Talitha Thedya Tsany

Modulasi dan Berbagai Jenis Modulasi

Talitha Thedya Tsany

talitha.thedya@gmail.com

JTD/1A/23/1941160078

Modulasi:

Modulasi adalah teknik di mana sinyal pesan ditransmisikan ke penerima dengan bantuan sinyal pembawa. Modulasi adalah proses sinyal pesan dan modulasi bervariasi sesuai dengan sinyal pembawa untuk tujuan transmisi. Sinyal pesan dapat bervariasi sesuai dengan sinyal pembawa yang dalam hal sudut atau amplitudo. Jadi kami memodulasi sinyal.

Keuntungan modulasi:

• Dengan bantuan modulasi, kita dapat meningkatkan kualitas penerimaan.

• Kita juga dapat mengurangi ketinggian antena.

• Hindari pencampuran sinyal frekuensi yang berbeda dan meningkatkan jangkauan komunikasi mis. Tanpa modulasi, kita dapat mengirimkan pesan hingga 100 meter dan dengan modulasi, kita dapat mengirimkan pesan hingga 150 meter.

• Memungkinkan fleksibilitas untuk menyesuaikan bandwidth.

Dalam definisi, kita telah melihat bahwa sinyal pesan dapat bervariasi sesuai dengan sudut atau amplitudo dari sinyal pembawa. Apa yang terjadi jika sinyal pesan bervariasi sesuai dengan sudut sinyal pembawa dan apa yang terjadi jika sinyal pesan bervariasi sesuai dengan amplitudo sinyal pembawa?

Modulasi sudut:

Dalam modulasi sudut, sekali lagi ada dua jenis modulasi.

1. Modulasi frekuensi

2. Modulasi fase.

1. Modulasi Frekuensi:

Proses frekuensi sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan sinyal pesan atau frekuensi sinyal modulasi dengan menjaga konstan amplitudo disebut modulasi frekuensi.

Keuntungan Modulasi Frekuensi:

• Modulasi frekuensi memiliki lebih banyak resistivitas noise bila dibandingkan dengan teknik modulasi lainnya. Itu sebabnya mereka terutama digunakan dalam penyiaran dan komunikasi radio.

• Modulasi frekuensi memiliki daya tahan yang lebih besar terhadap variasi kekuatan sinyal yang cepat, yang akan kita gunakan dalam radio FM bahkan saat kita bepergian dan modulasi frekuensi juga terutama digunakan untuk keperluan komunikasi bergerak.

Kerugian Modulasi Frekuensi:

• Di bagian transmisi, kita tidak memerlukan peralatan khusus tetapi di bagian penerima, kita membutuhkan demodulator yang lebih rumit untuk mendemodulasi sinyal pembawa dari pesan atau sinyal modulasi.

• Modulasi frekuensi tidak dapat digunakan untuk mengetahui kecepatan dan kecepatan objek bergerak. Gangguan statis lebih banyak jika dibandingkan dengan modulasi fase. Gangguan luar adalah salah satu kelemahan terbesar dalam modulasi frekuensi. Mungkin ada pencampuran karena stasiun radio terdekat, pager, walkie-talkie konstruksi dll.

Aplikasi Modulasi Frekuensi (FM):

• Modulasi frekuensi digunakan dalam radio yang sangat umum dalam kehidupan kita sehari-hari.

• Modulasi frekuensi digunakan dalam frekuensi audio untuk mensintesis suara.

2. Modulasi Fase:

Dalam modulasi fase, kita memvariasikan sinyal pembawa sesuai dengan fase sinyal modulasi atau sinyal pesan dengan menjaga frekuensi konstan. Jika amplitudo pesan atau sinyal modulasi besar, maka pergeseran fasa juga akan lebih besar.

Keuntungan dan Kerugian Modulasi Fase:

• Keuntungan utama dari modulasi fase adalah ia memiliki lebih sedikit gangguan dari statis, itulah sebabnya kami menggunakan jenis modulasi ini untuk mengetahui kecepatan atau kecepatan objek bergerak. Dalam modulasi frekuensi, kita tidak dapat mengetahui kecepatan objek bergerak.

• Kerugian utama adalah ambiguitas fase datang jika kita meningkatkan indeks modulasi fase, dan kehilangan data lebih banyak dan kita membutuhkan peralatan khusus seperti pengganda frekuensi untuk meningkatkan indeks modulasi fase.

