LAPORAN PRAKTIKUM 1 dan psd

LAPORAN PRAKTIKUM
PEMROSESAN SINYAL
PRAKTIKUM 1
KONVOLUSI ANALOG

Oleh:
KELOMPOK 14
Nama

: Nuharizka Intan Fauziyah

NIM

: 141910201087

Asisten

: Cries Avian

Nilai


:

LABORATORIUM SISTEM KENDALI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER
2015

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Praktikum
1. Menggambarkan hubungan masukan dan keluaran dari sistem linier, waktu
kontinyu dan tak berubah waktu.
2. Untuk mengetahui perilaku sistem linier, waktu kontinyu dan tak berubah
waktu.

1.2 LandasanTeori
Ciri khas dari waktu sistem linier, waktu kontinyu, waktu invarian (tak
berubah) dengan masukan sinyal x(t) dan keluaran y(t) dinyatakan dengan integral
konvolusi:


Sinyal h(t), dimisalkan diketahui sebagai respons dari sistem untuk
masukan unit impuls. Untuk menghitung keluaran y(t) dalam bentuk t, pertama
nilai h(v)x(t-v) dihitung sebagai fungsi v. Kemudian pengintegralan untuk v
dilakukan, akan menghasilkan y(t).
Operasi matematika ini merupakan interprestasi (penafsiran) gambar yang
sederhana. Pertama, plot h(v) dan x(t-v) pada sumbu v, dimana t tetap. Kedua,
mengalikan dua sinyal tadi dan hitung tanda daerah dari hasil fungsi v untuk
mendapat y(t). Operasi ini dapat diulang untuk setiap nilai dari t menurut
keinginan kita.
Untuk mengetahui gambar konvolusi, pilihlah x(t) dan h(t) dari contoh
atau gunakan mouse untuk menggambar sinyal yang diinginkan atau merubahnya.
Kemudian klik pada nilai yang diinginkan dari t pada sumbu v pertama. Setelah
beberapa saat, h(v) dan x(t-v) akan muncul. Tarik simbol t bersama dengan sumbu
v untuk mengganti nilai dari t, keterangan integrand h(v) x(t-v) dan keluaran y(t)
akan terlihat pada layar.

2

BAB 2. METODOLOGI PRAKTIKUM


2.1 Alat dan Bahan
1. Laptop
2. Aplikasi simulasi Java Applet

2.2 Prosedur Praktikum
2.2.1 Percobaan 1
3. Memperhatikan grafik-grafik yang ada.
4. Memilih sinyal x(t) dan h(t) dari contoh yang disediakan.
5. Meng-klik sumbu v pada grafik baris kedua.
6. Menggeser mouse sepanjang sumbu v.
7. Mengambil empat sampel grafik hasilnya dari titik pergeseran yang berbeda.
8. Membuat kesimpulan.

2.2.2 Percobaan 2
1. Memperhatikan grafik-grafik yang ada.
2. Membuat sendiri sinyal x(t) dan h(t) dengan mengerak-gerakkan mouse pada
grafik yang disediakan.
3. Meng-klik sumbu v pada grafik baris kedua.
4. Menggeser mouse sepanjang sumbu v.

5. Mengambil empat sampel grafik hasilnya dari titik pergeseran yang berbeda.
6. Membuat kesimpulan.

3

BAB 3. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

3.1 Data Hasi Praktikum
3.1.1 Percobaan 1
Tabel 3.1 Hasil Simulasi Menggunakan Java Applet
No.

Pergeseran

Hasil

1

2


3

4

4

5

3.1.2 Percobaan 2
Tabel 3.2 Hasil Simulasi Menggunakan Java Applet
No.

1

2

3

4


Pergeseran

Hasil

6

3.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini yang akan dibahas adalah konvolusi analog.
Konvolusi sendiri memiliki definisi sebagai operasi penjumlahan dua fungsi
setelah fungsi fungsi satu dicerminkan dan digeser sehingga menghasilkan fungsi
ketiga yang merupakan modifikasi dari kedua fungsi aslinya. Ciri khas dari waktu
sistem linier, waktu kontinyu, waktu invarian (tak berubah) dengan masukan
sinyal x(t) dan keluaran y(t) dinyatakan dengan integral konvolusi, karena pada
dasarnya prinsip kerja dari konvolusi adalah integral yang mencerminkan jumlah
lingkupan dari sebuah fungsi a yang di geser atas fungsi b sehingga menghasilkan
fungsi ketiga, yaitu fungsi c.
Tujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah untuk menggambarkan
hubungan masukan dan keluaran dari sistem linier, waktu kontinyu dan tak
berubah waktu serta untuk mengetahui perilaku sistem linier, waktu kontinyu dan
tak berubah waktu. Pada percobaan ini memerlukan alat dan bahan berupa sebuah

