Modulasi Frekuensi Mengapa Diperlukan

Mengapa sebuah signal perlu di modulasi?

Gelombang suara dan musik jika ditangkap oleh microphone di ubah ke Voltase. Jika di lihat di Osiloskop, kita bisa melihat perubahan tegangan (Voltase) dari suara tsb.

Domain ini disebut domain waktu (t) vs amplitudo.

Sebenarnya yang terjadi adalah beberapa frekuensi ditangkap oleh microphone dan diubah ke Voltase. Sinyal tsb sebenarnya bisa di urai dalam frekuensi nya, dan bisa dilihat di Spectrum Analyzer.

Spektrum Yang Bisa Didengar

Secara umum spektrum yang bisa di dengar telinga manusia adalah signal dalam range frekuensi:

2 kHZ  -  20 kHz


Jadi jika kita lewat ke sebuah konser musik, dimana di dekat kita banyak orang yang berbicara (audio 3,4 kHz) maka frekuensi signal yanng berseliweran di sekitar kita adalah dari 2 kHz - 20 kHz.

Bagaimana suara-suara itu kita transmisikan?

Penjelasan lebih detail disini.

Bisa saja range frekuensi yang rendah tsb kita transmisikan. Tapi ada 3 masalah jika kita transmisikan frekuensi 20 kHz tsb yaitu:

1. Diperlukan antenna yang besar.

Untuk transmit/receive yang sempurna diperlukan antenna 1/4 lambda.

Untuk frekuensi 20 kHz, maka panjang antenna:

lambda = c / f = 3 x 10^8 / 20 x 10^3 = 15 km

1/4 lamda = 3.75 km

Kebayang gak gimana bentuknya bikin pemancar sebelah tenda konser musik itu dengan tinggi antena 3.75 km ?

2. Butuh Power Amplifier yang besar

Power yang di transmisikan

P = (1/lamda)^2

Arinya frekuensi mengecil, lambda membesar, power mengecil secara kuadrad.

Artinya power dari signal 20 kHz ini akan sangat kecil sekali. Sehingga perlu Power Amplifier yang sangat-sangat besar.

3. Overlap Transmitter

Bayangkan jika 200 meter dari tempat konser musik itu ada konser musik lainnya. Jika di konser musik yang pertama transmit signal 20 kHz, dan 200 meter di sebelahnya juga transmit di 20 kHz, maka akan terjadi tabrakan signal.

Sehingga tidak akan ada signal yang bisa di kirim ke jarak yang lebih jauh.

Lalu apa solusinya?

Solusinya adalah menumpangkan signal frekuensi rendah (signal audio dan music) ke frekuensi yang lebih tinggi.

Contoh:

20 kHz kita tumpangkan di 300 MHz signal (disebut carrier).

Makan panjang antenna yang dibutuhkan adalah:

lambda = 3 x 10^8 / 300 x 10^6 = 1 meter
1/4 lamda = 25 cm

Kebayang di konser musik yang pertama perlu trasmitter dengan antenna hanya 25 cm.

Atau misal kita transmit dengan carrier 900 MHz (frekuensi GSM), maka

lambda = 3 x 10^8 / 900 x 10^6 = 0.33 meter
1/4 lamda = 8.3 cm

Maka dalam handphone ada antenna sepanjang 8.3 cm.