Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard Bit Depth 8 dan 6 bit dengan Variasi Sampling Rate Menggunakan Spektrum Analyzer Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si) Oleh DESTRI INDARSARI 0709700305 PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 20
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar hasil karya saya sendiri yang belum pernah diajukan sebagai skripsi atau karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Jakarta, September 20 Destri Indarsari 0709700305
ABSTRAK DESTRI INDARSARI. Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard Bit Depth 8 dan 6 bit dengan Variasi Sampling Rate Menggunakan Spektrum Analyzer. Skripsi. Jakarta. Fakultas Sains Dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. 20. Kehidupan manusia tidak lepas dari berbagai peralatan elektronika yang dapat membantu berbagai kegiatan manusia terutama notebook. Notebook multimedia telah menjadi popular dan diminati khusunya bidang audio processing yang dijalankan oleh soundcard. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas spektrum perekaman pada 8 bit dan 6 bit dengan sampling rate yang berbeda dengan spektrum analyzer. Penelitian ini dilakukan sejak bulan April sampai bulan September 20 di PUSARPEDAL laboratorium kebisingan getaran Serpong. Instrument yang digunakan untuk menganalisa spektrum ini adalah multifunction accoustic calibrator Bruel & Kjaer tipe 4226, pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40, fluke 79 true RMS multimeter, dongle Bruel &Kjaer, notebook HP compaq 50 52PA, kabel ¼ inch, kabel ½ inch, kabel BNC, dan kabel coaxial. Perbedaan sampling rate dan bit depth sangat berpengaruh pada kualitas suara yang dihasilkan. Semakin tinggi sampling rate dan bit depth yang digunakan maka kualitas spektrum yang dihasilkan makin bagus sehingga menghasilkan kualitas suara yang baik. Maka soundcard 6 bit memiliki kualitas yang lebih baik daripada soundcard 8 bit dan sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz lebih baik daripada sampling rate 8000 Hz, 025 Hz, dan 22050 Hz. Kata kunci : Spektrum, notebook, soundcard, frekuensi, bit depth, sampling rate i
ABSTRACT Destri Indarsari. Difference Spectrum Analysis Quality Soundcard Bit Depth 8 and 6 bit Sampling Rate Variation Using a Spectrum Analyzer. Thesis. Jakarta. Faculty of Science and Technology. Syarif Hidayatullah State Islamic University. 20.Human life can not be separated from a variety of electronic equipment that can help a variety of human activities, especially notebooks. Multimedia notebooks have become especially popular and desirable areas of audio processing executed by the soundcard. This study aims to determine the quality of the recording spectrum at 8 bits and 6 bits with a sampling rate that is different from the spectrum analyzer. The research was conducted from April to September 20 in the laboratory PUSARPEDAL Serpong vibration noise. Instruments used to analyze the spectrum is the multifunction acoustic calibrator Bruel & Kjaer type 4226, pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40, fluke 79 true RMS multimeter, dongle Bruel & Kjaer, notebook HP compaq 50 52PA, cable ¼ inch, wire ½ inch, BNC cable, and coaxial cable. Difference sampling rate and bit depth is very influential on the quality of sound produced. The higher the sampling rate and bit depth are used, the quality of the resulting spectrum the better the resulting sound quality is good. So 6 bit soundcards have better quality than the soundcard sampling rate of 8 bits and 44 00 Hz and 96,000 Hz sampling rate is better than 8000 Hz,,025 Hz and 22,050 Hz. Keyword : Spectrum, notebook, soundcard, frequency, bit depth, sampling rate ii
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya, hingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir, untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Sains di Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Sebagai manusia biasa penulis menyadari bahwa penyajian tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Namun demikian penulis dapat menyelesaikan sesuai waktu yang direncanakan, tidak lain karena dorongan dari semua pihak, demikian juga berkat ridho-nya. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat :. Bapak Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Si, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatulah Jakarta. 2. Bapak Drs. Sutrisno, M.Si, Ketua Program Studi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. 3. Ibu Elvan Yuniarti, M.Si sebagai Pembimbing I, yang telah memberi bimbingan dan pengarahan penulisan tugas akhir ini selesai. 4. Bapak Arif Tjahjono, M.Si sebagai Pembimbing II, yang telah memberi bimbingan dan pengarahan penulisan tugas akhir ini selesai. 5. Bapak Ir. Wisnu Eka Yulyanto sebagai kepala laboratorium Kebisingan Getaran, yang telah meluangkan waktu untuk memberi bimbingan dan pengarahan penulisan tugas akhir hingga selesai. iii
6. Bapak Zulfachmi, Bapak Budi, Bapak Pramana, Bapak Taufik dan Bapak Agus yang telah meluangkan waktu, memberikan keceriaan, dan membantu penulis selama melaksanakan tugas akhir. 7. Untuk teman-teman seperjuanganku di Fisika Instrumentasi Qolby, Fahrurozi, Hesti, Adam, Romi, Taufik, Ana, Badai, Pangky dan Dewi (Elektonika dan Instrumentasi UGM) 8. Seluruh teman-teman Fisika geofisika dan material angkatan 2007 yang telah menjadi motivator, memberikan keceriaan dan mengukir kenangan termanis dalam hidupku, dan seluruh teman-teman Fisika angkatan 2008 dan 2009, Ade Bahtiar dan Firman Setiawan yang telah memberikan do a, semangat dan menemaniku sampai tugas akhir ini selesai. Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada orang tuaku khususnya ibunda tercinta yang telah memberikan dorongan dengan penuh kesabaran. Demikian juga kepada kakak-kakakku dan keponakan-keponakanku yang telah mendukung dan mendampingiku selama pembuatan tugas akhir ini. Semoga jasa yang tidak ternilai harganya dari semua pihak diatas senantiasa mendapat pahala yang berlipat ganda dari Allah SWT. Akhirnya dengan rendah hati penulis mengharapkan saran-saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Jakarta, Senin, 9 September 20 Destri Indarsari iv
DAFTAR ISI ABSTRAK..... i ABSTRACT. ii KATA PENGANTAR. iii DAFTAR ISI....... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR....... xi DAFTAR LAMPIRAN xv BAB I PENDAHULUAN.. Latar Belakang......2. Permasalahan Penelitian... 2.3. Tujuan Penelitian... 2.4. Pembatasan Masalah. 2.5. Manfaat Penelitian. 3.6. Sistematika Penyusunan. 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.. Soundcard.. 5 2.2. Sinyal. 6 2.3. Bit Depth dan Sampling Rate 6 2.4. Frekuensi dan Amplitudo. 7 2.5. Teori Oktaf Band... 8 2.6. Monoaural. 9 2.7. Metode Pemulusan Spektrum (Hanning Windowing).. 0 2.8. Harmonik 2.9. Noise 2.0. Waveform Audio Format (.WAV).. 2 2.. Konversi Analog ke Digital A/D. 3 2.2. Transformasi Fourier.. 5 2.3. Laju Pencuplikan 8 v
