modul pembelajaran modulasi dan demodulasi digital

16
MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL oleh Sekar Imayu NIM: 612014050 Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga November 2019

Upload: others

Post on 18-Dec-2021

23 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

oleh

Sekar Imayu

NIM: 612014050

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

November 2019

Page 2: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

Scanned by CamScanner

Page 3: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

Scanned by CamScanner

Page 4: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

ii

Page 5: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

iii

Page 6: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

iv

ABSTRACT

Overall, demodulation modulation is divided into two parts, namely analog

demodulation modulation and digital demodulation modulation. The various

demodulation modulation techniques will be more easily understood if students can see

the modulation and demodulation process using props that can describe each process.

Digital modulation and demodulation learning modules using MATLAB software

as lecture props are the options to help students understand the various types of digital

demodulation modulation techniques. In this learning module there are 5 types of digital

demodulation modulation, namely M-ary Phase-Shift Keying (M-ary PSK) with 8-PSK,

16-PSK, 32-PSK, dan 64-PSK and Quadrature Amplitude Modulation (QAM) with 8-

QAM, 16-QAM, 32-QAM, dan 64-QAM.

The results obtained from respondents are the answers approved by the QAM

modulation technique by 100%. While the percentage of answers agreed on the M-ary

PSK modulation technique was 87.5%. The average value of the answers of the

respondents' approval of this module can be used properly as a learning tool by 91.7%.

Keywords: Digital Modulation, Digital Demodulation, Learning Module

Page 7: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

v

KATA PENGANTAR

Atas berkat dan karunia Tuhan Yang Maha Esa, penulis dapat menyusun dan

menyelesaikan skripsi dengan judul “Modul Pembelajaran Modulasi Dan Demodulasi

Digital”. Skripsi ini merupakan syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik

Elektronika Universitas Kristen Satya Wacana.

Penulis menyadari bahwa tanpa adanya bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak,

maka penyusunan skripsi ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu

dalam kesempatan kali ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Ibu Eva Yovita Dwi Utami, M.T selaku dosen pembimbing I yang telah membantu

kesulitan memahami teori serta membantu penyusunan serta penyelesaian skripsi.

2. Bapak Andreas Ardian Febrianto, M.T selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan revisi yang teliti dalam penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat

selesai.

3. Keluarga penulis (Mama, Papa, Dwira Kurnia Larasati, Anggi) yang selalu

memberikan semangat dan dukungan moril maupun materiil.

4. Keluarga besar penulis yang di Magelang, Yogyakarta, Surabaya, Kalimantan, dan

Jakarta yang selalu memberikan semangat dan dukungan.

5. Dosen pengajar, seluruh staff dan karyawan TU yang membantu dan memberikan

informasi dan membantu penulis.

6. Keluarga di Salatiga (Wahyu Pupuh Untoro Adi, Om Marsudi, Tante Ida, Mada)

yang selalu memberikan semangat dan dukungan di kala sedih dan senang.

7. Queen Bees (Icha ‘Pembimbing ketiga’, Thalia, Nia, Dira, Dinda, Dara, Ane, Ega,

Khansa, Novi), kelompok EWB (Adit ‘Semin’, Elisa ‘Mlipir’, Emon, Dani ‘Dewa

Api’, Aldo, Enno ‘Lambe’, Hafizh), Abdussy, Mbah, Melky, Beka ‘Gondes’, Pian

‘Nyon’, Putu, Gigih, Mamat ‘Kokang’, Yoga Cina, kontrakan cemara (Arvin,

Awen, Nico), kontrakan jambe (Restu, Dido), Rizky, Fikra, Jason, Edwin, Huda,

Bagas ‘Bancak’, Eko ‘Kodok’, Kevin, Alam, Dera, Tian, dan seluruh teman-teman

angkatan 2014 yang selalu memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi.

8. Mas Widi ‘01, Ko Beha ’04, Mas Galang ’07, Mba Wikan ’09, dan Mba Sekar ’10

yang selalu memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi.

9. Seruni Squad (Ambar, Venny, Yusy gede, Indri, Ana, Siska) yang menemani dari

awal kuliah sampai kalian lulus.

Page 8: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

vi

10. Angkringan Club (Ayas, Vera, Dewi, Rena, Roma) yang sudah memberikan

semangat dan dukungan.

11. Adik-adik tingkat saya yang masih unyu-unyu (Dinda 18, Ruth 18, Sita 18, Yesy

18, Irene 18, Erlinda 18, Chyla 17, Nadia 17, Ayu 16, Yansen 17, dsb) yang selalu

memberikan semangat dan dukungan.

