LAPORAN PRAKTIKUM 8

SISTEM TELEKOMUNIKASI DIGITAL

PULSE CODE MODULATION (PCM)

Oleh :

Jeremy Gabriel

1231130012

TT-2C

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2014

PCM 5.1KONVERSI A/D & D/A

1. TUJUAN

1) untuk memahami proses konversi dari analog ke digital dan digital ke analog

2) untuk memahami metode jenis counter konversi A/D

3) untuk memahami metode paralel konversi D/ A

2. ALAT DAN BAHAN

1) POWER SUPPLY (U-2920A)

2) Signal Source (U-2920B)

3) Pulse Code Modulation I (counter type)(U-2920E)

4) Digital Storage Oscilloscope (2-CH, 60 MHz)

5) Digital Multimeter (EDM – 4760)

6) Oscilloscope

3. TEORI DASAR

PCM merupakan metode untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Sinyal

ini dirubah melewati beberapa langkah sebelum menjadi suatu sinyal digital o dan 1.

Pertama-tama, suatu sinyal analog harus di-sampling. Sampling ialah mengambil besaran

sinyal secara periodik sehingga membentuk suatu sinyal digital dan mirip dengan sinyal

aslinya.

Setelah disampling, sinyal akan diquantizasi, yaitu proses pembulatan nilai-nilai

tegangan setelah disampling. Maksudnya ialah, saat kita melakukan sampling, maka kita

membuat suatu pen-skala-an sehingga kita mengetahui ada berapa level quantisasi dalam

suatu sinyal itu. Dalam hal quantisasi, skala pada quantisasi sinyal akan berbeda dari yang

ujung(peak) daripada di lembah. Hal ini disebabkan, dalam percapakan, pembicaraan sering

dilakukan pada amplitudo rendah dan bukan amplitudo tinggi, kita pasti jarang bercakap-

cakap dengan nada suara tinggi.

Maka dari itu, skala pada lembah biasanya lebih banyak daripada skala di puncak. Hal

ini digunakan pada proses selanjutnya yaitu companding (compressing & expanding). Proses

ini membuat pen-skala-an menjadi tidak rata. Akan tetapi hal ini tidak menjadi masalah

karena yang penting data tidak berubah dari 0 dan 1.

Proses selanjutnya ialah pengkodean, yaitu membuat hasil setelah disampling menjadi

memiliki nilai 0 dan 1. Setelah dilakukan proses ini, maka sinyal siap ditransmisikan. Tetapi

bukan ditransmisikan secara serta merta, dalam pengiriman data, harus dilakukan modulasi

agar bisa dikirimkan.

Penjelasan:

Sampling: proses pencuplikan sinyal analog.

Quantizing: mempresentasikan nilai hasil sampling pada set level tertentu.

Encode: penunjukan tiap level quantizing pada dengan kode biner.

Pulse modulation: pulsa yang termodulasikan. (sinyal informasi yang tercampur oleh sinyal carrier).

TX: transmitter ( antenna pemancar)

RX: receiver (antenna penerima)

Kanal: media transmisi (udara, kabel)

Pulse demodulation: pulsa yang terdemodulasi ( memisahkan sinyal informasi dengan sinyal carrier).

Decode: merubah kode biner menjadi sinyal analog.

LPF: low pass filter (meloloskan sinyal informasi yang berfrekuensi rendah).

PCM: pulse code modulation (metode untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital )

Bitsream: deret waktu tiap bit

4. PROSEDUR PRAKTIKUM

1) Menyiapkan modul dan pengukuran alat seperti gambar berikut 5-1. Mengatur semua

kontrol ADJ terminal ke MIN masing-masing dan memberikan daya ke semua

perangkat

2) Mengatur frekuensi selector sumber sinyal 8kHz

3) MenghubungkanCLK, RAMP, terminal outputsinussumbersinyalCLK, RAMP,

AUDIOINPUTterminalPCMImodul

4) Menghubungkan 32 kHz generator sinyal dari sumber sinyal ke terminal CLKx4 dan

