sinyal analog dan digital beserta kekurangan dan kelebihan

Pengertian Sinyal Analog & Digital Beserta Fungsi dan Perbedaannya Keduanya    

Pengertian Sinyal Analog dan  Digital  

1. Pengertian Sinyal Analog

Signal Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter / karakteristik utama yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog umumnya dikatankan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog.

Hal ini berdasarkan kenyataan bahwa analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan memnfaatkan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise. Gelombang pada sinyal analog yang biasnya berbentuk gelombang sinus mempunyai tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

• Amplitudo adalah parameter tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.
• Frekuensi merupakan banyaknya gelombang sinyal analog dalam satuan detik.
• Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada waktu tertentu.

2. Pengertian Sinyal Digital

Signal Digital adalah buatan teknologi yang mampu mengubah signal menjadi gabungan urutan bilangan 0 dan 1  ( juga dengan biner ), sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transmisi dengan isyarat digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya isyarat ini juga dikenal dengan isyarat diskret.

Sinyal yang memiliki dua kondisi ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada isyarat digital. Satu bit bisa berupa nol ( 0 ) atau satu ( 1 ). Kemungkinan nilai pada sebuah bit adalah 2 buah ( 21 ). Kemungkinan nilai pada  2 bit ialah sebanyak 4 ( 22 ), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah peluang nilai yang terbentuk oleh gabungan n bit adalah sebesar 2n buah.

System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner ( Hexa ). Banyaknya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit ( bandwidth ). jumlah bit juga sangat memengaruhi nilai akurasi system digital.

Signal digital ini memiliki bermacam – macam keistimewaan yang unik yang tidak bisa ditemukan pada teknologi analog yaitu:

• Bisa mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang bisa membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.
• Pemakaian yang berulang terhadap informasi tidak memengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri.
• Informasi bisa dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
• Bisa memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

Sekarang ini banyak teknologi-teknologi yang menggunakan Teknologi Sinyal Digital. Karena kelebihan kelebihannya, antara lain:

• Sebagai penyimpanan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal analog.
• Sebagai penyimpana sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flashdisk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog merupakan pita tape magnetik.
• Lebih kebal kepada noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.
• Lebih kebal terhadap perubahan temperatur. lebih mudah pemrosesannya.      

Mengacu pada gagasan Stephen Cook ( Cornelius Arianto, 2010 ), ada dua alasan penting selama proses sinyal analog diubah menjadi sinyal digital. Pertama adalah “sample rate”, ataupun seberapa sering untuk merekam nilai-nilai tegangan.

Kedua, adalah “bit per sampel”, ataupun seberapa akurat nilai dicatat. Yang ketiga adalah jumlah saluran ( mono atau stereo ), tapi untuk aplikasi yang paling ASR  (Automatic Speech Recognition) mono sudah cukup. Peneliti harus bereksperimen dengan nilai yang berbeda untuk menentukan apa yang terbaik dengan algoritma mereka.

Fungsi Sinyal Analog dan Digital

Sebuah ADC (Analog to Digital Converter) berfungsi untuk mengkodekan tegangan sinyal analog waktu kontinu ke bentuk sederetan bit digital waktu diskrit sehingga sinyal tersebut dapat diolah oleh komputer. Proses konversi tersebut dapat digambarkan sebagai proses 3 langkah. Yaitu:

1. Sampling ( Pencuplikan )

Sampling merupakan konversi sebuah sinyal analog waktu-kontinu, xa(t), menjadi sinyal waktu – diskrit bernilai kontinu x(n), yang didapat dengan mengambil “cuplikan” sinyal waktu kontinu pada saat waktu diskrit. Secara matematis dapat ditulis : x(n) = xa(nT)

Dimana :

T = interval pencuplikan ( detik )

n = bilangan bulat

2. Quantizing ( Kuantisasi )

Quantizing adalah konversi sinyal waktu-diskrit bernilai-kontinu, x(n), menjadi sinyal waktu-diskrit bernilai-diskrit, x q (n). Nilai pada setiap waktu kontinu dikuantisasi atau dinilai dengan tegangan pembanding yang terdekat. Beda antara cuplikan x(n) dan sinyal terkuantisasi xq(n) disebut error kuantisasi.

Tegangan sinyal input pada skala penuh dibagi menjadi 2 N level. Dimana N adalah resolusi bit ADC ( jumlah kedudukan tegangan pembanding yang ada ). Untuk N = 3 bit, maka daerah tegangan input pada skala penuh akan dibagi menjadi : 2 N = 2 3 = 8 tingkatan ( level tegangan pembanding ).

3. Coding ( Pengkodean )

Setiap level tegangan pembanding dikalikan dengan ke dalam barisan bit biner. Untuk N = 3 bit, jadi level tegangan pembanding = 8 tingkatan. Kedelapan tingkatan tersebut dikodekan sebagai bit-bit 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111.

Perbedaan Sinyal Analog dan Digital

1. Sinyal Analog

• Bersifat Contiune.
• Bagus di gunakan untuk komunikasi yang lintasannya rendah.
• Kemungkinan error besar.
• Perbaikan error sulit.
• Mudah terkena noise.
• Kapasita Informasi rendah.
• Sukar dilakukan modifikasi informasi.
• Menggunakan konsep frekuensi
• Boros Bandwidth.

2. Sinyal Digital

• Bersifat discrete ( 0 dan 1 ).
• Bagus digunakan untuk komunikasi yang lalu lintas nya tinggi.
• Kemungkinan error kecil
• Perbaikan error lebih mudah.
• Lebih tahan terhadap noise.
• Kapasitas informasi lebih besar.
• Lebih mudah dilakukan modifikasi

Sinyal analog dan digital kelebihan dan kekurangan nya

a. Sinyal digital

• Kekurangan : Sistem digital juga mempunyai beberapa kekurangan dibandingkan dengan sistem analog, bahwa sistem digital memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditransmisikan menggunakan single – sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk mengetahui kapan setiap simbol yang terkirim mulai dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.

• Kelebihan :

  1. Kualitas suara lebih jernih, selain lebih jelas signal        digital memiliki sediki kesalahan

  2. Kecepatan lebih tinggi

  3. Lebih sedikit kesalahan

  4. Memerlukan tenaga pendukung yang tidak terlalu          kompleks 

  5. Lebih muda pemrosesannya

  6. Lebih kebal terhadap perubahan temperatur

b. Sinyal Analog

• Kekurangan : Kekurangan dari teknologi ini adalah tidak bisa mengukur sesuatu dengan cukup teliti. Karena hal ini disebabkan kemampuan mereka untuk secara konsisten terus – menerus merekam perubahan yang terus menerus terjadi, dalam setiap pengukuran yang dilakukan oleh teknologi analog ini selalu ada peluang keragu – raguan akan hasil yang dicapai, dalam sebuah teknologi yang membutuhkan ketepatan kordinasi dan ketepatan angka – angka yang benar dan pas, kesalahan kecil akibat kesalahan menghitung akan berdampak besar dalam hasil akhirnya. Dan teknologi ini butuh ketepatan dan ketelitian yang akurat, salah satu bentuknya adalah otak kita.

• Kelebihan : Sistem analaog memiliki potensi jumlah tak terbatas resolusi sinyal. Dibandingkan dengan sinyal-sinyal digital, sinyal analog kepadatan tinggi, dapat dilakukan pengolahan lebih sederhana dibandingkan dengan setara digital. Sinyal analog dapat diproses secara langsung oleh komponen analog, meskipun beberapa proses tidak tersedia kecuali dalam bentuk digital.