PRAKTIKUM PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM) I. TUJUAN PERCOBAAN 1. Mahasiswa mengetahui mekanisme modulasi dan demodulasi PAM dengan sinyal sinusoidal (Sinusoidal Signal) 2. Mahasiswa mengetahui mekanisme modulasi dan demodulasi PAM dengan sinyal DC (Direct Current Signal) 3. Mahasiswa mengetahui mekanisme PAM Multiplexing II. DASAR TEORI Modulasi pulsa amplitudo (PAM) melibatkan konversi sinyal analog kontinu menjadi urutan waktu-pulsa dari masing-masing pulsa. Sinyal pembawa berdenyut dimodulasi oleh sinyal informasi analog. Desain modulator PAM diwakili oleh diagram rangkaian dasar dibawah ini. Setelah melewati filter anti-aliasing, sinyal informasi diambil sampelnya dengan urutan pulsa digital; menurut teorema Shannon, frekuensi sinyal pemindaian harus setidaknya dua kali frekuensi maksimum dari sinyal informasi. Konfigurasi percobaan kami menggunakan laju sampling berikut : fsample = 8 kHz 1 (1) Modulasi menimbulkan urutan pulsa yang amplitudonya sesuai persis dengan sinyal input pada waktu pengambilan sampel. Sinyal PAM didemodulasi oleh filter low-pass dengan karakteristik cut-off yang curam. Barisan/urutan pulsa pendek(rapat) dengan amplitudo konstan dan diulang dengan cepat dipilih (dimodulasikan, digabungkan) dan dibuat bervariasi sesuai sinyal informasi yang lebih lambat yang akan menghasilkan sinyal termodulasi dengan amplitudo yang sudah berubah sesuai sinyal informasi tersebut. Gelombang PAM ter-demodulasi, gelombangnya dilewatkan LPF (Low Pas Filter) yang mempunyai frekuensi cut-off yang sama dengan frekuensi maksimum sinyal informasi. Pada output filter, sinyal pemodulasi disalurkan bersama (dalam) DC Coponent PAM mempunyai rasio sinyal/noise yang sama seperti AM. 2 III. ALAT DAN BAHAN Modul PAM Lucas Nulle SO4203 PAM Modulator PAM Demodulator 3 AMI/HDB3 Coder-Decoder Uni Train Lucas Nulle IV. LANGKAH KERJA 4.1 Blok diagram Modulator dan Demodulator PAM/PCM 4 4.2 Pengukuran Sinyal PAM dengan Input Sinusoidal 1. Dengan posisi UniTrain dalam kondisi OFF, buatlah pengkabelan seperti gambar 10 berikut. 2. Setelah semua koneksi kabel terpasang dengan benar, maka ON kan Power pada uniTrain. 3. Buka file LabSoft dari Lucas Nulle pada computer 4. Akan muncul tampilan sebagai berikut. Kemudian klik OK dan akan tampil pada layar pilihan seperti pada gambar 12. Pilih “Telecommunication” dan selanjutnya kilk OK. Setelah itu klik Repeat Installing. 5 5. Klik symbol Oscilloscope (warna biru) pada kanan atas layar. Maka akan muncul tampilan layar Oscilloscope seperti pada gambar 13. 6. Klik tanda panah pada kiri atas layar oscilloscope. Maka pada layar akan tampil sinyal informai, error PAM dan sinyal PAM pada output Sample and Hold seperti pada gambar 14. 6 7. Untuk melihat proses demodulasi PAM, buatlah pengkabelan seperti pada gambar 15 berikut. 7 DATA HASIL PRAKTIKUM PAM Modulator Gambar 1. Rangkaian pada Lucas Nulle SO4203 untuk modulator PAM T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(A) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC ο· Input Chn 1 : Sinyal Sinusoidal ο· Input Chn 2 : Sample And Hold 8 XT ο· Input 1 : Sinyal Sinus ο· Input 2 : Sinyal Out PAM T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(A) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC XT PAM Modulator dengan Sinyal DC (Direct Current Signal) Gambar 2. Rangkaian pada Lucas Nulle SO4203 untuk modulator PAM dengan Sinyal DC (Direct Current Signal) 9 T: 100 µs/DIV CHN A [2 V/DIV] DC CHN B [2 V/DIV] DC XT T: 100 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC CHN B [2 V/DIV] DC XT “ Pada gambar diatas dapat dilihat Modulasi dengan menggunakan sinyal DC membuat output dari sinyal Informasi hampir tidak terlihat dapat