Bab 8 Transformasi Z
TRANSFORMASI-Z
Transformsi-Z Langsung
Sifat-sifat Transformasi-Z
Transformasi -Z Rasional
Transformasi-Z Balik
Transformasi-Z Satu Sisi
TRANSFORMASI-Z LANGSUNG
Definisi :
X(z)
n
x
(
n
)
z
n
Contoh Soal 8.1
Tentukan transformasi Z dari beberapa sinyal diskrit di bawah ini
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
Jawab:
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X1 (z) 1 2z 1 5z 2 7z 3 z 5
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 2 (z) z 2 2z1 5 7z 1 z 3
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 3 (z) z 1 2z 2 5z 3 7 z 4 z 7
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
X 4 (z) 2z1 5 7z 1 z 3
Contoh Soal 8.2
Tentukan transformasi Z dari beberapa sinyal impuls di bawah ini
a ). x1 (n ) (n )
b). x 2 (n ) (n k ), k 0
c). x 3 (n ) (n k ), k 0
Jawab:
a ). X1 (z)
n
(
n
)
z
1
n
b). X 2 (z)
n
k
(
n
k
)
z
z
n
c). X 3 (z)
n
k
(
n
k
)
z
z
n
Contoh Soal 8.3
Tentukan transformasi Z dari sinyal
Jawab:
n
n
1
x (n ) u (n )
2
n
1 n
1 1
n
X(z) z z A
n 0 2
n 0 2
n 0
1
2
3
1 A A A
A 1
1 A
1 1
z 1
2
z
n
x (n ) u (n )
x (n ) u (n )
1
2
X(z)
1
1 1
1 z
2
1
X(z)
1 z 1
1
X(z)
1 z 1
SIFAT-SIFAT TRANSFORMASI-Z
Linieritas
x1 (n ) X1 (z)
x 2 ( n ) X 2 ( z)
x ( n ) a 1x1 ( n ) a 2 x 2 ( n )
Contoh Soal 8.4
Tentukan transformasi Z dari sinyal
X(z) a1X1 (z) a 2 X 2 (z)
Jawab:
x1 (n ) (2) n u (n )
x (n ) 3(2) n 4(3) n u (n )
x 2 (n ) (3) n u (n )
3
4
X(z) 3X1 (z) 4X 2 (z)
1
1 2z
1 3z 1
Contoh Soal 8.5
Tentukan transformasi Z dari sinyal-sinyal di bawah ini :
a ). x (n ) cos(o n ) u (n )
b). x (n ) sin(o n ) u (n )
Jawab:
1 jo n
1 j o n
a ). x (n ) cos(o n ) u (n ) e u (n ) e
u (n )
2
2
1
1
1
1
X (z)
jo 1
21 e z
2 1 e jo z 1
1 (1 e jo ) (1 e jo )
1 (1 e jo z 1 e jo z 1 1)
X(z)
jo 1
j o 1
2 (1 e z )(1 e z ) 2 (1 e jo z 1 e jo z 2 )
x (n ) cos o n
1 z 1 cos o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
1 j o n
1 j o n
b). x (n ) sin(o n ) u (n ) e u (n ) e
u (n )
2j
2j
1
1
1
1
X (z)
jo 1
2 j 1 e z
2 j 1 e j o z 1
1 (1 e jo ) (1 e jo )
X(z)
2 j (1 e jo z 1 )(1 e jo z 1 )
1
( e j o z 1 e j o z 1 )
2 j (1 e jo z 1 e jo z 2 )
x (n ) sin o n
z 1 sin o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
Scaling in the Z-domain
x (n ) X(z)
n
a x1 ( n )
z
X(a z) X
a
1
Contoh Soal 8.6
Tentukan transformasi Z dari sinyal-sinyal di bawah ini :
a ). x1 (n ) a n cos(o n ) u (n )
b). x 2 (n ) a n sin(o n ) u (n )
Jawab:
x (n ) cos o n
1 z 1 cos o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
x1 (n ) a n cos o n
1 (a 1z) 1 cos o
X1 (z)
1 2(a 1z) 1 cos o (a 1z) 2
1 az 1 cos o
X1 ( z )
1 2az 1 cos o a 2 z 2
az 1 sin o
X 2 (z)
1 2az 1 cos o a 2 z 2
Time Reversal
x (n ) X(z)
x ( n )
X(z 1 )
Contoh Soal 8.7
Tentukan transformasi Z dari sinyal
x (n ) u ( n )
Jawab:
x (n ) u (n )
x (n ) u ( n )
1
X(z)
1 z 1
1
1
X(z)
1 1
1 (z )
1 z
x (n ) u ( n )
1
X(z)
1 z
Diferensiasi dalam domain z
x (n ) X(z)
nx (n )
dX (z)
z
dz
Contoh Soal 8.8
Tentukan transformasi Z dari sinyal
Jawab:
n
x1 (n ) a u (n )
x (n ) na n u (n )
1
X1 (z)
1 az 1
dX1 (z)
dz
dX1 (z)
d 1
az 2
X( z) z
z
( z)
1
1 2
dz
dz 1 az
1 az
x (n ) na n u (n )
n
na u (n )
X(z) z
az 1
1 az
1 2
nu (n )
z 1
1 z
1 2
Konvolusi antara dua sinyal
x1 (n ) X1 (z)
x 2 (n )
x (n ) x1 (n ) * x 2 (n )
X 2 (z)
X(z) X1 (z)X 2 (z)
Contoh Soal 8.9
Tentukan konvolusi antara x1(n) dan x2(n) dengan :
x1 (n ) 1, 2, 1
1, 0 n 5
x 2 (n )
0, lainnya
Jawab:
X1 (z) 1 2z 1 z 2
X 2 (z) 1 z 1 z 2 z 3 z 4 z 5
X(z) X1 (z) X 2 (z) (1 2z 1 z 2 )(1 z 1 z 2 z 3 z 4 z 5 )
