APLIKASI MATLAB DALAM PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL

Tugas Pengganti Mid

MK. Sistem Isyarat Elektronik

MAKALAH

       APLIKASI MATLAB DALAM PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL

 

DIAN EKAWATI NUR

1425042007

S1 B

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2016

BAB I

PENDAHULUAN

       A. Latar Belakang

Sinyal memegang peranan penting dalam kehidupan modern, karena saat ini masyarakat tidak lepas dari telekomunikasi terutama handphone, yang mana piranti ini sarat dengan pengolahan sinyal. Tanpa disadari di alam, sinyal juga dapat ditemukan di sekitar manusia dalam bentuk sinyal elektromagnetik tubuh makhluk hidup. Agar sinyal dapat bermanfaat sesuai kebutuhan manusia dengan efisien dan optimal, maka diperlukan pengolahan sinyal dengan menggunakan suatu system elektronika analog maupun yang digital.

Diambil dari berbagai sumber, pengertian sinyal sangat bermacam, antara lain :

§  Fungsi satu variabel atau lebih yang menunjukkan informasi dalam fisik fenomena alam.

§  System berupa arus data yang mengalir melalui jalur transmisi.

§  Suatu indikator yang digunakan sebagai alat komunikasi.

§  Suatu impuls atau fluktuasi besaran listrik seperti tegangan, arus, kuat medan listrik, yang mengkodekan informasi.

§  Suatu impuls elektronik atau gelombang radio yang dikirim atau diterima.

§  Suatu kuantitas/besaran yang berubah-ubah. Seperti contoh di bawah, menggambarkan tegangan mikrofon sebagai fungsi waktu. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh mikrofon sebagai respon terhadap ucapan ‘should’ dan ‘we’. Tegangan tersebut bersesuaian dengan tekanan akustik pada telinga, yang merupakan reaksi terhadap perubahan tekanan, seperti Gambar di bawah.

Dalam proses pengolahan sinyal analog, sinyal input masuk ke Analog Signal Processing (ASP), diberi berbagai perlakukan (misalnya pemfilteran, penguatan,dsb.) dan outputnya berupa sinyal analog. Proses pengolahan sinyal secara digital memiliki bentuk sedikit berbeda. Komponen utama system ini berupa sebuah processor digital yang mampu bekerja apabila inputnya berupa sinyal digital. Untuk sebuah input berupa sinyal analog perlu proses awal yang bernama digitalisasi melalui perangkat yang bernama analog-to-digital conversion (ADC), dimana sinyal analog harus melalui proses sampling, quantizing dan coding. Demikian juga output dari processor digital harus melalui perangkat digital-to-analog conversion (DAC) agar outputnya kembali menjadi bentuk analog. Ini bisa kita amati pada perangkat seperti PC, digital sound system, dsb.

B.    Rumusan Masalah

1.    Apa yang dimaksud dengan pengolahan sinyal?

2.    Jelaskan klasifikasi sinyal?

3.    Jelaskan aplikasi Matlab dalam pengolahan sinyal digital?

C.   Tujuan Penulisan

1.    Mendefinisikan pengolahan sinyal.

2.    Menjelaskan klasifikasi sinyal.

3.    Menjelaskan aplikasi Matlab dalam pengolahan sinyal digital.

D.   Manfaat Penulisan

1.    Untuk memenuhi tugas mid dari mata kuliah Sistem Isyarat Elektronik

2.    Untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan khususnya tentang pengolahan sinyal digital.

 BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengolahan 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. Pengolahan sinyal adalah spesialisasi dalam teknik elektro yang mempelajari dan mengembangkan metode (algoritma) manipulasi, analisa dan interpretasi sinyal. Meskipun termasuk dalam spesialisasi dalam teknik elektro, diluar ilmu ilmu dalam teknik elektro, pengolahan sinyal berkaitan erat juga dengan statistik, teori informasi dan matematika terapan. 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.

B.     Klasifikasi Sinyal       

            Klasifikasi sinyal dapat dibedakan dalam 2 (dua) jenis, yaitu:

1)        Sinyal Analog

Sinyal analaog menurut istilah yang di gunakan dalam ilmu teknik (terutama teknik elektro, teknik informasi, dan teknik kendali) yaitu suatu besaran yang berubah dalam waktu atau dan dalam ruang, dan mempunyai semua nilai untuk setiap waktu (dan atau setiap ruang). Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. 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.

