Post on 08-Apr-2016
description
LAPORAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASISEMESTER III TH 2014/2015
JUDUL
SSB-DSB
GRUP 2
3DPROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2014
1
PEMBUAT LAPORAN : KELOMPOK 2
NAMA PRAKTIKAN : 1. Cintia Clarissa Putri
2. Dwi Herry Saputro
3. Evi Septiana
4. Farhah Zakiyah
TGL. SELESAI PRAKTIKUM : 11 September 2014
TGL. PENYERAHAN LAPORAN : 18 September 2014
NILAI :
KETERANGAN :
2
MODULASI DENGAN CARRIER DITEKAN SSB/DSB
1. TUJUAN
1.1 Menjelaskan manfaat penekanan carrier dan side band ditinjau dari pemakaian daya.
1.2 Menunjukkan sinyal SSB dengan bantuan filter SSB dan menjelaskan pengaruh sinyal
modulasi terhadap frekuensi dan amplitude.
1.3 Menunjukkan demodulasi DSB dan SSB dan menentukan penekanan carrier.
1.4 Menjelaskan mengapa amplitude, frekuensi dan phasa untuk carrier di penerima harus
dipertahankan / sinkron.
2. DIAGRAM RANGKAIAN
2.1. CF-Transmitter 20KHz
2.2. SSB – DSB Receiver
3
2.3. Frekuensi Analizer
3. ALAT DAN KOMPONEN
No Alat atau Komponen Jumlah
1 DC Power Supply ± 15 V 1
2 Function Generator SO 5127-2R 1
3 CF Transmitter, 20 Khz SO 3537-8G 1
4 SSB / DSB Receiver SO 3537-8X 1
5 Frequency Analyzer SO 3537-68 1
6 Frequency Counter HP 5314 A 1
7 Multimeter 1
8 Osiloskop 1
9 Jumper dan kabel-kabel penghubung secukupnya
4. DASAR TEORI
Modulasi amplitude merupakan proses modulasi yang mengubah amplitude
sinyal pembawa sesuai dengan amplitude sinyal pemodulasinya dengan cara
menumpangkan sinyal informasi tersebut pada amplitude sinyal carriernya. Sinyal
AM rentan terhadap noise namun rangkaianya lebih sederhana daripada rangkaian
yang digunakan dengan metode modulasi yang lain. Modulasi AM terdiri dari AM
DSB-SC, AM SSB, AM DSB-FC.
4
DOUBLE SIDE BAND MODULATION
a. Double SideBand-Suppressed Carrier (DSB-SC)
Merupakan sinyal yang sebenarnya hampir sama dengan sinyal AM DSB SC,
hanya saja komponen dihilangkan. Jika dilihat dalam komponen domain frekuensi,
nilai dari daya dari frekuensi carriernya ditekan sehingga dianggap bernilai 0.
Sehingga AM DSB SC dapat menghemat daya hingga 66.7% dari total daya yang
ditansmisikan.
m(t) = Vm cos ωm t ; Vc (t) = Vc cos ωm t
Gambar spektum frekuensi:
a. Persamaan umum
Persamaan : VAM = m (t). Vc (t)
= (Vc.Vm)/2 x [ cos 2π (fc + fm)t + cos 2π (fc - fm)t]
Bandwidth : BW = fUSB - fLSB = (fc + fm) - (fc - fm) = 2 fm
Daya : (Vc.Vm /2)2 /2R +(Vc.Vm /2)2 /2R
Efisiensi : η = (PLSB + PUSB )/ Ptot x 100 %
Ket : Vc = Amplitude carrier
Vm = Amplitude info
Fc = frekuensi carrier
Dalam modulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi
dan phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi). DSB-SC
dibuat dengan mengatur agar amplitudo sinyal carrier berubah secara proporsional
sesuai perubahan amplitudo pada sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Penerimaan
kembali sinyal DSB-SC ö (t) untuk memperoleh sinyal informasi f(t) memerlukan
translasi frekuensi lain untuk memindahkan spektrum sinyal ke posisi aslinya.
Proses ini disebut demodulasi atau deteksi dan dilakukan dengan mengalikan
sinyal ö (t) dengan sinyal carrier ùc. Persamaan Matematis DSB-SC:
Kesulitan yang terjadi pada penerima adalah perlunya rangkaian yang bisa
membangkitkan carrier serta rangkaian untuk sinkronisasi phase.
5
X DSB−SC( t )=m( t )cosωc t
Proses demodulasi dilakukan dengan mengalikan sinyal carrier termodulasi
dengan sinyal local oscillator (pada penerima) yang sama persis dengan sinyal
oscillator pada pemancar, kemudian memasukan hasilnya ke sebuah low pass filter
(LPF)
Syarat Penting Dalam Demodulasi Sinyal DSB-SC adalah Local Oscillator
harus menghasilkan sinyal cos ωct yang frequency dan phasa nya sama dengan
yang dihasilkan oleh oscillator pada pemancar (Synchronous
Demodulation/Detection)
b. Double Side Band-Large Carrier (AM)
Penggunaan metode modulasi suppressed carrier memerlukan peralatan yang
kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan carrier
dan sinkronisasi phase. Jika sistem didisain untuk memperoleh penerima yang
relatif sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus
mengurangi efisiensi pemancar. Untuk itu identitas carrier dimasukkan ke dalam
sinyal yang ditransmisikan, dimana sinyal carrier dibuat lebih besar dari sinyal
yang lain. Karena itu sistem seperti ini disebut Double-Sideband Large Carrier
(DSB-LC) atau umumnya dikenal dengan istilah AM.