X(z) X1 (z)X 2 (z) 1 z 1 z 6 z 7
x (n ) x1 (n ) * x 2 (n ) 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1,1
TRANSFORMASI Z RASIONAL
Pole dan Zero
Pole : harga-harga z = pi yang menyebabkan X(z) =
Zero : harga-harga z = zi yang menyebabkan X(z) = 0
Fungsi Rasional
M
k
b
z
k
N(z) b o b1z 1 b M z M k 0
X(z)
N
1
N
D ( z ) a o a 1z a N z
k
a
z
k
k 0
b1 M 1
bM
z z
bo
bo
a1 N 1
aN
N
Z z
ao
ao
M
a o 0 b o 0
N(z) b o z M
X (z)
N
D( z ) a o z
b1 M 1
bM
z z
bo
bo
a1 N 1
aN
N
Z z
ao
ao
M
a o 0 b o 0
N(z) b o z M
X(z)
D( z ) a o z N
N(z) dan D(z) polinom
N(z) b o N M (z z1 )(z z 2 ) (z z M )
X(z)
z
D( z ) a o
(z p1 )(z p 2 ) (z p M )
M
X(z) G z N M
(z
zk )
(z
pk )
k 1
N
k 1
Contoh Soal 8.10
Tentukan pole dan zero dari
2 1,5z 1
X (z)
1 1,5z 1 0,5z 2
Jawab:
2 z 1
z 0,75
X(z)
1 z 2 z 2 1,5z 0,5
z 0,75
2z(z 0,75)
2 1
2z
(z 1)(z 0,5) (z 1)(z 0,5)
Zero : z1 0
z 2 0,75
Pole : p1 1
p 2 0,5
Contoh Soal 8.11
Tentukan pole dan zero dari
1 z 1
X(z)
1 z 1 0,5z 2
Jawab:
z(z 1)
X (z) 2
z z 0,5
z(z 1)
[z (0,5 j0,5)][z (0,5 j0,5)]
Zero : z1 0
z 2 1
Pole : p1 0,5 j0,5
p 2 0,5 j0,5
p1 p 2
*
Fungsi Sistem dari Sistem LTI
Y(z)
y( n ) h ( n ) * x ( n ) Y ( z ) H ( z ) X ( z ) H ( z )
X(z)
Respon impuls h (n ) H(z)
Fungsi sistem
Persamaan beda dari sistem LTI :
y( n )
N
a
M
k
k 1
Y(z)
y( n k ) b k x ( n k )
k 0
N
a
k 1
k
Y(z)z
k
M
b k X(z)z
k 0
k
Y(z)
N
a
k
Y(z)z
k
k 1
Y (z)[1
k
k
k 1
b k X(z)z
k
k 0
N
a
M
M
z ] X ( z ) b k z
k
k 0
M
Y(z)
X(z)
k
b
z
k
k 0
1
N
k
a
z
k
k 1
H(z) Fungsi sistem rasional
M
Y (z)
X (z)
k
b
z
k
k 0
1
N
H(z)
pole-zero system
k
a
z
k
k 1
Hal khusus I : ak = 0,
M
H(z) b k z k
k 0
1
M
z
1kN
M
M k
All-zero system
b
z
k
k 0
Hal khusus II : bk = 0, 1 k
M
bo
bo
H(z)
N
a o 1
N
k
1 a kz k
a
z
k
All-pole system
k 1
k 0
Contoh Soal 8.12
Tentukan fungsi sistem dan respon impuls sistem LTI :
1
y(n ) y(n 1) 2 x (n )
2
Jawab:
1 1
Y ( z ) z Y ( z ) 2X ( z )
2
1 1
Y(z)(1 z ) 2X(z)
2
2
H (z)
1 1
1 z
2
n
1
h (n ) 2 u (n )
2
TRANSFORMASI -Z BALIK
Definisi transformasi balik
X(z)
n
x
(
n
)
z
n
1
n 1
x (n )
X
(
z
)
z
dz
2j
Teorema residu Cauchy :
1
d k 1f (z)
, bila z o di dalam C
1
f (z)
k 1
dz (k 1)! dz
z z o
k
C
2j (z z o )
bila z o di luar C
0,
Ekspansi deret dalam z dan z-1
X(z)
n
c
z
n
n
Contoh Soal 8.13
Tentukan transformasi-z balik dari
Jawab:
X(z)
1
3 1 1 2
1 z z
2
2
3 1 7 2 15 3 31 4
X(z) 1 z z
z
z
2
4
8
16
X(z)
x (n )z
n
n
3 7 15 31
x (n ) 1, , , , ,
2 4 8 16
Ekspansi fraksi-parsial dan tabel transformasi-z
X(z) 1X1 (z) 2 X 2 (z) K X K (z)
x ( n ) 1 x 1 ( n ) 2 x 2 ( n ) K x K ( n )
Contoh Soal 8.14
Tentukan transformasi-z balik dari
X(z)
1
1 1,5z 1 0,5z 2
Jawab:
z2
z2
X(z) 2
z 1,5z 0,5 (z 1)(z 0,5)
X(z)
z
A1
A2
2
z
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
X(z)
z
A1
A2
2
1
2
z
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5) (z 1) (z 0,5)
z
A1
A2
A1 (z 0,5) A 2 (z 1)
2
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
(z 1)(z 0,5)
z
A1
A2
(A1 A 2 )z (0,5A1 A 2 )
2
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
z 2 1,5z 0,5
A1 A 2 1
0,5A1 A 2 0
A1 0,5A1 0,5A1 1
2
1
X(z)
1
(1 z ) (1 0,5z 1 )
A1 2
A 2 0,5A1
A2 1
x (n ) [2 (0,5) 2 ]u (n )
Contoh Soal 8.15
Tentukan respon impuls dari suatu sistem LTI (Linear Time
Invariant) yang dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
Jawab:
Y(z) 3z 1Y(z) 2z 2 Y(z) 4,5X(z) 9,5z 1X(z)
Y(z)(1 3z
1
2
1
2z ) X(z)(4,5 9,5z )
Y(z)
4,5 9,5z 1
H(z)
1
2
X(z) 1 3z 2z
4,5 9,5z 1
H(z)
1 3z 1 2z 2
H(z)
4,5z 9,5
2
z
z 3z 2
H(z)
A1
A2
5
0,5
z
z 1 z 2 z 1 z 2
