Categories
DSP

Sinyal Acak: Random Data Signals

Misalnya saja dua buah komputer melakukan komunikasi dengan mengirimkan serangkaian data ‘1’ dan ‘0’. Sering dianggap bahwa sebuah bit bisa merupakan sebuah ‘1’ atau ‘0’, dan masing-masing bit independen, tidak bergantung, dengan lainnya. Ini sama saja dengan melempar koin, ada dua sisi, bisa sisi kepala atau sisi ekor (mata uang asing), ‘1’ untuk kepala dan ‘0’ untuk ekor, misalnya. Menggunakan Matlab kita bisa menghasilkan jenis data seperti itu…

Categories
DSP

Sinyal Acak: Pink Noise and Other Noises

Terdapat derau berwarna khusus yang dinamakan sebagai derau jambon (pink noise) atau derau 1/f. Derau ini berguna untuk pemodelan beberapa proses dunia-nyata, juga digunakan dalam pemrosesan sinyal audio dan dapat digunakan untuk menjelaskan ketidak-stabilan (phase noise) berbagai macam osilator.

Derau putih dan jambon dapat dibedakan dari spektrum frekuensinya. Derau putih memiliki daya yang konstan jika frekuensi di-plot pada skala linear, sedangkan derau jambon akan memiliki daya konstan saat frekuensi di-plot pada skala logaritmik. Banyak yang mengatakan bahwa derau jambon memiliki daya yang sama setiap oktaf (faktor 2 kali frekuensi), atau setiap dekade (faktor 10 kali frekuensi). Untuk lebih jelasnya, misalnya sebuah sumber derau memiliki daya 1 mW dalam jangkauan 20Hz hingga 30Hz. Jika deraunya putih, maka akan terdapat daya sebesar 1 mW sepanjang interval (f1,f2) yang merupakan PERBEDAAN (SELISIH) antara f1 dan f2 sama dengan 10, f1-f2 = 30-20 = 10Hz. Jika deraunya jambon, maka akan terdapat daya sebesar 1 mW sepanjang interval (f1,f2) yang merupakan RASIO f2 terhadap f1 adalah 1.5, f2/f1 = 30/20 = 1.5.

Derau putih dan jambon keduanya merupakan model matematis yang tidak ada bentuk alaminya dalam dunia nyata. Derau putih dan jambon matematis merupakan fungsi yang sangat aneh. Derau putih merupakan sinyal dengan energi tak berhingga, yang memiliki bentuk signifikan hingga f= tak berhingga, meloncat-loncat secara tiba-tiba, tetap pada saat 0 detik, dan memiliki probabilitas salah satunya akan berada di luar jangkauan -A hingga +A, dengan nilai A yang berhingga. Derau jambon tidak lebih baik, karena daya per Hz-nya sebanding dengan 1/f, maka deraunya memiliki daya tak berhingga pada DC. Secara praktis, kita hanya bisa mengatakan tentang apakah derau itu jambon atau putih dalam jangkauan frekuensi yang terbatas.

Oya, bagaimana dengan derau biru, hijau, merah dan oranye? Yang jelas derau berwarna yang memiliki nama khusus ya hanya derau jambon…

Artikel yang terkait…

Semoga bermanfaat…

Categories
DSP

Sinyal Acak: Colored Noise

Dua sinyal acak yang dibahas sebelumnya (WUN dan WGN) dinamakan white atau putih karena algoritma yang digunakan untuk menghitung nilai pada suatu titik tidak dipengaruhi oleh nilai-nilai sebelum dan sesudahnya. Jika Anda mengukur spektrum dari sinyal-sinyal tersebut, akan Anda temukan energi yang sama untuk semua frekuensi, seperti cahaya putih yang mengandung daya atau energi yang sama untuk semua kandungan frekuensinya.

Derau putih analog semakin tidak menentu (erratic), sangat tidak menentu dibandingkan yang Anda bayangkan, selalu melompat dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Ini merupakan abstraksi matematis yang biasa Anda jumpai dalam kehidupan sehari-hari (seperti gelombang sinus ideal, impuls, step, DC dan lain sebagainya). Derau putih analog memiliki daya yang tak-berhingga, dan dapat menjebolkan segala peralatan yang terhubung (sekaligus juga dengan orang-orang, bangunan-bangunan, planet-planet atau bintang-bintang disekitarnya). Derau putih digital tidak memiliki masalah seperti itu serta mudah dijumpai dalam dunia nyata.

Categories
DSP

Sinyal Acak: White Gaussian Noise

Ada milyaran sumber sinyal radio di alam semesta ini. Jika Anda menggunakan antena, maka akan diterima energi dari setiap sumber tersebut dan dijumlahkan semua. Hasilnya berupa tegangan acak, tetapi tidak uniform atau tidak seragam. Sepanjang waktu, masing-masing sinyal tersebut akan membatalkan satu dengan lainnya, dan menghasilkan tegangan mendekati nol. Adakalanya sekumpulan banyak tegangan akan saling menjumlah dan menghasilkan tegangan yang sangat besar. Distribusi tegangan ini mengikuti kurva pola-bel (bell-shaped curve), dan dinamakan sebagai Derau Gaussian (Gaussian Noise) atau DG.

Untuk menghasilkan DG, pilih sembarang bilangan menggunakan aturan sebagai berikut:

  • Semua bilangan harus memiliki distribusi Gaussian;
  • Setiap bilangan dipilih secara bebas terhadap lainnya. Anda tidak boleh mengingat biangan sebelumnya dan mengambil keputusan berdasar bilangan tersebut.