MODULASI AMPLITUDO ( A M ) I. TUJUAN Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk : a. Untuk memahami karakteristik input dan output dari modulasi amplitude. b. Untuk memahami prinsip kerja dari pemancar AM. II. PERALATAN a. AM/SSB Transmitter Panel SIP 353 b. Power Supply Base S300 PSB c. Oscilloscope d. Frekuensi Counter e. Digital Multimeter III. DASAR TEORI Modulasi amplitudo adalah suatu cara modulasi, dimana amplitudo gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan bentuk gelombang dari informasi yang akan dikirimkan. Dalam hal ini, sinyal yang dibawa dinamakan sinyal modulasi dan glombang radio yang akan membawa. Frekuensi gelombang pembawa yang harus lebih tinggi dari sinyal modulasi dinamakan gelombang pembawa. Persamaan gelombang modulasi amplitudo diwakili oleh persamaan berikut ini : Em = Ec sin 2πft + ½m Ec cos 2π (f - fs) t - ½m Ec cos 2π (f + fs) t ……… (1)
Transcript
MODULASI AMPLITUDO( A M )
I. TUJUAN
Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk :
a. Untuk memahami karakteristik input dan output dari modulasi
amplitude.
b. Untuk memahami prinsip kerja dari pemancar AM.
II. PERALATAN
a. AM/SSB Transmitter Panel SIP 353
b. Power Supply Base S300 PSB
c. Oscilloscope
d. Frekuensi Counter
e. Digital Multimeter
III. DASAR TEORI
Modulasi amplitudo adalah suatu cara modulasi, dimana amplitudo
gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan bentuk gelombang dari
informasi yang akan dikirimkan. Dalam hal ini, sinyal yang dibawa dinamakan
sinyal modulasi dan glombang radio yang akan membawa. Frekuensi gelombang
pembawa yang harus lebih tinggi dari sinyal modulasi dinamakan gelombang
pembawa.
Persamaan gelombang modulasi amplitudo diwakili oleh persamaan
berikut ini :
Em = Ec sin 2πft + ½m Ec cos 2π (f - fs) t - ½m Ec cos 2π (f + fs) t ……… (1)
Dimana :
Em = gelombang yang termodulasi amplitudo
Ec = amplitudo gelombang carrier
f = frekuensi carrier
m = indeks modulasi
fs = frekuensi gelombang sinus pembawa.
Emax - Emin
m = …………………(2)Emax + Emin
Dimana :
Emax = amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi
Emin = amplitudo minimum dari sinyal termodulasi.
EAM
Emax Em
Ec CAM
Gambar sinyal modulasi amplitudo
IV. PROSEDUR PERCOBAANA. Sinyal Sinusoidal
1. Power Supply Base Transmitter diatur pada 15 V, kemudian
dihuidupkan sehingga lampunya ON pada tegangan operasi penuh 15
VDC.
2. Dihubungkan kabel coax dari vertical conector (V) BNC dari panel ke
input channel 2 (Y) dari oscilloscope. Dihubungkan juga kabel coax
output horizontal (H) panel ke input channel 1(X) dari oscilloscope.
3. Pengaturan switch diatur sebagai berikut :
Tone Set to Both PositionPulser OFFAudio Input Set to 5 KHzMike Level Set to Minimum (fully CCW)Carrier Suppression Set to either fully CCWFilter Set to OUT positionRF Frequensy Output Set to 4 MHzScan Rate Set to 9:00 positionScan Position Set to 9:00 positionVertical Display Set to 12:00 positionSideband Switch Set to Lower PositionDisplay Switch Set to Sine/Triangular Waves
4. Diatur osciloscope pada 0,5 V/cm dan sweep horizontal pada speed 50
µs/cm.
5. Diatur sweep horizontal oscilloscope ke display 2 atau 3 yang
termodulasi.
6. Diatur sweep horizontal dan control sinkronisasi sejak terbentuk pola
yang termodulasi.
7. Dikontrol level modulasi pada potensimeter 1KΩ dekat TP3 sehinnga
mempunyai level 5 KHz.
8. Jika indeks modulasi lebih dari 100%, diatur control levelnya sehingga
tidak terjadi sinyal overmodulasi.
9. Dihubungkan frekuensi counter ke konektor output vertical pada
frekuensi RF. Diputar level control trim yang terdapat dalam panel dekat
TP3 sehingga menunjukkan tanpa modulasi. Diukur dan dicatat
frekuensi carriernya.
