Teknik Modulasi: Teknik Modulasi

Tampilkan postingan dengan label Teknik Modulasi. Tampilkan semua postingan

Minggu, 27 Mei 2012

Modulasi amplitudo

Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. 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. Frekuensi radio adalah frekuensi yang dipakai untuk radiasi energi elektromagnetik koheren yang berguna untuk maksud-maksud komunikasi. Frekuensi radio terendah adalah sekitar 10 kHz dan jajarannya merentang hingga ratusan GHz. Pembawa yang termodulasi terdiri dari tiga frekuensi yang semuanya RF, yaitu $f_c$ Pembawa. $f_c+f_m$ Frekuensi samping atas. $f_c-f_m$ Frekuensi samping bawah. Jika pembawa digambarkan oleh $e_c=A\sin \omega_ct$ disini $\omega_c=2\pi\,f_c$ dan isyarat pemodulasi oleh $e_m=A\sin \omega_mt$ disini $\omega_c=2\pi\,f_m$ maka amplitudo pembawa termodulasi dapat dinyatakan sebagai $\left(A+B\sin\omega_mt\right)\sin\omega_ct$ kalau hal ini diuraikan, maka diperoleh $\begin{align} A \sin \omega_c t + B \sin \omega_m t \sin\ omega_c t &= A \sin \omega_c t + \frac { B \cos \left( \omega_c - \omega_m \right) t } { 2 } - \frac { B \cos \left( \omega_c + \omega_m \right) t } { 2 } \\ &={\color{blue} A \sin \omega_c t } + {\color{green} \frac { B \sin \left[ \left( \omega_c - \omega_m \right) t + \frac{\pi}{2} \right] }{2}}+{\color{red} \frac{B \sin \left[ \left( \omega_c + \omega_m \right) t - \frac{\pi}{2} \right] } { 2 } }\end{align}$
${\color{blue}\mbox{biru}}$ adalah pembawa ${\color{green}\mbox{hijau}}$ adalah frekuensi samping bawah ${\color{red}\mbox{merah}}$ adalah frekuensi samping atas Jika pembawa dimodulasi oleh bentuk gelombang kompleks, maka akan timbul bermacam-macam frekuensi yang membentuk jalur-jalur samping atas dan bawah. Dalam radio AM, karena oleh persetujuan internasional saling dipisahkan 9 kHz, frekuensi modulasi maksimum adalah 4,5 kHz. Kedua jalur samping dipancarkan meskipmun hanya salah satu yang didemodulasi dalam pesawat penerima. AM juga dipakai dalam transmisi isyarat video dalam televisi. AM adalah sistem yang sederhana, murah, dan hanya membutuhkan lebar jalur kecil. Tetapi sistem ini buruk dalam perfomansi isyarat terhadap desah bila dibandingkan dengan metode lain misalnya modulasi frekuensi dan modulasi kode pulsa.

Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi_amplitudo

Modulasi QPSK

Modulasi QPSK
Modulasi QPSK merupakan salah satu jenis modulasi M - quadrature Amplitude Modulation (QAM) dengan M=4. Bit input biner dipisah menjadi dua kanal transmisi baseband yaitu I dan Q, kemudian pada kanal tersebut sinyal diubah menjadi sinyal PAM oleh pengubah, dari sinyal biner yang memiliki amplitude +1 dan 0, ke sinyal L level yang memiliki amplitude +(L -1) dan –(L - 1), lazim disebut 2 to L Converter, dimana nilai L = 2k/2. Setelah sinyal menjadi sinyal PAM, lalu dimodulasi dengan modulator seimbang (balanced modulator) dengan sin(ωct) pada kanal I dan cos(ωct) pada kanal Q, kemudian dijumlahkan secara linier, menjadi sinyal I+jQ dan sinyal menjadi sinyal termodulasi M-QAM.
Modulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) memiliki empat simbol yang mempunyai amplitude sama dengan fase yang berlainan. Keempat simbol tersebut dibentuk dari grup dua bit input, sehingga diperoleh empat kondisi yang mungkin, yaitu 00, 01, 10 dan 11. Setiap bit menghasilkan satu dari empat fase yang mungkin, sehingga rate keluarannya adalah setengah dari rate input. Keempat fase yang mungkin pada modulasi QPSK ditunjukkan pada gambar 2.1.