menghubungkan 128 kHz ke CLKx16 terminal PCM I modul

5) Mengatur osiloskop

TIME/DIV 0,2ms

CH1 VOLT/DIV 5 V

CH2 VOLT/DIV 5 V

TRIGGER MODE AUTO

TRIGGER SOURCE CH1

VERTICAL MODE DUAL

INPUT COUPLING DC

SLOPE +

6) Menghubungkan CH1 masukan probe osiloskop ke TP1 dari PCM I, mengatur

frekuensi 1kHz. dengan menyesuaikan ADJ frekuensi. kontrol terminal generator

audio dan mengatur amplitudo 8 Vpp dengan menyesuaikan Amplitude ADJ, terminal

kontrol

7) Menghubungkan CH1masukan probe osiloskop ke TP2 dari PCM I, mengatur jalan

tegangan Vpp 9. dengan menyesuaikan ADJ amplitudo. terminal kontrol dijalan

Generator

8) JikaCH-1, 2 Probe masukan osiloskop akan terhubung ke TP1 dan J1 modul PCM,

dua bentuk gelombang akan muncul seperti ditunjukkan Gambar5-2

9) Menghapus CH1, Probe 2 input osiloskop terhubung ke TP1 dan J1 terminal PCM I

modul dan menghubungkan terminal J1 dan terminal J2

10) Memeriksa apakah gelombang dari osiloskop seperti Gambar 5-8 muncul di layar atau

tidak, ketika masukan probe osiloskop CH1 akan terhubung ke TP3 dari PCM I

modul. pada saat itu, set TIME / DIVOF OSCILLOSCOPE untuk 0,1 ms.

11) Jika masukan probe osiloskop CH1, 2 akan terhubung ke SYNC, CLK dan PCM

terminal OUTPUT PCM I modul, bentuk gelombang osiloskop sebagai tokoh 5-4

akan muncul. Pada saat itu, set TIME / DIV dari osiloskop untuk 50 ms

12) Jika masukan probe osiloskop CH1, 2 akan terhubung ke J1 dan PCM OUTPUT

terminal PCM I modul, bentuk gelombang osiloskop seperti gambar 5-5 akan muncul.

pada saat itu, menyesuaikan TIME /DIV ke 50ms untuk membuat ukuran fase

kuantisasi muncul pada layar osiloskop dengan penundaan sebanyak satu.

13) Menghapus INPUT AUDIO dari PCM 1 modul dihubungkan ke masukan sinus dari

sinyal sumber sementara dan juga menghapus baris koneksi sambungan J1 terminal

dan terminal J2

14) Menghubungkan DC TEGANGAN 5V output terminal POWER SUPPLY ke J2

terminal PCM1 modul

15) Keadaan membuat pencahayaan ENCODER DISPLAY diode untuk sama dengan

table 5-1dengan menyesuaikan DC TEGANGAN ADJ

16) dari sekarang, kita akan melakukan pengujian pada D/ Akonversi dan PCM

Demodulation

menghubungkan INPUT AUDIO dari PCM I modul output sinus dari SIGNAL

SUMBER lagi, hapus DC TEGANGAN ±5[V] terminal terhubung dengan terminal

J2, dan kemudian menghubungkan terminal J1 dan J2 terminal lagi.

17) Menghubungkan SYNC. CLK, CLKx4, dan PCM OUTPUT DECODER untuk

SYNC. CLK, CLKx4, dan PCM INPUT masing-masing. dan kemudian

menghubungkan terminal J3 dan J4 terminal.

18) jika kita mengatur INPUT COUPLING osiloskop CH-1, 2 ke AC dan

menghubungkan masing-masing probe untuk TP1dan J3 terminal PCM I, bentuk

gelombang angka 5-6 akan muncul dilayar osiloskop. pada waktu itu, mengatur TIME

/DIV osiloskop 50[μ s].

19) membandingkan dan mengamati sinyal pesan input dan sinyal pesan demodulasi

dengan menghubungkan CH-1 input probe osiloskop ke OUTPUT AUDIO dari PCM

I modul.

20) Menghubungkan CH-2 masukan probe osiloskop ke terminal J3 dari PCM I modul.

21) membuat tegangan ramp 6[Vpp] dengan menyesuaikan Amplitude ADJ. terminal

kontrol dari RAMP GENERATOR dari PCM I . pada waktu itu, osiloskop akan

muncul sebagai tokoh 5-7.

