Halo guys, kali ini kami akan membahas tentang Modulasi dan Demodulasi AM lengkap dengan percobaan MATHLAB nya, yuk disimak penjelasan dibawah .

Dasar Teori

Modulasi Amplitudo

Amplitude Modulation (AM) atau Modulasi Amplitudo adalah salah satu teknik Modulasi yang proses pemodulasian sinyal frekuensi rendah (sinyal informasi) pada frekuensi tinggi dengan mengubah Amplitudo gelombang frekuensi tinggi (frekuensi pembawa) tanpa mengubah frekuensinya. Jadi pada Modulasi Amplitudo ini, sinyal pembawanya berubah-ubah secara proporsional terhadap Amplitudo sinyal pemodulasi sedangkan frekuensi tetap selama proses modulasi. Metode ini dipakai dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan ke jarak yang jauh, dengan cara superimposisi frekuensi audio pada pembawa frekuensi radio yang dapat dipancarkan melalui antena. Pembawa yang termodulasi terdiri dari tigafrekuensi yang semuanya RF, yaitu fc Pembawa. fc+fm Frekuensi samping atas. fc+fm Frekuensi samping bawah. Gelombang AM dapat digambarkan, dalam bentuknya yang paling umum, sebagai fungsi waktu sebagai berikut.

…………………………………………….(1.1)

Dimana:

Ka = Sensitivitas Amplitudo dari modulator (indeks modulasi)

S(t) = Sinyal termodulasi amplitude

Ac = Amplitudo carrier

M(t) = Sinyal Informasi

Gambar 1.1Bentuk Sinyal Modulasi Amplitudo

Ciri khas AM adalah pada variasi amplitudo, karena itu penguat (amplifier) yang digunakan haruslah penguat linier, agar penguatan amplitudo yang dihasilkan tetap memiliki variasi yang sesuai dengan sinyal aslinya. Hal ini yang menjadi kekurangan AM karena menggunakan penguat linier yang umumnya lebih mahal dan kurang efisien.

Indeks Modulasi Pada AM

Indek modulasi pada AM merupakan perbandingan antara amplitudo sinyal pemodulasi dengan amplitudo sinyal carrier. Indeks modulasi biasa disimbolkan dengan m, persamaannya sebagai berikut:

m = Em / Ec ………………………………...(1.2)

dimana :

m = Indeks modulasi

E_m = Amplitudo pemodulasi (sinyal informasi)

E_c = Amplitudo pemodulasi (sinyal pembawa / carrier)

Nilai indeks modulasi juga dapat dinyatakan dalam persen, yaitu dengan mengalikan m dengan 100. Persamaan 1.2 dapat disubstitusikan ke dalam persamaan Modulasi AM dengan sinyal Sinusoida,sebagai berikut :

v(t) = V_c(1 + m sin w_mt) sin w_ct................ (1.3)

dimana :

v(t) = amplitudo sesaat dari sinyal termodulasi (volt)

v_c= amplitudo puncak sinyal carrier (volt)

v_m= amplitudo sesaat dari sinyal pemodulasi (volt)

w_c= frekuensi sinyal carrier (radian per detik)

t = waktu (detik)

V_m = amplitudo puncak sinyal pemodulasi (volt)

w_m = frekuensi sinyal pemodulasi (radian per detik)

Ada beberapa variasi nilai m, diantaranya:

1. Ketika m = 0, Em = 0, maka sinyal termodulasi adalah sama seperti sinyal carrier (sebelum modulasi).

Gambar 1.2 Indeks modulasi saat m=0

2. Ketika 0< m <1, nilai ini yang terjadi dalam kondisi nyata, resultan gelombang semakin terlihat signifikan ketika nilai m mendekati 1.

Gambar 1.3 Indeks modulasi saat m = 0.5

3. Ketika m =1, merupakan kondisi ideal. Sinyal termodulasi yang paling baik dihasilkan jika nilai m = 1. Tetapi kondisi ini sukar dicapai karena keterbatasan alat, terutama kendala noise. Pada nilai m = 1, amplitudo puncak siyal termodulasi akan bervariasidari nol sampai dua kali amplitudo sinyal carrier (sebelum modulasi).

