Download - Pengolahan Sinyal Digital
![Page 1: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/1.jpg)
Pengolahan Sinyal Digital
Nugroho Adi Pramono
August 18, 2015
![Page 2: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/2.jpg)
Kompetensi Teori
Mahasiswa:
Memahami Pengolahan Data Digital
Mampu mengolah sinyal dari besaran fisis.
![Page 3: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/3.jpg)
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)
![Page 4: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/4.jpg)
Materi
Materi Teori
1 Sequences
2 operator linier tak tergantung waktu
3 filter Digital
4 Discrete Fourier Transformation (DFT)
5 Fast Fourier Transformation (FFT).
![Page 5: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/5.jpg)
Materi
Materi Praktikum
1 fungsi sampling/cuplikan
2 Spektrum sinyal
3 Filter dan windowing
4 persamaan deferensial
5 Transformasi Z, PFT dan FFT
![Page 6: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/6.jpg)
Sinyal
Secara alami sinyal memiliki bentuk kontinyu;
memiliki bentuk gelombang atau fungsi berupa garis mulus
![Page 7: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/7.jpg)
Sinyal
Secara alami sinyal memiliki bentuk kontinyu;memiliki bentuk gelombang atau fungsi berupa garis mulus
![Page 8: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/8.jpg)
Sinyal
Amplitudo juga kontinyu;
dapat memiliki sebarang nilai real dalam range tertentu
![Page 9: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/9.jpg)
Sinyal
Amplitudo juga kontinyu;dapat memiliki sebarang nilai real dalam range tertentu
![Page 10: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/10.jpg)
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
![Page 11: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/11.jpg)
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
![Page 12: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/12.jpg)
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
![Page 13: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/13.jpg)
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
![Page 14: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/14.jpg)
Sinyal Analog
Dikonversi ke tegangan atau arus menggunakan sensor atautransduser
untuk diproses secara elektrik
![Page 15: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/15.jpg)
Sinyal Analog
Dikonversi ke tegangan atau arus menggunakan sensor atautransduser untuk diproses secara elektrik
![Page 16: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/16.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 17: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/17.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 18: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/18.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 19: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/19.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 20: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/20.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 21: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/21.jpg)
Pemrosesan Sinyal Analog
amplification
filtering
integration
differentiation
squaring
rectification
![Page 22: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/22.jpg)
Alat Pemrosesan Sinyal Analog
amplifier
kapasitor
induktor
resistor
. . .
![Page 23: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/23.jpg)
Alat Pemrosesan Sinyal Analog
amplifier
kapasitor
induktor
resistor
. . .
![Page 24: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/24.jpg)
Alat Pemrosesan Sinyal Analog
amplifier
kapasitor
induktor
resistor
. . .
![Page 25: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/25.jpg)
Alat Pemrosesan Sinyal Analog
amplifier
kapasitor
induktor
resistor
. . .
![Page 26: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/26.jpg)
Alat Pemrosesan Sinyal Analog
amplifier
kapasitor
induktor
resistor
. . .
![Page 27: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/27.jpg)
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)
![Page 28: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/28.jpg)
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)
![Page 29: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/29.jpg)
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)
![Page 30: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/30.jpg)
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)
![Page 31: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/31.jpg)
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)
![Page 32: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/32.jpg)
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)
![Page 33: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/33.jpg)
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)
![Page 34: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/34.jpg)
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)
![Page 35: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/35.jpg)
Pengolahan Sinyal Digital
Digital Signal Processing (DSP)
:mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut
![Page 36: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/36.jpg)
Pengolahan Sinyal Digital
Digital Signal Processing (DSP):mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)
dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut
![Page 37: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/37.jpg)
Pengolahan Sinyal Digital
Digital Signal Processing (DSP):mewakili sinyal dengan angka di komputer (atau hardwarekhusus)dan melakukan berbagai macam operasi numerik padasinyal tersebut
![Page 38: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/38.jpg)
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)
![Page 39: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/39.jpg)
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)
![Page 40: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/40.jpg)
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)
![Page 41: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/41.jpg)
DSP Scheme
![Page 42: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/42.jpg)
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
![Page 43: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/43.jpg)
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
![Page 44: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/44.jpg)
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
![Page 45: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/45.jpg)
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
![Page 46: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/46.jpg)
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
![Page 47: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/47.jpg)
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
![Page 48: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/48.jpg)
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)
![Page 49: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/49.jpg)
DSP dapat dilakukan dengan C, Delphi, Matlab, Python, Fortran,Java, . . . .
![Page 50: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/50.jpg)
Notasi
Sinyal
R adalah garis real
C adalah kompleks
Z adalah integer
![Page 51: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/51.jpg)
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]
![Page 52: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/52.jpg)
Notasi
Sinyal
sebuah sinyal waktu kontinyu x(t) di definisikan di interval[0,T ], ekstensi periodiknya adalah
x̃(t) = x(t modT )
![Page 53: Pengolahan Sinyal Digital](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022021813/58a6f07b1a28abcf0e8b6021/html5/thumbnails/53.jpg)
Notasi
Sinyal
sebuah sinyal waktu diskrit x(t) di definisikan di interval0 ≤ n ≤ N − 1, ekstensi periodiknya adalah
x̃ [n] = x(nmodN)