MODULATOR DAN DEMODULATOR

1. Jelaskan cara kerja rangkaian modulator FM.

Jawaban :

Modulator  fm adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan proses modulasi, yaitu proses “menumpangkan” data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui media tertentu (kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi.:

 Proses Modulator Frekuensi seperti yang kita lihat di atas adalah salah satu contoh gambar (Frequency Modulation, FM), jadi sinyal informasi di tumpangkan(modulasi) pada gelombang pembawa atau yang sering kita sebut sebagai sinyal carrier yang menyebabkan perubahan frekuensi gelombang.

Seperti yang kita lihat pada gambar di atas ada sebuah nama yang mungkin asing yaitu kapasitas varaktor yang berfungsi sebagai pengendali frekuensi  di dalam sebuah modulator. Jadi varaktor tu seperti dioda bedanya kalau varaktor ini di beri tegangan balik jadi si varaktor ini dapat bekerja sebagai  kapasitor yang apabila kapasitas tegangannya tergantung pada tegangan yang kita berikan. Jadi outputannya dari sinyal modulator ini telah di ubah sesuai dengan sinyal informasi yg menumpang ke sinyal carrier.

Jadi dapat di simpulkan bila tegangan input merupakan sinyal carrier maka frekuensi dalam suatu rangkaian modulator tersebut akan berubah sesuai dengan sinyal pembawa tersebut. Karna sesuai dengan pernyataan di atas outputannya dari sinyal modulator dalam rangkaian di atas di ubah sesuai dengan sinyal informasinya yang menumpang pada sinyal carrier. Contohnya modulator suara(FM) pada siaran tv

2. Jelaskan cara kerja rangkaian demodulator FM.
Jawaban :

Prinsip kerja dari  suatu demodulator frekuensi adalah mendeteksi sinyal informasi dari sinyal FM dengan operasi yang berlawanan dengan cara kerja modulator FM dengan memisahkan sinyal informasi dari sinyal termodulasi, pada prosesnya demodulator FM bekerja dengan memulihkan frekuensi sinyal informasi yang sebelumnya menjadi satu dengan sinyal pembawa, frekuensi tersebut yang diubah – ubah sesuai dengan harga perubahan amplitudo menjadi sinyal informasi yang hampir sama dengan sinyal aslinya.

Pada umumnya setiap demodulator FM berfungsi mengkonversi setiap perubahan frekuensi menjadi tegangan dengan distorsi seminimal mungkin, maka secara teori demodulator FM harus memiliki karakteristik kerja yang linier antara tegangan yang ada dengan frekuensi.  

Sinyal modulasi FM yang masuk akan diperkuat dengan induktor atau disesuaikan dengan kumpulan induktor yang membentuk seperti transformator akan berguna sebagai amplifier (penguat). Lalu kapasitor akan mengisi muatannya sehingga dioda tesebut dapat “ON”, dioda akan “OFF” ketika frekuensi yang diterima menurun atau negatif. Saat itu juga muatan yang masih disimpan oleh kapasitor akan mengalami sedikit pelepasan muatan yang akan menimbulkan gelombang noise, untuk menghilangkan noise tersebut digunakan kapasitor kembali setelah dioda yang berguna sebagai filter. Dan menghindari lonjakan tegangan yang tinggi, maka resistor akan menghambat karena dalam demodulator FM tegangan harus linier (seimbang) dengan frekuensi hingga akhirnya mengeluarkan output berupa sinyal informasi yang cukup jernih.

MODULASI

TUGAS V-CLASS  2

1.       Jelaskan tentang FM (Frequency Modulation)

2.       Jelaskan tentang AM (Ampitudo Modulation)

Jawab :

1.      Modulasi Frekwensi adalah salah satu cara memodifikasi/merubah Sinyal sehingga memungkinkan untuk membawa dan mentransmisikan informasi ketempat tujuan. Frekwensi dari Sinyal Pembawa (Carrier Signal) berubah-ubah menurut besarnya amplitude dari signal informasi. FM ini lebih tahan noise dibanding AM.

Keunggulan FM terhadap AM adalah:

1.      Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancar yang tinggi.

2.      Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jalur yang sama.