22) Sesuaikan tegangan ramp sampai 9[Vpp] dengan menyesuaikan Amplitude ADJ.

Mengontrol terminal RAMP GENERATOR lagi.

jika kita menghubungkan CH-2 masukan probe osiloskop ke OUTPUT AUDIO dari

PCM I, bentuk gelombang seperti sebagai tokoh 5-8(a) akan muncul.

23) Sesuaikan frekuensi ke 4[kHz] dengan menyesuaikan Frekuensi ADJ. Control

terminal AUDIO GENERATOR di SIGNAL SOURCE.

jika kita menghubungkan CH-2 masukan probe oscilloscop ke OUTPUT AUDIO dari

PCM I, bentuk gelombang seperti sebagai tokoh 5-8(b) akan muncul.

24) Sesuaikan frekuensi ke 1[kHz] dengan menyesuaikan Frekuensi ADJ. Control

terminal AUDIO GENERATOR di SIGNAL SOURCE.

25) jika kita menghubungkan CH-1, 2 Probe masukan dari oscilloscop ke terminal J3 dan

AUDIO OUTPUT dari PCM I modul, bentuk gelombang seperti sebagai tokoh 5-9(b)

akan muncul di layar.

26) membuat kode 3-bit kata dengan menghubungkan 128[kHz] dari SIGNAL

GENERATOR terhubung ke CLKx16 terminal PCM I modul untuk 64[kHz]. jika kita

mengatur VOLT/DIV osiloskop 2[V], hasilnya akan ditunjukkan seperti sebagai

tokoh5-9(b).

27) membuat kode 2-bit kata dengan menghubungkan CLKx16 terminal SIGNAL

GENERATOR 32[kHz]. jika kita mengatur VOLT/DIV osiloskop 1[V], hasilnya akan

ditunjukkan seperti sebagai tokoh 5-9(c).

28) membuat kode 1-bit kata dengan menghubungkan CLKx16 terminal PCM I modul

untuk 16[kHz] dari SIGNAL GENERATOR. Layar osiloskop muncul seperti sebagai

tokoh 5-9(d).

29) Hubungkan CLKx16 terminal PCM I modul dan 128[kHz] terminal output SIGNAL

GENERATOR lagi untuk mengemudi kode 4-bit kata.

30) Menghapus AUDIO INPUT terminal PCM saya modul terhubung dengan output

sinus dari SIGNAL SUMBER dan kemudian menghapus jalur koneksi antara terminal

J1dan J2 terminal.

31) Hubungkan DC TEGANGAN ±5[V] terminal output POWER SUPPLY ke J2

terminal PCM I.

32) Set FUNGSI multimeter digital ke DCV dan RANGE sampai 20[V] masing-masing.

5. HASIL PERCOBAAN

Figure 5-2

Figure 5-3

Figure 5-4

Figure 5-5

Figure 5-6

Figure 5-7

Figure 5-9

Figure 5-9

Tabel 5-1. 4-bit A/D Conversion’s Code word

ENCODE DISPLAYD3 D2 D1 D0 Voltage Range [V]ON ON ON ON 4VON ON ON OFF 3,6VON ON OFF ON 3,4VON ON OFF OFF 2,4VON OFF ON ON 2,2VON OFF ON OFF 1,6VON OFF OFF ON 1,9VON OFF OFF OFF 1,4VOFF ON ON ON -3,7VOFF ON ON OFF -0,6VOFF ON OFF ON -1,7VOFF ON OFF OFF -1,92VOFF ON OFF OFF -2,8VOFF OFF ON OFF -3VOFF OFF OFF ON -3,9VOFF OFF OFF OFF -4V

Tabel 5-2. 4-bit D / A konversi tegangan output

DECODE DISPLAY Output Voltage [V]D3 D2 D1 D0ON ON ON ON -7ON ON ON OFF -6,5ON ON OFF ON -6ON ON OFF OFF -5ON OFF ON ON -5ON OFF ON OFF -4ON OFF OFF ON -3,7ON OFF OFF OFF -3OFF ON ON ON -2,7OFF ON ON OFF -2,4OFF ON OFF ON -2,1OFF ON OFF OFF -1,9OFF OFF ON ON -1,7OFF OFF ON OFF -0,4OFF OFF OFF ON -0,1OFF OFF OFF OFF -0

