gerbang logika dasar

MODUL II

JUDUL  : GERBANG LOGIKA

GERBANG LOGIKA DASAR

            Gerbang logika merupakan dasar pembentukan sistem digital. Gerbang logika beroperasi dengan bilangan biner, sehingga disebut juga gerbang logika biner.

Tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah TINGGI atau RENDAH. Tegangan tinggi berarti 1, sedangkan tegangan rendah berarti 0.

1.    Gerbang AND

            Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika 0.

 

                    A

                           B

                                 

                                   Gambar Gerbang Logika AND

Masukan A       B	Keluaran Y
0          0 0          1 1          0 1       1	0 0 0 1

                                   Tabel Kebenaran AND

            Pernyataan Boolean untuk Gerbang AND

                           A . B = Y  (A and B sama dengan Y )

2.    Gerbang NAND (Not AND)

            Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan pada logika 1. sebaliknya jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada gerbang NAND, maka keluaran akan bernilai 1.

 

                    A                                _______________

                                                                                    Y

                    B

                                 

                                   Gambar Gerbang Logika NAND

Masukan A       B	Keluaran Y
0       0 0       1   1       0 1       1	1 1 1 0

                                   Tabel Kebenaran NAND

3.    Gerbang OR

            Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 0, maka semua masukan harus dalam keadaan 0.

                                           Gambar Gerbang Logika OR

Masukan A       B	Keluaran Y
0       0 0       1   1       0 1       1	0 1 1 1

                                      Tabel Kebenaran OR

4.    Gerbang NOR

            Gerbang NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukannya harus dalam keadaan 0.

                                           Gambar Gerbang Logika NOR

Masukan A       B	Keluaran Y
0       0 0       1   1       0 1       1	1 0 0 0

                                      Tabel Kebenaran NOR

5.    Gerbang XOR

            Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang berbeda.

                                         Gambar Gerbang Logika XOR

Masukan A       B	Keluaran Y
0       0 0       1    1       0 1       1	0 1 1 0

                                      Tabel Kebenaran XOR

6.    Gerbang NOT

            Gerbang NOT merupakan gerbang satu masukan yangberfungsi sebagai pembalik (inverter).

Masukan A	Keluaran Y
0     1	1 0

    Phasa Shift Keying (PSK)

Amplitudo Shift Keying adalah penguncian tegangan sinyal binary pada pergeseran phasa sinyal pembawa. Perubahan biner tersebut akan mempegaruhi  perubahan phasa dari frekuensi IF. Pada gambar II.10 terlihat perubahan sinyal masukan dan sinyal keluaran pada modulasi Phasa Shift Keying

Gambar II.10 DIAGRAM PEWAKTUAN

Dalam komunikasi  digunakan berbagai macam sistem modulasi RF seperti, yang biasa digunakan dikomunikasi radio yang umum seperti FM, FSK, PSK. Tetapi sesuai dengan sinyal base bandnya sistem modulasi yang sesuai digunakan adalah modulasi FM atau PSK.

Untuk sinyal-sinyal analog biasanya digunakan modulasi FM, seperti pada sistem komunikasi radio teresterial. Untuk sistem SCPC (Single Channel Per Carrier), digunakan FM dengan lebar pita frekuensi, sekitar 75 KHz, tetapi ada juga sistem dengan 50 KHz bahkan 22.5 KHz. Untuk sinyal berkanal banyak dengan FDM, maka sistemnya bisa menjadi FDM-FDMA.

Dalam pengiriman sinyal digital dari sumber ke tujuan, sebagian dari hubungannya merupakan saluran radio. Akan tetapi, karena dalam sistem digital yang dikirim salurannya hanyalah dua macam informasi yaitu angka 1 dan 0, modulasinya bisa lebih sederhana. Sistem modulasi yang paling umum digunakan adalah sistem PSK (Phase Shift Key). Dalam sistem ini untuk bit 1 dan 0 gelombang pembawa diberi beda fase yang cukup besar seperi 0º dan 180º. Sebaliknya, di penerima detektor hanya mendeteksi perbedaan fase ini dan memberikan pulsa-pulsa bit 1 dan 0. Deretan bit 1 dan 0 dapat berasal dari suatu sitem FDMA, TDMA ataupun CDMA.