Gambar 1.4 Indeks modulasi saat m = 1

4. Ketika m > 1, pada kondisi ini dikatakan terjadi overmodulasi.
Overmodulasi akan menghasilkan distorsi pada sinyal termodulasi, dan envelope sama sekali berbeda bentuknya dengan sinyal informasi/pemodulasi.

Gambar 1.5 Indeks modulasi saat m >1 (Overmodulasi)

1.3.3 Demodulasi

Demodulasi AM merupakan proses pemulihan sinyal pemodulasi dari sinyal termodulasi. Ada beberapa teknik demodulasi amplitudo, di antaranya dengan menggunakan detektor selubung modulator dan dengan detector sinkron.Demodulasi mengekstraksi sinyal pembawa informasi asli dari gelombang pembawa.yang berarti pemisahan sinyal informasi dari sinyal carrier (pembawa). Proses demodulasi sendiri memerlukan alat-alat yang tidak linier atau berubah-ubah. Ada banyak jenis modulasi sehingga ada banyak jenis demodulator. Output sinyal dari demodulator dapat mewakili suara ( sinyal audio analog ), gambar ( sinyal video analog) atau data biner ( sinyal digital ).

Gambar 1.6 Diagram Demodulasi

Langkah Percobaan

1. Mengakses matlab online atau compatible di link : https://octave-online.net/ (atau searchdi google dengan kata kunci matlab online)

2. Input file program am_mod_demod.m pada icon upload di window octave online

3. List program am_mod_demod.m

%Modulasi Amplitudo

clc clear all

A=input('enter the carrier signal peak = ')

B=input('enter the baseband signal peak = ')

f1=input('enter the baseband signal frequency = ')

f2=input('enter the carrier signal frequency =')

fs=input('enter the sampling frequency = ')

t=0:0.001:1;

M=cos(2*pi*f1*t);

N=cos(2*pi*f2*t); m=B/A;

O=A*(1+m*M).*N;

O1=O;

%spectrum AM

zam = fft(O1); zam =

abs(zam(1:length(zam)/2+1));

frqam = [0:length(zam)-1]*fs/length(zam)/2;

for i=1:length(t)

if O1(i)<=0

O1(i)=0; end

end

[den, num]=butter(2,2*pi*f1/fs);

M1=filter(den,num,O1);

M11=filter(den,num,M1);

M12=filter(den,num,M11); M13=filter(den,num,M12);

figure(1) subplot(5,1,1)

plot(t,M)

title('Baseband signal')

subplot(5,1,2)

plot(t,N)

title('Carrier signal')

subplot(5,1,3)

plot(t,O);

title('Modulated Carrier')

subplot(5,1,4) plot(t,O1)

title('Rectified Modulated Signal')

subplot(5,1,5) plot(t,M13)

title('Demodulated Signal')

figure (2)

plot(frqam,zam)

Spektrum Frekuensi

Gambar 1.17 Tampilan Spektrum frekuensi percobaan 1

Gambar 1.18 Tampilan Spektrum frekuensi percobaan
2

Tabel 1.6 Perbandingan Spektrum Frekuensi

Analisa Hasil Percobaan

Analisa Perbandingan Sinyal Informasi

Berdasarkan hasil simulasi Matlab Online didapatkan bahwa bentuk sinyal informasi (Baseband Signal) baik pada percobaan 1 dan percobaan 2 kurang lebih sama, dan dapat kita lihat pada Tabel 1.7. Itu juga dikarenakan kedua sinyal informasi tersebut memiliki frekuensi yang sama. Perbedaan dari kedua sinyal informasi tersebut terletak pada Amplitudonya walau tidak terlihat perbedaan amplitudonya melalui gambar, namun kita dapat mengetahui nilai amplitudo, yaitu sama dengan nilai puncak tegangan yang kita input pada saat simulasi. Sinyal informasi pada percobaan 1 memiliki nilai puncak yaitu 2 yang berarti amplitudo nya juga bernilai 2. Sedangkan pada percobaan 2 sinyal informasi memiliki nilai puncak yaitu 5 yang berarti amplitudonya juga bernilai 5.