10. Dicatat frekuensi alternatif ynag mungkin dengan switching frekuensi
RF output untuk posisi 3.57, diukur dan dicatat frekuensi carriernya.
11. Dicatat tegangan RF output 4 MHz pada sinyal carrier saja. (Vp-p).
12. Ditambahkan level modulasi hingga mencapai modulasi 100%, dicatat
tegangan output. (Vp-p).
13. Diatur Transmitter dengan level carrier 50 %. Digunakan persamaan
modulasi untuk indeks modulasinya yang ditunjukkan pada display.
B. Sinyal Trapesoidal/Triangular
1. Pola modulasi kurang dari 100% akan menjadi sebuah trapesoidal.
Switch sweep horizontal ke posisi X-Y. Diatur channel 1 pada sweep
horizontal. Dihubungkan RF yang termodulasi pada channel 2 sehingga
membentuk sinyal trapezoidal, dan dihubungkan modulasi audio pada
channel 1. Jika sinyal termodulasi RF diplot vs tegangan modulasi, akan
membentuk pola trapesoidal.
2. Dikurangi level audio hingga mencapai modulasi 50%, dihitung indeks
modulasi.
3. Diatur level modulasi pada 100%. Diatur level modulasi lebih 100%
(overmodulasi) diamati yang terjadi. Diatur kembali sweep horizontal
osciloscop untuk sinyal sinusoidal, dibandingkan dengan sinyal
trapezoidal ketika sinyal carrier ditekan.
V. DATA PERCOBAAN
A. Sinyal Sinusoidal
a. Sinyal informasi/asli pada channel 1
Dimana : V = 0,2 V/div
Vp-p = 2 div x 0,2
= 0,4 div
b. Sinyal pada channel 2
Langkah 1, m = 0 = 0%
Dimana : V = 0,2 v/div
Emax = 2 div x 0,2
= 0,4 v
Emin = Emax = 0,4 v
~ Frekuensi RF untuk 4 MHz = 4,47 MHz
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 4,05 MHz
Langkah 2, m = 0,5 = 50%
Dimana : V = 0,2 v/div
Emax = 1,6 div x 0,2 Emin = 0,8 div x 0,2
= 0,32 v = 0,16 v
~ Frekuensi RF untuk 4 MHz = 4,43 MHz
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 4,1 MHz
Langkah 3, m = 1 = 100%
Dimana : V = 0,2 v/div
Emax = 2,2 div x 0,2
= 0,44 v
Emin = 0 v
~ Frekuensi RF untuk 4 MHz = 3,98 MHz
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 3,95 MHz
Langkah 4, m = >100% (overmodulasi)
Dimana : V = 1 v/div
Emax = 2,4 d iv x 1 V/div Emin = -0,8 div
= 2,4 v
~ Frekuensi RF untuk 4 MHz = 4,03 MHz
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 3,61 MHz
B. Sinyal Trapesoidal/Triangular
Langkah 1, m = 0
Dimana : V = 1 v/div ~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz
= 4,06 MHz
Emax = Emin
Emax = 2,2 div x 1 v/div
= 2,2 v
Langkah 2, m = 0,5 = 50%
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz
= 4,06 MHz
Dimana : V = 1 v/div
Emax = 4,4 div x 1V/div Emin = 0,8 v
= 4,4 v
Langkah 3, m = 1 = 100%
Dimana : V = 1 v/div
Emax = 4 div x 1 v/div
= 4 v
Emin = 0 v
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 3,6 MHz
Langkah 4, m = > 1 = 100% (overmodulasi)
Dimana : V = 1 v/div
Emax = 5,4 div x 1V/div Emin = -0,8 x1=-0,8 V
~ Frekuensi RF untuk 3,57 MHz = 3,6 MHz
Hubungan Vpp dengan frekuensi
1) Untuk Rf out 4 Mhz
No Vpp (volt) Frekuensi(MHz)
1.
2.
3.
4.
2,2
1,6
2,4
2,4
4,47
4,43
3,98
4,03
2). Untuk RF out 3,57 MHz
No. Vpp(volt) Frekuensi(MHz)
1.
2.
3.
4.
