Phase Modulation

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang Inovasi di dalam teknologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan selaras dengan perkembangan karakteristik masyarakat modern yang memiliki mobilitas tinggi, mencari layanan yang fleksibel, serba mudah dan memuaskan dan mengejar efisiensi di segala aspek.Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, menyebabkan sektor–sektor industri semakin banyak yang menggunakan fasilitas atau peralatan dengan teknologi yang canggih guna mendapatkan hasil yang optimal dan efisien. Aktifitas kehidupan sehari-hari banyak tergantung dari penggunaan informasi. Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka ragam, antara lain dalam bentuk bahasa lisan, tertulis atau data tertulis/gambar. Informasi bisa diolah,disimpan dan disalurkan. Teknologi-teknologi baru telah dikembangkan untuk melakukan hal-hal tersebut. Salah satu sarana yang paling penting dalam penyaluran informasi adalah dengan mengkonversikan informasi ke dalam bentuk sinyal

listrik

dan

mentransmisikannya

dalam

jangkauan jarak

tertentu

menggunakan suatu media komunikasi. Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan.Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan. Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi

sinyal

digital.

Contoh

modulasi

sinyal

analog

adalah Frequency Modulation (FM), Amplitude Modulation (AM), dan Phase Modulation (PM). Frequency Modulation (FM) dan Phase Modulation (PM) tergolong dalam modulasi sudut, Dalam makalah ini dibahas mengenai Phase Modulation (PM).

1.2

Rumusan Masalah

1.

Apa pengertian dari modulasi dan demodulasi fase?

2.

Apa saja kelebihan dan kekurangan modulasi fase dibanding dengan modulasi yang lain?

3.

Bagaimana proses modulasi dan demodulasi fase?

4.

Bagaimana rumus dari modulasi fase?

5.

Bagaimana gambar rangkaian dari modulasi fase?

6.

Bagaimana bentuk blok diagram dari modulasi fase?

BAB II PEMBAHASAN

2.1

Pengertian Modulasi Fase (Phase Modulation)

2.1.1 Modulasi Fase Modulasi fase menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah phase sinyal analognya. Modulasi Fase (Phase Modulation) merupakan bentuk modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari sinyal pembawa. Hampir mirip dengan FM, frekuensi pembawa juga bervariasi karena variasi fase dan tidak merubah amplitudo pembawa. Modulasi Fase (Phase Modulation) jarang digunakan karena memerlukan perangkat keras penerima yang lebih kompleks. (Sumber : http://patriashare.blogspot.com/2012/08/phase-modulasi.html, diakses pada tanggal 25 April 2014 pukul 13.00)

Modulasi Fase (PM) adalah suatu proses modulasi yang mengubah-ubah fasa dari gelombang carrier sesuai dengan karakteristik gelombang informasi. Modulasi fasa dihasilkan bila fasa sudut dari pembawa dibuatmenjadi fungsi dari sinyal modulasi. (Sumber : http://ariandielectronic.blogspot.com/2012/09/jenis-jenismodulasi.html, diakses pada tanggal 25 April 2014 pukul 13.10)

Gambar 2.1 Sinyal Carrier dan Sinyal Termodulasi Fase

2.1.2 Demodulasi Fase Demodulasi fase adalah proses pelepasan suatu sinyal informasi dari sinyal pembawa dimana sinyal yang termodulasi berubah sesuai dengan fase sinyal informasinya. 2.2

Kelebihan dan Kekurangan Modulasi Fase

2.2.1 Kelebihan Modulasi Fase -

Cara modulasi ini yang paling baik tetapi juga paling sukar. Biasanya dipergunakan untuk pengiriman data dalam jumlah yang banyak dan dalam kecepatan yang tinggi. (Sumber : http://patriashare.blogspot.com/2012/08/phase-modulasi.html, diakses pada tanggal 25 April 2014 pukul 13.20)

-

Tahan terhadap noise

- Daya yang dibutuhkan lebih kecil dibanding amplitudo modulasi 2.2.2 Kekurangan Modulasi Fase -

Phase modulasi memerlukan perangkat keras sebagai penerima yang kompleks. (Sumber : http://fitrienimarliza.blogspot.com/2012/12/1-modulasi-dandemodulasi.html, diakses pada tanggal 25 April 2014 pukul 13.25)

2.3

Proses Modulasi dan Demodulasi Fase (Sudut)

