Apa Itu Modulasi dan macamnya yaitu Analog dan Digital
Pengertian Modulasi
Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal menjadi satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah. Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh. Sebagai contoh Sinyal informasi [suara, gambar, data], agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal tersebut harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa [carrier]. Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Yaitu untuk jenis penumpangan sinyal analog akan berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.
Tujuan Modulasi
- Transmisi menjadi efisien atau memudahkan pemancaran.
- Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah.
- Menekan derau atau interferensi.
- Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi radio.
- Untuk multiplexing, proses penggabungan beberapa sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama-sama melalui satu kanal transmisi.
Fungsi Modulasi
Sinyal informasi biasanya memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk tergangu oleh noise. Sedangakan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi. Hal ini dilakukan pada transmisi data tanpa kabel [dengan antena], dengan membesarnya data frekuensi yang dikirim maka dimensi antenna yang digunakan akan mengecil.
Gelombang pembawa berbentuk sinusoidal
c[t] = Ac cos[2π fct + Φc ]
Parameter parameter dari gelombang tersebut yang dapat dimodulasi adalah :
Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo
Frekuensi, fc atau ωc = 2π fc t untuk modulasi frekuensi
Phasa, Φc untuk modulasi fasa.
Amplitudo, Frekuensi, Phase
Amplitudo
Nilai maksimum dari besaran elektrik [mis voltage] dari gelombang
Frekuensi
Jumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik [cycles per second atau Hertz]
Phase
Gelombang A dengan phase 00
Gelombang B dengan selisih phase -900 [lebih lambat] terhadap A
Gelombang C dengan selisih phase +900 [lebih cepat] terhadap A
Jenis-jenis Modulasi
Jenis Modulasi dapat dikelompokkan berdasarkan Sinyal informasi akan dikirimnya yaitu sinyal Analog dan sinyal Digital. Berdasarkan jenis sinyal informasi tersebut, maka Modulasi dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu Modulasi Analog dan Modulasi Digital.
1. Modulasi Analog
Pada dasarnya, Sinyal Analog adalah sinyal data yang berbentuk gelombang kontinyu [terus-menerus]. Teknik Modulasi untuk sinyal informasi Analog dapat dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan parameter suatu gelombang sinus. Setiap jenis modulasi memiliki kelemahan dan kelebihannya. Berikut ini adalah tiga jenis Modulasi Analog yang sering digunakan dalam sistem komunikasi Radio Analog.1.1. Amplitude Modulation [AM]
Seperti namanya, Amplitude Modulation [AM] atau Modulasi Amplitudo adalah salah satu teknik Modulasi yang proses pemodulasian sinyal frekuensi rendah [sinyal informasi] pada frekuensi tinggi dengan mengubah Amplitudo gelombang frekuensi tinggi [frekuensi pembawa] tanpa mengubah frekuensinya. Jadi pada Modulasi Amplitudo ini, sinyal pembawanya berubah-ubah secara proporsional terhadap Amplitudo sinyal pemodulasi sedangkan frekuensi tetap selama proses modulasi. Atau 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.
1.2. Frequency Modulation [FM]
Frequency Modulation [FM] atau Modulasi Frekuensi adalah teknik pengiriman informasi yang berbentuk frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa yang berfrekuensi tinggi. Jadi pada Modulasi Frekuensi ini, sinyal informasi akan mengubah frekuensi gelombang pembawanya sedangkan Amplitudonya tetap selama proses modulasi. Atau 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.
1.3.Phase Modulation [PM]
Yang dimaksud dengan Fasa atau Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu. Phase Modulation [PM] atau Modulasi Fasa merupakan suatu teknik modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fasa [phase] dari sinyal pembawanya. Pada Modulasi Fasa ini, sinyal informasi mengubah fasa gelombang pembawanya sedangkan Amplitudo gelombang pembawanya tetap [tidak berubah]. Teknik modulasi Fasa ini jarang digunakan karena memerlukan perangkat penerima yang lebih kompleks. Atau Basic konsep PAM adalah merubah amplitudo signal carrier yang berupa deretan pulsa [diskrit] yang perubahannya mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan ketempat tujuan. Sehingga signal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja [sampling signal].
Berikut dibawah ini adalah bentuk gelombang Modulasi Amplitudo [AM], Modulasi Frekuensi [FM] dan Modulasi Fasa [PM].
