Sinyal ASK
11.1.2. Demodulasi ASK
Demodulator ASK dapat direalisasikan dengan menggunakan detektor selubung yang sederhana, baik untuk sinyal ASK maupun sinyal OOK. Hasil demodulasi diteruskan menuju Decision Circuit/Voltage Comparator untuk diregenerasi. Diagram blok dari demodulator ASK dapat dilihat pada gambar 11.4 di bawah ini :
Gambar 11.4 Diagram Blok Demodulator ASK
Proses demodulasi sinyal ASK dapat dijelaskan sebagai berikut :
• Sinyal ASK dideteksi oleh detektor selubung yang prinsip kerjanya menyerupai
penyearah, sehingga keluaran detektor selubung merupakan bagian positif saja
dari sinyal ASK.
Sinyal ASK yang diterima detektor selubung secara matematis dapat dituliskan
seperti halnya pada persamaan (11.5) :
[ ] tf2cos)t(bm1A)t(s cASK π+=
[ ] tf2cosm1A cπ±= ...………………………………........ (11.8)
Sehingga keluaran dari detektor selubung adalah :
[ ] tf2cosm1A)t(x cSLB π±= .......................................................... (11.9)
73 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
• Untuk mendapatkan selubung dari sinyal keluaran detektor selubung, diperlukan LPF untuk menghilangkan komponen sinyal carrier dari sinyal tersebut. Sehingga keluaran dari LPF yaitu :
[ ]m1A)t(x LPF ±= ................................................................................... (11.10)
• Selanjutnya untuk mengembalikan ke bentuk pola data ke bentuk sinyal digital perlu dilakukan decision dan regenerasi sinyal keluaran LPF x(t)LPF dimana proses ini dilakukan oleh Voltage Comparator.
11.2. Frekuensi Shift Keying (FSK)
11.2.1. Modulasi FSK
Dalam modulasi frekuensi (FM), frekuensi carrier diubah-ubah harganya mengikuti
harga sinyal pemodulasinya (analog) dengan amplitudo pembawa yang tetap.
Jika sinyal yang memodulasi tersebut hanya mempunyai dua harga tegangan “0” dan
“1” (biner/digital), maka proses modulasi tersebut dapat diartikan sebagai proses
penguncian frekuensi sinyal. Hasil gelombang FM yang dimodulasi oleh data biner ini
kita sebut dengan Frekuensi Shift Keying (FSK).
Kita ketahui persamaan gelombang FM adalah :
[ ]∫+= dt)t(sKtf2cosAX fcFM π ……………………………............. (11.11)
Jadi modulasi FSK adalah sinyal FM dengan pemodulasi biner yang hanya mempunyai
dua harga “0” dan “1” yang dipresentasikan dengan harga bipolar. Jika sinyal
pemodulasi tersebut adalah sinyal NRZ bipolar :
⎩⎨⎧−
=⎩⎨⎧−
="0"bit;1"1"bit;1
)t(b;)t(b2V
"0"bit;2/V"1"bit;2/V
)t(xBipolar
............(11.12)
Sehingga dapat dituliskan menjadi :
[ ]∫+= dt)t(xKtf2cosA)t(X fcFSK π
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ += ∫ dt)t(b
2VKtf2cosA fcπ
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ += t)t(b
2VKtf2cosA fcπ ...…………..……………....(11.13)
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ±= t
2VKtf2cosA f.cπ [ ] tff2cosA c Δπ ±=
Deviasi frekuensi maksimum fΔ adalah 2VKf sehingga frekuensi FSK adalah :
74 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
2VKf)t(f fc ±= ±= cf Δ.............................................................. (11.14)
Modulasi FSK dapat juga direalisasikan sebagai penjumlahan dua buah
sinyal OOK (On-Off Keying)yang saling bergantian untuk bit “1” dan bit “0”, dengan
frekuensi carrier fH dan fL. OOK-1 membawa data dengan frekuensi yang lebih tinggi fH
dan OOK-2 membawa data komplemen dengan frekuensi yang lebih rendah fL, jadi :
"1")( OOKtX pada frekuensi += cH ff Δf
"0")( OOKtX pada frekuensi −= cH ff Δf Diagram blok modulator FSK dapat dilihat pada gambar 11.5 di bawah ini :
Gambar 11.5 Modulator FSK dari 2 Modulator OOK
75 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Gambar 11.6 Proses Modulasi FSK
Spektrum frekuensi FSK merupakan gabungan ASK-1 dan ASK-2. Untuk kasus
Rf =Δ (R = bit rate data) maka spektrum sinyal FSK dapat digambarkan seperti pada
gambar 7 di bawah ini :
Gambar 11.7 Spektrum FSK
76 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
11.2.2. Demodulasi FSK
Diagram blok demodulator FSK dapat digambarkan seperti pada gambar 8 di
bawah ini :
Gambar 11.8 Diagram Blok Demodulator FSK
Adapun cara kerja dari demodulator FSK tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
• Sinyal FSK masuk ke suatu diskriminator Diskriminator merupakan penguat yang penguatannya bergantung pada
frekuensi. Ada dua kemungkinan kebergantungan pada frekuensi tersebut yaitu saat frekuensi yang masuk ke penguat tersebut lebih tinggi dari sebelumnya, maka penguatannya naik atau sebaliknya saat frekuensi yang masuk ke penguat tersebut lebih tinggi dari sebelumnya maka penguatannya menurun.
