Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard pada 4 Tipe Notebook dengan Sampling Rate Hz dan Bit Depth 16 Bit Menggunakan Spektrum Analyzer

(1)

Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard pada 4 Tipe

Notebook dengan Sampling Rate 44100 Hz dan Bit Depth 16 Bit

Menggunakan Spektrum Analyzer

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh

Hesti Widya Ismaya 107097003052

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

(2)

Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard Pada 4 Tipe

Notebook Dengan Sampling Rate 44100 Hz Dan Bit Depth 16 Bit

Menggunakan Spektrum Analyzer

Skripsi

Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Sains (S.Si) Oleh

Hesti Widya Ismaya

107097003052 Menyetujui

Dosen Pembimbing I

Elvan Yuniarti, M.Si NIP. 150 408697

Dosen Pembimbing II

Arif Tjahjono, M.Si NIP. 19751107 200701 1015

Mengetahui,

Ketua Program Studi Fisika

Drs. Sutrisno, M.Si NIP. 19590202 198203 1005

(3)

PENGESAHAN UJIAN

Sripsi berjudul “Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard pada 4

Tipe Notebook dengan Sampling Rate 44100 Hz dan Bit Depth 16 Bit Menggunakan Spektrum Analyzer” yang ditulis oleh Hesti Widya Ismaya

dengan NIM 107097003052 telah diuji dan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada tanggal 24 Oktober 2011. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Fisika.

Jakarta, Oktober 2011 Tim Penguji, Penguji I Drs. Sutrisno, M.Si NIP: 19590202 198203 1005 Penguji II

Dr. Ir. Agus Budiono, M.T NIP. 19620220 199903 1002

Mengetahui, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis NIP. 19680117 200112 1001

Ketua Program Studi Fisika

Drs. Sutrisno, M.Si NIP: 19590202 198203 1005

(4)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar hasil karya saya sendiri yang belum pernah diajukansebagai skripsi atau karya ilmiah pada perguruan atau lembaga manapun

Jakarta, Oktober 2011

Hesti Widya Ismaya 107097003052

(5)

i

ABSTRAK

Hesti Widya Ismaya. Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard pada 4 Tipe Notebook dengan Sampling Rate 44100 Hz dan Bit Depth 16 Bit Menggunakan Spektrum Analyzer. Skripsi. Jakarta. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.2011. Penelitian bertujuan untuk mengetahui kualitas spektrum perekaman pada 4 tipe notebook berdasarkan

sampling rate dan bit depth dan besar pergeseran frekuensinya. Penelitian

dilakukan sejak bulan April sampai dengan bulan September 2011 di Laboratorium Kebisingan dan Getaran, Pusarpedal, Puspitek, Serpong, Tangerang. Perkembangan sound sistem menuntut adanya perkembangan dalam teknologi analisa sinyal dan suara. Salah satunya audio processing dengan media

soundcard pada notebook. Handware yang digunakan untuk menganalisa sinyal

hasil perekaman adalah Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-140, sedangkan software yang digunakan adalah pulse labShop version 13.1.0. Notebook yang memiliki spektrum frekuensi yang presisi dengan pembangkit sinyal adalah notebook yang memiliki kualitas spektrum yang paling baik. Berdasarkan bit depth dan sampling

rate yang digunakan, notebook yang memiliki kualitas spektrum paling baik

adalah notebook tipe Toshiba Portege M900. Tipe Aspire 4736G menghasilkan spektrum yang presisi di frekuensi 31.5 Hz dan 2 KHz. HP Compaq mampu menghasilkan spektrum yang baik di frekuensi 31.5 Hz sampai 125 Hz, sedangkan Aspire 4732Z di 250 Hz sampai 500 Hz sekaligus yang paling banyak mengalami pergeseran frekuensi kecuali di frekuensi 31.5 Hz.

(6)

ii

ABSTRACT

Hesti Widya Ismaya. Analysis of Quality Difference spectra at 4 Type Notebook Soundcard with 44 100 Hz Sampling Rate and Bit Depth 16 Bit Using a Spectrum Analyzer. Thesis. Jakarta. Faculty of Science and Technology. State Islamic University Syarif Hidayatullah.2011. The study aims to determine the quality of the spectrum recording on 4 types of notebooks based on the sampling rate and bit depth and the large shift in frequency. The study was conducted from April to September 2011 on Noise and Vibration Laboratory, Pusarpedal, Puspitek, Tangerang. Sound development of the system requires the analysis of developments in technology and sound signals. One audio processing with media soundcards on the notebook. Handware used to analyze the results of the recording signal is Bruel & Kjaer Pulse 3560-B-140, while the software used is the pulse labShop version 13.1.0. Notebook that has a frequency spectrum with a precision signal generator is a notebook that has the best quality spectrum. Based on the bit depth and sampling rate used, a notebook that has the best quality spectrum is the Toshiba Portege M900. Type Aspire 4736G precision yield spectrum in the frequency 31.5 Hz and 2 KHz. HP Compaq able to produce a good spectrum in the frequency of 5.31 Hz to 125 Hz, while the Aspire 4732Z for frequencies 250 Hz to 500 Hz as well as the most experienced except for the frequency shift of the frequency of 31.5 Hz.

(7)

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Alhamdulillah, rasa syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-NYA, sehingga penulis dapat menyeesaikan skripsi ini dengan tepat waktu. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada nabi besar Muhammad SAW selaku suri tauladan yang baik kepada keluarga, sahabat, dan umatnya hingga akhir zaman.

Dengan selesainya penulisan skripsi ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada:

1 Kedua orang tua, yaitu Alm. Papah (H. Slamet Riyadi), Mamah (Sofiah Muhi) dan kaka yang telah memberikan dukungan moril, materiil serta kasih sayangnya yang luar biasa.

2 Bapak Ir. Wisnu Eka Yulyanto, selaku pembimbing penelitian yang dengan sabar meluangkan waktunya untuk memotivasi dan memberikan petunjuk tentang apa yang penulis perlukan untuk menyelesaikan skripsi ini.

3 Bapak DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatulah Jakarta. 4 Bapak Sutrisno, M.Si selaku ketua program studi fisika Fakultas Sains

(8)

iv

5 Ibu Elvan Yuniarti, M.Si., Dosen Pembimbing I, atas waktu yang diluangkan, ilmu yang diberikan dan atas kesabarannya dalam membimbing penulis.

