Modulasi

Modulasi
• Modulasi adalah proses modifikasi sinyal carrier
terhadap sinyal input
• Sinyal informasi (suara,
suara, gambar,
gambar, data), agar dapat
dikirim ke tempat lain, sinyal tersebut harus
ditumpangkan pada sinyal lain.
• Dalam konteks radio siaran,
siaran, sinyal yang menumpang
adalah sinyal suara
suara,, sedangkan yang ditumpangi adalah
sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier).
• Jenis dan cara penumpangan sangat beragam
beragam.. Yaitu
untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda
dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga
akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar
gambar,,
sinyal film, atau sinyal lain.
Tujuan Modulasi
•
•
•
•
•
Transmisi menjadi efisien atau memudahkan
pemancaran.
Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah,
jika f / fc ~ 1 – 10 %
Menekan derau atau interferensi
Untuk memudahkan pengaturan alokasi
frekuensi radio ( diterbitkan oleh ITU
ITU--T )
Untuk multiplexing : proses penggabungan
beberapa sinyal informasi untuk disalurkan
secara bersama
bersama--sama melalui satu kanal
transmisi.
Proses modulasi terdiri dari :
•
Modulasi secara analog
–
Modulasi Continuous Wave
•
Modulasi Amplitudo (AM)
–
–
–
–
•
AM Full Carrier (AM FC)
Double Side Band (DSB)
Single Side Band (SSB)
Vestigial Side Band (VSB)
Modulasi Sudut
–
–
Modulasi Frekuensi (FM)
Modulasi Phasa (PM)
–
Modulasi Pulsa
•
Modulasi Pulsa Analog
–
–
–
•
Modulasi Pulsa Digital
–
–
–
•
Pulse Amplitude Modulation (PAM)
Pulse Position Modulation (PPM)
Pulse Width Modulation (PWM)
Pulse Code Modulation (PCM)
Delta Modulation (DM)
Differential Pulse Code Modulation (DPCM)
Modulasi secara digital
–
–
–
Amplitude Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Phase Shift Keying (PSK)
Basic Types of Modulation
1.
Continuous Wave (CW) Carrier Modulation
• Gelombang pembawa (carrier waveform) berupa gelombang kontinyu (biasanya
sinusoidal)
• Salah satu parameter dari gelombang pembawa diubah sesuai bentuk sinyal
informasi yang akan ditransmisikan
2.
Pulse Modulation
• Gelombang pembawa (carrier waveform) berbentuk pulsa (biasanya pulsa
persegi/rectangular)
• Salah satu parameter dari pulsa gelombang pembawa diubah sesuai bentuk
sinyal informasi yang akan ditransmisikan
c(t )
•
Gelombang pembawa berbentuk sinusoidal :
c(t) = Ac cos(2
cos(2ππ fct + Φc )
– Parameter – parameter dari gelombang tersebut
yang dapat dimodulasi adalah :
•
•
•
Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo
Frekuensi, fc atau ωc = 2π fc t untuk modulasi frekuensi
Phasa, Φc untuk modulasi fasa.
Amplitudo, Frekuensi, Phase
C
B
A
1800
00
voltage
+900
cycle (T)
A
0
B
π
2π
C
time (t)
Amplitude (V)
-900
Amplitudo
Nilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang
Frekuensi
Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz)
Phase
Gelombang A dengan phase 00
Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat) terhadap A
Gelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat) terhadap A
Modulasi Analog
• Modulation Theorem à Frequency Transalation
• Shifting atau pergeseran dari spektrum didalam frequency domain
• Merubah atau menempatkan frekwensi rendah menjadi frekwensi yang lebih tinggi
agar dapat dikirimkan/ditransmisikan melalui media transmisi.
carrier wave
0
4 KHz
fc
Jenis-jenis modulasi analog :
1. Amplitude modulation (AM)
2. Frequency modulation (FM)
3. Pulse Amplitude Modulation (PAM)
frekuensi
Amplitude Modulation (AM)
Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling sederhana
•
Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang
akan dikirimkan
•
Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat
linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan
voltage
voltage
•
time
voltage
Message signal
time
Modulation
time
Modulated
signal
Carrier waveform
Digambarkan dalam spektrum frekuensi
carrier
frekuensi
0
4 KHz
Message
signal
fc
Modulated
signal
Frequency Modulation (FM)
voltage
voltage
• Frekwensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya
amplitudo dari sinyal informasi
• Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebih
tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM
time
voltage
Message signal
time
Modulation
time
Carrier waveform
Modulated
signal
• AM
• FM
• PM
Pulse Amplitude Modulation (PAM)
voltage
voltage
• Konsep dasar PAM adalah mengubah amplitudo pembawa yang berupa deretan pulsa
(diskrit) mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan
• Sinyal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling
signal)
time
Modulation
Message signal
voltage
time
time
Carrier
Modulated
signal
Modulasi Digital
v Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variant
dari metode modulasi analog
v Teknik modulasi digital :
• Teknik dasar :
Ø Amplitude shift keying (ASK)
Ø Frequency shift keying (FSK)
Ø Phase shift keying (PSK)
• Variant dari teknik dasar di atas :
Ø 4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM)
Ø Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Ø Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
BASK, BFSK dan BPSK
Binary Amplitude Shift Keying (BASK)
Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa
•Sinyal “1” à direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa)
•Sinyal “0” à direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang
pembawa)
Binary Frequency Shift Keying (BFSK)
Sinyal direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa
•Sinyal “1” à direpresentasikan dengan frekuensi tinggi
•Sinyal “0” à direpresentasikan dengan frekuensi rendah
Binary Phase Shift Keying (BPSK)
Sinyal direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa
•Sinyal “1” à Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 00)
•Sinyal “0” à Phase gelombang pembawa bergeser 1800 (berlawanan)
BASK, BFSK dan BPSK
Signal
BASK
BFSK
BPSK
4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM)
Sinyal direpresentasikan dengan 4 nilai besaran amplitudo dari gelombang
pembawa.
-2
-1
00
01
+1
10
Bit value
Amplitude
00
-2
+2
01
-1
11
10
+1
11
+2
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Sinyal direpresentasikan dengan 4 status pergeseran phase dari gelombang
pembawa.
01
+900
11
00
1800
00
-900
10
Bit value
Phase shift
00
00
01
+900
10
-900
11
1800
Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
v Merupakan kombinasi amplitude modulation dan phase shift keying
v Sinyal direpresentasikan dalam kombinasi besaran amplitudo (2 besaran) dan
pergeseran phase (4 status).
v Memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi untuk bandwidth yang ditentukan
v Lebih tahan terhadap noise
011
900
010
2
1
101
1800
000
100
001
00
110
2700
111
Bit value
Amplitude
Phase shift
000
1
00
001
2
00
010
1
900
011
2
900
100
1
1800
101
2
1800
110
1
2700
111
2
2700
Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
Contoh :
Bit stream sinyal sbb : 001010100011101000011110
Bagi dalam kelompok masing-masing 3 bit: 001-010-100-011-101-000-011110
Perubahan amplitudo dan
phase
Bit value
Amplitude
Phase shift
001
2
00
010
1
900
100
1
1800
011
2
900
101
2
1800
000
1
00
011
2
900
110
1
2700
Bentuk gelombang modulasi