2,2
1,6
2,4
2,4
4,05
4,1
3,95
3,61
VI. ANALISA DATA
a. Sinyal Sinusoidal
1. Untuk m = 0 = 0 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
Mhitung - MukurGalat = x 100%
Mhitung
0 – 0= x 100
0
= 0 %
2. Untuk m = 0,5 = 50 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
= 0,4 – 0,16 = = 0,33
0,32 + 0,16
Mhitung - MukurGalat = x 100%
Mhitung
O,33 - 0,5 = x 100
O,33
= 5 %
3. Untuk m = 1 = 100 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
0,4 – 0 = = 1
0,4 + 0
Mhitung - MukurGalat = x 100%
Mhitung
1 – 1= x 100
1
= 0 %
4. Untuk m = >1 = >100 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
0,52 – 0 = = 1
0,52 + 0
b. Sinyal Trapesoidal
1. Untuk m = 0 = 0 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
22 – 0 = = 1
22 + 0
Mhitung - MukurGalat = x 100%
Mhitung
1 – 0= x 100
1
= 100 %
2. Untuk m = 0,5 = 50 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
3,4 – 0 = = 1
3,4 + 0Mhitung - Mukur
Galat = x 100% Mhitung
1 - 0,5 = x 100
1
= 50 %
3. Untuk m = 1 = 100 %
Emax – Emin Mhitung = = 0
Emax + Emin
4,2 – 0 = = 1
4,2 + 0
Mhitung - MukurGalat = x 100%
Mhitung
1 – 1= x 100
1
= 0 %
c. Perbandingan Emax dan Emin untuk Indeks Modulasi
1. Indeks Modulasi 0% (m = 0)
Emax – Eminm =
Emax + Emin
Emax – Emin0 =
Emax + Emin
0 = Emax – Emin
Emax = Emin
2. Indeks Modulasi 50 % (m = 0,5 = ½)
Emax – Eminm =
Emax + Emin
Emax – Emin½ =
Emax + Emin
Emax + Emin = 2 Emax – 2 Emin
Emax – 2 Emax = - 2 Emin – Emin
- Emax = - 3 Emin
Emax = 3 Emin
3. Indeks Modulasi 100% (m = 1)
Emax – Eminm =
Emax + Emin
Emax – Emin1 =
Emax + EminEmax + Emin = Emax – Emin
Emax – 2 Emax = - 2 Emin
- 2 Emin = 0
Emin = 0
4. Indeks Modulasi >100% ( m = >1)
Emax – Eminm =
Emax + Emin
Emax – Emin= > 1
Emax + Emin
Emax – Emin= - 1 > 0
Emax + Emin
Emax – Emin Emax – Emin= - > 0
Emax + Emin Emax + Emin
Emax – Emin – Emax – Emin = > 0
Emax + Emin
-2 Emin= > 0
Emax + Emin
= -2 Emin > 0
= Emin < 0
Perbandingan Emax dan Emin :
1. m = 0 , Emax = Emin
2. m = 0,5 , Emax = 3 Emin
3. m = 1 , Emin = 0
4. m > 1 , Emin < 0
* Penjelasan Perbandingan Emax dan Emin :
Pada sinyal trapesoidal, bentuk sinyal yang dihasilkan berbeda-beda.
1. Pada m = 0, perbandingannya adalah Emax = Emin,
bentuk gelombangnya berupa garis lurus.
2. Pada m = ½, perbandingannya adalaah Emax = 3 Emin, bentuk
gelombangnya trapesoidal.
3. Pada m = 1, perbandingannya adalah Emin = 0, bentuk gelombangnya
triangular.
4. Pada m > 1, Perbandingannya adalah Emin < 0, bentuk gelombangnya
triangular.
Gafik hubungan Vpp dengan Frekuensi
1). Untuk RF out 4 MHz.
2). Untuk RF out 3,57 MHz.
VII. KESIMPULAN
1. Modulasi Amplitudo (AM) adalah suatu proses modulasi yang amplitudo
gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan bentuk gelombang
dari informasi yang akan dikirimkan.
2. Amplitudo modulasi merupakan parameter gelombang, yaitu parameter
gelombang pembawa diubah sesuai dengan bentuk gelombang dari
informasi yang akan dikirim.