2. Modulasi Digital
Sinyal Digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa dan hanya memiliki dua kondisi yaitu 0 [ON] dan 1 [OFF]. Sinyal Digital ini memiliki beberapa kelebihan yaitu tidak mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya mudah, cepat dan akurat. Sama seperti sinyal analog, untuk mengirimkan sinyal digital ini dari suatu perangkat elektronik ke perangkat elektronik lainnya dengan menggunakan teknologi nirkabel atau Wireless [Radio Frekuensi] juga diperlukan proses pemodulasian yang dinamakan dengan Modulasi Digital. Yang dimaksud dengan Modulasi Digital adalah proses penumpangan sinyal digital ke dalam sinyal pembawanya [Carrier Signal]. Modulasi Digital pada dasarnya adalah proses pemodifikasian sifat dan karakteristik gelombang pembawa sehingga bentuk hasil gelombang pembawanya memiliki ciri-ciri bit [0 atau 1].Modulasi Digital terdiri dari tiga jenis dasar yaitu Amplitudo Shift Keying [ASK], Freqency Shift Keying [FSK] dan Phase Shift Keying [PSK]. Namun seiring dengan perkembangan teknologi saat ini, muncul teknik-teknik modulasi digital yang merupakan kombinasi dari ketiga jenis dasar modulasi tersebut seperti APK [Amplitude Phase Keying], QAM [Quadrature Amplitude Modulation] dan lain sebagainya.
2.1. Amplitude Shift Keying [ASK]
Amplitudo Shift Keying [ASK] adalah salah satu bentuk modulasi yang gelombang pembawanya dimodulasi berdasarkan Amplitudo sinyal informasi digitalnya. Dalam sistem modulasi ASK, simbol biner 1 direpresentasikan dengan suatu ketinggian Amplitudo tertentu pada gelombang pembawanya. Jika sinyalnya berupa 1, maka sinyal pembawa tersebut akan dikirimkan. Jika tidak, maka sinyal 0 yang akan dikirimkan. Dengan kata lain, munculnya frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidaknya sinyal digital. Atau Amplitude Shift Keying Amplitude Shift Keying [ASK] atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metode modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.
2.2. Frequency Shift Keying [FSK]
Frequency Shift Keying [FSK] adalah bentuk modulasi digital yang gelombang pembawanya dimodulasi berdasarkan pergeseran Frekuensi. Dalam sistem modulasi FSK [Frequency Shift Keying ], maka simbol 1 dan 0 ditransmisikan Secara berbeda antara satu sama lain dalam satu atau dua buah sinyal sinusoidal yang berbeda besar frekuensinya. Atau Frequncy Shift Keying Frequency Shift Keying [FSK] atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metode ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fase terputus-putus.
2.3. Phase Shift Keying [PSK]
Phase Shift Keying [PSK] merupakan bentuk modulasi yang proses pemodulasian menggunakan cara penggeseran Fasa[Phase]. Pada sistem modulasi Phase Shift Keying [PSK], sinyal gelombang pembawa sinusoidal dengan amplitudo dan frekuensi yang dapat digunakan untuk menyatakan sinyal biner 1 dan 0, tetapi untuk sinyal 0 fasa gelombang pembawa tersebut digeser 180°. Atau Phase Shift Keying Phase Shift Keying [PSK] atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fase. Metode ini merupakan suatu bentuk modulasi fase yang memungkinkan fungsi pemodulasi fase gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fase dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital. Sudut fase harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima.Berikut dibawah ini adalah bentuk gelombang Amplitude Shift Keying [ASK], Frequency Shift Keying [FSK] dan Phase Shift Keying [PSK].
Pada literature lain, teknik modulasi digital ASK, FSK, dan PSK dijelaskan dalam bentuk binary.
Tabel 2. Tabel BASK, BFSK, dan BPSK
BASK
BFSK
BPSK
perepresentasian
Sinyal di representasikan dalam dua kondisi perubahan amlitudo gelombang pembawa
Sinyal di representasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa
Sinyal di representasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa
Perepresentasian sinyal 1
direpresentasikan dengan status "ON" [ada gelombang pembawa]
direpresentasikan dengan frekuensi tinggi
Phase gelombang pembawa tidak bergeser [pergeseran phase 0 derajat]
Perepresentasian sinyal 0
direpresentasikan dengan status "OFF" [tidak ada gelombang pembawa]
direpresentasikan dengan frekuensi rendah
Phase gelombang pembawa bergeser 180 derajat [berlawanan]
Gambar 3. Bentuk sinyal ASK, FSK, dan PSK secara binary
B. Varian dari teknik dasar di atas:
· 4 Pulse Amplitude Modulation [4-PAM]
· Quadrature Phase Shift Keying [QPSK]
· Quadrature Amplitude Modulation [QAM]