sinkronisasi - Afief Dias Pambudi

Modul #07
TE3223
SISTEM KOMUNIKASI 2
SINKRONISASI
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Departemen
p
Teknik Elektro - Sekolah Tinggi
gg Teknologi
g Telkom
Bandung – 2007
Synchronization
1) Carrier recovery = carrier synchronization : frequency, phase
coherent detection
noncoherent detection
2) Clock recovery = symbol synchronization:
timing (or sampling )
individual symbol: starting, finishing time,
3) Packet or cell
4)) Frame
5) Network
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
2
DASAR SINKRONISASI : PLL
Phase Lock Loop adalah suatu osilator dimana
frekuensi keluarannya diatur atau dikendalikan oleh
frekuensi sinyal luar .
S
fS
θS
θe = θ s − θo
e
s
o
o
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
3
Prinsip kerja PLL
™
™
™
Loop dalam keadaan “terkunci“
terkunci jika frekuensi sinyal
masukan(referensi) dan frekuensi VCO identik (fS = fO);
Serta beda fasa relatif θe = θs – θo,, ditentukan oleh
karakteristik detektor fasa dan oleh penyimpangan fS dari
frekuensi free running ff (yang didefenisikan dengan
t
tegangan
k d li Vd = 0 ) dari
kendali
d i VCO.
VCO
Kalau sinyal masuk mempunyai fS = ff , tegangan
kendali ke VCO akan tetap sama dengan nol.
nol Fasa θo
dari VCO akan mengatur sendiri untuk menghasilkan
beda fasa θe = θs – θo, yang akan menghasilkan keluaran
nol pada detektor fasa (θe = 0, θs = θo ). Sudut θe
mungkin 90° atau 180° , tergantung pada jenis rangkaian
detektor fasa.
fasa
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
4
™
™
Jika frekuensi masuk berubah sehingga fs ≠ ff, beda
fasa θe harus cukup berubah untuk menghasilkan
tegangan kendali Vd yang akan menggeser frekuensi
VCO ke
fo = fs . Daerah frekuensi yang
dimungkinkan oleh pengendalian tersebut merupakan
fungsi dari komponen – komponen loop.
loop
Suatu p
pembagi
g frekuensi y
yang
g dapat
p
dipilih
p
dapat
p
disisipkan ke dalam loop antara titik a dan b . Kalau
perbandingan pembagi sama dengan n, frekuensi VCO
fo = n.fs
n fs , tetapi tegangan/fasa yang diumpan balikkan
ke detektor fasa mempunyai fasa = θo . Dengan ini berarti
VCO dapat membangkitkan kelipatan frekuensi masuk
d
dengan
h b
hubungan
f
fasa
yang teliti
t liti antara
t dua
d tegangan.
t
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
5
¾ Detektor
Phasa Sinusoidal :
Ve
−π
θe
2
π
2
Ve = Kd sin θe, dimana θe = θs – θo
jika : θe << Ve, Ve = Kd.θe, Kd = Ve/ θe
dimana Kd = konstanta detektor fasa (Volt / rad)
jika fasa masukan dan fasa keluaran berubah terhadap waktu dan frekuensi,
maka: dalam domain s (= j2πf)
Ve(s) = Kd.θe(s)
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
6
Contoh Filter LPF tanpa penguatan
Konstanta waktu :
τ
1
= RC
F (s) =
1
1 + τ 1s
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
7
VCO (Voltage Controled Oscillator)
fo
Δf
ff
ΔVd
Vd
f o = f f + k 'o .V d , apabila k o = 2π .k o ' maka :
ω o = ω f + k o .V d = ω f + Δ ω
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
8
Phasa keluaran VCO :
θ o(t ) =
t
∫ω
o
( t ) dt
o
θ o(t ) =
t
∫ (ω
f
+ k o .V d ) dt
o
θ o(t ) = ω f t +
t
∫k
o
.V d dt
o
jika
diambil
θ o(t ) =
t
∫
0
perubahan
fasanya
saja , maka :
k o .V d
k o .V d dt ⇒ θ o ( s ) =
s
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
9
Fasa keluaran VCO, kita lihat sistem PLL :
Phase
Detector
Kd
θ
θ
θ
θ
θe(s)
Ve(s)
Ka;F(s)
Loop
Filter
θo(s)
Vd
VCO
Ko
k o .V d
ko
[V e ( s ). k a . F ( s ) ]
0( s ) =
=
s
s
ko
[k d .θ e ( s ). k a . F ( s ) ]
0( s ) =
s
θ e (s)
0 ( s ) = k o .k d .k a .
.F ( s )
s
θ e (s)
0( s ) = k v .
.F ( s )
s
dimana :
k = k .k .k
v
d
a
o
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
10
Fungsi Transfer (fasa)Lingkar Terbuka PLL :
T(s)
Ka;F(s)
θe(s)
Loop
Filter
Ko
Vd
VCO
θo(s)
θo (s)
θe (s).F(s)
T (s) =
= kd .ka.ko.
θe (s)
θe (s).s
kv.F(s)
diperoleh T (s) =
s
dimana θo (s) = θe (s).
) T (s)
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
11
Fungsi Transfer (fasa)Lingkar Tertutup PLL :
θs
(s)
∑
θe (s)
T( )
T(s)
+
-
θo(s)
θo(s)
θ o (s)
T (s) =
θ e (s)
θ e ( s ) = θ s ( s ) − θ o (s )
θ o (s ) = T (s )[θ s (s ) − θ o (s )]
θ o (s )[1 + T (s )] = T (s )θ s (s )
θ o (s )
T (s )
H (s ) =
=
θ s (s ) 1 + T (s )
k v .F ( s )
H (s) =
s + k v .F ( s )
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
12
1) Suppreesed Carrier Loop
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
13
2) Costas Loop
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
14
2. Symbol Synchronization
1) Clock, sampling
2)) Baseband waveform
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
15
Early–gate
Late–gate clock recovery
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
16
ex) Early–gate
Late–gate clock recovery
−T
2
T
2
phase detector = x
x
1
n−
2
xn
x
n+
1
n−
2
−x
n+
1
2
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
17
1
2
Raised – cosine filter
x
1
n−
2
xn x
n+
1
2
phase detector =
Modul 7 - Siskom 2 - Sinkronisasi
x
1
n−
2
− x
n+
1
2
18