TEUM@Sept . 2012

1. SISTEM PEMROSESAN SINYALPTE419 + PTE420 TEUM@Sept. 2012

2. Informasi Umum • Pengajar: Dr. Hakkun Elmunsyah, M.T. • Jadual: • Rabu: Jam ke 1 – 4 (R. G4-111 / 108) • Prasyarat: • MTE414, MTE412 • Bobot: 2 + 1 SKS

3. Komunikasi • E-mail: hakkun@um.ac.id, elmunsyah@yahoo.com • Telp. : 08125206426 • Ruangan: H5.201

4. Penilaian • Ujian Tengah Semester (20%) • UjianAkhir Semester (25%) • Tugaskelompokdengananggotamaksimal2 orang (25%) Matlab / Labview. • Tugasindividu (25%). • Persentasekehadiran (5%)

5. Tujuan • Memberikan pengetahuan dan keterampilan kepada mahasiswa berkenaan konsep dan aplikasi komunikasi data serta jaringan komputer. • Isu penting: • Perkembangan komunikasi data dan jaringan komputer. • Sistem keamanan data dan evaluasi jaringan komputer.

6. MateriSistemPemrosesansinyal • Konsepdasarsinyal, sistemdanpemrosesansinyal • Meliputi : Pengertiansinyal, sistemdanpemrosesansinyal, klasifikasisinyal, konsepfrekuensidalamsinyal, teori sampling, kuantisasi, pengkodean, konversi digital to analog • Sinyaldansistemwaktudiskrit • Meliputi : Klasifikasisinyalwaktudiskrit, sistemwaktudiskrit, analisasistem LTI waktudiskrit (analisasistem linier, responsistem LTI dankonvolusi) • Transformasi Z • Meliputi : Transformasi Z daninversnya, sifat-sifatTransformasi Z

7. MateriSistemPemrosesansinyal • Analisatransformasisistem LTI • Meliputi : Responsfrekuensisistem LTI, persamaanbeda • Flow graph / Diagram Blok • Meliputi : Bentuklangsung, bentukkaskade, bentukparalel • Filter Digital • Meliputi : Design filter IIR dan FIR • Transformasi Fourier Diskrit (DFT) • Meliputi : Deret Fourier waktukontinyudanwaktudiskrit, sifat-sifat DFT, Komputasipada DFT • Fast Fourier transform (FFT) • Algoritma FFT, implementasialgoritma FFT

8. References • Kuc, Introduction to Digital Signal Processing, McGraw Hill, 1982. • Alan V. Oppenheim & R.W.Schafer, Discrete-Time signal Processing, PHI, 1975. • Lonnie C. Ludeman, Fundamentals of Digital Signal Processing, Harper & Row, Publishers, Inc. 1986 • John G. Proakis & Dimitris G.M, Digital Signal Processing third Edition, PHI, 1995. • John G. Proakis & Dimitris G.M, PemrosesanSinyal Digital – edisibahasa Indonesia, PT Prenhalindo, Jakarta, 1997.

9. SEJARAH PERKEMBANGAN • Kemajuan-kemajuan pesat di bidang : • Teknologi komputer digital • Pabrikasi rangkaian terintegrasi • Komputer digital + perangkat kerasnya (30 tahun yang lalu) • Besar dan mahal • Aplikasi bisnis • General purpose scientific computation • Teknologi rangkaian terintegrasi : • Medium-scale integration (MSI) • Large-scale integration (LSI) • Very-large-scale integration (VLSI)

10. Komputer digital + perangkat kerasnya (sekarang) • Lebih kecil, lebih cepat dan lebih murah • Special purpose scientific computation • Kelebihan pemrosesan sinyal digital • Lebih presisi • Lebih fleksibel dalam perancangan sistem • Perangkat lunak dapat mengendalikan perangkat keras • Operasi-operasi terprogram (algoritma) • Kekurangan pemrosesan sinyal digital • Untuk sinyal dengan bandwidth sangat lebar • Real-time processing (Analog) • Optical signal processing • Terjadi distorsi • Proses pencuplikan (sampling) • Proses kuantisasi (quantization)

11. SINYAL, SISTEM DAN PEMROSESAN SINYAL • Sinyal • Besaran-besaran yang tergantung pada waktu dan ruang • Besaran fisis/non fisis (variabel tak bebas) • Waktu dan ruang (variabel bebas) Sinyal-sinyal dengan hubungan matematis yang jelas