BAB III METODE PENELITIAN 3.. Tempat dan Waktu Penelitian... 2 3.2. Metode Penelitian. 2 3.3. Peralatan Penelitian... 2 3.3.. Multifunction Accoustic Callibrator Bruel & Kjaer Tipe 4226.. 2 3.3.2. Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 22 3.3.3. Fluke 79 RMS Multimeter 23 3.3.4. Dongle Bruel & Kjaer. 23 3.3.5. Notebook HP Compaq 50 52 PA.. 23 3.3.6. Kabel ¼ Inch... 23 3.3.7. Kabel ½ Inch... 24 3.3.8. Kabel BNC...... 24 3.3.9. Kabel Coaxial. 24 3.4. Teknik Analisis Penelitian 24 3.4.. Teknik Pengambilan Data... 24 3.4.2. Teknik Pengolahan Data. 27 3.5. Tahapan Penelitian 28 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.. Hasil Pengolahan Data Rekaman Berdasarkan Frekuensi Oktaf band Dengan Membedakan Sampling rate. 29 4... Frekuensi 3,5 Hz.. 29 4..2. Frekuensi 63 Hz. 30 4..3. Frekuensi 25 Hz... 3 4..4. Frekuensi 250 Hz... 3 4..5. Frekuensi 500 Hz... 32 4..6. Frekuensi 000 Hz. 33 4..7. Frekuensi 2000 Hz. 34 4..8. Frekuensi 4000 Hz. 34 4..9. Frekuensi 8000 Hz. 35 4..0. Frekuensi 2500 Hz... 36 vi
4... Frekuensi 6000 Hz... 37 4.2. Hasil Pengolahan Data Rekaman Berdasarkan Frekuensi Oktaf Band Dengan Perbedaan Bit Depth.. 39 4.2.. Frekuensi 3,5 Hz.. 39 4.2.2. Frekuensi 63 Hz. 40 4.2.3. Frekuensi 25 Hz... 42 4.2.4. Frekuensi 250 Hz... 43 4.2.5. Frekuensi 500 Hz... 44 4.2.6. Frekuensi 000 Hz. 45 4.2.7. Frekuensi 2000 Hz. 47 4.2.8. Frekuensi 4000 Hz. 48 4.2.9. Frekuensi 8000 Hz. 49 4.2.0. Frekuensi 2500 Hz... 5 4.2.. Frekuensi 6000 Hz... 52 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 5.. Kesimpulan... 54 5.2. Saran 54 DAFTAR PUSTAKA... 56 LAMPIRAN. 57 vii
DAFTAR TABEL Halaman Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 3,5Hz.. 30 2 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 63Hz... 30 3 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi25 Hz 3 4 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 250 Hz... 32 5 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 500 Hz... 33 6 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 000 Hz. 33 7 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 2000 Hz. 34 8 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 4000 Hz. 35 9 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 8000 Hz. 36 0 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 2500 Hz... 36 Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 6000 Hz... 37 viii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2. Frekuensi pada sinyal... 8 Gambar 2.2 Amplitudo pada sinyal. 8 Gambar 2.3 Sketsa monoaural. 9 Gambar 2.4 Hanning windowing dalam waktu dan frekuensi domain 0 Gambar 2.5 Contoh harmonik.. Gambar 2.6 Bagian dasar konverter analog ke digital. 3 Gambar 2.7 Sinyal sinus dalam domain waktu dan domain frekuensi 6 Gambar 2.8 Sinyal dalam domain waktu. 7 Gambar 3.9 Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226... 2 Gambar 3.0 Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40... 22 Gambar 3. Tampilan pada software FFT Properties v5 signal recorder... 24 Gambar 3.2 Perbedaan sampling frekuensi pada software FFT Properties v5 signal recorder... 25 Gambar 3.3 Perbedaan bit depth pada software FFT Properties v5 signal recorder... 25 Gambar 3.4 Tampilan software FFT Properties v5 Signal Analyzer... 26 Gambar 3.5 Tampilan resolusi pada alat pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 27 Gambar 3.6 Diagram alir proses penelitian. 28 Gambar 4.7 Sinyal perekaman 3,5 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 38 Gambar 4.8 Sinyal perekaman 3,5 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit.. 38 Gambar 4.9 Sinyal perekaman 3,5 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 39 Gambar 4.20 Sinyal perekaman 3,5 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 39 Gambar 4.2 Sinyal perekaman 63 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit... 39 Gambar 4.22 Sinyal perekaman 63 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit. 40 ix
Gambar 4.23 Sinyal perekaman 63 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 40 Gambar 4.24 Sinyal perekaman 63 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit... 40 Gambar 4.25 Sinyal perekaman 25 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit 4 Gambar 4.26 Sinyal perekaman 25 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit.. 4 Gambar 4.27 Sinyal perekaman 25 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 4 Gambar 4.28 Sinyal perekaman 25 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit... 4 Gambar 4.29 Sinyal perekaman 250 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 42 Gambar 4.30 Sinyal perekaman 250 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit.. 42 Gambar 4.3 Sinyal perekaman 250 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 42 Gambar 4.32 Sinyal perekaman 250 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 43 Gambar 4.33 Sinyal perekaman 500 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 43 Gambar 4.34 Sinyal perekaman 500 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit. 43 Gambar 4.35 Sinyal perekaman 500 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 44 Gambar 4.36 Sinyal perekaman 500 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 44 Gambar 4.37 Sinyal perekaman 000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 44 Gambar 4.38 Sinyal perekaman 000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit... 45 x
Gambar 4.39 Sinyal perekaman 000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 45 Gambar 4.40 Sinyal perekaman 000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 45 Gambar 4.4 Sinyal perekaman 2000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 46 Gambar 4.42 Sinyal perekaman 2000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit.. 46 Gambar 4.43 Sinyal perekaman 2000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 46 Gambar 4.44 Sinyal perekaman 2000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 46 Gambar 4.45 Sinyal perekaman 4000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 47 Gambar 4.46 Sinyal perekaman 4000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit.. 47 Gambar 4.47 Sinyal perekaman 4000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 47 Gambar 4.48 Sinyal perekaman 4000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit.. 48 Gambar 4.49 Sinyal perekaman 8000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 48 Gambar 4.50 Sinyal perekaman 8000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit. 49 Gambar 4.5 Sinyal perekaman 8000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 49 Gambar 4.52 Sinyal perekaman 8000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit 49 Gambar 4.53 Sinyal perekaman 2500 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 50 Gambar 4.54 Sinyal perekaman 2500 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit 50 xi
