Keunggulan modulasi FM dibandingkan AM,Keunggulan sinyal Digital daripada Analog

Kenapa Gelombang FM Lebih Jernih Dibanding AM?Gelombang AM sudah lama ditinggal. Nyaris semua radio bermain di jalur FM. Kenapa sih FM lebih jernih?Hingga tahun delapan puluhan, stasiun radio broadcast (siaran) banyak menggunakan modulasi AM (Amplitude Modulation). Pada saat itu, umumnya enggak ada siaran radio yang mampu menampilkan suara bening, apalagi stereo. Belum lagi kalau cuaca sedang enggak mendukung. Wah, pokoknya kita enggak bisa menikmati indahnya suara musik senyaman saat ini.Setelah periode itu, mulai bermunculan stasiun radio siaran pengusung modulasi FM (Frequency Modulation). Jenis modulasi ini mampu memanjakan pendengar siaran karena menghasilkan suara yang lebih bening. Selain itu, ia dapat diterima dengan pola mono atau stereo. Maksudnya, jika radio penerima kita hanya bisa menerima siaran mode mono, maka ia menampilkan suara mono. Sedang radio penerima tipe stereo punya pilihan untuk menampilkan suara mono atau stereo beneran (real stereo) sesuai dengan yang dipancarkan oleh stasiun radio siaran.Sebelum kita membahas lebih detail keuntungan dan kerugian modulasi FM dan AM,,,alangkah baiknya kita mempelajari apa sih modulasi FM dan AM itu?

Analogi modulasiDalam istilah teknik, kata modulasi mempunyai definisi yang cukup panjang. Tapi, hal itu dapat dijelaskan dengan analogi sederhana berikut: kalau kita ingin pergi ke tempat lain yang jauh (yang tidak bisa di lakukan dengan jalan kaki atau berenang), kita harus menumpang sesuatu.Sinyal informasi (suara, gambar, data) juga begitu. Agar dapat dikirim ke tempat lain, sinyal informasi harus ditumpangkan pada sinyal lain. Dalam konteks radio siaran, sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier).Jenis dan cara penumpangan sangat beragam. Dari tinjauan “penumpang”, cara menumpangkan manusia pasti berbeda dengan paket barang atau surat. Hal serupa berlaku untuk penumpangan sinyal analog yang berbeda dengan sinyal digital. Penumpangan sinyal suara juga akan berbeda dengan penumpangan sinyal gambar, sinyal film, atau sinyal lain.Dari sisi pembawa, cara menumpang di pesawat terbang akan berbeda dengan menumpang di mobil, bus, truk, kapal laut, perahu, atau kuda. Hal yang sama juga terjadi pada modulasi. Di mana cara menumpang ke amplitudo gelombang carrier akan berbeda dengan cara menumpang di frekuensi gelombang carrier.

Gelombang/sinyal “carrier”Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi beragam/variabel dengan range 20 Hz hingga 20 kHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Frekuensi sinyal carrier ditetapkan dalam suatu alokasi frekuensi yang ditentukan oleh badan yang berwewenang.Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan pada frekuensi 87,5 MHz hingga 108 MHz. Alokasi itu terbagi untuk 204 kanal dengan penganalan kelipatan 100 kHz. Kanal pertama berada pada frekuensi 87,6 MHz, sedangkan kanal ke 204 berada pada

