LAPORAN PRAKTIKUM

LABORATORIUM SISTEM TELEKOMUNIKASISEMESTER III TH 2012/2013

JUDU L

( FSK)

FREQUENCY SHIFT KEYING

GRUP 1

TELKOM 3D

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

Pembuat Laporan : Kelompok 1

Nama Praktikan : 1. Achmad Rizky

2. Agam Gilang Abdul Hakim

3. Ahmad Ilhamsyah

4. Ahmad Syaukani

Nilai : …………

Keterangan : …………………………………………………….

FREQUENCY SHIFT KEYING

( FSK )

I. TUJUAN

1. Mengiterprestasikan istilah FSK.

2. Membangun rangkaian untuk modulasi dan demodulasi FSK.

3. Dapat membangun sistem transmisi FSK, mengamati proses modulasi dan

demodulasi, menelusuri pemrosesan sinyal pada masing-masing tingkat dan

menerangkan proses sinyal tersebut.

II. DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 2.1. Gambar Rangkaian

III. ALAT DAN KOMPONEN

1. ASK, FSK PSK Modulator SO 3537-9F

2. FSK Modulator SO 3537-9K

3. Function Generator SO 5127-2R

4. Frequency Analyzer SO 3537-60

5. Multimeter Analog MATRIX MX 430

IV. DASAR TEORI

Pada FSK, frequency carrier digeser pada dua frekuensi yaitu f1 dan f2. F1

diperuntukkan untuk membawa biner “0” dan f2 untuk membawa biner “1”. Spektrum

frekuensi pada hard keying akan menghasilkan garis spektrum yang maksimum dan

tidak mengandung frekuensi tengah.

Pada soft keying, spektrum frekuensi mengandung sebuah frekuensi tengah yaitu :

fm= f 1+ f 22

. Amplitudo f1 dan f2 berkurang dan frekuensi-frekuensi di antara f1 dan f2

bertambah. Yang menguntungkan dari soft keying adalah bahwa bandwidth lebih kecil.

V. DATA PERCOBAAN

5.1. FSK Hard Keying

Sinyal Input dan Output Hard Keying

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 volt

INPUT

OUTPUT

Spektrum FSK Hard Keying

F (KHz) B (Hz) U 2 (V )= U 2 'G1. G 2

69.8 200/20 1.989.8 200/20 3.4

Fc = 109.6 200/20 3.3129.6 200/20 3.3149.6 200/20 1.9

5.2. FSK Soft Keying

Sinyal Input dan Output Soft Keying

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 volt

INPUT

OUTPUT

Spektrum FSK Soft Keying

F (KHz) B (Hz) U 2 (V )= U 2 'G1. G 2

68.8 200/20 1.588.8 200/20 3.3

Fc = 108.8 200/20 3.3128.8 200/20 3.2148.8 200/20 1.5

5.3. Demodulasi Hard Keying

a. Pada Titik F dan H

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 5 voltTitik F

Time/Div : 2 µs

Volt/Div : 5 voltTitik H

b. Pada Titik F dan I

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 5 voltTitik F

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik I

c. Pada Titik I dan K

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik I

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik K

5.4. Demodulasi Soft Keying

a. Pada Titik F dan H

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 5 voltTitik F

Time/Div : 2 µs

Volt/Div : 5 voltTitik H

b. Pada Titik F dan I

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik F

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik I

c. Pada Titik I dan K

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik I

Time/Div : 10 µs

Volt/Div : 2 voltTitik K

VI. ANALISA

Pada percobaan ini digunakan gelombang TTL (gelombang kotak/digital) dari

function generator dengan frekuensi 20 KHz. Gelombang ini digunakan sebagai sinyal

keying, yaitu sinyal input/ informasi. Sedangkan untuk gelombang carrier, digunakan

gelombang dari local generator dengan frekuensi carrier sekitar 109 KHz. Secara teori,

sinyal keying akan berfungsi sebagai clock yang mengatur pergantian frekuensi pada

gelombang carrier. Gelombang carrier akan mengeluarkan frekuensi yang berubah-

ubah, yaitu f1 dan f2 secara bergantian. Frekuensi pertama (f1) mewakili bit 1 pada

sinyal keying sedangkan frekuensi kedua (f2) mewakili bit 0 pada sinyal keying. Hal ini

terlihat pada gelombang hasil modulasi. Pada gelombang output terlihat adanya

frekuensi rapat dan renggang yang keluar bergantian. Frekuensi rapat, atau dengan kata

lain frekuensi yang lebih tinggi, menunjukkan bit 1 sedangkan frekuensi renggang

(frekuensi yang lebih rendah) menunjukkan bit 0.

