Skip to main content

Mentransformasikan Nilai Analog Menjadi Digital

Tulisan ini akan mengulas bagaimana kita mentransformasikan nilai analog menjadi nilai digital. Untuk dapat melakukan transformasi tersebut, ada beberapa pengertian yang akan kita ulas bersama:

  1. Representasi bilangan biner dan heksadesimal
  2. Mentransformasikan nilai kontinu atau analog dengan kuantisasi

Representasi bilangan biner dan heksadesimal

Dalam dunia digital, bukan lagi angka 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 yang digunakan, melainkan bilangan biner yaitu 0 dan 1. Apa itu bilangan biner? Berdasarkan pengalaman saya belajar, cara tercepat memahami bentuk dan definisi biner adalah dengan melihat tabel berikut:

  
Desimal
23 = 8
22 = 4
21 = 2
20 = 1
Representasi biner
0
0
0
0
0
0000b
1
0
0
0
1
0001b
2
0
0
1
0
0010b
3
0
0
1
1
0011b
4
0
1
0
0
0100b
5
0
1
0
1
0101b
6
0
1
1
0
0110b
7
0
1
1
1
0111b
8
1
0
0
0
1000b
9
1
0
0
1
1001b

Cara membaca:
  • Desimal 0 adalah sama dengan (23 x 0) + (22 x 0) + (21 x 0) + (20 x 0)
  • Desimal 1 adalah sama dengan (23 x 0) + (22 x 0) + (21 x 0) + (20 x 1)
  • …
  • Desimal 9 adalah sama dengan (23 x 1) + (22 x 0) + (21 x 0) + (20 x 1)

Setiap tabel, disebut dengan representasi bit (b).
  • 1 desimal membutuhkan 1 bit data (1b)
  • 2-3 desimal membutuhkan 2 bit data (10b, 11b)
  • 4 desimal membutuhkan 3 bit (100b)

Dengan kata lain
  • 1 bit memiliki 21  atau 2 kombinasi : 0 dan 1
  • 2 bit memiliki 22 atau 4 kombinasi: 0, 1, 2, dan 3 (00b, 01b, 10b, 11b)
  • 3 bit memiliki 23 atau  8 kombinasi: 0, 1, 2, … ,7
  • ….
  • 32 bit memiliki 232 atau 4.294.967.296 kombinasi

Karena bilangan biner cukup sulit untuk dilihat dan diartikan dengan waktu yang singkat--juga kemungkinan kesalahan membaca sangatlah besar, maka dibuatlah juga representasi bilang heksadesimal. Bilangan heksadesimal merepresentasikan 4 bit bilangan biner menjadi satu representasi bilangan heksadesimal.

Desimal
23 = 8
22 = 4
21 = 2
20 = 1
Heksadesimal
(biasa diawali dengan "0x")
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
2
0
0
1
0
2
3
0
0
1
1
3
4
0
1
0
0
4
5
0
1
0
1
5
6
0
1
1
0
6
7
0
1
1
1
7
8
1
0
0
0
8
9
1
0
0
1
9
10
1
0
1
0
A
11
1
0
1
1
B
12
1
1
0
0
C
13
1
1
0
1
D
14
1
1
1
0
E
15
1
1
1
1
F

Contoh:

Desimal
Biner
Heksadesimal
15
1111b
0xF
1024
0100 0000 0000b
0x400
4194304
‭0100 0000 0000 0000 0000 0000b‬
‭0x400000‬

Mentransformasikan nilai kontinu atau analog dengan kuantisasi

Dari tulisan pertama, saya mengulas sedikit mengenai sampling--mengambil nilai input analog yang kita miliki dalam rentang waktu tetap. Diagram di bawah ini adalah salah satu contoh sinyal analog yang akan-disampling dengan rentang waktu T. 

Sinyal analog memiliki rentang nilai dari 0 - 3 Volt dan akan disampling dengan rentang waktu T dengan representasi 4 bit bilangan biner. Dengan kata lain, nilai sinyal yang sebelumnya kita miliki ditransformasikan dari nilai kontinu (kombinasi tak hingga: 0 V, 0,0001V, 0,000111V, dan seterusnya) akan dikategorikan menjadi 24   atau 16 kombinasi.