frekuensi 107,9 MHz. Penetapan tersebut dan aturan lainnya tertuang dalam Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM 15 Tahun 2003.Frekuensi carrier inilah yang disebutkan oleh stasiun radio untuk menunjukkan keberadaannya. Misalnya, Radio XYZ 100,2 FM atau Radio ABC 98,2 FM. 100,2 Mhz dan 98,2 MHz adalah frekuensi carrier yang dialokasikan untuk stasiun bersangkutan.Karena berupa gelombang sinusoida, sinyal carrier mempunyai beberapa parameter yang dapat berubah. Perubahan itu dapat terjadi pada amplitudo, frekuensi, atau parameter lain. Contoh perubahan amplitudo dan perubahan frekuensi dari suatu sinyal asal ditunjukkan dalam gambar. Kemampuan untuk diubah inilah yang menjadi ide dari teknik-teknik modulasi.                                                     Modulasi AMDari banyak teknik modulasi, AM dan FM adalah modulasi yang banyak diterapkan pada radio siaran. Keduanya dipakai karena tekniknya relatif lebih mudah dibandingkan dengan teknik-teknik lain. Dengan begitu, rangkaian pemancar dan penerima radionya lebih sederhana dan mudah dibuat.Di pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena.Tentu saja dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga mau tidak mau akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim.Akibatnya, informasi yang terkirim pun akan berubah dan ujung-ujungnya mutu informasi yang diterima jelas berkurang. Efek yang kita rasakan sangat nyata. Suara merdu Andien yang mendayu akan terdengar serak, aransemen Dewa yang bagus itu jadi terdengar enggak karuan, dan suara Iwan Fals benar-benar jadi fals.Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gangguan (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli. Sementara, peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan. Dilema itu bisa saja diatasi dengan menggunakan teknik lain yang lebih rumit. Tapi, rangkaian penerima akan menjadi mahal, sementara hasil yang diperoleh belum kualitas Hi Fi dan belum tentu setara dengan harga yang harus dibayar.Itulah barangkali yang menyebabkan banyak stasiun radio siaran bermodulasi AM pindah ke modulasi FM. Konsekuensinya, mereka juga harus pindah frekuensi carrier karena aturan alokasi frekuensi carrier untuk siaran AM berbeda dengan siaran FM. Frekuensi carrier untuk siaran AM terletak di Medium Frequency (300 kHz - 3 MHz/MF), sedangkan frekuensi carrier siaran FM terletak di Very High Frequency (30 MHz - 300 MHz/VHF).

Modulasi FMDi pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena.Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil

kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier.Akibatnya, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Jadi, musik yang kita dengar akan serupa dengan kualitas musik yang dikirim oleh stasiun radio sehingga enggak salah kalau stasiun-stasiun radio siaran lama (yang dulunya AM) pindah ke teknik modulasi ini. Sementara stasiun-stasiun radio baru juga langsung memilih FM.

Selain itu, teknik pengiriman suara stereonya juga tidak terlalu rumit. Jadinya, rangkaian penerima FM stereo mudah dibuat, sampai-sampai dapat dibuat seukuran kotak korek api. Produk FM autotuner seukuran kotak korek api ini sudah gampang diperoleh di kaki lima dengan harga yang murah. Kualitasnya cukup memadai untuk peralatan semurah dan sekecil itu.fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya :

Lebih tahan noise Di antara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara, bandwidth (lebar pita) yang lebih besar, danFrekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line Of Sight).

Bandwith yang Lebih LebarSaluran siar FM standar menduduki lebih dari sepuluh kali lebar bandwidth (lebar pita) saluran siar AM. Hal ini disebabkan oleh struktur sideband nonlinear yang lebih kompleks dengan adanya efek-efek (deviasi) sehingga memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibanding distribusi linear yang sederhana dari sideband-sideband dalam sistem AM. Band siar FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi di mana tersedia bandwidth yang lebih lebar daripada gelombang dengan panjang medium (MW) pada band siar AM.

Fidelitas Tinggi Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval 50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan oleh masalah rancangan perangkatnya saja.

Transmisi Stereo Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong

kalangan industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai siaran FM secara keseluruhan.

Hak komunikasi Tambahan Bandwidth yang lebar pada saluran siar FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran data atau audio tambahan, sering disebut Subsidiary Communication Authorization (SCA), bersama dengan transmisi stereo. Saluran SCA menyediakan sumber penerimaan yang penting bagi kebanyakan stasiun radio dan sekaligus sebagai media penyediaan jasa digital dan audio yang berguna untuk khalayak.

