SUB Pengolahan Sinyal Digital

Presentasi berjudul: "SUB Pengolahan Sinyal Digital"— Transcript presentasi:

1 SUB Pengolahan Sinyal Digital
Dipersiapkan oleh: Mudrika

2 Analog Sinyal Proses ANALOG SIGNAL PROCESSOR DIGITAL SIGNAL PROCESSING
ADC DIGITAL SIGNAL DIGITAL SIGNAL DAC

3 Background Process Control Telephony Radar
Pengolahan Sinyal Digital merupakan salah satu kemajuan teknologi yang berkembang saat ini. Dalam bidang telekomunikasi (suara dan data dan gambar) Dalam bidang kedokteran(detak jantung ) Dalam bidang industri ( Proses monitoring dan kendali ) Dalam bidang milter(Radar ,sonar) Process Control Telephony Radar

4 Keuntungan DSP Mempunyai kelebihan: - Sistem digital dapat diprogram ulang untuk aplikasi lainnya - Sistem Digital dapat dihubungkan dengan perangkat keras lainnya Mempunyai Kemampuan Pengulangan: - Sistim digital mudah diduplikasi - Sistem digital tidak tergantung pada toleransi komponen yang ketat - Sistem digital mempunyai respons yang tidak tergantung pada pengaruh temperature Sederhana: - Digital lebih mudah diproses daripada sistem analog

5 Frekwensi Sampling besarnya adalah 2 kali atau lebih frekwensi aslinya
Teori Sampling Frekwensi Sampling besarnya adalah 2 kali atau lebih frekwensi aslinya Fs >= 2 F High Analog Signal Sampling Digital Signal

6 Filosofi Digital Filter
Filter digital adalah Kesederhanaan rancangan kedalam bentuk programmable oleh adanya diskritisasi elemen sinyal yang diproses.

7 Filter Filter: Suatu Rangkaian elektronika yang berfungsi untuk melewatkan sinyal frekuensi tertentu yang diinginkan dan meredam sinyal frekuensi tertentu yang diinginkan

8 Jenis-Jenis Filter Jenis –Jenis Filter : Low Pass Filter
Low pass filter (LPF) berfungsi melewatkan sinyal input yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu(Frekuensi cutoff) dan meredam sinyal frekuensi diatas frekuensi tertentu (frekuensi cutoff) Frekuensi Cut off(Fc)

9 Jenis-Jenis Filter Jenis –Jenis Filter : 2. High Pass Filter
High pass filter (HPF) berfungsi meneruskan sinyal di atas frekuensi cut off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut off diredam

10 Jenis-Jenis Filter Jenis –Jenis Filter : 3. Band Pass Filter
Band pass filter (BPF) berfungsi meneruskan sinyal input yang berada diantara dua frekuensi tertentu saja atau melewatkan frekuensi diatas fc1 dan meredam dibawah fc2

11 Jenis-Jenis Filter Jenis –Jenis Filter : 4. Band Reject Filter (BRF)
Band stop filter (BSF) atau band reject filter (BRF)adalah kebalikan dari band pass filter yaitu meredam frekuensi yang ada diantara dua buah frekuensi tertentu atau melewatkan sinyal frekuensi dibawah FC1 dan meredam sinyal frekuensi dibawah fc2

12 Teknologi Perancangan Filter
Berdasarkan Teknologi Perancangan filter dibedakan atas dua bagian ,yaitu filter analog dan filter digital.Filter analog dapat dibagi menjadi dua yaitu filter pasif dan filter aktif, sedangkan filter digital dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu filter Infinite Impulse Response (IIR) dan Finite Impulse Response

13 Perancangan Low Pass Filter (LPF) Digital
Dalam teknolgi pembuataanya LPF dirancang dengan analog atau digital, dan waktu tanggapnya didalam filter digital mempunyai dua macam yaitu Infinite Impulse Response (IIR) dan Finite Impulse Response (FIR). IIR Filter adalah digital Filter yang waktu tanggapnya tak berhingga.sedangkan FIR Filter adalah digital filter yang waktu tanggapnya berhingga.Dalam pembuatan FIR Filter ada beberapa metode-metode yang dipergunakan dalam rancangannya diantarnya adalah moving average(MV), Langsung (Direct) dengan integral fourier dan juga metode window.