Analisa Perbandingan Sinyal Carrier

Berdasarkan hasil simulasi Matlab Online didapatkan bahwa bentuk sinyal carrier baik pada percobaan 1 dan percobaan 2 memiliki bentuk sinyal yan hampir sama. Dapat kita lihat pada Tabel 1.8. Kedua sinyal carrier tersebut memiliki frekuensi yang sama. Perbedaan dari kedua sinyal carrier tersebut terletak pada Amplitudonya walau tidak terlihat perbedaan amplitudonya melalui gambar, namun kita dapat mengetahui nilai amplitudo, yaitu sama dengan nilai puncak tegangan yang kita input pada saat simulasi. Sinyal carrier pada percobaan 1 memiliki nilai puncak yaitu 5 yang berarti amplitudonya juga bernilai 5. Sedangkan pada percobaan 2 sinyal informasi memiliki nilai puncak yaitu 2 yang berarti amplitudonya juga bernilai 2.

Analisa Perbandingan Sinyal Termodulasi

Berdasarkan hasil simulasi Matlab Online didapatkan bahwa kedua percobaan memiliki perbedaan bentuk sinyal termodulasi yang berbeda. Perbedaan bentuk sinyal yang termodulasi tersebut diakibatkan oleh perbedaan nilai indeks modulasi pada masing-masing percobaan serta adanya perbedaan masukan pada Sinyal Baseband dan Carrier. Indeks modulasi sangat berpengaruh terhadap hasil sinyal simulasi, nilai indeks modulasi didapatkan dari perbandingan nilai amplitudo sinyal informasi dengan nilai amplitudo sinyal carrier yang dapat dilihat pada rumus dibawah ini:

m = Em / Ec ………………………………...(1.2)

m = Indeks modulasi

E_m = Amplitudo pemodulasi (sinyal informasi)

E_c = Amplitudo pemodulasi (sinyal carrier)

Dengan menggunakan persamaan 1.2, kita dapat mengetahui nilai indeks modulasi dari sinyal termodulasi kedua percobaan, perhitungannya adalah sebagai berikut:

· Indeks modulasi percobaan 1:

m =

m = 0,4

· Indeks modulasi percobaan 2:

m =

m = 2,5

1. Untuk modulasi sempurna, nilai indeks modulasinya adalah 1. Pada percobaan 1 kita mendapatkan nilai indeks modulasi sebesar 0,4 yang merupakan kondisi modulasi normal. Pada percobaan 2 kita mendapatkan nilai indeks modulasi sebesar 2,5. Kondisi indeks modulasi pada percobaan 2 lebih besar dari 1 ( m > 1) disebut kondisi overmodulation, dimana akan menghasilkan distorsi pada sinyal termodulasi, dan sama sekali berbeda bentuknya dengan sinyal informasi/pemodulasi. Hal ini diakibatkan nilai amplitudo sinyal informasi lebih besari dari nilai amplitudo sinyal carrier.

Indeks Modulasi

Indek modulasi pada AM merupakan perbandingan antara amplitudo sinyal pemodulasi dengan amplitudo sinyal carrier. Indeks modulasi biasa disimbolkan dengan m, persamaannya sebagai berikut:

m = .......................(1.3)

dimana :

e_m = sinyal baseband (informasi)

e_{c =}magnitude sinyal carrier (pembawa)

Analisis Domain Frekuensi

Didapatkan persamaan sebagai berikut :

f_usb = f_c + f_m

f _isb= f_c - f_m

v_isb = v_usb= .............(1.4)

