Modulasi frekuensi

Modulasi frekuensi adalah suatu metode untuk mengirimkan isyarat frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa berfrekuensi tinggi. Kecepatan sudut pembawa (${\displaystyle \omega }$) dibuat berubah-ubah dengan amplitudo isyarat pemodulasi.

${\displaystyle \omega =\omega _{o}+K_{t}V_{m}cos\omega _{m}t\,\!}$

Di mana ${\displaystyle f_{o}={\frac {\omega _{o}}{2\pi }}\,\!}$ adalah frekuensi tengah pembawa. Dan ${\displaystyle f_{m}}$=${\displaystyle {\frac {\omega _{m}}{2\pi }}\,\!}$ adalah frekuensi isyarat pemodulasi. Dengan integrasi: ${\displaystyle v=V_{o}cos\left(\omega _{o}t+{\frac {k_{t}V_{m}}{\omega _{m}}}sin\omega _{m}t\right)\,\!}$

Modulasi

Modulasi sudut (angle modulation) secara umum memiliki bentuk sebagai berikut^[1]

${\displaystyle s(t)=A_{c}cos(\theta _{i}(t))}$

Modulasi frekuensi merupakan salah satu bentuk dari modulasi sudut. Frekuensi sesaat dari sinyal carrier berubah secara linear mengikuti sinyal informasi m(t)

${\displaystyle f_{i}=f_{c}+k_{f}m(t)}$

Dengan mengintegralkan persamaan di atas terhadap waktu, kemudian dikalikan ${\displaystyle 2\pi }$ , maka akan didapatkan

${\displaystyle \theta _{i}(t)=2\pi f_{c}t+\int _{0}^{t}k_{f}m(t)dt}$

Sehingga didapatkan sinyal FM sebagai berikut

${\displaystyle s(t)=A_{c}cos(2\pi f_{c}t+\int _{0}^{t}k_{f}m(t)dt)}$

Pembangkitan sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah menggunakan VCO. Frekuensi osilasi dari VCO akan berubah secara linear mengikuti nilai tegangan sinyal masukan yang merupakan sinyal informasi.

Proses demodulasi sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya adalah menggunakan phase-locked loop (PLL) dan zero-crossing detector. PLL digunakan untuk mengetahui fasa dan frekuensi sesaat dari suatu sinyal. PLL terdiri dari tiga komponen, yaitu VCO, detektor fasa (pengali sinyal), dan filter lowpass (loop filter).

Sementara itu, penggunaan zero-crossing detector sebagai demodulator sinyal FM didasarkan pada pemanfaatkan zero-crossing detector untuk mengetahui nilai frekuensi sesaat dengan melihat banyaknya jumlah kejadian nilai tegangan sinyal menyeberangi nilai nol.

Deviasi frekuensi

Harga maksimum ${\displaystyle {\frac {k_{f}V_{m}}{2\pi }}\,\!}$ disebut dengan deviasi frekuensi dan ditulis dengan ${\displaystyle \Delta \,f}$ Perbandingan deviasi maksimum dalam Hertz diperoleh dengan

${\displaystyle GANATAFM92.3MHz}$

${\displaystyle \therefore \,v=V_{o}\,cos(\omega _{o}t+m_{f}\,sin\omega _{m}t)\,\!}$

Kelebihan

Keunggulan FM terhadap AM adalah:

1. Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancar yang tinggi.
2. Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jalur yang sama.

Kekurangan

Kerugian FM adalah kebutuhannya akan lebar jalur yang lebih lebar

${\displaystyle B_{w}=2m_{f}f_{m(max)}=2\Delta \,f_{max}\,\!}$

Untuk siaran hiburan, harga f_m(max) biasanya adalah ${\displaystyle \pm }$ 75 kHz yang memungkinkan frekuensi pemodulasi sebesar 15 kHz.

Aplikasi

Lihat pula

• Modulasi amplitudo

Referensi