Kelompok IV

PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKAFMIPA UH

2014

SINYAL ANALOG DAN SINYAL DIGITAL

KELOMPOK 4

• Jamaluddin • H221 12 011

Out line Materi…………

• Definisi Sinyal Analog dan Sinyal Digital

• Bentuk gelombang Sinyal Analog dan sinyal Digital

• Sumber Sinyal Analog dan Sinyal Digital

Pendahuluan

• Sinyal merupakan besaran fisis yang berisikan informasi dan merupakan fungsi waktu. Sinyal rentan terhadap interfrensi yang terjadi, baik dari dalam peralatan maupun dari luar. Dalam dunia elektronika telekomunikasi dikenal dua jenis sinyal, yaitu:

1. Sinyal analog 2. Sinyal digital.

Sinyal Analog

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang yang kontinu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang.

Sinyal analog adalah signal yang berupa gelombang elektromagnetik dan bergerak atas dasar fekuensi.

Dua parameter atau karakteristik terpenting yang dimiliki oleh sinyal analog adalah amplitudo dan frekuensi.

Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variabel dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phasa [12]. 1. Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. 2. Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik. 3. Phasa adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Adapun sinyal analog seperti yang digambarkan di bawah ini:

Kerugian pada sinyal sistem analog

signal analog akan menjadi lemah setelah melewati jarak yang jauh. Selain bertambah jauh signal analog juga memungut interferensi elektrik atau “noise” dari dalam jalur .

• Untuk mengatasi kelemahan tersebut maka diperlukan alat penguat signal yang disebut amplifier

Sinyal Digital

• Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran “0” dan “1”.

• Sistem digital merupakan bentuk sampling

dari sistem analog. Sinyal digital pada dasarnya di kode-kan dalam bentuk biner (atau Hexa).

Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog

yaitu :

• 1. Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

• 2. Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri.

• 3. Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

• 4. Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

Adapun sinyal digital

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

Kelebihan sinyal digital

• 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.

Konsep Dasar ADC (Analog to Digital Converter)

Parameter ADC (Analog to Digital Converter)

• a. Laju Pencuplikan (fs)

Berdasarkan teorema pencuplikan, jika frekuensi tertinggi yang dimiliki suatu sinyal analog xa(t) adalah fm dan sinyal tersebut dicuplik dengan laju pencuplikan fs ≥ 2fm

Adapun kelebihan dari laju pencuplikan oversampling adalah :

• a. Dapat memperbaiki SNR (Signal-to-Noise Ratio). Semakin tinggi laju pencuplikan fs maka SNR akan menjadi lebih baik.

• b. Konverter A/D oversampling tidak membutuhkan lowpass filter (LPF) tingkat tinggi, tetapi cukup dengan LPF yang sederhana sebagai filter antialiasing

b. Signal-to-Noise Ratio (SNR) Merupakan perbandingan antara daya sinyal dan daya noise pada keluaran konverter A/D.

c. Signal-to-Noise-and-Distortion Ratio (SNDR) merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan jumlah daya noise dan daya distorsi pada keluaran ADC.

• d. Dynamic Range (DR) Dynamic Range dari sebuah konverter A/D merupakan daerah amplitudo masukan yang menghasilkan SNR positif.

• e. Integral Nonlinearity (INL) Merupakan penyimpangan titik tengah kode (center code) terhadap garis ideal pada karakteristik konverter A/D. Jika seluruh titik tengah kode berada pada garis ideal, maka INL bernilai nol.

f. Resolusi Bit (N)

Resolusi bit merupakan jumlah bit biner yang dibuat untuk mempresentasikan setiap level tegangan pembanding pada kuantisasi. Bit biner tersebut merupakan keluaran dari konverter A/D.

g. Apertur Jitter (taj)

Apertur jitter atau disebut juga dengan time jitter didefenisikan sebagai penyimpangan secara random waktu pencuplikan kenyataannya (real) dari waktu pencuplikan yang ideal.

h.Differential Nonlinearity (DNL)

Merupakan penyimpangan (deviation) lebar peralihan kode dari lebar yang ideal

Modulasi Analog dan Modulasi Digital

• Modulasi adalah proses penggabungan data (sinyal informasi) yang akan dikirim dengan gelombang pembawa, sehingga memungkinkan sinyal tsb ditransmisikan melalui communication channel.

1.Modulasi Analog

Amplitude Modulation (AM) Amplitudo gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi

Frequency Modulation (FM) Frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi

Phase Modulation (PM) Phase gelombang pembawa diubah-ubah sesuai bentuk sinyal informasi Dipandang sebagai “special case” dari frequency modulation

1.Modulasi Amplituda (AM)

Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya:

Sinyal pemodulasi, untuk memudahkan analisa, diasumsikan sebagai gelombang sinusoidal juga, dengan persamaan matematisnya:

Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplituda,

diturunkan dari :

2. Modulasi Frekuensi (FM)

Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:

2.Modulasi digital Sinyal informasi hanya merepresentasikan dua keadaan (“1” atau “0”)

• Amplitude Shift Keying (ASK) Sinyal informasi direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa

• Frequency Shift Keying (FSK) Sinyal informasi direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa

• Phase Shift Keying (PSK) Sinyal informasi direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa

Tujuan Modulasi

Memudahkan pemancaran (radiasi)

Penggeseran spektrum frekuensi sinyal dari domain frekuensi rendah ke radio frequency (RF) untuk dapat dipancarkan (apabila communication channel berupa sistem radio)

Modulasi untuk multiplexing Mentranslasikan sinyal ke spektrum frekuensi atau time slot yang berbeda-beda untuk memungkinkan beberapa sinyal ditransmisikan melalui channel yang sama.

Mengatasi keterbatasan perangkat Perangkat untuk sinyal processing (filter,

amplifier) bekerja optimal pada frekuensi dan bandwidth tertentu

Modulasi dapat digunakan untuk mentranslasikan sinyal ke frekuensi yang sesuai dengan kemampuan perangkat

• Frequency assignment Menentukan frekuensi kerja dari pemancar (radio, televisi dsb)

• Mengurangi noise dan interferensi Efek dari noise dan interferensi dapat

diminimalisir dengan menggunakan type modulasi tertentu dengan bandwidth yang lebih lebar dari bandwidth sinyal

Ada “trade-off” antara pengurangan noise dengan penambahan bandwidth