5
0,5
H(z)
1
1
1 ( 1)z
1 ( 2)z
h (n ) [5( 1) n 0,5( 2) n ]u (n )
Contoh Soal 8.16
Tentukan output dari suatu sistem LTI (Linear Time Invariant) yang
dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
y( 1) 0
y( 2) 0
dan mendapat input x(n) = (-3)nu(n)
y(n ) y zs (n )
Jawab:
Y(z) 3z 1Y(z) 2z 2 Y(z) 4,5X(z) 9,5z 1X(z)
Y(z)(1 3z 1 2z 2 ) X(z)(4,5 9,5z 1 )
Y(z)(1 3z 1 2z 2 ) (4,5 9,5z 1 )X(z)
n
x (n ) ( 3) u (n )
Y(z)(1 3z
1
1
1
X(z)
1
1 ( 3)z
1 3z 1
1
2z ) (4,5 9,5z )
1
1 3z
2
1
(4,5 9,5z 1 )
Y(z)
(1 3z 1 2z 2 )(1 3z 1 )
Y(z)
z 2 (4,5 9,5z 1 )
3
z
z (1 3z 1 2z 2 )(1 3z 1 )
Y(z)
(4,5z 2 9,5z)
(4,5z 2 9,5z)
2
z
(z 3z 2)(z 3) (z 1)(z 2)(z 3)
Y(z)
(4,5z 2 9,5z)
(4,5z 2 9,5z)
2
z
(z 3z 2)(z 3) (z 1)(z 2)(z 3)
(4,5z 2 9,5z)
A1
A2
A3
(z 1)( z 2)( z 3) (z 1) (z 2) (z 3)
Y(z) A1 (z 2 5z 6) A 2 (z 2 4z 3) A 3 (z 2 3z 2)
z
(z 1)(z 2)(z 3)
A1 A 2 A 3 4,5
5A1 4A 2 3A 3 9,5
6A1 3A 2 2A 3 0
1
1
1
D 5
6
4
3
3 2
2
A1
4,5
1
1
1
4,5
1
9,5
4
3
5
9,5
3
6
0
2
0
3
D
2
5
2,5
2
2,5 1 A 3 4,5
A2
A3 6
Y(z)
2,5
1
6
z
(z 1) (z 2) (z 3)
2,5
1
6
Y(z)
1
1
(1 z ) (1 2z ) (1 3z 1 )
y zs (n ) [ 2,5( 1) n ( 2) 2 6( 3) n ]u (n )
D
2
1
2
Pole-pole berbeda semua
AN
X(z)
A1
Ak
z
z p1
z pk
z pN
(z p k )X(z) (z p k )A1
(z p k )A N
Ak
z
z p1
z pN
(z p k )X(z)
Ak
z
z p k
Contoh Soal 8.17
Tentukan zero-state response dari suatu sistem LTI yang mendapat
input x(n) = u(n) dan dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 6 y(n 1) 8y(n 2) 5x (n ) 28x (n 1) 8x (n 2)
Jawab:
Y(z) 6z 1Y(z) 8z 2 Y(z) 5X(z) 28z 1X(z) 8z 2 X(z)
1
X(z)
1 z 1
(5 28z 1 8z 2 ) 1
Y(z)
1 6z 1 8z 2 1 z 1
A3
Y(z)
(5z 2 28z 8)
A1
A2
2
z
(z 6z 8)(z 1) z 2 z 4 z 1
A3
Y(z)
(5z 2 28z 8)
A1
A2
z
(z 2)(z 4)(z 1) z 2 z 4 z 1
(z 2)Y(z) 5z 2 28z 8
20 56 8
84
A1
14
z
(z 4)( z 1) z 2
(2)( 3)
6
(z 4)Y(z) 5z 2 28z 8
80 112 8 200
A2
20
z
(z 2)(z 1) z 4
( 2)( 5)
10
(z 1)Y(z) 5z 2 28z 8
5 28 8 15
A3
1
z
(z 2)(z 4) z 1
(3)(5)
15
Y(z)
14
20
1
z
z2 z4 z 1
14
20
1
Y(z)
1
1
1 2z
1 4z
1 z 1
y zs (n ) [ 14( 2) n 20( 4) n 1]u (n )
Ada dua pole yang semua
AN
X(z)
A1
A1k
A 2k
2
z
z p1
(z p k )
z pk
z pN
2
A1k
A 2k
(z p k ) X(z)
z
z p
k
d (z p k ) 2 X (z)
dz
z
z p k
Contoh Soal 8.18
Tentukan transformasi-Z balik dari :
1
X(z)
(1 z 1 )(1 z 1 ) 2
Jawab:
2
A3
X(z)
z
A1
A2
2
2
z
(z 1)(z 1)
z 1 (z 1)
(z 1)
(z 1)X(z)
z2
A1
z
(z 1) 2
z 1
1
4
2
2
(z 1) X(z)
z
1
A2
z
(z 1) z 1 2
d (z 1) 2 X(z)
d z2
A3
dz
z
dz (z 1)
(2z)( z 1) (1)( z 2 ) z 2 2z
3
2
2
(z 1)
(z 1) z 1 4
1
1
3
n
x (n ) [ ( 1) n ]u (n )
4
2
4
Pole kompleks
A1
A2
X(z)
1
1 p1z
1 p2z 1
p1 p
p2 p *
A1 A
A2 A *
1
1
A
A*
A Ap * z A * A * pz
1
1
1 pz
1 p*z
1 pz 1 p * z 1 pp * z 2
(A A*) (Ap * A * p)z 1
b o b1z 1
1
2
1
2
1 (p p*)z pp * z
1 a 1z a 2 z
A A* Re(A) j Im(A) Re(A) j Im(A) 2 Re(A)
b o A A* 2 Re(A)
p p* Re(p) j Im(p) Re(p) j Im(p) 2 Re(p)
a1 (p p*) 2 Re(p)
pp* [Re(p) j Im(p)][Re(p) j Im(p)]
2
2
Re (p) Im (p) p
2
a 2 pp* p
2
Ap * A * p [Re(A) j Im(A)][Re( p) j Im(p)]
[Re(A) j Im(A)][Re( p) j Im(p)]
2 Re(A) Re(p) 2 Im(A) Im(p)
Ap* [Re(A) j Im(A)][Re(p) j Im(p)]
[Re(A) Re(p) Im(A) Im(p)] j [Re(p) Im(A) Re(A) Im(p]
b1 (Ap * A * p) 2 Re(Ap*)
Contoh Soal 8.19
Tentukan transformasi-Z balik dari :
Jawab:
1 z 1
X(z)
1 z 1 0,5z 2
1 z 1
b o b1z 1
X (z)
1
2
1 z 0,5z
1 a 1z 1 a 2 z 2
b o 2 Re( A) 1
Re( A) 0,5
a 1 2 Re(p) 1
Re(p) 0,5
b1 2 Re( Ap*) 1
Re( Ap*) 0,5
2
a 2 p 0,5
Re 2 (p) Im 2 (p) 0,5
Re(p) 0,5
2
Re(A) 0,5
2
2
Re (p) Im (p) 0,25 Im (p) 0,5
Im2 (p) 0,25 Im(p) 0,5 p 0,5 j 0,5
Ap* [0,5 j Im(A)](0,5 j0,5)
Re(Ap*) 0,25 0,5 Im(A) 0,5
Im(A) 0,25
A 0,5 j 0,25