Dalam percobaan ini jenis diskriminator yang kita gunakan adalah diskriminator yang jika frekuensi sinyal yang masuk lebih tinggi dari sebelumnya maka penguatannya akan naik.
• Sinyal keluaran diskriminator merupakan sinyal FM-AM, yaitu selain frekuensinya berubah sesuai dengan pola data, amplitudonya pun juga demikian.
• Karena amplitudo sinyal FSK tersebut sudah berubah sesuai dengan pola data, maka dapat kita gunakan detektor selubung dan Low Pass Filter (LPF) untuk me-recovery sinyal data yang dibawa sinyal FSK tadi, namun demikian sinyal output LPF masih merupakan sinyal analog.
• Sehingga untuk mengembalikan pola data ke bentuk sinyal diskrit (digital) perlu dilakukan penentun level sinyal, apkah sebagai sinyal data biner bit “1” atau bit “0”, dengan membandingkan kepada level referensi tertentu (proses regenerasi), yang dilakukan oleh voltage comparator.
11.3 Phase Shift Keying (PSK)
Jenis modulasi Phase Shift Keying (PSK) lebih sering dipakai pada transmisi digital jika dibandingkan dengan jenis modulasi yang lain karena kelebihan-kelebihan sebagai berikut:
o Performansi interferensinya lebih baik o Jumlah level yang dikodekan lebih banyak o Bandwidthnya lebih kecil
Modulasi phase dapat dibedakan sebagai berikut:
77 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
11.2.1. Binary Phase Shift Keying (BPSK)
11.2.1.1. Modulasi BPSK
Teknik modulasi BPSK merupakan salah satu jenis modulasi digital. Diagram
blok modulator BPSK terlihat pada gambar 1 dibawah ini.
Gambar 11.9 Diagram Blok Modulator BPSK
Phase Shift Keying-2∅ atau BPSK(Binary Phase Shift Keying) merupakan bentuk modulasi PSK dengan cara mengubah phasa dari frekuensi pembawa sesuai dengan data biner. Pada PSK-2∅ terdapat dua level sinyal, yaitu binary ‘0’ yang dinyatakan dengan phase θ1 dan binary ‘1’ yang dinyatakan dengan phase ϕ2 . Antara θ dan ϕ selalu berbeda phase 180 0 .
Jadi, pada modulasi BPSK, informasi yang dibawa akan mengubah fasa sinyal pembawa, seperti pada gambar 11.10 berikut:
Gambar 11.10 Proses Pembentukan Sinyal BPSK
Proses pembentukan sinyal BPSK dapat dijelaskan sebagai berikut:
• Sinyal data biner bipolar mempunyai dua level tegangan +V dan –V, masing-
masing menyatakan bit ‘1’ dan ‘0’. Persamaan matematisnya :
⎩⎨⎧−+
="0";"1";
)(bituntukVbituntukV
td ……………………………………..(11.15)
Balance Modulator
Sinyal Data BPSK
Carrier
Data
BP
Car
•
•
11.2.1
gamba
Oleh Mixe
mixermeru
sebagai ber
S B
atau
SBSinyal BP
horizontal
ini disebut
Diagram k
.2. Dem
Diagram b
ar 4 di bawah
-c
Si
Oleh Bam
er, data terseb
upakan siny
rikut :
= ()( tdtBPSK
u dapat ditulVtBPSK c)( =
PSK dapat
menyatakan
sebagai diag
konstelasi un
Gambar 1
modulasi B
blok dari pen
h ini :
Gambar 11
cos ωc.t
istem Komu
mbang Sum
but ‘dikalika
al BPSK. P
⎩⎨⎧−+
=)() txCt
liskan : φω tc(cos +
dinyatakan
n cosinus da
gram konste
ntuk sinyal B
1.11 Diagram
PSK
nerima/demo
1.12 Diagram
‘0’
78 unikasi 1 (EE
majudin dan B
an’ dengan s
Proses terse
=−+
coscos
tVtV
c
c
ωω
ωφ tccos)n dalam di
an sumbu ve
elasi sinyal.
