fix laporan tetap 3 dst
TRANSCRIPT
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
PERCOBAAN III
PENGENALAN SINYAL DIGITAL
1. JUDUL PERCOBAAN
Pengenalan Sinyal Digital
2. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini akan didapat :
Bahwa data, dalam hal ini diwakili oleh data word, dapat dikirim sebagai
sebuah arus digit, sejumlah bit persatuan waktu kemudian diubah pada
sebuah penerima jarak jauh.
Bahwa sinyal analog dapat diubah menjadi data word dan dikirimkan
melalui proses ini.
Bahwa komunikasi (sebagai contoh adalah telepon) dapat dilakukan
dengan cara ini.
3. ALAT PERCOBAAN
Sumber data DCS297A 1 buah
Penerima data DCS297H 1 buah
Modul suara DCS297K 1 buah
Power Supply 1 buah
Kabel penghubung DCS297M 1 buah
Generator fungsi 1 buah
Osciloskop dua channel 1 buah
4. DASAR TEORI
Sistem komunikasi digital adalah suatu cara mengirimkan bentuk bilangan
dari suatu tempat ke tempat lain untuk menyampaikan informasi. Informasi dapat
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
berupa sekelompok digit ( biasanya dalam bilangan binner). Kelompok ini disebut
pesan digital. Adalah tepat untuk mengirimkan digit secara berseri (sambung
menyambung secara atau satu persatu) dan menyatukannya kembali sebagai
sebuah kata pada saat penerimaan akhir. Clock bit (bit dan pesan) sangat penting
untuk mengontrol proses penyambungan dan penyambungan ulang, yang juga
merupakan contoh proses yang. Informasi analog termasuk sinyal tegangan dari
sebuah telepon, dapat diubah ke dalam bentuk digital, dikirimkan dari sebuah
telepon, dapat diubah ke dalam bentuk digital, dikirimkan malalui saluran
komunikasi digital dan diubah lagi bentuk analog pada alat penerima. Frekuensi
tertinggi yang dapat dikirim tergantung dengan angka yang digunakan.
Pulse Code Modulation (PCM) adalah peralatan yang berfungsi sebagai
pengubah sinyal analog menjadi sinyal digital pada bagian kirim dan dari digital
ke analog pada bagian terima. Disamping fungsi tersebut PCM juga berfungsi
sebagai multiflexing (time division multiplexing).
Proses digitalisasi pada bagian kirim system PCM dilakukan melalui :
Sampling
Compressing
Quantizing
Coding
Sedangkan di bagian terima, konversi dari digital ke analog dilakukan
dengan melalui :
Decoding
Expanding
Low Pass Filter
Sebelum dilakukan proses sampling dan proses lainnya untuk mengubah
sinyal suara( analog) menjadi sinyal digital(binneri digit) maka sinyal suara
terlabih dahulu harus melewati alat yang disebut Band Pass Filter (BPF).
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
4.1. BAND PASS FILTER ( BPF )
Gambar 3.1 Penyaringan Frekuensi Suara
Fungsi Band Pass Filter (BPF) :
1. Menyaring sinyal voice yang diharapkan
2. Menghilangkan / membatasi Noise
4.1.1 SAMPLING
Gambar 3.2. Proses Sampling
f = 1 / T atau T = 1 / f Maka T = 1/8000 = 125 uS
4.1.2. QUANTIZING
Proses pemberian harga berupa level tegangan terhadap setiap pulsa
keluaran dari pulsa PAM.