Edwin Howard Armstrong (1890–1954)adalah insinyur elektrik Amerika yang pertama menemukan modulasi frekuensi pita lebar (wideband) untuk radio.Ia mematenkan sirkuit regeneratif pada 1914,superheterodyne receiver pada 1918,dan sirkuit super-regeneratif pada 1922. seperti tersirat dari namanya,wideband FM(WFM) memerlukan bandwitdh signal yang lebih lebar daripada modulasi amplitudo namun dengan modulasi sinyal yang sama.hal ini juga membuat sinyal menjadi lebih tahan terhadap derau dan interferensi. Penerima FM menggunakan detektor spesial untuk sinyal-sinyal FM sehingga memperlihatkan satu fenomena yang disebut "capture effect",di mana penala "menangkap" sinyal yang paling kuat dari dua stasiun dan menolak yang lain(bandingkan dengan situasi yang sama pada penerima AM,di mana kita dapat mendengar suara kedua stasiun tersebut bersamaan). Penguat switching frekuensi-radio dengan efisiensi tinggi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal FM(dan sebarang sinyal amplitudo-konstan).Pada ukuran kekuatan tertentu(sinyal yang diukur pada antenna receiver),penguat switching tidak banyak menghabiskan daya baterai dan khusunya lebih murah dibanding penguat linear.Inilah kelebihan FM yang lain dibandingkan metode modulasi yang lain yang memrlukan penguat linear semisal,AM dan QAM.

2.      Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling simple, frekwensi pembawa atau carrier diubah amplitudenya sesuai dengan signal  informasi atau message signal yang akan dikirimkan. Dengan kata lain AM adalah modulasi dalam mana amplitude dari signal pembawa (carrier) berubah karakteristiknya sesuai dengan amplitude signal informasi. Modulasi ini disebut juga linear modulation, artimya bahwa pergeseran frekwensinya bersifat linier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan.

Contoh Mosulasi AM

Radio penerima AM adalah radio yang hanya dapat menerima gelombang yang berasal dari pemancar AM. Radio AM bekerja dengan prinsip memodulasikan gelombang radio dan gelombang audio. Kedua gelombang ini sama-sama memiliki aplitudo yang konstan. Namun proses modulasi ini kemudian mengubah amplitudo gelombang penghantar (radio) sesuai dengan amplitudo gelombang audio. Saat ini radio AM tidak banyak digunakan untuk siaran radio komersial karena kualitas suara yang buruk. Pada tahun 1895, ilmuan Italia Guglielmo Marconi dengan idenya sendiri mengirimkan sinyal komunikasi radio pertama melalui udara. Dia menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan sinyal-sinyal kode telegraf pada jarak lebih dari 1 mil (1.6 km). Pada tahun 1896, ia mendapat hak paten atas telegraf nirkabel yang menggunakan dua sirkuit. Pada saat itu jaringan itu hanya dapat dikirm pada jarak dekat. namun, hali inilah yang memulai perkembangan teknologi radio.[1] penyaluran informasi dari satu tempat ketempat yang lain dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pemancar bertingkat dengan modulasi AM merupakan salah satu cara untuk menyalurkan informasi dalam tekhnik perhubungan radio. Pemancar AM merupakan suatu pemancar yang memanfaatkan tekhnik modulasi analog yaitu Ampltudo Modulation (AM).

Modulasi amplitudo (AM) bekerja dengan baik untuk sinyal-sinyal audio. Modulasi Amplitudo juga digunakan pada sistem-sistem radio AM dan dapat pula digunakan pada jaringan komputer. Dalam modulasi ampitudo, kekuatan gelombang pembawa dimodifikasi sedemikian rupa sehingga merepresentasikan data. Modulasi amplitudo cenderung mengalami gangguan karena terjadinya perubahan-perubahan sinyal mendadak. Pada awal kehadiran radio sebagai media penyiaran yang digunakan sebagaifrekuensi adalah pada band rendah (low band), yaitu sekitar 500 Khz yang sering disebut Medium Wave (MW) pada modulasi yang dinamakan Amplitudo Modulation (AM).

Telekomunikasi

TUGAS V-CLASS   1

1.       Apakah definisi  dari  telekomunikasi ?

2.       Sebutkan media atau sarana yang bisa digunakan untuk komunikasi (tradisional maupun modern)

3.       Sebutkan dan jelaskan saluran transmisi yang digunakan untuk berkomunikasi.

4.       Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis modulasi analog

5.       Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis propagasi gelombang radio

Jawab :

1.       Telekomunikasi adalah teknik pengiriman atau penyampaian infomasi, dari suatu tempat ke tempat lain.Dalam kaitannya dengan 'telekomunikasi' bentuk komunikasi jarak jauh dapat dibedakan atas tiga macam:

·         Komunikasi Satu Arah (Simplex). Dalam komunikasi satu arah (Simplex) pengirim dan penerima informasi tidak dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh :Pager, televisi, dan radio.