PCM 6.1

5. TUJUAN

1) Untuk memahami prinsip dari perkiraan sukses jenis konversi A/D 2) Untuk memhami metode transmisi dari PCM signal

6.ALAT DAN BAHAN

1) POWER SUPPLY (U-2920A)2) Signal Source (U-2920B)3) Pulse Code Modulation II (Successive Approximation Type4) Digital Storage Oscilloscope (2-CH, 60 MHz)5) Oscilloscope

7. TEORI DASAR

PCM merupakan metode untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Sinyal

ini dirubah melewati beberapa langkah sebelum menjadi suatu sinyal digital o dan 1.

Pertama-tama, suatu sinyal analog harus di-sampling. Sampling ialah mengambil besaran

sinyal secara periodik sehingga membentuk suatu sinyal digital dan mirip dengan sinyal

aslinya.

Setelah disampling, sinyal akan diquantizasi, yaitu proses pembulatan nilai-nilai

tegangan setelah disampling. Maksudnya ialah, saat kita melakukan sampling, maka kita

membuat suatu pen-skala-an sehingga kita mengetahui ada berapa level quantisasi dalam

suatu sinyal itu. Dalam hal quantisasi, skala pada quantisasi sinyal akan berbeda dari yang

ujung(peak) daripada di lembah. Hal ini disebabkan, dalam percapakan, pembicaraan sering

dilakukan pada amplitudo rendah dan bukan amplitudo tinggi, kita pasti jarang bercakap-

cakap dengan nada suara tinggi.

Maka dari itu, skala pada lembah biasanya lebih banyak daripada skala di puncak. Hal

ini digunakan pada proses selanjutnya yaitu companding (compressing & expanding). Proses

ini membuat pen-skala-an menjadi tidak rata. Akan tetapi hal ini tidak menjadi masalah

karena yang penting data tidak berubah dari 0 dan 1.

Proses selanjutnya ialah pengkodean, yaitu membuat hasil setelah disampling menjadi

memiliki nilai 0 dan 1. Setelah dilakukan proses ini, maka sinyal siap ditransmisikan. Tetapi

bukan ditransmisikan secara serta merta, dalam pengiriman data, harus dilakukan modulasi

agar bisa dikirimkan.

Penjelasan:

Sampling: proses pencuplikan sinyal analog.

Quantizing: mempresentasikan nilai hasil sampling pada set level tertentu.

Encode: penunjukan tiap level quantizing pada dengan kode biner.

Pulse modulation: pulsa yang termodulasikan. (sinyal informasi yang tercampur oleh sinyal carrier).

TX: transmitter ( antenna pemancar)

RX: receiver (antenna penerima)

Kanal: media transmisi (udara, kabel)

Pulse demodulation: pulsa yang terdemodulasi ( memisahkan sinyal informasi dengan sinyal carrier).

Decode: merubah kode biner menjadi sinyal analog.

LPF: low pass filter (meloloskan sinyal informasi yang berfrekuensi rendah).

PCM: pulse code modulation (metode untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital )

Bitsream: deret waktu tiap bit

8. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Siapkan module dan alat ukur seperti pada gambar 6-1. Atur semua ADJ. Kontrol terminal ke minimum dan hubungkan power ke semua alat.

2. Atur frekuensi selector pada signal source ke 8 KHz.3. Hubungkan CLK dan CLKx8 pada signal source ke CLK dan CLKx8 pada modul PCM II. 4. Atur DC volt ADJ . Kontrol terminal power pada power supply ke 0 dan hubugkan

output terminal ke audio input (5), atur aosciloscope seperti ketentuan.5. Set osciloscope seperti berikut:

- T/div 10 µs- CH-1 V/div 2 V- CH-2 V/div 2 V- Trigger Mode AUTO- Trigger Source CH-2- Vertical Mode DUAL- Input Coupling DC- Slope +

6. Pilih switch TRANSFER MODE ke serial7. Atur DC voltage ADJ. Kontrol terminal power supply untuk diode pada encoder

display dengan status pencahayaan pada tabel 6-1. Jika dihubungkan CH-1 dan CH-2 pada osciloscope ke PCM serial output dan CLKx8 ,hubungan antara PCM serial output dan clock pada serial paralel converter akan tampak seperti gambar 6-2.