Proses sampling terjadi di garis hijau T1, T2, T3, ... dan seterusnya. Nilai dari sinyal analog yang akan dibaca adalah nilai yang terjadi pada garis hijau. Dengan demikian, nilai digital yang akan kita peroleh adalah sebagai berikut:


Dari kedua gambar ini, satu keuntungan dan satu kerugian dari tranformasi:
(+) perhitungan nilai akan menjadi lebih sederhana karena kita hanya memiliki 16 kombinasi
(-) keaslian sinyal analog hilang, dan kita tidak bisa mentransformasikan sinyal digital menjadi sinyal analog 100% sama dengan asalnya

Kerugian yang kita dapatkan tidak seberapa dengan keuntungan yang kita dapatkan (murni opini dari pengertian saya selama ini):
(+) perhitungan yang sederhana juga berdampak pada pengolahan data yang lebih sederhana dan cepat
(+) penyimpanan data membutuhkan ukuran memori yang lebih sedikit, dengan demikian biaya hardware untuk merealisasikan memori juga lebih rendah
(+/-) kita ambil contoh dari kompresi suara: meskipun keaslian sinyal analog atau sinyal suara tidak bisa dipertahankan 100% , dengan algoritma yang ditemukan, telinga manusia tidak akan merasakan "kehilangan" kualitas suara tersebut. Dan yang terpenting adalah kita tetap mendapatkan informasi dalam pesan suara.


Semoga bermanfaat!

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Realisasi Bilangan Biner Menjadi Sinyal Digital

Setelah mengulas bagaimana kita mentransformasikan bilangan desimal menjadi bilangan biner , pada tulisan ini akan diulas bagaimana kita merealisasikan bilang biner menjadi sinyal digital. Karena sinyal digital ini adalah nilai nyata yang digunakan di dalam perangkat elektronik yang kita gunakan. Bilangan biner hanya memiliki dua nilai, 0 dan 1. Pada dunia nyata, nilai 0 dan 1 direalisasikan pada umumnya dengan nilai tegangan 0 dan 3 Volt. Mari kita ambil contoh sederhana: bagaimana merealisasikan nilai pengukuran antara 0 - 15 Volt dengan bilangan biner? Bilangan desimal 0 - 15 memerlukan representasi 4 bit bilangan biner. Tabel di bawah ini menguraikan setiap nilai analog 0 - 15 ke dalam 4 bit bilangan biner. Realisasi sinyal digital sebenarnya juga adalah sinyal analog yang nilai amplitudanya hanya 2, yaitu 0 dan 3 Volt. Pada gambar sinyal di bawah ini, nilai 0 Volt ditunjukkan dengan garis hitam, dan nilai 3 Volt ditunjukkan dengan garis merah. Dengan demikian, nilai 0 ...
2 comments
Read more

Mengapa Digital, bukan Analog?

Sebelum mengulas bersama tentang sistem digital, pengertian mengenai sistem analog dan digital penting untuk dimengerti. Berhubung saya bukan ilmuwan ilmu pasti, dan tidak mahir dengan formula Matematika, penjelasan ini lebih mengacu pada contoh dan aplikasi. Sejak SMP, kita belajar tentang gelombang. Saya akan mengambil contoh: gelombang suara. Gelombang suara adalah contoh sumber sinyal analog. Kontinu. Tidak terputus-putus.   Gambar di bawah ini adalah ilustrasi sinyal suara yang direkam atau ditangkap oleh osiloskop. Source: pixabay ( and edited ) Kalau kita tambahkan sumbu y (vertikal) sebagai amplituda atau nilai sinyal suara (biasanya dalam satuan miliVolt) dan sumbu x (horizontal) sebagai waktu, pengertian kontinu adalah: setiap titik waktu, punya nilai amplituda. Titik waktu ini kalau kita perbesar atau zoom-out bisa tidak terbatas, bukan lagi 1 detik, tapi 0.0000000000001 detik, dan seterusnya! Bayangkan betapa repot dan besarnya data jika kita mau menyimp...
4 comments
Read more

Pendahuluan dan Perkenalan

Blog ini bukan ditujukan untuk menggurui, tapi untuk membantu si penulis mengulang kembali teori dasar mengenai Sistem Digital, mata kuliah yang ia tempuh sepuluh tahun lalu. Sebutlah blog ini sebagai pemenuhan janji kepada dirinya sendiri untuk berbagi atas apa yang telah ia dapatkan selama ini. Halah, cukuplah sok berpuitis. Nama saya Vava (Fafa, Fava, Vafa, apapun tak apa, karena kalau dibaca akan sama bunyinya). 10 tahun lalu jadi kenangan tak terlupakan, karena akhirnya saya resmi mendapat Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 132 07*** di Kampus Gajah. Gedung Labtek VIII, Desember 2015 (foto sendiri) Bayangan pertama mengikuti setahun Tahap Pembelajaran Bersama (TPB), di program studi Teknik Elektro ini, saya akan berhadapan dengan rangkaian dengan banyak resistor dan kapasitor, lalu tugas saya menghitung arus dan tegangan. Betul. Tapi lebih dari itu. Di semester ketiga, saya mendapat mata kuliah wajib, tahun itu namanya Sistem Digital. Tiba-tiba dunia berubah. Hitungannya...
Post a Comment
Read more