 ISTILAH digital yang selalu kamu dengar sehari-hari itu berarti apa sih? Mulai dari jam digital, apa bedanya dengan jam analog ?  Apakah pesawat telpon kamu yang sudah memiliki tombol-tomol angka berarti sudah digital? (bandingkan dengan pesawat telp yang menggunakan ”piringan dial” apakah itu diesbut Analog? Lantas bagaimana dengan album musik kamu yang masih berupa pita kaset atau keping disk? Apakah termasuk kategori analog atau digital juga ? Atau bagaimana juga dengan kamera film (selulosa) dan juga kamera ”digital” kamu? Analog berarti kuno dan digital berarti moderen, analaog murah, digital mahal, atau analog berarti tidak seperti digital yang identik dengan angka-angka. Begitulah anggapan ”awam” tentang analog dan digital. Coba saja kamu lihat istilah jam analog dan jam digital, perbedaannya adalah yang menggunakan ”jarum” adalah analog, dan yang berupa ”display” angka-angka adalah digital.

Analog dan digital sebenarnya lebih kepada istilah dalam penyimpanan dan penyebaran data. Data Analog disebarluaskan melalui gelombang elekromagnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh faktor ”pengganggu”, sementara data digital adalah merubah data menjadi sederhana yaitu ”hanya” terdiri dari ”0” dan ”1”, yang akan lebih mudah untuk di sebarkan secara mudah tanpa terjadi ”gangguan”.Pemahaman yang mudah tentang analog dan digital adalah pada pita kase lagu dan file MP3 kamu. Jika kamu meng-copy (menyalin) atau merekam pita kaset, tentu hasilnya banyak ditentukan oleh alat perekamnya, kebersihan ”head” rekam nya, dan sebagainya, semakin banyak kamu merekam ke tempat lain, kualitas suaranya akan berubah. Tapi dengan meng-copy file MP3, kamu akan mendapat salinannya sama persis dengan aslinya, berapapun banyaknya kamu menggandakannya.Kini ada juga yang menyalin lagu-lagu dari pita kaset menjadi file, atau disebut juga "men-digital-isasi" Namun dalam bidang audio ini, sistem analog masih memiliki beberapa ”keunggulan” dibanding sistem digital, yang menyebabkan masih ada beberapa penggemar fanatik yang lebih menyukai rekaman analog.Perbedaan kamera analog (manual) dan kamera digital hanya terletak pada media penyimpanannya, kalau kamera sebelumnya ”menyimpan” data gambar dalam bentuk filem yang harus kamu proses dulu untuk bisa mendapatkan ”foto” nya, sementara kamrea digital menyimpan data gambarnya dalam bentuk data ”digital” yang bisa langsung kamu nikmati sesaat setelah ”dijepret”Dalam bidang telekomunikasi, perbedaan telepon analog dan digital, bukan berdasarkan jenis pesawat teleponnya, namun kepada ”sistem” di sentral teleponnya, walaupun untuk mendukung sistem sentra yang digital, diperlukan pesawat telepon khusus. Begitu juga dengan siaran televisi analog dan digital. Siaran Analog kadang terganggu oleh cuaca, letak bangunan, dan penyebab

lainnya, sementara siaran digital memiliki kualitas suara dan gambar yang lebih bagus, karena ”data”-nya tidak mengalami ”gangguan” saat dikirim ke TV penerima.

System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di code-kan

dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya /

jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat memengaruhi nilai akurasi system digital.

Contoh kasus. ada system digital dengan lebar 1 byte (8 bit). maka nilai-nilai yang dapat dikenali

oleh system adalah bilangan bulat dari 0 - 255 (256 nilai : 2 pangkat 8).

Kita bandingkan dengan system analog -- di antara angka 0 s/d 255 --... system analaog dapat

menghasilkan nilai sebanyak tidak terhingga (0..0,0002... dst).