Gambar 4.55 Sinyal perekaman 2500 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 50 Gambar 4.56 Sinyal perekaman 2500 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit 5 Gambar 4.57 Sinyal perekaman 6000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 8 bit. 5 Gambar 4.58 Sinyal perekaman 6000 Hz dengan sampling rate 8000 Hz bit depth 6 bit 5 Gambar 4.59 Sinyal perekaman 6000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 8 bit. 52 Gambar 4.60 Sinyal perekaman 6000 Hz dengan sampling rate 96000 Hz bit depth 6 bit 52 xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran Hasil spektrum dengan resolusi tinggi... 57 Lampiran 2 Spektrum sinyal keseluruhan... 68 xiii
NOTASI X (n) Xa (nt) = Sinyal digital ke n hasil cuplikan atau sinyal waktu diskrit = Sinyal analog yang dicuplik ke n dengan periode pencuplikan atau selang waktu T detik n Fmaks Fs T f = Banyaknya pencuplikan = Frekuensi maksimum = Frekuensi sampling (Hz) = Periode (s) = Frekuensi sinyal digital atau dapat disebut frekuensi ternomalisasi atau frekuensi relatif sinusoida ѳ F ω Xa(t) X(ω) k X(k) N df fspan flines = Sudut fase = Frekuensi sinyal analog (Hz) = Kecepatan sudut (rad/s2) = Sinyal analog = Sinyal diskrit = 0,, 2, 3.N- = koefisien DFT untuk sinyal diskrit x(n) = Banyaknya sampling = Rentang frekuensi saat resolusi = Lebar frekuensi saat resolusi = Garis frekuensi saat resolusi xiv
BAB I PENDAHULUAN.. Latar Belakang Di zaman seperti ini, kehidupan manusia tidak lepas dari berbagai peralatan elektronika yang dapat membantu berbagai kegiatan manusia. Salah satu peralatan yang sangat dibutuhkan saat ini adalah notebook. Sejumlah notebook baru terbaik muncul di pasar komputer dunia. Saat ini dari setiap merk notebook, fasilitas dan harga yang ditawarkan menjadi sorotan utama para pengguna notebook. Notebook multimedia telah menjadi hal yang amat popular dan diminati oleh banyak orang, terutama untuk bidang audio processing. Hal ini berupa pengkonversian suara analog menjadi digital, atau dengan kata lain suara yang didengar oleh manusia dapat disimpan ke dalam media digital seperti hard disk dan Compact Disk atau CD. Pada awalnya, soundcard hanyalah sebagai pelengkap dari notebook. Namun sekarang, soundcard merupakan perangkat wajib di setiap notebook. Nama soundcard belum ditemukan secara langsung, tetapi ada beberapa fungsi yang berhubungan dengan mixer, wave in/out, auxiliary output, dan midi input/output device yang bisa digunakan, karena pada dasarnya komponen tersebut berhubungan dengan kemampuan atau fasilitas dari soundcard yang terpasang.
Kualitas soundcard pada setiap notebook memiliki sensitivitas yang berbeda-beda. Umumnya dibedakan berdasarkan kualitas dari sampling rate dan bit depth yang digunakan dalam audio chipset pada motherboard notebook. Oleh karena itu, menjadi sangat menarik untuk melakukan penelitian tentang kualitas spektrum pada soundcard..2. Permasalahan Penelitian Seperti yang telah diketahui bahwa kualitas soundcard sangat ditentukan oleh spektrumnya. Maka permasalahan dalam penelitian ini adalah :. Bagaimana kualitas spektrum soundcard dengan variasi bit depth 2. Bagaimana kualitas spektrum soundcard dengan variasi sampling rate.3. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa perbandingan kualitas spektrum soundcard 8 dan 6 bit pada notebook dengan variasi sampling rate menggunakan spektrum analyzer dan dapat memberikan rekomendasi bagi konsumen kualitas spektrum yang bagus dan baik..4. Pembatasan Masalah. Perekaman ini dilakukan pada soundcard yang terdapat di notebook Hp Compaq 50 52PA 2
2. Perekaman ini menggunakan oktaf band, yaitu : 3,5 Hz, 63 Hz, 25 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz, 2500 Hz dan 6000 Hz 3. Perekaman ini menggunakan sampling rate 8000 Hz, 025 Hz, 22050 Hz, 4400 Hz, dan 96000 Hz 4. Perekaman ini menggunakan bit depth 8 bit dan 6 bit 5. Melakukan proses FFT pada spektrum yang langsung dikerjakan oleh FFT Analyzer B&K Pulse dengan pembatasan resolusi sehingga df-nya sesuai dan tampilan spektrum menggunakan metode hanning windowing 6. Lama proses perekaman data 00 sekon 7. Analisa spektrum ini tidak membahas adanya penurunan amplitudo.5. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang perbedaan kualitas spektrum perekaman pada soundcard dengan bit depth 8 bit dan 6 bit dan perbedaan kualitas spektrum perekaman pada soundcard dengan sampling rate yang berbeda-beda..6. Sistematika Penyusunan Pada tugas akhir ini penulis menyertakan lima bab antara lain : BAB I Pendahuluan Pada bab ini terdiri dari latar belakang, identifikasi masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan 3
BAB II Dasar Teori Pada bab ini terdiri dari teori pengertian soundcard, sinyal, bit depth dan sampling rate, frekuensi dan amplitudo, teori oktaf band, monoaural, metode pemulusan spektrum (hanning windowing), harmonik, noise, waveform audio format (.WAV), konversi analog ke Digital (A/D), transformasi Fourier, dan laju pencuplikan. BAB III Metode Penelitian Metode Studi pemikiran menggambarkan variabel yang menjadi fokus studi penelitian, hubungan antar variabel dan alur studi penelitian. Kerangka pemikiran ini penulis menyajikan sebuah gambar, bagan alir, atau sketsa yang menggambarkan rencana studi penelitian. BAB IV Hasil Penelitian dan Pembahasan Pada hasil penelitian dan pembahasan ini, penulis menerangkan hasil perbandingan yang berkaitan dengan studi penelitian yang penulis kaji. Dari pemilihan judul, pengambilan konsep, menyesuaikan konsep kedalam simulasi, perancangan konsep ke dalam hasil perbandingan permasalahan. BAB V Kesimpulan dan Saran Kesimpulan dan saran ini merupakan rangkuman utama dari uraian-uraian yang dijelaskan pada BAB sebelumnya. 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.. SOUNDCARD Kartu suara (soundcard) adalah suatu perangkat keras komputer yang digunakan untuk mengeluarkan suara dan merekam suara. Dilihat dari cara pemasangannya, soundcard dibagi 3: Soundcard Onboard, yaitu soundcard yang menempel langsung pada motherboard komputer. Soundcard Offboard, yaitu soundcard yang pemasangannya di slot ISA/PCI pada motherboard. Rata-rata, sekarang sudah menggunakan PCI Soundcard External, yaitu soundcard yang penggunaannya disambungkan ke komputer melalui port eksternal, seperti USB atau FireWire Salah satu komponen multimedia yang tentu saja berperan adalah soundcard atau kartu suara. Disebut demikian karena perangkat yang berbentuk sebuah lempengan PCB ini mampu mengolah dan menghasilkan suara. Sebuah soundcard memiliki output yang harus terhubung ke spiker. Seperti halnya VGA card, soundcard pun memiliki beragam bentuk, macam dan jenis. Soundcard memiliki empat fungsi utama, yaitu sebagai 5
