< Previous PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 178 dan sebagainya. Tuntutan - tuntutan tersebut di atas bisa dipenuhi oleh sistem Pulse Code Modulation (PCM). PCM mulai dikembangkan pada tahun 1937 di Paris pada perusahaan AT&T. PCM adalah metode pemancaran secara serial seperti halnya pemancaran sinyal analog, hanya yang dipancarkan dalam sistem PCM adalah deretan pulsa-pulsa biner "1" dan "0". Secara singkat akan diuraikaan bagian demi bagian dalam beberapa materi yang merupakan satu kesatuan dalam system. Low pass Filter 3,45 kHz Sistem sampling adalah sistem pengambilan data sample sesaat yang merupakan level tegangan analog dalam waktu yang sangat sempit. Sistem sampling ini digunakan dalam teknik komunikasi digital untuk mendapatkan pulsa-pulsa tegangan yang sempit (sample) yang nantinya level tersebut akan dirubah menjadi informasi biner dalam analog to digital converter (A/D Converter). Frekuensi tegangan sampling ini harus lebih besar daripada frekuensi sinyal audio yang dicacah. Dalam sistem komunikasi digital, lebar band frekuensi sampling harus dibatasi agar tidak terjadi efek aliasing. Efek aliasing adalah efek yang terjadi apabila frekuensi sampling kurang dari dua kali frekuensi audio yang dicacah, sehingga pada saat reproduksi terjadi kesalahan informasi yang artinya sinyal keluaran tidak sama bentuknya dengan sinyal masukan. Untuk membatasi lebar frekuensi audio agar tidak menggangu proses sampling, maka lebar frekuensi audio harus sebesar sama atau lebih kecil dari setengah frekuensi sampling. dimana fs = frekuensi sampling fa = frekuensi audio PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 179 Gambar.10.2 Spektrum frekuensi sampling Pada Gambar 10.2 frekuensi sampling adalah sebesar 8 kHz. Maka frekuensi sinyal masukan audio yang diperbolehkan lewat adalah sinyal audio memiliki frekuensi lebih kecil dai 4 kHz, misalkan 3,45 kHz. Maka setelah dimodulasikan secara pulsa amplitudo, lebar band atas akan bergerak dari 8 kHz sampai dengan 11,45 kHz. Sedangkan lebar band bawah akan bergerak dari 8 kHz sampai dengan 4,55 kHz. Apabila frekuensi audio maksimum lebih besar dari frekuensi sampling, maka akan terjadi efek aliasing. Seperti contoh Gambar 4.3 di mana frekuensi sinyal audio masukan besarnya adalah 5 kHz, maka interferensi frekuensi antara sinyal audio masukan yang memiliki lebar band 5 kHz dengan lebar band bawah yang memiliki lebar band frekueni antara 3 kHz sampai dengan 8 kHz. Sehingga daerah interferensi adalah antara daerah frekuendi 3 kHz sampai dengan 5 kHz. Untuk itu perlu adanya sebuah low pass filter untuk frekuensi cut off sebesar 3,45 kHz. Gambar.10.3. Efek aliasing 2. Pulse Amplitude Modulation Tahap awal dari proses perubah sinyal analog ke digital adalah system pengambilan sinyal sample yang sempit yang disebut dengan pulse amplitude modulation (PAM), yang merupakan saklar elektronik yang dikontrol oleh pulsa train (pulsa sampling) selebar satu per frekuensi sampling (1/fs). Sinyal yang dihasilkan adalah sinyal chopp dengan lebar pulsa =To. Proses ini dinamakan time discretization. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 180 Gambar.10.4. Time discretization Pulse Amplitude Modulation merubah sinyal analog kontinyu menjadi sinyal diskret yang berupa pulsa-pulsa yang memiliki amplituto yang bervariasi. Dalam prakteknya di lapangan, sering diperlukan penggabungan dua atau lebih sinyal audio masukan untuk dicacah sekaligus untuk efektifitas penggunaan system pulsa modulasi. Karena gabungan lebih dari dua sinyal analog masukan tersebut hanya akan dirubah dalam sebuah deretan pulsa-pulsa amlpitudo modulasi. Untuk itu diperlukan sebuah system yang disebut multiplexing yang berfungsi untuk menggabungkan atau menguraikan dua buah sinyal masukan atau lebih. Pada multiplexer, sinyal digabung menjadi satu sinyal amplitude modulasii dalam satu saluran. Pulsa - pulsa tersebut merupakan deretan pulsa dengan periode waktu yang sama (fungsi waktu). Gambar.10.5. Multiplexing IC multiplexing 4051 bisa dipakai sebagai rangkaian multiplexer (Gambar 4.5) yang mempunyai fasilitas delapan kanal masukan, dan sebuah kanal PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 181 keluaran. Dan sebaliknya bisa difungsikan sebagai rangkaian demultiplexer dengan fasilitas senuah kanal masukan dan delapan kanal keluaran. IC multiplexing 4051 dilengkapi dengan switch controll A,B dan C. Bila switch controll A saja yang aktif, maka rangkaian multiplexing berfungsi sebagai rangkaian multiplexing dua kanal (21= 2). Bila yang diaktifkan switch controll A daan B, maka rangkaian multiplexing bekerja untuk empat kanal . (22= 4)..Dan bila switch controll diaktifkan semua, maka rangkaian multiplexing bekerja untuk delapan kanal. Rangkaian pencacah IC 74393 sebagai dual pencacah enambelas. Sedangkan rangkaian multiplexing dengan masukan sinyal analog memerlukaan frekuensi switch control tergantung dari besarnya bit. Bila rangkaian multiplexing berfungsi sebagai rangkaian multiplexing dua kanal,dan sistem analog to digital converter menerapkan 8 bit, maka periode switch control adalah 4 x 8 = 32 kali perioda clock, atau frekuensi switch controll sebesar : fs = (1/32) fclk Di mana fs = frekuensi sampling dan fclk = frekuensi clock Jenis Pulse Amplitude Modulation (PAM) Dilihat dari level tegangan pada sistem pulse amplitude modulation maka ada dua jenis pulse amplitude modulation PAM, yaitu : 1) Single polarity PAM 2) Double polariry PAM Single polarity PAM Pada system single polarity PAM ini baik level tegangan sinyal masukan maupun keluaran harus berada pada satu sisi polaritas tegangan positip. Gambar.10.6. Single polarity PAM PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 182 Single polarity pulse amplitudo modulation melakukan sampling pada masukan Ch 1 dan Ch 2 secara bergantian. Hasil sampling memiliki polaritas tunggal (Gambar 4.6). Double polarity PAM Pada system double polarity PAM, baik sinyal –sinyal masukan maupun sinyal keluaran memiliki polaritas tegangan ganda yaitu level tegangan positip dan negatip. Dapat diperhatikan Gambar 4.7 berikut ini. Gambar.10.7. Double polarity PAM Pada sistem double polarity pulse amplitudo modulation hasil sampling (sinyal PAM) memiliki dua polaritas positip dan negatip. Sample and Hold. Agar setiap level tegangan bisa diterjemahkan ke dalam besaran biner, maka perlu dilakukan pengambilan level tegangan tertentu yang sangat sempit dan tidak variatif (sample). Ini bertujuan untuk mengambil wakil dari level tegangan yang tegas yang akan dirubah dalam pulsa digital. Hold PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 183 Gambar 4.8 Sample & hold Level tegangan sesaat (sample) perlu dipertahankan kondisinya sampai pada level tegangan sinyal berikutnya (hold) agar bisa terbaca oleh perubah analog ke digital (A/D Converter) Kuantisasi Sinyal pulse code modulation (PCM) adalah merupakan sederetan pulsa digital yang merupakan hasil perubahan sinyal analog yang telah dicacah dalam bentuk sinyal pulse amplitude modulation PAM