Aplikasi Modulasi Fase:

• Aplikasi modulasi fase tidak berbeda dari modulasi frekuensi. Modulasi fase juga digunakan dalam sistem komunikasi.

• Ini dapat digunakan dalam penguncian shift fase biner.

3. Modulasi Amplitudo:

Dalam modulasi amplitudo, amplitudo gelombang sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan modulasi atau sinyal pesan dengan menjaga fase dan frekuensi sinyal konstan. Frekuensi sinyal pembawa akan lebih besar daripada frekuensi sinyal modulasi. Modulasi amplitudo adalah jenis modulasi pertama yang digunakan untuk mengirim pesan untuk jarak jauh oleh umat manusia. Radio AM berkisar antara 535 hingga 1705 kHz yang bagus. Tetapi ketika dibandingkan dengan modulasi frekuensi, modulasi Amplitude lemah, tetapi masih digunakan untuk mengirimkan pesan. Bandwidth dari modulasi amplitudo harus dua kali frekuensi modulasi sinyal atau sinyal pesan. Jika frekuensi sinyal modulasi adalah 10 kHz maka frekuensi modulasi Amplitude harus sekitar 20 kHz. Dalam siaran radio AM, sinyal modulasi atau sinyal pesan adalah 15 kHz. Oleh karena itu sinyal termodulasi AM yang digunakan untuk penyiaran harus 30 kHz.

Keuntungan dari Modulasi Amplitudo:

• Karena panjang gelombang modulasi amplitudo, sinyal AM dapat merambatkan jarak yang lebih jauh.

• Untuk modulasi amplitudo, kami menggunakan sirkuit sederhana dan berbiaya rendah; kami tidak memerlukan peralatan khusus dan sirkuit kompleks yang digunakan dalam modulasi frekuensi.

Kerugian Modulasi Amplitudo:

• Menambahkan noise untuk sinyal termodulasi amplitudo akan lebih banyak jika dibandingkan dengan sinyal modulasi frekuensi. Kehilangan data juga lebih banyak dalam modulasi amplitudo karena penambahan noise. Demodulator tidak dapat mereproduksi sinyal pesan yang tepat atau memodulasi sinyal karena noise.

• Diperlukan lebih banyak daya selama modulasi karena frekuensi sinyal termodulasi amplitudo harus dua kali lipat dari sinyal modulasi atau frekuensi sinyal pesan. Karena alasan ini diperlukan lebih banyak daya untuk modulasi amplitudo.

Aplikasi Modulasi Amplitudo:

• Digunakan untuk membawa sinyal pesan di saluran telepon awal.

• Digunakan untuk mengirimkan kode Morse menggunakan radio dan sistem komunikasi lainnya.

Jenis modulasi:

Dalam modulasi lebar pulsa, ada berbagai jenis modulasi untuk analog dan digital seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

• PCM: Modulasi Kode Pulsa untuk Modulasi Analog.

• PPM: Modulasi Posisi Pulsa untuk Modulasi Digital

• PDM: Modulasi Durasi Pulsa untuk Modulasi Digital.

• PAM: Modulasi Amplitudo Pulsa untuk Modulasi Digital.

Diagram pohon:

1. Pulse Code Modulation (PCM):

Modulasi Kode Pulsa pertama kali diperkenalkan oleh Alec Reeves pada tahun 1937. Dalam modulasi kode pulsa, Sinyal Analog direkonstruksi menjadi sinyal digital untuk kemudahan transmisi dengan menggunakan sampel sinyal analog. Dalam istilah teknis, PCM akan mentransmisikan analog dalam digital dari, yang sinyalnya diambil sampelnya secara berkala dan dikuantisasi pada level kuantum yang sama dengan kode digital. Kita tahu bahwa kode digital tidak lain adalah kode biner yang terdiri dari 1 dan 0 yaitu logic1 dan logic0. Jadi kami akan mengirimkan data digital dalam bentuk 1 dan 0. Ketika sinyal diterima oleh penerima, demodulator di penerima akan mendemodulasi sinyal biner kembali ke pulsa dengan tingkat kuantum yang sama seperti di modulator dan pulsa ini lagi digunakan untuk regenerasi sinyal analog yang diperlukan.

Keuntungan Modulasi Kode Pulsa:

• Modulasi kode pulsa akan memiliki penambahan derau rendah dan kehilangan data juga sangat rendah.