12. Suara pembicaraan (speech signals) Sinyal –sinyal dengan hubungan matematis yang tidak jelas

13. Suatu segmen dari suara pembicaraan dapat direpresentasikan sebagai : • Sejumlah sinyal sinusoidal dengan amplituda, frekuensi dan fasa yang berbeda • Informasi yang terkandung di dalam suatu sinyal ditentukan dengan mengukur : • Amplituda(A) • Frekuensi(F) • Fasa()

14. Sinyal electrocardiogram(ECG) • Sinyal elektronik yang berasal dari aktivitas jantung • Informasi mengenai kondisi dari jantung pasien • Sinyal electroencephalogram(EEG) • Sinyal elektronik yang berasal dar aktivitas otak • Sinyal-sinyal , ,  dan  • Sinyal-sinyal dengan satu variabel bebas(waktu) • Suara pembicaraan, ECG dan EEG • Sinyal dengan dua variabel bebas (ruang) • Gambar (image signal)

15. Sistem • Alat fisik yang melakukan suatu operasi pada suatu sinyal • Filter • Mereduksi (mengurangi) derau (noise) • Alat non fisik • Software (perangkat lunak) • Melakukan sejumlah operasi-operasi matematik • Algoritma • Pemrosesan sinyal (Signal processing) • Operasi-operasi yang dilakukan pada suatu sinyal

16. Sinyal input analog Sinyal output analog Sinyal input analog Sinyal output analog ELEMEN-ELEMEN DASAR DARI PemrosesanSinyal • Sistem pemrosesan sinyal analog Pemroses sinyal analog • Sistem pemrosesan sinyal digital Pemroses sinyal digital A/D Converter D/A Converter Sinyal input digital Sinyal output digital

17. KLASIFIKASI SINYAL • Single-channel signal • Hanya terdiri dari satu sinyal (variabel tak bebas) • Nilainya bisa real atau kompleks • Multi-channel signal • Lebih dari satu sinyal (variabel tak bebas) • Gelombang gempa (3 channels) • ECG (3 channels/12 channels)

18. Gelombang gempa : • Primary wave (Longitudinal) • Secondary wave (Transversal) • Surface wave (Permukaan) Vektor

19. Sinyal satu dimensi • Hanya fungsi dari satu variabel bebas • Multi-dimensional signal • Fungsi lebih dari satu variabel bebas Sinyal dua dimensi

20. Sinyal tiga dimensi • Gambar televisi hitam-putih • Multichannel multidimensional signal • Gambar televisi berwarna

21. Sinyal waktu kontinu • Speech signal • Sinyal waktu diskrit • Hanya ada pada waktu-waktu tertentu saja 0,8 0,64

22. Sinyal berharga kontinu (Continuous-valued signal) • Dapat berharga berapa saja Sinyal berharga kontinu dan waktu diskrit

23. Sinyal berharga diskrit (Discrete-valued signal) • Berharga pada beberapa kemungkinan saja • Sinyal digital • Waktu diskrit • Harga diskrit

24. Sinyal deterministik • Harganya dapat diprediksi • Sinyal acak (random signal) • Harganya tidak dapat diprediksi

25. MATERI SPS tgl 14 Sept 2012

26. KONSEP FREKUENSI • Sinyal sinusoidal waktu kontinu • t = waktu • A = amplituda • = frekuensi sudut[radian/detik]  = fasa [radian] F = frekuensi [siklus/detik, hertz (Hz)]

27. Untuk setiap frekuensi F  xa(t) periodik • Sinyal-sinyal sinusoidal waktu kontinu dengan frekuensi berbeda dapat dibedakan • Frekuensi diperbesar Untuk suatu waktu tertentu jumlah perioda bertambah

28. n = bilangan bulat (integer) A = amplituda  = frekuensi [radian/sampel]  = fasa [radian] • Sinyal sinusoidal waktu diskrit f = frekuensi [siklus/sampel]

29. x(n) periodik hanya bila frekuensi f merupakan bilangan rasional Harga terkecil dari N disebut perioda dasar

30. Sinyal-sinyal sinusoidal waktu diskrit dengan frekuensi-frekuensi yang berbeda sebanyak 2 k adalah identik (tidak dapat dibedakan) • Frekuensi diperbesar  harga maksimum f = 1/2

