febri hidayat: PENGOLAHAN SINYAL

System akuisisi data = merubah sinyal analog menjadi sinyal digital

contoh = soundcard

4 komponen penting dalam akuisisi data:

1. Input analog = mengubah sinyal input analog dari sensor menjadi bentuk bit

2. Output analog = mengubah data digital yang tersimpan dalam komputer menjadi sinyal digital

3. Input / output digital = untuk masukan dan keluaran nilai digital (tingkat logika) kedua dari perangkat keras

4. Counter / timer = dignakan pada saat perhitungan, pengukuran frekwensi dan perioda, pembangkit pulsa

Pengolahan sinyal digital merupakan pengolahan sinyal dalam ingkup digital. Sinyal merupakan sekumpulan angka yang mendefinisikan besaran.Contoh sinyal analog adalah mic. Micc adalah suatu alat yang mengubah besaran audio ke besaran listrik

Sinyal analaog apabila digambar dengan gelombang sinus bentuknya konsisten atau continueSinyal digital merupakan hasil teknologi yang mengubah sinyal menjadi suatu angka yag dapat dimengerti oleh mesin yatu angka 0 (off) dan 1 (on) yang disebut anka biner untuk memproses informasi yang mmudah, cepat, dan akurat

Cara memperoleh sinyal digital yaitu dengan cara mendefinisikan persamaan digital, lalu membaca rekaman dat, dan selanjutnya system akuisisi

Penyaringan

- Display dalam domam waktu dan domam fisik

- pemrosesan data signal dan menampilkan dalam image

4 macam filter berdasarkan pengaturan- pengaturan frekwensi:

1. ban pass filter (tapis lolos pita) = membagi kedua komponen frekwensi atas maupun bawah dan meneruskan komponen frekuensi tangan

2. bandstop filter (tapis tengah pita) = membuang frekuensi tengah, dan meneruskan komponen frekuensi, atas dan bawah

3. high pass filter(tapis lolos atas) = meneruskan komponen frekwensi atas pada keluaran, dan menghilangkan komponen frekwensi bawah

4. lowpass filter (tapis lolos bawah) = meneruskan komponen frekwensi bawah sebagai keluaran dan mengurangi komponen frekwensi tinggi

System akuisisi data = untuk mengukur dan menganalisa fenomena fisika pinyaringan sinyal dilakkan dengan 2 tahap

- penyaringan

- FFT ( Fast Filter Transform), dalam tahap ini data digital gelombang di transformasikan kepada domain frekwensi

Sinyal yang diolah bisa dalam bentuk apapun, tetapi biasanya berupa Sinyal Elektrik. Contoh sinyal itu misalnya: suara dari mikrofon, video dari kamera video, EKG dari perekam EKG, dan sebagainya.

Sinyal dalam pengolahan sinyal biasanya dibedakan:

· menurut representasinya, menjadi dua jenis:

Ø Sinyal Analog, contoh sinyal televisi analog

Ø Sinyal Diskret / Numerik.Sinyal Diskrit / Numerik sendiri dapat di-digitasi menjadi Sinyal Digital, contoh sinyal televisi digital

· Menurut dimensinya, menjadi 2 jenis :

Ø Sinyal Satu Dimensi, contoh sinyal suara.

Ø Sinyal Dua Dimensi, contoh citra.

v Tujuan Pengolahan Sinyal

Tujuan dilakukannya pengolahan sinyal bisa berbeda-beda, diantaranya adalah :

Penapisan signal, untuk memisahkan suatu sinyal yang tercampur dengan derau atau sinyal lain yang tidak diperlukan. Misal, ketika kita mengukur gelombang laut dengan alat yang bernama waverecorder, maka sinyal yang didapatkan sebenarnya adalah kombinasi 'sinyal' gelombang dan 'sinyal' pasang surut. Penapisan signal dapat dilakukan untuk meisahkan kedua sinyal tersebut.

Pendeteksian signal, untuk mengetahui keberadaan suatu sinyal dalam sinyal kompleks yang diolah. Contoh, dalam sinyal EKG misalnya terkadang pengetahuan tentang keberadaan gelombang QRS diperlukan.

Kompresi signal, untuk memperkecil ukuran sinyal tanpa harus kehilangan informasi yang terdapat pada sinyal. Contoh, untuk dapat menggunakan bandwidth yang tersedia, maka sinyal yang akan ditranfer lewat internet biasanya akan dikompres terlebih dahulu.

Pengenalan pola restorasi signal dan rekonstruksi signal dikenal beberapa cabang Pengolahan Sinyal, utamanya berhubungan dengan jenis sinyal yang diolah. Diantaranya :

- Pengolahan Sinyal Analog

- Pengolahan Sinyal Diskret / Numerik

- Pengolahan Sinyal Digital

- Pengolahan Sinyal Statistika

- Pengolahan Audio

- Pengolahan Citra

- Pengolahan Video

- Aplikasi dari pengolahan sinyal meliputi banyak bidang. Utamanya adalah dalam bidang:

- telekomunikasi

- kedokteran

- geofisika

Menganal Sinyal Analog dan Digital

Dalam dunia elektronika, dikenal dua macam sinyal yaitu sinyal analog dan sinyal digital.

Secara umum, sinyal didefinisikan sebagai suatu besaran fisis yang merupakan fungsi waktu, ruangan atau beberapa variabel.

analog vs digital

Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.

Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.

Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Ø Sinyal analog

contoh sinyal analog

· Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.

· Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.

· Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.(wikipedia)

Salah satu contoh sinyal analog yang paling mudah adalah suara.

Pengolahan sinyal analog memanfaatkan komponen-komponen analog seperti dioda, transistor, Op-Amp, dan lainnya.

Ø 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 sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1). Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (2^1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (2^2), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2^n buah.

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 mempengaruhi nilai akurasi system digital.

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 mempengaruhi 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.(wikipedia)

Pengolahan sinyal digital memerlukan komponen-komponen digital, register, counter, decoder, mikroprosessor, mikrokontroler dan sebagainya.

Saat ini pengolahan sinyal banyak dilakukan secara digital, karena 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.

Nah, Sinyal digital inilah yang bisa dibaca oleh perangkat digital kita (mikrokontroler,komputer). Agar sinyal analog dapat diolah oleh komputer, maka harus dirubah dulu menjadi sinyal digital. Silakan baca artikel berikutnya untuk mengetahui cara mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.