Sinyal dan Noise Pertemuan 2

Matakuliah : H0122 / Dasar Telekomunikasi
Tahun
: 2008
Sinyal dan Noise
Pertemuan 2
Learning Outcomes
Mahasiswa dapat menunjukkan hubungan sinyal dengan transformasi
Fourier dan sumber serta jenis noise.
Bina Nusantara
2
Outline Materi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bina Nusantara
Pengertian Sinyal
Spektrum sinyal
Bentuk sinyal
Kecepatan rambat sinyal
Besaran sinyal
Proses konversi sinyal
Deret Fourier
Noise dan akibatnya
Sumber dan jenis noise
3
Sinyal
• Sinyal
– Suatu tegangan, arus, atau daya yang berubah-ubah
terhadap waktu
• Jenis Sinyal:
– Analog dan Digital
• Spektrum Sinyal
– Representasi dalam domain frekuensi
Bina Nusantara
4
Domain Sinyal
• Representasi sinyal dalam domain frekuensi
• Representasi sinyal dalam domain waktu
Bina Nusantara
5
Analisis Fourier
• Analisis Fourier :
– Konsep dasar matematika untuk menganalisa suatu sinyal
– Persamaan yang menggambarkan sinyal dalam dalam salah satu
domain dapat ditransformasikan kedalam persamaan yang
menggambarkan dalam domain lain.
– Cara untuk mendapatkan representasi doman frekuensi ke
representasi domain waktu :
• Jika f(t) diketahui, maka lakukan integrasi dari persamaan
tersebut
• Dengan memakai Fast Fourier transform (FFT) atau algorithma
Bina Nusantara
6
Analisis Fourier
•
Bina Nusantara
deret Fourier:
– f(t) = a0 + Σ an cos nωt + Σ bnn ωt
dengan:
• an = 2/T ∫f(t) cos nωt dt
• bn = 2/T ∫f(t) sin nωt dt
• a0 = 1/T ∫f(t) dt
7
Deret Fourier
–
–
–
–
Bina Nusantara
Deret Fourier :
Fungsi genap jika f(t) = f(-t)
Fungsi ganjil jika f(t) = -f(-t)
Harmonisa genap jika f(t+T/2) = f(t)
Harmonisa ganjil jika f(t+T/2) = - f(t)
8
Spektrum Sinyal
Spektrum Gelombang persegi simetrik
(Symmetrical square wave)
f(t) = 4/π (cos ωt - 1/3 cos 3ωt + 1/5 cos 5ωt ….)
Spektrum Gelombang persegi tak simetrik
(Asymmetrical square wave)
f(t) = 4/π (sin ωt + 1/3 sin 3ωt + 1/5 sin 5ωt +
….)
+1
0
t
-1
+1
0
t
-1
3 komponen frekuensi yang pertama dari gelombang persegi simetrik jika
diketahui A=2V, adalah Komponen pertama (n=1) yaitu (4x2)/π =2.54V,
komponen kedua (n=3) yaitu (4x2)/3π=0.845V, komponen ketiga (n=5) yaitu
(4x2)/5π 0.508 V
Bina Nusantara
9
Satuan Sinyal
• Gangguan (Noise)
– Semua sinyal yang tidak diinginkan atau yang mengganggu dan
harus diatasi
• Desibel (dB)
– Suatu skala logaritmik
– dB = 10 log P1/P0
• Nilai dB untuk sinyal 10 W terhadap 0.5 W adalah
10 log (100/0.5) = 26 dB
• Suatu sinyal dayanya dikuatkan sebesar 1000 kali.
Gain dalam dB adalah 10 log (1000/1) = 30 dB
Bina Nusantara
10
Satuan Sinyal
• Tegangan dan desibel
– dB = 20 Log V1/V0
• Arus dan desibel
– dB = 20 Log I1/I0
• Suatu sinyal mengalami redaman dari 5V menjadi 0.1 V
• Redaman dalam dB:
20 log (0.1/5) = - 34 dB
Bina Nusantara
11
Nilai Referensi
• Nilai referensi untuk dB
– dBm
• Referensi terhadap 1 mW
• Referensi 0-dB adalah 1 mW
– dBW
• Referensi terhadap 1 W
• Referensi 0-dB adalah 1 W
• dBm = - 30 dBW, dBW = 30 dBm
• dBV-Referensi terhadap 1 V
• dBmV-Referensi terhadap 1 mV
Bina Nusantara
12
Sumber Noise
• Gangguan dari luar (External Noise)
– Buatan manusia atau alam (tergantung pada kondisi listrik alam)
• Gangguan dari dalam (Internal Noise)
– Ditimbulkan oleh komponen-komponen sirkit
– Thermal noise (Johnson noise)
• Daya Thermal Noise : P = kTΔf
dengan
k = konstanta Boltzmann = 1.38 x 10-23J/K
T = 0C + 273 K
Δf = bandwidth dalam Hz
– Jitter
– Crosstalk
Bina Nusantara
13
Pengukuran Noise
• SNR (Signal to Noise Ratio) ialah perbandingan antara Sinyal
terhadap Noise
– SNR (dB) = 10 log (S/N)
• Noise Figure
– Perbandingan dB Sinyal input dengan noise terhadap
perbandingan Sinyal output dengan noise
NF= 10 log {(input/noise)/(output/noise)}
• Hubungan antara Noise Figure (NF) dengan Noise Temperature (NT)
:
NT = T0(NR – 1 )
• T0 = 290 K
• NF = 10 log NR
Bina Nusantara
14
Summary
• Telah dipelajari domain sinyal dan peran ketentuan
Fourier.
• Telah dipelajari satuan db,
• Telah dipelajari peran noise.
Bina Nusantara
15