2.3.1 Modulasi Sinyal audio dimasukan dalam modulator fase di PM. Gelombang yang dihasilkan dari fase modulator pergeseran fasa, seperti yang diilustrasikan pada gambar 2.2. Perhatikan bahwa jangka waktu berturut-turut setiap siklus bervariasi dalam gelombang termodulasi menurut variasi audio-gelombang. Karena frekuensi adalah fungsi dari jangka waktu per siklus, kita dapat melihat bahwa seperti pergeseran fasa pembawa akan menyebabkan frekuensi untuk mengubah. Perubahan frekuensi fm penting, tetapi di pm itu hanyalah insidental. Jumlah frekuensi perubahan hubungannya dengan bentuk gelombang termodulasi resultan

di PM. Pada titik ini perbandingan fm untuk pm mungkin tampak agak kabur, tapi itu akan memperjelas sambil kita membuat kemajuan.

Gambar 2.2 Modulasi Fase Mari kita tinjau beberapa hubungan fase tegangan. Lihatlah gambar 2.3 dan membandingkan tegangan tiga (A, B, dan C). Karena tegangan A dimulai siklus dan mencapai puncaknya sebelum tegangan B, dikatakan untuk mendahului tegangan B. tegangan C, di sisi lain, tertinggal tegangan B dengan 30 derajat. Dalam fase modulasi fase pembawa disebabkan shift di tingkat sinyal audio. Pada gambar 2.4, dicatat bahwa pembawa unmodulated memiliki tahap konstan, amplitudo dan frekuensi. Bentuk gelombang bertitik mewakili pembawa termodulasi. Perhatikan bahwa fase di puncak kedua mengarah fase pembawa tanpa modulasi. Di puncak ketiga pergeseran lebih besar; Namun, puncak keempat on, puncak mulai menyetel kembali fase satu sama lain. Hubungan ini mewakili efek dari 1/2 siklus af modulasi sinyal. Silih bergantinya negatif sinyal audio, fase pembawa akan tertinggal dan puncak-puncak akan terjadi kadangkadang lambat mereka akan tidak termodulasi sinyal pembawa.

Gambar 2.3 Hubungan Fase

Gambar 2.4 Sinyal Pembawa dengan dan tanpa Modulasi Presentasi dari gelombang ini dua bersama-sama tidak berarti bahwa kami mengirimkan gelombang termodulasi bersama dengan pembawa unmodulated. Dua bentuk gelombang diambil bersama-sama hanya untuk menunjukkan bagaimana gelombang termodulasi terlihat bila dibandingkan dengan gelombang tanpa modulasi. Sekarang Anda telah melihat fase dan frekuensi pergeseran FM, mari kita cari tahu persis bagaimana keduanya berbeda. Pertama, hanya pergeseran fasa penting dalam pm. Hal ini sebanding dengan sinyal modulating sinyal audio. Untuk memvisualisasikan hubungan ini, lihat bentuk gelombang yang ditunjukkan pada gambar 2.5. Belajar komposisi gelombang FM dan AM dengan hati-hati karena mereka dimodulasi dengan bentuk gelombang modulating. Perhatikan bahwa di fm, frekuensi pembawa menyimpang ketika modulating gelombang perubahan polaritas. Dengan setiap silih bergantinya gelombang modulating, pembawa kemajuan atau menghambat frekuensi dan tetap pada frekuensi yang baru selama siklus.

Dalam PM anda dapat melihat bahwa antara silih bergantinya satu dan yang berikutnya, fase pembawa harus berubah, dan frekuensi pergeseran yang terjadi tidak hanya selama waktu transisi; frekuensi kemudian kembali ke tingkat normal. Catatan dalam gelombang pm frekuensi pergeseran terjadi hanya ketika gelombang modulating adalah mengubah polaritas. Frekuensi selama konstan.

Gambar 2.5 Perbandingan Sinyal PM dan FM (Sumber : http://www.tpub.com/neets/book12/49e.html 25 April 2014; jam 13.19) 2.3.2 Demodulasi Disini suatu demodulator fase mendeteksi sinyal informasi dari sinyal PM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator PM. Secara umum setiap demodulator PM berfungsi mengkonversi setiap perubahan fase menjadi tegangan

dengan

distorsi

seminimal

mungkin.

Untuk

itu,

setiap

demodulator/diskriminator/detektor PM, secara teori, harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan dengan modulasi fase. (Sumber : http://sekaranindya.wordpress.com/2011/11/28/modulasi-dandemodulasi/, diakses pada tanggal 24 April pukul 15.00)

2.4

Rumus Modulasi Fase

Pada modulasi sudut, informasi terkandung pada bagian sudut dari sinyal pembawa (carrier).