synthesizer, sebagai MIDI interface, pengonversi data analog ke digital (misalnya merekam suara dari mikrofon) dan pengonversi data digital ke bentuk analog (misalnya saat memproduksi suara dari spiker). 2.2. Sinyal Sinyal adalah parameter variabel yang mengandung informasi dan yang meneruskan informasi dalam suatu sistem atau rangkaian elektronik. Sinyal diciptakan oleh pembangkit sinyal, yang sering kali berupa sumber tegangan yang amplitudo, frekuensi, dan bentuk gelombangnya dapat diubah-ubah. 2.3. Bit Depth dan Sampling Rate Dalam digital audio, bit depth menggambarkan nilai bit pada informasi perekaman dalam setiap sample. Pada umumnya, format audio digital yang digunakan dalam PCM biasanya 8 bit, 6 bit, atau 24 bit. Bit depth ini menyatakan tingginya resolusi yang digunakan. Untuk menyatakan tingkat resolusi setiap sample, maka dapat dihitung dengan 2 n, dimana n adalah tingkat bit depth yang digunakan dalam sebuah perekaman. Bit depth dengan format 6 bit menyatakan resolusi yang bernilai 2 6 yaitu 65.536. Bit depth dengan format 24 bit yaitu 2 24 beresolusi 6.777.26. Pada umumnya, kualitas suara CD adalah 6 bit dan 24 bit untuk kualitas suara DVD. Sampling frekuensi atau sampling rate didefinisikan sebagai suatu nilai sample per detik. Notasinya adalah hertz (Hz). Sampling frekuensi audio memiliki kapasitas masing-masing, yaitu Alan Isaacs. 997. Kamus Fisika Lengkap. Jakarta. Erlangga. h. 396 6
8,000 Hz - telepon, terutama untuk kulitas pembicaraan orang,025 Hz MPEG audio 22,050 Hz radio 44,00 Hz - audio CD, biasanya menggunakan MPEG- audio (VCD, SVCD, MP3) 96,000 atau 92,400 Hz - DVD-Audio, beberapa LPCM DVD tracks, BD- ROM (Blu-ray Disc) audio tracks, dan HD-DVD (High-Definition DVD) audio tracks 2.4. Frekuensi dan Amplitudo Frekuensi adalah rentang gerakan maju mundur tekanan gelombang atau gerakan kebawah dan ke atasnya gelombang. 2 Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik. Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Bunyi dapat ditemukan dalam range frekuensi yang besar. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan 2 Ben Harris. 2009. Home Studio Setup. United States of America. Focus Press. h. 5 7
frekuensi (f) sebagai hasil kebalikan dari periode (T), seperti nampak dari rumus di bawah ini : (2.) Gambar 2.. frekuensi pada sinyal Amplitudo adalah jumlah variasi antara gerakan maju dan mundur, gerakan ke atas dan ke bawah, kompresi dan penghalusan. Amplitudo mendefinisikan keras lemahnya atau tinggi rendahnya suatu gelombang. Amplitude dibatasi oleh volume dan sound pressure level (SPL). Semakin tinggi suatu tekanan maka akan semakin halus keras suaranya. Level ini diibatasi oleh pengukuran logaritmik yang disebut decibel (db). 3 Gambar 2.2. Amplitudo pada sinyal sinusoidal 2.5. Teori Oktaf Band 3 Ben Harris. 2009. Home Studio Setup. United States of America. Focus Press. h. 5 8
Oktaf band adalah pemisahan spektrum menjadi 0 band hal ini dikarenakan adanya satu oktaf diantara bagian atas dan bawah masing-masing band. Frekuensi pusat untuk band-band biasanya 3,5Hz, 63Hz, 25Hz, 250Hz, 500Hz, khz, 2kHz, 4kHz, 8kHz dan 6kHz. Frekuensi ini adalah frekuensi yang paling sensitif bagi telinga manusia. 2.6. Monoaural Untuk setengah abad pertama rekaman suara, mono itu semua ada. Pada waktu itu keahlian, cukup dikembangkan dalam teknik mikrofon untuk menangkap suara dengan keseimbangan yang layak langsung dan ambien konten. Monoaural adalah channel tunggal. Tipe dari monoaural itu sendiri terdiri dari satu mikrofon, satu loudspeaker, atau bentuk channel dari sinyal yang umum. 4 Contoh 2.3.Sketsa monoaural 2.7. Metode Pemulusan Spektrum ( Hanning Windowing ) Windowing adalah metode yang digunakan untuk menganalisa suatu sinyal yang panjang dengan cara mengambil satu bagian yang cukup mewakili. Analisa DFT/FFT dibuat data dalam domain waktu, setiap penghitungan 4 Thomas D. Rossing. 2007. Springer Handbook of Acoustics. United States of America. Springer. h. 776 9
DFT/FFT ditransformasikan dalam domain waktu yang panjangnya terbatas. Dalam sinyal sebelumnya dan sesudahnya, pencuplikan waktu tidak diperhatikan dalam analyzer. 5 0.5 cos 2 2.2 Jika sebuah gelombang periodik yang mengandung jendela merupakan contoh dalam penganalisis FFT untuk meningkatkan estimasi spektral, jendela yang paling umum digunakan adalah Hanning Window. Tidak ada standar nasional maupun Internasional untuk penampilan penganalisis FFT. Jendela Hanning mempunyai lebar inti sempit yang sama pada lobe. Hanning Window adalah manipulasi digital dari sinyal sampel ke dalam FFT yang membutuhkan awal dan akhir catatan waktu ke nol amplitudo. Hal ini mengkompensasi kesalahan yang melekat dalam algoritma FFT akan menyebabkan energi dalam frekuensi tertentu yang akan diperluas untuk lebih baik didefinisikan frekuensi. Ketika pengolahan data kontinu, efek ini adalah kompensasi, tetapi ada kesalahan saat menggunakan Hanning Window untuk data sementara. Hanning Window adalah jendela yang mempunyai fungsi umum untuk menganalisis sinyal kontinu dan digunakan pada macam-macam kasus karena memiliki karakterisitik filter yang terbaik secara keseluruhan. 5 Svend Gade dan Henrik Herlufsen. 987. Technical Review Windows to FFT Analysis (Part ). Bruel & Kjaer. h. 7 0
Gambar 2.4. Hanning windowing dalam waktu dan frekuensi domain 2.8. Harmonik Harmonik adalah gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan. Pada dasarnya, harmonik adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Hal ini disebut frekuensi harmonik yang timbul pada bentuk gelombang aslinya sedangkan bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonik. Misalnya, frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik adalah 50 Hz, maka harmonik keduanya adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 00 Hz, harmonik ketiga adalah gelombang dengan frekuensi sebesar 50 Hz dan seterusnya. Gelombang-gelombang ini kemudian menumpang pada gelombang murni/aslinya sehingga terbentuk gelombang cacat yang merupakan jumlah antara gelombang murni sesaat dengan gelombang hormoniknya.