Pada percobaan dengan Hard Keying, sinyal input yang digunakan berupa

gelombang kotak (digital). Sinyal ini memiliki transisi yang cepat dari bit 1 ke bit 0 atau

sebaliknya. Hal ini mempengaruhi perubahan frekuensi gelombang output. Pada

gelombang output terjadi perubahan/pergantian yang cepat antara f1 dan f2. Pada

percobaan dengan Soft Keying, sinyal input dimasukkan ke filter lowpass. Hasilnya,

sinyal ini memiliki transisi yang lambat dari bit 0 ke bit 1 atau sebaliknya. Sinyal input

tersebut tidak lagi memiliki bentuk gelombang kotak, akan tetapi berbentuk seperti sirip

hiu. Hal ini mempengaruhi perubahan/pergantian frekuensi pada gelombang output.

Pada gelombang output, frekuensi f1 dan f2 bergantian perlahan, sehingga terdapat

frekuensi tengah, yaitu frekuensi antara rapat dan renggang.

Pada gelombang output, baik Hard Keying maupun Soft Keying, dilakukan

pengukuran dengan spectrum analyzer untuk mengetahui spectrum frekuensinya. Pada

hasil pengukuran ditemukan adanya level tegangan pada frekuensi carrier dan frekuensi

side band.

Gelombang output kemudian dimasukkan ke rangkaian demodulator. Pada

rangkaian ini gelombang hasil modulasi dimasukkan ke mixer untuk diproses dengan

gelombang dari VCO. Gelombang dari VCO ini merupakan gelombang output mixer

yang dimasukkan ke low pass filter kemudian digunakan kembali. Gelombang output

mixer berbentuk gelombang kotak, sedangkan gelombang yang keluar dari low pass

filter berbentuk seperti sirip hiu. Gelombang dari low pass filter ini kemudian diproses

kembali agar menjadi gelombang TTL (gelombang kotak/digital) , yaitu gelombang

input/informasi seperti semula.

VII. KESIMPULAN

Sinyal Keying (Sinyal Informasi) berfungsi sebagai clock yang mengatur pergantian

frekuensi f1 dan f2 pada sinyal carrier, sehingga frekuensi f1 mewakili bit 1

sedangkan f2 mewakili bit 0.

Pada Hard Keying, sinyal informasi memiliki transisi yang cepat dari bit 1 ke 0 atau

sebaliknya, sehingga pada gelombang output terjaadi pergantian frekuensi f1 dan f2

dengan cepat.

Pada Soft Keying, sinyal informasi memiliki transisi yang lambat dari bit 1 ke 0 atau

sebaliknya, sehingga pada gelombang output terjaadi pergantian frekuensi f1 dan f2

yang lambat dan terdapat frekuensi tengah, yaitu frekeunsi antara f1 dan f2.

VIII. REFERENSI

Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke

dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah

karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk

hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang

dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui

urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi).

Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat

dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media

transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio).

Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK,

dan PSK

Frequency Shift Keying

Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran

frekuensi. Metoda 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 fasa terputus-putus.

Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-

ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini

gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0.

Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar

transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT.

FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah

ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk

menunjukkan bahwa pemancar telah siap.

Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-

masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang

pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja.

Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara

konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam

variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More

atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan

kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah,

kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil.

Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit

Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data

dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).

Pada modulasi FSK (diterjemahkan sebagai penguncian penggeseran

frekuensi), sinyal pemodulasi yang berupa sinyal digital digunakan untuk memodulasi

frekuensi sinyal pembawa sinusoidal. Jika sinyal informasi mempunyai logika “0”

maka sistem akan mentransmisikan suatu frekuensi tertentu misalnya f1, sedangkan

jika sinyal informasi mempunyai logika “1” maka sistem akan mentransmisikan suatu

frekuensi yang lain, misalnya f2. Dengan demikian, sinyal FSK yang ditransmisikan

adalah sinyal sinusoidal dengan amplitudo konstan, tetapi dengan frekuensi berbeda

sesuai dengan arus data (sinyal pemodulasi). Berikut ilustrasi jenis modulasi FSK,

dengan mentransmisikan frekuensi tinggi untuk arus data logika “1” dan frekuensi

rendah untuk arus data logika “0”.

Bit “1” → frekuensi tinggi (f2)

Bit “0” → frekuensi rendah (f1)

FSK seperti yang telah dibahas di atas biasa disebur Bynary FSK. Dalam

perkembangannya, FSK berkembang menjadi M-ary FSK. Dalam M-ary FSK, ada

sejumlah M sandi, setiap sandi tersusun atas n bit ( M = 2n ) dan dinyatakan dengan

sebuah frekuensi tertentu, sehingga ada sejumlah M frekuensi yang berbeda yang

digunakan.