Pembangkitan sinyal AM
Bentuk gelombang sinyal AM bisa diperoleh dengan menambahkan identitas
carrier A cos ωc t pada sinyal DSB-SC.
φAM (t) = f(t) cos ωc t + A cos ωc t
Kerapatan spektrum dari sinyal AM adalah :
ΦAM (ω ) = ½ F(ω+ωc) + ½ F(ω-ωc) + πAδ (ω+ωc )+ πAδ (ω -ωc )
Spektrum frekuensi dari sinyal AM adalah sama dengan sinyal DSB-SC f(t) cos ωc
t ; dengan tambahan impuls pada frekuensi ± ωc.
6
Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalam bentuk :
φAM(t) = [ A + f(t) ] cos ωc t (1.10)
Dengan demikian sinyal AM dapat dinyatakan sebagai sinyal dengan
frekuensi ωc dan amplitudo [ A + f(t) ]. Jika amplitudo carrier cukup besar, maka
selubung dari sinyal termodulasi akan proporsional dengan f(t). Dalam kasus ini,
demodulasi akan sederhana yaitu dengan mendeteksi selubung dari sinyal
sinusoidal, tanpa tergantung dari frekuensi maupun phase. Tapi jika A tidak cukup
besar, selubung dari φAM(t) tidak akan selalu proporsional dengan sinyal f(t).
Amplitudo carrier A harus cukup besar sehingga
[ A + f(t) ] ≥ 0 ; untuk semua t, atau | A ≥ min { f(t) } |
Jika kondisi di atas tidak dipenuhi akan muncul distorsi selubung karena over-
modulasi.
Untuk sinyal sinus frekuensi tunggal, tinjau sinyal f(t) = E cos ωmt sebagai
sinyal pemodulasi. Sinyal termodulasi amplitudo akan berbentuk :
φAM(t) = [ A + f(t) ] cos ωc t
= [ A + E cos ωmt ] cos ωc t
Suatu faktor tanpa dimensi m didefinisikan sebagai indeks modulasi, yang
berguna untuk menentukan ratio dari sideband terhadap carrier.
AEm= carrier puncak amplitude SC-DSB puncak amplitudo
Persamaan sinyal AM ditulis dalam m menjadi :
φAM(t) = A cos ωc t + mA cos ωmt . cos ωc t (1.15a)
φAM(t) = A [ 1 + m cos ωmt ] cos ωc t (1.15b)
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m ]; dan
amplitudo minimum A [1 - m ]. Indeks modulasi m bisa dinyatakan dalam persen
(%) dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum dengan
minimum.
Biasa disebut dengan AM saja. Dihasilkan dengan Large Carrier Signal
kepada sinyal DSB-SC. Persamaan Matematis:
7X AM( t )=m( t )cosωc t+A cosωc tX AM( t )=[ A+m( t ) ]cosωc t
Gambar Spektrum Sinyal sebagai berikut :
Penggunaan metode modulasi suppressed carrier memerlukan peralatan yang
kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan carrier
dan sinkronisasi phase. Jika sistem didisain untuk memperoleh penerima yang
relative sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus
mengurangi efisiensi pemancar. Untuk itu identitas carrier dimasukkan ke dalam
sinyal yang ditransmisikan,dimana sinyal carrier dibuat lebih besar dari sinyal yang
lain. Karena itu sistem seperti ini disebut Double-Sideband Large Carrier (DSB-
LC) atau umumnya dikenal dengan istilah AM. Dalam sinyal DSB-LC (AM),
sinyal informasi f(t) terdapat dalam selubung sinyal termodulasi. Untuk
mendapatkan kembali sinyal pesan, demodulasi bisa dilakukan dengan metoda
detektor selubung (envelope detector).
SINGLE SIDE BAND (SSB)
Sinyal SSB (Single Side Band) merupakan salah satu bentuk sinyal modulasi
amplitudo. Sinyal ini secara praktis diaplikasikan pada komunikasi radio amatir yaitu
pada pesawat radio SSB.
Penggunaan sinyal SSB lebih efisien jika dibanding sinyal AM, dimana
spektrum yang dipancarkan hanya salah satu dari side band AM (USB atau LSB). Hal
ini menyebabkan pemakaian daya/ energi listrik pada radio SSB jauh lebih efisien jika
dibandingkan dengan radio AM maupun radio FM. Sinyal SSB tidak dapat
dibangkitkan secara langsung, akan tetapi melalui pembangkitan sinyal AM terlebih
dahulu. Pembangkitan sinyal SSB ini dapat dilakukan dengan beberapa cara/ teknik.
AM SSB (Single Sideband) adalah salah satu jenis modulasi amplitudo
dimana spektrum frekuensi yang dipancarkan hanya salah satu dari spektrum
8
frekuensi AM yaitu frekuensi LSB (Lower Sideband) atau frekuensi USB (Upper
Sideband) saja.
Sideband adalah beberapa komponen yang ada di setiap proses modulasi.
Contohnya pada AM SSB maka sideband yang di transmisikan adalah sideband
frekuensi LSB atau USB saja. Tentunya di suatu sistem terdapat juga transmisi
sideband.
Dalam audio input filter sinyal masukan akan di filter sehingga menghasilkan
sinyal dengan frekuensi di bawah 3400 Hz, kemudian sinyal akan masuk ke audio
amplifier agar amplitudo sinyal dapat dikuatkan, kemudian sinyal akan masuk ke
amplitudo modulator, disini terjadi proses modulasi dimana terjadi penumpangan
sinyal informasi ke sinyal carrier. Kemudian sinyal yang termodulasi akan masuk ke
output filter. di output filter sinyal termodulasi akan di filter sehingga menghasilkan
sinyal AM dengan satu sideband saja. Baik itu LSB maupun USB.