BPSK adalah
m Konstelas
odulator BPS
m Blok Dem
E3314)
Budi Prasety
sinyal pemb
ebut dijelask
((⎩
⎨⎧
=coscos
VV
c
c
ωω
φdengan;iagram kart
ertikal meny
h :
si Sinyal BPS
SK dapat dig
modulator BP
‘
ya
awa sehingg
kan secara
))+
+;;0
tt
c
c
π
πatau0= tesian deng
yatakan sinus
SK
gambarkan s
PSK
cos ω
‘1’
ga keluaran
matematis
'0''1'
bituntukbituntuk
…(11.16) gan sumbu
s. Diagram
eperti pada
ωc.t
'
79 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
Proses demodulasi sinyal BPSK dapat dijelaskan sebagai berikut :
• Sinyal BPSK oleh mixer ‘dikalikan’ dengan sinyal pembawa yang dibangkitkan
oleh carrier recovery. Secara matematis sinyal output mixer tersebut dapat
dituliskan sebagai berikut :
ttVtSxtStS cccBPSKOM ωφω cos)(cos)()()( +==
)cossinsincos.(cos2 tttV ccc ωφωφω −=
( )⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −−= φωφω sin2sin
21cos2cos1
21 ttV CC ……………….(11.17)
Kemudian oleh Low Pass Filter (LPF) komponen frekuensi tinggi diredam dan
frekuensi rendah dilewatkan, sehingga dihasilkan sinyal frekuensi rendah yang polanya
sama dengan data, sinyalkeluaran LPF (SOLPF(t)) adalah :
( ) φcos2VtSOLPF = ……………………………………………………(11.18)
• Karena φ hanya bernilai 0 dan π maka SOLPF (t) adalah berharga +V/2 atau –V/2
yang merupakan data yang dibawa oleh pembawa.
• Voltage comparator berfungsi melakukan ‘decision’ dan sekaligus sebagai
regenerator.
Bila input comparator > Vref, maka outputnya = + V (bit ‘1’)
Bila input comparator < Vref, maka outputnya = - V (bit ‘0’)
11.2.2.Phase Shift Keying-4φ (PSK-4φ)/QPSK
11.2.2.1. Modulasi QPSK
Modulasi QPSK merupakan modulasi yang sama dengan BPSK, hanya saja pada
modulasi QPSK terdapat 4 (empat) level sinyal, yang merepresentasikan 4 kode binary
yaitu ‘00’ , ‘01’ , ‘11’ , ‘10’. Masing-masing level sinyal disimbolkan pada perbedaan
phasa sebesar 900, sehingga sebagai salah satu contoh sinyal QPSK dapat
direpresentasikan dalam persamaan matematisnya sebagai berikut :
; untuk binary ‘00’
; untuk binary ‘01’
;untukbinary ‘11’………….(11.19)
; untuk binary’10’
φωφωφ sin2sin2
cos2cos2
cos2
tVtVVcc −−=
( )
( )( )( )( )⎪
⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪
⎨
⎧
+
+
+
+
=
0
0
0
0
45cos.2
135cos.2
225cos.2
315cos.2
tA
tA
tA
tA
tS
c
c
c
c
QPSK
ω
ω
ω
ω
Untuk
merup
kartesi
sinus d
k lebih jelas
pakan proses
Seperti ha
ian dengan s
diagram dina
Si
Oleh Bam
snya perhati
s pembentuk
alnya sinyal
sumbu horis
amakan diag
Gamba
istem Komu
mbang Sum
ikan bentuk
an sinyal QP
BPSK, sin
ontal menya
gram konstel
ar 11.13 Dia
80 unikasi 1 (EE
majudin dan B
k-bentuk siny
PSK.