12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu

penulis selama penyusunan dan penyelesaian skripsi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”. Oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian

sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik telekomunikasi. Akhir kata

semoga pengerjaan dan penulisan skripsi ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi

inspirasi bagi siapapun yang membacanya.

Salatiga, 01 November 2019

Penulis

Page 9: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

vii

DAFTAR ISI

INTISARI ........................................................................................................................... ..iii

ABSTRACT ........................................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... v

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... xiii

DAFTAR SINGKATAN .................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan ........................................................................................................ 1

1.2 Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.3 Batasan Masalah .................................................................................................... 1

1.4 Sistematika Penulisan ............................................................................................ 2

BAB II DASAR TEORI

2.1 Multistate Phase-Shift Keying (M-ary PSK) ......................................................... 3

2.2 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ........................................................... 5

BAB III PERANCANGAN DAN CARA KERJA ALAT

3.1 Multistate Phase-Shift Keying (M-ary PSK) ........................................................ 9

3.1.1. Proses Perhitungan pada Modulasi Demodulasi M-ary PSK

a. 8-PSK .................................................................................................... 11

b. 16-PSK .................................................................................................. 13

c. 32-PSK .................................................................................................. 15

d. 64-PSK .................................................................................................. 17

3.2. QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ........................................................ 19

3.2.1. Proses Perhitungan pada Modulasi Demodulasi QAM

a. 8-QAM ................................................................................................... 23

b. 16-QAM ................................................................................................ 26

c. 32-QAM ................................................................................................. 28

d. 64-QAM ................................................................................................ 31

BAB IV HASIL PENGUJIAN PERANGKAT LUNAK DAN ANALISISNYA

4.1. Hasil Pengujian Perangkat Lunak dan Analisisnya

4.1.1. Multistate Phase-Shift Keying (M-ary PSK) ............................................ 34

a. 8-PSK, 1000 bps ................................................................................... 34

Page 10: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

viii

b. 16-PSK, 100 bps ................................................................................... 36

c. 32-PSK, 10 bps ..................................................................................... 37

d. 64-PSK, 10 bps ..................................................................................... 39

4.1.2. Quadrature Amplitude Modulation (QAM) ............................................. 41

a. 8-QAM, 10 bps ..................................................................................... 41

b. 16-QAM, 100 bps ................................................................................. 43

c. 32-QAM, 1000 bps ............................................................................... 45

d. 64-QAM, 10 bps ................................................................................... 47

4.2. Hasil Kuesioner Pengujian Oleh Responden

4.2.1. Kuesioner Responden ............................................................................... 50

4.2.2. Hasil Kuesioner ........................................................................................ 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 54

5.2. Saran ................................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 55

LAMPIRAN

A. Modul Pembelajaran Modulasi Demodulasi

B. Kuesioner

Page 11: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Kotak Modulasi M-ary PSK ....................................................... 3

Gambar 2.2. Diagram Kotak Demodulasi M-ary PSK ................................................... 4

Gambar 2.3. Diagram Fasor 8-PSK ................................................................................ 4

Gambar 2.4. Diagram Konstelasi 8-PSK ..................................................................... ..4

Gambar 2.5. Diagram Konstelasi 16-PSK ................................................................... ..4

Gambar 2.6. Probabilitas Kesalahan M-ary PSK ........................................................ ..5

Gambar 2.7. Modulasi Isyarat QAM ........................................................................... ..5

Gambar 2.8. Diagram Konstelasi 8 QAM .................................................................... ..6

Gambar 2.9. Diagram Konstelasi 16 QAM .................................................................. ..6

Gambar 2.10. Diagram Konstelasi 32 QAM .................................................................. ..6

Gambar 2.11. Diagram Konstelasi 64 QAM .................................................................. ..6

Gambar 2.12. Probabilitas Kesalahan Simbol QAM ..................................................... ..7

Gambar 2.13. Diagram Kotak Modulasi QAM .............................................................. ..7

Gambar 2.14. Diagram Kotak Demodulasi QAM ......................................................... ..7

Gambar 3.1. Tampilan Menu Utama Modul Pembelajaran Modulasi Demodulasi

Digital ..................................................................................................... ..8

Gambar 3.2. Diagram Alir Menu Utama M-ary PSK .................................................. ..8

Gambar 3.3. Diagram Alir Menu Utama QAM ........................................................... ..8

Gambar 3.4. Tampilan Modul Pembelajaran Modulasi Demodulasi Digital MPSK .. ..9

Gambar 3.5. Diagram Alir Proses Modulasi Demodulasi M-ary PSK ........................ ..9