SSB dikembangkan karena DSB-SC membutuhkan Bandwith yang besar (2
kali bandwith sinyal informasi). Jadi sistem AM boros dalam penggunaan daya dan
bandwidth, dengan keuntungan kemudahan dalam penerimaan. Namun ternyata USB
atau LSB mengandung informasi yang lengkap, sehingga dirasa cukup
mentransmisikan salah satu side band saja. Sistem komunikasi didisain untuk
menghasilkan transmisi informasi dengan bandwidth dan daya pancar minimal. DSB-
SC menggunakan daya yang lebih sedikit, tapi bandwidth yang dipergunakan sama
dengan dalam AM. Baik AM maupun DSB-SC mempertahankan upper sideband dan
lower sideband walaupun masing-masing sideband (USB atau LSB) mempunyai
kandungan informasi yang lengkap. Akibatnya bandwidth transmisi menjadi dua kali
bandwidth sinyal informasi. Dalam modulasi SSB, hanya satu dari kedua sideband
yang dipancarkan. Dilihat dari penggunaan bandwidth, modulasi ini lebih efisien
karena mempunyai bandwidth transmisi setengah dari AM maupun DSB-SC.
Spektrum SSB
9
Pembangkitan sinyal SSB dilakukan dengan membangkitkan sinyal DSB
terlebih dahulu, kemudian menekan salah satu sideband dengan filter. Jika USB
yang ditekan, maka akan menghasilkan sinyal SSB-LSB. Sebaliknya menghasilkan
SSB-USB. Kesulitan lain yang timbul adalah perlunya sinkronisasi seperti pada
teknik DSB. Untuk itu, komponen carrier bisa ditambahkan pada sinyal SSb dan
demodulasi bisa dilakukan dengan menggunakan envelope detector. Tapi metode
ini boros daya pancar dan bisa menghasilkan distorsi pada sinyal. Demodulasi
Sinyal SSB Sinyal SSB dimodulasi dengan cara yang sama dengan demodulasi
sinyal DSB-SC (Synchronous Detection)
5. DATA PERCOBAAN
Gambar Percobaan V.1
Amplitudo pada TP1 : 1,5 Vpp
Frekuensi :
f= 1T
= 12,2kotak x 0,5ms
=0,90KHz
Amplitudo pada T2 : 2,4 Vpp
Gambar pada TP1 merupakan sinyal audio dengan amplitudo 1,5 Vpp dan ada gambar
TP2 merupakan gambar dari DSB tetapi inputnya dipasang pada mixer sehingga tidak
melalui filter audio maka amplitudo yang didapat pada DSB akan lebih kecil dari pada DSB
yang dimasukkan ke input BPF audio.
10
Gambar Percobaan V.2
Amplitudo pada TP1 : 2 Vpp
Frekuensi :
f= 1T
= 12kotak x 0,5ms
=1KHz
Amplitudo pada TP2 : 3,2 Vpp
Gambar pada TP1 merupakan sinyal audio dengan amplitudo 2 Vpp dan pada gambar
TP2 merupakan gambar dari DSB yang inputnya terpasang pada Band Pass Filter
Audio. Pada BPF audio memiliki range 300-3400 Hz sehingga menghasilkan
amplitudo yang lebih besar jika dibandingkan dengan DSB yang inputnya tidak
terpasang pada BPF audio.
Gambar Percobaan V.3 (ganti gambar)
Amplitudo pada TP1 : 2 Vpp
Frekuensi :
f= 1T
= 12kotak x 0,5ms
=1KHz
11
Amplitudo pada TP2 : 1,2 Vpp
Gambar pada TP2 diatas merupakan SSB karena telah melalui proses filter yang
dilakukan oleh Band Pass Filter SSB. Pada SSB Frekuensi Lower Side Band tidak ada
dan Frekuensi Carriernya diredam. Bentuk gelombang SSB nya lebih halus karena dia
melalui 2 buah filter, yakni filter BPF audio dan filter BPF SSB.
Percobaan V.4 :Sideband Frekuensi
(KHz)
AM Amplitudo(Vdc) DSB Amplitudo (Vdc)
Lower Side Band (LSB) 14 KHz 0,78 V 0,32 V
Pembawa/carrier (Fc) 16 KHz 7,2 V 0,06 V
Upper Side Band (USB) 18 KHz 0,82 V 0,34 V
Penekanan carrier oleh AM/DSB = 20 log (7,2 / 0,06) = 285,77 dB.
6. ANALISA
Pada percobaan pertama, akan membuktikan sinyal Double Sideband Suppresed
Carrier (DSBSC). Double Side Band (DSB) adalah suatu amplitudo modulasi dimana
gelombang pembawa (carrier) yang memuat sisi atas (USB) dan sisi bawah (LSB)
dipancarkan bersama. Percobaan pertama menampilkan double sideband Supprosed
Carrier, diberikan input sebesar 2 Vpp dan frekuensi 1 kHz dari function generator dan
dihubungkan ke input modulator . Maka dihasilkan frekuensi 0,9 KHz dengan
amplitudo pada TP1 sebesar 1,5 Vpp dan pada TP2 sebesar 2,4 Vpp. Pada percobaan
pertama ini, gambar yang terdapat pada TP1 merupakan sinyal audio dengan
amplitudo 1,5 Vpp dan pada gambar TP2 merupakan gambar dari Double Single Side
Band tetapi input dipasang pada mixer sehingga tidak melalui filter audio maka
amplitudo yang didapat pada DSB akan lebih kecil daripada DSB yang dimasukkan ke
input BPF audio. Pada Suppressed carrier , frekuensi carrier ditekan seminimal
mungkin karena carrier tanpa modulasi merupakan suatu pemborosan daya sehingga
pada Double Side Band Suppresed Carrier , hanya carrier yang membawa sisi atas
(USB) dan sisi bawah (LSB) dari informasi saja yang ditransmisikan.