Gambar 2.5. contoh harmonik 2.9. Noise Noise adalah suatu sinyal gangguan yang bersifat akustik (suara), elektris, maupun elektronis yang hadir dalam suatu sistem (rangkaian listrik/ elektronika) dalam bentuk gangguan yang bukan merupakan sinyal yang diinginkan. area: Noise dapat memberikan efek gangguan pada sistem komunikasi dalam 3. Noise menyebabkan pendengar tidak mengerti dengan sinyal asli yang disampaikan atau bahkan tidak mengerti dengan seluruh sinyal 2. Noise dapat menyebabkan kegagalan dalam sistem penerimaan sinyal. 3. Noise juga mengakibatkan sistem yang tidak efisien Tujuan sistem komunikasi adalah untuk mengirimkan data sebanyak mungkin sesuai dengan waktu yang direncanakan, dengan menggunakan cukup bandwidth, power, dan channel yang tersedia. Jika derau memberi efek gangguan pada sistem, baik karena kesalahan pada sistem penerimaan sinyal maupun kegagalan sistem (malfungsi), perancang dan pengguna sistem harus mengganti sistem tersebut. Untuk mengatasi derau ini diperlukan filter untuk mengurangi gangguan noise supaya sinyal yang dikirim tidak tertekan oleh noise. Namun, 2
apapun cara yang digunakan, sistem komunikasi menjadi tidak efisien karena membuang banyak waktu dan tenaga untuk mengatasi noise. 2.0. Waveform Audio Format (.WAV) Ada berbagai macam format file yang digunakan untuk suara digital. Beberapa software-software pada program hanya mengenal format file audio tertentu. File audio mempunyai ekstensi di belakang nama file yang menyatakan tipe format yang digunakan file tersebut. WAV adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris waveform audio format merupakan standar format berkas audio yang dikembangkan oleh Microsoft dan IBM. WAV merupakan bentuk format file suara tanpa kompresi. File Audio WAV mirip dengan PCM, namun bisa terkompresi maupun tidak terkompresi. File Wav juga mirip dengan file AIFF yaitu file Audio yang digunakan komputer Mac. Format WAV banyak digunakan oleh handphone, sehingga popularitas bisa menyamai file MP3. 2.. Konversi Analog ke Digital A/D Sebagian besar sinyal-sinyal untuk maksud praktis, seperti suara, sinyal biologis, sinyal seismik, sinyal radar, sinyal sonar, dan berbagi sinyal komunikasi seperti sinyal audio dan video, adalah sinyal analog. Untuk memproses sinyal analog dengan alat digital, pertama-tama perlu mengkonversinya menjadi bentuk 3
digital, yaitu, mengkonversi menjadi suatu deret angka yang mempunyai presisi terbatas. Prosedur ini dinamakan konversi analog ke digital (A/D) dan alat yang sesuai dinamakan pengkonversi A/D (ADCS). 6 Proses konversi analog ke digital diilustrasikan pada gambar 2.6 Gambar 2.6. Bagian dasar konverter analog ke digital Pencuplikan. Ini adalah konversi suatu sinyal waktu-kontinu menjadi suatu sinyal waktu-diskrit yang diperoleh dengan mengambil cuplikan sinyal waktu-kontinu pada saat waktu-diskrit. Jadi, jika x a (t) adalah masukan terhadap pencuplikan, keluaran adalah x a (nt) x(n), dengan T dinamakan selang pencuplikan. Kuantisasi adalah konversi sinyal yang bernilai kontinu, waktu diskrit menjadi sinyal digital bernilai diskrit. Selisih antara cuplikan x(n) yang tidak terkuantisasi dan keluaran yang terkuantisasi dinamakan galat kuantisasi (quantization error). 6 John G. Proakis. 995. Pemrosesan Spektrum Digital. Jakarta. PT. Prenhallindo. h. 9 4
Pengkodean adalah setiap nilai diskrit digambarkan dengan suatu barisan biner. Walaupun kita memodelkan pengkonversian A/D sebagai suatu pencuplikan yang diikuti oleh pengkuantisasian dan pengkodean, secara praktis pengkonversian A/D dilakukan oleh suatu alat tunggal yang mengambil xa(t) dan menghasilkan kode biner. Operasi pencuplikan dan kuantisasi dapat dilakukakan dalam salah satu tingkat tetapi, secara praktis, pencuplikan selalu dilakukan sebelum kuantisasi. 7 2.2. Transformasi Fourier Analisa frekuensi sinyal waktu-diskrit biasanya dan paling cocok dilakukan pada suatu pemrosesan sinyal digital, yang mungkin suatu tujuan umum komputer digital atau terutama desain perangkat keras digital. Untuk melakukan analisa frekuensi pada suatu sinyal diskrit {x(n)}, kita mengkonversi deret domain waktu ke suatu tampilan domain frekuensi ekivalen. (2.3) Kita mengetahui bahwa penggambaran seperti itu diberikan dengan transformasi Fourier X( ) dari deret x(n). Penggambaran domain frekuensi mengarahkan ke transformasi Fourier diskrit, yang merupakan suatu alat yang digunakan untuk melakukan analisa frekuensi sinyal waktu diskrit. 8 7 John G. Proakis. 995. Pemrosesan Spektrum Digital. Jakarta. PT. Prenhallindo. h. 20 8 John G. Proakis. 995. Pemrosesan Spektrum Digital. Jakarta. PT. Prenhallindo. h. 242 5
Penscuplikan sinyal energi berhingga aperiodik mempunyai spektrum kontinu. Suatu sinyal waktu diskrit aperiodik x(n) disimpulkan dengan transformasi Fourier : 2.4 Secara fisis, X( digunakan untuk frekuansi sinyal x(n). Dengan kata lain, X( adalah suatu dekomposi x(n) menjadi komponen-komponen frekuensinya. Persamaan ini merupakan bentuk transformasi Fourier yang siap dikomputasi secara langsung dari bentuk sinyal x(t). Sehingga pemrosesan sinyal digital diubah menjadi diskrit. Analisis frekuensi dari sinyal waktu diskrit x(n) dapat menggunakan transformasi fourier diskrit (DFT). 9 Untuk mendapatkan persamaan 2.3 dengan mengalikan kedua ruas dengan e jωm dan mengintegralkan melalui selang (-π, π) jadi persamaan tersebut menjadi 2.5 Integral pada ruas kanan persamaan (2.4) dapat dievaluasi jika dapat mempertukarkan orde penjumlahan dan integrasi. Pertukaran ini dapat dibuat jika deret 2.6 Secara merata konvergen untuk X(ω) dengan N. konvergen secara merata berarti bahwa, untuk setiap ω, X N (ω) X(ω), dengan X. Dapat disimpulkan 9 John G. Proakis. 995. Pemrosesan Spektrum Digital. Jakarta. PT. Prenhallindo. h. 244 6