14 Bentuk Umum Persamaan FIR Filter
Ket : y[n] = output x[n-k] = input bk = Nilai Koefisien N= orde filter

15 Perancangan Low Pass Filter (LPF) Digital
Tahapan-Tahapan Perancangan Low Pass Filter (LPF) Menentukan Frekuensi CutOff Menentukan Metode yang digunakan Mendapatkan Nilai Koefisien Mendapatkan Persamaan Fungsi alih atau persamaan Beda

16 Menentukan Nilai Frekuensi cut off
FIR Filter Digital Low Pass Filter(LPF) dengan -3dB frekuensi cutoff pada 40 Hz dan autenasi paling kecil -50dB untuk frekuensi diatas 60Hz.sampling frekuensinya adalah 200 Hz.

17 Metode –meode yang digunakan
Macam-Macam Metode window yang digunakan Jenis Window Lebar transisi Pelemahan stoband minimum Rectanguler 4/N -12 dB Bartlett 8/N -25 dB Hanning -44 dB Hamming -53 dB Blackman 12/N -74 dB Keiser variabel -

18 Mendapatkan Nilai Koefisien
Mendapatkan nilai koefisien dengan MATLAB Dari nilai frekuensi cutoff dan metode window hamming maka didapat kurva Low Pass Filter : Gambar Kurva Low Pass Filter Hasil Perhitungan

19 Mendapatkan Nilai Koefisien
Mendapatkan nilai koefisien dengan MATLAB Dari nilai frekuensi cutoff dan metode window yang ditentukan maka didapat : Nilai –Nilai Koefisien yang didapat

20 Mendapatkan Persamaan Fungsi Alih /Persamaan Beda
Dari nilai Koefisien yang sudah didapatklan maka didapatkan persamaan fungsi alih/ persamaan beda dengan menggunakan bentuk umum FIR filter Y(n)= h(0)x(n) + h(1)x(n-1)+ ……….h(N-1)x(n-(N-1)) h= nilai koefisien Y(n) = 0,0027x(n) – 0,0063x(n-1) - 0,0299x(n-2)+0,0000x(n-3)+0,1687x(n- 4)+0,3649x(n-5) +0,3649x(n-6)+0,1687x(n-7) )+0,0000x(n-8) -0,0299x(n-9) – 0,0063x(n-10)+ 0,0027x(n-11)

21 Persamaan Fungsi Alih /Persamaan Beda dalam bentuk Direct form

22 FPGA (Field programmable Gate Array )
Field Programmable Gate Arra(FPGA) merupakan sebuah IC digital yang sering digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian digital. Suatu rancangan rangkaian dapat diimplementasikan ke dalam FPGA menggunakan 2 metode yaitu: a. Metode menggunakan gambar (schematic) b. Metode menggunakan Bahasa Deskripsi Perangkat Keras (Hardwere Description Language/HDL).

23 FIR Filter Dengan FPGA Komponen yang di bututuhkan dalam FIR filter adalah 1. Rangkain Penunda Digital ( Delay ) 2. Rangkaian Pengali Digital 3. Rangkaian Penjumlah Digital

24 Rangkaian Penunda ( Shift Rigister/ Buffer)
Rangakaian Unit Delay adalah Rangakain Register atau disebut juga rangakaian buffer yang dirangkai dari beberapa D-FlipFlo

25 Rangkaian Penjumlah Digital
Rangakaian Penjumlah Digital adalah Rangakain yang disusun dengan beberapa gerbang and,or dan Exor. Berikut rangkaian sederhana dari Rangakaian penjumlah digital

26 Rangkaian Pengali Digital
Rangakaian Pengali digital Digital adalah Rangakain yang disusun dengan beberapa gerbang And,Or dan Exor. Berikut rangkaian sederhana dari Rangakaian penjumlah digital

27 Rangkaian Pengali Digital
Secara matematis perkalian 12 x 13 bit adalah tabel perkalian.xls -Terdapat 156 perkalian dengan artian ada 156 gerbang and yang Akan disusun - Terdapat 23 penjumlahan dengan artian ada 23 half addr/full adder -

28 Perancangan Selanjutnya
Setelah merancang rangkaian digital didalam software xilink 9.2i Akan dilakukan beberapa uji coba Test bench wave form ( timing diagram) Memprogram FIR Filter yang dirancang kedalam IC FPGA

29 Terima Kasih