PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL. Modul 2. Proses ADC-DAC

Transkripsi

1 PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL Modul. Proses ADC-DAC

2 Coe Kosep Samplig Kuaisasi Codig Decodig ilerig ADC-DAC Perhiuga error kuaisasi dikaika dega level kuaisasi da samplig rae

3 ADC Aalog o Digial Coverer Megubah siyal aalog mejadi siyal digial Proses yag erjadi dalam ADC : Samplig pecuplika Quaizig kuaiasasi Ecodig pegkodea sampler kuaiser ekoder

4 Proses Pecuplika Samplig ' s ' s s Time domai X s requecy domai f X f X f X f X f s X s f

5 ALIASING EECT LP filer aliasig Nyquis crieria Modul 0 - Siskom I - ADC/PCM 5

6 PROSES KUANTISASI QUANTIZATION Quaizer Kuaisasi : megubah level ampliuda mejadi diskre dega jumlah erbaas. Jumlah level kuaisasi M = N, N = jumlah bi pegkodea Terdapa jeis kuaiser yaiu : Kuaiser Uiform lebar selag kuaisasi seragam Kuaiser No-Uiform lebar selag kuaisasi idak seragam

7 QUANTISER UNIORM

8 QUANTISER NON-UNIORM egaga keluara vol B A egaga masuka vol Compressor Uiform Quaizer NoUiform / Noliear Quaizer

9 QUANTIZATION M Where M = o. of seps = quaizaio sep V v v V v 0 -V M Seps Oupu Q-zer Ipu aalog Samplig Sigal

10 ampliude Quaizaio eample 0.76 Qua. levels boudaries PCM codeword Ts: sampled values qts: quaized values Ts: samplig ime PCM sequece

11 PROSES PENGKODEAN ENCODING T T Ecod Cooh di aas meujukka proses ecodig, simbol masuka dikodeka mejadi 8 bi Jumlah bi uuk megkodeka iap simbol dieuka oleh peragka ADC Aalog o Digial Coverer

12 ENCODING V 0 -V N M

13 ERROR KUANTISASI

14 ERROR KUANTISASI v Quaizaio Error/Noise 0 v v Uiform disribuio v v v v e f f Q v e v

15 KONSEP REKUENSI Siyal siusoidal waku koiu a Acos = waku A = ampliuda = frekuesi sudu[radia/deik] = fasa [radia] a Acos = frekuesi [siklus/deik, herz Hz]

16 a Acos Uuk seiap frekuesi a periodik a T p a T p perioda dasar Siyal-siyal siusoidal waku koiu dega frekuesi berbeda dapa dibedaka rekuesi diperbesar Uuk suau waku ereu jumlah perioda berambah

17 Siyal siusoidal waku diskri Acos = bilaga bula ieger A = ampliuda = frekuesi [radia/sampel] = fasa [radia] f Acos f f = frekuesi [siklus/sampel]

18 Acos fo o periodik haya bila frekuesi f merupaka bilaga rasioal 6 3 N cos[f o f o N ] cos[f f on k fo o k N f o N ] Harga erkecil dari N disebu perioda dasar cosf o

19 Siyal-siyal siusoidal waku diskri dega frekuesifrekuesi yag berbeda sebayak k adalah ideik idak dapa dibedaka cos[ o ] cos[ o ] cos o k k o Acos k k k 0,, f rekuesi diperbesar harga maksimum f = /

20 cos o

21 cos o o A A cos cos cos cos cos cos cos A A A A A o o o o adalah alias dari

22 ANALOG TO DIGITAL CONVERSION Samplig pecuplika Quaizaio kuaisasi Codig pegkodea Digial sigal X a Sampler X Quaizer X q Coder 00 Aalog sigal Discree-ime sigal Quaized sigal

23 Samplig pecuplika Siyal waku koiu siyal waku diskri T = samplig ierval s = samplig rae sampel/deik

24 s a a A T A T A cos cos cos s f f A cos T f s ma ma? s

25 cos[ 0 ] cos[ 50 ] s 40 Hz cos[ 0 40 ] 0 Hz 50 cos Hz 50 5 cos[ ] cos 40 cos cos cos ideik dega 50 Hz = alias dari 0 Hz 90 Hz, 30 Hz,. juga alias 0 Hz

26 cos cos f A A o o a,, cos k k A s o k k a cos cos cos cos f A k f A k A T A T o o s s o k a Alias dari o

27 Hubuga aara f da s/ foldig frequecy

28 Cooh : Dikeahui sebuah siyal aalog = 3 cos 00 a Teuka s miimum b Bila s = 00 Hz, euka c Bila s = 75 Hz, euka d Berapa 0 < < s / yag meghasilka sama dega c Jawab: a = 50 Hz s miimum = 00 Hz b 3cos 3cos

29 3 3cos 3 3cos 3 4 3cos cos c d 3 3cos 3 3cos 3 f s o f Hz f s o ,, 75 5 k k k s o k 37, s Hz o 5

30 Teori Samplig a N i A i cos Suara pembicaraa f i < 3 khz Siyal elevisi f i < 5 MHz maks = B s = samplig rae =? maks N i f S S S B rekuesi Nyquis