6 Bapak Arif Tjahjono, S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing II, terima kasih atas bimbingan yang sangat berharga.

7 Bapak Zulfachmi, Bapak Pramana, Bapak Taufik, Bapak Budi dan Bapak Agus yang telah menemani penulis selama melaksanakan penelitian. 8 Destri Indarsari, Ana Ekawati Mahbubiyah, dan Dewi Utami Rakhmawati

(Prodi Elektronika dan instrumentasi, Universitas Gajah Mada) yang sama-sama berjuang selama penelitian dan penyusunan skripsi.

9 Ka Mursyallim Hasibuan S.Si dan Ka Dewi Lestari S.Si atas informasi dan dukungannya kepada penulis. You’re the best brother and sister! 10 Seluruh teman-teman Fisika Instrumentasi : Qolby Sabrina, Taufik

Hidayat, dan Fahrurozy, Geofisika : Satria, dan Material : Ardiansyah “tanpa kalian, penulis tidak akan terpacu”.

11 Seluruh teman-teman Fisika angkatan 2005 – 2010 maupun pihak lain yang telah melewatkan hari-harinya bersama penulis baik via on-line

maupun off-line.

Penulis berharap laporan skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan juga pembaca, tidak lupa penulis mohon maaf atas segala kekurangan yang ada skripsi ini. Terima kasih

Jakarta, Oktober 2011

(9)

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………....……….……….………... i

ABSTRAK ………...……….…... ii

KATA PENGANTAR………... iii

DAFTAR ISI………..………. v

DAFTAR GAMBAR………...………. viii

DAFTAR TABEL………..………..………... xi NOTASI………..………...……... xii Bab I Pendahuluan……….…….. 1 1.1 Latar Belakang……… 1 1.2 Permasalahan Penelitian………...………... 1 1.3 Tujuan Penelitian……….………... 2 1.4 Manfaat Penelitian……….………. 2 1.5 Batasan Penelitian……..………. 2 1.6 Sistematika Penulisan………. 3

Bab II Dasar Teori……….………..……….………. 5

2.1 Audio Pada Komputer……….…………..……… 5

2.2 Soundcard dan Audio Codec…………...………... 6

2.3 Konversi Analog Ke Digital (A/D)………. 6

2.4 WAV (Waveform Audio File Format)…...……… 7

2.5 Bit Depth (Bit Resolution)……….………. 8

2.6 Sampling Frekuensi………... 9

2.7 Frekuensi dan Amplitudo……… 9

(10)

vi

2.9 Transformasi Fourier dan FFT (Fast Fourier Transform)………. 11

2.10 Pencuplikan Data……… 14

2.11 Oktaf Band………. 15

2.12 Metode Pemulusan Spektrum (Hanning Windowing)…………..……. 15

Bab III Metode Penelitian………. 16

3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian……….... 16

3.2 Bahan Dan Peralatan Penelitian………. 16

3.2.1 Handware………... 16

3.2.2 Software………... 17

3.3 Metode Pengumpulan Data………..…….. 17

3.4 Teknik Pengambilan Data………..…… 18

3.4.1 Perekaman……….. 19

3.4.2 Pengolahan Hasil Perekaman………... 21

3.5 Alur Penelitian………...………..………….. 23 3.6 Kondisi Soundcard………..……….. 24 3.6.1 Notebook tipe 1……….. 24 3.6.2 Notebook tipe 2………..………. 25 3.6.3 Notebook tipe 3……….. 26 3.6.4 Notebook tipe 4……….. 26

Bab IV Hasil Dan Pembahasan………..…… 27

4.1 Spektrum Frekuensi Menyeluruh... 27

(11)

vii 4.1.2 Frekuensi 63 Hz……….………..………... 29 4.1.3 Frekuensi 125 Hz………..………... 30 4.1.4 Frekuensi 250 Hz………..……….. 32 4.1.5 Frekuensi 500 Hz……….………..………... 34 4.1.6 Frekuensi 1 KHz………..………... 35 4.1.7 Frekuensi 2 KHz………... 36 4.1.8 Frekuensi 4 KHz………..…….………... 38 4.1.9 Frekuensi 8 KHz……….………... 39 4.1.10 Frekuensi 12.5 KHz………...………... 40 4.1.11 Frekuensi 16 KHz………..………... 42 4.2 Pergeseran Frekuensi………….………...……….. 43

4.3 Perbandingan Kualitas Spektrum Berdasarkan Frekuensi Yang Dibangkitkan……….. 45

4.3.1 Toshiba Portege M900……… 45

4.3.2 HP Compaq 510 52 PA……….. 45

4.3.3 Aspire 4732Z……….. 46

Bab V Kesimpulan Dan Saran……… 48

5.1 Kesimpulan... 48

5.2 Saran………. 49

(12)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dasar konverter analog ke digital………...…………... 7 Gambar 2.2 Amplitudo pada sinyal sinusoidal ………. 10 Gambar 2.3 Frekuensi pada sinyal……….……… 10 Gambar 2.4 Sinyal sinus dalam domain waktu dan domain frekuensi ……….…… 14 Gambar 2.5 Range frekuensi dan efeknya.……….…………... 15 Gambar 2.6 Bagian dasar konverter analog ke digital………...……..………. 15 Gambar 2.7 Transformasi fourier dengan hanning windowing………. 16 Gambar 3.1 Multifunction accoustic Bruel & Kjaer type 4226………..…………... 18 Gambar 3.2 FFT properties – signal recorder………..……….……. 19 Gambar 3.3 Pulse labshop version 13.1.0………... 19 Gambar 3.4 Hasil perekaman dalam time signal and frequency (spectrum

properties – signal analyzer)………..……….