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Gambar 3.3. Proses Kuantisasi
4.1.3 CODING
Proses pengubah dari sinyal analog yang sudah dikuantisasi menjadi sinyal
digital, dimana setiap pulsa PAM yang sudah dikuantisasi, dikodekan menjadi 8
Bit ( binary digit / Byte ) secara serial
Gambar 3.4. Proses Coding
Tabel I. Harga Bit A, Bit B dan Bit C
Tabel 2. Harga Bit W, Bit X, Bit Y, dan Bit Z
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Gambar 3.5. Grafik Segmen pengisian bit
Cara pengisian 8 Bit tiap tiap Time Slot, dari gambar sebelumnya terlihat
bahwa :
1. Polaritas positip, maka bit S adalah “ 1 “
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
2. Berada pada Segmen ke “ 0 “, maka bit A = 0 , bit B =0 dan bit C = 0 (lihat
tabel.1)
3. Dan berada pada Interval ke “ 7 “, maka bit W = 0, bit X = 1, bit Y = 1 dan bit
Z = 1 (lihat tabel 2)
Sehingga code 8 bit dari pulsa tersebut adalah :
Suatu sinyal digital binner akan terdiri dari serentetan bit-bit yang harus
dipresentasikan oleh sebuah bentuk gelombang tegangan dan arus, yang
merupakan pesan digital seperti urutan 01000111011, ditimbulkan dari sebuah
mesin tulis tele yang mengimkan huruf G dalam kode ASCII (American Standard
Code for Information Interchange) yang kemudian ditunjukkan dalam bentuk
gelombang yang dihasilkan untuk transmisi sinkron unipolar (unipolar
synchronous transmission) dimana bit-bit 1 dikirimkan sebagai pulsa-pulsa
tegangan positif (+V) dan bit-bit 0 sebagai tegangan nol. Dalam ASCII, bit 0 yang
pertama digunakan untuk permlaan sinkronisas, tujuh digit berikutnya
mengandung huruf yang sedang dikirim, bit yang kedelapan untuk suatu bentuk
deteksi kesalahan dan dua buah bit 1 yang terakhir untuk menghentikan
sinkronisasi.
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
5. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Bukalah program simulasi EWB (Electronic Workbench).
Gambat 3.6. Tampilan pertama jendela EWB
2. Buka file, open, circuits, adc-dac1.ewb
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Gambat 3.7. Tampilan pertama jendela EWB
3. Buat Rangkaian DAC seperti pada gambar, Buka property Word
Generator Isikan address Awal dan Akhir, Isikan data word seperti pada
gambar.
4. Lakukan Pengaturan Fekuensi kerja dalam hail ini 1 kHz
5. Isikan data pada table pada word generator
Address Character Nilai ASCII
0000 A 0041
0001 R 0052
0002 Y 0059
0003 U 0055
0004 L 004C
0005 I 0049
0006 U 0055
0007 S 0053
0008 0000
6. Amati bentuk Gelombang pada oscilloscope
7. Bandingakan Nilai yang terukur pada oscilloscope dengan hasil pergitungan
Nilai ASCII Nilai Desimal Hasil Perhitugan Kesalahan %
0041
0052
0059
0055
004C
0049
0055
0053
0000
8. Berikan Kesimpulan saudara menegnai ADC
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
PERCOBAAN Analog to Digital Converter
1. Buat rangkaian ADC Seperti Pada gambar
2. Rangkailah kembali gambar di atas satu persatu pada jendela baru dengan
komponen-komponen rangkaian sebagai berikut :
Function generator 1 buah
Analog to digital converter 1 buah
Digital to analog converter (volt) 1 buah
Battery 10 volt 2 buah
Ground 3 buah
Oscilloscop 1 buah
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Logic analyzer 1 buah
3. Buat rangkaian Seperti pada gambar
4. Setting Generator fungsi pada bentuk gelombang Sinus dengan Ampitudo
10 Volt, Frekuensi 100 Hz
5. Atur Frekuensi Clock Sebesar 10, 20,40,80 kali frekuensi Clock , seperti
pada table berikut:
No Freq Sinyal Frek Clock Jumlah
Sampel Ket
1 100 Hz 1000 Hz
2 2000 Hz
3 4000 Hz
4 8000 Hz
5 16000 Hz
6 200 Hz 1000 Hz
7 2000 Hz
8 4000 Hz
9 8000 Hz
10 16000 Hz
6. Lakukan Hal yang sama Untuk bentuk Gelombang yang lainnya.
7. Jelaskan Huhungan antara bentuk gelombang dan perbandinga frekuensi
singal dengan frekuensi clock
8. Beuat kesimpulan dari percobaan yang saudara lakukan
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
TUGAS PERTANYAAN
1. Dari percobaan di atas apakah keunggulan sistem komunikasi dengan
menggunakan sistem digital dibandingkan sistem analog?
2. Apakah kelemahan sistem komunikasi digital dibandingakn dengan
sistem komunikasi analog?
3. Gambarkan prinsip kerja dari sistem komunikasi digital?
4. Jelaskan proses pengiriman sinyal dari pengirim ke penerima pada
komunikasi melalui telepon?
5. Apa yang dimaksud dengan proses sampling, quantizing, coding?
6. Apa perbedaan kode data NRZ dan RZ?
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Kutipan I
Pengertian Sinyal Digital
Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal
menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), sehingga tidak
mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat,
tetapi transmisi dengan isyarat digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman
data yang relatif dekat. Biasanya isyarat ini juga dikenal dengan isyarat diskret.
Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Sistem 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.
Sinyal 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.
Kelebihan informasi digital adalah kompresi dan kemudahan utnuk
ditranfer ke media elektronik lain. Kelebihan ini dimanfaatkan secara optimal oleh
teknologi internet, misalnya dengan menaruhnya ke suatu website atau umumnya
disebut dengan meng – upload. Cara seperti ini disebut online di dunia cyber.
(Dikutip dari : http://id.wikipedia.org/wiki/Sinyal_Digital)
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Kutipan II
Alasan Mengapa Sinyal Digital
Pada saat ini banyak teknologi-teknologi yang memakai Teknologi Sinyal
Digital. Karena kelebihan kelebihannya, antara lain:
1. untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah
dibandingkan sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat
menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk.
Sedangkan media penyimpanan sinyal analog adalah pita tape magnetik.
2. lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.
3. lebih kebal terhadap perubahan temperatur.
4. lebih mudah pemrosesannya.
(Dikutip dari : http://www.firmanthok.web.id/2012/01/pengenalan-sinyal-
analog-dan-digital.html)
Kutipan III
Proses Pengolahan Sinyal Digital
Proses pengolahan sinyal digital, diawali dengan proses pencuplikan sinyal
masukan yang berupa sinyal kontinyu. Proses ini mengubah representasi sinyal
yang tadinya berupa sinyal kontinyu menjadi sinyal diskrete. Proses ini dilakukan
oleh suatu unit ADC (Analog to Digital Converter). Unit ADC ini terdiri dari
sebuah bagian Sample/Hold dan sebuah bagian quantiser. Unit sample/hold
merupakan bagian yang melakukan pencuplikan orde ke-0, yang berarti nilai
masukan selama kurun waktu T dianggap memiliki nilai yang sama. Pencuplikan
dilakukan setiap satu satuan waktu yang lazim disebut sebagai waktu cuplik
(sampling time). Bagian quantiser akan merubah menjadi beberapa level nilai,
pembagian level nilai ini bisa secara uniform ataupun secara non-uniform misal
pada Gaussian quantiser.
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Unjuk kerja dari suatu ADC bergantung pada beberapa parameter, parameter
utama yang menjadi pertimbangan adalah sebagai berikut :
Kecepatan maksimum dari waktu cuplik.
Kecepatan ADC melakukan konversi.
Resolusi dari quantiser, misal 8 bit akan mengubah menjadi 256 tingkatan
nilai.
Metoda kuantisasi akan mempengaruhi terhadap kekebalan noise.
Gambar 1. Proses sampling
Sinyal input asli yang tadinya berupa sinyal kontinyu, x(T) akan dicuplik
dan diquantise sehingga berubah menjadi sinyal diskrete x(kT). Dalam
representasi yang baru inilah sinyal diolah. Keuntungan dari metoda ini adalah
pengolahan menjadi mudah dan dapat memanfaatkan program sebagai
pengolahnya. Dalam proses sampling ini diasumsikan kita menggunakan waktu
cuplik yang sama dan konstan, yaitu Ts. Parameter cuplik ini menentukan dari
frekuensi harmonis tertinggi dari sinyal yang masih dapat ditangkap oleh proses
cuplik ini. Frekuensi sampling minimal adalah 2 kali dari frekuensi harmonis dari
sinyal. Untuk mengurangi kesalahan cuplik maka lazimnya digunakan filter anti-
aliasing sebelum dilakukan proses pencuplikan. Filter ini digunakan untuk
meyakinkan bahwa komponen sinyal yang dicuplik adalah benar-benar yang
kurang dari batas tersebut. Sebagai ilustrasi, proses pencuplikan suatu sinyal
digambarkan pada gambar berikut ini.
Gambar 2. Pengubahan dari sinyal kontinyu ke sinyal diskret
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Setelah sinyal diubah representasinya menjadi deretan data diskrete,
selanjutnya data ini dapat diolah oleh prosesor menggunakan suatu algoritma
pemrosesan yang diimplementasikan dalam program. Hasil dari pemrosesan akan
dilewatkan ke suatu DAC (Digital to Analog Converter) dan LPF (Low Pass
Filter) untuk dapat diubah menjadi sinyal kontinyu kembali. Secara garis besar,
blok diagram dari suatu pengolahan sinyal digital adalah sebagai berikut :
Gambar 3. Blok Diagram Sistem Pengolahan Sinyal Digital
Proses pengolahan sinyal digital dapat dilakukan oleh prosesor general
seperti halnya yang lazim digunakan di personal komputer, misal processor
80386, 68030, ataupun oleh prosesor RISC seperti 80860. Untuk kebutuhan
pemrosesan real time, dibutuhkan prosesor yang khusus dirancang untuk tujuan
tersebut, misal ADSP2100, DSP56001, TMS320C25, atau untuk kebutuhan
proses yang cepat dapat digunakan paralel chip TMS320C40. Chip-chip DSP ini
memiliki arsitektur khusus yang lazim dikenal dengan arsitektur Harvard, yang
memisahkan antara jalur data dan jalur kode. Arsitektur ini memberikan
keuntungan yaitu adanya kemampuan untuk mengolah perhitungan matematis
dengan cepat, misal dalam satu siklus dapat melakukan suatu perkalian matrix.
Untuk chip-chip DSP, instruksi yang digunakan berbeda pula. Lazimnya mereka
memiliki suatu instruksi yang sangat membantu dalam perhitungan matrix, yaitu
perkalian dan penjumlahan dilakukan dalam siklus (bandingkan dengan 80386,
proses penjumlahan saja dilakukan lebih dari 1 siklus mesin).
(Dikutip dari : http://setiawan.blog.uns.ac.id)
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Kutipan IV
Kerugian Sinyal Digital
Disamping keunggulan, pengolahan sinyal digital juga mempunyai
beberapa kerugian, antara lain:
a. Bertambahnya sistem yang komplek dalam pengolahan digital untuk
sinyal analog karena diperlukan alat sebelum dan sesudah pengolahan
seperti konverter A/D dan D/A, beserta penapis dan rangkaian digital
lainnya.
b. Terbatasnya jangkauan frekuensi yang dapat diproses:
c. Kerugian ketiga berawal dari kenyataan bahwa sistem digital disusun
dengan menggunakan alat aktif yang mengkonsumsi power listrik,
sedangkan algoritma pengolahan analog diimplementasikan dengan
rangkaian pasif. Dalam hal ini alat aktif kurang dapat dipercaya daripada
alat pasif untuk mengolah sinyal karena dapat mempengaruhi sinyal yang
diolahnya.
Tabel 2.1. Laju pengolahan beberapa pengolah sinyal digital
Pengolah Sinyal Digital Clock
(MHz)
Laju Pengolahan
(x 106 data per detik)
Keterangan
FPGA (VHDL deskripsi watak) 10 10 100 CLB
FPGA (VHDL struktural) 50,5 5,61 68 CLB
TMS320C25-50 50 3,125 MAC tunggal
TMS32020 10 1,25 MAC tunggal
(http//www.lpp.uns.ac.id/BabII.TinjauanPustaka, diakses 2008)
Kutipan V
Proses Digitalisasi
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Bentuk tegangan pada analog sesuai dengan perubahan informasi. Bentuk
tegangan pada digital adalah bit ( tegangan tinggi “1” atau tegangan rendah “0”)
Maka proses mengubah analog menjadi digital adalah sebagai berikut :
Sistem transmisi digital menyalurkan informasi digital
Proses sampling
Proses quantizing
Output-nya adalah sinyal digital
Dengan menggunakan PCM 30 dapat digambarkan urutannya sebagai berikut :
Sampling Quantizing Encoding Multiplexing
(Dikutip dari : http://www.stttelkom.ac.id/bahan ajar/Modul
6.transmisidigital, diakses 2007)
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
6. Data Hasil Percobaan
Tabel I
Address Character Nilai ASCII Binary Oktal
0000
M 004D 1001101 115
0001
R 0052 1010010 122
0002
I 0049 1001001 111
0003
Z 005A 1011010 132
0004 A 0041 1000001 101
Tabel II
Nilai ASCII Nilai Desimal
004D
77
0052
82
0049
73
005A
90
0041 65
Tabel III
No Frekuensi Sinyal Frekuensi Clock Jumlah Sampel
1
100 Hz 1270 Hz 14
2
2270 Hz 22
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
3
4270 Hz 40
4
200 Hz 1270 Hz 7
5
2270 Hz 12
6
4270 Hz 20
Lampiran Gambar Rangkaian 1. Rangkaian 1
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
2. Rangkaian II
Lampiran Gambar 1. Gambar Word Generator
Rangkaian 1
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
2. Gambar
Oscilloscope Frekuensi
100 Hz frekuensi
clock 2270
2. frekuensi clock 2270 Hz
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
3. Frekuensi
Siny
al
100
Hz, Frekuensi Clock 4270 Hz
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
4. Frekuensi Sinyal 200
Hz, Frekuensi Clock
1270 Hz
5. Frekuensi Sinyal 200 Hz,
Frekuensi Clock 2270 Hz
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
6. Frekuensi Sinyal 200
Hz, Frekuensi Clock 4270
Hz
Meiriza Afriadi
03101004017
Muhammad Wahid Pengenalan Sinyal Digital
Daftar Pustaka
Tim Laboratorium Dasar Sistem Telekomunikasi. 2012. Modul Praktikum Dasar
Sistem Telekomunikasi. Inderalaya: Universitas Sriwijaya.
______.2012.BABII.(Online).http//www.lpp.uns.ac.id/BabII.TinjauanPustaka.
(Diakses Pada : 3 Maret 2012)
______.2012.BahanAjarModulTransmisiDigital.(Online).http://www.stttelkom.ac.
id/bahan ajar/Modul 6.transmisidigital.(Diakses Pada : 3 Maret 2012)
______.2012.PengenalanSinyalAnalogDanDigital.(Online).http://www.firmantho
k.web.id/2012/01/pengenalan-sinyal-analog-dan-digital.html.(Diakses
Pada : 3 Maret 2012)
______.2012.SinyalAnalogDanDigital.(Online).http://setiawan.blog.uns.ac.id(Dia
kses Pada : 3 Maret 2012)
______.2012.SinyalDigital.(Online).http://id.wikipedia.org/wiki/Sinyal_Digital.(D
iakses Pada : 3 April 2012)