Perhitungan Domain Frekuensi

Perhitungan Domain Frekuensi pada percobaan 1

Gambar 1.30 Domain Frekuensi Percobaan 1

fc = 2500

f_usb = ≤500

f _isb= ≥500

v_isb = v_usb=

= 1

Perhitungan Domain Frekuensi pada percobaan 2

Gambar 1.31 Domain Frekuensi Percobaan 2

fc = ≤1000

f_usb = ≤1200

f _isb= ≥1200

v_isb = v_usb=

=2.5

Perhitungan Bandwidth

a. Perhitungan Bandwidthpada percobaan 1

B = 2F_m

B = 2 x 2500

B = 5000

b. Perhitungan Bandwidthpada percobaan 2

B = 2F_m

B = 2 x 1200

B = 2400

Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan bentuk sinyal informasi baik pada kedua percobaan diambil kesimpulan bahwa kedua sinyal informasi tersebut memiliki frekuensi yang sama. Perbedaan dari kedua sinyal informasi tersebut terletak pada amplitudonya walau tidak terlihat perbedaan amplitudonya melalui gambar, namun kita dapat mengetahui nilai amplitudo, yaitu sama dengan nilai puncak tegangan yang kita input pada saat simulasi

Berdasarkan hasil percobaan bentuk sinyal carrier baik pada kedua diambil kesimpulan bahwa kedua sinyal carrier tersebut memiliki frekuensi yang sama. Perbedaan dari kedua sinyal informasi tersebut terletak pada amplitudonya walau tidak terlihat perbedaan amplitudonya melalui gambar, namun kita dapat mengetahui nilai amplitudo, yaitu sama dengan nilai puncak tegangan yang kita input pada saat simulasi

Berdasarkan hasil percobaan sinyal termodulasi, dapat diambil kesimpulan bahwa terdapat perbedaan bentuk sinyal yang termodulasi pada kedua percobaan. Perbedaan bentuk sinyal yang termodulasi tersebut diakibatkan oleh perbedaan nilai indeks modulasi pada masing-masing percobaan. Indeks modulasi sangat berpengaruh terhadap hasil sinyal simulasi, nilai indeks modulasi didapatkan dari perbandingan nilai amplitudo sinyal informasi dengan nilai amplitudo sinyal carrier.

Berdasarkan hasil percobaan sinyal demodulasi, dapat diambil kesimpulan bahwa terdapat perbedaan bentuk sinyal hasil demodulasi pada kedua percobaan. Perbedaan bentuk sinyal hasil demodulasi tersebut diakibatkan oleh perbedaan nilai indeks modulasi pada masing-masing percobaan. Indeks modulasi sangat berpengaruh terhadap hasil demodulasi sinyal.

Semakin besar Indeks modulasi maka semakin besar peluang terjadi over modulasi, jika nilai Indeks modulasi melebihi 1 maka akan terjadi over modulasi yang menyebabkan distorsi pada sinyal

Referensi- referensi pendukung :

http://catatankulitinta.blogspot.com/2016/10/makalahtelemetri-modulasidan-demodulasi.html

Modulasi dan Demodulasi AM --- Lengkap dengan Penerapan MATHLAB 2020

Dasar Teori

Modulasi Amplitudo

Indeks Modulasi Pada AM

Langkah Percobaan

Gambar dan Data Hasil Percobaan

Perbandingan Sinyal Baseband

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Perbandingan Sinyal Carrier

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Perbandingan Sinyal Termodulasi

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Perbandingan Sinyal Termodulasi yang Telah disearahkan

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Perbandingan Sinyal Ter-Demodulasi

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Perbandingan Spektrum Frekuensi

PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 2

Analisa Hasil Percobaan

Indeks Modulasi

Analisis Domain Frekuensi

Perhitungan Domain Frekuensi

Perhitungan Bandwidth

Kesimpulan

0 Response to "Modulasi dan Demodulasi AM --- Lengkap dengan Penerapan MATHLAB 2020"

Post a Comment