laptop sebagai media penunjang pelaksanaan praktikum dan dilengkapi aplikasi
simulasi java applet yang dapat diakses dengan internet secara online di situs
http://jhu.edu/~signals/convolve/.
Pada praktikum ini terdapat dua percobaan dengan menggunakan dua
sinyal masukan yang berbeda dimana pada tiap tiap percobaan tersebut dilakukan
empat kali pergeseran sehingga nantinya menghasilkan grafik yang berbeda-beda.
Pada percobaan pertama langkah pertama yang harus dilakukan adalah
memperhatikan grafik-grafik yang ada, setelah itu memilih salah satu sinyal x(t)
dan h(t) dari contoh yang disediakan. Pada percobaan pertama sinyal yang dipilih
adalah sinyal kotak kedua berwarna merah, setelah sinyal yang akan digunakan
sudah ditentukan kemuadian meng-klik sumbu v pada grafik baris ke dua. Setelah
itu melakukan pergeseran sinyal x(t) terhadap sinyal h(t) sepanjang sumbu v
sebanyak empat kali pergeseran sehingga nantinya menghasilkan gambar grafik
yang berbeda-beda. Pada pergeseran pertama sinyal x(t) dengan kondisi low
digeser sehingga tepat bertemu dengan sinyal h(t) pada kondisi low pula sehingga
menghasilkan sinyal high pada grafik baris ketiga terhadap sumbu v dan pada
grafik baris keempat terhadap sumbu t. Lalu pada pergeseran kedua sinyal low x(t)

7


digeser sedikit dari pergeseran pertama terhadap sinya low h(t) sehingga pada
grafik baris ketiga terhadap sumbu v menghasilkan sinyal low high low dan pada
grafik baris keempat menghasilkan grafik penurunan dari grafik pergeseran yang
pertama. Selanjutnya pada pergeseran ketiga dengan kondisi sinyal x(t) high
bertemu sinyal h(t) low dan sinyal x(t) low bertemu sinyal h(t) high maka akan
menghasilkan dua sinyal low pada grafik baris ketiga terhadap sumbu v dan pada
grafik baris keempat terhadap sumbu t menghasilkan grafik penurunan dari grafik
pergeseran kedua. Kemudian pada pergeseran keempat sinyal x(t) sedikit digeser
terhadap sinyal h(t) dari posisi pergeseran ketiga sehingga sinyal x(t) high
bertemu dengan sinyal h(t) high menghasilkan sinyal high pada grafik baris ketiga
terhadap sumbu v dan grafik kenaikan dari grafik pergeseran ketiga pada grafik
baris keempat terhadap sumbu t.
Setelah mendapatkan hasil dari percobaan pertama, selanjutnya pada
percobaan ke dua, letak perbedaan antara percobaan pertama dan kedua adalah
sinyal masukan yang digunakan. Pada percobaan pertama menggunakan sinyal
masukkan berupa sinyal kotak yang kedua tanpa modifikasi sedangkan pada
percobaan kedua ini menggunakan sinyal masukan berupa sinyal kotak dengan
sedikit mengubah bentuknya. Langkah-langkah percobaan yang dilakukan juga
tidak jauh berbeda dengan percobaan yang pertama yaitu dengan menggeser-geser
sinyal masukan untuk melihat hasil sinyal output.