nyal QPSK
atakan cosinu
lasi sinyal Q
agram Konst
E3314)
Budi Prasety
yal pada ga
dapat dinya
us dan sumb
QPSK.
telasi Sinyal
ya
ambar 5 be
atakan dalam
bu vertikal m
QPSK
erikut yang
m diagram
menyatakan
dengan
Dari diagra
n diagram bl
Si
Oleh Bam
Gambar 11
am konstelas
loknya sebag
istem Komu
mbang Sum
1.14 Proses P
si tersebut d
gai berikut :
81 unikasi 1 (EE
majudin dan B
Pembentuka
di atas dapat
E3314)
Budi Prasety
an Sinyal QP
dibuat peran
ya
PSK
ngkat modullator QPSK
Cara k
kerja modula
Sinyal data
(bit urutan
Data Q (Q
data I (In-p
menjadi sin
S BP
S BP
SQP
Kemudian
sinyal QP
sebagaima
Si
Oleh Bam
Gambar 1
ator QPSK a
a dipisahkan
ganjil).
Quadrature)
phase) mem
nyal BPSK-
( ) =− tQPSK
( ) =− tIPSK
( ) StPSK =
BPSK-Q d
PSK yang
ana diatas.
istem Komu
mbang Sum
1.15 Diagra
adalah sebaga
n oleh bit sp
memodulas
modulasi siny
Q dan BPSK
( ) ωtd cQ sin
( ) ωtd cI cos
( )tS QBPSK− +
dan BPSK-I
memiliki
82 unikasi 1 (EE
majudin dan B
am Blok Mo
ai berikut :
plitter menja
i sinyal car
yal carier In
K-I. Persama
(ω= tVt cc sin
dengan ⎪⎩
⎪⎨⎧
(ω= tVt cc cos
dengan ⎩⎨⎧
( )tS IBPSK− …
I dijumlahk
diagram ko
E3314)
Budi Prasety
odulator QPS
adi data Q (b
rier Quadrat
n-phase (sin
aan matemat
)φ+t ………
⎩⎨⎧
→=
→=
'1'
'0'
Q
Q
d
d
)ϕ+t ………
⎩⎨⎧
→=→=
'1''0'
I
I
dd
…………….
kan oleh ad
onstelasi da
ya
SK
bit urutan ge
ture (sinyal
nyal cosinus)
tisnya sebaga
……….………
=→
=→
πφ
φ 0
……………
=→=→πϕ
ϕ 0
.………..(11
dder sehingg
an persama
enap) dan I
sinus) dan
), sehingga
ai berikut :
…..(11.20)
…...(11.21)
1.22)
ga menjadi
aan sinyal
83 Sistem Komunikasi 1 (EE3314)
Oleh Bambang Sumajudin dan Budi Prasetya Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Bandung
11. 2.2.2 Demodulasi QPSK
Sistem demodulasi QPSK dapat dilakukan dengan cara seperti pada gambar 8.
Gambar 11.16 Diagram Blok Demodulator QPSK
Cara kerja sistem di atas secara garis besarnya adalah sebagai berikut: • Carier recovery membangkitkan sinyal pembawa dari sinyal QPSK yang
mana sinyal pembawa tersebut adalah sinyal carier In-phase (siyal cosinus). Agar didapat sinyal carier Quadrature (sinyal sinus), sinyal carier tersebut digeser sebesar 900 oleh penggeser phasa .
• Sinyal pembawa I dan Q masing-masing ‘dikalikan’ oleh mixer dengan sinyal QPSK sehingga dihasilkan sinyal yang polanya sama dengan data I dan data Q, tentu saja masing-masing masih terdapat komponen frekuensi tinggi.
• Komponen frekuensi tinggi pada kedua sinyal yang polanya sama dengan data I dan data Qmasing-masing diredam dengan Low Pass Filter (LPF).
• Agar diperoleh sinyal diskrit yaitu data I dan data Q kembali, haruslah dibandingkan dengan tegangan referensi tertentu untuk menyatakan apakah sebagai bit ‘1’ atau bit ‘0’. Proses ini dilakukan oleh voltage comparator.
• Dengan diperolehnya sinyal data I dan Q maka untuk untuk tahap terakhir diperlukan suatu perangkat yang dapat digunakan untuk mengkombinasikan kedua bit tersebut menjadi satu deretan bit. Perangkat tersebut adalah bit combiner atau Paralel to serial Converter.