12
Pada percobaan kedua, akan diperoleh Double Sideband dengan sinyal gelombang
sinus, 1 kHz dan VLF = 2 Vpp. Dari function generator masukkan ke input band limiting
filter maka output mixer dari modulator akan digabungkan dari carrier sebesar 20
kHz , input 1kHz dan frekuensi audio 300Hz-3,4kHz . Sehingga pada percobaan kedua
ini gambar yang dihasilkan pada TP1 merupakan sinyal audio dengan amplitudo 2 Vpp
dan pada gambar TP2 merupakan gambar dari DSB yang inputnya terpasang pada
Band Pass Filter Audio. Pada BPF audio memiliki range 300-3400Hz sehingga
menghasilkan amplitudo yang lebih besar jika dibandingkan dengan DSB inputnya
tidak terpasang pada BPF audio. Frekuensi yang didapat yaitu 1 KHz dengan
amplitudo pada TP1 sebesar 2 Vpp dan pada TP2 sebesar 3,2 Vpp. Double Sideband
akan mengeluarkan output dari modulator harus dihubungkan dengan amplifier ,
jangan melewati filter. Karena apabila melewati filter 21,3kHz – 23,4kHz , maka
frekuensi USB tidak dapat melewati filter tersebut, sehingga hanya LSB saja yang
dibiarkan lewat. Oleh karena itu , output dari modulator harus dihubungkan dengan
amplifier, sehingga USB dan LSB nya dapat lewat menjadi DSB . Sedangkan untuk
memunculkan LSB output modulator harus dihubungkan ke filter.
Pada percobaan ketiga, sinyal gelombang sinus, 1 kHz dan VLF = 2 Vpp. Dari function
generator masukkan ke input band limiting filter (300 Hz – 3,4 Khz) atau dapat disebut
juga filter frekuensi audio. Keluaran output berada pada filter SSB. Pada percobaan
kali ini, input band limiting filter (300 Hz-3,4 Khz) yang merupakan BPF untuk audio
dan keluaran output filter ke mixer (modulator) merupakan bandpass filter SSB.
Karena yang dipakai hanya SSB saja yang artinya output dari modulator harus
disambungkan ke SSB filter. Agar , USB tersaring dalam filter tersebut sehingga yang
lewat hanya LSB saja . Selain itu, pada langkah kerja ini tidak dipakai resistor setelah
output amplifier, hanya dipasang sebuah jumper saja. Dalam pecobaan ini akan
diperoleh SSB karena telah melalui proses filter yang dilakukan oleh band pass filter
SSB. Pada SSB frekuensi lower Side Band (FLSB) tidak ada dan frekuensi carriernya
direndam. Bentuk gelombang SSB nya lebih halus karena melalui 2 filter yaitu filter
BF audio dan filter BPF SSB. Single Side Band (SSB) adalah gelombang pembawa
(carrier) hanya memancarkan salah satu dari (USB) atau (LSB). Hal ini
menguntungkan karena lebar band dari SSB lebih sempit daripada DSB sehingga
mode SSB memberikan penghematan penggunaan band.
13
Pada percobaan keempat ini, menggunakan sinyal gelombang sinus, 2 kHz dan VLF = 1
Vpp. Dari function generator dimasukkan ke input band limiting filter dan
menggunakan frequency Analyzer dan dihubungkan ke output mixer. Digunakan
multimeter analog Frekuensi (KHz), AM Amplitudo (Vdc), dan DSB Amplitudo (Vdc)
pada LSB, Fc, USB. Karena menggunakan frekuensi carrier sebesar 20 kHz dan
frekuensi informasi (input dari function generator) sebesar 1 kHz maka Setelah
dilakukan langkah kerjanya dan diukur, maka didapatlah hasil sebagai berikut :
Sideband Frekuensi
(KHz)
AM Amplitudo(Vdc) DSB Amplitudo (Vdc)
Lower Side Band (LSB) 14 KHz 0,78 V 0,32 V
Pembawa/carrier (Fc) 16 KHz 7,2 V 0,06 V
Upper Side Band (USB) 18 KHz 0,82 V 0,34 V
AM
14 16 18
FLSB FC FUSB
FLSB = fc-f informasi = 16 KHz – 2 KHz = 14 KHz .
Multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan sebesar 0,78V pada saat
frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 14 KHz.
Pada AM, carrier tetap ada sehingga pada saat frekuensi analyzer sama dengan
frekuensi carrier , multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan .
Multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan sebesar 7,2 V pada saat
frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 16 KHz.
FUSB = fc+f informasi = 16 KHz + 2 KHz = 18 KHz .
Multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan sebesar 0,82 V pada saat
frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 18 KHz.
14
DSB
14 16 18
FLSB FC FUSB
LSB = fc-f informasi = 16 kHz – 2 kHz = 14 kHz .
Multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan sebesar 0,32V pada saat
frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 14 KHz.
Pada DSBSC, carrier tanpa modulasi ditekan sehingga pada saat frequency analyzer
mencapai frekuensi carrier, multimeter tidak bergerak menunjukkan tidak adanya
tegangan yang artinya carrier benar-benar tidak ada(terkirim) pada pentransmisian
DSBSC . Kalaupun ada tegangan itupun hanya sedikit sekali menunjukkan
peredamannya tidak benar-benar 100 % masih ada yang tertinggal.
Multimeter bergerak menunjukkan adanya sedikit tegangan sebesar 0,06V pada
saat frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 16 kHz.
