Pengertian, fungsi, dan penerapan Single Side Band (SSB) --- Lengkap dengan MATHLAB 2020

Halo guys kali ini kami akan membahas tentang Single Side Band, yuk simak penjelasannya dibawah.

Pengertian Single Side Band

Single-Side Band Modulation (SSB) merupakan penyempurnaan dari modulasi amplitudo yang menggunakan kekuatan pemancar dan bandwidth lebih efisien. Modulasi Amplitudo (AM) menghasilkan sinyal output yang memiliki dua kali bandwidth sinyal baseband asli. Single-side band modulation menghindari penggandaan bandwidth dan daya yang terbuang pada pembawa, pada biaya peningkatan kompleksitas perangkat dan lebih sulit pada penerima. Pemancar Radio bekerja dengan mencampur Frekuensi Radio (RF) sinyal frekuensi tertentu, gelombang pembawa, dengan sinyal yang akan disiarkan.

Hasilnya satu set frekuensi dengan sinyal yang kuat puncak pada frekuensi pembawa, dan sinyal yang lebih kecil dari frekuensi pembawa ditambah frekuensi maksimum sinyal, dan frekuensi pembawa dikurangi frekuensi maksimum sinyal. Artinya, sinyal yang dihasilkan memiliki spektrum dengan dua kali bandwidth sinyal input asli. Sebagai contoh, 2 kHz sinyal baseband audio yang dimodulasi ke pembawa 5 MHz akan menghasilkan frekuensi 5,002 MHz jika band sisi atas (USB) digunakan atau 4,998 MHz jika sisi bawah (LSB) digunakan.

Gambar 2.1 Ilustrasi Spektrum Sinyal AM dan Single Side Band

Pada radio AM konvensional, sinyal ini kemudian dikirim ke penguat frekuensi radio, dan kemudian ke antena siaran. Karena sifat dari proses amplifikasi, kualitas sinyal yang dihasilkan dapat didefinisikan oleh perbedaan antara energi sinyal maksimum dan minimum. Biasanya energi sinyal maksimum akan menjadi operator itu sendiri, mungkin dua kali lebih kuat sebagai sinyal campuran.

Keuntungan dari SSB adalah seluruh sinyal asli dikodekan dalam salah satu dari sidebands ini. Tidak perlu untuk menyiarkan seluruh sinyal campuran, penerima yang cocok dapat mengambil seluruh sinyal baik dari sideband atas atau bawah. Artinya amplifier dapat digunakan lebih efisien. Pemancar dapat memilih untuk mengirim hanya sideband atas atau bawah, bagian dari sinyal di atas atau di bawah carrier. Dengan demikian, amplifier hanya harus bekerja secara efektif pada satu setengah bandwidth, yang umumnya lebih mudah untuk diatur.

Prinsip Kerja Single Side Band

Pada Single Side Band, didalammnya terdapat modulasi amplitudo (AM). Pada saat modulasi, terdapat pencampuran antara frekuensi radio dengan frekuensi audio. Setiap pencampuran dua frekuensi akan terjadi proses penjumlahan kedua frekuensi dan sekaligus terjadi proses pengurangan dari kedua frekuensi tersebut. Jadi setiap kali kita memodulasi carrier, akan menghasilkan dua frekuensi sekaligus atau disebut Double Side Band (DSB). Namun agar tidak terjadi pemborosan dan tidak efisien dalam proses pemancaran sehingga cukup memancarkan salah satu side band saja. Mode semacam ini dikatakan mode SSB.

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Single Side Band

Penguatan untuk pemancar SSB dilakukan dengan penguat yang bekerja pada kelas A , AB, atau kelas B ( linier amplifier ), hal ini disebabkan karena sinyal SSB menghendaki linieritas pada bentuk envelopnya. Sedangkan penguat yang bekerja pada kelas C bukanlah suatu penguat linier, karena penguat kelas C lebih bersifat sebagai penguat switching, oleh sebab itu penguat kelas C tidak cocok apabila digunakan sebagai penguat sinyal SSB, walaupun efesiensinya lebih tinggi dibandingkan dengan penguat lainya.

Sebenarnya penguat linier dapat digunakan untuk penguatan sinyal-sinyal FM, AM. Tetapi karena sinyal-sinyal tersebut tidak menghendaki linieritas envelopnya, disamping itu karena linier amplifier efesiensinya hanya rendah saja, maka linier amplifier tidak lazim digunakan untuk menguati sinyal-sinyal tersebut. Biasanya sinyal-sinyal tersebut diperkuat dengan menggunakan penguat kelas C yang jauh lebih tinggi efesiensinya.