32. 2 adalah alias dari 1

33. Digital signal Xq(n) Xa(t) X(n) Sampler Quantizer Coder 01011 Analog signal Discrete-time signal Quantized signal • ANALOG TO DIGITAL CONVERSION • Sampling (pencuplikan) • Quantization (kuantisasi) • Coding (pengkodean)

34. Sampling (pencuplikan) • Sinyal waktu kontinu  sinyal waktu diskrit • T = sampling interval • Fs = sampling rate (sampel/detik)

35. TRANSFORMASI VARIABEL BEBAS PADA PEMROSESAN SINYAL • Pergeseran • x(t-t0) → x(t) ygdigesersebesar t0 • t0 > 0 →sinyaldidelaysebesar t0 • t0 < 0 →sinyaldiforwardsebesar t0 • Pencerminan • x(-t) → sinyal x(t) yang direfleksikanthdp t=0 • GabunganPergeseran&Pencerminan • X(3-t) = x(-t+3)=x(-(t-3)) • X(t) direfleksikanthd t=0 kemudiandigeserkekanan 3 satuan. • X(-t-3) = x(-(t+3)) • X(t) direfleksikanthd t=0 kemudiandigeserkekiri 3 satuan • PenskalaanWaktu→ x() • || > 1 → x(t) menyatakan x(t) ygdisusutkn interval waktunya • || < 1 → x(t) menyatakan x(t) ygdikembangkn interval waktunya

36. Time Shifting &Time Scaling Pergeseran Penskalaanwaktu

37. Sinyal-Sinyal Elementer (Dasar) • SinyalwAktuKontinyuElementer • Fungsi Unit Step, u(t)=1 utk t>0, u(t) = 0 utk t<0 • Fungsi Ramp Satuan, r(t)=0 utk t<0, r(t)=t utk t>0 • Fungsi Impulse Satuan, (t)=1 utk t=0, (t)=0 utk t lain • SinyalWaktuDiskritElementer • Fungsi Unit Step dan Impulse • u[n]=1 utk n>0, u[n] = 0 utk n<0 • [n]=1 utk n=0, [n]=0 utk n lain • SekuenEksponensialx[n]=C.e(j.o.n), x[n]=x(n+N) • o.N = m.2∏ → o/2∏ = m/N • X[n] akanperiodikhanyajikao/2∏ berupabilrasional

38. SinyalWaktuKontinyuElementer SinyalUnit Step Sinyal Ramp Satuan Sinyal Impulse Kembali

39. SinyalWaktuDiskritElementer Sinyal Impulse SinyalUnit Step Kembali

40. LatihanOlahSinyal

41. PenguatandanPelemahanSinyal

42. ManipulasiSinyalDiskrit n = -10:10; x = [zeros(1,10) 1 4 -2 0 -1 2 zeros(1,5)]; title('Sinyal x(n)'); stem(n,x)

43. ManipulasiSinyalPergeseran %x(n) yang digeser satu kekiri n = -10:10; n1 = n+1; n2 = -n+1; x = [zeros(1,10) 1 4 -2 0 -1 2 zeros(1,5)]; subplot (2,1,1); stem(n,x); axis([-10 10 -2 4]); title('Sinyal x(n)'); subplot (2,1,2); stem(n1,x); axis([-10 10 -2 4]); title('Sinyal x(n-1)');

44. PencerminanSinyaldanPergeseran %Penceminan x(n) dandigesersatukekiri n = -10:10; n1 = n+1; n2 = -n+1; x = [zeros(1,10) 1 4 -2 0 -1 2 zeros(1,5)]; subplot (2,1,1); stem(n,x); axis([-10 10 -2 4]); title('Sinyal x(n)'); subplot (2,1,2); stem(n2,x); axis([-10 10 -2 4]); title('Sinyal x(-n+1)');

45. Tugaskelompokdi kumpulkanhariini via elmunsyah@gmail.com12 September 2012 Jelaskanperbedaansinyal analog dansinyal digital. Bericontohpadabidangkomunikasi data komputer Buat script matlabdangambarnya, manipulasisinyalsebagaiberikut: Sinyal = -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2- 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Selanjutnyacerminkansinyaltersebut, kemudiangeser 3 step kekanan

46. Materi 19 September 2012 AritmatikaSinyal (Penguatan, Pelemahan, Penjumlahan, Pengurangandanperkalian) AplikasiPengolahanSinyal

47. AritmatikaSinyal

48. PengolahanSinyal

49. PenguatandanPelemahanSinyal

50. ListingPenjumlahanSinyal 1. 2.