Encoder Display (PCM Parallel Output) Relationship between PCM serial output and clock signal

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

of serial-parallel converter

ONONONOFFOFFOFF

ONONOFFONOFFOFF

ONOFFONOFFONOFF

ONOFFOFFONONOFF

ONONONOFFOFFOFF

ONONOFFONOFFOFF

ONOFFONOFFONOFF

ONOFFOFFONONOFF

Figure6-5(a)Figure6-5(b)Figure6-5(c)Figure6-5(d)Figure6-5(e)Figure6-5(f)

Figure 6-5 (a) figure 6-5 (b)

Figure 6-5 (c) figure 6-5 (d)

Figure 6-5 (e) figure 6-5 (f)

8. Hubungkan CH-1 dan CH-2 input probe pada osciloskop ke PCM serial output dan CLK . Dan gambar betuk gelombang seperti yang muncul pada layar osciloskop ke dalam gambar 6-6 ketika diode encoder display mencapai kondisi seperti yang

diindikasikan pada tabel 6-1.Atur T/div ke satu putaran clok sebagai indikasi di layar osiloskop.

9. Hilangkan CH-1 dan CH-2 yang terhubung ke PCM srial output dan CLK.10. Hubungkan SYNC, CLK, CLKx8, dan PCM serial / paralel output pada encoder ke SYNC,

CLK , CLKx8, dan PCM serial / paralel input .11. Pilih transfer mode ke switch serial. Seperti DC voltage ADJ. Kontrol terminal powerr

supply dengan meningkatkan tegangan dari 0-5 sedikit demi sedikit, check status LED pada encoder dan decoder apakah sama.

12. Pilih transfer mode switch ke parallel dan lakukan percobaan seperti langkah 11.13. Hilangkan DC voltage 5 V pada power supply yang terhubung ke audio input dan

hubungkan ke Triangle pada signal source.14. Atur frekuensi ADJ. Kontrol terminal pada audio generator di signal source dan set

amplitudo ADJ . kontrol teminal ke center.15. Jika dipilih transfer mode switch ke parallel dan hubungkan CH-1 dan CH-2 ke TP1

dan J1, 2 bentuk gelombang akan muncul seperti gambar 6-4(a).16. Jika dipilih transfer mode switch ke serial dan hubungkan CH-1 dan CH-2 ke TP1 dan

J1, 2 bentuk gelombang akan muncul seperti gambar 6-4(b).

(a) Parallel serial mode (b) Serial transmision mode

17. Hubungkan J1 dan J2.18. Jika dipilih transfer mode ke paralel dan menghubungkan ke CH-1 dan CH-2 ke TP1

dan audio output 2 bentuk gelombang akan muncul seperti pada gambar 6-5(a).

19. Jika dipilih transfer mode ke serial dan menghubungkan ke CH-1 dan CH-2 ke TP1 dan audio output 2 bentuk gelombang akan muncul seperti pada gambar 6-5(b).

20. Atur semua power ke off dan hilangkan semua connection line.

a. Paralel transmision mode b.Serial transmision mode

9. ANALISIS DATA

Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan dapat dianalisis bahwa, Pulse Code Modulation (PCM) merupakan modulasi yang berdasarkan sampling, jika sinyal f(t) disampling pada saat interval teratur dan pada rate data yang lebih tinggi dibanding frekuensi sinyal tertinggi, maka sampel tersebut memuat segala informasi dari sinyal yang asli. Dan pada PCM memiliki sistem endcode dan decode yang berupa tegangan yang berubah ubah.

10. KESIMPULAN

Setelah melaksanakan praktikum dapat disimpulkan bahwa, PCM dapat dilakukan dengan melakukan kuantisasi dan coding pada sinyal informasi dan PCM menggunakan sinyal SYN dan CK untuk menghindari kesalahan. Pada PCM Sinyal informasi yang umumnya sinyal sinus kemudian dikonversikan kedalam bentuk kode biner n-bit.