Penggunaan pemancar SSB secara murni pada stasiun Broadcast tidak pernah kita temui. Tetapi secara tidak langsung dapat kita temui pada pemancar dengan mode FM Stereo . Pada pemancar FM Stereo dapat kita temui DSBSC ( Double Side Band-Suppressed Carrier), yaitu sejenis AM tetapi carriernya praktis menjadi nol. DSBSC pada pemancar FM-Stereo ini digunakan sebagai subchanel multiplexer dengan sub-carrier 38 Khz.

Dari semua contoh pemancar yang kita bicarakan , terlihat bahwa bagian terpenting dari sebuah pemancar adalah bagian Osilatornya. Oleh sebab itu masalah osilator ini harus benar-benar dipahami oleh setiap teknisi atau operator pemancar.

Keuntungan pemancar SSB :

a) Pemancar SSB dikatakan lebih efisien daripada AM (DSB), ini dapat diberikan gambaran sebagai berikut. Misalnya pemancar AM (DSB) dengan power 150 Watt (kedalaman modulasi 100%), maka power pada USB dan LSB masing-masing 25 Watt dan carrier mempunyai power 100 Watt dan diketahui bahwa audio berada pada side band tersebut. Pada pancaran SSB, yang dipancarkan hanya salah satu side band ialah LSB atau USB yang powernya hanya 25 Watt. Dengan pancaran SSB 25 Watt tersebut, audio sudah dapat sampai pada tujuan dengan kejelasan informasi yang sama dengan pancaran AM (DSB) 150 Watt tadi.

b) Lebar band yang dapat lebih sempit. Untuk keperluan komunikasi, mode SSB hanya memerlukan kelebaran band sekitar 3 Kc sedangkan dengan mode DSB diperlukan sekitar 6 Kc, sehingga mode SSB memberikan penghematan penggunaan band.

Modulasi SSB dengan Menggunakan Metode Fasa

Metode pergeseran fasa dengan memanfaatkan dua modulator seimbang (balanced modulator) dan dua jaringan pergeseran fasa seperti yang ditunjukkan pada gambar. Salah satu modulator menerima sinyal pembawa bergeser 90° dan sinyal modulasi dengan pergeseran fase 0° (sinus), sedangkan yang lain menerima sinyal modulasi digeser oleh 90 (co-sinus) dan sinyal pembawa (RF) dengan tegangan shift fase 0 .

Gambar 2.3 Modulasi SSB dengan Metode Pergeseran Fasa

Kedua modulator menghasilkan output yang hanya terdiri dari sideband. Ini akan diperlihatkan bahwa kedua sideband atas (USB =upper side band) memberikan tegangan pembawa input sebesar 90°. Salah satu sideband yang lebih rendah (LSB = lower side band) memberikan tegangan referensi sebesar 90°, dan yang lainnya tertinggal dengan 90°. Kedua sideband yang lebih rendah keluar dari fase, dan ketika digabungkan dalam penambah (adder) , kedua sinyal saling menghilangkan. Sideband atas (USB) berada dalam fase di penambah (adder) dan oleh karena itu sinyal tersebut saling menambahkan dan memberikan sinyal pita sisi atas SSB. Ketika kedua sinyal digabungkan dalam subtractor, pita sisi atas dihilangkan (cancel) karena pada fase dan pita sisi bawah bergabung bersama dan memberikan sinyal pita sisi bawah SSB

Demodulasi Sinyal SSB dengan Metode Sinkron

Sinyal pita dasar m(t) dapat dibangkitkan secara unik dari sinyal DSB-SC (t) dengan terlebih dahulu mengalikan (t) dengan pembawa gelombang sinus yang dihasilkan secara lokal dan kemudian memfilter hasil perkaliannya dengan low pass filter (LPF). Diasumsikan bahwa sinyal osilator lokal koheren atau sinkron, baik dalam frquency maupun fase dengan gelombang pembawa c (t) yang digunakan dalam modulator seimbang (balanced modulator) untuk menghasilkan s (t). Metode demodulasi ini dikenal sebagai deteksi koheren atau deteksi sinkron

Gambar 2.4 Detektor Sinkron

Langkah Percobaan

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

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

List program ssb_mod_demod.m

clc

clear all

f1=input('enter the base band signal frequency = ') f2=input('enter the carrier signal frequency = ') t=0:0.001:0.4;

fs=input('enter sampling frequency = ') M=cos(2*pi*f1*t);

N=cos(2*pi*f2*t); DSB1=M.*N;

M1=cos(2*pi*f1*t-(pi/2)); N1=cos(2*pi*f2*t-(pi/2)); DSB2=M1.*N1;