• Kami dapat mengulangi sinyal yang dikirimkan tepat pada penerima. Ini disebut pengulangan. Dan kita bisa mengirim ulang sinyal dengan kehilangan distorsi juga.

Kerugian Modulasi Kode Pulsa:

• Sirkuit khusus diperlukan untuk mentransmisikan dan juga untuk mengukur sampel pada tingkat terkuantisasi yang sama. Kita dapat melakukan pengkodean menggunakan modulasi kode pulsa tetapi kita harus memiliki sirkuit yang kompleks dan khusus.

• Penerima modulasi kode pulsa hemat biaya bila dibandingkan dengan penerima modulasi lainnya.

Aplikasi Modulasi Kode Pulsa (PCM):

• Modulasi kode pulsa digunakan dalam sistem telekomunikasi, sistem kontrol lalu lintas udara dll.

• Modulasi kode pulsa digunakan dalam mengompresi data yang karenanya digunakan dalam menyimpan data dalam disk optik seperti DVD, CD, dll. PCM bahkan digunakan dalam sistem manajemen basis data.

2. Pulse Amplitude Modulation (PAM):

Dalam modulasi amplitudo pulsa, amplitudo interval reguler pulsa periodik atau pulsa elektromagnetik bervariasi dalam proposisi terhadap sampel sinyal modulasi atau sinyal pesan. Ini adalah jenis modulasi analog. Dalam modulasi amplitudo pulsa, sinyal pesan disampel secara berkala atau berkala dan setiap sampel dibuat proporsional dengan besarnya sinyal pesan. Pulsa sampel ini dapat ditransmisikan secara langsung menggunakan media kabel atau kita dapat menggunakan sinyal pembawa untuk mentransmisikan melalui nirkabel. Ada dua jenis teknik pengambilan sampel untuk mengirimkan pesan menggunakan modulasi amplitudo pulsa, yaitu

• FLAT TOP PAM: Amplitudo setiap pulsa berbanding lurus dengan amplitudo sinyal modulasi sesaat pada saat terjadinya pulsa dan kemudian menjaga amplitudo pulsa selama sisa setengah siklus.

• Natural PAM: Amplitudo setiap pulsa berbanding lurus dengan amplitudo sinyal modulasi sesaat pada saat terjadinya pulsa dan kemudian mengikuti amplitudo sinyal modulasi selama sisa setengah siklus.

Ada dua jenis modulasi amplitudo pulsa berdasarkan polaritas sinyal

1. Modulasi amplitudo pulsa polaritas tunggal (output sinyal modulasi selalu positif)

2. Modulasi amplitudo pulsa polaritas ganda (output sinyal modulasi akan memiliki kedua ujung positif dan negatif)

Keuntungan dari Pulse Amplitude Modulation (PAM):

• Ini adalah basis untuk semua teknik modulasi digital dan ini adalah proses sederhana untuk teknik modulasi dan demodulasi.

• Tidak diperlukan sirkuit yang rumit untuk transmisi dan penerimaan. Sirkuit pemancar dan penerima sederhana dan mudah dibangun.

Kerugian Modulasi Amplitudo Pulsa (PAM):

• Bandwidth harus besar untuk mentransmisikan sinyal modulasi amplitudo pulsa. Karena kriteria Nyquist juga diperlukan bandwidth tinggi.

• Frekuensi bervariasi sesuai dengan sinyal modulasi atau sinyal pesan. Karena variasi dalam frekuensi sinyal ini, interferensi akan ada di sana. Jadi kebisingan akan sangat bagus. Untuk PAM, kekebalan noise kurang jika dibandingkan dengan teknik modulasi lainnya. Ini hampir sama dengan modulasi amplitudo.

Aplikasi Pulse Amplitude Modulation (PAM):

• Ini terutama digunakan dalam Ethernet yang merupakan jenis komunikasi jaringan komputer, kita tahu bahwa kita dapat menggunakan Ethernet untuk menghubungkan dua sistem dan mentransfer data antar sistem. Modulasi amplitudo pulsa digunakan untuk komunikasi Ethernet.

• Ini juga digunakan untuk biologi foto yang merupakan studi fotosintesis.