·         Komunikasi Dua Arah (Duplex). Dalam komunikasi dua arah (Duplex) pengirim dan penerima informasi dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh : Telepon dan VOIP.

·         Komunikasi Semi Dua Arah (Half Duplex). Dalam komunikasi semi dua arah (Half Duplex)pengirim dan penerima informsi berkomunikasi secara bergantian namun tetap berkesinambungan. Contoh :Handy Talkie, FAX, dan Chat Room

2.       Tradisional :               - Daun Lontar dari sebuah pohon,

- Lonceng yang mengeluarkan bunyi,

- Telepon Kaleng yang terhubung dengan benang,

- Surat.

Modern :             - HandPhone atau Telepon genggam

                                - Media massa yang bernama Koran

                                - Televisi

                                - Radio

3.       A. Guided Transmission Media (Kabel)
      Guided transmission media atau media transmisi terpandu merupakan sistem kabel yang digunakan sebagai jaringannya.
Twisted Pair Cable
Kabel Twisted Pair ini terbagi menjadi dua jenis yaitu shielded (STP) dan unshielded (UTP). Shielded adalah jenis kabel yang memiliki selubung pembungkus sedangkan unshielded tidak mempunyai selubung pembungkus. Untuk koneksinya kabel jenis ini menggunakan konektor RJ-11 atau RJ-45.
Pada twisted pair (10 BaseT) network, komputer disusun membentuk suatu pola star. Setiap PC memiliki satu kabel twisted pair yang tersentral pada HUB. Twisted pair umumnya lebih handal  (reliable) dibandingkan dengan thin coax karenaHUB mempunyai kemampuan data error correction dan meningkatkan kecepatan transmisi.
Saat ini ada beberapa grade, atau kategori dari kabel twisted pair. Kategori 5 adalah yang paling reliable dan memiliki kompabilitas yang tinggi, dan yang paling isarankan. Berjalan baik pada 10Mbps dan Fast Ethernet (100Mbps). Kabel kategori 5 dapat dibuat straight-through atau crossed.
Kabel straight through digunakan untuk menghubungkan komputer ke HUB. Kabel crossed digunakan untuk menghubungkan HUB ke HUB. Panjang kabel maksimum kabel Twisted-Pair adalah 100 m.
B.Coaxial Cable
      Coaxial Cable  merupakan suatu jenis kabel yang menggunakan dua buah konduktor dan kabel yang mempunyai tingkat transmisi data yang lebih tinggi dibandingkan dengan kabel biasa tetapi lebih mahal.
C. Fiber Optic Kabel Kaca
      Fiber Optic Cable dibuat dari serabut-serabut kaca (optical fibers) yang tipis dengan diameter sebesar diameter rambut manusia, mempunyai kecepatan pengiriman data sampai 10 kali lebih besar dari coaxial cable.
D. Unguided (Radiasi Elektromagnetik)
      Unguided merupakan radiasi elektromagnetik yang digunakan dan dipancarkan melalui udara terbuka untuk mengirim informasi dengan jarak yang cukup jauh 

·         Satelit
Satelit adalah media transmisi yang fungsi utamanya menerima sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain.

·         Inframerah
Inframerah biasa digunakan untuk komunikasi jarak dekat, dengan kecepatan 4 Mbps.

·         Microwave
Microwave  merupakan gelombang radio frekuensi tinggi yang dipancarkan dari satu stasiun ke stasiun yang lain.

·         Sinar Laser

Teknologi komunikasi sinar laser banyak digunakan untuk penelitian-penelitian.

4.      A. Amplitude Modulation (AM)

AM atau modulasi amplitudo adalah amplitudo sinyal carrier yang berubah sesuai pergerakan dari amplitudo sinyal input. Adapun frekuensi dan fasa sinyal carrier pada AM tidak berubah. Berdasarkan bentuk keluarannya, hasil AM ada tiga macam. Bentuk keluaran ditentukan oleh sebuah koefisien indeks modulasi.
B. Frequency Modulation (FM)

FM atau modulasi frekuensi adalah frekuensi sinyal carrier yang berubah sesuai pergerakan dari amplitudo sinyal input. Adapun amplitudo sinyal carrier pada FM tidak berubah. Pada modulasi FM terjadi fenomena intermodulasi.
C. Phase Modulation (PM)

PM atau modulasi fasa adalah fasa sinyal carrier yang berubah sesuai pergerakan dari amplitudo sinyal input.