A
A*
X(z)
1
1
1 pz
1 p*z
0,5 j 0,25
0,5 j 0,25
1
1 (0,5 j 0,5)z
1 (0,5 j 0,5)z 1
0,5 j 0,25
0,5 j 0,25
X(z)
1
1 (0,5 j 0,5)z
1 (0,5 j 0,5)z 1
0,5 j 0,5 0,707e j45
0,5 j 0,5 0,707e j45
x (n ) (0,5 j 0,25)(0,707e j45 ) n (0,5 j 0,25)(0,707e j45 ) n
(0,5)(0,707) n (cos 45n j sin 45n )
n
j(0,25)(0,707 )(cos 45n j sin 45n )
(0,5)(0,707) n (cos 45n j sin 45n )
j(0,25)(0,707 n )(cos 45n j sin 45n )
(0,707) n cos 45n 0,5(0,707) n sin 45n
TRANSFORMASI-Z SATU SISI
Definisi :
X (z) x (n )z n
n 0
Contoh Soal 8.20
Tentukan transformasi Z satu sisi dari beberapa sinyal diskrit di
bawah ini
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
d). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
Jawab:
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X1 (z) 1 2z 1 5z 2 7 z 3 z 5
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 2 (z) 5 7 z 1 z 3
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 3 (z) z 1 2z 2 5z 3 7 z 4 z 7
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
X 4 (z) 5 7 z 1 z 3
Contoh Soal 8.21
Tentukan transformasi Z satu sisi dari beberapa sinyal impuls di
bawah ini
a ). x 5 (n ) (n )
b). x 6 (n ) (n k ), k 0
c). x 7 (n ) (n k ), k 0
Jawab:
a ). X 5 (z) (n )z n 1
n 0
b). X 6 (z) (n k )z n z k
n 0
c). X 7 (z) (n k )z n 0
n 0
Time Delay
k
x (n k ) z k [X (z) x ( n )z n ]
n 1
Contoh Soal 8.22
Tentukan transformasi Z satu sisi dari x1(n) = x(n-2)
dimana x(n) = anu(n )
Jawab:
1
x (n ) a u (n )
X (z)
1 az 1
2
2
n
X1 ( z ) z X x ( n ) z
n 1
z 2 X x ( 1)z x ( 2)z 2
n
z 2
1 1
2
a
z
a
1 az 1
Time advance
x (n k ) z k [X (z)
k 1
n
x
(
n
)
z
]
n 0
Contoh Soal 8.23
Tentukan transformasi Z satu sisi dari x2(n) = x(n+2)
dimana x(n) = anu(n )
Jawab:
x (n ) a n u (n )
1
X (z)
1 az 1
1
2
n
X 2 z X (z) x (n )z
n 0
z 2 X x (0) x (1)z 1
z2
2
z
az
1
1 az
Contoh Soal 8.24
Tentukan output dari suatu sistem LTI (Linear Time Invariant) yang
dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
y( 1) 8,5
y( 2) 7,5
y(n ) y zi (n )
dengan input x(n) = 0
Jawab:
Y (z) 3z 1[Y (z) y( 1)z]
2
2
2z [Y (z) y( 1)z y( 2)z ] 0
Y (z) 3z 1[Y (z) y( 1)z]
2z 2 [Y (z) y( 1)z y( 2)z 2 ] 0
Y (z)[1 3z
1
2
2z ] 3y( 1) 2 y( 1)z
1
3
(
8
,
5
)
2
(
8
,
5
)
z
2(7,5)
Y (z)
1 3z 1 2z 2
1
17z 10,5
1 3z 1 2z 2
Y (z)
10,5z 17
10,5z 17
2
z
z 3z 2 (z 1)(z 2)
1
2 y ( 2)
Y (z)
10,5z 17
10,5z 17
A1
A2
2
z
z 3z 2 (z 1)(z 2) z 1 z 2
(z 1)Y (z) 10,5z 17
6,5
A1
6,5
z
z 2 z 1
1
(z 2)Y (z) 10,5z 17
4
A2
4
z
z 1 z 2
1
6,5z
4z
6,5
4
Y (z)
1
1
z 1 z 2 1 z
1 2z
y zi (n ) 6,5( 1) n 4( 2) n
Contoh Soal 8.25
Tentukan output dari suatu sistem LTI yang mendapat input x(n) =
u(n) dan dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 6 y(n 1) 8y(n 2) 5x (n ) 28x (n 1) 8x (n 2)
y( 1) 4
y( 2) 3
Jawab:
Y (z) 6z 1[Y (z) y( 1)z]
2
2
8z [Y (z) y( 1)z y( 2)z ] 5X (z)
28z 1[X (z) x ( 1)z] 8z 2 [X (z) x ( 1)z x ( 2)z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 24 32z 1 24
X (z)[5 28z 1 8z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 24 32z 1 24
X (z)[5 28z 1 8z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 32z 1
5 28z 1 8z 2
1
1 z
1
2
1
2
32
z
32
z
5
28
z
8
z
Y (z)
(1 6z 1 8z 2 )(1 z 1 )
1
2
5
4
z
24
z
Y (z)
(1 6z 1 8z 2 )(1 z 1 )
Y (z)
5z 2 4z 24
2
z
(z 6z 8)(z 1)
Y (z)
5z 2 4z 24
5z 2 4z 24
2
z
(z 6z 8)(z 1) (z 2)(z 4)(z 1)
5z 2 4z 24
A1
A2
A3
(z 2)(z 4)(z 1) z 1 z 2 z 4
5z 2 4z 24
5 4 24 15
A1
1
(z 2)(z 4) z 1
(3)(5)
15
5z 2 4z 24
20 8 24 12
A2
2
(z 4)(z 1) z 2
(2)( 3)
6
5z 2 4z 24
80 16 24 40
A3
4
(z 2)( z 1) z 4
( 2)( 5)
10
Y
1
2
4
z
z 1 z2 z4
