PCM Demodulator

Praktikum PCM Demodulator

Nama : Fida Annisa Imron HafsahNIM : 1341160072Kelas : JTD 2B

Kelompok 4:Anky Ismas S. P. (JTD 2B / 05 / 1341160066)Fida Annisa I. H. (JTD 2B / 13 / 1341160072)Kaleka Panji G. (JTD 2B / 16 / 1341160008)Risqi Nurfadillah (JTD 2B / 23 / 1341160075)

Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital

Teknik Elektro

Politeknik Negeri Malang2015

Praktikum PCM Demodulator

1.1. Tujuan Praktikum1. Untuk mengetahui teori pengoperasian dari demodulasi PCM.2. Untuk mengetahui teori dari rangkaian demodulasi PCM.3. Untuk merangkai dan mengimplementasikan demodulator PCM.4. Untuk mengetahui metode pengukuran dan penyetelan rangkaian PCM

demodulasi.

1.2. Alat-alat yang Diperlukan1. GOTT-DCT05-PCM Modulator.2. GOTT-DCT06-PCM Demodulator.3. Generator Fungsi.4. Osiloskop.5. Power Supply.6. Konektor BNC to BNC.7. Konektor BNC to Alligator.8. Konektor Banana to Banana.9. Konektor Banana to Banana mini.10. T Konektor

Gambar Modul PCM Modulator dan DemodulatorModel No. : GOTT-DCT-6000Serial No. : 110461014555308

1.3. Teori DasarTeori Pengoperasian PCM Demodulator

Pada awalnya, sistem komunikasi sering menggunakan sinyal analog untuk mentransmisikan sinyal. Tetapi, mengikuti perkembangan komputer dan jaringan komputer digital, data dan informasi ditransmisikan dengan menggunakan teknik modulasi pulsa. Modulasi pulsa dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal audio analog atau data dengan kecepatan tertentu untuk mensampling sinyal analog dan kecpatan ini merupakan kecepatan transmisi. Pada sisi penerima, sinyal yang diterima akan di-demodulasi dengan menggunakan PCM demodulator untuk mendapatkan kembali gelombang sinyal analog yang semula. Umumnya, modulasi pulsa dapat diklasifikasikan menjadi Pulse Amplitude Modulation (PAM), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse Position Modulation (PPM), dan Pulse Code Modulation (PCM). Modulasi PAM, PWM, dan PPM termasuk dalam modulasi analog dan modulasi PCM termasuk dalam modulasi digital. Harus diperhatikan bahwa modulasi PCM merupakan sinyal digital yang sesungguhnya yang dapat diproses dan disimpan oleh komputer. Tetapi, modulasi PAM, PWM, dan PPM hampir sama dengan masing-masing modulasi AM, FM, dan PM.

Untuk beberapa modulasi pulsa, sebellum dimodulasi, tipe sinyal semula (asli) harus disampling dan kecepatan sampling dari sinyal sampling tidak boleh terlalu rendah, atau sinyal yang dihasilkan akan menyebabkan distorsi.

Kecepatan sampling berdasar pada teorema sampling dimana didefinisikan sebagai: untuk beberapa sistem modulasi pulsa, jika kecepatan sampling lebih dari yang diperlukan atau melebihi frekuensi maksimum sinyal, maka akan meminimalisasi terjadinya distorsi pada sinyal yang akan diterima oleh sisi penerima. Sebagai contoh, range frekuensi sinyal audio adalah 40 Hz – 4 kHz, maka frekuensi sinyal sampling dari modulasi pulsa harus minimal 8 kHz, oleh karena itu, error sampling dapat dikurangi.

Gambar 6-1 menunjukkan diagram blok dari demodulasi PCM. Selama proses transmisi, sinyal PCM sulit menghindari interferensi noise. Oleh karena itu, sebelum sinyal PCM memasuki demodulator, kita harus menggunakan komparator untuk menperoleh level sinyal yang asli. Sinyal PCM adalah rentetan sinyal pulsa, jadi, sebelum di-demodulasi, rentetan sinyal pulsa akan dikonversi menjadi sinyal digital paralel menggunakan konverter serial to paralel. Kemudian, sinyal akan melewati dekoder n-bits (umumnya adalah D/A converter) untuk untuk memperoleh nilai kuantisasi asli. Akan tetapi, nilai kuantisasi tidak hanya terdiri dari sinyal audio asli, namun juga terdiri dari hasrmonisa frekuensi tinggi, oleh karena itu, kita menggunakan Low-Pass Filter untuk menghilangkan sinyal yang tidak diperlukan pada tingkat akhir.

