Sistem analog dan sistem digital

Sistem analog memproses sinyal-sinyal bervariasi dengan waktu yang memiliki nilai-nilai kontinyu, teknologi analog merupakan proses pengiriman sinyal dalam bentuk gelombang. Sistem analog digunakan untuk komunikasi yang lalulintasnya rendah. Pada sistem analog, terdapat amplifier di sepanjang jalur transmisi. Setiap amplifier menghasilkan penguatan (gain), baik menguatkan sinyal pesan maupun noise tambahan yang menyertai di sepanjang jalur transmisi tersebut. Analog dan digital sebenarnya lebih kepada istilah dalam penyimpanan dan penyebaran data. Data Analog disebarluaskan melalui gelombang elekromagnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh faktor pengganggu.Sistem digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. Secara singkat, digital berasal dari kata Digitus, dalam Bahasa Yunani berarti jari jemari. Apabila kita hitung jari jemari orang dewasa, maka berjumlah sepuluh (10). Nilai sepuluh tersebut terdiri dari 2 radix, yaitu 1 dan 0, oleh karena itu Digital merupakan penggambaran dari suatu keadaan bilangan yang terdiri dari angka 0 dan 1 atau off dan on (bilangan biner). Semua sistem komputer menggunakan sistem digital sebagai basis datanya. Dapat disebut juga dengan istilah Bit (Binary Digit).Digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). Digital itu bernilai 0 dan 1, atau logika biner atau diskrit .Besarnya nilai suatu sistem digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). Jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi sistem digital. Contoh kasus ada sistem digital dengan lebar 1 byte (8 bit). Maka nilai-nilai yang dapat dikenali oleh sistem adalah bilangan bulat dari 0 255 ( 256 nilai : 2 pangkat 8 ). Sistem digital memproses sinyal-sinyal yang memiliki nilai-nilai diskrit.

Sinyal digital dan sinyal analoga. Sinyal analogSecara singkat, sinyal analog adalah istilah yang digunakan dalam ilmu teknik (terutama teknik elektro, teknik informasi, dan teknik kendali), yaitu suatu besaran yang berubah dalam waktu atau dan dalam ruang, dan yang mempunyai semua nilai untuk untuk setiap nilai waktu (dan atau setiap nilai ruang). Digunakan juga istilah Sinyal Kontinyu, untuk menggambarkan bahwa besaran itu mempunyai nilai yang kontinyu (tak terputus).Sedangkan secara umum, 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. Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik. Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.Sinyal analog pertama kali digunakan pada 1800-an. Mereka digunakan bersama dengan kabel telepon tembaga untuk mentransmisikan percakapan. Ini terlibat menggunakan 2 konduktor untuk setiap baris (mengirim dan menerima). Sebagai teknologi yang berkembang semakin banyak orang mulai menggunakan telepon membuat sinyal analog terlalu mahal dan sulit untuk mempertahankan. Hal ini disebabkan cara kerja sinyal-sinyal analog.b. Sinyal digitalSecara umum, Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), dengan kata lain, 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/noise, 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.Signal digital ini memiliki berbagai keistimewaan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada teknologi analog yaitu :Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.Penggunaan yang berulang ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri.Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.Kelebihan informasi digital adalah kompresi dan kemudahan untuk ditransfer ke media elektronik lain. Kelebihan ini dimanfaatkan secara optimal oleh teknologi internet, misalnya dengan menaruhnya ke suatu website atau umumnya disebut dengan meng upload. Cara seperti ini disebut online di dunia cyber. Nilai 2-phase diskrit (Boolean,binary) bernilai tinggi/rendah (high/low), benar/salah (true/false), atau 1/0. Sistem Analog/Digital memproses sinyal-2 bervariasi dengan waktu yang memiliki nilai-2 kontinyu/ 2phase diskrit values.