USB = fc+f informasi = 16 kHz + 2 kHz = 18 kHz .
Multimeter bergerak menunjukkan adanya tegangan sebesar 0,34 V pada saat
frekuensi pada frequency analyzer menunjukkan frekuensi sebesar 18 kHz.
Dari semua data tersebut tegangan USB dan DSB tidak sama dalam arti memiliki
perbedaan tegangan, selisihnya yaitu sebesar :
LSB : 0,46
USB : 0,48
15
Hal tersebut terjadi karena kerusakan pada multimeter analog. Seharusnya tegangan
pada USB dan DSB sama yaitu sebesar 0,78-0,82.
Untuk menghitung attenuasi/penekanan carrier dari DSB , caranya adalah :
20 log AM/DSB
Didapat :
Penekanan carrier oleh AM/DSB = 20 log (7,2/0,06) = 285,77 dB.
7. KESIMPULAN
Double Side Band (DSB) adalah suatu amplitudo modulasi dimana gelombang
pembawa (carrier) yang memuat sisi atas (USB) dan sisi bawah (LSB)
dipancarkan bersama.
Double Side Band (DSB) terdiri dari Upper Side Band (USB) dan Lower Side
Band (LSB) yang dipancarkan bersama dengan gelombang pembawa (carrier).
Pada Double Sideband Supprosed Carrier (DSBSC) , frekuensi carrier ditekan
seminimal mungkin hingga nyaris 0 Hz yang bertujuan untuk menghemat daya.
Carrier tanpa modulasi bila ditransmisikan sangat membuang daya.
Single Side Band (SSB) adalah gelombang pembawa (carrier) hanya
memancarkan salah satu dari (USB) atau (LSB). Hal ini menguntungkan karena
lebar band dari SSB lebih sempit daripada DSB sehingga mode SSB
memberikan penghematan penggunaan band.
Pada SSB frekuensi lower Side Band (FLSB) tidak ada dan frekuensi carriernya
direndam. Bentuk gelombang SSB nya lebih halus karena melalui 2 filter yaitu
filter BF audio dan filter BPF SSB.
Perubahan tegangan input akan mengakibatkan perubahan amplitudo pada
gelombang output dan perubahan frekuensi input akan mengakibatkan
perubahan kerapatan gelombang output.
8. REFERENSI
SINGLE SIDE BAND (SSB)
Sinyal SSB (Single Side Band) merupakan salah satu bentuk sinyal modulasi
amplitudo. Sinyal ini secara praktis diaplikasikan pada komunikasi radio amatir yaitu
pada pesawat radio SSB.
16
Penggunaan sinyal SSB lebih efisien jika dibanding sinyal AM, dimana
spektrum yang dipancarkan hanya salah satu dari side band AM (USB atau LSB). Hal
ini menyebabkan pemakaian daya/ energi listrik pada radio SSB jauh lebih efisien jika
dibandingkan dengan radio AM maupun radio FM. Sinyal SSB tidak dapat
dibangkitkan secara langsung, akan tetapi melalui pembangkitan sinyal AM terlebih
dahulu. Pembangkitan sinyal SSB ini dapat dilakukan dengan beberapa cara/ teknik.
AM SSB (Single Sideband) adalah salah satu jenis modulasi amplitudo
dimana spektrum frekuensi yang dipancarkan hanya salah satu dari spektrum
frekuensi AM yaitu frekuensi LSB (Lower Sideband) atau frekuensi USB (Upper
Sideband) saja.
Sideband adalah beberapa komponen yang ada di setiap proses modulasi.
Contohnya pada AM SSB maka sideband yang di transmisikan adalah sideband
frekuensi LSB atau USB saja. Tentunya di suatu sistem terdapat juga transmisi
sideband.
Dalam audio input filter sinyal masukan akan di filter sehingga menghasilkan
sinyal dengan frekuensi di bawah 3400 Hz, kemudian sinyal akan masuk ke audio
amplifier agar amplitudo sinyal dapat dikuatkan, kemudian sinyal akan masuk ke
amplitudo modulator, disini terjadi proses modulasi dimana terjadi penumpangan
sinyal informasi ke sinyal carrier. Kemudian sinyal yang termodulasi akan masuk ke
output filter. di output filter sinyal termodulasi akan di filter sehingga menghasilkan
sinyal AM dengan satu sideband saja. Baik itu LSB maupun USB.
SSB dikembangkan karena DSB-SC membutuhkan Bandwith yang besar (2
kali bandwith sinyal informasi). Jadi sistem AM boros dalam penggunaan daya dan
bandwidth, dengan keuntungan kemudahan dalam penerimaan. Namun ternyata USB
atau LSB mengandung informasi yang lengkap, sehingga dirasa cukup
mentransmisikan salah satu side band saja. Sistem komunikasi didisain untuk
menghasilkan transmisi informasi dengan bandwidth dan daya pancar minimal. DSB-
SC menggunakan daya yang lebih sedikit, tapi bandwidth yang dipergunakan sama
dengan dalam AM. Baik AM maupun DSB-SC mempertahankan upper sideband dan
lower sideband walaupun masing-masing sideband (USB atau LSB) mempunyai
kandungan informasi yang lengkap. Akibatnya bandwidth transmisi menjadi dua kali
bandwidth sinyal informasi. Dalam modulasi SSB, hanya satu dari kedua sideband
yang dipancarkan. Dilihat dari penggunaan bandwidth, modulasi ini lebih efisien
17
karena mempunyai bandwidth transmisi setengah dari AM maupun DSB-SC.
Spektrum SSB.
