Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 1MODUL 2WINDOWING DAN PENGAMATAN SPEKTRUM FREKUENSII. TU1UAN- Siswa mampu memahami penggunaan window pada pengamatan spectrum Irekuensi sinyal secar real timeII. DASAR TEORI2.1 WindowingSeringkalikitamenginginkanuntukmenganalisasuatusinyalyangpanjangdengancara mengambilsatubagianyangcukupmewakili.Halinilebihkitakenalsebagaiproses windowing. Sebagai contoh sederhana disini diinginkan untuk menghitung spectrum rata-rata atau yang lebih dikenal sebagai suatu spectrogram. Sayangnya dalam hal ini kita tidak dapat secara sederhana mengambil sinyal secara gampang dengan menentukan suatu periode secara sembarang. Karena hal ini akan menyebabkan eIek diskontinuitas.WindowingjugadigunakandalammendesainFIR.ResponimpulsesinyalinIiniteh|n| dikalikandenganwindoww|n|untukmendapatkanresponimpulsehd|n|w|n|h|n|.Sebagai contoh disini kita lihat perbandingan window hamming, hanning dan window rectangular.Rectangular: w|n| 1 0 n N-1(1)Hanning:|.|

\| =12cos 121| |Nnn wt0 < n < N-1(2)Hamming:12cos 46 . 0 541 . 0 | | =Nnn wt0 < n < N-1(3)Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini.

Gambar 1. Tiga macam Window untuk n21Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 2Satucontohkasussebahsinyalsinusyangdiamatidalamdomainwaktudandomain IrekuensisecaraoII-linedenganmenggunakanperangkatlunakMatlabmemberikanhasil seperti berikut. Dalampraktikuminikitaakanmempelajaribagaimanapenggunaanwindowhamming pada pengamatan spectrum sinyal.2.2 Analisa SpektrumUntukmenghitungIrekuensidarisuatusinyal,sebuahimplementasidiskritdarianalisa Fourier dapat digunakan, yang lkemudian lebih kita kenal sebagai Iast discrete-time discrete-IrequencyFouriertransIorm,ataudisingkatFFT.Secaraumumteknikinimerupakan pendekatan yang terbaik untuk transIormasi. Dalam hal ini input sinyal ke window ditetapkan memmilikipanjang2m.Andadapatmemilihanalisiswindowyangakandigunakan.Output dari syntax FFT(x,n) merupakan sebuah vector komplek,dengan n amplitudo komplek dari 0 Hz sampai dengan sampling Irekuensi yang digunakan. Dengan menggunakan cara yang sama seperti untuk menampilkan gambar 2, maka disini. Dapatdilihatbagaimanabentuktampilanspectralsinyalsebelumdansesudahproses windowing. Dalam hal ini digunakan window hamming sepanjang 128 titik sampelGambar 2. EIek windowing dalam domain waktu pada sinyal sinusModul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 32.3 Penataan Sistem untuk PengamatanSatu model untuk memperoleh hasil yang cukup mendekati kondisi seperti Gambar 7, bisa dibuatsebuahsusunansepertiGambar8.DalamhaliniIungsioscilloscopedanspectrum analyzer digantikan dengan DSP Card dan PC. 2.4. Pembuatan Program UtamaProgram utama disusun dengan bahasa C secara sederhana seperti berikut:#include type.h~#include board.h~#include codec.h~DSP CardFunction GeneratorMicGambar 4. Penataan peralatan DSP CardGambar 3. EIek windowing dalam domain Irekuensi pada sinyal sinusModul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 4#include mcbsp54.h~void delay(s16 period);HANDLE hHandset;s16 data;int buIIer|5000|,buIIer0|5000|;int i0;void main()s16 cnt2;iI (brdinit(100))return;hHandsetcodecopen(HANDSETCODEC);codecadcmode(hHandset, CODECADC15BIT);codecaingain(hHandset, CODECAIN6dB);codecsamplerate(hHandset,SR16000); while (1)while (!MCBSPRRDY(HANDSETCODEC)) };data *(volatileu16*) DRR1ADDR(HANDSETCODEC); /*tempat sisipan untuk interrupt*/ *(volatile u16*)DXR1ADDR(HANDSETCODEC) data;} return;}void delay(s16 period)int i, j;Ior(i0; iperiod; i)Ior(j0; jperiod~~1; j);}}Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 5DalamDSPStarterKit(DSK),programinisecaraotomatisakanmelakukanlinkdengan Iile-Iilependungyangsudahada.Setelahproseskompilasiakanterbentukbahasaassembly dan code biner yang sudah siap untuk didownload ke DSP Board. 