KOMUNIKASI DATA – ST014 EnKODING DAN DEKODING S1 Teknik Informatika DOSEN PENGAMPU : Ferry Wahyu Wibowo, S.Si., M.Cs Joko Dwi Santoso, M.Kom Naskan, S.Kom Rico Agung D., S.Kom Rikie Kartadie, S.T., M.Kom

Outlines  Definisi Enkoding  Definisi Dekoding  Prinsip Konversi Data/Sinyal Analog ke Digital  Prinsip Konversi Data/Sinyal Digital ke Analog Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 2

Definisi Enkoding  Enkoder adalah rangkaian logik yang mengaktivasi jumlah masukan dan mengirimkan serangkaian keluaran yang merepresentasikan bilangan biner Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 3 D Z Y I0I0 I1I1 C B I2I2 I3I3 A Out 0 Out 1

Definisi Enkoding Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 4

Definisi Enkoding Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 5

Definisi Enkoding Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 6

 Modulasi melibatkan operasi salah satu dari tiga karakteristik sinyal pembawa  Amplitude Shift Keying (ASK)  Frequency Shift Keying (FSK) Binary FSK (BFSK) Multiple FSK (MFSK)  Phase Shify Keying (PSK) Binary PSK (BPSK) Four-level PSK (QPSK) Multilevel PSK (MPSK)  QAM : Kombinasi ASK dan PSK Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 7 Definisi Enkoding

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 8 Definisi Enkoding

 Prinsip enkoder dan dekoder Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 9

10 Definisi Enkoding  Data analog dan digital dapat dienkode menjadi sinyal digital atau analog. Ada 4 kombinasi sinyal yang mungkin, yaitu :  Data digital, sinyal digital  Data analog, sinyal digital  Data digital, sinyal analog  Data analog, sinyal analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 11 Definisi Enkoding Data Digital, Sinyal Digital:  Data biner ditransmisikan oleh enkoding setiap bit data menjadi unsur sinyal  Faktor yang menentukan bagaimana penerima akan menginterpretasikan sinyal yang datang:  Peningkatan data rate meningkatkan bit error rate  Peningkatan derau (gangguan) sinyal menurunkan bit error rate.  Peningkatan bandwidth mampu meningkatkan data rate

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 12 Definisi Enkoding Data Digital, Sinyal Digital : Polar NRZ RZ Biphase NRZ-L Manchester Differential Manchester NRZI Bipolar AMI B8ZS HDB3 Digital Signal Encoding

Definisi Dekoding  Dekoder adalah rangkaian logik yang menerima serangkaian masukan yang merepresentasikan bilangan biner dan hanya mengaktifkan keluaran terkait dengan jumlah masukan Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 13 B W X Y Z I0I0 I1I1 A Out 0 Out 1 Out 2 Out 3

Definisi Dekoding Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 14

Definisi Dekoding Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 15

Prinsip Konversi Analog ke Digital  Sistem Perancangan Antarmuka Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 16

Prinsip Konversi Analog ke Digital  Mencuplik sinyal analog dan mengubahnya menjadi sinyal digital kemudian diproses sistem komputasinya  DAC digunakan sebagai keluaran hasil komputasinya yang berupa sinyal analog Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 17

Prinsip Konversi Analog ke Digital Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 18

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 19 Contoh : PCM Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 20 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 21

Prinsip Konversi Analog ke Digital  Analog capture circuit pada FPGA Spartan-3E Starter Kit terdiri dari programmable scaling pre- amplifier dan ADC 22 Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014)