1
2
4
Y
1
1
1 z
1 2z
1 4z 1
n
2
y(n ) [ 1 2( 2) 4( 4) ]u (n )
Transformsi-Z Langsung
Sifat-sifat Transformasi-Z
Transformasi -Z Rasional
Transformasi-Z Balik
Transformasi-Z Satu Sisi
TRANSFORMASI-Z LANGSUNG
Definisi :
X(z)
n
x
(
n
)
z
n
Contoh Soal 8.1
Tentukan transformasi Z dari beberapa sinyal diskrit di bawah ini
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
Jawab:
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X1 (z) 1 2z 1 5z 2 7z 3 z 5
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 2 (z) z 2 2z1 5 7z 1 z 3
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 3 (z) z 1 2z 2 5z 3 7 z 4 z 7
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
X 4 (z) 2z1 5 7z 1 z 3
Contoh Soal 8.2
Tentukan transformasi Z dari beberapa sinyal impuls di bawah ini
a ). x1 (n ) (n )
b). x 2 (n ) (n k ), k 0
c). x 3 (n ) (n k ), k 0
Jawab:
a ). X1 (z)
n
(
n
)
z
1
n
b). X 2 (z)
n
k
(
n
k
)
z
z
n
c). X 3 (z)
n
k
(
n
k
)
z
z
n
Contoh Soal 8.3
Tentukan transformasi Z dari sinyal
Jawab:
n
n
1
x (n ) u (n )
2
n
1 n
1 1
n
X(z) z z A
n 0 2
n 0 2
n 0
1
2
3
1 A A A
A 1
1 A
1 1
z 1
2
z
n
x (n ) u (n )
x (n ) u (n )
1
2
X(z)
1
1 1
1 z
2
1
X(z)
1 z 1
1
X(z)
1 z 1
SIFAT-SIFAT TRANSFORMASI-Z
Linieritas
x1 (n ) X1 (z)
x 2 ( n ) X 2 ( z)
x ( n ) a 1x1 ( n ) a 2 x 2 ( n )
Contoh Soal 8.4
Tentukan transformasi Z dari sinyal
X(z) a1X1 (z) a 2 X 2 (z)
Jawab:
x1 (n ) (2) n u (n )
x (n ) 3(2) n 4(3) n u (n )
x 2 (n ) (3) n u (n )
3
4
X(z) 3X1 (z) 4X 2 (z)
1
1 2z
1 3z 1
Contoh Soal 8.5
Tentukan transformasi Z dari sinyal-sinyal di bawah ini :
a ). x (n ) cos(o n ) u (n )
b). x (n ) sin(o n ) u (n )
Jawab:
1 jo n
1 j o n
a ). x (n ) cos(o n ) u (n ) e u (n ) e
u (n )
2
2
1
1
1
1
X (z)
jo 1
21 e z
2 1 e jo z 1
1 (1 e jo ) (1 e jo )
1 (1 e jo z 1 e jo z 1 1)
X(z)
jo 1
j o 1
2 (1 e z )(1 e z ) 2 (1 e jo z 1 e jo z 2 )
x (n ) cos o n
1 z 1 cos o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
1 j o n
1 j o n
b). x (n ) sin(o n ) u (n ) e u (n ) e
u (n )
2j
2j
1
1
1
1
X (z)
jo 1
2 j 1 e z
2 j 1 e j o z 1
1 (1 e jo ) (1 e jo )
X(z)
2 j (1 e jo z 1 )(1 e jo z 1 )
1
( e j o z 1 e j o z 1 )
2 j (1 e jo z 1 e jo z 2 )
x (n ) sin o n
z 1 sin o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
Scaling in the Z-domain
x (n ) X(z)
n
a x1 ( n )
z
X(a z) X
a
1
Contoh Soal 8.6
Tentukan transformasi Z dari sinyal-sinyal di bawah ini :
a ). x1 (n ) a n cos(o n ) u (n )
b). x 2 (n ) a n sin(o n ) u (n )
Jawab:
x (n ) cos o n
1 z 1 cos o
X(z)
1 2z 1 cos o z 2
x1 (n ) a n cos o n
1 (a 1z) 1 cos o
X1 (z)
1 2(a 1z) 1 cos o (a 1z) 2
1 az 1 cos o
X1 ( z )
1 2az 1 cos o a 2 z 2
az 1 sin o
X 2 (z)
1 2az 1 cos o a 2 z 2
Time Reversal
x (n ) X(z)
x ( n )
X(z 1 )
Contoh Soal 8.7
Tentukan transformasi Z dari sinyal
x (n ) u ( n )
Jawab:
x (n ) u (n )
x (n ) u ( n )
1
X(z)
1 z 1
1
1
X(z)
1 1
1 (z )
1 z
x (n ) u ( n )
1
X(z)
1 z
Diferensiasi dalam domain z
x (n ) X(z)
nx (n )
dX (z)
z
dz
Contoh Soal 8.8
Tentukan transformasi Z dari sinyal
Jawab:
n
x1 (n ) a u (n )
x (n ) na n u (n )
1
X1 (z)
1 az 1
dX1 (z)
dz
dX1 (z)
d 1
az 2
X( z) z
z
( z)
1
1 2
dz
dz 1 az
1 az
x (n ) na n u (n )
n
na u (n )
X(z) z
az 1
1 az
1 2
nu (n )
z 1
1 z
1 2
Konvolusi antara dua sinyal
x1 (n ) X1 (z)
x 2 (n )
x (n ) x1 (n ) * x 2 (n )
X 2 (z)
X(z) X1 (z)X 2 (z)
Contoh Soal 8.9
Tentukan konvolusi antara x1(n) dan x2(n) dengan :
x1 (n ) 1, 2, 1
1, 0 n 5
x 2 (n )
0, lainnya
Jawab:
X1 (z) 1 2z 1 z 2
X 2 (z) 1 z 1 z 2 z 3 z 4 z 5
X(z) X1 (z) X 2 (z) (1 2z 1 z 2 )(1 z 1 z 2 z 3 z 4 z 5 )