3.4Pembuatan Tampilan GrafikAgarprogrambisamenampilkangraIik,perlupengambilandatauntukmelaluiinterrupt. Langkah yang harus dilakukan adalah dengan cara menyisipkan program berikut ini. buIIer|i| data; iI(i~1000) i0; else i;UntukmenampilkangraIikpasangsebuahtoolbartogglebreakpointdidepansyntax (i0;). Dan untuk mengatur tampilan pilih domain waktu pada view graph. III. PERALATAN- 1 set PC yang dilengkapi dengan soItware Code Composer Studio V2- 1 set DSK TMS320C5402IV. LANGKAH PERCOBAAN4.1.Pengamatan Sinyal Tunggal1. DenganmenggunakanWindowsExplorer,salinlahdirektoricodec1pada c:\ti\examples\dsk5402\dsp\codec1padac:\ti\myprojects.Halinidimaksudkanuntuk mempermudahmengembalikanisiprojectsepertidalamkeadaansemulaapabilaterjadi kesalahan.2. PadaCodeComposerStudio,pilihProjectOpen,kemudianbrowsepadadirekori c:\ti\myprojects\codec1.KlikduakalipadaIilecodec.pjt,makaakanmunculpesan kesalahanbahwaIilerts.libtidakditemukan,klikbrowse,Iilerts.libterletakpada direktoric:\ti\c5400\cgtools\libkemudianpilihIilerts.libdanklikOK.Pesankesalahan keduaakanmuncul,carikembaliIiledrv5402.libpadadirektoric:\ti\c5400\dsk5402\lib kemudianpilihIiledrv5402.libdanklikOK.Pesanketigaakanmuncul,cariIile dsk5402.libpadadirektoric:\ti\c5400\dsk5402\libkemudianpilihIiledsk5402.libdan Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 6klik OK. Hal ini terjadi karena lokasi project berpindah tempat.Gambar 5. File library tidak ditemukan.3. PilihProjectRebuildAll,makaakantimbulpesankesalahan,1errordan4warning. Klikduakalipadawindowbuilddibagianbawah,scrollkeatasuntukmelihatpesan error, klik dua kali pada pesan error "codec.c", line 8. fatal error. could not open source file "tvpe.h` maka listing codec.c baris ke-8 akan ditampilkan oleh kursor yang berkedip.4. Pilih ProjectBuild Option, pada tab Compiler, pilih preprocessor pada Category. Pada kolomIncludeSearchPathketikkanc:\ti\c5400\dsk5402\include,kliktombolOK. KemudianrebuildkembalidenganmemilihProjectRebuildAll.Proseskompilasi berhasil dilakukan. Pesan kesalahan berupa warning dapat diabaikan.5. Pilih FileLoad Program, browse pada direktori debug, pilih Iile codec.out. Maka CCS akanmeloadprogrampadatargetDSPdanmembukawindowdis-assemblyyang memperlihatkan instruksi program dalam bahasa assembler.6. Menambahkan Iasilitas graIis.a. pilih ViewGraphTime/Frequency.b. PadadialogGraphProperty,ubahlahpropertiStartAddressmenjadibuffer. SementarauntukGraphTitle,Acquisition-BuIIerSize,DisplayDataSize,DSPData Type,SamplingRate,danAutoscalesepertiyangditunjukkangambar13.Scroll kebawah atau perbesar ukuran jendela dialog untuk melihat semua properti. c. Klik OK. Sebuah jendela graIik input akan muncul untuk buIIer input. d. Klik kanan pada jendela graIik input dan pilih Clear Display dari menu pop-up.e. Pilih kembali View Graph Time/Frequency.I. Kaliini,ubahGraphTitledenganSinyalOutputdanStartAddressdengan outbuIIer. Semua setting sudah benar.g. Klik OK untuk menampilkan jendela graIik output. Klik kanan jendela graIik output dan pilih Clear Display dari menu pop-up.Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 7Gambar 6. Dialog Properti Graph7. Sampaitahapini,andatelahmenempatkanprobepoint,yangsecaratemporerakan menghentikan target, mentransIer data dari PC ke target, dan menjalankan program pada targetkembali.Probepointtidakmeng-updatetampilangraIis.Untukitudigunakan breakpointyangakanmeng-updategraIikdandigunakanAnimateuntukmelanjutkan eksekusi otomatis setelah breakpoint tercapai.8. Pada jendela Iile prbpoint.c, letakkan kursor pada baris yang memanggil Iungsi .9. Klik tombol (Toggle Breakpoint) pada toolbar atau menekan F9. Sebuah ikon merah akan muncul pada margin kiri mewakili breakpoint.10. AndameletakkanbreakpointpadabarisyangsamadenganProbePointsehinggatarget akan berhenti sekali untuk melakukan dua operasi : transIer data dan meng-update graIik.Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 8Gambar 8. Tampilan sinyal sinus dalam domain waktuGambar 7. Letak Breakpoint dan Probe Point11. Atur jendela-jendela sehingga anda dapat melihat kedua graIik.12. Klik tombol (Animate) pada toolbar atau menekan F12 untuk menjalankan program.TiapkaliProbePointtercapai,CodeComposerStudiomengambil180datadariIile sin1.dat dan menulisnya ke alamat inpbuIIer.13. Pilih DebugHalt untuk menghentikan program.14. Melihat respon Irekuensia. Pada bagian ini anda akan membuat graIik Fast Fourier TransIorm (FFT) untuk melihat respon Irekuensi sinyal input dan sinyal output.b. Pilih View Graph Time/Frequency.c. Isilah dialog Graph Property seperti pada gambar 16.Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 9Gambar 9. Kotak dialog untuk FFT e. Klik OK, maka akan muncul jendela baru untuk FFT input.I. Pilih kembali View Graph Time/Frequency. Ganti Graph Title menfadi FFT Output, dan Start Address menfadi buffer,parameter yang lain sudah benar. Klik OK maka jendela baru untuk FFT Output akan muncul.g. Atur sedemikian rupa sehingga semuanya jendela dapat terlihat dengan baik.15. Klik tombol (Animate) pada toolbar atau menekan F12 untuk menjalankan program.16. Hentikan program anda dengan halt. Kemudian lanjutkan langkah anda dengan jwnis window yang lain, misalnya rectangular, hanning, hamming atau Bartlett.Kalau anda menemui kesulitan, coba clickkananpadatampilangraIikanda,danlanjutkandenganmemilihproperties.Darisituanda cari property yang bernama FFT Windoow Function. Gantikan dengan salah satu yang disebutkan tadi. 17. Lanjutkan langkah anda dengan melakukan running program, dan catat apa yang terjadi. Modul 2, Pengolahan Sinval DigitalWindowingTri Budi Santoso, Harv Octavianto, Titon Dutono 10Gambar 10. Tampilan sinyal sinus domain Irekuensi4.2. Pengamatan Sinyal Bentuk LainDalam hal ini anda tidak harus memulai dari awal, tetapi cukup berhenti sejenak dari sub bab 4.1. Dengan perintah halt anda coba hentikan program, tanpa harus keluar dari CCS 2.Coba anda harus berIikir sendiri, bagaimana cara mengamati sinyal persegi dalam domain waktudandomainIrekuensi?Tentubukanhalyangsulit,sebabandahanyaperlumerubah sumbersinyal(Iunctiongenerator)tepatnyapadapanelsinusmenjadipanelpersegi. Selanjutnya tinggal menunggu hasil. BagaimanacaramelihatsinyalsuaradalamdomainwaktudandomainIrekuensi? Tentunya anda masih bisa memanIaatkan langkah yang baru saja anda tempuh.(smile)V. TUGAS1. Jelaskan kegunaan Iasilitas Graph !2. Bagaimana bentuk sinyal persegi dalam domain waktu dan domain Irekuensi?3. Apa pengaruh pemilihan Iungsi window berbeda pada tampilan sinyal persegi dalam domain Irekuensi?4. Bagaimana bentuk tampilan sinyal suara dalam domain waktu dan domain Irekuensi?