3. Pulse Position Modulation (PPM):

Dalam modulasi posisi pulsa, posisi setiap pulsa dalam sinyal dengan mengambil sinyal referensi bervariasi sesuai dengan nilai sampel pesan atau memodulasi sinyal secara instan. Dalam modulasi posisi pulsa, lebar dan amplitudo dijaga konstan. Ini adalah teknik yang menggunakan pulsa dengan nafas dan tinggi yang sama tetapi dipindahkan dalam waktu dari beberapa posisi dasar sesuai dengan amplitudo sinyal pada saat pengambilan sampel. Posisi pulsa adalah 1: 1 yang proposisional dengan lebar pulsa dan juga proporsional dengan amplitudo seketika dari sinyal modulasi sampel. Posisi modulasi posisi pulsa mudah jika dibandingkan dengan modulasi lainnya. Ini membutuhkan generator lebar pulsa dan multivibrator monostable.

Keuntungan dari Pulse Position Modulation (PPM):

• Modulasi posisi pulsa memiliki gangguan noise yang rendah jika dibandingkan dengan PAM karena amplitudo dan lebar pulsa dibuat konstan selama modulasi.

• Penghapusan dan pemisahan suara sangat mudah dalam modulasi posisi pulsa.

Kerugian Modulasi Posisi Pulsa (PPM):

• Sinkronisasi antara pemancar dan penerima diperlukan, yang tidak mungkin untuk setiap waktu dan kami membutuhkan saluran khusus untuk itu.

• Bandwidth besar diperlukan untuk transmisi yang sama dengan modulasi amplitudo pulsa.

Aplikasi Pulse Position Modulation (PPM):

• Digunakan dalam deteksi non-koheren di mana penerima tidak memerlukan loop kunci fase untuk melacak fase operator.

• Digunakan dalam komunikasi frekuensi radio (RF).

4. Pulse Duration Modulation (PDM) atau Pulse Width Modulation (PWM):

Ini adalah jenis modulasi analog. Dalam modulasi lebar pulsa atau modulasi durasi pulsa, lebar pembawa pulsa bervariasi sesuai dengan nilai sampel sinyal pesan atau sinyal modulasi atau tegangan modulasi. Dalam modulasi lebar pulsa, amplitudo dibuat konstan dan lebar pulsa dan posisi pulsa dibuat sebanding dengan amplitudo sinyal. Kami dapat memvariasikan lebar pulsa dengan tiga cara

1. Dengan menjaga tepi depan konstan dan memvariasikan lebar pulsa sehubungan dengan leading edge

2. Dengan menjaga agar tailing konstan.

3. Dengan menjaga pusat denyut nadi konstan.

Kami dapat menghasilkan lebar pulsa menggunakan sirkuit yang berbeda. Secara praktis, kami menggunakan Timer 555 yang merupakan cara terbaik untuk menghasilkan sinyal modulasi lebar pulsa. Dengan mengkonfigurasi timer 555 sebagai multivibrator yang monostable atau astable, kita dapat menghasilkan sinyal PWM. Kita dapat menggunakan mikrokontroler PIC, 8051, AVR, ARM, dll. Untuk menghasilkan sinyal PWM. Pembangkitan sinyal PWM memiliki sejumlah cara. Dalam demodulasi, kita membutuhkan detektor PWM dan sirkuit terkait untuk mendemodulasi sinyal PWM.

Keuntungan dari Pulse Width Modulation (PWM):

• Seperti modulasi posisi pulsa, gangguan noise kurang karena amplitudo dibuat konstan.

• Sinyal dapat dipisahkan dengan sangat mudah saat demodulasi dan kebisingan juga dapat dipisahkan dengan mudah.

Kekurangan Pulse Width Modulation (PWM):

• Daya akan bervariasi karena lebar pulsa berbeda-beda. Pemancar dapat menangani daya bahkan untuk lebar maksimum pulsa.

• Bandwidth harus besar untuk digunakan dalam komunikasi, harus besar bahkan jika dibandingkan dengan modulasi amplitudo pulsa.

Aplikasi Pulse Width Modulation (PWM):

• PWM digunakan dalam sistem telekomunikasi.

• PWM dapat digunakan untuk mengontrol jumlah daya yang dikirim ke suatu beban tanpa menimbulkan kerugian. Jadi, ini dapat digunakan dalam sistem pengiriman daya.

Sumber: https://www.electronicshub.org/modulation-and-different-types-of-modulation/