Pada percobaan yang kedua perlakuan pertama adalah menggeser-geser
sinyal x(t) terhadap sinyal h(t) sehingga pada kondisi sebagian sinyal x(t) high
bertemu dengan sebagian sinyal h(t) low menghasilkan sinyal dengan bentuk
sebagian dari sinyal x(t) low pada grafik baris ketiga terhadap sumbu v dan
menunjukkan grafik penurunan pada grafik baris keempat terhadap sumbu t.
Selanjutnya pada pergeseran yang kedua yaitu dengan kondisi sebagian sinyal x(t)
high bertemu dengan sinyal h(t) low penuh maka akan menghasilkan sinyal
dengan bentuk sebagian dari sinyal x(t) low pada grafik baris ketiga terhadap
sumbu v dan menunjukkan grafik penurunan dari grafik hasil pergeseran pertama
pada grafik baris keempat terhadap sumbu t. Kemudian pada pergeseran ketiga
yaitu dengan kondisi sebagian sinyal x(t) high bertemu dengan sinyal h(t) low

8

penuh dan sebagian sinyal x(t) high bertemu dengan sinyal h(t) high penuh maka
akan menghasilkan sinyal dengan bentuk sebagian dari sinyal x(t) low dan
sebagian dari sinyal x(t) high pada grafik baris ketiga terhadap sumbu v sedangkan
pada grafik baris keempat menunjukkan grafik kenaikan kemudian mengalami
penurunan terhadap sumbu t. Lalu pada pergeseran yang keempat yaitu dengan
kondisi sebagian sinyal x(t) high bertemu dengan sinyal h(t) high penuh sehingga

menghasilkan sinyal dengan bentuk sebagian dari sinyal x(t) high pada grafik
baris ketiga terhadap sumbu v dan menunjukkan grafik kenaikan sampai kondisi
high dari hasil grafik pergeseran ketiga pada grafik baris keempat terhadap sumbu
t.
Sehingga dapat disimpulkan apabila sinyal x(t) pada kondisi low
dikonvolusi dengan sinyal h(t) pada kondisi low maka akan menghasilkan sinyal
high. Apabila sinyal x(t) pada kondisi low dikonvolusi dengan sinyal h(t) kondisi
high ataupun sinyal x(t) pada kondisi high dikonvolusi dengan sinyal h(t) kondisi
low maka akan dihasilkan sinyal low. Apabila sinyal x(t) pada kondisi high
dikonvolusi dengan sinyal h(t) pada kondisi high maka sinya hasil konvolusi
berada pada kondisi high. Ketika kedua sinyal dikonvolusi, misalnya sebagian
dari sinyal x(t) high dengan sebagian sinyal h(t) low maka menghasilkan sinyal
dengan bentuk sebagian dari sinyal x(t) low. Ketika kedua sinyal dikonvolusi,
misalnya sebagian dari sinyal x(t) high dengan sinyal h(t) high maka
menghasilkan sinyal dengan bentuk sebagian dari sinyal x(t) high. Hasil dari
praktikum pada data diatas sesuai dengan teori konvolusi yakni menggabungkan
dua buah sinyal untuk menghasilkan outputan yang baru.
Salah satu contoh penerapan konvolusi terdapat pada paper dengan judul
“Analisa Suara Jantung Berbasis Complex Continuous Wavelet Transform”
Penyakit jantung merupakan salah satu penyakit berbahaya yang masih menjadi

penyebab utama kematian di seluruh dunia. Penyakit jantung valvular merupakan
salah satu jenis penyakit jantung yang disebabkan ketidaknormalan fungsi katupkatup jantung. Teknik auskultasi tradisional yang masih umum dijalankan hingga
saat ini mengandung kelemahan yang utama, yaitu faktor variabilitas intra-subjek

