Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

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.

Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu

modulasi analaog
modulasi digital

Modulasi Analog

Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

Modulasi berdasarkan sudut
- Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
- Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)
Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)
- Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)
- Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
- Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
- Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
- Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
- Quadrature amplitude modulation (QAM)

Modulasi Digital

Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital.
Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah :

Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.
Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi.
Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.

Modulasi amplitudo

Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. Metode ini dipakai dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan ke jarak yang jauh, dengan cara superimposisi frekuensi audio pada pembawa frekuensi radio yang dapat dipancarkan melalui antena. Frekuensi radio adalah frekuensi yang dipakai untuk radiasi energi elektromagnetik koheren yang berguna untuk maksud-maksud komunikasi. Frekuensi radio terendah adalah sekitar 10 kHz dan jajarannya merentang hingga ratusan GHz. Pembawa yang termodulasi terdiri dari tiga frekuensi yang semuanya RF, yaitu

f c

Pembawa.

f c + f m

Frekuensi samping atas.

f c - f m

Frekuensi samping bawah. Jika pembawa digambarkan oleh

e c = A sinω c t

disini $\omega_c=2\pi\,f_c$ dan isyarat pemodulasi oleh

e m = A sinω m t

disini $\omega_c=2\pi\,f_m$ maka amplitudo pembawa termodulasi dapat dinyatakan sebagai $\left(A+B\sin\omega_mt\right)\sin\omega_ct$ kalau hal ini diuraikan, maka diperoleh $\begin{align} A \sin \omega_c t + B \sin \omega_m t \sin\ omega_c t &= A \sin \omega_c t + \frac { B \cos \left( \omega_c - \omega_m \right) t } { 2 } - \frac { B \cos \left( \omega_c + \omega_m \right) t } { 2 } \\ &={\color{blue} A \sin \omega_c t } + {\color{green} \frac { B \sin \left[ \left( \omega_c - \omega_m \right) t + \frac{\pi}{2} \right] }{2}}+{\color{red} \frac{B \sin \left[ \left( \omega_c + \omega_m \right) t - \frac{\pi}{2} \right] } { 2 } }\end{align}$
${\color{blue}\mbox{biru}}$ adalah pembawa ${\color{green}\mbox{hijau}}$ adalah frekuensi samping bawah ${\color{red}\mbox{merah}}$ adalah frekuensi samping atas Jika pembawa dimodulasi oleh bentuk gelombang kompleks, maka akan timbul bermacam-macam frekuensi yang membentuk jalur-jalur samping atas dan bawah. Dalam radio AM, karena oleh persetujuan internasional saling dipisahkan 9 kHz, frekuensi modulasi maksimum adalah 4,5 kHz. Kedua jalur samping dipancarkan meskipmun hanya salah satu yang didemodulasi dalam pesawat penerima. AM juga dipakai dalam transmisi isyarat video dalam televisi. AM adalah sistem yang sederhana, murah, dan hanya membutuhkan lebar jalur kecil. Tetapi sistem ini buruk dalam perfomansi isyarat terhadap desah bila dibandingkan dengan metode lain misalnya modulasi frekuensi dan modulasi kode pulsa.

Modulasi frekuensi

Modulasi frekuensi adalah suatu metode untuk mengirimkan isyarat frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa berfrekuensi tinggi. Kecepatan sudut pembawa (

ω

) dibuat berubah-ubah dengan amplitudo isyarat pemodulasi.
$\omega=\omega_o+K_tV_mcos \omega_mt\,\!$
Dimana $f_o=\frac{\omega_o}{2\pi}\,\!$ adalah frekuensi tengah pembawa. Dan

f m

= $\frac{\omega_m}{2\pi}\,\!$ adalah frekuensi isyarat pemodulasi. Dengan integrasi: $v=V_ocos \left(\omega_ot+\frac{k_tV_m}{\omega_m}sin \omega_mt\right)\,\!$

Deviasi frekuensi

Harga maksimum $\frac{k_fV_m}{2\pi}\,\!$ disebut dengan deviasi frekuensi dan ditulis dengan $\Delta\,f$ Perbandingan deviasi maksimum dalam Hertz diperoleh dengan
$m_f = \frac { \Delta \, f_{max}} {f_{m(max)} \, \!}$
$\therefore\,v=V_o\,cos (\omega_ot+m_f\,sin \omega_mt)\,\!$

Kelebihan

Keunggulan FM terhadap AM adalah:

Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancar yang tinggi.
Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jalur yang sama.

Kekurangan

Kerugian FM adalah kebutuhannya akan lebar jalur yang lebih lebar
$B_w=2m_ff_{m(max)}=2\Delta\,f_{max}\,\!$
Untuk siaran hiburan, harga f_m(max) biasanya adalah $\pm$ 75 kHz yang memungkinkan frekuensi pemodulasi sebesar 15 kHz.

Teknik Radio

Kamis, 23 September 2010

Modulasi