Teori Dasar dari Pengolahan Sinyal Digital

A.           Pengertian Sinyal

Sinyal adalah besaran fisis yang bergantung dengan waktu, ruang, dan satu atau lebih variable bebas. Sinyal dapat menyediakan dan membawa informasi, seperti suara manusia yang membawa informasi suara, electrocardiogram (ECG) yang memberikan informasi kondisi hati pasien, dan electroenchephalogram (EEG) yang memberikan informasi mengenai aktifitas otak pasien. Sinyal dapat dinyatakan secara matematis. Sebagai contoh: 

 B.         Elemen Dasar Sinyal

Elemen dasar sinyal terdiri dari sinyal input, proses pengolahan, dan sinyal output. Sinyal input maupun sinyal output dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

C.         Pengolahan Sinyal

Sinyal dapat diolah dengan menggunakan operasi-operasi tertentu terhadap suatu sinyal, baik operas-operasi elementer maupun operasi-operasi kompleks. Pengolahan sinyal terdiri dari dua, Digital Signal Processing (DSP) dan Analog Signal Processing (ASP). DSP atau yang disebut dengan pengolahan sinyal digital adalah proses pengolahan sinyal menggunakan teknik digital.

Blok Diagram Pemrosesan Sinyal

Pengolahan sinyal digital lebih sering digunakan daripada pengolahan sinyal analog (PSA), karena PSA lebih kompleks. Adapun kelebihan pengolahan sinyal digital antara lain mudah dimodifikasi, mudah dikembangkan, lebih murah, dan operasi yang digunakan PSD dapat dikembangkan menggunakan perangkat lunak yang berjalan dengan PC. Bidang penggunaan PSD antara lain untuk medis, komersial, telepon, peralatan militer, dan industri. Contoh penggunaan pada bidang medis PSD yaitu penggambaran diagnosa pasien (CT dan MRI) dan analisi elektrokardiogram. Contoh pada bidang komersial yaitu video conference dan special efek film. Contoh pada bidang militer yaitu penggunaan radar dan sonar.

D.         Klasifikasi Sinyal

Sinyal dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.    Sinyal  dari variabel bebas dan sinyal dari variabel tidak bebas

Sinyal yang berasal dari variabel tidak bebas berupa:

·         Nilai real :  

·         Nilai kompleks :

·         Bilangan vector (multikanal) :

Sinyal yang berasal dari variabel bebas berupa:

·         Sinyal suara manusia, terdiri dari satu variabel suara yaitu waktu, .

·         Sinyal gambar, terdiri dari dua variabel bebas, yaitu .

·         Sinyal (mono) TV, terdiri dari tiga variabel bebas, yaitu

Sinyal yang terdiri dari lebih dari satu variabel bebas disebut juga sinyal multidimensi.

3.     Sinyal waktu-kontinu dan sinyal waktu-diskrit

Sinyal waktu-kontinu merupakan sinyal dengan waktu real, dikenal sebagai sinyal analog.

x(t), dengan t = real.

Sinyal Waktu Kontinu

Sedangkan sinyal waktu-diskrit memiliki waktu bernilai integer.

x(n), n = integer.

Sinyal Waktu Diskrit

3.     Sinyal bernilai-kontinu dan sinyal bernilai-diskrit

Sinyal bernilai-kontinu mengambil semua nilai yang ada pada rentang terbatas maupun tak terbatas.

 

Sinyal Bernilai Kontinu

Sedangkan sinyal bernilai-diskrit mengambil nilai yang ada pada rentang terbatas yang telah ditentukan. Sinyal waktu-diskrit yang memiliki nilai diskrit dikenal dengan sinyal digital 

Sinyal Bernilai Diskrit

4.     Sinyal Acak dan Sinyal Determinan

     Sinyal determinan merupakan sinyal yang dapat dideskripsikan menjadi fungsi yang spesifik, misalnya tabel data.

Sinyal Determinan

     Sedangkan sinyal acak adalah sinyal yang mengambil nilai acak setiap saat, harus dimodelkan secara probabilitas.

 

Sinyal Acak

 5.     Sinyal Periodik dan Sinyal Apriodik

Sinyal periodik memiliki waktu yang periodik atau beraturan (memiliki pola). Ciri sinyal periodik:

, untuk semua nilai n.

Sinyal Periodik

Sedangkan sinyal aperiodik tidak memiliki waktu yang tetap-beraturan.

 

Sinyal Aperiodik