Kita definisikan sinyal pembawa yang telah termodulasi :

Pada bidang kompleks (fasor) :

Gambar 2.6 Phasor berputar dengan kecepatan non uniform

Jika phasa berubah secara non uniform terhadap waktu, kit definisikan kecepatan perubahan (kecepatan Angular = Kecepatan sudut) adalah :

Yang kita definisikan sebagai frekuensi adalah:

(Sumber : http://dos.blog.ittelkom.ac.id (14:00, 23 April 2014) Seperti indeks modulasi lain, kuantitas ini menunjukkan dengan berapa banyak variabel dimodulasi bervariasi sekitar tingkat termodulasinya. Hal ini terkait dengan variasi fase dari sinyal pembawa :

di mana

adalah deviasi fase puncak. Bandingkan dengan indeks

modulasi untuk modulasi frekuensi. 2.5

Gambar Rangkaian Modulasi Fase

Komponen yang digunakan untuk menghasilkan perubahan frekuensi pada satu osilator adalah dioda varactor yang mempunyai rangkaian seperti diuraikan pada Modul-6, yang digambarkan kembali berikut ini.

FM out RFC

PM out

+ R1

L

Cd

VCC

RFC R2

0,01 F

dc block

C

sinyal pemodulasi

Gambar 2.6 Rangkaian penghasil sinyal FM dan PM

2.6

Blok Diagram Modulasi Fase

Gambar 2.7 Gambar blok diagram modulasi phasa (Sumber : http://www.ni.com/white-paper/3361/en/ , diakses pada tanggal

23 April 2014 pukul 14:51)

Gambar 2.3 Blok diagram pm transmitter:

Gambar 2.8 Gambar Blok Diagram Modulasi Phase dengan Elektro Optikal Bahan elektro-optik memiliki properti yang indeks bias tergantung pada bidang diterapkan pada struktur kristal. Indeks bias efektif yang dialami oleh lewat gelombang meskipun materi tergantung pada besar dan arah dari segala bidang diterapkan. Hal ini juga tergantung pada keadaan polarisasi gelombang. EOM dapat digunakan dalam berbagai cara tergantung pada orientasi bidang relatif, gelombang, dan kristal. Untuk contoh ini kita akan mengasumsikan bahwa perangkat diletakkan secara horizontal dan gelombang melewati itu pada bidang horisontal dalam paralel balok ke z-sumbu sistem koordinat kami. Polariser

menjamin bahwa field input secara vertikal terpolarisasi, dan EOM sejajar sehingga indeks bias efektif untuk polarisasi ini adalah

yaitu indeks tergantung pada medan listrik sepanjang arah propagasi. Nilai koefisien,

Tergantung pada materi. Ketika kita menerapkan tegangan longitudinal dengan panjang bahan, l, kita akan menghasilkan lapangan

dimana adalah pola modulasi kita ingin gelombang untuk dibawa. Sebuah gelombang masukan frekuensi, ,

Karena itu akan mengalami perubahan fase

ketika melewati modulator

Fase keluaran karena itu berbeda dengan gelombang unmodulated ( ) Dengan jumlah yang

yaitu kita menghasilkan output yang fase dimodulasi dengan jumlah yang sebanding dengan input modulasi sinyal. Sinyal output akan dalam bentuk

(Mengabaikan 'konstan' fase pergeseran komponen melalui materi). Untuk input modulasi sinusoidal

Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa

yang bisa kita lihat adalah gelombang PM yang modulasi indeks

Oleh karena itu EOM menghasilkan gelombang AM/FM dengan memberlakukan fluktuasi fase pada pembawa masukan stabil. Perhatikan bahwa teknik ini berbeda dari pendekatan VCO di mana gelombang yang 'diciptakan' dengan modulasi diperlukan. Di sini kita perlu terpisah, frekuensi tetap osilator koheren untuk memberikan masukan pembawa ke modulator. Fase-shift VCO dan EOM memanjang hanya dua contoh tentang bagaimana kita dapat menghasilkan FM/AM sinyal. Banyak sistem lainnya ada, meskipun sebagian besar memiliki fitur memiliki kesamaan dengan dua contoh dipertimbangkan di sini. (Sumber : http://www.st-

andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/RadCom/part12/page2.html 25 April; 13.30)