20 Gambar 3.5 Contoh pengaturan resolusi (df) pada pulse labshop version

13.1.0…….……….……….. 21

Gambar 3.6 Contoh hasil spektrum sinyal generator setelah diresolusi

dengan df = 1………..……… 22 Gambar 3.7 Contoh hasil peak setelah di zoom………….……...…..……….. 22 Gambar 3.8 Alur penelitian... 23 Gambar 4.1 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 31.5 Hz dengan

sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….……… 28

(13)

ix

Gambar 4.2 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 63 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT

Aspire 4732Z……….………. 29

Gambar 4.3 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 125 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….……….………. 31 Gambar 4.4 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 250 Hz dengan sampling

44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT

Aspire 4732Z……….………. 33

Gambar 4.5 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 500 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT

Aspire 4732Z……….………. 35

Gambar 4.6 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 1 KHz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT

Aspire 4732Z……….………. 36

Gambar 4.7 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 2 KHz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….………. 37

(14)

x

Gambar 4.8 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 4 KHz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….……….………. 38 Gambar 4.9 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 8 KHz dengan sampling

44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….………. 40 Gambar 4.10 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 12.5 KHz dengan

sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z……….………. 41 Gambar 4.11 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 16 KHz dengan sampling

44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d)

Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal

FFT Aspire 4732Z……….……….……. 42

Gambar 4.12 Spektrum Frekuensi Keseluruhan Sinyal FFT Notebook tipe HP

Compaq 16 Bit 44100Hz……….……… 46

Gambar 4.13 Spektrum Frekuensi Keseluruhan Sinyal FFT Notebook tipe Aspire 4732Z 16 Bit 44100Hz……… 46

(15)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Tingkat Kualitas Suara Berdasarkan Sample Rate nya………..

8

(16)

xii

NOTASI

X (n) = Sinyal digital ke n hasil cuplikan atau sinyal waktu diskrit

Xa (nT) = Sinyal analog yang dicuplik ke n dengan periode pencuplikan atau selang waktu T detik

n = Banyaknya pencuplikan Fmaks = Frekuensi maksimum Fs = Frekuensi sampling (Hz) T = Periode (s)

f = Frekuensi sinyal digital atau dapat disebut frekuensi ternomalisasi atau frekuensi relatif sinusoida

ѳ = Sudut fase

F = Frekuensi sinyal analog (Hz) ω = Kecepatan sudut (rad/s2)

Xa(t) = Sinyal analog X(ω) = Sinyal diskrit k = 0, 1, 2, 3….N-1

X(k) = koefisien DFT untuk sinyal diskrit x(n) N = Banyaknya sampling

df = Rentang frekuensi saat resolusi fspan = Lebar frekuensi saat resolusi flines = Garis frekuensi saat resolusi

(17)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang demikian pesat, membuat peralatan elektronika dengan fasilitas yang mutakhir sangat dibutuhkan manusia, salah satunya adalah notebook. Selain sebagai audio processing, notebook banyak dipilih karena lebih fleksibel dan efektif.

Perkembangan dalam teknologi analisa sinyal dan suara salah satunya, yang mengakibatkan maraknya perancangan alat maupun pembuatan perangkat lunak pendukung yang berfungsi menganalisis projek sinyal dan suara yang melibatkan kinerja soundcard on board yang terdapat ada notebook.

Produksi notebook saat ini pun mulai melonjak, banyak manufaktur yang memproduksi berbagai tipe notebook dengan keunggulan masing-masing. Namun dilihat dari kualitas soundcard dengan masa pemakaian notebook itu sendiri menjadi bahan pertimbangan untuk digunakan sebagai penganalisa suara. Oleh karena itu menjadi sangat menarik untuk dilakukan penelitian mengenai penganalisa kualitas spektrum soundcard pada 4 tipe notebook dengan menggunakan spektrum Analyzer untuk mengetahui kondisi notebook dan kondisi spektrum yang dihasilkan

1.2 Permasalahan Penelitian

Permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimanakah hasil distribusi spektrum pada setiap notebook yang di uji sama dengan sinyal yang dibangkitkan

(18)

2

oleh pembangkit sinyal oktaf band dan bagaimanakah pengaruh bit depth dan

frekuensi sampling terhadap hasil spektrum yang dianalisis.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk :

1. Mengetahui kualitas spektrum berdasarkan bit depth dan sampling rate pada empat tipe notebook yang berbeda.

2. Mengetahui besarnya pergeseran frekuensi untuk setiap kenaikan frekuensi pada empat tipe notebook dari spektrum yang sudah teresolusi.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan dilakukannya penelitian ini, maka diharapkan dapat memberikan informasi tentang kualitas spektrum yang dihasilkan soundcard dari 4 notebook yang diuji.

1.5 Batasan Penelitian

Terdapat beberapa hal yang dibatasi berkaitan dengan penelitian ini, yaitu : - Soundcard yang diteliti hanya yang digunakan pada notebook, yaitu

soundcard tipe on board sehingga sudah terintegrasi dalam motherboard.

- Notebook yang digunakan hanya notebook Toshiba Portege M900, Acer Aspire 4736G, HP Compaq 510 52PA, dan Acer aspire 4732Z dan Toshiba A50 yang berfungsi sebagai pengoperasi software pulse Lab Shop 13.1.0 - Sinyal yang dianalisis adalah oktaf band nada tunggal 31.5Hz, 63Hz, 125Hz,

(19)

3

- Melakukan proses FFT pada spektrum menggunakan FFT anlyzer (FFT

Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-140) dengan widowing yang digunakan adalah Hanning.

- Untuk menghindari adanya noise yang berlebihan, waktu perekaman yang digunakan adalah 100s.

- Hanya menganalisis spektrum yang sudah menjadi domain frekuensi dengan

sampling rate 44100 Hz dan bit depth 16 bit.

- Kanal yang digunakan adalah mono.

- Tegangan (amplitudo) yang terbaca dapat diabaikan, karena harus ada kalibrasi lanjut tentang hal ini.

- Derau yang terjadi dapat diabaikan, selain tidak mengganggu sinyal utama juga sinyal di anggap ideal yang tidak memperhitungkan derau.

1.6 Sistematika Penulisan

Pada tugas akhir ini penulis menyertakan lima bab antara lain :

BAB I Pendahuluan

Bab ini terdiri dari latar belakang, permasalahan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan penelitian, dan sistematika penulisan

BAB II Dasar Teori

Pada bab ini terdapat teori mengenai Audio Pada Komputer, Soundcard Dan

Audio Codec, Wav (Waveform Audio File Format), Bit Depth (Bit Resolution), Sampling Frekuensi, Amplitudo, Frekuensi, Audio (Mono),Transformasi Fourier

(20)

4

dan FFT (Fast Fourier Transform), Nyquist Rate, Frekuensi Oktaf Band, Konversi Analog Ke Digital, Dan Metode Pemulusan Spektrum Hanning.