Gambar: Sinyal Analog

2)        Sinyal Digital

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, 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 (21). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah.

C.     Aplikasi Matlab dalam Pengolahan Sinyal Digital

Sebagai sebuah system, penyusunan aplikasi Matlab tersusun dari 5 bagian utama, yaitu:

1)      Development Environment

Merupakan sekumpulan perangkat dan fasilitas yang membanti kita untuk menggunakan fungsi-fungsi dan file-file matlab. Beberapa perangkat ini merupakan sebuah Graphical User Interface (GUI). Termasuk di dalmnya adalah matlab desktop dan command window, command history, sebuah editor dan debugger, dan browsers untuk melihat help, workspace, files, dan search path.

2)      Matlab Mathematical Function Library

Merupakan sekumpulan algoritma komputasi mulai dari fungsi-fungsi dasar seperti sum, sin, cos, dan complex arithmetic, sampai dengan fungsi-fungsi yang lebih komplek seperti matrix inverse, matrix eigenvalues, Bessel functions, dan fast fourier transforms.

3)      Matlab Language

Merupakan suatu high-level matrix/array language dengan control flow statements, functions, data structures, input/output, dan fitur-fitur objek-oriented programming. Ini memungkinkan kita untuk melakukan kedua hal baik “pemrograman dalam lingkup sederhana” untuk mendapat hasil yang cepat, dan “pemrograman dalam lingkup yang besar” untuk memperoleh hasil-hasil dan aplikasi yang komplek.

4)      Graphics

Matlab memiliki fasilitas untuk menampilkan vector dan matrices sebagai suatu grafik. Di dalamnya melibatkan high-level functions (fungsi-fungsi level tinggi) untuk visualisasi data dua dimensi dan data tiga dimensi, image processing, animation, dan presentation graphics. Ini juga melibatkan fungsi level rendah yang memungkinkan bagi kita untuk membiasakan diri untuk memunculkan grafik mulai dari bentuk yang sederhana sampai dengan tingkatan graphical user interface pada aplikasi matlab.

5)      Matlab Aplication Program Interface (API)

Merupakan suatu library yang memungkinkan program yang telah kita tulis dalam bahasa C dan fortran mampu berinteraksi dengan matlab. Ini melibatkan fasilitas untuk pemanggilan routines dari matlab (dynamic linking), pemanggilan matlab sebagai computational engine, dn untuk membaca dan menuliskan MAT-files.

            Dalam Matlab:

n=-10:10;                                             

y=cos(pi*n/10);

subplot(2,1,1);

stem (n,y);

subplot(2,1,2);

plot (n,y);

§  Sinyal Riil dan sinyal kompleks

Sinyal riil merupakan sinyal yang bersifat riil untuk semua variabel. Sinyal kompleks merupakan sinyal yang mempunyai nilai yang kompleks ada faktor nilai imajiner.

§  Sinyal Ganjil dan Genap

§  Sinyal Deterministik dan sinyal Random

Salah satu fungsi yang digunakan dalam Matlab adalah :

1. fungsi plot(x,y) yang akan menghasilkan suatu plot yang terkoneksi dengan garis lurus untuk setiap dua titik,
2. fungsi stem(x,y) yang akan menghasilkan suatu plot yang berbentuk sinyal diskret.
3. fungsi subplot, berfungsi untuk membagi window mnjadi beberapa segmen. sebagai contoh perintah subplot(3,2,3) akan membagi figure window menjadi tiga baris dan dua kolom dan mengarahkan plo berikutnya ke segmen kiri baris kedua.

 

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Pengolahan sinyal adalah spesialisasi dalam teknik elektro yang mempelajari dan mengembangkan metode (algoritma) manipulasi, analisa dan interpretasi sinyal. Meskipun termasuk dalam spesialisasi dalam teknik elektro, diluar ilmu ilmu dalam teknik elektro, pengolahan sinyal berkaitan erat juga dengan statistik, teori informasi dan matematika terapan. 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. Sebagai sebuah system, penyusunan aplikasi Matlab tersusun dari 5 bagian utama, yaitu: Development Environment, Matlab Mathematical Function Library, Matlab Language, Graphics, dan Matlab Aplication Program Interface (API).