3. Sinyal AM terdiri atas :
- sinyal pembawa
- sinyal pita sisa atas
- sinyal pita sisi bawah
4. Indeks modulasi adalah perbandingan antara selisih amplitudo maksimum
dan minimum dengan jumlah amplitudo maksimum dan minimum, dengan
persamaan :
Emax – Eminm =
Emax + Emin
5. Pada level modulasi 50%, indeks modulasi yang didapat pada percobaan
sesuai dengan indeks modulasi yang diharapkan yaitu 0,5. Hal ini
disebabkan karena ketelitian dalam pengamatan serta pengaturan switch
yang tepat.
6. Pada level modulasi 100%, diperoleh modulasi sempurna, dimana
amplitudo gelombang mencapai sisi maksimum dengan m = 1. Pola
trapezoidal yang diperoleh berbentuk segitiga sama sisi, disebut juga pola
triangular.
7. Pada level < 100%, modulasi yang diperoleh tidak sempurna karena
amplitudo gelombang tidak mencapai maksimum m < 1. Pola yang
diperoleh saat pengaturan sweep horizontal ke posisi X-Y adalah bntuk
trapezoidal.
8. Pada level >100 % (over modulasi) terjadi karena switch modulasi yang
diatur hingga maksimum mengakibatkan terjadi penekanan terhadap
gelombang dapat mengalami radiasi.
JAWABAN PERTANYAAN
1. Blok Diagram Pemancar AM :
Antena
Keterangan :
Mic berfungsi untuk pengeras suara
Penguat audio berfungsi untuk menghasilkan suatu modulasi
Modulasi balance berfungsi untuk menghasilkan suatu modulasi
gelombang pembawa dengan sinyal informasi yang bekerja sebagai AM
SSB filter adalah berfungsi sebagai penyaring
Mixer adalah alat penyambungan antara masukan dari osilator frekuensi
Variabel
Microphone Penguat Audio
ModulasiBalance
FilterSSB
Mixer Penguat Driver
GeneratorRF
Osilator Frekuensi Variabel
Penguat DayaRF
Penguat Driver adalah alat untuk memperkuat sinyal yang digabungkan
oleh mixer
Penguat RF adalah alat untuk menguatkan daya RF atau frekuensi tinggi
yang berisi informasi sebagai hasil modulasi pemancar awal
Oscilator Frekuensi Variable adalah rangkaian masuk dan keluar diskala
untuk terbentuknya suatu rangkaian
Generator RF adalah alat yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal dari
penguat RF
Antenna adalah alat untuk penerima atau pemancar sinyal.
2. Gambar Spektrum AM :
Ec Carrier
LSB USB
E LSB
EUSB
Fc-fm fc fc + fm
Keterangan :
Ec = Amplitudo Carrier
ELSB = Amplitudo LSB EUSB Amplitudo USB
fc + fm= frekuensi sinyal USB
fc – fm= frekuensi sinyal LSB
LSB = Lower Side Band (frekuensi sisi bawah) adalah selisih
antara frekuensi gelombang dengan sinyal modulasi
USB = Upper Side Band (rekuensi sisi atas) adalah jumlah dari
frekuensi gelombang pembawa ditambah dengan sinyal
modulasi
3. Metode yang digunakan :
a. Untuk gelombang panjang adalah amplitudo, karena pada
gelombang panjang frekuensi yang dihasilkan kecil, sedangkan
amplitudonya besar.
b. Untuk gelombang pendek adalah modulasi frekuensi (FM), karena
untuk gelombang pendek mempunyai frekuensi yang tinggi, selain
itu pada FM deviasi frekuensi sesaat sinyal carrier sebanding
dengan sinyal informasi.
4. Dalam sinyal AM, diperoleh indeks modulasi = 100%, pada saat amplitudo
mencapai titik maksimum dan amplitudo minimum adalah 0.
PUSB = m 2/4 Pc = ¼ Pc
PLSB = m 2/4 Pc = ¼ pc
5. Data yang digunakan dalam transmisi AM adalah :
M = 100% PUSB = ¼ Pc Pt = Pc (1 + m 2/2) Pt = 3/2 Pc
Pt – PUSB Effisiensi (%) =
Pt= 83,3 %
6. Carrier dan pemancar AM dimodulasikan pada saat sinyal informasi masuk ke
modulator, kemudian sinyla carrier dimodulasikan sesuai dengan sinyal
informasi. Gelombang atau sinyal carrier yang akan dimodulasikan
mempunyai harga puncak yang konstan dan frekuensi yang lebih tinggi