Gambar 3.6. Isyarat Masukan 8-PSK .......................................................................... 11

Gambar 3.7. Isyarat Modulasi 8-PSK .......................................................................... 12

Gambar 3.8. Isyarat Demodulasi 8-PSK ..................................................................... 12

Gambar 3.9. Diagram Konstelasi 8-PSK ..................................................................... 13

Gambar 3.10. Isyarat Masukan 16-PSK ........................................................................ 13

Gambar 3.11. Isyarat Modulasi 16-PSK ........................................................................ 14

Gambar 3.12. Isyarat Demodulasi 16-PSK ................................................................... 14

Gambar 3.13. Diagram Konstelasi 16-PSK ................................................................... 15

Gambar 3.14. Isyarat Masukan 32-PSK ........................................................................ 15

Gambar 3.15. Isyarat Modulasi 32-PSK ........................................................................ 16

Gambar 3.16. Isyarat Demodulasi 32-PSK ................................................................... 16

Gambar 3.17. Diagram Konstelasi 32-PSK ................................................................... 17

Page 12: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

x

Gambar 3.18. Isyarat Masukan 64-PSK ........................................................................ 17

Gambar 3.19. Isyarat Modulasi 64-PSK ........................................................................ 18

Gambar 3.20. Isyarat Demodulasi 64-PSK ................................................................... 18

Gambar 3.21. Diagram Konstelasi 64-PSK ................................................................... 19

Gambar 3.22. Tampilan Modul Pembelajaran Modulasi Demodulasi Digital QAM .... 19

Gambar 3.23. Diagram Alir Proses Modulasi Demodulasi QAM ................................. 20

Gambar 3.24. Isyarat Masukan 8-QAM ......................................................................... 24

Gambar 3.25.(a). Komponen Inphase Isyarat Pembawa 8-QAM ....................................... 24

Gambar 3.25.(a). Komponen Quadrature Isyarat Pembawa 8-QAM ................................. 24

Gambar 3.26. Isyarat Modulasi 8-QAM ........................................................................ 25

Gambar 3.27. Isyarat Demodulasi 8-QAM .................................................................... 25

Gambar 3.28. Diagram Konstelasi 8-QAM ................................................................... 26

Gambar 3.29. Isyarat Masukan 16-QAM ....................................................................... 26

Gambar 3.30.(a). Komponen Inphase Isyarat Pembawa 16-QAM ..................................... 27

Gambar 3.30.(b). Komponen Quadrature Isyarat Pembawa 16-QAM ............................... 27

Gambar 3.31. Isyarat Modulasi 16-QAM ...................................................................... 27

Gambar 3.32. Isyarat Demodulasi 16-QAM .................................................................. 28

Gambar 3.33. Diagram Konstelasi 16-QAM ................................................................. 28

Gambar 3.34. Isyarat Masukan 32-QAM ....................................................................... 29

Gambar 3.35.(a). Komponen Inphase Isyarat Pembawa 32-QAM ..................................... 29

Gambar 3.35.(b). Komponen Quadrature Isyarat Pembawa 32-QAM ............................... 29

Gambar 3.36. Isyarat Modulasi 32-QAM ...................................................................... 30

Gambar 3.37. Isyarat Demodulasi 32-QAM .................................................................. 30

Gambar 3.38. Diagram Konstelasi 32-QAM ................................................................. 31

Gambar 3.39. Isyarat Masukan 64-QAM ....................................................................... 31

Gambar 3.40.(a). Komponen Inphase Isyarat Pembawa 64-QAM ..................................... 32

Gambar 3.40.(b). Komponen Quadrature Isyarat Pembawa 64-QAM ............................... 32

Gambar 3.41. Isyarat Modulasi 64-QAM ...................................................................... 32

Gambar 3.42. Isyarat Demodulasi 64-QAM .................................................................. 33

Gambar 3.43. Diagram Konstelasi 64-QAM ................................................................. 33

Gambar 4.1.(a). Isyarat Masukan 8-PSK, 1000 bps .......................................................... 34

Gambar 4.1.(b). Isyarat Modulasi 8-PSK, 1000 bps ......................................................... 35

Gambar 4.1.(c). Isyarat Demodulasi 8-PSK, 1000 bps ..................................................... 35

Page 13: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

xi

Gambar 4.1.(d). Diagram Konstelasi 8-PSK, 1000 bps .................................................... 35

Gambar 4.2.(a). Isyarat Masukan 16-PSK, 100 bps .......................................................... 36

Gambar 4.2.(b). Isyarat Modulasi 16-PSK, 100 bps ......................................................... 36

