PRAKTIKUM TEKNIK TRANSMISI PULSE AMPLITUDO MODULATION (PAM) Disusun oleh : Bintang Alfian (4.31.14.1.03) Anggota : 1. Dinda Azizcha Aristyana Ayu (4.31.14.1.05) 2. Faishal Huda (4.31.14.1.07) 3. Syarif Hidayat (4.31.14.1.18) 4. Yosandra Aldo Trio Rosano (4.31.14.1.21) TE-2B PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2016 LAPORAN MODULASI AMPLITUDO PULSA ( PAM ) I. TUJUAN 1. Mahasiswa dapat mengerti prinsip modulasi amplitudo pulsa. 2. Mahasiswa dapat menjelaskan fungsi dari modulator amplitudo pulsa. 3. Mahasiswa mampu menjelaskan penggunan PAM. II. DASAR TEORI Konsep dasar PAM adalah mengubah amplitude pembawa yang berupa deretan pulsa (diskrit) mengikuti bentuk amplitude dari signal informasi yang akan dikirimkan Sinya linformasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling signal). Pembentukan sinyal PAM pada proses digitalisasi menggunakan pulsa merupakan langkah pertama dengan cara membangkitkan sinyal pulse dari pulse generator dengan mengatur lebar pulse (To) secara diskret. Namun selanjutnya perlu dipahami bahwa ternyata bentuk sinyal PAM yang dihasilkan adalah: 1. Sinyal PAM adalah berbentuk diskrete pada kawasan waktu dan kontinue Levelnya. 2. Sinyal PAM bentuknya tidak murni sinyal analog dan juga tidak murni berbentuk sinyal digital. Dalam praktiknya pada komunikasi digital, sinyal PAM kurang disukai karena bentuk karakteristik sinyalnya menyebabkan sinyal ini tidak tahan terhadap error karena faktor kekontinuitasnya. Gambar 1.1 Konversi sinyal analog menjadi sinyal digital dibagi menjadi 3 bagian penting yaitu: 1. Sampling Merupakan proses pencuplikan dari sinyal informasi yang akan diproses. Frekuensi sinyal sampling menurut aturan Nyquist adalah sebesar 2 fm, dengan fm adalah sinyal informasi yang akan disampling. 2. Quantizing Merupakan proses penghargaan suatu sinyal yang sudah disampling dengan membawa sinyal tersebut pada penghargaan bit-bit biner yang dibutuhkan. 3. Encoding Merupakan proses pengubahan kode-kode biner menjadi kode-kode tertentu sesuai dengan aplikasi dari sinyal digital yang dimaksud Pada sebuah proses sampling bisa dilakukan dengan menggunakan dua jenis sinyal yaitu pulsa maupun impulse. Modulasi dengan sinyal PAM ini merupakan proses pendigitalisasian sinyal dengan input sinyal berupa pulsa. Untuk memaksimalkan penggunaan kanal transmisi, percobaan dilakukan untuk mengetahui berapa sumber sinyal yang dapat dilewatkan pada suatu kanal. Selain menggunakan frequency multiplexing, digunakan pula time multiplexing. PAM merupakan prasyarat untuk sistem time multiplexing. Dari teori sampling Shannon disebutkan bahwa tidak perlu semua sinyal dikirimkan. Cukup hanya dengan mengambil beberapa sample dari sinyal, dengan frekuensi sampling (fp) minimal harus dua kali dari frekuensi tertinggi dari sinyal yang akan dikirim. Pulsa yang beurutan secara periodik merupakan modulasi amplitude oleh frekuensi suatu sinyal. Modulasi dilakukan oleh bagian penyampling ( switch elektronik ) yang mengijinkan sinyal melewati keluaran untuk selang waktu setiap pulsa. Selain dari sinyal ini, sampling menghasilkan spectrum frekuensi yang lebar. Jika frekuensi sampling minimal dua kali dari frekuensi tertinggi dari sinyal, maka sinyal asli dapat diperoleh kembali dengan menggunakan filter lolos rendah ( LPF/low pass filter ) . Pada kanal suara memiliki lebar pita 3,1 kHz, dengan pembatas frekuensi 3,4 kHz cukup baik untuk didengar. Filter sebenarnya memiliki tingkatan tertentu, biasanya digunakan frekuensi sampling 8 kHz. Hal ini memungkinkan untuk menekan frekuensi selain dari sinyal yang diinginkan. Pada pecobaan ini digunakan filter butterworth orde 4. Selama pengiriman, sistem PAM memiliki sensitivitas terhadap interferensi seperti pengiriman menggunakan sinyal analog. Pada pemakaian time multiplexing, cross-talk dapat terjadi ketika pulsa sampling berada pada kanal yang berdekatan. Oleh karena itu PAM biasanya hanya digunakan pada tingkat awal suatu sistem pengiriman digital. Bagian sampling harus diubah termasuk bagian penahan untuk menjaga supaya sinyal tetap selama proses konversi analog menjadi digital. III. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN 1. Modulator PAM 1 buah 2. Demodulator PAM 1 buah 3. Power Supply ± 15 V / 2A 1 buah 4. Generator Fungsi 1 buah 5. Osiloskop dual trace 1 buah 6. Probe Test 10:1 / 1:1 2 buah 7. Probe adapter 2 buah IV. GAMBAR RANGKAIAN Gambar 5. Rangkaian PAM Demodulator V. LEMBAR KERJA 1. Rangkai rangkaian seperti pada gambar 4. 