kemudian dirubah ke dalam biner oleh perubah analog ke digital serta tersusun secara deret setelah diolah melalui shift register. Setiap pulsa amplitudo di-kuantisasikan ke dalam range kuantisasi, yang besarnya tergantung dari jumlah bit dari A/D Converter. Contoh : Sebuah rangkaian Analog to Digital Converter dipakai untuk merubah sinyal analog ke dalam besaran digital 4 bit. Tegangan referensi sinyal analog sebesar 5 Volt. Maka banyaknya interval adalah: n = 2x Di mana x = jumlah bit, Maka banyaknya interval n = 24 = 16 Dan besarnya tegangan setiap interval adalah : Maka besat tegangan setiap interval pada contoh: Tabel 10.1. Daftar konversi analog ke biner Level tegang-an analog Biner Desimal PCM code MSB LSB 23 22 21 20 23 22 21 20 0,0000V 0 0 0 0 0 PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 184 0,3333V 0 0 0 1 1 0,6666V 0 0 1 0 2 0,9999V 0 0 1 1 3 1,3333V 0 1 0 0 4 1,6666V 0 1 0 1 5 1,9999V 0 1 1 0 6 2,3333V 0 1 1 1 7 2,6666V 1 0 0 0 8 2,9999V 1 0 0 1 9 3,3333V 1 0 1 0 10 3,6666V 1 0 1 1 11 3,9999V 1 1 0 0 12 4,3333V 1 1 0 1 13 4.6666V 1 1 1 0 14 5,0000V 1 1 1 1 15 PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 185 Gambar 10.9. Kuantisasi Analog to Digital Converter Gambar 10.10 di bawah adalah sebuah rangkaian analog to digital converter yang menerima sinyal masukan berupa pulsa amplitudo dari PAM. Dalam contoh ini sumber sinyal audio ada dua yaitu sinyal-sinyal yang diumpankan ke CH1 dan CH2. Gambar.10.10 Analog to Digital Converter 2 kanal Setiap pulsa dari pulse amplitudo modulation dalam bentuk diskret diterjemahkan oleh Analog to Digital Converter menjadi pulsa biner. Data keluaran dari ADC sebanyak 8 bit, yang berarti mempunyai interval : (4.5) Maka interval tegangan per tahap adalah: PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 186 Gambar 10.11. Ekuivalen analog dengan digital Gambar 10.12 Ekivalen analog dengan digital masing-masing pulsa Setiap pulsa diterjemahkan ke dalam bilangan biner. Setiap penterjemahan diperlukan waktu 16 kali periode clock. Delapan kali periode untuk menampilkan pulsa biner dan sisanya 8 kali periode untuk spasi. Pada contoh rangkaian gambar di atas, rangkaian multiplexing mempunyai dua buah kanal masukan. Dengan demikian pulsa-pulsa kanal 1 dan kanal 2 akan ditampilkan secara bergantian . Sehingga dalam satu putaran (kanal 1 + kanal 2) dibutuhkan perioda dua kali 16 periode, sebesar 32 kali periode . Satu periode yang diperlukan adalah sebesar 2 kali periode clock. Dengan demikian satu putaran penterjemahan kanal 1 dan kanal 2 diperlukan waktu 64 kali periode clock. PEREKAYASAAN SISTEM RADIO dan TELEVISI 187 3. Pulse Code Modulation (PCM) Gambar 10.13. Rangkaian PCM Pulse Code Modulation pada prinsipnya adalah perubahan data biner paralel ke dalam data biner seri yang selalu bergeser secara deret. Data yang keluar dari A/D converter adalah data-data parallel. Dengan demikian perlu adanya rangkaian yang merubah data paralel menjadi data serial berupa shift register yang merubah susunan data paralel masukan ke dalam serial keluaran (parallel input serial output PISO). Gambar 10.14. Konversi analog ke pulsa PCM Satu interval pulsa PCM selebar 32 kali periode colck. Dalam satu putaran kanal 1 dan kanal 2, diperlukaan periode 64 kali peroide clock. Shift register mengambil data biner sebanyak 8 data, yaitu data LSB D0,D1,D2,D3 dan data MSB D4, D5, D6,D7. Setelah itu diperlukan 8 kali perioda (1 periode = 2 kali perode clock) untuk menggeser (shift). Total waktu yang diperlukan untuk setiap Next >