31 Cooh : Dikeahui sebuah siyal aalog = 3 cos si cos 000 a Teuka frekuesi Nyquisya b Bila s = 5000 Hz, euka c Teuka dari pada b bila proses D/A C ya sempura Jawab: a khz 3kHz 6kHz 3 B maks 6kHz N B khz

32 b khz khz s s 5, cos 5 3 5si 5 3cos cos si cos ] 5 0cos[ ] 5 5si[ ] 5 3cos[ ] 5 0cos[ ] 5 5si[ ] 5 3cos[

33 ] 5 0cos[ ] 5 5si[ ] 5 3cos[ ] 5 5si[ ] 5 3cos[ c 5si4000 3cos000 y

34 Cooh 3: Dikeahui sebuah siyal aalog = 3 cos si300 - cos 00 a Teuka laju pecuplika miimum yag dibuuhka uuk meghidari pegaliasa b Bila siyal ersebu dicuplik dega laju 00 pecuplika/seko, berapa siyal waku diskri yag diperoleh sesudah pecuplika c Bila siyal ersebu dicuplik dega laju 00 pecuplika/seko, berapa siyal waku diskri yag diperoleh sesudah pecuplika Jawab: a Hz 50 Hz 50 Hz 5 3 B maks 50 Hz N B 300 Hz

35 Hz Hz s s b cos 3 0si 4 3cos cos si cos cos ] 0si[ 4 3cos cos ] 0si[ 4 3cos cos 0si 3cos0,5

36 Hz Hz s s c 4 cos 4 3 0si 8 3cos cos si cos 4 cos ] 4 0si[ 8 3cos 4 cos ] 4 0si[ 8 3cos cos0,5 0si0,5 3cos0,5

37 DIGITAL TO ANALOG TO CONVERSION Kuaisasi siyal ampliuda koiu q Q[ ] e q q Q = proses kuaisasi roudig, rucaio q = siyal hasil kuaisasi e q = error kuaisasi

38 a 0, S Hz T s 0,

39 q Trucaio q Roudig e q Roudig 0,0,0 0, ,9 0,9 0, ,8 0,8-0,0 3 0,79 0,7 0,7-0,09 4 0,656 0,6 0,7 0, , ,5 0,6 0, ,5344 0,5 0,5-0, , ,4 0,5 0, , ,4 0,4-0, , ,3 0,4 0,05795

40 L = level kuaisasi L = = Quaizaio sep = 0, maks L mi 0 0, e q

41 Kuaisasi siyal siusoidal A cos 0

42 e B q a q S a diaggap liier diaara level-level kuaisasi = waku selama a berada di dalam level kuaisasi 0 d e d e P q q q Error power rms

43 0 d P e q q 3 b q b A P A b = jumlah bi L = b + X maks - mi = A cos 0 A d A T P T p o p 3 b q P P SQNR Sigal-o-quaizaio raio

44 SQNR db 0log SQNR,76 6, 0 b Word legh jumlah bi diambah sau Level kuaisasi mejadi dua kali lipa SQNR berambah 6 db Cooh : Compac disk player Samplig frequecy 44, khz 6-bi sample resoluio SQNR =96 db

45 Codig of Quaized Samples Level kuaisasi L L bilaga bier yag berbeda Word legh b b bilaga bier berbeda b L b log L L = b = 4 bis

46 Cooh 4: Dikeahui siyal waku diskri : 6,35cos 0 Teuka jumlah bi yag diperluka oleh A/D coverer agar resolusiya : a = 0, b = 0,0 Jawab: 0 cos 0 a maksimum pada saa : cos 0 miimum pada saa : 0

47 8 0, ] 6,35 [6,35 0, mi mi L L L maks maks bi b b ,0 ] 6,35 [6,35,0 0 L b bi b b 0 636

48 Cooh 5: Dikeahui siyal seismik aalog dega dyamic rage sebesar Vol. Bila siyal aalog ii dicuplik dega frekuesi sebesar 0 sample/s megguaka 8-bi A/D coverer, Teuka : a Bi rae bps b Resolusi c rekuesi siyal maksimum yag ada pada digial seismic sigal Jawab: 8 bi sample 0 sample s a bps 60 bi / s

49 Dyamic rage = maks - mi dyamic rage L 000 mv b 7,875 mv 0 S c Hz maks 0 8

50 Cooh 6: Suau jariga komuikasi digial aka diguaka uuk merasmisika siyal aalog : 3cos600 cos800 Jariga ii beroperasi pada 0000 bi/s da seiap sampel dikuaisasi mejadi 04 level egaga yag berbeda. a Teuka frekuesi pecuplika da frekuesi foldig b Teuka frekuesi Nyquis dari siyal aalog c Teuka frekuesi-frekuesi pada siyal waku diskri

51 a Hz Hz b bps bi b S D S b b Hz Hz Hz maks N a cos 300 3cos Jawab:

52 c ] 0, cos[ ] 0,3 3cos[ ] 0, cos[ ] 0,3 3cos[ ] 0,9 cos[ ] 0,3 3cos[ cos cos Hz f f Hz f f S S 00 0,000 0, 300 0,3000 0,3