Misal:

n = 2 maka jumlah sandi = M = 22 = 4

Maka:

arus data “00” dinyatakan dengan frekuensi a

arus data “01” dinyatakan dengan frekuensi b

arus data “10” dinyatakan dengan frekuensi c

arus data “11” dinyatakan dengan frekuensi d

Frequency Shift Keying adalah suatu proses modulasi sinyal analog menjadi

sinyal digital. Modulasi sinyal dibagi menjadi dua macam yaitu :

Modulasi sinyal digital

Modulasi sinyal analog

Menurut fungsinya perangkat FSK dibagi menjadi dua jenis yaitu :

FSK modulator (mengubah sinyal digital menjadi sinyal sinus)

FSK demodulator (mengubah sinyal sinus menjadi sinyal digital)

Rangkaian modulator FSK

Data digital yang dikirimkan secara serial oleh mikrokontroler sebelum

diteruskan ke pemancar harus dimodulasikan atau diubah parameternya dari

parameter tegangan menjadi frekuensi. Modulator FSK akan mengubah data yang

dikirimkan mikrokontroler menjadi sinyal sinusiodal dengan frekuensi yang

bergantung pada data dari mikrokontroler. Nilai frekuensi yang dihasilkan bergantung

pada nilai R1, R2 dan nilai C yang merupakan komponen eksternal yang harus

ditambahkan pada IC XR-2206. Nilai frekuensi yang dihasilkan akan sesuai dengan

persamaan f1 = 1/(R1.C) dan f2 = 1/(R2.C),  f1 merupakan frekuensi yang dihasilkan

pada saat input berupa data logika high, sedangkan f2 merupakan frekuensi yang

dihasilkan pada saat input berupa data logika low (Exar, 1997).

Rangkaian modulator FSK dapat dilihat pada gambar 1. Pulsa logika high pada

penelitian ini akan setara dengan f1 yaitu sebesar 1100 Hz, oleh karena itu nilai R1

adalah sebesar 27,5 kW dan C sebesar 33nF. Sedangkan data logika low akan setara

dengan f2 sebesar 2200 Hz, sehingga nilai R2 adalah 13,7 kW.

Gambar 1  Rangkaian modulator FSK

Hasil modulasi FSK

Perbandingan hasil modulasi ASK, FSK, dan PSK

Rangkaian demodulator FSK

Frekuquency Shift Keying demodulator merupakan modul perubah bentuk

sinyal sinus menjadi sinyal kotak dengan perbedaan frekuensi antara masukan

frekuensi 1200 Hz dan frekuensi 2200 Hz. FSK demodulator diaplikasikan untuk

pengiriman data serial atau pulsa kotak melalui pemancar radio atau melalui jalur

telepon.

Spesifikasi dari rangkaian FSK demodulator ini, yaitu :

Level TTL input

1200 Hz untuk logika “1”

2200 Hz untuk logika “0”

Kecepatan maksimal pengiriman  data 1200 Bps

Catu Daya Eksternal 12 VDC

Rangkaian demodulator FSK menerima sinyal yang berasal dari receiver.

Seperti pada waktu dipancarkan, sinyal ini berupa sinyal sinusiodal yang berubah-

ubah frekuensinya sesuai dengan data yang dikirimkan. Demodulator akan mengubah

kembali sinyal sinusoidal tersebut menjadi sinyal digital (biner) yang dapat diterima

mikrokontroler melalui pin RxD.

Pengubahan oleh demodulator dilakukan dengan membandingkan dengan

frekuensi tengah (f0). Frekuensi yang lebih besar dari frekuensi tengah akan

menghasilkan output logika high, sedangkan frekuensi input yang kurang dari

frekuensi tengah akan menghasilkan output logika low. Rangkaian demodulator FSK

dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2  Rangkaian demodulator FSK

Frekuensi tengah ditentukan dengan mengatur besarnya hambatan pada R0 dan

besarnya C0 (kondensator yang terhubung pada pin 13 dan 14 IC XR 2211). Nilai

frekuensi tengah ditentukan berdasarkan nilai kedua frekuensi yang dihasilkan oleh

modulator FSK. Penentuan nilai frekuensi tengah dihitung dengan persamaan:

fo=√ f 1. f 2

Pemilihan nilai R0 dan C0 dilakukan berdasarkan persamaan  f0 =1/(R0.C0). Nilai

f1 dan  f2 berturut-turut adalah 1100 Hz dan 2200 Hz sehingga didapatkan nilai f0

adalah sebesar 1556 Hz. Berdasarkan nilai f0 ini, ditentukan nilai C sebesar 33 nF dan

R0 sebesar 19,4 kW. Namun demikian, R0 yang digunakan dalam rangkaian adalah

variabel resistor sehingga dapat diubah-ubah nilainya untuk pengesetan (Exar, 1997).

Hasil Demodulasi FSK

IX. Daftar Pustaka

http://backt.blogspot.com/2008/05/modulasi-digital.html

http://meandmyheart.files.wordpress.com/2009/09/kuliah-6-modulasi-digital.pdf

http://nubielab.com/elektronika/komunikasi/rangkaian-modulator-dan-demodulator-fsk

http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Frequency+Modulation

http://free-books-online.org/computers/data-communication-computers/frequency-shift-

keying-fsk/images/CS601_img_115.jpg

http://gmrt.ncra.tifr.res.in/gmrt_hpage/Images/Systems/fsk.jpg

XI. Laporan Sementara