Pam (pulse Amplitude Modulation) 4h1o1k

LAPORAN PRAKTIKUM

LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASI SEMESTER IV TH 2010/2011

JUDUL

( 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. 2. 3. 4.

TGL. SELESAI PRAKTIKUM

Ade Kamillia (1309030305) Adi Rizky Pratomo (130903031Z) Arya Wahyu Wibowo(1309030197) Darmawati Anggraini (1309030349)

: 20 April 2011

TGL. PENYERAHAN LAPORAN : 27 April 2011

NILAI

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 jarakjarak 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 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 5.1

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.

5.2

Menggambarkan hasilnya : a. Sinyal input (1) b. Sinyal PAM (2) c. Sinyal sampling (3)

5.3

Memberikan keterangan atau komentar.

5.4

Menghubungkan rangkaian seperti gambar 2 Mengeset frequency sampling 8 kHz dan lebar pulsa 50 µs.

5.5

Menggambarkan hasilnya : a. Sinyal SYN (4) b. Sinyal output (5)

5.6

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).

5.7

Menghubungkan rangkaian seperti gambar 2.3, set frequency sampling ke porsi maksimum.

5.8

Menggambarkan hasilnya pada sinyal output (5).

5.9

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 Sinyal Input

Keterangan 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 Sinyal SYN

Keterangan 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 Sinyal Output

Keterangan 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 sinyalsinyal 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 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