dokumen.tips pam pulse amplitude modulation.docx
DESCRIPTION
pulseTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASISEMESTER IV TH 2010/2011
JUDU L
( PAM )
PULSE AMPLITUDE MODULATION
GRUP 1
TELKOM 4A
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
PEMBUAT LAPORAN : Kelompok 1
NAMA PRAKTIKAN :
1. Ade Kamillia (1309030305)2. Adi Rizky Pratomo (130903031Z)3. Arya Wahyu Wibowo(1309030197)4. Darmawati Anggraini (1309030349)
TGL. SELESAI PRAKTIKUM : 20 April 2011
TGL. PENYERAHAN LAPORAN : 27 April 2011
N I L A I : . . . . . . . . . .
KETERANGAN : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PULSE AMPLITUDE MODULATION
( PAM )
I. TUJUAN
1. Mengerti prinsip dari PAM.
2. Memberukan gambaran tentang fungsi dari PAM.
3. Mengerti tentang fungsi rangkaian hold dan pengaruh frekuensi sampling
terhadap sinyal yang di terima.
II. DIAGRAM RANGKAIAN
Gambar 1
Gambar 2
III. ALAT DAN KOMPONEN
1. 1 Pulse Amplitude Modulator SO 35 37-7G.
2. 1 Pulse Amplitude Demulator SO 35 37 -7H.
3. 1 DC Power Supply +15 V SO 35 38-8D.
4. 1 Function Generator SO 5127-2R.
5. 1 Dual Trace Osilloscope / Digital Storage OSC.VC – 6041.
6. 3 BNC to Banana cable.
IV. DASAR TEORI
Pada umumnya kita mengenal system analog untuk mentransmisikan suara, misalnya
dalam jalur telepon, dan informasi lainnya, tetapi system analog semakin hari
semakin terasa kekurangannya dengan meningkatnya jumlah permintaan sambungan
serta jauhnya jarak pemancar dan penerima.
Sebuah pemancar analog, msialnya sebuah mikropon memancarkan sinyal yang jauh
lebih besar daripada noise, umumnya 60 dB. Dengan merambatnya sinyal sepanjang
saluran transmisi, sinyal teredam dan noise menjadi tinggi, sehingga perbandingan
S/N semakin jauh semakin kecil. Bisa juga digunakan penguat/amplifier pada jarak-
jarak tertentu untuk menekan redaman, tetapi sebenarnya tiap amplifier
menambahkan noise pada sinyal. Sehingga output dari amplifier memiliki S/N yang
lebih buruk daripada S/N inputnya. Akibatnya S/N menurun terus sampai akhirnya
sinyal lenyap dalam noise.
Dalam pengembangannya dihasilkan system transmisi PAM (Pulse Amplitude
Modulation) yang terdiri atas proses sampling.
Gambar 3
Teori sampling dari Niquist menyatakan jika sebuah fungsi kontinyu f(t) tidak
mengandung frekuensi lebih besar daripada f/Hz, maka level – level dari fungsi itu
dapat digambarkan dengan sempurna tidak cacat dalam interval waktu tidak kurang
dari f/2 detik. Berarti jika spectrum sebuah sinyal mempunyai batas atas frekuensi
sebesar f/Hz, dan jika frekuensi sampling sekurang – kurangnya 2 f, tidak ada
informasi yang hilang dalam proses sampling itu.
Dalam prakteknya sebuah sinyal analog dilewatkan pada sebuah LPF (Low Pass
Filter) sehingga frekuensi tertinggi yang dimilikinya adalah f. Sinyal analaog yang
telah difilter ini kemudian disampel oleh pulsa periodic dengan frekuensi sampel
sebesar 2 f. Hasilnya adalah sinyal PAM.
Gambar 4
Spektrum sinyal PAM :
Gambar 5
V. LANGKAH PERCOBAAN
V.1 Menghubungkan rangkaian seperti gambar 1
Mengeset function generator pada gelombang sinus 200 Hz, 2 Vpp.
Mengeset generator clock (frequncy sampling) dari PAM ke 2 kHz.
V.2 Menggambarkan hasilnya :
a. Sinyal input (1)
b. Sinyal PAM (2)
c. Sinyal sampling (3)
V.3 Memberikan keterangan atau komentar.
V.4 Menghubungkan rangkaian seperti gambar 2
Mengeset frequency sampling 8 kHz dan lebar pulsa 50 µs.
V.5 Menggambarkan hasilnya :
a. Sinyal SYN (4)
b. Sinyal output (5)
V.6 Memberikan komentar tentang :
a. Sinyal output (5)
(mengamati hubungan antara sinyal sampling (3) dan SYN (4) terhadap
sinyal output (5).
b. Sinyal SYN (4).
c. Mengubah lebar pulsa, amati pengaruhnya pada sinyal output (5)
d. Mengubah frequency sampling, amati pengaruhnya pada sinyal output (5).