Apabila kita memancar dengan cara tersebut di atas, dikatakan kita menggunakan
mode Double Side Band (DSB) karena carrier yang memuat sisi atas dan bawah dipancarkan
bersama. Pada pesawat buatan pabrik, biasanya mode ini diberi kode AM yang sebenarnya
istilah dalam teknik radio adalah DSB.
Apabila kita menggunakan mode DSB, maka setiap kita menekan PTT, gelombang
pembawa (carrier) langsung terpancar walapun belum ada modulasi. Pancaran carrier dengan
tanpa modulasi tersebut sebenarnya merupakan suatu pemborosan.
Pemborosan tersebut dapat dihilangkan apabila alat menggunakan balance modulator.
Dengan menggunakan balance modulator, carrier hanya terpancar bila ada modulasi,
walaupun PTT ditekan. Pancaran semacam ini dinamakan pancaran Double Side Band
Suppressed Carrier (DSBSC).
Dengan DSBSC, kita sudah bekerja lebih efisien daripada DSB, akan tetapi pancaran
masih memuat kedua sisi gelombang pemodulasi ialah USB dan LSB yang bentuknya
symetris seperti telah diuraikan sebelumnya. Sehingga sebenarnya kita cukup memancarkan
salah satu side band saja. Mode semacam ini dikatakan mode SSB.
Kita kenal ada dua macam cara untuk membuat SSB, cara pertama ialah dengan
metoda phase shift, cara lain ialah dengan metoda filtering. Cara pertama tidak banyak
digunakan dan pesawat SSB bikinan pabrik umumnya menggunakan filtering.
Signal DSBSC, sebelum diperkuat dan dipancarkan, dimasukkan ke SSB filter
terlebih dahulu untuk menghasilkan LSB atau USB. Filter yang digunakan untuk keperluan
18
ini adalah filter kristal atau filter mekanik. Rekanrekan penggemar homebrew lebih suka
menggunakan filter kristal karena dapat dibuat sendiri.
Pemancar SSB dikatakan lebih efisien daripada AM (DSB), ini dapat kita berikan
gambaran sebagai berikut. Misalnya pemancar AM (DSB) dengan power 150 Watt
(kedalaman modulasi 100%), maka power pada USB dan LSB masing-masing 25 Watt dan
carrier mempunyai power 100 Watt. Kita tahu bahwa audio kita berada pada side band
tersebut. Pada pancaran SSB, yang dipancarkan hanya salah satu side band ialah LSB atau
USB yang powernya hanya 25 Watt.
Dengan pancaran SSB 25 Watt tersebut, audio kita sudah dapat sampai pada tujuan
dengan kejelasan informasi yang sama dengan pancaran AM (DSB) 150 Watt tadi.
Keuntungan lain dari mode SSB ialah lebar band yang dapat lebih sempit. Untuk
keperluan komunikasi, mode SSB hanya memerlukan kelebaran band sekitar 3 Kc sedangkan
dengan mode DSB diperlukan sekitar 6 Kc, sehingga mode SSB memberikan penghematan
penggunaan band.
Selanjutnya kita akan menengok lebih dalam suatu transmitter SSB yang block
diagramnya terdapat gambar 4.
Balance modulator berfungsi memodulir carrier dengan audio dari microphone yang
sudah diperkuat oleh mic preamp. Output balance modulator adalah DSBSC yang selanjutnya
oleh SSB filter dipilih side band mana yang digunakan (USB atau LSB).
Single side band yang keluar dari SSB filter mempunyai frekuensi sama dengan
carrier dan untuk bekerja pada frekuensi kerja yang dikehendaki, dicampur terlebih dahulu
dengan frekuensi dari suatu VFO (Variable Frequency Oscillator ).
Signal yang diterima oleh receiver setelah diperkuat oleh RF Amplifier, dicampur
terlebih dahulu dengan frekuensi dari Variable Frequency Oscillator (VFO) untuk selanjutnya
19
masuk pada SSB filter. Output SSB filter selanjutnya diperkuat dengan IF amplifier dan oleh
detector, radio frekuensi dihilangkan, audio frekuensinya ditampung di umpan ke Speaker
setelah diperkuat oleh Audio Amplifier.
Pada detector suatu receiver SSB, signal yang diterima harus dicampur terlebih
dahulu dengan frekuensi hasil suatu Beat Frequency Oscillator (BFO) dan sebagai BFO
digunakan carrier oscillator.
Apabila kita amati block diagram transmitter pada gambar 4 dan receiver pada
gambar 5, maka terlihat bahwa beberapa block digunakan oleh transmitter dan juga oleh
receiver ialah Carrier Oscillator, SSB Filter dan VFO.
Oleh karena itu pada perangkat SSB transceiver, ketiga blok hanya dibuat
masingmasing satu saja dan digunakan bersama oleh bagian transmitter dan receiver secara
bergantian (gambar 6).
Pembangkitan sinyal SSB dilakukan dengan membangkitkan sinyal DSB terlebih
dahulu, kemudian menekan salah satu sideband dengan filter. Jika USB yang ditekan, maka
akan menghasilkan sinyal SSB-LSB. Sebaliknya menghasilkan SSB-USB. Kesulitan lain
yang timbul adalah perlunya sinkronisasi seperti pada teknik DSB. Untuk itu, komponen
carrier bisa ditambahkan pada sinyal SSB dan demodulasi bisa dilakukan dengan
menggunakan envelope detector. Tapi metode ini boros daya pancar dan bisa menghasilkan
distorsi pada sinyal. Demodulasi Sinyal SSB Sinyal SSB dimodulasi dengan cara yang sama
dengan demodulasi sinyal DSB-SC (Synchronous Detection)
20
Sistem komunikasi didisain untuk menghasilkan transmisi informasi dengan
bandwidth dan daya pancar minimal. Sistem AM boros dalam penggunaan daya dan
bandwidth, dengan keuntungan kemudahan dalam penerimaan. DSB-SC menggunakan daya
yang lebih sedikit, tapi bandwidth yang dipergunakan sama dengan dalam AM.
