Modulasi Analog dan Modulasi Digital dengan Input .wav (Simulink)


Kali ini kita mendapat tugas, bagaimana mentransmisikan sinyal suara .wav menggunakan Modulasi Digital dan Modulasi Analog dalam simulink. Dengarkan hasil kualitas suaranya!

Screenshot from 2016-01-31 11:27:56

Skema simulink diatas adalah satu cara untuk mentransmisikan data menggunakan modulasi Analog dan Digital, bagian atas adalah modulasi Analog menggunakan SSB AM dan Bagian bawah adalah digital mengunakan DBPSK. Perlu diketahui untuk input modulasi digital data merupakan data diskrit atau data digital. Oleh sebab itu kita memerlukan konversi dari bentuk suara ke bentuk diskrit/digital.

Hal ini sering disebut ADC (analog to Digital Converter) namun saya tidak ingin menyebutkan di simulasi ini adalah ADC karena pada dasarnya file .wav ini sendiri sudah dalam bentuk digital/diskrit karena sudah tersimpan didalam disk berupa file digital berbentuk .wav. Sejenak kita lupakan tentang kontroversi ADC ini sendiri. kembali kedalam modulasi

Sebelum masuk ke dalam modulasi digital kita menambahkan blok Uniform Encoder dan integer to bit. Blok Uniform Encoder ini merupakan proses Kuantisasi yang menggunakan standart ITU-T Recommendation G.701. Hal ini lazim digunakan pada data file suara yang tidak terkompresi.

Setelah file terkuantisasi dalam bentuk diskrit, kita perlu merubah nilai nilai diskrit tersebut ke bentuk digital atau binary. Blok yang kita bisa gunakan adalah Blok Integer to Bit. Sebenarnya kurang tepat juga kita mengatakan blok tersebut adalah blok yang mengubah bentuk nilai integer kdealam bentuk binary karena hasil quantisasi bisa dalam bentuk floating point atau nilai angka berkoma, namun jangan terlalu pusing dengan intepretasi tipe variable Integer atau Floating sebab di dalam blok Uniform encoder dan Integer to Bit kita bisa mensetting berapa bit yang akan kita gunakan. yang kita gunakan dalam simulasi ini adalah 8 bit karena encoder yang digunakan dari file .wav itu sendiri 8 bit.

Dimana proses sampling? sebenarnya proses sampling ada didalam file itu sendiri yaitu 8Khz. Jika kita runut kembali proses sampling-Kuantisasi-Encoding adalah proses ADC, yang kita simulasikan kembali di Simulink, ya kita hanya mensimulasikan kembali tanpa sebenarnya melakukan proses dari ADC itu sendiri dikarenakan sebenarnya proses ADC itu sendiri sudah terjadi disaat kita merekam suara tersebut

File Simulink dapat didowload dilink berikut, run file simulink tersebut dan bandingkan suaranya, kita juga bisa bandigkan hasi dari grafik waktu ataupun grafik frequency disetiap stepnya menggunakan block spectrum dan time scope.

File Simulink
File .wav (sumber )

Advertisements

Respon Impuls Filter Digital Matlab Simullink


Sebagai contoh kita diberikan tugas, buat skema respon impuls filter digital (direct Form 1) dibawah ini pada simulink

vcxz

dengan spesifikasi sebagai berikut

Filter BPF (Wstop1 = 0.0625, Wstop2=0.0875, Wpass1=0.2625, Wpass2=0.2875), Rp = 1dB, Rs = 60dB

pada dasarnya kita dapat membuat implementasi dalam code matlab secara mudah dan langsung sebagai berikut:

Sebagai contoh kita menggunakan sepesifikasi filter Band Pass Filter BPF dengan spesifikasi diatas

clc, clear all
Ws = [0.0625 0.2875];
Wp = [0.0875 0.2625];
Rp = 1;
Rs = 60;
[n, Wn]= ellipord(Wp, Ws, Rp, Rs);
[b, a] = ellip(n, Rp, Rs,  Wn);
t=0:0.01:1;
X=1*sin(2*pi.*t);
y = filter(b,a,X);
figure,
freqz(b,a)
figure,
subplot(2,1,1)
plot(t,X)
subplot(2,1,2)
plot(t,y), grid on

hasil grafik yang kita dapatkan adalah, sebagai berikut
Screenshot from 2016-01-31 10:39:33
Respon Magnitude dan Fasa Filter yg ditampilkan melalui freqz(b,a)