Gambar 4.2.(c). Isyarat Demodulasi 16-PSK, 100 bps ..................................................... 37

Gambar 4.2.(d). Diagram Konstelasi 16-PSK, 100 bps .................................................... 37

Gambar 4.3.(a). Isyarat Masukan 32-PSK, 10 bps ............................................................ 38

Gambar 4.3.(b). Isyarat Modulasi 32-PSK, 10 bps ........................................................... 38

Gambar 4.3.(c). Isyarat Demodulasi 32-PSK, 10 bps ....................................................... 39

Gambar 4.3.(d). Diagram Konstelasi 32-PSK, 10 bps ...................................................... 39

Gambar 4.4.(a). Isyarat Masukan 64-PSK, 10 bps ............................................................ 40

Gambar 4.1.(b). Isyarat Modulasi 64-PSK, 10 bps ........................................................... 40

Gambar 4.4.(c). Isyarat Demodulasi 64-PSK, 10 bps ....................................................... 41

Gambar 4.4.(d). Diagram Konstelasi 64-PSK, 10 bps ...................................................... 41

Gambar 4.5.(a). Isyarat Masukan 8 QAM, 10 bps. ........................................................... 42

Gambar 4.5.(b). Isyarat Pembawa Inphase 8 QAM, 10 bps .............................................. 42

Gambar 4.5.(c). Isyarat Pembawa Quadrature 8 QAM, 10 bps ........................................ 42

Gambar 4.5.(d). Isyarat Modulasi 8-QAM, 10 bps ............................................................ 43

Gambar 4.5.(e). Isyarat Demodulasi 8 QAM, 10 bps ........................................................ 43

Gambar 4.5.(f). Diagram Konstelasi 8 QAM, 10 bps ....................................................... 43

Gambar 4.6.(a). Isyarat Masukan 16 QAM, 100 bps. ....................................................... 44

Gambar 4.6.(b). Isyarat Pembawa Inphase 16 QAM, 100 bps. ......................................... 44

Gambar 4.6.(c) Isyarat Pembawa Quadrature 16 QAM, 100 bps.. .................................. 44

Gambar 4.6.(d). Isyarat Modulasi 16 QAM, 100 bps. ....................................................... 45

Gambar 4.6.(e). Isyarat Demodulasi 16 QAM, 100 bps. ................................................... 45

Gambar 4.6.(f). Diagram Konstelasi 16 QAM, 100 bps.................................................... 45

Gambar 4.7.(a). Isyarat Masukan 32 QAM, 1000 bps ...................................................... 46

Gambar 4.7.(b). Isyarat Pembawa Inphase 32 QAM, 1000 bps. ....................................... 46

Gambar 4.7.(c). Isyarat Pembawa Quadrature 32 QAM, 1000 bps. ................................. 46

Gambar 4.7.(d). Isyarat Modulasi 32 QAM, 1000 bps. ..................................................... 47

Gambar 4.7.(e) Isyarat Demodulasi 32 QAM, 1000 bps.. ................................................ 47

Gambar 4.7.(f). Diagram Konstelasi 32 QAM, 100 bps.................................................... 47

Gambar 4.8.(a). Isyarat Masukan 64 QAM, 10 bps. ......................................................... 48

Gambar 4.8.(b). Isyarat Pembawa Inphase 64 QAM, 10 bps ............................................ 48

Page 14: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

xii

Gambar 4.8.(c). Isyarat Pembawa Quadrature 64 QAM, 10 bps ...................................... 48

Gambar 4.8.(d). Isyarat Modulasi 64 QAM, 10 bps.. ........................................................ 49

Gambar 4.8.(e). Isyarat Demodulasi 64 QAM, 10 bps. ..................................................... 49

Gambar 4.8.(f). Diagram Konstelasi 64 QAM, 10 bps...................................................... 50

Page 15: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Kuesioner Responden ........................................................................................... 51

Tabel 4.2. Hasil Kuesioner .................................................................................................... 51

Tabel 4.3. Hasil Komentar Kuesioner ................................................................................... 52

Tabel 4.3. Analisis Hasil Kuesioner ...................................................................................... 52

Page 16: MODUL PEMBELAJARAN MODULASI DAN DEMODULASI DIGITAL

xiv

DAFTAR SINGKATAN

M-ary PSK = M-ary Phase Shift Keying

QAM = Quadrature Amplitude Shift Keying

ASK = Amplitude Shift Keying

SNR = Signal to Noise Ratio

LO = Local Oscillator

LPF = Low Pass Filter

GUI = Graphical User Interface

bps = bit per second