bahwa deret konvergen seragam sehingga dapat mempertukarkan orde penjumlahan dan integrasi. Maka, 2, 0, 2.7 Konsekuensi, 2, 0, 2.8 Dengan mengkombinasikan (2.2.5) dan (2.2.6), didapatkan hasil 2.9 Gambar 2.7. Sinyal sinus dalam domain waktu dan domain frekuensi 2.3. Laju Pencuplikan Ada beberapa cara untuk mencuplik sinyal analog, tetapi pencuplikan periodik atau pencuplikan seragam merupakan tipe pencuplikan yang sering digunakan dalam praktik. Hal ini didiskripsikan dengan hubungan : x n x nt,?? 2.0 7
Notasi x(n) adalah sinyal waktu diskrit yang diperoleh dengan mengambil cuplikan-cuplikan sinyal analog xa (t) setiap T detik. Prosedur ini disajikan pada Gambar 2.8. Pada gambar tersebut memiliki selang waktu T antara cuplikan yang berurutan dinamakan periode pencuplikan atau selang cuplikan. Adapun kebalikan /T = Fs dinamakan laju pencuplikan (cuplikan per sekon) atau frekuensi pencuplikan (Hertz). 0 Pencuplikan periodik menetapkan suatu hubungan antara variabel waktu t dan n dari sinyal waktu kontinu dan sinyal waktu diskrit. Sesungguhnya, variabelvariabel ini berhubungan secara linear melalu periode pencuplikan T atau, ekuivalennya melalui laju pencuplikan Fs = /T, sebagai : 2. Gambar 2.8. Sinyal dalam domain waktu 0 John G. Proakis. 995. Pemrosesan Spektrum Digital. Jakarta. PT. Prenhallindo. h. 2 8
Selanjutnya dari persamaan 2.5 terdapat hubungan antara variabel frekuensi F untuk sinyal analog dan variabel frekuensi f untuk sinyal waktu diskrit. Perhatikan sinyal sinusoida analog yang berbentuk : cos 2 2.2 Yang bila dicuplik secara periodik pada laju Fs = /T cuplikan per sekon, menghasilkan : cos 2 2.3 Jika dibandingkan, variabel frekuensi F dan f berhubungan secara linear, yaitu (2. 4) Hubungan pada persamaan membenarkan nama frekuensi relatif atau ternomalisasi, yang digunakan untuk mendiskripsikan variabel frekuensi f. Dijelaskan pula pada persamaan dapat menggunakan f untuk menentukan frekuensi F dalam Hertz hanya jika frekuensi pencuplikan Fs diketahui. Interval variabel frekuensi F untuk sinusoidal waktu kontinu adalah : 2.5 Namun, situasinya berbeda untuk sinisoida waktu diskrit. Dari bagian kasus sinyal waktu kontinu dapat disebutkan lagi bahwa : 2 2 2.6 9
Kemudian subtitusikan dari persamaan ke dalam persamaan dapat menemukan bahwa frekuensi sinusida waktu diskrit bila dicuplik pada laju Fs = /T harus berada dalam interval: (2. 7) Dari hubungan-hubungan diatas dapat diperoleh bahwa perbedaan fundamental antara sinyal waktu kontinu dan sinyal waktu diskrit berada dalam interval nilainilai variabel frekuensi F dan f. Pencupikan periodik suatu sinyal waktu kontinu menunjukan pemetaan interval frekuensi tak berhigga untuk variabel F menjadi interval frekuensi berhingga untuk variabel f. karena frekuensi tertinggi dalam sinyal waktu diskrit adalah f = ½, dengan pencuplikan Fs, maka nilai-nilai F tertinggi yang sesuai ialah : (2. 8) 20
BAB III METODE PENELITIAN 3.. Tempat Dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Pusat Pengendalian Lingkungan (PUSARPEDAL) Serpong pada laboratorium kebisingan getaran. Waktu pengambilan data penelitian dilakukan pada bulan April 20 sampai dengan September 20. 3.2. Metode Penelitian Metode pengambilan data ini meliputi perekaman pada soundcard dan pengolahan spektrum yaitu dengan menggunakan metode fast fourier transformation yang terdapat pada Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40. 3.3. Peralatan Penelitian Sebagai sarana penelitian diperlukan adanya perangkat penelitian. Perangkat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 3.3.. Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Tipe 4226 Multifunction Accoustic Calibrator tipe 4226 disimulasikan untuk mengkalibrasi mikropon, sound level meter dan alat-alat yang lainnya. Kalibrasi tipe 4226 menghasilkan ketepatan dan kestabilan pada tekanan suara dengan variasi frekuensi dari 3.5 Hz sampai 6 KHz. 2
Kalibrasi tipe 4226 dalam sinyal, dapat dipasang kabel mikrofon ½ inci atau ¼ inci pada keluarannya. Kegunaan yang termudah kalibrasi ini adalah dapat menghitung koreksi pembobotan A. Tingkatan level pada alat kalibrasi adalah 94 db, 04dB, dan 4 db. Gambar 3.9. Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226 3.3.2. Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 Fitur: - Perhitungan simultan 5 channel dengan rentang frekuensi @ 25.6 khz - Kekuatan baterai hingga 5 jam atau menggunakan Power DC dengan tegangan 0-32V - Baterai beroperasi sampai 5 jam atau jika menggunakan power DC menggunakan 0-32 V - Kipas otomatis bekerja bila mesin terlalu panas. Pulse merupakan sebuah perangkat yang salah satu fungsinya untuk menganalisa. Baik FFT maupun CPB. Gambar 3.0. Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 22
3.3.3. Fluke 79 True RMS Multimeter Multimeter digunakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik. Selain itu alat ini juga atau biasa disebut AVO (ampere, volt, dan ohm) meter yang artinya suatu alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik (I) dengan satuan ampere, mengukur tegangan listrik (V) dengan satuan volt, dan untuk mengukur besarnya tahanan listrik (W) dengan satuan ohm. Kegunaan multimeter ini selain untuk mengukur besaran-besaran listrik juga sangat berguna untuk mencari dan menemukan gangguan yang terjadi pada semua jenis pesawat atau alat-alat elektronika. 3.3.4. Dongle Bruel &Kjaer Kegunaan dongle Bruel & Kjaer adalah untuk menjalankan software yang berhubungan dengan alat Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40. 3.3.5. Notebook HP Compaq 50 52PA Digunakan sebagai uji pada soundcard notebook saat proses perekaman. Spesifikasi notebook, yaitu Processor : Intel core 2 Duo Memory 2 GB DDR2 SDRAM PC-5300 maksimal 4 GB Chipset : Intel 965GM Hard Drive 320 GB Serial ATA 5400 RPM 3.3.6. Kabel ¼ inch Kabel ¼ inch digunakan untuk penghubung keluaran dari sinyal generator pada alat Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Tipe 4226. 23