Screenshot from 2016-01-31 10:40:43
grafik 1 dalah grafik sinyal input berupa sinusiodal dan grafik dibawahnya adalah grafik sinyal output yang telah terfilter menggunakan y = filter(b,a,X);

Nilai a (denumerator) dan b (numerator)

a =

1.0e+03 *

Columns 1 through 6

0.0010 -0.0114 0.0625 -0.2155 0.5241 -0.9507

Columns 7 through 12

1.3259 -1.4439 1.2337 -0.8231 0.4222 -0.1615

Columns 13 through 15

0.0436 -0.0074 0.0006

>> b

b =

Columns 1 through 6

0.0021 -0.0182 0.0758 -0.1945 0.3376 -0.3977

Columns 7 through 12

0.2769 0.0000 -0.2769 0.3977 -0.3376 0.1945

Columns 13 through 15

-0.0758 0.0182 -0.0021

hasil tersebut sudah cukup untuk kita mengetahui bagaimana membuat filter dan menggunakan filter tersebut dalam program matlab, namun bagaimana untuk di simulink
Disimulink setidaknya ada 3 cara yaitu menggunakan Filter FDA tools, Discrete filter block dan membuat response impluse sendiri. Namun dengan menggunakan Discrete filter block dan membuat response impluse sendiri kita harus mencari nilai a dan b terlebih dahulu bisa menggunakan code diatas ata FDA tools, berikut simulasi pada simulink:

Screenshot from 2016-01-31 10:51:25
simulink block

Screenshot from 2016-01-31 10:51:53
hasil input dan output

jika kita perhatikan file diatas mengapa hasil filter dari grafik ke 2 berbeda dengan grafik ke 3 & 4? hal tersebut terjadi karena perbedaan penggunaan direct form dalam implementasi tranformasi Z pada filter, Grafik 2 atau hasil Dari FDA tool box menggunakan direct form II sebagai mana ditampilkan ada screenshoot berikut:
Screenshot from 2016-01-31 11:06:25

Sedangkan pada grafik 3 dan 4 kita menggunakan Direct form I, tentunya kita dapat memodifikasi design kita menggunakan Direct form I atau Direct Form II sesuai dengan kebutuhan kita, selain perbedaan pada Direct form, juga terdapat perbedaan pada ordo yang digunakan pada FDA toolboox orde yang digunakan sebanyak 18 sedangkan pada grafik 3&4 menggunakan ordo sebanyak 15. Tentunya kita bisa mendalami lagi mengenai parameter parameter lainnya pada filter digital

file dapat didownload di link berikut:
File Simulink https://www.dropbox.com/s/wn5mo8bqbhgxuif/FilterBPFPro2x1.mdl?dl=0
File mfile https://www.dropbox.com/s/z9k5014zpcbahfy/Set_parameter.m?dl=0

Filter Analog Vs Filter Digital


Filter Analog Vs Filter Digital

Sebelum kita masuk ke dalam aplikasi filter, sedikit kita menyimak tentang perbedaan Antara filter analog dan digital

Digital Filter

Akurasi tinggi

Phase Linear untuk FIR

Tidak ada penyimpangan dalam component

Fleksibel, adaptive filter memungkinkan

Mudah untuk design disimulasikan

Memerlukan DSP è ADC & DAC

Analog Filter

Akurasi rendah, karena toleransi komponen

Phase Non Linear

Ada penyimpangan karena komponen

Adaptive filter sangat sulit

Sulut untuk disimulasikan dan design

Tidak memerlukan DSP è ADC & DAC

 

Jika melihat data diatas, filter digital sangat menonjol sekali, tetapi apakah filter analog tidak diperlukan sama sekali?

Jawabannya tidak, filter digital tidak dapat bekerja tanpa filter analog, dikarenakan pada proses sebelum filtering, input harus dirubah ke dalam bentuk digital menggunakan ADC (analog digital converter) dan begitu juga pada output pada proses DAC (digital analog converter). Di kedua proses tersebut diperlukan filter sebelum proses ADC atau yang kita kenal dengan anti aliasing filter dan sesudah proses DAC (reconstruction filter) . kedua filter tersebut hanya memungkinkan menggunakan filter analog dikarenakan inputan kedua filter tersebut dalam domain waktu (analog).

Untitled

*real time digital signal processing Sen M Kuo & Bob H lee