USB=DSB1-DSB2;

LSB=DSB1+DSB2;

zdsb = fft(DSB1);

zdsb = abs(zdsb(1:length(zdsb)/2+1));

frqdsb = [0:length(zdsb)-1]*fs/length(zdsb)/2; zusb = fft(USB);

zusb = abs(zusb(1:length(zusb)/2+1));

frqusb = [0:length(zusb)-1]*fs/length(zusb)/2; zlsb = fft(LSB);

zlsb = abs(zlsb(1:length(zlsb)/2+1));

frqlsb = [0:length(zlsb)-1]*fs/length(zlsb)/2; figure(1)

subplot(5,1,1) plot(t,M,'k',t,M1,'--b')

title('Base band signal and its Hilbert Transform') subplot(5,1,2)

plot(t,N,'k',t,N1,'--b')

title('Carrier Signal and its Hilbert Transform') subplot(5,1,3)

plot(t,USB)

title('Upper side band signal') subplot(5,1,4)

plot(t,LSB)

title('Lower Side band Signal') USBMULT=USB.*N;

[den num]= butter(2,(2*pi*f1)/fs); Filter1=filter(den,num,USBMULT); Filter2=filter(den,num,Filter1); Filter3=filter(den,num,Filter2); Filter4=filter(den,num,Filter3); subplot(5,1,5)

plot(t,Filter4)

title('Demodulated Signal from USB') figure(2)

subplot(3,1,1) plot(frqdsb,zdsb)

title('Double side band signal') xlabel('Frequency (Hz)') subplot(3,1,2)

plot(frqusb,zusb)

title('Upper side band signal') xlabel('Frequency (Hz)') subplot(3,1,3)

title('Lower side band signal') plot(frqlsb,zlsb) xlabel('Frequency (Hz)')

Gambar dan Data Hasil Percoban

Gambar dan Data Hasil Percobaan 1

Percobaan dilakukan dengan Software Matlab, sehingga didapatkan hasil tampilan sinyal, sebagai berikut.

Gambar 2.5 Gelombang Base Band Sinyal

Gambar 2.6 Gelombang Carrier Sinyal

Gambar 2.7 Gelombang Upper Side Band

Gambar 2.8 Gelombang Lower Side Band

Gambar 2.9 Sinyal Terdemodulasi

Gambar 2.10 Gambar Sinyal Double Side Band dan Upper Side Band

Gambar 2.11 Hasil Frekuensi

Gambar dan Data Hasil Perocbaan 2

Percobaan dilakukan dengan Software Matlab, sehingga didapatkan hasil tampilan sinyal, sebagai berikut.

Gambar 2.12 Gelombang Base Band Sinyal

Gambar 2.13 Gelombang Carrier Sinyal

Gambar 2.14 Gelombang Upper Side Band

Gamba 2.15 Gelombang Lower Side Band

Gambar 2.16 Sinyal Terdemodulasi

Gambar 2.17 Gambar Sinyal Double Side Band dan Upper Side Band

Gambar 2.18 Hasil Frekuensi

Analisa Hasil Percobaan

Gambar 2.19 Analisa Hasil Percobaan

Pada gambar 2.19, terdapat dua frekuensi di tiap sisi frekuensi carrier. Frekuensi di samping frekuensi carrier disebut dengan side frekuensi atau sideband. Maka Perhitungan Frekuensi Upper Side Band dan Lower side Band didapatkan persamaan sebagai berikut :

Persamaan Lower Side Band

f(lower) = f(carrier) - f(baseband)

Persamaan Upper Side Band

f(upper) = f(carrier) + f(baseband)

Kesimpulan

1. Single Side Band Merupakan suatu bentuk modulasi amplitude dimana sinyal pembawa ditransmisikan pada daya penuh dimana terdapat 2 komponen (USB /LSB) yang akan ditransmisikan. Hal ini menyebabkan pemakaian daya/ energi listrik pada radio DSB jauh lebih efisien jika dibandingkan dengan radio AM maupun radio FM.

2. Pergeseran fasa adalah Beda lateral antara dua atau lebih bentuk gelombang sepanjang sumbu umum dan bentuk gelombang sinusoidal dari frekuensi yang sama dapat memiliki beda fasa.

3. Pada percobaan modul 2 ini menggunakan suatu metode modulasi Double Side Band dimana terdapat 2 komponen yaitu USB (Upper Side Band) dan LSB(Lower Side Band).

Referensi-referensi pendukung :

http://myelectronicnote.blogspot.com/2017/03/ssb-single-side-band-communication.html