Baik AM maupun DSB-SC mempertahankan upper sideband dan lower sideband
walaupun masing-masing sideband (USB atau LSB) mempunyai kandungan informasi yang
lengkap. Akibatnya bandwidth transmisi menjadi dua kali bandwidth sinyal informasi.
Dalam modulasi SSB, hanya satu dari kedua sideband yang dipancarkan. Dilihat dari
penggunaan bandwidth, modulasi ini lebih efisien karena mempunyai bandwidth transmisi
setengah dari AM maupun DSB-SC. Pembangkitan sinyal SSB dilakukan dengan
membangkitkan sinyal DSB terlebih dahulu, kemudian menekan salah satu sideband dengan
filter. Jika USB yang ditekan, maka akan menghasilkan sinyal SSB-LSB. Sebaliknya
menghasilkan SSB-USB.
Pertama, jika sinyal pemodulasi f(t) tidak mempunyai komponen frekuensi rendah
yang penting (seperti suara : mempunyai “lubang” di frekuensi nol), maka tidak ada
komponen frekuensi di sekitar frekuensi ωc setelah modulasi. Karena itu, penggunaan filter
dengan slope yang kurang tajam masih bisa dipergunakan. Kedua, adalah lebih mudah
mendisain filter pada frekuensi yang ditentukan oleh komponen filter, bukan oleh
frekuensinya. Heterodyning bisa digunakan untuk menggeser spektrum menuju frekuensi
yang diinginkan. Walaupun dengan kemudahan tersebut, disain dari filter sideband tidaklah
mudah.
Teknik lain yang bisa digunakan adalah dengan metode pergeseran phase, yang tidak
memerlukan filter sideband. Untuk memberi ilustrasi bagaimana metode ini bekerja,
asumsikan bahwa sinyal pesan mempunyai bentuk :
21
Range Frekuensi Sinyal Audio
DOUBLE SIDE BAND MODULATION
a. Double SideBand-Suppressed Carrier (DSB-SC)
Merupakan sinyal yang sebenarnya hampir sama dengan sinyal AM DSB SC,
hanya saja komponen dihilangkan. Jika dilihat dalam komponen domain frekuensi,
nilai dari daya dari frekuensi carriernya ditekan sehingga dianggap bernilai 0.
Sehingga AM DSB SC dapat menghemat daya hingga 66.7% dari total daya yang
ditansmisikan.
m(t) = Vm cos ωm t ; Vc (t) = Vc cos ωm t
Gambar spektum frekuensi:
a. Persamaan umum
Persamaan : VAM = m (t). Vc (t)
= (Vc.Vm)/2 x [ cos 2π (fc + fm)t + cos 2π (fc - fm)t]
Bandwidth : BW = fUSB - fLSB = (fc + fm) - (fc - fm) = 2 fm
Daya : (Vc.Vm /2)2 /2R +(Vc.Vm /2)2 /2R
Efisiensi : η = (PLSB + PUSB )/ Ptot x 100 %
Ket : Vc = Amplitude carrier
Vm = Amplitude info
Fc = frekuensi carrier
Dalam modulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi
dan phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi). DSB-SC
22
dibuat dengan mengatur agar amplitudo sinyal carrier berubah secara proporsional
sesuai perubahan amplitudo pada sinyal pemodulasi (sinyal informasi).
Penerimaan kembali sinyal DSB-SC ö (t) untuk memperoleh sinyal informasi f(t)
memerlukan translasi frekuensi lain untuk memindahkan spektrum sinyal ke
posisi aslinya. Proses ini disebut demodulasi atau deteksi dan dilakukan dengan
mengalikan sinyal ö (t) dengan sinyal carrier ùc.Persamaan Matematis DSB-SC:
Kesulitan yang terjadi pada Teknik Sistem Komunikasi pada penerima adalah
perlunya rangkaian yang bisa membangkitkan carrier serta rangkaian untuk
sinkronisasi phase.
Proses demodulasi dilakukan dengan mengalikan sinyal carrier termodulasi
dengan sinyal local oscillator (pada penerima) yang sama persis dengan sinyal
oscillator pada pemancar, kemudian memasukan hasilnya ke sebuah low pass filter
(LPF).
Syarat Penting Dalam Demodulasi Sinyal DSB-SC adalah Local Oscillator
harus menghasilkan sinyal cos ωct yang frequency dan phasa nya sama dengan
yang dihasilkan oleh oscillator pada pemancar (Synchronous
Demodulation/Detection)
b. Double Side Band-Large Carrier (AM)
Penggunaan metode modulasi suppressed carrier memerlukan peralatan yang
kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan carrier
dan sinkronisasi phase. Jika sistem didisain untuk memperoleh penerima yang
relatif sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus
mengurangi efisiensi pemancar. Untuk itu identitas carrier dimasukkan ke dalam
sinyal yang ditransmisikan, dimana sinyal carrier dibuat lebih besar dari sinyal
23
X DSB−SC( t )=m( t )cosωc t
yang lain. Karena itu sistem seperti ini disebut Double-Sideband Large Carrier
(DSB-LC) atau umumnya dikenal dengan istilah AM.
Pembangkitan sinyal AM
Bentuk gelombang sinyal AM bisa diperoleh dengan menambahkan identitas
carrier A cos ωc t pada sinyal DSB-SC.