BAB III Metode Penelitian

Metodologi Studi pemikiran menggambarkan variabel yang menjadi fokus studi penelitian, hubungan antar variabel dan alur studi penelitian. Penulis menyajikan kerangka pemikiran berisi sebuah gambar, bagan alir, atau sketsa yang menggambarkan rencana studi penelitian.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada Pembahasan Studi Penelitian ini penulis menerangkan segala sesuatunya yang berkaitan dengan Studi Penelitian yang penulis kaji. Dari pemilihan judul, pengambilan konsep, menyesuaikan konsep kedalam pengujian, perancangan konsep ke dalam pengujian hingga penyelesaian permasalahan - permasalahan dalam pengujian objek yang diteliti.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan dan saran ini merupakan rangkuman utama dari uraian-uraian yang dijelaskan pada BAB sebelumnya.

(21)

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Audio Pada Komputer

Suara yang terdengar sehari-hari adalah gelombang analog. Gelombang ini berasal dari tekanan udara yang ada disekeliling kita, kemudian diterima oleh gendang telinga. Getaran yang diterima oleh gendang telinga dikirim dan diterjemahkan oleh otak sebagai suatu informasi1.

PC (personal computer) atau Notebook yang kita gunakan hanya mampu

mengenal sinyal dalam bentuk digital, maksudnya adalah tegangan yang diterjemahkan dalam angka “0” dan “1”, atau lebih dikenal dengan “bit”. Bagi angka “1” tegangan berkisar mendekati 5 volt dan mendekati 0 volt bagi angka “0”. Oleh karena itu, dibutuhkan microphone dan speaker sebagai transduser, yaitu peralatan yang dapat mengubah tekanan udara (yang dapat kita dengar menjadi keras) kedalam tegangan elektrik yang dapat dimengerti oleh perangkat elektronik, serta sebaliknya. Microphone dapat mengubah tekanan udara menjadi tegangan elektrik, sementara speaker melakukan pekerjaan sebaliknya.

Dalam hal ini soundcard merubah tegangan elektrik menjadi sinyal digital. Ketika dilakukan perekaman, gelombang suara yang masuk kedalam notebook akan diubah oleh soundcard menjadi data digital dan ketika suara tersebut dimainkan kembali, soundcard akan mengubah data digital menjadi suara yang dapat didengar (melalui speaker), dalam hal ini gelombang analog. Proses

1 http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/117/jbptunikompp-gdl-s1-2007-arisantoso-5843-bab-ii.doc

(22)

6

perubahan gelombang suara menjadi data digital ini dinamakan Analog-to-Digital

Conversion (ADC), dan sebaliknya, perubahan data digital menjadi gelombang

suara dinamakan Digital-to-Analog Conversion (DAC).

2.2 Soundcard Dan Audio Codec

Soundcard adalah salah satu perangkat keras suatu PC dan notebook yang

berfungsi untuk mengubah data digital, menjadi informasi suara yang dapat diterima pendengaran manusia. Soundcard juga dapat merekam suara berformat analog (baik dari Microphone atau alat audio lainnya) menjadi data digital yang nantinya disimpan di media penyimpanan2.

Audio codec adalah suatu program yang digunakan untuk menyandikan dan

menyandikan ulang data atau sinyal audio baik dari digital ke analog ataupun sebaliknya tergantung dari format file audio (format audio streaming) yang dimasukan. Kebanyakan dari audio codec diimplementasikan sebagai pustaka pada suatu multimedia player seperti Winamp dan Windows media player.

Penggunaan sampel digital untuk merepresentasikan data audio merupakan hal dasar yang harus mampu dilakukan oleh audio codec.

2.3 Konversi Analog Ke Digital (A/D)

suatu sinyal analog diubah menjadi sinyal digital melalui rangkaian

converter analog- to-digital converter (ADC). Converter A/D sudah direalisasikan

dalam suatu piranti IC (integrated circuit). Keluaran dari ADC berupa suatu kode biner yang nilainya bersesuaian dengan level kuantisasi dari sinyal analog yang

2_{Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK Volume X, No. 3, September 2005 : 125-132} ISSN : 0854-9524

(23)

7

dicuplik pada waktu tertentu (Ts). Pada ADC, sinyal analog tersebut diproses melalui tiga proses , yaitu sampling, kuantisasi, dan pengkodean. Dari gambar 2.5, dapat dijelaskan konversi analog secara konsepsi, konversi analog ke digital dapat dijelaskan :

Gambar 2.1 Bagian dasar konverter analog ke digital

1. Pencuplikan adalah konversi suatu sinyal kontinu menjadi suatu sinyal waktu

diskrit yang diperoleh dengan mengambil “cuplikan” sinyal waktu kontinu pada saat waktu diskrit. Jadi Xa(t) adalah masukan dari cuplikan dan keluarannya adalah dengan T dinamakan selang pencuplikan.

2. Kuantisasi adalah konversi sinyal yang bernilai kontinu, waktu –diskrit

menjadi sinyal digital bernilai diskrit.

3. Pengkodean adalah setiap nilai diskrit digambarkan dengan suatu barisan biner.

2.4 WAV (Waveform Audio File Format)

Format audio merupakan pemampatan audio (pemampatan data bertujuan untuk mengecilkan ukuran file audio). Waveform audio format (.wav) adalah

(24)

8

format standar yang digunakan oleh Microsoft Windows dan IBM untuk menyimpan file audio di PC 3.

Wav merupakan bentuk format file suara tanpa kompresi. Format ini menyimpan semua detil suara yang biasanya berupa dua kanal suara, 44100hz

sampling rate, 16 bit setiap sample. Wav biasanya menyimpan format PCM yang

juga merupakan format standar audio untuk CD. Tetapi audio CD tidak memakai format wav melainkan memakai red book audio format. Tetapi karena memakai format PCM, maka data yang disimpan sama, perbedaannya hanya terletak pada pada headernya. Tetapi wav masih sering digunakan sebagai master record karena kualitasnya yang maksimal. Permasalahan pada format ini adalah besarnya ukuran file yang mencapai 10 MB untuk setiap menit suara yang disimpan. Oleh karena itu dicarilah metode kompresi yang dapat secara signifikan mengurangi ukuran dari format ini serta mempertahankan kualitasnya. Terdapat berbagai macamformat kompresi suara saat ini, dapat berupa lossless maupun lossy. Lossless berarti dapat dikembalikan dengan sempurna kepada bentuk aslinya, sedangkan lossy tidak karena bentuk lossy menghilangkan detil-detil yang kurang signifikan dalam suara tersebut.

2.5 Bit Depth ( Bit Resolution )

Bit Depth adalah nilai resolusi suara atau jumlah tingkatan level suara.

Audio 8 bit menyedia kan 2 pangkat delapan atau 256 level. Audio 16 bit menyediakan 65.536 level dan audio 32 bit memiliki jumlah jangkauan 2 pangkat

3_{Iwan binanto. Multimedia digital – dasar teori dan pengembangannya. – Ed.I –} yogyakarta : ANDI. h. 56

(25)

9

32 . Makin tinggi nilai jangkauan makin baik kualitas. Namun demikian ukuran file yang diperlukan juga semakin besar.

Dalam audio digital, kedalaman bit menggambarkan jumlah bit informasi yang direkam untuk setiap sampel. Kedalaman bit secara langsung sesuai dengan resolusi tiap sampel dalam satu set data audio digital.

2.6 Sampling Rate

Sampling rate atau sampling frekuensi adalah nilai sinyal audio yang

diambil dalam satu detik ketika melakukan rekaman suara. Semakin tinggi nilai

sample rate ini kualitas audio yang dimainkan semakin baik. Agar diperoleh suara

digital yang bagus maka suara analog harus di-sampling sekitar 2 kali lipat frekuensi-nya. Karena frekuensi tertinggi suara sekitar 20 KHz, maka sampling yang terbaik haruslah minimal 44.100 sample/detik (kualitas CD).

Tabel 2.1 Perbandingan Tingkat Kualitas Suara Berdasarkan Sample Rate nya

2.7 Frekuensi dan Amplitudo

Ada dua elemen yang terukur dalam gelombang suara, yaitu frekuensi dan amplitudo.

Frekuensi adalah jumlah tingkat gerakan keatas dan kebawah (siklus) atau jumlah panjang gelombang yang terjadi per detik.

(26)

10

Gambar 2.2 Frekuensi Pada Sinyal

Amplitudo mendefinisikan keras lemahnya atau tinggi rendahnya suatu gelombang. Amplitudo dibatasi oleh volume dan sound pressure level (SPL). Semakin tinggi suatu tekanan maka akan semakin halus keras suaranya. Level ini diibatasi oleh pengukuran logaritmik yang disebut decibel (dB)4.

Gambar 2.3. Amplitudo pada sinyal sinusoidal

2.8 Audio (Mono)

Mono adalah satu kanal. Audio mono hanya menghasilkan 1 suara yang

didengar oleh kedua telinga kita. sehingga suara yang diterima oleh kedua telinga kita selalu sama. signal mono adalah R+L (right and Left), dimana R dan L digabungkan, sehingga jadi satu signal R+L. ini dibuat agar bisa mendengar kedua sinyal dalam satu sumber suara.

4_{Ben Harris.}_{Home Studio Setup: everything you need to know from equipment to} acoustics. United. Focal Press. 2009. h. 5

(27)

11

Contoh : sebuah rekaman audio dengan durasi 10 detik pada 22.05 kHz dengan resolusi 8 bit akan mempunyai ukuran file :

22050*10*8/8*1 = 220.500 byte

2.9 Transformasi Fourier dan FFT (Fast Fourier Transform)

Bentuk gelombang sinyal pada dasarnya merupakan fungsi waktu dimana analisis yang digunakan adalah analisis Fourier, yang dikembangkan menjadi deret Fourier. Bentuk-bentuk sinyalnya pun bermacam-macam, ada yang berupa gelombang sinus atau kosinus, maupun bentuk gelombang yang lainnya. Setiap bentuk gelombang yang bukan berupa gelombang sinus atau kosinus, yang berulang pada setiap selang waktu yang teratur (regular interval), dinamakan satu gelombang periodik kompleks dengan periode T, dimana gelombang berulang setiap selang waktu tersebut dinamakan waktu periodik untuk sinyal x(t) yang periodik

Hampir semua analisa sinyal dilakukan dalam domain waktu dan frekuensi, karena itulah disebut time-frequency analysis. Dalam domain waktu, sinyal digambarkan dengan bentuk gelombang dimana sumbu-x (horizontal) menunjukkan time dan sumbu-y (vertikal) menunjukkan besarnya amplitude tiap waktu. Bentuk ini kadang kurang informatif karena kita tidak bisa mengetahui besarnya magnitude tiap waktu. Untuk itu diperlukan sebuah transformasi yang mampu mengubah bentuk gelombang menjadi spektrum, dimana tiap komponen frekuensi akan terlihat jelas. Fourier Transform merupakan tranformasi yang dapat melakukan hal ini. Apalagi ditambah dengan adanya FFT atau Fast Fourier

(28)

12

Transform, maka waktu komputasi akan menjadi lebih cepat sehingga

memudahkan analisa sinyal suara. Output dari FFT berupa spektrum yang menggambarkan grafik frekuensi dengan magnitudo.

Fast fourier transform dilakukan untuk mentranformasikan sinyal dari

domain waktu ke domain frekuensi. Untuk melakukan analisa frekuensi pada suatu sinyal diskrit {x(n)}, kita mengkonversi deret domain waktu ke suatu tampilan domain

frekuensi ekivalen.

𝑥 𝑛 𝑁−𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝐷𝐹𝑇 𝑋(𝜔) (2. 1)

Kita mengetahui bahwa penggambaran seperti itu diberikan dengan transformasi Fourier X(𝜔) dari deret x(n). Penggambaran domain frekuensi mengarahkan ke transformasi Fourier diskrit, yang merupakan suatu alat yang digunakan untuk melakukan analisa frekuensi sinyal waktu diskrit.

Pencuplikan sinyal energi berhingga aperiodik mempunyai spektrum kontinu. Suatu sinyal waktu diskrit aperiodik x(n) disimpulkan dengan transformasi Fourier :

𝑋 𝜔 = 𝑥 𝑛 𝑒−𝑗𝜔𝑛

∞

𝑛=−∞

(2. 2)

Secara fisis, X(𝜔) digunakan untuk frekuansi sinyal x(n). Dengan kata lain, X(𝜔) adalah suatu dekomposi x(n) menjadi komponen-komponen frekuensinya. Persamaan ini merupakan bentuk transformasi Fourier yang siap dikomputasi secara langsung dari bentuk sinyal x(t). Sehingga pemrosesan sinyal digital diubah menjadi diskrit. Analisis frekuensi dari sinyal waktu diskrit x(n) dapat menggunakan transformasi fourier diskrit (DFT).

(29)

13

Untuk mendapatkan persamaan 2.3 dengan mengalikan kedua ruas dengan ejωm dan mengintegralkan melalui selang (-, ) jadi persamaan tersebut menjadi

𝑋 𝜔 𝑒𝑗𝜔𝑚 _{= 𝑥 𝑛 𝑒}−𝑗𝜔𝑛 ∞ 𝑛=−∞ 𝑒𝑗𝜔𝑚_𝑑𝜔 𝜋 −𝜋 𝜋 −𝜋 (2. 3)

Integral pada ruas kanan persamaan (2.4) dapat dievaluasi jika dapat mempertukarkan orde penjumlahan dan integrasi. Pertukaran ini dapat dibuat jika deret

𝑋_𝑁 𝜔 = 𝑥 𝑛 𝑒𝑗𝜔𝑛 𝑁

𝑛 =−𝑁

(2. 4)

Secara merata konvergen untuk X(ω) dengan N→. konvergen secara merata berarti bahwa, untuk setiap , XN ()→X(), dengan X→. Dapat disimpulkan

bahwa deret konvergen seragam sehingga dapat mempertukarkan orde penjumlahan dan integrasi. Maka,

𝑒𝑗𝜔 (𝑚 −𝑛)_{𝑑𝜔 =}2𝜋, 𝑚 = 𝑛 0, 𝑚 ≠ 𝑛 𝜋 −𝜋 (2. 5) Konsekuensi, 𝑥(𝑛) 𝑒𝑗𝜔 (𝑚 −𝑛) 𝜋 −𝜋 ∞ −∞ 𝑑𝜔 = 2𝜋𝑥 𝑚 , 𝑚 = 𝑛 0, 𝑚 ≠ 𝑛 (2. 6)

Dengan mengkombinasikan (2.10.3) dan (2.10.4), didapatkan hasil

𝑥 𝑛 = 1 2𝜋 𝑋 𝜔 𝑒 𝑗𝜔𝑛 𝜋 −𝜋 𝑑𝜔 (2. 7)

(30)

14

Gambar 2.4 Sinyal Sinus dalam domain waktu dan domain frekuensi

2.10 Pencuplikan Data

pada pengolahan sistem digital semua data analog dikonversi menjadi data digital. Dimana terdapat proses pencuplikan data suatu sinyal kontinu sehingga diperoleh data diskrit.

Beberapa ketentuan yang harus dipenuhi ketika melakukan pencuplikan suatu sinyal yaitu frekuensi pencuplik atau sampling frekuensi (fs) harus lebih besar dari dua kali frekuensi sinyal data (fa) yang akan dicuplik

Fs > 2Fa (2. 8) Ketentuan ini sesuai dengan kriteria yang dikemukakan Nyquist.

Bila frekuensi pencuplik lebi kecil dari dua kali frekuensi sinyal data, maka akan terjadi aliasing. Ketika aliasing, terjadi pencuplikan sinyal sampling, bukan sinyal data. Hal ini menyebabkan hilang informasi yang ingin diketahui5.

5_{Praktikum pengolahan sistem digital-modul 1 Pencuplikan Data. Priyambodo.} Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Hal. 1.

(31)

15 2.11 Oktaf Band (Pure Tone)

Oktaf band adalah pemisahan spektrum menjadi 10 band hal ini

dikarenakan adanya satu oktaf diantara bagian atas dan bawah masing-masing band. Frekuensi pusat untuk band-band biasanya 31.5Hz, 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz dan 16kHz. Frekuensi ini adalah frekuensi yang paling sensitif bagi telinga manusia.

2.12 Metode Pemulusan Spektrum (Hanning windowing)

Windowing adalah metode yang digunakan untuk menganalisa suatu sinyal yang panjang dengan cara mengambil satu bagian yang cukup mewakili.

Hanning Window adalah manipulasi digital dari sinyal sampel ke dalam FFT yang membutuhkan awal dan akhir catatan waktu ke nol amplitudo. Hal ini mengkompensasi kesalahan yang melekat dalam algoritma FFT akan menyebabkan energi dalam frekuensi tertentu akan diperluas. Ketika pengolahan data kontinu, efek ini adalah kompensasi,

Hanning Window adalah jendela yang mempunyai fungsi umum untuk menganalisis sinyal kontinu dan digunakan pada macam-macam kasus karena memiliki karakterisitik filter yang terbaik secara keseluruhan.

𝜔 𝑛 = 0.5 1 − cos2𝜋𝑛

𝑁−1 (2. 9)

(32)

16

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari bulan April 2011 sampai dengan September 2011 di Laboratorium Kebisingan dan Getaran, Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan, Puspiptek, Serpong. Tangerang.

3.2 Bahan Dan Peralatan Penelitian 3.2.1 Handware

1. Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226 2. Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-140

Fitur:

- Perhitungan simultan 5 channel dengan rentang frekuensi @ 25.6 kHz - Kekuatan baterai hingga 5 jam atau menggunakan Power DC dengan

tegangan 10-32V

- Baterai beroperasi sampai 5 jam atau jika menggunakan power DC menggunakan 10-32 V

- Kipas otomatis bekerja bila mesin terlalu panas.

- Pulse merupakan sebuah perangkat yang salah satu fungsinya untuk menganalisa FFT (Fast Fourier Transform).

3. Multimeter Onosokki 4. Dongle Bruel &Kjaer

(33)

17

5. Kabel audio ¼ inch yang digunakan sebagai transmisi keluaran sinyal generator Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226. 6. Kabel audio mono ½ inch yang digunakan untuk masukan pada line in

notebook yang menghubungkan Multifunction Accoustic Calibrator Bruel &

Kjaer Type 4226 dengan notebook yang diuji ketika proses perekaman. 7. Kabel BNC yang digunakan untuk penghubung antara pulse analyzer dengan

pembangkit sinyal.

8. Kabel Coaxial digunakan untuk menghubungkan pulse analyzer dengan

notebook yang digunakan untuk menjalankan program pulse analyzer.

9. Notebook Toshiba Portege M900 10. Notebook Aspire 4736G

11. Notebook HP Compaq A510 52PA 12. Notebook Aspire 4732Z

3.2.2 Software

1. FFT Properties (64) v5 (recorder dan analyzer) 2. Pulse LabShop Version 13.1.0

3.3 Metode Pengumpulan Data

Menggunakan software signal recorder yang tersedia pada 4 notebook, perekaman dilakukan dengan frekuensi oktaf band (pure tone) yang dibangkitkan oleh Multifuction Acoustic Calibrator yaitu 31.5 Hz, 63 Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8Khz, 12.5Khz, dan 16KHz dan kemudian dianalisis dengan analyzer Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-140 yang dilengkapi software Pulse

(34)

18

LabShop Version 13.1.0 untuk mendapatkan data akhir berupa spektrum dalam domain frekuensi.

3.4 Teknik Pengambilan Data

Digunakan soundcard on board dari 4 notebook dan dibangkitkan sinyal pure tone nada tunggal melalui Multifunction Accoustic Calibrator Bruel & Kjaer Type 4226.

Gambar 3.1 Multifunction Accoustic Bruel & Kjaer Type 4226.

Perekaman dilakukan pada setiap notebook yang akan diuji, yaitu Aspire 4732Z, HP Compaq 510, Acer 4736 G, Toshiba Portege M900 dan Toshiba Satelite A50 yang berfungsi sebagai monitoring analisis software.

Perekaman dilakukan dengan frekuensi 31.5 Hz, 63 Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8Khz, 12.5Khz, dan 16KHz menggunakan signal

(35)

19

Gambar 3.2 FFT Properties – Signal Recorder

Kemudian perekaman dianalisis dengan spektrum analyzer B&K PULSE 3560-B-140.

Gambar 3.3 Pulse LabShop Version 13.1.0

1. Perekaman

Dalam perekaman alat yang digunakan adalah notebook yang akan diuji, kabel audio, multimeter digital, dan yang paling terpenting adalah Multifunction

(36)

20

sound generator (pembangkit sinyal) sekaligus sebagai pembanding atau acuan

bagi notebook.

Kabel audio, kabel BNC, dan kabel audio ¼ inch dan ½ inch digunakan sebagai jalur transmisi antara notebook, multimeter, dan accoustic calibrator. Multimeter sendiri digunakan sebagai mengukur tegangan Vac dan membaca frekuensi.

Software perekam yang digunakan adalah FFT Properties (64) v5 dan menghasilkan hasil rekaman dalam bentuk .wav . Perekaman dilakukan dalam waktu 100 sekon untuk setiap laptop dan setiap bit depth 8 dan 16 bit untuk

sampling rate 44100 Hz dan 96000 Hz yang dapat sudah tersedia dalam recording-setting. Hasil perekaman dapat dilihat ulang dengan FFT properties –

Signal Analyzer dalam pilihan tampilan time signal and frequency spectrum.

Gambar 3.4 hasil perekaman dalam time signal and frequency (spectrum properties – Signal Analyzer)

(37)

21 2. Pengolahan Hasil Perekaman

Hasil perekaman dianalisis dengan menggunakan analyzer Pulse Bruel & Kjaer 3560-B-140. Yang harus diketahui bahwa hasil analisisnya adalah berupa autospektrum (spectrum averaging) dengan pengaturan resolusi

Gambar 3.5 Contoh Pengaturan Resolusi (df) Pada Pulse LabShop Version 13.1.0

yang kemudian hasil difokuskan dan dianalisis serta dibandingkan hasil analisa sinyal FFT pada notebook dengan sinyal FFT sound generator.

Resolusi awal yang digunakan untuk melihat spektrum keseluruhan adalah df = 6.25Hz dengan frekuensi lines 3200 dan frekuensi span 20KHz yang kemudian dipersempit menajadi df = 1 Hz dengan mengatur span (rentang/jangkauan) per linesnya(bentuk) yang dapat diatur pada FFT-Set Up

software Pulse LabShop Version 13.1.0. Akan tetapi dari frekuensi 4KHz, resolusi

yang digunakan adalah 6.25, hal ini dikarenakan resolusi df = 1 tidak dapat digunakan. Resolusi bertujuan untuk membatasi panjang (rentang) spektrum yang

(38)

22

ditampilkan dan agar bentuk peak dan spektrumnya dapat terlihat jelas atau lebih teliti. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 [Hz] 100n 1u 10u 100u 1m 10m 0.11 [V] Cursor valuesX: 32.000 Hz Y: 11.127m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

Gambar 3.6 Contoh Hasil Spektrum Sinyal Generator Setelah Diresolusi Dengan df = 1

Akan tetapi puncak tidak terlalu terlihat pada domain ini, sehingga dilakukan

pen-zoom-an yang bertujuan agar puncak frekuensi dapat terlihat jelas, sehingga

diketahui besarnya frekuensi tersebut. Dengan kata lain, zoom berfungsi sebagai “kaca pembesar” dan pen-zoom-an ini tidak mempengaruhi resolusi.

(39)

23

TIDAK 3.5 Tahapan Penelitian

YA

Gambar 3.8 Alur penelitian

HP Compaq Toshiba Portege M900 Acer Aspire 4736 G Acer aspire 4732Z

Jika bentuk sinyal sinusoidal

Mulai recording _{Atur volume}

recording pada

notebook

File disimpan dalam format .WAV

Analisa dalam bentuk autospektrum dengan spektrum analyzer B&K Pulse 3506B

Dibandingkan dengan sinyal generator Dibangkitkan sinyal

Oktaf Band dari SG

Install software properties FFT(64) pada notebook yang diuji

Sinyal Sinusoidal Sinyal Clipp

(40)

24 3.6 Kondisi Soundcard

Pada saat ini hampir setiap PC motherboard memiliki sound card on-board yang telah terintegrasi pada motherboard. Soundcard jenis ini termasuk dalam kategori sound card standar , yang didesain untuk meng-handle tugas umum multimedia seperti memainkan CD audio, file MP3, atau game. Meski demikian,

soundcard jenis inipun dapat merekam dan memainkan digital audio dan MIDI,

walaupun dengan banyak keterbatasan.

Secara umum, karakteristik dari soundcard standar adalah sebagai berikut:

 Memiliki dua input (mic dan line-in) serta satu output. Biasanya input dan output ini stereo

 Memiliki jacks input/output dengan ukuran 1/8 inch.

 Beberapa merk lama consumers sound card tidak dapat melakukan recording dan playback secara serentak. Card seperti ini disebut dengan half-duplex.