Gambar 6-1 Diagram blok demodulasi PCM

Implementasi dari PCM DemodulatorImplementasi dari PCM demodulator hampir sama dengan bab 5 dimana IC

CW6694 dari Conies. Kita hanya membutuhkan beberapa komponen untuk memperoleh PCM demodulator. Gambar 6-2 adalah diagram rangkaian dari PCM demodulator. Kita akan menghubungkan buffer (μA741) ke terminal data demodulasi PCM pada pin 27 dari IC. Tujuan dari buffer digunakan untuk matching impedansi. Master clock (MC1k) adala frekuensi operasi dari sistem, merupakan frekuensi gelombang kotak 2048 kHz. Sample clock (SC1k) adalah frekuensi sampling, dimana men-supply frekuensi operasi yang diperlukan ke sampler internal. Frekuensi samplingadalah 8 kHz, sebagai contoh, sinyal input PCM akan dikodekan kembali pada setiap 0,125 ms, maka nilai kuantisasi dekoder akan menuju ke LPF dan akhirnya sinyal audio dapat dihasilkan dari pin RO. Frekuensi sampling dihasilkan dengan menggunakan counter untuk membagi 2048 sinyal gelombang kotak dengan 256. Rangkaian ekivalen dari pin PI, PON, dan RO dari rangkaian demodulasi PCM ditunjukkan pada Gambar 6-3. U1 adalah buffer, dimana digunakan untuk match impedansi dari LPF dan terminal output dari OPA. U2 adalah penguat inverting dan penguatan (gain) dapat dinyatakan dengan

AV =−R1

R2

(6-1)Dari Gambar 6-2, kapasitor C3, resistor R3, R4, R5, dan µA741 terdiri atas orde pertama LPF, dimana digunakan untuk menghilangkan frekuensi tinggi dari sinyal audio dan memberikan penguatan sinyal. Ini dikarenakan amplitudo dari sinyal audio ter-demodulasi mungkin tidak cukup, oleh karena itu, LPF juga memberikan fungsi penguatan terminal output. Poin frekuensi 3 dB dari U2 merupakan fungsi penguatan terminal output. Poin frekuensi 3 dB dari U2 adalah

f o=1

2π R4C3

(6-2)Dan penguatan dapat dinyatakan dengan

AV =−R5

R3

(6-2)

Gambar 6-2 Diagram rangkaian PCM demodulator

Gambar 6-3 Rangkaian ekivalen dari terminal output PCM demodulator

Dari Gambar 6-2, FS0 dan FS1 adalah pilian format data PCM encoder seperti ditunjukkan pada Tabel 6-1.pilihan format data PCM encoder dapat mengkodekan sampel ke 8-bit format p-Law, 8-bit format A-Law, atau 16-bit format data digital. Sebagai hasilnya FS1 pada rangkaian encode di-ground-kan. Oleh karena itu, FS1 pada rangkaian decoder juga harus di-ground-kan. Dari Tabel 6-1, saat FS0 berada pada level yang “tinggi”, format data output encode PCM adalah 8-bit. Pilihan FS0 dan FS1 untuk

modulasi dan demodulasi harus sama. Dengan kata lain, sinyal audio ter-demodulasi akan berbeda dari sinyal audio yang asli. Pin RST adalan pin reset dalam IC ini.

Tabel 6-1 Format data output PCM.

FS0 FS1 Format Data

0 0 8 bits μ-Law

0 1 8 bits A-Law

1 0 16 bits Liner

1 1 8 bits CVSD

1.4. Langkah KerjaPercobaan 1: PCM Demodulator1. Mengacu pada diagram rangkaian pada Gambar 5-3 atau modul GOTT-DCT05-

PCM Modulator. Membiarkan J1 rangkaian short dan dari terminal sinyal input (Audio I/P), amplitudo input 250 mV dan frekuensi 500 Hz gelombang sinus untuk menghasilkan sinyal modulasi PCM.

Gambar 5-3 Diagram rangkaian PCM Modulator

2. Mengacu pada diagram rangkaian pada Gambar 6-2 arau modul GOTT-DCT06-PCM Demodulator.

Gambar 6-2 Diagram rangkaian PCM demodulator

3. Membiarkan J1 dari rangkaian demodulator DCT6-1 menjadi rangkaian short dan menghubungkan terminal output (PCM O/P) dari sinyal termodulasi PCM DCT5-1 ke terminal input (PCM I/P) dari sinyal PCM ter-demodulasi DCT6-1. Dengan menggunakan osiloskop, mengamati terminal output dari buffer (T1), generator gelombang kotak 2048 kHz (T2), generator gelombang kotak 8 kHz (T3), terminal output sinyal ter-demodulasi PCM (T4), dan terminal sinyal output (Audio O/P), kemudian mencatat hasil pengukuran pada Tabel 6-2.

4. Mengikuti siyal input pada Tabel 6-2, mengulangi langkah 3, kemudian mencatat hasil pengukuran pada Tabel 6-2.

5. Membiarkan J2 dari DCT5-1 dan DCT6-1 menjadi rangkaian short. Dari terminal sinyal input (Audio I/P) dari DCT5-1, input 250 mV dan frekuensi 500 Hz gelombang sinus. Kemudian menghubungkan terminal output (PCM O/P) dari sinyal PCM ter-modulasi DCT5-1 ke terminal input (PCM I/P) dari sinyal ter-demodulasi DCT6-1. Dengan menggunakan osiloskop, mengamati bentuk gelombang sinyal dari T1, T2, T3, T4 dan Audio O/P. terakir mencatat hasil pengukuran pada Tabel 6-3.

