Apa itu Digital Signal Processing (Pemrosesan Sinyal Digital --> DSP) ?
Digital Signal Processing memanipulasi berbagai jenis sinyal dengan maksud memfiler sinyal tersebut, mengukur, atau mengompresi dan menghasilkan sinyal analog. Sinyal analog berbeda dengan mengambil informasi dan menerjemahkannya ke dalam pulsa listrik dengan amplitudo bervariasi, sedangkan informasi sinyal digital diterjemahkan ke dalam format biner dimana setiap bit data ditunjukkan oleh dua amplitudo yang dapat dibedakan.
Perbedaan lain yang mencolok adalah bahwa sinyal analog dapat direpresentasikan sebagai gelombang sinus dan sinyal digital digambarkan sebagai gelombang persegi. DSP dapat ditemukan di hampir semua bidang, baik itu pengolahan minyak, reproduksi suara, radar dan sonar, pengolahan citra medis, atau telekomunikasi - yang pada dasarnya merupakan aplikasi dimana sinyal dikompres dan direproduksi.
Lalu apa sebenarnya pemrosesan sinyal digital itu? Proses sinyal digital mengambil sinyal seperti audio, suara, video, suhu, atau tekanan yang telah didigitalkan lalu memanipulasinya secara matematis. Informasi ini kemudian dapat diwakili sebagai waktu diskrit, frekuensi diskrit, atau bentuk diskrit lainnya sehingga informasinya dapat diproses secara digital. Konverter analog-ke-digital dibutuhkan di dunia nyata untuk mengambil sinyal analog (suara, cahaya, tekanan, atau suhu) dan mengubahnya menjadi 0 dan 1 untuk format digital.
Pemrosesan sinyal digital terdiri dari 4 komponen utama:
> Mesin Komputasi: Manipulasi, perhitungan, dan proses matematis dengan mengakses program, atau tugas, dari Memori Program dan informasi yang tersimpan dalam Memori Data.
> Data Memory: Ini menyimpan informasi yang akan diproses dan bekerja sesuai dengan memori program.a
> Memory Program: Ini menyimpan program, atau tugas, yang akan digunakan DSP untuk memproses, kompres, atau memanipulasi data.
> I / O: Ini dapat digunakan untuk berbagai hal, tergantung pada bidang DSP yang digunakan untuk, yaitu port eksternal, port serial, penghitung waktu, dan penghubung ke dunia luar.
Berikut adalah gambaran dari empat komponen Digital signal processing :
Filter Digital Signal Processing
Filter Chebyshev adalah filter digital yang bisa digunakan untuk memisahkan satu pita frekuensi dari yang lain. Filter ini dikenal karena atribut utama, kecepatan, dan meski tidak menjadi yang terbaik dalam kategori kinerja, aplikasi ini lebih dari cukup untuk sebagian besar aplikasi.
Desain filter Chebyshev direkayasa seputar teknik matematis, yang dikenal dengan z-transform. Pada dasarnya, z-transform mengubah sinyal waktu diskrit, terdiri dari rangkaian bilangan real atau kompleks menjadi representasi domain frekuensi.
Respon Chebyshev umumnya digunakan untuk mencapai putaran yang lebih cepat dengan membiarkan riak pada respons frekuensi. Filter ini disebut filter tipe 1, artinya riak pada respons frekuensi hanya diperbolehkan di passband.
Ini memberikan perkiraan terbaik untuk respon ideal filter untuk urutan dan riak tertentu. Ini dirancang untuk menghilangkan frekuensi tertentu dan membiarkan yang lainnya melewati filter. Filter Chebyshev umumnya linier dalam responnya dan filter nonlinier dapat menghasilkan sinyal keluaran yang mengandung komponen frekuensi yang tidak ada pada sinyal input.
Mengapa Menggunakan Pengolahan Sinyal Digital?
Untuk memahami bagaimana pemrosesan sinyal digital, bandingkan dengan sirkuit analog, kita akan membandingkan dua sistem dengan fungsi filter. Sementara filter analog akan menggunakan amplifier, kapasitor, induktor, atau resistor, dan terjangkau dan mudah dirakit, akan sulit untuk mengkalibrasi atau memodifikasi filter. Namun, hal yang sama bisa dilakukan dengan sistem DSP, lebih mudah disain dan dimodifikasi. Fungsi filter pada sistem DSP berbasis software, sehingga beberapa filter dapat dipilih. Selain itu, untuk membuat filter yang fleksibel dan disesuaikan dengan respons orde tinggi hanya memerlukan perangkat lunak DSP, sedangkan analog membutuhkan perangkat keras tambahan.
ADC & DAC
Peralatan listrik banyak digunakan di hampir setiap bidang. Analog to Digital Converters (ADC) dan Digital to Analog Converters (DAC) adalah komponen penting untuk variasi DSP di bidang apapun. Dua antarmuka konversi ini diperlukan untuk mengubah sinyal dunia nyata agar peralatan elektronik digital dapat mengambil sinyal analog dan memprosesnya.
mikrofon misalnya: ADC mengubah sinyal analog yang dikumpulkan oleh input ke peralatan audio menjadi sinyal digital yang dapat dipancarkan oleh speaker atau monitor. Saat melewati peralatan audio ke komputer, perangkat lunak bisa menambahkan gema atau mengatur tempo dan nada suara untuk mendapatkan suara yang sempurna.
Di sisi lain, DAC akan mengubah sinyal digital yang sudah diproses kembali menjadi sinyal analog yang digunakan oleh peralatan output audio seperti monitor. Berikut adalah gambar yang menunjukkan bagaimana contoh sebelumnya bekerja dan bagaimana sinyal input audio dapat ditingkatkan melalui reproduksi, dan kemudian dikeluarkan sebagai sinyal digital melalui monitor.
Jenis konverter analog ke digital, yang dikenal sebagai ramp ADC digital, melibatkan sebuah komparator. Nilai tegangan analog pada beberapa titik waktu dibandingkan dengan tegangan standar yang diberikan. Salah satu cara untuk mencapainya adalah dengan menerapkan voltase analog ke satu terminal komparator dan pemicu, yang dikenal sebagai counter biner, yang menggerakkan DAC.
Sedangkan output dari DAC diimplementasikan ke terminal komparator yang lain, maka akan memicu sinyal jika voltase melebihi input tegangan analog. Peralihan komparator menghentikan penghitung biner, yang kemudian menyimpan nilai digital yang sesuai dengan voltase analog pada titik itu. Gambar di bawah ini menunjukkan diagram jalur digital ADC.
