Dipersiapkan oleh:Mudrika

SUB Pengolahan Sinyal Digital

Pengolahan Sinyal Digital

Analog Sinyal Proses

ANALOG SIGNAL

PROCESSOR

DIGITAL SIGNAL PROCESSING

ANALOGSIGNAL

ANALOGSIGNAL

DIGITAL SIGNAL

PROCESSORADC DAC

DIGITAL

SIGNAL

DIGITAL

SIGNAL

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)

Background

Process Control

Telephony

Radar

Keuntungan DSP

Mempunyai kelebihan:- Sistem digital dapat diprogram ulang untuk aplikasi lainnya- Sistem Digital dapat dihubungkan dengan perangkat keras lainnyaMempunyai 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

Teori Sampling

• Frekwensi Sampling besarnya adalah 2 kali atau lebih frekwensi aslinya

• Fs >= 2 F High

Analog Signal

Sampling

Digital Signal

Filter digital adalah Kesederhanaan

rancangan kedalam bentuk programmable oleh adanya diskritisasi elemen sinyal yang diproses.

Filosofi Digital Filter

Filter: • Suatu Rangkaian elektronika yang berfungsi untuk melewatkan

sinyal frekuensi tertentu yang diinginkan dan meredam sinyal frekuensi tertentu yang diinginkan

Filter

Jenis –Jenis Filter :1. 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)

Jenis-Jenis Filter

Frekuensi Cut off(Fc)

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

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

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

Jenis-Jenis 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

Teknologi Perancangan Filter

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.

Perancangan Low Pass Filter (LPF) Digital

Ket : y[n] = output x[n-k] = input bk = Nilai Koefisien N= orde filter

Bentuk Umum Persamaan FIR Filter

Tahapan-Tahapan Perancangan Low Pass Filter (LPF)

1. Menentukan Frekuensi CutOff2. Menentukan Metode yang digunakan3. Mendapatkan Nilai Koefisien4. Mendapatkan Persamaan Fungsi alih atau persamaan Beda

Perancangan Low Pass Filter (LPF) Digital

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.

Menentukan Nilai Frekuensi cut off

Macam-Macam Metode window yang digunakan

Metode –meode yang digunakan

Jenis Window Lebar transisi Pelemahan stoband minimum

Rectanguler 4/N -12 dB

Bartlett 8/N -25 dB

Hanning 8/N -44 dB

Hamming 8/N -53 dB

Blackman 12/N -74 dB

Keiser variabel -

Mendapatkan nilai koefisien dengan MATLAB

Dari nilai frekuensi cutoff dan metode window hamming maka didapat kurva Low Pass Filter :

Mendapatkan Nilai Koefisien

Gambar Kurva Low Pass Filter Hasil Perhitungan

Mendapatkan nilai koefisien dengan MATLAB

Dari nilai frekuensi cutoff dan metode window yang ditentukan maka didapat :

Mendapatkan Nilai Koefisien

Nilai –Nilai Koefisien yang didapat

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)

Mendapatkan Persamaan Fungsi Alih /Persamaan Beda

Persamaan Fungsi Alih /Persamaan Beda dalam bentuk Direct form

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).

FPGA (Field programmable Gate Array )

Komponen yang di bututuhkan dalam FIR filter adalah

1. Rangkain Penunda Digital ( Delay ) 2. Rangkaian Pengali Digital 3. Rangkaian Penjumlah Digital

FIR Filter Dengan FPGA

Rangakaian Unit Delay adalah Rangakain Register atau disebut juga rangakaian buffer yang dirangkai dari beberapa D-FlipFlo

Rangkaian Penunda ( Shift Rigister/ Buffer)

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

Rangkaian Penjumlah Digital

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

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-

Rangkaian Pengali Digital

Setelah merancang rangkaian digital didalam software xilink 9.2iAkan dilakukan beberapa uji coba1. Test bench wave form ( timing diagram)2. Memprogram FIR Filter yang dirancang kedalam IC FPGA

Perancangan Selanjutnya

Terima Kasih