Transcript 1A pengenalan sinyal.

Pengolahan Sinyal Digital
Digital Signal Processing
(DSP)
1
Referensi :
1. C. Marven and G. Ewers, A Simple Approach to
Digital Signal Processing, Wiley, 1997.
2. Uningham, Digital Filtering, Wiley, 1991.
3. Ludeman, Fundamental of digital signal processing,
Wiley, 1986
4. Boz Porat, A course in digital signal processing,
Wiley, 1997
5. Proakis and Manolakis, Pemrosesan Sinyal Digital:
Prinsip, Algoritma, dan Aplikasi, Prenhallindo, 1995
.
2
Bahasan : PEngolahan Sinyal Digital
Sejarah Perkembangan DSP
Sinyal, Sistem dan Pemrosesan sinyal
Elemen-Elemen Dasar DSP
Klasifikasi Sinyal
Konsep Frekuensi
Analog to Digital Conversion (A/D C)
Digital to Analog Conversion (D/A C)
SEJARAH PERKEMBANGAN
 Kemajuan-kemajuan pesat di bidang :
 Teknologi komputer digital
 Pabrikasi rangkaian terintegrasi
 Komputer digital + perangkat kerasnya
(30 tahun yang lalu)
 Besar dan mahal
 Aplikasi bisnis
 General purpose scientific computation
 Teknologi rangkaian terintegrasi :
 Medium-scale integration (MSI)
 Large-scale integration (LSI)
 Very-large-scale integration (VLSI)
 Komputer digital + perangkat kerasnya (sekarang)
 Lebih kecil, lebih cepat dan lebih murah
 Special purpose scientific computation
 Kelebihan pemrosesan sinyal digital
 Lebih presisi
 Lebih fleksibel dalam perancangan sistem
 Perangkat lunak dapat mengendalikan perangkat keras
 Operasi-operasi terprogram (algoritma)
 Kekurangan pemrosesan sinyal digital
 Terjadi distorsi--- tidak sesempurna dibanding sinyal analog
 Proses pencuplikan (sampling)
 Proses kuantisasi (quantization)
Definisi SINYAL
Diterjemahkan dari kamus Inggris Oxford,
sinyal adalah suatu tanda (sign) atau
pemberitahuan (notice), yang dapat ditangkap
oleh penglihatan atau pendengaran terutama
untuk kepentingan penyampaian peringatan,
petunjuk, atau informasi.
6
Definisi lain
Sinyal dapat didefinisikan sebagai :
a. Sekumpulan angka yang mendefinisikan besaran.
b. Kuantitas fisik yang berubah terhadap waktu, ruang
atau terhadap variabel-variabel independen lainnya.
c. Secara matematis, sinyal dinyatakan sebagai fungsi
dari satu atau lebih variabel bebas.
7
PRESENTASI DAN DESKRIPSI SINYAL
• Sinyal dapat didefinisikan secara sederhana sebagai
sebuah fungsi matematika sebagai berikut.
y = f (x)
– x adalah variabel independen (nilainya tidak bergantung
pada nilai variabel lain)
– Y merupakan variabel yang dependen (dalam hal ini nilai y
bergantung pada nilai x).
8
Variabel independen menentukan domain
(daerah asal) dari sinyal.
misalnya:
– Y(t) = sin (ωt) adalah suatu fungsi dengan variabel dalam
domain waktu t (time-domain), atau disebut time-domain
signal.
– x(ω) = 1/(-mω2 + icω + k) adalah sinyal yang mempunyai
domain frekuensi (ω) atau disebut frequency-domain
signal.
– Intensitas citra (image) I(x,y) merupakan sinyal yang
mempunyai domain spasial atau disebut spasial-domain
signal.
9
SINYAL, SISTEM DAN PEMROSESAN SINYAL
 Sinyal
 Besaran-besaran yang tergantung pada waktu dan ruang
 Besaran fisis/non fisis (variabel tak bebas)
 Waktu dan ruang (variabel bebas)
s1 (t )  5 t
s2 (t )  20 t
2
s3 ( x, y )  3 x  2 xy  10 y
2
Sinyal-sinyal dengan hubungan matematis yang jelas
 Suara pembicaraan (speech signals)
Sinyal –sinyal dengan hubungan matematis yang tidak jelas
 Suatu segmen dari suara pembicaraan dapat
direpresentasikan sebagai :
 Sejumlah sinyal sinusoidal dengan
amplituda, frekuensi dan fasa yang berbeda
N
s( t )   A i ( t ) sin [2 Fi ( t ) t  i ( t )]
i 1
 Informasi yang terkandung di dalam suatu
sinyal ditentukan dengan mengukur :
 Amplituda(A)
 Frekuensi(F)
 Fasa()
KLASIFIKASI SINYAL
BERDASAR JUMLAH :
–CHANNEL (KANAL) :
jumlah sumber sinyal
–DIMENSI :
jumlah variabel bebas
13
BERDASAR JUMLAH KANAL
 Single-channel
signal
 Hanya terdiri dari satu sinyal (variabel tak bebas)
 Nilainya bisa real atau kompleks
s1 (t )  A sin(3t )
s 2 (t )  Aej3t  A cos(3t )  jA sin(3t )
 Multi-channel
signal
 Lebih dari satu sinyal (variabel tak bebas)
 Gelombang gempa (3 channels)
 ECG (3 channels/12 channels)
Gelombang gempa :
 Primary wave (Longitudinal)
 Secondary wave (Transversal)
 Surface wave (Permukaan)
Vektor
S1 ( t ) 
S( t )  S2 ( t ) 
S3 ( t ) 
BERDASAR JUMLAH DIMENSI
 Sinyal satu dimensi
 Hanya fungsi dari satu variabel bebas
 Multi-dimensional signal
 Fungsi lebih dari satu variabel bebas
S  I( x , y)
Sinyal dua dimensi
 Sinyal tiga dimensi
 Gambar televisi hitam-putih
S  I( x, y, t )
 Multichannel multidimensional signal
 Gambar televisi berwarna
I r ( x, y, t ) 


I( x, y, t )  I g ( x, y, t )
I ( x, y, t )
 b

KLASIFIKASI SINYAL
Sinyal Deterministik
- Sinyal dapat dimodelkan secara matematis
- Dapat diprediksi nilainya
Sinyal Acak
- Sinyal yang tidak dapat dimodelkan secara matematis
- Nilainya tidak dapat diprediksi
18
Sinyal x(t) periodik dengan perioda t (t>0) jika
dan hanya jika x(t+T) = x(t) untuk setiap t
Jika tidak ada nilai T yang memenuhi persamaan
di atas sinyal dikatakan Aperiodik.
19
20
21
Sinyal
Infinite Aperiodic
22