Fajar Ari Irawan
13507134013
Latihan :
Jelaskan apa yang dimaksud dengan sinyal ?
Sebutkan dan jelaskan klasifikasi dari sinyal?
Jelaskan apa yang dimaksud sinyal waktu kontinyu dan sinyal waktu diskrit?
Beri 2 contoh aplikasi pengolahan sinyal pada bidang komunikasi data komputer?
Jawab :
Pengertian Sinyal
Sinyal adalah suatu besaran fisis yang berubah terhadap waktu, ruang, ataupun dapat berubah terhadap variabel bebas lainnya, yang dimaksud dengan variabel bebas disini adalah sinyal dapat dikatakan sebagai sinyal kontinyu (dinyatakan dengan x(n)), sinyal diskrit (dinyatakan dengan x(t)), dan lain-lain.
Contoh dari sinyal adalah sebagai berikut:
Tegangan listrik (V) sebagai fungsi waktu
Suhu ruangan fungsi waktu
Potensial listrik fungsi dari posisi pada suatu ruang 3 dimensi
Intensitas sebagai fungsi koordinat x, y dan waktu
Sinyal dapat direpresentasikan secara matematis, misalnya:
i =2 cos ωt+100
v=3 sin ωt-100
Sinyal-sinyal di atas adalah sinyal yang dapat didefinisikan dengan suatu fungsi yang jelas.
Gambar1.1 Representasi Sinyal i =2 cos ωt+100 dan v=3 sin ωt-100
Dalam beberapa kasus, sinyal tidak dapat dilihat hubungan fungsinya secara nyata dan sangat kompleks. Contohnya sinyal pembicaraan seperti terlihat pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2 Contoh Sinyal Suara
Sinyal suara pada Gambar 1.2 dapat dituliskan sebagai fungsi penjumlahan dari gelombang sinus dengan amplitude berbeda: Ai = sin [2Fi(t) + i(t)].
Sinyal mempunyai beberapa jenis informasi yang dapat diamati misalnya amplitudo, frekuensi, perbedaan fasa dan gangguan akibat noise. Untuk mengamati informasi tersebut, dapat digunakan peralatan ukur elektronik seperti osciloskop dan spectrum analyzer. Peralatan tersebut bekerja dengan memanfaatkan model matematik dari sinyal tersebut.
Klasifikasi sinyal digolongkan menjadi dua bagian yaitu :
Sinyal analog dan sinyal digital.
Sinyal analog adalah sinyal yang mempunyai nilai untuk setiap waktu, sinyal ini bersifat kontinyu terhadap waktu.
Sinyal digital adalah sinyal yang tidak untuk setiap waktu terdefinisi, sinyal ini bersifat diskrit terhadap waktu. Sinyal digital berasal dari sinyal analog yang disampling, yang artinya mengambil nilai suatu sinyal analog mulai t=0, t= t, t=2 t, t=3 t dan seterusnya. Untuk mendapatkan sinyal waktu diskrit yang mampu mewakili sifat sinyal aslinya, proses sampling harus memenuhi syarat Nyquist:
fs > 2 fi
dimana fs = frekuensi sinyal sampling
fi = frekuensi sinyal informasi yang akan disampel
Dalam MATLAB (m-file)
n=-10:10;
y=cos(pi*n/10);
subplot(2,1,1);
stem (n,y);
subplot(2,1,2);
plot (n,y);
Sinyal waktu kontinyu dan sinyal waktu diskrit
Sinyal waktu kontinyu menggunakan bilangan riil pada sumbu waktunya. Karena menggunakan bilangan riil, maka kita bisa mendapatkan nilai sinyal kapanpun. Hal ini tentu berbeda dengan sinyal waktu diskrit.
Sinyal waktu kontinyu dinyatakan dalam bentuk garis yang utuh, bukan garis vertikal seperti sinyal diskrit. Penggunaan garis seperti ini menunjukkan kita bisa mendapatkan nilai sinyal untuk setiap nilai waktu.
Berikut ini contoh menampilkan sinyal waktu kontinyu menggunakan program MATLAB
t=0:0.01:8;
x=sin(2*pi*t/4);
plot(x,'linewidth',2)
Gambar 1.5 Contoh Siyal Kontinyu
Pada beberapa kasus, pengklasifikasian ini bisa membingungkan. Sebagai contoh, untuk pengukuran suhu ruangan dengan nilai suhu bisa berupa bilangan riil. Apabila pencatatan dilakukan tiap 5 menit, maka data yang didapatkan adalah sinyal diskrit. Tetapi saat pembacaan dilakukan dengan menggunakan plotter seperti yang dipergunakan untuk rekam jantung, maka kita mendapatkan sinyal kontinyu. Jadi klasifikasi ini sangat tergantung dari cara mendapatkan data yang diinginkan.
Beberapa contoh sinyal waktu kontinyu:
Rekaman suara manusia di pita magnetik
Pengukuran suhu ruangan yang tidak dilakukan secara sampling
Sinyal waktu diskrit adalah sinyal yang hanya ada pada waktu tertentu. Misalnya kita mengukur suhu dalam suatu ruangan setiap satu menit, dengan demikian kita tak dapat mengetahui suhu pada menit 1,5 menit. Setiap komponen sinyal diskrit diberi nomor sesuai urutan pembacaan atau pengambilan datanya. Jarak antar pembacaan ini disebut waktu sampling.
Sebutan diskrit dipergunakan untuk menunjukkan kondisi sumbu waktunya. Artinya nomor komponen sinyal harus berupa bilangan bulat sedangkan nilai dari sinyalnya berupa bilangan riil. Sebagai contoh, sebuah sinyal diskrit x(m) memiliki komponen sinyal x(0), x(1), x(2), …… tetapi bukan x(1,5) atau atau sesuatu yang semacam ini. Jadi nilai x(1,5) bisa dikatakan tidak ada atau tidak terdefinisi. Konsep ini sangat penting untuk memahami sinyal diskrit.
Beberapa contoh sinyal diskrit adalah:
Keluaran dari sebuah ADC
Laporan jumlah produksi mesin tiap jamnya
Catatan IHSG Byrsa Efek Jakarta per Minggu
Catatan fluktuasi nilai tukar mata uang asing dalam satu tahun
Berikut contoh program MATLAB untuk menampilkan sinyal waktu diskrit. Fungsi yang dipergunakan adalah stem.
n = -5:1:5 % set untuk n dari -5 sampai 5 dengan jarak interval 1
x = [ 1 2 -5 3 -2 7 5 6 -1 5 -3];
stem(n,x,'linewidth',2);
Gambar 1.4 Contoh Sinyal Diskrit
2 contoh aplikasi pengolahan sinyal pada bidang komunikasi data komputer
Bidang telekomunikasi
Contoh:
Pengiriman sinyal handphone menuju BTS.
Sistem telekomunikasi berbasis listrik PLN.
Bidang kedokteran
Contoh:
Pengolahan sinyal dari sensor menjadi
suatu gambar / image
untuk mengidentifikasi apakah
ada penyakit pada otak / paru-paru.
Pengolahan sinyal dari sensor
elektrode (EMG) diubah
menjadi suatu gambar.