Sumber: http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id=1112:modulasi-qpsk&catid=15:pemrosesan-sinyal&Itemid=14

Teknik Modulasi Pada ADSL

Pada InterNode http://www.internode.on.net/adsl2/graph/index.htm di perlihatkan gambar kecepatan vs jarak dari teknologi ADSL, ADSL2, dan ADSL2+. Kecepatan maksimum masing-masing teknologi cukup tinggi, dengan 24Mbps untuk ADSL2+, 12Mbps untuk ADSL2, 8Mbps untuk ADSL. Memang kecepatan tinggi ini tidak dapat digunakan untuk jarak jauh, umumnya kurang dari 1.5km saja.
Untuk jarak jauh sampai sekitar 5.5km, ADSL cukup dapat di andalkan untuk mencapai kecepatan 2Mbps tentunya dengan asumsi kabel yang digunakan baik, tidak ada isolator yang rusak, tidak ada interference dll.
Secara umum ada dua standar modulasi yang digunakan ADSL. Pertama adalah CAP (Carrierless Amplitude Phase) dan kedua adalah DMT (Discrete Multi Tone).

CAP (carrierless amplitude/phase modulation) adalah teknik modulasi yang digunakan pada ADSL di awal perkembangannya. Teknik ini membagi spektrum frekuensi yang dilalukan pada kabel ADSL menjadi kanal suara (0-4KHz), kanal upstream data (25-138KHz), dan kanal down stream data (240KHz ke atas). Pemisahan ini dimaksudkan untuk meminimalisasi kemungkinan interferensi antar kanal. Pada hari ini, DMT (Discrete Multitone) lebih di sukai daripada CAP.

DMT (Discrete Multitone) – adalah metoda yang paling banyak digunakan pada ADSL hari ini terutama pada modulasi G.dmt dan G.lite, jaringan ADSL Telkom tampaknya menggunakan G.dmt. DMT akan membagi frekuensi menjadi 256 kanal yang masing-masing lebarnya 4.3125KHz. Dengan menggunakan algoritma FFT (Fast Fourier Transform) untuk melakukan modulasi QAM (Quadrature Amplitude Modulation) di setiap kanal dapat di atur secara terpisah kecepatan data yang dikirim. Dengan cara ini DMT dapat mengeliminasi salah satu kanal-nya jika ada gangguan / interferensi di kanal tersebut, interferensi yang sering masuk antara lain dari radio pemancar broadcast AM yang memang frekuensi-nya dalam satuan ratusan KHz. Lebih detail tentang DMT, alokasi kanal adalah sebagai berikut

Downstream:

G.dmt membagi 26 s/d 1104 kHz menjadi 249 sub-kanal
G.lite membagi 26 s/d 578 kHz menjadi 127 sub-kanal

Upstream:

26 s/d 138 kHz, menjadi 25 sub-kanal upstream

Sumber: http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Teknik_Modulasi_Pada_ADSL

Minggu, 06 Mei 2012

Rangkuman Teknik-teknik Modulasi

Yang paling umum diketahui:

-    ASK (Amplitude Shift Key) => berdasarkan amplitude maka ketika ada sinyal yang berisi signal analog maka dia akan menjadi 1 sehingga panjang gelombang naik dengan tinggi dan jika tidak maka akan menjadi 0 sehingga panjang gelombang naik sedikit setengahnya dari panjang gelombang dari 1.
-    FSK(Amplitude Shift Key) => bedasarkan frekuensi maka ketika ada signal yang di terima frekuensi dan amplitude akan mambawa signal tetap konstan sehingga disini berbeda bukan karena tinggi rendahnya gelombang tetapi berbedanya dikerapatan gelombang sehingga jika signal bernilai 1 maka akan longgar antara gelombang yang satu dengan lainnya ,tetapi jika 0 maka kerapatannya akan berkurang sehingga agak rapat antara gelombang yang satu dengan yang lainnya.
-    PSK (Phase Shift Key) => berdasarkan masa waktu jadi ketika terjadi 1 panjang gelombang dan signal yang diterima adalah 0 maka puncak gelombang akan bergerak naik ke bawah,dan ketika signal yang ditrima adalah 1 maka puncak gelombang akan bergerak dari bawah ke atas dalam 1 panjang gelombang.

sumber: http://erickchristiady.blog.binusian.org/2010/10/13/teknik-teknik-modulasi/

Teknik-teknik yang dipakai dalam modulasi digital dalam proses pengiriman sinyal informasi pada media tansmisi kabel coaxial

Teknik Modulasi digital yang dipakai adalah :
- Phase-shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.
- Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi.
- Amplitude-shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.