6. Mengikuti sinyal input pada Tabel 6-3, mengulangi langka 5 dan mencatat hasil pengukuran pada Tabel 6-3.

1.5. Hasil Pengamatan

Tabel 6-2 Hasil pengukuran PCM demodulator saat rangkaian J1 short.Sinyal Input Bentuk Gelombang Sinyal Output Keterangan

500 Hz250 mV

TP1

Volt/Div = 2,00 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 2,611 kHzVp-p = 3,60 VPenjelasan =

TP2

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 28,96 kHzVp-p = 36,0 VPenjelasan =

TP3 Volt/Div = 20,0 VTime/Div = 50,0 μsFrekuensi = 7,813 kHzVp-p = 33,6 VPenjelasan =

TP4

Volt/Div = 1,00 VTime/Div = 250 nsFrekuensi = 2,03 MHzVp-p = 2,64 VPenjelasan =

TP5

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 5,00 msFrekuensi = 1,087 kHzVp-p = 800 mVPenjelasan =

AudioO/P

Volt/Div = 1,00 VTime/Div = 500 μsFrekuensi = 500,8 HzVp-p = 3,36 VPenjelasan =

Tabel 6-2 Hasil pengukuran PCM demodulator saat rangkaian J1 short. (Lanjutan)Sinyal Input Bentuk Gelombang Sinyal Output Keterangan

1 kHz250 mV

TP1

Volt/Div = 2,00 VTime/Div = 2,50 msFrekuensi = 7,548 kHzVp-p = 5,52 VPenjelasan =

TP2

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 2,50 msFrekuensi = 359,1 HzVp-p = 36,4 VPenjelasan =

TP3

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 50,0 μsFrekuensi = 7,813 kHzVp-p = 42,0 VPenjelasan =

TP4 Volt/Div = 1,00 VTime/Div = 250 nsFrekuensi = 1,946 MHzVp-p = 2,60 VPenjelasan =

TP5

Volt/Div = 20,0 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 19,23 kHzVp-p = 1,60 VPenjelasan =

AudioO/P

Volt/Div = 200 mVTime/Div = 500 μsFrekuensi = 106,7 kHzVp-p = 616 mVPenjelasan =

Tabel 6-3 Hasil pengukuran PCM demodulator saat rangkaian J2 short.Sinyal Input Bentuk Gelombang Sinyal Output Keterangan

500 Hz250 mV

TP1

Volt/Div = 1,00 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 1,116 kHzVp-p = 4,96 VPenjelasan =

TP2

Volt/Div = 20,0 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 50,71 kHzVp-p = 39,2 VPenjelasan =

TP3

Volt/Div = 20,0 VTime/Div = 50,0 μsFrekuensi = 7,810 kHzVp-p = 49,6 VPenjelasan =

TP4 Volt/Div = 2,00 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 10,78 kHzVp-p = 3,12 VPenjelasan =

TP5

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 14,71 kHzVp-p = 800 mVPenjelasan =

AudioO/P

Volt/Div = 200 mVTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 69,82 kHzVp-p = 584 mVPenjelasan =

Tabel 6-3 Hasil pengukuran PCM demodulator saat rangkaian J2 short.Sinyal Input Bentuk Gelombang Sinyal Output Keterangan

1 kHz250 mV

TP1

Volt/Div = 2,00 VTime/Div = 2,50 msFrekuensi = 7,548 kHzVp-p = 5,52 VPenjelasan =

TP2

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 1,00 msFrekuensi = 50,38 HzVp-p = 37,6 VPenjelasan =

TP3

Volt/Div = 10,0 VTime/Div = 100 μsFrekuensi = 7,813 kHzVp-p = 33,3 VPenjelasan =

TP4 Volt/Div = 1,00 VTime/Div = 500 nsFrekuensi = 1,381 MHzVp-p = 2,68 VPenjelasan =

TP5

Volt/Div = 5,00 VTime/Div = 500 nsFrekuensi = 125,0 MHzVp-p = 1,00 VPenjelasan =

AudioO/P

Volt/Div = 200 mVTime/Div = 250 nsFrekuensi = 121,6 MHzVp-p = 472 mVPenjelasan =

1.6. Analisa Data

1.7. Diskusi Permasalahan

1. Dari Gambar 6-2, apaka penggunaan U1?2. Apakah fungsi dari FS0 dan FS1?3. Dari Gambar 6-2, apakah penggunaan U2?4. Jelaskan bagaimana sinyal PCM memperoleh sinyal audio?

Jawaban Pertanyaan

1.8. Kesimpulan

1.9. Referensi