3.3.7. Kabel ½ inch Kabel ½ inch digunakan untuk penghubung keluaran sinyal generator ke masukan notebook HP Compaq 50 52 PA. 3.3.8. Kabel BNC Kabel BNC digunakan untuk penghubung antara alat Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 dengan alat Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Tipe 4226. 3.3.9. Kabel Coaxial Kabel Coaxial digunakan untuk penghubung antara laptop dengan alat Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40. 3.4. Teknik Analisis Data Dalam teknik analisa ini, dilakukan 2 tahap, yaitu proses pengambilan data rekaman dan proses pengolahan data rekaman. 3.4.. Teknik Pengambilan Data Rekaman Dalam melaksanakan penelitian ini, penulis menggunakan notebook HP Compaq 50 52PA. Seluruh proses pengambilan data dan pengolahan data dilaksanakan di Laboratorium Kebisingan dan Getaran, PUSARPEDAL, PUSPIPTEK, Serpong. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan alat Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226 sebagai pembangkit sinyal soundcard pada notebook dan menggunakan software FFT Properties v5 signal recorder untuk melihat gelombang sinus pada saat merekam signal yang dihasilkan soundcard. 24
Software FFT propeties (64) vs 5 signal recorder menampilkan sinyal suara dalam bentuk analisa frekuensi dan waktu sinyal. Gambar 3.. Tampilan pada software FFT Properties v5 signal recorder Dengan menggunakan alat multifunction accoustic calibrator, akan direkam setiap frekuensi sinyal yang dibangkitkan dengan frekuensi oktaf band yaitu 3,5 Hz, 63 Hz, 25 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz, 2500 Hz dan 6000 Hz. Dengan software FFT Properties v5 signal recorder, recording setting pada tools software tersebut dirancang dengan perbedaan sampling ratedan bit depth-nya yaitu 8000 Hz, 025 Hz, 22050 Hz, 4400 Hz, dan 96000 Hz dengan bit depth 8 bit dan 6 bit. Gambar 3.2. Perbedaan sampling ratepada software FFT Properties v5 signal recorder 25
Gambar 3.3. Perbedaan bit depth pada software FFT Properties v5 signal recorder Proses perekaman diambil setiap oktaf band dengan sampling rate dan bit depth yang berbeda-beda. Untuk melihat tegangan dan frekuensi yang dihasilkan pada saat perekaman, penulis menggunakan alat Fluke 79 True RMS Multimeter. 3.4.2. Teknik Pengolahan Data Rekaman Pengolahan data ini menggunakan software FFT Properties v5 signal Analyzer pada notebook Hp Compaq 50 52PA untuk melihat hasil sinyal dari perekaman di atas yang dihubungkan ke alat pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40. Gambar 3.4. Tampilan software FFT Properties v5 Signal Analyzer 26
Sinyal pada software FFT Properties v5 signal Analyzer diproses dengan alat pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 yang dihubungkan ke notebook Toshiba A50 untuk melihat gambar sinyal dari masing-masing sampling rate dan bit depth-nya yang kemudian disimpan dengan menggunakan Microsoft word dengan merubah resolusi dari masing-masing sinyal. Resolusi digunakan untuk melihat lebih detail sebuah peak dari sebuah sinyal, maka sinyal tersebut membutuhkan sebuah resolusi yang sangat tinggi bila peak sebuah sinyal tidak terlihat titik puncaknya. Pada alat pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40, resolusi sinyal perekaman bisa dihitung dengan persamaan, 2.3 Gambar 3.5. Tampilan resolusi pada alat pulse Bruel & Kjaer 3560-B-40 27
3.5. Tahapan Penelitian Gambar 3.7. Diagram alir proses penelitian 28
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil pengolahan spektrum rekaman ini diolah berdasarkan perbedaan sampling rate dan bit depth yang di-set. Penelitian ini memakai bit depth 8 dan 6 bit pada masing-masing sampling rate 8000 Hz, 025 Hz, 22050 Hz, 4400 Hz, dan 96000 Hz. Dengan variasi tersebut, diperoleh hasil spektrum yang terjadi masing-masing sampling rate dan bit depth-nya. Selanjutnya spektrum yang dihasilkan sebagai data pembanding atau referensi untuk menentukan perbedaan spektrum yang dihasilkan pada soundcard dengan spektrum generator. Adapun hasil pengolahan spektrum dengan perbedaan sampling rate dan bit depth sebagai berikut : 4.. Hasil Pengolahan Data Rekaman Berdasarkan Frekuensi Oktaf band Dengan Membedakan Sampling Rate Hasil perekaman dengan menggunakan oktave band untuk mengetahui perbedaan frekuensi oktave band yang dihasilkan spektrum soundcard dan spektrum generator dengan membedakan pada sampling rate-nya. 4... Frekuensi 3,5 Hz Hasil perekaman spektrum dengan frekuensi 3,5 Hz menggunakan resolusi df lines 400 Hz dan df span 00 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 250 mhz. Pada tabel terlihat pada sampling rate 8000 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 0,5 Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 0,25 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. 29