Gambar Sinyal modulasi ASK, FSK, dan PSK.

a.Phase-shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.
merupakan skema modulasi digital modulation yang memberikan data dengan mengubah, atau memodulasi, fase sinyal referensi (gelombang karier). Fase diubah mewakili sinyal data. Ada dua cara dasar menggunakan fase sinyal:
-Dengan melihat fase itu sendiri sebagai pengubah informasi, dimanan demodulator harus memiliki sinyal referensi untuk membandingkan perlawanan fase dari sinyal yang diterima; atau
-Dengan melihat perubahan fase sebagai informasi pengubah — skema diferensial, beberapa tidak membutuhkan karier referensi.

untuk binary 0

untuk binary 1

Dimana fc frekuensi gelombang karier.

b.Frequency-shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Merupakan bentuk modulasi frekuensi dimana sinyal modulasinya mengubah frekuensi output di antara nilai sebelum ditentukan. Biasanya, frekuensi instan diubah di antara dua nilai diskret yang dibatasi frekuensi tanda dan frekuensi ruang. Bentuk fase FSK yang kontinus yang ada merupakan tidak ada kelanjutan fase pada sinyal dimodulasi.

c.Amplitude-shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo. Merupakan bentuk modulasi yang mewakili data digital sebagai variasi dalam amplitudo gelombang karier.Amplitudo dari sebuah sinyal karier analog mengubah dengan aliran bit (sinyal modulasi), menjaga frekuensi dan fase konstan. Level amplitudo dapat digunakan mewakili logika binary 0 dan 1. Dapat dianggap sinyal karier sebagai saklar ON atau OFF. Pada sinyal dimodulasi, logika 0 diwakili dengan adanya karier, sehingga memberikan operasi kunci OFF/ON dan nama diberikan.
Bentuk ASK yang paling sederhana dan umum beroperasi seperti sebuah saklar, menggunakan adanya gelombang karier untuk mengindikasi sebuah binary 1 dan absensinya untuk mengindikasi sebuah 0. Tipe modulasi ini disebut on-off keying, dan digunakan pada frekuensi radio untuk mentransmisikan kode Morse (mengacu pada operasi gelombang kontinus).

sumber: http://eviandrianimosy.blogspot.com/2010/04/teknik-modulasi-digital.html

Modulasi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu

modulasi analaog
modulasi digital

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombangnya. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise.
Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.
Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.
Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1). Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (2^1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (2^2), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2^n buah.
System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital.
Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog yaitu :

   * Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat

     informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

   * Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi

     kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri.

   * Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

   * Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya

     secara interaktif.(wikipedia)

Pengolahan sinyal digital memerlukan komponen-komponen digital, register, counter, decoder, mikroprosessor, mikrokontroler dan sebagainya.
Saat ini pengolahan sinyal banyak dilakukan secara digital, karena kelebihannya antara lain :

  1. untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal

     analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media

     digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan

     sinyal analog adalah pita tape magnetik.
  2. lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.
  3. lebih kebal terhadap perubahan temperatur.
  4. lebih mudah pemrosesannya.

Modulasi Analog

Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

Angle Modulation
- Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
- Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)
Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)
- Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)
- Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
- Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
- Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
- Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
- Quadrature amplitude modulation (QAM)

Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK
1. Amplitude Shift Keying Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.
2. Frequncy Shift Keying Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output ang tidak mempunyai fase terputus-putus. Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap. Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja. Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil. Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
3. Phase Shift Keying Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fase. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fase yang memungkinkan fungsi pemodulasi fase gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fase dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital. Sudut fase harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fase yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fase yang ada dapat dideteksi bila fase sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi). Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu : 3.1. BPSK BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi. 3.2. QPSK Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisis menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.

Lihat pula

sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi