pengolahan sinyal digital

Pengolahan Sinyal Digital

Nugroho Adi Pramono

August 18, 2015

Kompetensi Teori

Mahasiswa:

Memahami Pengolahan Data Digital

Mampu mengolah sinyal dari besaran fisis.

Kompetensi Praktikum

Mahasiswa

Mampu membuat program untuk mengambil data besaranfisis

Membuat program untuk membatasi sinyal (sampling danwindowing)

Membuat program filter

Digital Fourier transform (DFT)

Fast Fourier transform (FFT)

Materi

Materi Teori

1 Sequences

2 operator linier tak tergantung waktu

3 filter Digital

4 Discrete Fourier Transformation (DFT)

5 Fast Fourier Transformation (FFT).

Materi

Materi Praktikum

1 fungsi sampling/cuplikan

2 Spektrum sinyal

3 Filter dan windowing

4 persamaan deferensial

5 Transformasi Z, PFT dan FFT

Sinyal

Secara alami sinyal memiliki bentuk kontinyu;

memiliki bentuk gelombang atau fungsi berupa garis mulus

Sinyal

Secara alami sinyal memiliki bentuk kontinyu;memiliki bentuk gelombang atau fungsi berupa garis mulus

Sinyal

Amplitudo juga kontinyu;

dapat memiliki sebarang nilai real dalam range tertentu

Sinyal

Amplitudo juga kontinyu;dapat memiliki sebarang nilai real dalam range tertentu

Sinyal Analog

Listrik tegangan, arus, medan listrik, medan magnet

Mekanik perpindahan linier, sudut, kecepatan, kecepatansudut, gaya, momentum

Akustik getaran, gelombang suara

besaran fisis suhu, tekanan, konsentrasi

Sinyal Analog

Dikonversi ke tegangan atau arus menggunakan sensor atautransduser

untuk diproses secara elektrik

Sinyal Analog

Dikonversi ke tegangan atau arus menggunakan sensor atautransduser untuk diproses secara elektrik

Pemrosesan Sinyal Analog

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

amplification

filtering

integration

differentiation

squaring

rectification

Alat Pemrosesan Sinyal Analog

amplifier

kapasitor

induktor

resistor

amplifier

kapasitor

induktor

resistor

amplifier

kapasitor

induktor

resistor

amplifier

kapasitor

induktor

resistor

amplifier

kapasitor

induktor

resistor

Keterbatasan dan Kekurangan Pemrosesan Analog

Accuracy disebabkan toleransi komponen, nonlinearitas, bias,. . .

Repeatibility disebabkan toleransi dan variasi dari keadaan sekitar:suhu, getaran, guncangan

Sensitivity mudah terpengaruh noise

Keterbatasan range tegangan dan arus

Keterbatasan kecepatan pemrosesan karena adanyawaktu tunda

Kurang memiliki fleksibilitas

Kesulitan mengaplikasikan operasi nonlinear dan yangmemiliki variasi waktu (mis: delay)

Biaya tinggi, kesulitan penyimpanan (dan setelahdisimpan sulit untuk dibaca kembali)

Digital Signal Processing (DSP)

:mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut

Digital Signal Processing (DSP):mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)

dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut

Digital Signal Processing (DSP):mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut

Agar dapat melakukan DSP, maka kita harus dapat

mengkonversi sinyal analog ke informasi digital dalambentuk sekuen bilangan biner. (Dua operasi:sampling, (A/D) conversion)

melakukan operasi numerik pada informasi digital(baik menggunakan komputer maupun hardwarekhusus).

mengkonversi informasi digital yang telah diproses kesinyal analog kembali. (Dua operasi: (D/A)conversion, reconstruction)

DSP Scheme

DSP umum menerima sinyal analog, mengkonversinya ke digital,memproses secara digital dan mengkonversi lagi keanalog

Analisis sinyal hanya mengambil informasi tertentu dari sinyalanalog (mis model tombol telepon rumah)

Sintesis sinyal mis: software pembaca kata

Murni digital

Keuntungan DSP

komputer dapat diatur derajat ketelitiannya

dapat diulang-ulang dengan hasil yang sama

komputer relatif kebal terhadap noise listrik

range dapat tak hingga karena dapat menggunakan floatingpoint di komputer

Keuntungan DSP

meskipun kecepatan sama-sama terbatas, kecepatan komputersaat ini sudah lebih baik dan terus meningkat

perubahan pemrosesan dapat dilakukan dengan pemrograman

operasi non linear atau variasi waktu dapat dilakukan dengamudah, tidak memerlukan hardware khusus

penyimpanan digital murah dan fleksibel

informasi digital dapat dienkripsi

Kelemahan DSP

sampling menyebabkan banyak informasi yang hilang

konversi A/D dan D/A yang bagus biasanya mahal

meskipun hardware semakin murah, software semakin mahal

beberapa DSP masih belum memiliki kecepatan yangmemadai (RF)

DSP dapat dilakukan dengan C, Delphi, Matlab, Python, Fortran,Java, . . . .

Notasi

Sinyal

R adalah garis real

C adalah kompleks

Z adalah integer

Notasi

Sinyal

huruf kecil mewakili sinyal temporal

sinyal waktu kontinyu (fungsi garis, fungsi sinus) ditulisdengan variabel dalam kurung:x(t), y(t)

sinyal diskrit variabelnya ditulis dalam kurung siku: x [n], y [n]

Notasi

Sinyal

sebuah sinyal waktu kontinyu x(t) di definisikan di interval[0,T ], ekstensi periodiknya adalah

x̃(t) = x(t modT )

Notasi

Sinyal

sebuah sinyal waktu diskrit x(t) di definisikan di interval0 ≤ n ≤ N − 1, ekstensi periodiknya adalah

x̃ [n] = x(nmodN)

pengolahan sinyal digital

Education