X(z) X1 (z)X 2 (z) 1 z 1 z 6 z 7
x (n ) x1 (n ) * x 2 (n ) 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1,1
TRANSFORMASI Z RASIONAL
Pole dan Zero
Pole : harga-harga z = pi yang menyebabkan X(z) =
Zero : harga-harga z = zi yang menyebabkan X(z) = 0
Fungsi Rasional
M
k
b
z
k
N(z) b o b1z 1 b M z M k 0
X(z)
N
1
N
D ( z ) a o a 1z a N z
k
a
z
k
k 0
b1 M 1
bM
z z
bo
bo
a1 N 1
aN
N
Z z
ao
ao
M
a o 0 b o 0
N(z) b o z M
X (z)
N
D( z ) a o z
b1 M 1
bM
z z
bo
bo
a1 N 1
aN
N
Z z
ao
ao
M
a o 0 b o 0
N(z) b o z M
X(z)
D( z ) a o z N
N(z) dan D(z) polinom
N(z) b o N M (z z1 )(z z 2 ) (z z M )
X(z)
z
D( z ) a o
(z p1 )(z p 2 ) (z p M )
M
X(z) G z N M
(z
zk )
(z
pk )
k 1
N
k 1
Contoh Soal 8.10
Tentukan pole dan zero dari
2 1,5z 1
X (z)
1 1,5z 1 0,5z 2
Jawab:
2 z 1
z 0,75
X(z)
1 z 2 z 2 1,5z 0,5
z 0,75
2z(z 0,75)
2 1
2z
(z 1)(z 0,5) (z 1)(z 0,5)
Zero : z1 0
z 2 0,75
Pole : p1 1
p 2 0,5
Contoh Soal 8.11
Tentukan pole dan zero dari
1 z 1
X(z)
1 z 1 0,5z 2
Jawab:
z(z 1)
X (z) 2
z z 0,5
z(z 1)
[z (0,5 j0,5)][z (0,5 j0,5)]
Zero : z1 0
z 2 1
Pole : p1 0,5 j0,5
p 2 0,5 j0,5
p1 p 2
*
Fungsi Sistem dari Sistem LTI
Y(z)
y( n ) h ( n ) * x ( n ) Y ( z ) H ( z ) X ( z ) H ( z )
X(z)
Respon impuls h (n ) H(z)
Fungsi sistem
Persamaan beda dari sistem LTI :
y( n )
N
a
M
k
k 1
Y(z)
y( n k ) b k x ( n k )
k 0
N
a
k 1
k
Y(z)z
k
M
b k X(z)z
k 0
k
Y(z)
N
a
k
Y(z)z
k
k 1
Y (z)[1
k
k
k 1
b k X(z)z
k
k 0
N
a
M
M
z ] X ( z ) b k z
k
k 0
M
Y(z)
X(z)
k
b
z
k
k 0
1
N
k
a
z
k
k 1
H(z) Fungsi sistem rasional
M
Y (z)
X (z)
k
b
z
k
k 0
1
N
H(z)
pole-zero system
k
a
z
k
k 1
Hal khusus I : ak = 0,
M
H(z) b k z k
k 0
1
M
z
1kN
M
M k
All-zero system
b
z
k
k 0
Hal khusus II : bk = 0, 1 k
M
bo
bo
H(z)
N
a o 1
N
k
1 a kz k
a
z
k
All-pole system
k 1
k 0
Contoh Soal 8.12
Tentukan fungsi sistem dan respon impuls sistem LTI :
1
y(n ) y(n 1) 2 x (n )
2
Jawab:
1 1
Y ( z ) z Y ( z ) 2X ( z )
2
1 1
Y(z)(1 z ) 2X(z)
2
2
H (z)
1 1
1 z
2
n
1
h (n ) 2 u (n )
2
TRANSFORMASI -Z BALIK
Definisi transformasi balik
X(z)
n
x
(
n
)
z
n
1
n 1
x (n )
X
(
z
)
z
dz
2j
Teorema residu Cauchy :
1
d k 1f (z)
, bila z o di dalam C
1
f (z)
k 1
dz (k 1)! dz
z z o
k
C
2j (z z o )
bila z o di luar C
0,
Ekspansi deret dalam z dan z-1
X(z)
n
c
z
n
n
Contoh Soal 8.13
Tentukan transformasi-z balik dari
Jawab:
X(z)
1
3 1 1 2
1 z z
2
2
3 1 7 2 15 3 31 4
X(z) 1 z z
z
z
2
4
8
16
X(z)
x (n )z
n
n
3 7 15 31
x (n ) 1, , , , ,
2 4 8 16
Ekspansi fraksi-parsial dan tabel transformasi-z
X(z) 1X1 (z) 2 X 2 (z) K X K (z)
x ( n ) 1 x 1 ( n ) 2 x 2 ( n ) K x K ( n )
Contoh Soal 8.14
Tentukan transformasi-z balik dari
X(z)
1
1 1,5z 1 0,5z 2
Jawab:
z2
z2
X(z) 2
z 1,5z 0,5 (z 1)(z 0,5)
X(z)
z
A1
A2
2
z
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
X(z)
z
A1
A2
2
1
2
z
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5) (z 1) (z 0,5)
z
A1
A2
A1 (z 0,5) A 2 (z 1)
2
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
(z 1)(z 0,5)
z
A1
A2
(A1 A 2 )z (0,5A1 A 2 )
2
z 1,5z 0,5 (z 1) (z 0,5)
z 2 1,5z 0,5
A1 A 2 1
0,5A1 A 2 0
A1 0,5A1 0,5A1 1
2
1
X(z)
1
(1 z ) (1 0,5z 1 )
A1 2
A 2 0,5A1
A2 1
x (n ) [2 (0,5) 2 ]u (n )
Contoh Soal 8.15
Tentukan respon impuls dari suatu sistem LTI (Linear Time
Invariant) yang dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
Jawab:
Y(z) 3z 1Y(z) 2z 2 Y(z) 4,5X(z) 9,5z 1X(z)
Y(z)(1 3z
1
2
1
2z ) X(z)(4,5 9,5z )
Y(z)
4,5 9,5z 1
H(z)
1
2
X(z) 1 3z 2z
4,5 9,5z 1
H(z)
1 3z 1 2z 2
H(z)
4,5z 9,5
2
z
z 3z 2
H(z)
A1
A2
5
0,5
z
z 1 z 2 z 1 z 2
5
0,5
H(z)
1
1
1 ( 1)z
1 ( 2)z