φAM (t) = f(t) cos ωc t + A cos ωc t
Kerapatan spektrum dari sinyal AM adalah :
ΦAM (ω ) = ½ F(ω+ωc) + ½ F(ω-ωc) + πAδ (ω+ωc )+ πAδ (ω -ωc )
Spektrum frekuensi dari sinyal AM adalah sama dengan sinyal DSB-SC f(t) cos ωc
t ; dengan tambahan impuls pada frekuensi ± ωc.
Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalam bentuk :
φAM(t) = [ A + f(t) ] cos ωc t (1.10)
Dengan demikian sinyal AM dapat dinyatakan sebagai sinyal dengan
frekuensi ωc dan amplitudo [ A + f(t) ]. Jika amplitudo carrier cukup besar, maka
selubung dari sinyal termodulasi akan proporsional dengan f(t). Dalam kasus ini,
demodulasi akan sederhana yaitu dengan mendeteksi selubung dari sinyal
sinusoidal, tanpa tergantung dari frekuensi maupun phase. Tapi jika A tidak cukup
besar, selubung dari φAM(t) tidak akan selalu proporsional dengan sinyal f(t).
Amplitudo carrier A harus cukup besar sehingga
[ A + f(t) ] ≥ 0 ; untuk semua t, atau | A ≥ min { f(t) } |
Jika kondisi di atas tidak dipenuhi akan muncul distorsi selubung karena over-
modulasi.
Untuk sinyal sinus frekuensi tunggal, tinjau sinyal f(t) = E cos ωmt sebagai
sinyal pemodulasi. Sinyal termodulasi amplitudo akan berbentuk :
φAM(t) = [ A + f(t) ] cos ωc t
= [ A + E cos ωmt ] cos ωc t
24
Suatu faktor tanpa dimensi m didefinisikan sebagai indeks modulasi, yang
berguna untuk menentukan ratio dari sideband terhadap carrier.
AEm= carrier puncak amplitude SC-DSB puncak amplitudo
Persamaan sinyal AM ditulis dalam m menjadi :
φAM(t) = A cos ωc t + mA cos ωmt . cos ωc t (1.15a)
φAM(t) = A [ 1 + m cos ωmt ] cos ωc t (1.15b)
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m ]; dan
amplitudo minimum A [1 - m ]. Indeks modulasi m bisa dinyatakan dalam persen
(%) dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimum dengan
minimum.
Biasa disebut dengan AM saja. Dihasilkan dengan Large Carrier Signal
kepada sinyal DSB-SC. Persamaan Matematis:
Gambar Spektrum Sinyal sebagai berikut :
Penggunaan metode modulasi suppressed carrier memerlukan peralatan yang
kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan carrier
dan sinkronisasi phase. Jika sistem didisain untuk memperoleh penerima yang
relative sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus
mengurangi efisiensi pemancar. Untuk itu identitas carrier dimasukkan ke dalam
sinyal yang ditransmisikan,dimana sinyal carrier dibuat lebih besar dari sinyal yang
lain. Karena itu sistem seperti ini disebut Double-Sideband Large Carrier (DSB-
LC) atau umumnya dikenal dengan istilah AM. Dalam sinyal DSB-LC (AM),
sinyal informasi f(t) terdapat dalam selubung sinyal termodulasi. Untuk
25
X AM( t )=m( t )cosωc t+A cosωc tX AM( t )=[ A+m( t ) ]cosωc t
mendapatkan kembali sinyal pesan, demodulasi bisa dilakukan dengan metoda
detektor selubung (envelope detector).
Modulasi amplitudo jalur ganda dengan sinyal pembawa (DSB with Carrier)
Modulasi amplitudo jalur ganda dengan sinyal pembawa, atau yang lebih dikenal
dengan nama modulasi amplitudo biasa (AM), Yaitu dengan cara menambahkan
suatu konstanta ke sinyal informasi ke modulator
Sinyal termodulasi pada gambar 2.10a terbentuk dengan
sedang sinyal termodulasi pada gambar 2.10b terbentuk dengan
Jadi kasus pada gambar 2.10b tak memenuhi syarat pada persamaan (2.15). Dalam
proses demodulasi dengan menggunakan detector amplop, maka sinyal yang
26
dihasilkan adalah kurva yang digambar dengan garis terpotong-potong di atas.
Pada kasus di gambar 2.10a kita dapati sinyal informasi, sedang pada kasus di
gambar 2.10b tidak. Untuk keperluan di atas didefinisikan besaran indeks modulasi
µ , yang mana
Jika sinyal informasi berupa sinyal sinus, maka indeks modulasi sama dengan
amplitudo dari sinyal itu. Untuk gambar 2.10a 4 , 0 = µ dan gambar 2.10b 8 , 0 =
µ /0,6 = 1,33.
Sekarang kita akan menghitung daya dari sinyal termodulasi AM, dengan
menggunakan sinyal informasi berupa fungsi sinus (modulasi single-tone)
Dari sinyal di atas bisa dihitung
Daya sinyal pembawa
Daya sinyal berita pada sinyal termodulasi
Efisiensi dari modulasi amplitudo AM didefinisikan dengan:
Pt adalah daya total yang tersimpan di sinyal termodulasi amplitudo, maka
DAFTAR PUSTAKA
Maruf, irham. 2013. Penjelasan Macam-Macam Ampitudo Modulasi (AM). http://irham93.blogspot.com/. 14 September 2014
27
Fatiyah, nur Dwi. 2010. Modulasi Analog. http://mbinkmbink.blogspot.com/. 14 September 2014.
Anonim. 2010. Modulasi Amplitudo. http://ceritaphie.blogspot.com/. 14 September 2014.
LAMPIRAN
28
29
30
31
32