5.      Propagasi Gelombang Radio (Gelombang Elektromagnetik)

A. Propagasi gelombang radio 

Dapat diartikan sebagai proses perambatan gelombang radio dari pemancar ke penerima. Transmisi sinyal dengan media non-kawat memerlukan antenna untuk meradiasikan sinyal radio ke udara bebas dalam bentuk gelombang elektromagnetik (em). Gelombang ini akan merambat melalui udara bebas menuju antenna penerima dengan mengalami peredaman sepanjang lintasannya, sehingga ketika sampai di antenna penerima, energy sinyal sudah sangat lemah.

Gelombang (em) dalam perambatannya menuju antenna penerima dapat melalui berbagai macam lintasan. Jenis lintasan yang diambil tergantung dari frekuensi sinyal, kondisi atmosfir dan waktu transmisi. Ada 3 jenis lintasan dasar yang dapat dilalui, yakni melalui permukaan tanah (gelombang tanah), melalui pantulan dari lapisan ionosfir di langit (gelombang langit), dan perambatan langsung dari antenna pemancar ke antenna penerima tanpa ada pemantulan (gelombang langsung).

 B. Propagasi Gelombang Tanah

Gelombang tanah merambat dekat permukaan tanah dan mengikuti lengkungan bumi, sehingga dapat menempuh jarak melampaui horizon. Perambatan melalui lintasan ini sangat kuat pada daerah frekuensi 30 kHz – 3 MHz. Di atas frekuensi tersebut permukaan bumi akan meredam sinyal radio, karena benda-benda di bumi menjadi satu ukuran dengan panjang gelombang sinyal. Sinyal dari pemancar AM utamanya merambat melalui lintasan ini.

C. Propagasi Gelombang Langit

Gelombang langit diradiasikan oleh antenna ke lapisan ionosfir yang terletak di atmosfir bagian atas dan dibelokkan kembali ke bumi. Ada beberapa lapisan ionosfir yakni lapisan D , E, F1 dan F2, dimana keberadaannya di langit berubah-ubah menurut waktu, dan sangat mempengaruhi perambatan sinyal.

Lapisan D dan E adalah lapisan yang paling jauh dari matahari sehingga kadar ionisasinya rendah. Lapisan ini hanya ada pada siang hari, dan cenderung menyerap sinyal pada daerah frekuensi 300 kHz – 3 MHz.

Lapisan F terdiri dari lapisan F1 dan F2, mempunyai kadar ionisasi yang paling tinggi karena dekat dengan matahari, sehingga ada pada baik pada siang maupun malam hari. Lapisan ini yang paling mempengaruhi sinyal radio, dimana pada daerah frekuensi 3 – 30 MHz, sinyal yang sampai ke lapisan ini pada sudut tertentu, akan dibelokkan kembali ke bumi, ke tempat yang sangat jauh dari antenna pemancarnya dengan redaman yang kecil, sehingga sangat bermanfaat untuk transmisi sinyal. Sinyal yang sampai ke lapisan tersebut pada sudut yang besar terhadap bumi, akan dilewatkan ke ruang angkasa.

D. Propagasi Gelombang Langsung

Pada propagasi ini, sinyal yang dipancarkan oleh antenna pemancar langsung diterima oleh antenna penerima tanpa mengalami pantulan, disebut Line Of Sight (LOS). Karena perambatannya harus secara langsung, maka di lokasi- lokasi yang antenna penerimanya terhalang, tidak akan menerima sinyal (blocked spot).

Jarak transmisi yang dapat dijangkau pada propagasi LOS relative pendek dan dibatasi oleh tinggi antenna pemancar dan penerimanya, direpresentasikan melalui rumus berikut:

Dimana,
d : jarak antenna pemancar dan penerima, km
ht : tinggi antenna pemancar, m
hr : tinggi antenna penerima, m

Komunikasi LOS paling banyak digunakan pada transmisi sinyal radio di atas 30 MHz yakni pada daerah VHF, UHF, dan microwave. Pemancar FM dan TV, menggunakan propagasi ini. Untuk mengatasi jarak jangkau yang pendek, digunakan repeater, yang terdiri dari receiver dengan sensitivitas tinggi, transmitter dengan daya tinggi, dan antenna yang diletakkan di lokasi yang tinggi.