h (n ) [5( 1) n 0,5( 2) n ]u (n )
Contoh Soal 8.16
Tentukan output dari suatu sistem LTI (Linear Time Invariant) yang
dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
y( 1) 0
y( 2) 0
dan mendapat input x(n) = (-3)nu(n)
y(n ) y zs (n )
Jawab:
Y(z) 3z 1Y(z) 2z 2 Y(z) 4,5X(z) 9,5z 1X(z)
Y(z)(1 3z 1 2z 2 ) X(z)(4,5 9,5z 1 )
Y(z)(1 3z 1 2z 2 ) (4,5 9,5z 1 )X(z)
n
x (n ) ( 3) u (n )
Y(z)(1 3z
1
1
1
X(z)
1
1 ( 3)z
1 3z 1
1
2z ) (4,5 9,5z )
1
1 3z
2
1
(4,5 9,5z 1 )
Y(z)
(1 3z 1 2z 2 )(1 3z 1 )
Y(z)
z 2 (4,5 9,5z 1 )
3
z
z (1 3z 1 2z 2 )(1 3z 1 )
Y(z)
(4,5z 2 9,5z)
(4,5z 2 9,5z)
2
z
(z 3z 2)(z 3) (z 1)(z 2)(z 3)
Y(z)
(4,5z 2 9,5z)
(4,5z 2 9,5z)
2
z
(z 3z 2)(z 3) (z 1)(z 2)(z 3)
(4,5z 2 9,5z)
A1
A2
A3
(z 1)( z 2)( z 3) (z 1) (z 2) (z 3)
Y(z) A1 (z 2 5z 6) A 2 (z 2 4z 3) A 3 (z 2 3z 2)
z
(z 1)(z 2)(z 3)
A1 A 2 A 3 4,5
5A1 4A 2 3A 3 9,5
6A1 3A 2 2A 3 0
1
1
1
D 5
6
4
3
3 2
2
A1
4,5
1
1
1
4,5
1
9,5
4
3
5
9,5
3
6
0
2
0
3
D
2
5
2,5
2
2,5 1 A 3 4,5
A2
A3 6
Y(z)
2,5
1
6
z
(z 1) (z 2) (z 3)
2,5
1
6
Y(z)
1
1
(1 z ) (1 2z ) (1 3z 1 )
y zs (n ) [ 2,5( 1) n ( 2) 2 6( 3) n ]u (n )
D
2
1
2
Pole-pole berbeda semua
AN
X(z)
A1
Ak
z
z p1
z pk
z pN
(z p k )X(z) (z p k )A1
(z p k )A N
Ak
z
z p1
z pN
(z p k )X(z)
Ak
z
z p k
Contoh Soal 8.17
Tentukan zero-state response dari suatu sistem LTI yang mendapat
input x(n) = u(n) dan dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 6 y(n 1) 8y(n 2) 5x (n ) 28x (n 1) 8x (n 2)
Jawab:
Y(z) 6z 1Y(z) 8z 2 Y(z) 5X(z) 28z 1X(z) 8z 2 X(z)
1
X(z)
1 z 1
(5 28z 1 8z 2 ) 1
Y(z)
1 6z 1 8z 2 1 z 1
A3
Y(z)
(5z 2 28z 8)
A1
A2
2
z
(z 6z 8)(z 1) z 2 z 4 z 1
A3
Y(z)
(5z 2 28z 8)
A1
A2
z
(z 2)(z 4)(z 1) z 2 z 4 z 1
(z 2)Y(z) 5z 2 28z 8
20 56 8
84
A1
14
z
(z 4)( z 1) z 2
(2)( 3)
6
(z 4)Y(z) 5z 2 28z 8
80 112 8 200
A2
20
z
(z 2)(z 1) z 4
( 2)( 5)
10
(z 1)Y(z) 5z 2 28z 8
5 28 8 15
A3
1
z
(z 2)(z 4) z 1
(3)(5)
15
Y(z)
14
20
1
z
z2 z4 z 1
14
20
1
Y(z)
1
1
1 2z
1 4z
1 z 1
y zs (n ) [ 14( 2) n 20( 4) n 1]u (n )
Ada dua pole yang semua
AN
X(z)
A1
A1k
A 2k
2
z
z p1
(z p k )
z pk
z pN
2
A1k
A 2k
(z p k ) X(z)
z
z p
k
d (z p k ) 2 X (z)
dz
z
z p k
Contoh Soal 8.18
Tentukan transformasi-Z balik dari :
1
X(z)
(1 z 1 )(1 z 1 ) 2
Jawab:
2
A3
X(z)
z
A1
A2
2
2
z
(z 1)(z 1)
z 1 (z 1)
(z 1)
(z 1)X(z)
z2
A1
z
(z 1) 2
z 1
1
4
2
2
(z 1) X(z)
z
1
A2
z
(z 1) z 1 2
d (z 1) 2 X(z)
d z2
A3
dz
z
dz (z 1)
(2z)( z 1) (1)( z 2 ) z 2 2z
3
2
2
(z 1)
(z 1) z 1 4
1
1
3
n
x (n ) [ ( 1) n ]u (n )
4
2
4
Pole kompleks
A1
A2
X(z)
1
1 p1z
1 p2z 1
p1 p
p2 p *
A1 A
A2 A *
1
1
A
A*
A Ap * z A * A * pz
1
1
1 pz
1 p*z
1 pz 1 p * z 1 pp * z 2
(A A*) (Ap * A * p)z 1
b o b1z 1
1
2
1
2
1 (p p*)z pp * z
1 a 1z a 2 z
A A* Re(A) j Im(A) Re(A) j Im(A) 2 Re(A)
b o A A* 2 Re(A)
p p* Re(p) j Im(p) Re(p) j Im(p) 2 Re(p)
a1 (p p*) 2 Re(p)
pp* [Re(p) j Im(p)][Re(p) j Im(p)]
2
2
Re (p) Im (p) p
2
a 2 pp* p
2
Ap * A * p [Re(A) j Im(A)][Re( p) j Im(p)]
[Re(A) j Im(A)][Re( p) j Im(p)]
2 Re(A) Re(p) 2 Im(A) Im(p)
Ap* [Re(A) j Im(A)][Re(p) j Im(p)]
[Re(A) Re(p) Im(A) Im(p)] j [Re(p) Im(A) Re(A) Im(p]
b1 (Ap * A * p) 2 Re(Ap*)
Contoh Soal 8.19
Tentukan transformasi-Z balik dari :
Jawab:
1 z 1
X(z)
1 z 1 0,5z 2
1 z 1
b o b1z 1
X (z)
1
2
1 z 0,5z
1 a 1z 1 a 2 z 2
b o 2 Re( A) 1
Re( A) 0,5
a 1 2 Re(p) 1
Re(p) 0,5
b1 2 Re( Ap*) 1
Re( Ap*) 0,5
2
a 2 p 0,5
Re 2 (p) Im 2 (p) 0,5
Re(p) 0,5
2
Re(A) 0,5
2
2
Re (p) Im (p) 0,25 Im (p) 0,5
Im2 (p) 0,25 Im(p) 0,5 p 0,5 j 0,5
Ap* [0,5 j Im(A)](0,5 j0,5)
Re(Ap*) 0,25 0,5 Im(A) 0,5
Im(A) 0,25
A 0,5 j 0,25
A
A*
X(z)
1
1
1 pz
1 p*z
0,5 j 0,25