Namun dengan semakin lebarnya bandwith digital (bisa hampir 3 GByte) dijaman sekarang ini

membuat semakin tipisnya perbedaan antara digital dan analog system.

Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada

teknologi analog yaitu :

  Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat

dikirim dengan kecepatan tinggi.

  Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak memengaruhi kualitas dan kuantitas

informsi itu sendiri.

  Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

  Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

MODULASI SIARAN RADIO, antara AM danFM

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu:

1. modulasi analog, di mana proses modulasi merupakan respon atas informsi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

o Modulasi berdasarkan sudut Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)o Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)

Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)

Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC) Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC) Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC) Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM) Quadrature amplitude modulation (QAM)

o Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut :

Uc = Ac sin (wc + qc)

Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai ‘Ac’ akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen ‘wc + qc’. Jika yang diubah-ubah adalah komponen ‘wc’ maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen ‘qc’ yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM).

2. modulasi digital, di mana suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital. Teknik yang umum dipakai dalam modulasi digital adalah :

o Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.o Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan

frekuensi.o Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.

Pada siaran radio, dalam pengoperasiannya menggunakan teknik modulasi, di mana sinyal yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). teknik modulasi yang sering dipakai adalah FM dan AM. Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi beragam dengan rentang 20 Hz hingga 20 kHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Di Indonesia, alokasi frekuensi sinyal carrier untuk siaran FM ditetapkan pada frekuensi 87,5 MHz - 108 MHz dan untuk siaran AM ditetapkan pada 530 kHz – 1600 kHz. Pada pemancar radio dengan teknik AM, amplitudo gelombang carrier akan diubah seiring dengan perubahan sinyal informasi (suara) yang dimasukkan. Frekuensi gelombang carrier-nya relatif tetap. Kemudian, sinyal dilewatkan ke RF (Radio Frequency) Amplifier untuk dikuatkan agar bisa dikirim ke jarak yang jauh. Setelah itu, dipancarkan melalui antena. Dalam perjalanannya mencapai penerima, gelombang akan mengalami redaman (fading) oleh udara, mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Gangguan-gangguan itu umumnya berupa variasi amplitudo sehingga akan memengaruhi amplitudo gelombang yang terkirim. Akibatnya, informasi

yang terkirim pun akan berubah dan mutu informasi yang diterima jelas berkurang.

Cara mengurangi kerugian yang diakibatkan oleh redaman, noise, dan interferensi cukup sulit. Pengurangan amplitudo gangguan (yang mempunyai amplitudo lebih kecil), akan berdampak pada pengurangan sinyal asli. Sementara, peningkatan amplitudo sinyal asli juga menyebabkan peningkatan amplitudo gangguan. Namun, AM juga mempunyai kelebihan yaitu jangkauan siaran dengan frekuensi ini lebih jauh (200 km) dan biaya untuk pemancar AM lebih murah daripada FM karena FM memiliki kemampuan transmisi stereo yang tidak dimiliki oleh pemancar AM. Pada pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya. Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah tercampur tadi dipancarkan melalui antena. Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat memengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier. Akibatnya, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM. Namun, FM memiliki jangkauan siaran terbatas (75 km), dibalik gunung/bukit tidak bisa ditangkap siarannya.

Jadi, bisa disimpulkan bahwa modulasi AM cocok digunakan untuk stasiun radio yang mempunyai pendengar mayoritas jauh dari stasiun pemancarnya dan modulasi FM cocok digunakan untuk stasiun radio yang mempunyai pendengar mayoritas dekat dari stasiun pemancarnya atau masih dalam kota yang sama. Namun, jika ingin mendapatkan pendengar sebanyak-banyaknya tanpa mengabaikan kualitas suara (biasa terjadi pada manajemen radio komersial), ada baiknya menggunakan kedua modulasi tersebut dalam memancarkan siarannya.

Sumber:www.elektroindonesia.comwww.kompas.com