9

dan inter-subjek, sehingga dapat mengakibatkan perbedaan hasil diagnosa. Dalam
rangka mengembangkan sistem auskultasi modern diperlukan suatu metode yang
mampu menganalisa suara jantung dengan baik. Oleh karena itu diusulkan sebuah
metode analisis data suara jantung menggunakan Complex Continuous Wavelet
Transform. Data yang digunakan adalah 28 data suara jantung yang dikumpulkan
dari database publik serta 16 data dari pengambilan sampel suara jantung normal
dari subjek normal menggunakan stetoskop digital. Prosedur pemrosesan sinyal
untuk mengekstrak fenomena fisik tersembuyi dari sinyal suara jantung terdiri
dari 3 tahap. Pertama, Discrete Wavelet Transform, digunakan untuk mengurangi
background noise pada sinyal asli. Kedua, sinyal disegmentasi menggunakan
Normalized Average Shannon Energy. Ketiga, karakteristik dari sinyal akan
diekstrak menggunakan Complex Continuous Wavelet Transform (CWT). Metode
CWT yang telah diusulkan ini, menunjukkan kemampuan dalam mengekstrak dan
mengidentifikasi suara jantung pertama S1, suara jantung kedua S2 dan
komponen-komponennya. Hasil kontur time-frekuensi yang merefleksikan
aktifitas mekanik dari katup maupun otot jantung diharapkan dapat digunakan
dalam mendiagnosa kelainan jantung manusia.
Hasil ekstraksi ciri untuk data yang diambil menggunakan stetoskop
digital menunjukkan bahwa hasil perekaman data tersebut masih banyak
mengandung noise. Hal ini bisa diakibatkan oleh banyak faktor, diantaranya noise
lingkungan, pergeseran stetoskop saat perekaman data dan lain-lain. Sebaiknya
perekaman data ini dilakukan oleh tenaga ahli, sehingga diharapkan bisa
didapatkan data yang lebih baik. Selain itu perlu ditambahkan proses filter secara
digital untuk membantu memperkecil noise. Namun secara umum dari penelitian
ini dapat disimpulkan bahwa CWT mampu mengekstrak ciri fisiological event
pada jantung normal maupun murmur yang diujikan dan menyajikan informasi
frekuensi (dalam skala) dan waktu secara bersamaan. Berdasarkan hasil
pengujian, sinyal suara S2 mempunyai konten frekuensi yang lebih tinggi dan
range frekuensi yang lebih lebar dari S1. Data juga menunjukkan bahwa range
frekuensi murmur diastolik (mitral stenosis) lebih lebar dibandingkan dengan
range frekuensi murmur sistolik (atrial seftal defect).

10

Hasil perhitungan CWT yang disajikan dalam bentuk kontur, menunjukkan
kemampuan dalam mengekstrak dan mengidentifikasi parameter temporal dari
sinyal jantung dan merefleksikan aktifitas dari katup dan otot jantung. Sehingga
kontur CWT dapat digunakan dalam mendiagnosa kelainan jantung manus

BAB 4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan
Dari data hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat diperoleh
kesimpulan sebagai berikut:
1.

Apabila sinyal x(t) pada kondisi low dikonvolusi dengan sinyal h(t) pada
kondisi low maka akan menghasilkan sinyal high. Seperti yang terjadi pada
percobaan pertama pergeseran pertama.

2.

Apabila sinyal x(t) pada kondisi low dikonvolusi dengan sinyal h(t) kondisi
high ataupun sinyal x(t) pada kondisi high dikonvolusi dengan sinyal h(t)
kondisi low maka akan dihasilkan sinyal low, seperti yang terjadi pada
percobaan pertama pergeseran kedua.

3.

Apabila sinyal x(t) pada kondisi high dikonvolusi dengan sinyal h(t) pada
kondisi high maka sinya hasil konvolusi berada pada kondisi high. Seperti
pada percobaan pertama pergeseran keempat.

4.

Ketika kedua sinyal dikonvolusi, misalnya sebagian dari sinyal x(t) high
dengan sebagian sinyal h(t) low maka menghasilkan sinyal dengan bentuk
sebagian dari sinyal x(t) low, seperti pada percobaan kedua pergeseran
pertama.

5.

Ketika kedua sinyal dikonvolusi, misalnya sebagian dari sinyal x(t) high
dengan sinyal h(t) high maka menghasilkan sinyal dengan bentuk sebagian
dari sinyal x(t) high, seperti pada percobaan kedua pergeseran keempat.

6.

Hasil dari praktikum pada data diatas sesuai dengan teori konvolusi yakni
menggabungkan dua buah sinyal untuk menghasilkan sinyal keluaran yang
baru.

7.

Salah satu contoh penerapan konvolusi terdapat pada paper dengan judul
“Analisa

Suara

Jantung

Berbasis

Complex

Continuous

Wavelet

Transform hasil perhitungan CWT yang disajikan dalam bentuk kontur,
menunjukkan

kemampuan

dalam

mengekstrak

dan

mengidentifikasi

parameter temporal dari sinyal jantung dan merefleksikan aktifitas dari katup

11

12

dan otot jantung. Sehingga kontur CWT dapat digunakan dalam mendiagnosa
kelainan jantung manusia.

LAMPIRAN