V.7 Menghubungkan rangkaian seperti gambar 2.3, set frequency sampling ke
porsi maksimum.
V.8 Menggambarkan hasilnya pada sinyal output (5).
V.9 Memberikan komentar tentang :
a. Fungsi Hold
b. Sinyal output (5) dengan frequency sampling, 2 kHz, 8 kHz, dan posisi
maksimum
VI. DATA PERCOBAAN
6.1 Hasil percobaan langkah 5.2
Gambar Keterangan
Sinyal Input 2 ms
0.5V/div
Sinyal PAM 0.5 ms
0.5V/div
Sinyal Sampling 0.2 ms
2 V/div
6.2 Hasil percobaan langkah 5.3
Keterangan / Komentar :
Sinyal input berupa sinyal sinusoida, sedangkan sinyal sampling berupa
gelombang kotak (sinyal digital)
Sinyal output adalah sinyal sampling yang amplitudonya (level tegangan)
mengikuti amplitude gelombang sinus (input)
6.3 Hasil percobaan langkah 5.5
Gambar Keterangan
Sinyal SYN 50 μs
2 V/div
Sinyal Output 50 μs
1 V/div
6.4 Hasil percobaan langkah 5.6
Komentar tentang :
a. Pengaruh sinyal sampling dan sinyal syn terhadap sinyal output adalah
semakin besar sinyal sampling dan sinyal syn yang dihasilkan maka
semakin besar pula sinyal output yang dihasilkan
b. Sinyal SYN merupakan kebalikan dari sinyal sampling. Sinyal sampling
memiliki lebar pulsa 50μs pada level tingginya sedangkan pada sinyal
SYN lebar pulsa 50μs pada level rendahnya.
c. Setelah lebar pulsa diubah dapat dilihat bahwa lebar pulsa sinyal
sampling mempengaruhi lebar step pulsa pada sinyal output
d. Setelah frekuensi diubah dapat dilihat bahwa frekuensi sinyal sampling
akan mempengaruhi jumlah dan kerapatan step pulsa (sampling)pada
sinyal output
6.5 Hasil percobaan langkah 5.8
Gambar Keterangan
Sinyal Output 2 ms
1 V/div
6.6 Hasil percobaan langkah 5.9
Komentar :
a. Hold berfungsi untuk menahan/menyimpan sementara sinyal output
sehingga sinyal output bisa match/ sinkron dengan clock pada proses
demodulasi.
b. Frekuensi sinyal sampling mempengaruhi level tegangan dan bentuk
sinyal output hasil demodulasi. Pada frekuensi 2 kHz siyal ouput belum
berupa sinus dan memiliki tegangan 1,7 Vpp. Pada frekuensi 8kHz, sinyal
output berupa sinus, tetapi masih terdapat bayak ripple. Sinyal ini
memiliki tegangan 2 Vpp. Pada frekuensi maksimum, yaitu 11,1 kHz,
sinyal output sudah berupa sinus yang halus. Sinyal ini memiliki tegangan
5 Vpp.
VII. ANALISA
Pada percobaan ini digunakan gelombang sinusoida dari function generator sebagai
gelombang informasi. Gelombang informasi yang digunakan frekuensinya sebesar
200 Hz dengan amplitudo 2 Vpp. Gelombang carrier yang digunakan berasal dari
generator clock, dengan frekuensi 2 KHz. Gelombang carrier ini merupakan
gelombang kotak (digital). Secara teori, gelombang carrier akan menjadi clock yang
melakukan sampling pada gelombang informasi. Level tegangan saat bit 1 akan
mengikuti amplitudo gelombang informasi. Hal ini terlihat pada bentuk gelombang
output pada Osciloscope. Sinyal output berupa gelombang kotak yang level
tegangannya membentuk sinyal sinus. Atau seakan-akan outputnya berupa
gelombang sinus yang terbentuk dari step-step gelombang kotak Gelombang ini
merupakan hasil sampling dari gelombang sinus.
Kemudian frekuensi sinyal sampling diubah menjadi 8 KHz dan lebar pulsanya
diatur menjadi 50 µs. Pada PAM modulator terdapat sinyal synchronous (SYN).
Sinyal ini jika dilihat dari bentuknya merupakan kebalikan dari sinyal sampling.