0,5 j 0,25
1
1 (0,5 j 0,5)z
1 (0,5 j 0,5)z 1
0,5 j 0,25
0,5 j 0,25
X(z)
1
1 (0,5 j 0,5)z
1 (0,5 j 0,5)z 1
0,5 j 0,5 0,707e j45
0,5 j 0,5 0,707e j45
x (n ) (0,5 j 0,25)(0,707e j45 ) n (0,5 j 0,25)(0,707e j45 ) n
(0,5)(0,707) n (cos 45n j sin 45n )
n
j(0,25)(0,707 )(cos 45n j sin 45n )
(0,5)(0,707) n (cos 45n j sin 45n )
j(0,25)(0,707 n )(cos 45n j sin 45n )
(0,707) n cos 45n 0,5(0,707) n sin 45n
TRANSFORMASI-Z SATU SISI
Definisi :
X (z) x (n )z n
n 0
Contoh Soal 8.20
Tentukan transformasi Z satu sisi dari beberapa sinyal diskrit di
bawah ini
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
d). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
Jawab:
a ). x1 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X1 (z) 1 2z 1 5z 2 7 z 3 z 5
b). x 2 (n ) 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 2 (z) 5 7 z 1 z 3
c). x 3 (n ) 0, 1, 2, 5, 7, 0, 1
X 3 (z) z 1 2z 2 5z 3 7 z 4 z 7
d ). x 4 (n ) 2, 5, 7, 0, 1
X 4 (z) 5 7 z 1 z 3
Contoh Soal 8.21
Tentukan transformasi Z satu sisi dari beberapa sinyal impuls di
bawah ini
a ). x 5 (n ) (n )
b). x 6 (n ) (n k ), k 0
c). x 7 (n ) (n k ), k 0
Jawab:
a ). X 5 (z) (n )z n 1
n 0
b). X 6 (z) (n k )z n z k
n 0
c). X 7 (z) (n k )z n 0
n 0
Time Delay
k
x (n k ) z k [X (z) x ( n )z n ]
n 1
Contoh Soal 8.22
Tentukan transformasi Z satu sisi dari x1(n) = x(n-2)
dimana x(n) = anu(n )
Jawab:
1
x (n ) a u (n )
X (z)
1 az 1
2
2
n
X1 ( z ) z X x ( n ) z
n 1
z 2 X x ( 1)z x ( 2)z 2
n
z 2
1 1
2
a
z
a
1 az 1
Time advance
x (n k ) z k [X (z)
k 1
n
x
(
n
)
z
]
n 0
Contoh Soal 8.23
Tentukan transformasi Z satu sisi dari x2(n) = x(n+2)
dimana x(n) = anu(n )
Jawab:
x (n ) a n u (n )
1
X (z)
1 az 1
1
2
n
X 2 z X (z) x (n )z
n 0
z 2 X x (0) x (1)z 1
z2
2
z
az
1
1 az
Contoh Soal 8.24
Tentukan output dari suatu sistem LTI (Linear Time Invariant) yang
dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 3y(n 1) y(n 2) 4,5x (n ) 9,5x (n 1)
y( 1) 8,5
y( 2) 7,5
y(n ) y zi (n )
dengan input x(n) = 0
Jawab:
Y (z) 3z 1[Y (z) y( 1)z]
2
2
2z [Y (z) y( 1)z y( 2)z ] 0
Y (z) 3z 1[Y (z) y( 1)z]
2z 2 [Y (z) y( 1)z y( 2)z 2 ] 0
Y (z)[1 3z
1
2
2z ] 3y( 1) 2 y( 1)z
1
3
(
8
,
5
)
2
(
8
,
5
)
z
2(7,5)
Y (z)
1 3z 1 2z 2
1
17z 10,5
1 3z 1 2z 2
Y (z)
10,5z 17
10,5z 17
2
z
z 3z 2 (z 1)(z 2)
1
2 y ( 2)
Y (z)
10,5z 17
10,5z 17
A1
A2
2
z
z 3z 2 (z 1)(z 2) z 1 z 2
(z 1)Y (z) 10,5z 17
6,5
A1
6,5
z
z 2 z 1
1
(z 2)Y (z) 10,5z 17
4
A2
4
z
z 1 z 2
1
6,5z
4z
6,5
4
Y (z)
1
1
z 1 z 2 1 z
1 2z
y zi (n ) 6,5( 1) n 4( 2) n
Contoh Soal 8.25
Tentukan output dari suatu sistem LTI yang mendapat input x(n) =
u(n) dan dinyatakan oleh persamaan beda :
y(n ) 6 y(n 1) 8y(n 2) 5x (n ) 28x (n 1) 8x (n 2)
y( 1) 4
y( 2) 3
Jawab:
Y (z) 6z 1[Y (z) y( 1)z]
2
2
8z [Y (z) y( 1)z y( 2)z ] 5X (z)
28z 1[X (z) x ( 1)z] 8z 2 [X (z) x ( 1)z x ( 2)z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 24 32z 1 24
X (z)[5 28z 1 8z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 24 32z 1 24
X (z)[5 28z 1 8z 2 ]
Y (z)[1 6z 1 8z 2 ] 32z 1
5 28z 1 8z 2
1
1 z
1
2
1
2
32
z
32
z
5
28
z
8
z
Y (z)
(1 6z 1 8z 2 )(1 z 1 )
1
2
5
4
z
24
z
Y (z)
(1 6z 1 8z 2 )(1 z 1 )
Y (z)
5z 2 4z 24
2
z
(z 6z 8)(z 1)
Y (z)
5z 2 4z 24
5z 2 4z 24
2
z
(z 6z 8)(z 1) (z 2)(z 4)(z 1)
5z 2 4z 24
A1
A2
A3
(z 2)(z 4)(z 1) z 1 z 2 z 4
5z 2 4z 24
5 4 24 15
A1
1
(z 2)(z 4) z 1
(3)(5)
15
5z 2 4z 24
20 8 24 12
A2
2
(z 4)(z 1) z 2
(2)( 3)
6
5z 2 4z 24
80 16 24 40
A3
4
(z 2)( z 1) z 4
( 2)( 5)
10
Y
1
2
4
z
z 1 z2 z4
1
2
4
Y
1
1
1 z
1 2z
1 4z 1
n
2
y(n ) [ 1 2( 2) 4( 4) ]u (n )