Gambar sinyal digital

Contoh sinyal analog dan sinyal digitala. sinyal analogsinyal suara pada radio konvensional,sinyal gambar (foto) pada kamera konvensional,sinyal video pada televisi konvensional.Televisi analog, dimana televise analog ini dapat mengkodekan informasi gambar dengan memvariasikan voltase dan/atau frekuensi dari sinyal. Seluruh sistem sebelum Televisi digital dapat dimasukan ke analog.

b. sinyal digitalContohnya kebanyakan digunakan dalam berbagai aplikasi:Aplikasi pengolahan suara pada kanal telepon,pemrosesan citra serta transmisinya,dalam bidang seismologi dan geofisika,eksplorasi minyak,deteksi ledakan nuklir,pemrosesan sinyal yang diterima dari luar angkasa, dan sebagainya.

Perbedaan sistem analog dan digitalSalah satu karakteristik sistem digital adalah bahwa ia bersifat diskrit, sedangkan sistem analog bersifat kontinyu sehingga pengukuran yang didapat sebenarnya lebih tepat dari sistem digital hanya saja banyak keuntungan-keuntungan yang lain yang dimiliki oleh sistem digital. Masing-masing sistem tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri tergantung dari untuk kasus apa sistem tersebut digunakan. Perbedaan paling mendasar dari Analog dan Digital adalah pada bentuk gelombang sinyal masing-masing . Sinyal Analog mempunyai bentuk sinus atau setengah lingkaran,sedangkan sinyal digital mempunyai bentuk gelombang persegi atau kotak . Bentuk gelombang sinyal listrik bisa dilihat dengan alat bernama Osiloskop .

Kelebihan sistem digital dibandingkan sistem analogBeberapa keunggulan dari sistem digital adalah :Teknologi digital menawarkan biaya lebih rendah, keandalan (reability) lebih baik, pemakain ruang yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendahTeknologi digital membuat kualitas komunikasi tidak tergantung pada jarakJaringan digital ideal untuk komunikasi data yang semakin berkembangTeknologi digital memungkinkan pengenalan layanan-layanan baruTeknologi digital menyediakan kapasitas transmisi yang besarKemampuan memproduksi sinyal yang lebih baik dan akurat.Mempunyai reliabilitas yang lebih baik (noise lebih rendah akibat imunitas yang lebih baik).Fleksibilitas dan fungsionalitas yang lebih baik.Kemampuan pemrograman yang lebih mudah.Lebih cepat (debug IC complete complex digital dapat memproduksi sebuah keluaran lebih kecil dari 2 nano detik).Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri.Pada sistem digital, amplifier digantikan regenerative repeater. Fungsi repeater selain menguatkan sinyal, juga membersihkan sinyal tersebut dari noise. Pada sinyal unipolar baseband, sinyal input hanya mempunyai dua nilai 0 atau 1. Jadi repeater harus memutuskan, mana dari kedua kemungkinan tersebut yang boleh ditampilkan pada interval waktu tertentu, untuk menjadi nilai sesungguhnya di sisi terima.Sistem komunikasi digital berhubungan dengan nilai-nilai, bukan dengan bentuk gelombang. Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian rangkaian logika, atau jika perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi matematika yang rumit bisa secara mudah ditampilkan untuk mendapatkan fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau keamanan dalam transmisi sinyal.

Kerugian sistem digital dibandingkan dengan sistem analogKerugian sistem digital dibandingkan dengan sistem analog adalah, bahwa sistem digital memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditransmisikan menggunakan single -sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk mengetahui kapan setiap simbol yang terkirim mulai dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.

Kelemahan sistem analog1. digital hanya mempertimbangkan speed, power dissipation analog harus memepertimbangkan speed, power dissipation, gain, precission, supply voltage dsb.2. Analog lebih sensitif terhadap derau/noise, crosstalk dan interferensi (kecepatan & presisi).3. jarang yang bisa diotomatisasi dalam perancangan seperti digital yang bisa di Lay out dan sintesis secara otomatis.4. Modelling & Simulation untuk analog memerlukan pengalaman karena banyak efek dan perilaku yang aneh

Contoh instrumen analog dan digital:Instrument AnalogRemote TVSpedometer pada motorPengukur tekananTeleponRadio analog6. Grafik equalizer7. Piranti ukur kumparan putar (multimeter analog, ampere meter analog dll)8. Tabung sinar katoda pada osciloskopInstrument DigitalJam digitalKamera digitalPenunjuk suhu digitalKalkulator digitalComputerHPRadio digital