Pada sinyal sampling, lebar pulsa 50 µs berada pada bit 1 (level tinggi), sedangkan
pada sinyal SYN, lebar pulsa 50 µs ditemukan pada bit 0 (level rendah). Sinyal
SYN ini digunakan untuk clock pada proses demodulasi untuk menghilangkan
sinyal sampling. Sinyal sampling kemudian diubah-ubah frekuensi dan lebar
pulsanya. Dari bentuk gelombang output pada oscilloscope, terlihat adanya
pengaruh dari lebar pulsa dan frekuensi sinyal sampling. Lebar pulsa akan
mempengaruhi lebar step (sampling) pada gelombang output. Frekuensi sampling
akan mempengaruhi jumlah dan kerapatan step (sampling) pada gelombang output.
Gelombang output lalu dimasukkan ke rangkaian demodulator, dengan sinyal SYM
digunakan sebagai clock. Pada output demodulator, terlihat bahwa gelombang mulai
membentuk gelombang sinus yang sempurna. Akan tetapi masih terdapat sinyal-
sinyal sampling pada gelombang tersebut. Hal ini disebabkan sinyal output masih
belum sinkron dengan clock demodulator. Selanjutnya, sinyal output modulator
dimasukkan ke rangkaian ‘Hold’ sebelum dimasukkan ke demodulator. Fungsi
rangkaian ini adalah untuk menahan sementara gelombang, sehingga gelombang
output bias sinkron dengan clock demodulator. Hasilnya seperti yang ditunjukkan
pada oscilloscope. Gelombang output demodulator berbentuk sinyal sinus yang
sempurna seperti sinyal input (informasi) semula. Frekuensi sinyal sampling
diubah-ubah untuk melihat pengaruhnya pada sinyal output demodulator. Dari
bentuk gelombang output, dapat diketahui bahwa semakin kecil frekuensi sampling,
gelombang sinus yang dihasilkan akan semakin cacat. Jika frekuensi sampling
dinaikkan, maka bentuk gelomnbang sinus yang didapat dari proses demodulasi
akan semakin sempurna. Pada percobaan ini, bentuk gelombang sinus yang
sempurna dengan amplitudo terbesar didapatkan ketika frekuensi sinyal sampling
maksimum, yaitu 11,1 KHz.
VIII. KESIMPULAN
Pada PAM, gelombang carrier yang digunakan adalah gelombang kotak (digital) yang
akan digunakan sebagai sinyal sampling.
Gelombang output merupakan hasil sampling dari gelombang informasi, sehingga
level tegangan sinyal sampling pada bit 1 akan mengikuti amplitudo sinyal informasi
Semakin tinggi frekuensi sinyal sampling, maka akan semakin bagus dan presisi
output yang dihasilkan.
IX. REFERENSI
http://meandmyheart.files.wordpress.com/2009/09/kuliah-5-modulasi-pulsa.pdf
Modulasi adalah proses yang dilakukan pada sisi pemancar untuk memperoleh
transmisi yang efisien dan handal. Pemodulasi yang merepresentasikan pesan yang
akan dikirim, dan carrier (gelombang pembawa) yang sesuai dengan aplikasi yang
diterapkan. Modulasi adalah variasi secara sistematis dari parameter gelombang
carrier secara proporsional terhadap sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Jika
amplitudo sinyal informasi memvariasi amplitudo suatu gelombang carrier, maka
akan terbentuk sinyal termodulasi amplitudo (AM-Amplitude Modulation). Variasi
juga dapat diberikan pada frekuensi atau sinyal phasa, yang menghasilkan sinyal
termodulasi frekuensi (FM) atau termodulasi phasa (PM). Semua metode untuk
modulasi carrier sinusoidal dikelompokkan sebagai modulasi gelombang kontinyu
(Continuous Wave Modulation).
Demodulasi adalah Proses mengkodekan kembali sinyal digital menjadi sinyal
analog kembali yang sama dari sumber. 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.
Gambar 6 Diagram Modulator-Demodulator
Modulasi Phasa (PM)
Phasa dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnya
amplitudo dari sinyal informasi. Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk
perubahan amplitudo, PM lebih tahan terhadap noise dibandingkan dengan AM.