2. Generator fungsi diatur pada keluaran sinusoida, 200 Hz 2 Vpp. Trigger osiloskop dari sinyal masukan. Atur clock generator dari PAM pada 2 kHz. 3. Gambar hasil dari osiloskop. 4. Beri komentar gambar yang dihasilkan 5. Rangakai rangkaian seperti pada gambar 5. 6. Aturlah osiloskop pada kondisi berikut : time base osiloskop pada 0,5msec / cm, display clock 0,5 V/ cm, display sinyal keluaran 2 V/ cm. Modulator PAM dengan frekuensi clock : 8 KHz, dan lebar pulsa 50 μs. VI. No 7. Gambar hasil dari osiloskop. 8. Beri komentar gambar yang dihasilkan. DATA HASIL PERCOBAAN Perbandingan antara Hasil Osciloscope Keterangan Vinput = 2 Volt 1 Function Generator - Finput = 200 Hz Filter Voutput = 4,2 Volt Foutput= 200 Hz Vinput = 2 Volt 2 Function Generator – Finput = 200 Hz Sample / M1 Voutput = 4,2 Volt Foutput= 200 Hz Vinput = 1,96 Volt 3 Function Generator – Finput = 200 Hz Clock Generator Voutput = 5,92 Volt Foutput= 2,1 KHz Vinput = 2 Volt 4 Funtion Generator - Finput = 200 Hz Setelah M1/Sample Voutput = 4,48 Volt Foutput= 3,29 KHz Vinput = 6 Volt 5 Clock Generator – Finput = 8,47 KHz Setelah M1/sample Voutput = 4,04 Volt Foutput= 8,48 KHz Vinput = 6 Volt 6 Clock Generator – Finput = 8,48 KHz Setelah Pulse Shaper Voutput = 6,96 Volt Foutput= 8,48 KHz Vinput = 6 Volt 7 Clock Generator – Finput = 8,48 KHz Setelah Hold Voutput = 8,32 Volt Foutput= 200 Hz VII. ANALISA Pada praktikum ini, diambil tujuh kali pengamatan hasil sinyal output dari berbagai rangkaian dari PAM dan dibandingkan dengan sinyal input yang berasal dari fucntion generator. Selain itu clock yang berasal dari generator rangkaian PAM juga diperbandingkan. Pada percobaan pertama, yaitu dengan rangkaian filter sebagai output yang dibandingkan dengan sinyal input dari sinyal function generator. Filter ini hanya melewatkan sinyal yang berada di bawah frekuensi 3,4 kHz. Dikarenakan filter ini merupakan filter aktif maka bersifat menguatkan sinyal input. Berdasarkan pengamatan, sinyal input sebesar 2 Volt dengan frekuensi 200 Hz menghasilkan output sebesar 4,2 Volt dengan frekuensi 200 Hz. Penguatan amplitudonya mencapai dua kali lipat dari sinyal input, namun sinyal outputnya menghasilkan sinyal dengan noise. Pada percobaan kedua, yaitu dengan rangkaian sampling sebagai output yang dibandingkan dengan sinyal input dari sinyal function generator. Sampling menghasilkan sinyal output yang dikalikan antara sinyal dari filter dan sinyal input dan sinyal clock generator PAM sebesar 2 kHz. Sehingga disebabkan sinyal yang tampak berbentuk sinyal filter yang dipotong berdasarkan sinyal dari clock generator dengan besar amplitudo seperti sinyal output filter. Pada percobaan ketiga, yaitu dengan rangkaian clock generator PAM. Rangkaian ini digunakan untuk mengalikan sinyal output filter sehingga menghasilkan sinyal output sampling. Kualitas sinyal dari rangkaian PAM ditentukan oleh frekuensi clock generator ini. Semakin tinggi nilai frekuensi clock generatornya maka kualitas sinyal akan semakin baik. Dikarekanan sample yang diambil semakin banyak maka hasilnya akan semakin akurat dan baik. Pada percobaan keempat, yaitu kembali dengan rangkaian sampling, namun frekuensi clock generatornya ditingkatkan sampai 8 kHz sehinggal kualitas dari samplingnya semakin baik. Pada percobaan kelima, yaitu sinyal dengan rangkaian sampling yang dibandingan dengan sinyal dari generator clock. Dengan perkalian antara sinyal output filter dari clock generator, bentuk sinyal dihasilkan tampak dari clock generator dan amplitudonya berdasarkan output filter. Pada percobaan keenam, yaitu dengan rangkaian pulse shapper yang dibandingkan dengan sinyal clock generator. Rangkaian pulse shapper merupakan rangkaian akhir dari rangkaian PAM. Bentuk sinyalnya sudah tidak lagi melengkung seperti bentuk sinyal pada percobaan kelima dikarekana rangkaian percobaan ketujuh yaitu Hold akan meratakan mempertahanakan bentuk dari amplitudo sesuai frekuensi clock generatornya. VIII. KESIMPULAN 1. PAM memiliki rangkaian utama yaitu filter, sampling dan holding 2. Filter berfungsi meloloskan sinyal yang dibawah frekusi cut-off yaitu 3,4 kHz 3. Sampling berfungsi mengatur jumlah sinyal per detik 4. Holding berfungsi mempertahankan hasil sinyal yang diratakan oleh shaper 5. Semakin tinggi frekuensi sampling maka hasil sinyal output akan semakin baik