Bergantung kepada beda phase yang diberikan untuk setiap informasi, ada beberapa jenis PSK, yaitu :

1.    BPSK (Binary Phase Shift Keying)

Disini bit 1 dan 0 diberi beda fase sebesar 180º atau π.

2.    QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

Disini untuk setiap informasi dapat diberikan M-fase yang berbeda. Secara umum, diambil harga-harga dari hubungan :

N = 2LogM

Dimana : M = Jumlah kemungkinan sudut fase/posisi yang berbeda

                      N = Jumlah bit untuk setiap fasenya.

Misalnya QPSK, dimana dapat diperoleh 4 posisi yang berbeda dengan beda fase masing-masing sebesar π/2 dan setiap posisi mempunyai 2 bit sehingga keempat posisi dapat mewakili informasi (symbol) 00,01,10 dan 11. Dengan 8-PSK ada 8 posisi dengan beda fase masing-masing sebesar π/4 dengan 3 bit setiap symbolnya mewakili 100, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.           

2.3.1 Sistem Modulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying)

Disini bit 1 dan 0 diberi beda fase sebesar 180º atau π.

Diagram blok rangkaian pemancar dan penerima BPSK diperlihatkan pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Diagram blok rangkaian pemancar dan penerima BPSK

Setelah dari modulator, pulsa-pulsa dilewatkan tapis seperti biasa untuk memenuhi syarat Nyquist, namun karena pulsa-pulsa yang masuk ke tapis bukan suatu yang merupakan “impulse” (sehingga V(f) = V), tetapi sebuah pulsa segiempat dengan amplitudo V dan lebar Tb, maka dalam spektrumnya, amplitudo sinyal-sinyal harmonisasi akan berubah sesuai rumus.

 

Agar sinyal yang dikirim mendekati pulsa-pulsa Nyquist, setelah dari tapis, sinyal dilewatkan Equalizer dengan karakteristik frekuensi :

 

Sehingga sinyal yang dipancarkan mendekati sinyal Nyquist dimana karakteristiknya adalah V(f)= V, paling tidak untuk daerah utama dari spektrum yang terleat di dalam daerah frekuensi utamanya.

Dengan cara ini daerah pita frekuensi :

Spektrumnya cukup konstan.

Dipenerima, setelah melalui suatu band pass filter, sinyal akan dilewatkan sebuah demodulator. Biasanya sinyal osilator lokalnya disingkronisasikan dengan sinyal pembawa. Sinyal BPSK dengan perbahan fasa yang cukup tajam dari 0 dan π, sebenarnya merupakan sinyal DSB-SC (Double Side Band-Supressed Carrier), yang spektrumnya justsru terdiri dari LSB dan USB tanpa frekuensi pembawa. Jadi agak susah disingkronisai ^[5].

2.3.2 Sistem Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

Sistem QPSK diperoleh dari sistem BPSK yang digabung. Untuk membedakan kedua sistem BPSK-nya, gelombang pembawa kedua digeser fasanya sejauh π/2. Untuk membedakannya, kedua jalur BPSK biasa diidentifikasikan sebagai jalur I (In-phase) dan Q (Phase-Quadrature). Pulsa-pulsa masukan juga dilewatkan ke suatu pembagi, sehingga jika laju pengiriman sinyal asli adalah Rb, laju pengiriman tiap jalur adalah Rb/2 atau laju pengiriman sistem QPSK hanya memerlukan lebar pita RF kurang lebih hanya separuh dari sistem BPSK. Sehingga RF spektrum yang tersedia atau (transponder sebuah satelit) dapat diisi dengan lebih banyak saluran. Sistem pemancar QPSK dapat diperlihatkan seperti Gambar 2.8 ^[5].

Vu1 cos ωct – VuQ sin ωct

Dari gambar terlihat bahwa, sinyal keluaran dari modulator dapat ditulis sebagai berikut :