 Analog capture circuit terdiri dari Linear Technology LTC pre-amplifier yang dapat diprogram dengan menskala sinyal analog pada header J7  Keluaran pre-amplifier terhubung ke Linear Technology LTC1407A-1 ADC  Pre-amplifier dan ADC diprogram secara serial atau dikendalikan oleh FPGA. 23 Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Mengubah tegangan analog pada VINA atau VINB dan mengubahnya menjadi representasi digital 14- bit, D[13:0] Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 24 Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Gain merupakan pengaturan bati yang diisikan ke programmable pre-amplifier Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 25 Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Tegangan referensi untuk amplifier dan ADC adalah 1,65V yang dibangkitkan melalui tegangan pembagi  Jangkah maksimum ADC adalah +1,25V dari tegangan referensi 1,65V  Keluaran ADC merupakan 14-bit keluaran digital dua komplemen, sehingga nilainya diskala oleh 8192 atau Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 26 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 27 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 28  Nilai digital merupakan representasi signed 14-bit dua komplemen dari jangkah masukan -1,25v sampai +1,25v  Jika ingin menghubungkan sinyal alternating current (AC) ke pin masukan VINA atau VINB pada FPGA Spartan-3E harus melalui kapasitor untuk menyaring sinyal direct current (DC), sehingga hanya sinyal AC saja yang akan dilewatkan Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 29 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 30  Top level dari amplifier dan ADC Prinsip Konversi Analog ke Digital

 LTC mempunyai dua inverting amplifier dengan gain yang dapat diprogram  Tujuan amplifier adalah untuk menskala tegangan pada VINA dan arus pada VINB Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 31 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 32 Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Pengaturan gain untuk pre-amplifier Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 33 Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Komunikasi berbasis SPI antarmuka dengan amplifier  Keluaran AMP_DOUT dari amplifier berulang-ulang mengatur gain sebelumnya, dalam beberapa aplikasi dapat diabaikan  Antarmuka amplifier relatif lamban dan hanya mendukung sekitar 10 MHz frekuensi clock Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 34 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 35 Prinsip Konversi Analog ke Digital

 AMP_DOUT selalu aktif sehingga tidak dapat membagi sinyal SDO yang sama sebagaimana piranti lainnya  FPGA perlu mentransmisikan masing-masing byte MSB yang pertama  VHDL untuk memilih gain slave LTC constant gain : std_logic_vector(7 downto 0) := " "; Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 36 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 37  Deskripsi rangkaian untuk mengendalikan Amplifier ini menggunakan bahasa VHDL dengan metode Finite State Machine (FSM) Moore Prinsip Konversi Analog ke Digital

 Analog Digital Converter (ADC) yang digunakan adalah LTC 1407A-1 yang mempunyai dua masukan sinyal, masukan keduanya berupa sinyal analog yang di-sampling secara simultan ketika sinyal AD_CONV diaplikasikan  ADC ini men-sampling data analog menggunakan serial peripheral interface (SPI). Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 38 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 39 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 40 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 41 Prinsip Konversi Analog ke Digital

Prinsip Konversi Digital ke Analog Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 42

 Spartan 3E starter kit mempunyai piranti kompatibel dengan SPI, empat channel, Digital-to-Analog Converter (DAC) serial  Piranti DAC yang digunakan adalah Linear Technology LTC2624 quad DAC dengan resolusi unsigned 12-bit  Empat keluaran dari DAC diperlihatkan pada J5 header yang menggunakan format Digilent 6-pin peripheral module. Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 43 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 44 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 45 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 46 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 47 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 48 Prinsip Konversi Digital ke Analog

 Channel A dan B menggunakan tegangan referensi 3,3V sedangkan channel C dan D menggunakan referensi 2,5V. Tegangan referensi itu sendiri mempunyai toleransi +5%, sehingga akan ada kaitan variansi (perbedaan) pada tegangan keluaran Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 49 Prinsip Konversi Digital ke Analog

 Tegangan referensi terkait dengan keluaran DAC A dan B sekitar 3,3V+5%  Tegangan referensi terkait dengan keluaran DAC C dan D sekitar 2,5V+5% Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 50 Prinsip Konversi Digital ke Analog

 Pengendali DAC Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014) 51 Prinsip Konversi Digital ke Analog

Terima Kasih 52 Komunikasi Data - S1 Teknik Informatika (ST014)