Gambar 7. Sinyal Modulasi Analog
Pulse Amplitude Modulation
Pada PAM, amplitudo pulsa-pulsa pembawa dimodulasi oleh sinyal pemodulasi
Amplitudo pulsa-pulsa pembawa menjadi sebanding dengan amplitudo sinyal
pemodulasi. Semakin besar amplitudo sinyal pemodulasi maka semakin besar pula
amplitudo pulsa pembawa. Pembentukan sinyal termodulasi PAM dapat dilakukan
dengan melakukan pencuplikan (sampling), yaitu mengalikan sinyal pencuplik
dengan sinyal informasi. Proses ini akan menghasilkan pulsa pada saat pencuplikan
yang besarnya sesuai dengan sinyal informasi (pemodulasi). Hal ini dapat dilihat
pada gambar 8
Gambar 8 (a) Sinyal asli (b) PAM polaritas ganda
(c) PAM polaritas tunggal
Pada proses pemodulasian ini perlu diperhatikan bahwa kandungan informasi pada
sinyal pemodulasi tidak boleh berkurang. Hal ini dapat dilakukan dengan persyaratan
bahwa pencuplikan harus dilakukan dengan frekuensi minimal dua kali frekuensi
maksimum sinyal pemodulasi (2.fm), atau sering disebut dengan syarat Nyquist. Jika
frekuensi sinyal pencuplik dinotasikan dengan fs dan frekuensi maksimum sinyal
pemodulasi dinotasikan dengan fm, maka syarat Nyquist dapat ditulis sebagai:
fs ≥ 2.fm
Dimana : fs = frekuensi sampling ( pencuplikan )
fs = frekuensi maksimum sinyal analog
Gambar 9. Sinyal yang dicuplik dengan beberapa macam frekuensi pencuplik
Gambar 9. memperlihatkan sinyal yang dicuplik dengan beberapa macam frekuensi
pencuplik. Sebagai contoh, dalam komunikasi melalui telefon, sinyal informasi yang
berupa suara manusia (atau yang lain) dicuplik dengan frekuensi 8 kHz. Hal ini
didasarkan pada persyaratan Nyquist, karena lebar bidang jalur telefon dibatasi
antara 300 Hz sampai dengan 3400 Hz. Ada selisih kira-kira 1200 Hz yang dapat
digunakan sebagai guard band. Jika frekuensi sampling lebih rendah dari dua kali
frekuensi maksimum sinyal input analog maka terjadi overlap (tumpang tindih).
Gambar 10. Spektrum Frekuensi Proses Sampling
http://liyantanto.files.wordpress.com/2010/09/komdat-09-10-analogdigital.pdf
Konsep dasar PAM adalah mengubah amplitudo pembawa yang berupa deretan
pulsa (diskrit) mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan
dikirimkan. Sinyal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya
saja (sampling signal).
Gambar 11
Sampling PAM Alami
Sampling Alami (Natural Sampling) terjadi bila pada modulator digunakan pulsa–
pulsa dengan lebar terbatas, tetapi puncak–puncak pulsa dipaksa untuk mengikuti
bentuk gelombang modulasi.
Gambar 12. Bentuk Gelombang Sampling PAM
Sampling PAM dengan Puncak – Rata
Sampling PAM dengan Puncak–Rata (flat topped sampling) adalah proses dimana
pulsa–pulsa dengan lebar terbatas dimodulasi kemudian dihasilkan puncak-puncak
yang rata. Maka lebar pulsa harus dibentuk jauh lebih kecil daripada perioda
sampling Ts, sehingga bentuk gelombang yang disampel berpuncak rata dilewatkan
pada sebuah filter low pass akan diperoleh kembali gelombang modulasi tanpa cacat
(distorsi).
Gambar 13. Samping PAM Puncak Rata
Modulasi 4-PAM
Pada modulasi pulsa, pembawa informasi berupa deretan pulsa-pulsa. Pembawa
yang berupa pulsa-pulsa ini kemudian dimodulasi oleh sinyal informasi, sehingga
parameternya berubah sesuai dengan besarnya amplitudo sinyal pemodulasi (sinyal
informasi). Teknik modulasi pulsa mulai menggantikan system analog, karena
beberapa keuntungan antara lain:
a. Kebal terhadap derau.
b. Sirkuit digital cenderung lebih murah.
c. Jarak transmisi yang dapat ditempuh lebih jauh (dengan penggunaan
pengulang regeneratif).
d. Rentetan pulsa digital dapat disimpan.
e. Sinyal direpresentasikan dengan 4 nilai besaran amplitudo dari gelombang
pembawa.
Gambar 14. Bentuk Konstelasi 4-PAM
Jika pulsa-pulsa dikirim dengan pesat fs bit per detik maka pulsa-pulsa tsb akan
mencapai amplitude penuhnya jika dilewatkan LPF dengan lebar bidang fs/2 Hz.
Maka dimungkinkan untuk mengirim 2 simbol per detik per hz tanpa terjadi
interferensi antar simbol pada PAM 4 level berarti 1 simbol terdiri atas 2 bit maka
secara teoritis 4-PAM dapat mentransmisikan 4 b/s/hz (yaitu 2 x 2 = 4)
Gambar 15. Sinyal NRZ 2 level dan konversinya ke PAM 4 level
DAFTAR PUSTAKA
http://meandmyheart.files.wordpress.com/2009/09/kuliah-5-modulasi-pulsa.pdf
http://liyantanto.files.wordpress.com/2010/09/komdat-09-10-analogdigital.pdf
X. LAMPIRAN LAPORAN SEMENTARA