dikatakan sinyalnya berada dititik nol. “ 10 T: 100 µs/DIV CHN A [2 V/DIV] DC CHN B [2 V/DIV] DC XT “ Pada gambar diatas dapat di lihat bahwa sinyal dari chn-B memberikan tanda mengenai awal dan akhir setiap gelombang yang terbentuk “ Demodulator PAM Gambar 3. Rangkaian pada Lucas Nulle SO4203 untuk demodulator PAM 11 T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(A) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC XT TRG(A) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC 12 XT T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(A) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC XT “ Pada bagian ini kita membuktikan bahwa apakah ketika kita melakukan modulasi dan pada saat melakukan demodulasi hasilnya sama. Dan hasilnya pun terbukti sama mulai dari sinyal sinus, sample and hold, dan terakhir terbentuknya sinyal PAM.” PAM Demodulator dengan Sinyal DC (Direct Current Signal) Gambar 4. Rangkaian pada Lucas Nulle SO4203 untuk demodulator PAM dengan Sinyal DC (Direct Current Signal) 13 T: 100 µs/DIV CHN A [5 V/DIV] DC CHN B [5 V/DIV] DC XT CHN B [2 V/DIV] DC XT T: 50 µs/DIV CHN A [2 V/DIV] DC 14 T: 50 µs/DIV CHN A [2 V/DIV] DC CHN B [2 V/DIV] DC XT “ Sama seperti sebelumnya di demodulator PAM juga seperti yang terlihat pada gambar diatas dimana ketika sinyal dihubungkan dengan sinyal DC maka sinyalnya hamper tidak ada yang terlihat.” PAM Multiplexing Gambar 5. Rangkaian pada Lucas Nulle SO4203 PAM Multiplexing 15 T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC T: 500 µs/DIV CHN A [1 V/DIV] DC XT TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC 16 XT T: 1 ms/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC T: 1 ms/DIV CHN A [1 V/DIV] DC XT TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC 17 XT T: 1 ms/DIV CHN A [1 V/DIV] DC TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC T: 1 ms/DIV CHN A [1 V/DIV] DC XT TRG(B) LVL: 0% POST: 0% CHN B [1 V/DIV] DC XT «Multiplexing : rangkaian yang memiliki banyak input tetapi hanya 1 output dan dengan menggunakan sinyal-sinyal kendali, kita dapat mengatur penyaluran input tertentu kepada outputnya, sehingga memungkinkan terjadinya transmisi sinyal yang banyak melalui media tunggal. (penggabungan 2 sinyal atau lebih untuk disalurkan ke dalam 1 saluran komunikasi).» 18 ANALISIS PRAKTIKUM 1. Percobaan Modulasi dan Demodulasi PAM dengan Sinyal Sinusoidal (Sinusoidal Signal) Pada percobaan kali ini, sinyal informasi yang digunakan pada percobaan ini adalah sinyal sinusoidal sebesar 1 Khz sedangkan sinyal sampling yang digunakan sebesar 8 Khz. Secara teori, sinyal sampling yang digunakan (8 Khz) telah memenuhi syarat dari Nyquist yaitu frekuensi cuplik (sampling) minimal harus 2 (dua) kali lipat frekuensi maksimum yang dikandung sinyal yang bersangkutan (frekuensi informasi) sehingga tidak terjadi fenomena aliasing (sinyal yang saling tumpah tindih antara sinyal satu dengan sinyal yang lain). Pada PAM, amplitudo pulsa-pulsa pembawa dimodulasi oleh sinyal pemodulasi Amplitudo pulsa-pulsa pembawa menjadi sebanding dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Semakin besar amplitudo sinyal pemodulasi maka semakin besar pula amplitudo pulsa pembawa. Pembentukan sinyal termodulasi PAM dapat dilakukan dengan melakukan pencuplikan (sampling), yaitu mengalikan sinyal pencuplik dengan sinyal informasi. Proses ini akan menghasilkan pulsa pada saat pencuplikan yang besarnya sesuai dengan sinyal informasi (pemodulasi). Banyaknya jumlah sampel dari sinyal PAM termodulasi dapat dihitung dengan : ππππππ ππππππ ππππππ ππππππ πππππ π·π¨π΄ = πππππππππ πΊπππππππ (π―π) πππππππππ π°ππππππππ (π―π) Menurut hasil perhitungan, jumlah sampel yang dihasilkan adalah sebanyak 8 sampel sinyal (8khz/1khz = 8 sampel sinyal) dan setelah dilakukan percobaan maka hasil yang didapatkan telah sesuai dengan hasil perhitungan. Kemudian proses Demodulasi PAM dilakukan dengan prinsip kebalikan dari proses Modulasi PAM. 19 2. Percobaan Modulasi dan Demodulasi PAM dengan Sinyal DC (Direct Current Signal) Pada percobaan ini, sinyal DC berlaku sebagai sinyal informasi sehingga secara teori, keluaran sinyal termodulasi PAM adalah sinyal sampling berbentuk pulsa-pulsa dimana memiliki frekuensi sebesar 8 Khz.. Proses pembentukan sinyal termodulasi PAM dari sinyal informasi DC terbentuk karena adanya proses sinkronisasi dari sinyal sinkronisasi yang berguna sebagai penanda dalam proses modulasi sinyal. Kemudian proses Demodulasi PAM dilakukan dengan prinsip kebalikan dari proses Modulasi PAM. 3. Percobaan PAM Multiplexing Pada percobaan ini, ada 2 sinyal informasi yang digunakan dalam percobaan ini. Masing-masing sebesar 500 Hz dan 1 Khz. Prinsip multiplexing yang digunakan oleh modulator PAM dalam melakukan proses multiplexing sinyal informasi adalah prinsip dari TDM atau TimeDivison Multiplexing dimana beberapa sinyal informasi ditransmisikan melalui satu kanal transmisi dengan masing-masing sinyal di transmisikan pada periode waktu tertentu. Sinyal-sinyal tersebut kemudian masuk ke proses Sample and Hold yang berfungsi untuk menentukan timing pencuplikan (sampling) dari sinyal yang akan dimodulasikan. Kemudian blok diagram PAM Demodulator, akan terdiri dari bagian yang lebih sederahana karena hanya terdiri dari saklar komutator ( pemutar) dan bagian low pass filter.Keluaran dari bagian Modulator PAM berupa sinyal PAM akan dipilih oleh saklar komutator jikainput masukanya banyak. Hasil sinyal keluaran dari saklar komutator masih sama dengan hasilModulator PAM. Sedangkan pada bagian output LPF, sinyal termodulasi PAM akan difiltersehingga keluaranya akan sama dengan sinyal masukan dari AFG. Perlu diketahui bahwa ntara bagian modulator PAM dengan bagian demodulator PAM haruslah sinkron frekuensi clocknya satu sama lain 20 KESIMPULAN Dari praktikum yang dilakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa : 1. Pada PAM, amplitudo pulsa-pulsa pembawa dimodulasi oleh sinyal pemodulasi Amplitudo pulsa-pulsa pembawa menjadi sebanding dengan amplitudo sinyal pemodulasi. Semakin besar amplitudo sinyal pemodulasi maka semakin besar pula amplitudo pulsa pembawa. 2. Proses pembentukan sinyal termodulasi PAM dari sinyal informasi DC terbentuk karena adanya proses sinkronisasi dari sinyal sinkronisasi yang berguna sebagai penanda dalam proses modulasi sinyal. 3. Prinsip multiplexing yang digunakan oleh modulator PAM dalam melakukan proses multiplexing sinyal informasi adalah prinsip dari TDM atau Time-Divison Multiplexing dimana beberapa sinyal informasi ditransmisikan melalui satu kanal transmisi dengan masing-masing sinyal di transmisikan pada periode waktu tertentu. Sinyal-sinyal tersebut kemudian masuk ke proses Sample and Hold yang berfungsi untuk menentukan timing pencuplikan (sampling) dari sinyal yang akan dimodulasikan. Kemudian blok diagram PAM Demodulator, akan terdiri dari bagian yang lebih sederahana karena hanya terdiri dari saklar komutator (pemutar) dan bagian low pass filter. Keluaran dari bagian Modulator PAM berupa sinyal PAM akan dipilih oleh saklar komutator jika input masukannya banyak. Hasil sinyal keluaran dari saklar komutator masih sama dengan hasil Modulator PAM. Sedangkan pada bagian output LPF, sinyal termodulasi PAM akan difilter sehingga keluaranya akan sama dengan sinyal masukan dari AFG. Perlu diketahui bahwa ntara bagian modulator PAM dengan bagian demodulator PAM haruslah sinkron frekuensi clocknya satu sama lain 21