Tabel. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 3,5Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 3.75 Hz 3.25 Hz 6 bit 3.75 Hz 3.25 Hz 8 bit 3.75 Hz 3.5 Hz 6 bit 3.75 Hz 3.5 Hz 8 bit 3.75 Hz 3.5 Hz 6 bit 3.75 Hz 3.5 Hz 8 bit 3.75 Hz 3.75 Hz 6 bit 3.75 Hz 3.75 Hz 8 bit 3.75 Hz 3.75 Hz 6 bit 3.75 Hz 3.75 Hz 4..2. Frekuensi 63 Hz Hasil perekaman frekuensi 63 Hz menggunakan resolusi df lines 400 Hz dan df span 00 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 250 mhz. Pada tabel 2 terlihat pada sampling rate 8000 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 0,5 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. Tabel 2. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 63Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 63.25 Hz 62.25 Hz 6 bit 63.25 Hz 62.25 Hz 8 bit 63.25 Hz 62.75 Hz 6 bit 63.25 Hz 62.75 Hz 8 bit 63.25 Hz 62.75 Hz 6 bit 63.25 Hz 62.75 Hz 8 bit 63.25 Hz 63.25 Hz 6 bit 63.25 Hz 63.25 Hz 8 bit 63.25 Hz 63.25 Hz 6 bit 63.25 Hz 63.25 Hz 30
4..3. Frekuensi 25 Hz Hasil perekaman frekuensi 25 Hz menggunakan resolusi df lines 200 Hz dan df span 200 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi Hz. Pada tabel 3 terlihat pada sampling rate 8000 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 2 Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. Tabel 3. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi25 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 26 Hz 24 Hz 6 bit 26 Hz 24 Hz 8 bit 26 Hz 25 Hz 6 bit 26 Hz 25 Hz 8 bit 26 Hz 25 Hz 6 bit 26 Hz 25 Hz 8 bit 26 Hz 26 Hz 6 bit 26 Hz 26 Hz 8 bit 26 Hz 26 Hz 6 bit 28 Hz 24 Hz 4..4. Frekuensi 250 Hz Hasil perekaman frekuensi 250 Hz menggunakan resolusi df lines 600 Hz dan df span 400 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 250 mhz. Pada tabel 4 terlihat pada sampling rate 8000 Hz dengan bit depth 8 bit terdapat pergeseran spektrum sebesar 2,5 Hz dan pada bit depth 6 bit terdapat pergeseran spektrum sebesar 3 Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran 3
frekuensi spektrum sebesar,75 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. Tabel 4. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 250 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 250.75 Hz 248.25 Hz 6 bit 25.25 Hz 248.25 Hz 8 bit 25.25 Hz 249.5 Hz 6 bit 25.25 Hz 249.5 Hz 8 bit 25.25 Hz 249.5 Hz 6 bit 25.25 Hz 249.5 Hz 8 bit 25.25 Hz 25.25 Hz 6 bit 25.25 Hz 25.25 Hz 8 bit 25.25 Hz 25.25 Hz 6 bit 25.25 Hz 25.25 Hz 4..5. Frekuensi 500 Hz Hasil perekaman frekuensi 500 Hz menggunakan resolusi df lines 3200 Hz dan df span 800 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 250 mhz. Pada tabel 5 terlihat pada sampling rate 8000 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 6,25 Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 3,25 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. 32
Tabel 5. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 500 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 502.50 Hz 496.25 Hz 6 bit 502.50 Hz 496.25 Hz 8 bit 502.50 Hz 499.25 Hz 6 bit 502.50 Hz 499.25 Hz 8 bit 502.50 Hz 499.25 Hz 6 bit 502.50 Hz 499.25 Hz 8 bit 502.50 Hz 502.50 Hz 6 bit 502.50 Hz 502.50 Hz 8 bit 502.50 Hz 502.50 Hz 6 bit 502.50 Hz 502.50 Hz 4..6. Frekuensi 000 Hz Hasil perekaman frekuensi 000 Hz menggunakan resolusi df lines 6400 Hz dan df span 600 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 250 mhz. Pada tabel 6 terlihat pada sampling rate 8000 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 2,25 Hz. Pada sampling rate 025 Hz dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 6,75 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. Tabel 6. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 000 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 005 Hz 992.75 Hz 6 bit 005 Hz 992.75 Hz 8 bit 005 Hz 998.25 Hz 6 bit 005 Hz 998.25 Hz 8 bit 005 Hz 998.25 Hz 6 bit 005 Hz 998.25 Hz 8 bit 005 Hz 005 Hz 6 bit 005 Hz 005 Hz 8 bit 005 Hz 005 Hz 6 bit 005 Hz 005 Hz 33
4..7. Frekuensi 2000 Hz Hasil perekaman frekuensi 2000 Hz menggunakan resolusi df lines 3200 Hz dan df span 3200 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi Hz. Pada tabel 7 terlihat pada sampling rate 8000 Hz, 025 Hz, dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 25 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. Tabel 7. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 2000 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 979 Hz 954 Hz 6 bit 979 Hz 954 Hz 8 bit 979 Hz 954 Hz 6 bit 979 Hz 954 Hz 8 bit 979 Hz 954 Hz 6 bit 979 Hz 954 Hz 8 bit 979 Hz 979 Hz 6 bit 979 Hz 979 Hz 8 bit 979 Hz 979 Hz 6 bit 979 Hz 979 Hz 4..8. Frekuensi 4000 Hz Hasil perekaman frekuensi 4000 Hz menggunakan resolusi df lines 6400 Hz dan df span 5000 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi 78,3 mhz. Pada tabel 8 terlihat pada sampling rate 8000 Hz, 025 Hz, dan 22050 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sebesar 49 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. 34
Tabel 8. Hasil perekaman dan pengolahan data pada frekuensi 4000 Hz Sampling rate Bit depth Frekuensi spektrum Generator Frekuensi sinyal soundcard 8000 Hz 050 Hz 22050 Hz 4400 Hz 96000 Hz 8 bit 3958 Hz 3909 Hz 6 bit 3958 Hz 3909 Hz 8 bit 3958 Hz 3909 Hz 6 bit 3958 Hz 3909 Hz 8 bit 3958 Hz 3909 Hz 6 bit 3958 Hz 3909 Hz 8 bit 3958 Hz 3958 Hz 6 bit 3958 Hz 3958 Hz 8 bit 3958 Hz 3958 Hz 6 bit 3958 Hz 3958 Hz 4..9. Frekuensi 8000 Hz Hasil perekaman frekuensi 8000 Hz menggunakan resolusi df lines 6400 Hz dan df span 0000 Hz sehingga tingkat resolusinya menjadi,563 Hz. Pada tabel 9 terlihat pada sampling rate 8000 Hz dan 025 Hz tidak terlihat spektrum frekuensi karena adanya laju pencuplikan yaitu F maks = F s /2 Hz. Jadi pada frekuensi 8000 Hz tidak terlihat karena F maks pada spektrum tidak memenuhi spektrum frekuensi yang dibangkitkan sinyal generator. Pada sampling rate 025 Hz terdapat pergeseran frekuensi spektrum sinyal sebesar 55 Hz. Pada sampling rate 4400 Hz dan 96000 Hz tidak terdapat pergeseran spektrum sinyal. 35