 Memiliki kemampuan ADC/DAC maksimal 16-bit dengan sampling rate 44.1 KHz. (kualitas CD)

 ADC/DAC terintegrasi didalam card ataupun chipset di motherboard (untuk

consumer sound card jenis on-board)

 Memiliki driver dengan versi MME atau WDM

3.6.1 Notebook tipe 1

Manufacture : Toshiba Portege M900

Processor : Intel Core i3-330M (2.13 GHz, 3MB L3 cache, 1066 MHz FSB), supporting Intel 64

(41)

25

Chipset : Intel HM55 Express Chipset

Audio : Stereo Speakers, Realtek Sound Card 16-

bit Stereo with Intel® High definition Audio Support (I)

Masa pemakaian : 1 tahun

Projek : Kantor, alat pendukung di Lab. Kebisingan dan getaran.

Manufacture : Acer Aspire 4736 G

Processor :Type Intel Core 2 Duo Processor

Processor Onboard : Intel® Core™2 Duo Processor T6600 (2.2

GHz, FSB 800, Cache 2 MB)

Chipset : Intel 45PM

Audio : Realtek Audio Type Integrated (16-bit

Stereo with Intel® High definition Audio Support) (II)

I/O Ports : Interface Provided 3x USB 2.0, VGA, LAN, Audio Speakers Type Integrated (Stereo

Speakers)

Projek : Mahasiswa, software pendukung kegiatan perkuliahan, dan lain-lain dengan kondisi pernah terjadi goncangan.

(42)

26 3.6.3 Notebook tipe 3

Manufacture : HP Compaq

Prosesor : Intel Core 2 Duo T5870 (2,0 GHz, 2 MB cache, FSB 800 MHz)

Chipset : Intel GM965

Audio : IDT 92HD75B1/2

Projek : Mahasiswa, software pendukung kegiatan perkuliahan, dan lain-lain.

Manufacture : Acer Aspire 4732Z

Processor : Intel® Pentium™ Dual Core T4300 (2.1

GHz, 800 MHz FSB, 1 MB L2 cache) Chipset : Mobile Intel® GL40 Express Chipset

Audio : Conexant Cx20561 HD Audio virtual Surround

Sound and Dolby Speaker System

Projek : Mahasiswa, software pendukung kegiatan perkuliahan, penggunaan soundcard yang berlebihan dan lain-lain dengan kondisi pernah terjadi goncangan.

(43)

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Spektrum Frekuensi Menyeluruh

Spektrum Frekuensi keseluruhan dalam bentuk domain frekuensi yang telah ditransformasikan dengan Fast Fourier Transform (FFT) sound analyzer yang terukur dari hasil perekaman berdasarkan sampling rate 44100 Hz dan bit

depth 16 bit adalah sebagai berikut

4.1.1 Frekuensi 31.5 Hz

Pengujian yang dilakukan pada empat notebook yang dibangkitkan dengan frekuensi 31.5 Hz dan di-sampling sebesar 44100 Hz 16 bit, menghasilkan spektrum keseluruhan seperti gambar 4.1.

Berdasarkan gambar tersebut, jika sinyal generator (a) adalah sinyal pembangkit yang sekaligus sebagai sinyal pembanding, maka didapatkan hasil spektrum dari spektrum keempat tipe notebook yang diuji pada gambar (b) sampai dengan (d).

Pada gambar 4.1 (c) terlihat spektrum sinyal FFT pada notebook Aspire 4736 G memiliki bentuk spektrum yang mirip dengan sinyal generator.

(44)

28 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 31.250 Hz Y: 12.147m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

(a) Spektrum sinyal generator

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 31.250 Hz Y: 45.601m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(b) Spektrum Sinyal FFT Toshiba Portege M900

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 31.250 Hz Y: 43.191m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Magnitude) \ FFT

(c) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4736 G

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 31.250 Hz Y: 0.206 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(d) Spektrum Sinyal FFT Hp Compaq 510 52PA

(e) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4732Z Gambar 4.1 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 31.5 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z.

Pada notebook Toshiba Portege M900 (gambar 4.1(b)) menghasilkan spektrum yang berbeda dengan spektrum yang dihasilkan sinyal generator. Spektrum yang dihasilkan bersifat datar. Begitu pun dengan spektrum yang dihasilkan notebook HP Compaq 510 52PA dan Aspire 4732Z. Selain itu, pada spektrum sinyal FFT notebook HP Compaq 510 52PA pada gambar 4.1(d) dan sinyal FFT notebook Aspire 4732Z gambar 4.1(e) terjadi penurunan amplitudo di frekuensi 11 KHz dan 7 KHz. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan notebook tipe ini sebatas 22050 Hz. Hal ini jelas memberikan petunjuk bahwa spektrum yang dihasilkan kedua notebook pada gambar 4.1(b) dan (e) ini berbeda dengan spektrum yang dibangkitkan sinyal generator.

(45)

29 4.1.2 Frekuensi 63 Hz

Spektrum keseluruhan yang didapatkan dari hasil FFT dengan spektrum analyzer dari software pulse lab shop version 13.1.0 seperti yang terlihat pada gambar 4.2.

Untuk frekuensi 63 Hz, hanya spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z dengan gambar 4.2(e) saja yang berbeda, yaitu tidak adanya sinyal lain selain sinyal utama. Jika dibandingkan dengan sinyal generator, pada sinyal generator terdapat sinyal selain sinyal utama yang muncul di frekuensi 2 KHZ, 4 KHz, 6 KHz, 8 KHz, dan 10 KHz. Begitu pun dengan tiga notebook lainnya.

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 62.500 Hz Y: 0.121 V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

(a) Sinyal generator

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 62.500 Hz Y: 46.460m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 62.500 Hz Y: 0.445 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(e) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4732Z Gambar 4.2 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 63 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z.

(46)

30

Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege M 900 pada gambar 4.2(b) memiliki sinyal lain di frekuensi 2KHZ, 4KHz, 6KHz, 8KHz, dan 10 KHz, begitu pun yang terdapat pada sinyal FFT Aspire 4736G pada gambar 4.2(c), yaitu memiliki sinyal lain di frekuensi 2 KHZ, 4 KHz, 6 KHz, 8 KHz, dan 10 KHz dengan tambahan pada frekuensi 16 Hz terdapat sinyal lain pula. Sedangkan spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA pada gambar 4.2(d) terdapat sinyal lain di frekuensi 2 KHZ, 4 KHz, 6 KHz, 8 KHz, dan 10 KHz dan penurunan amplitudo di frekuensi 11 KHz. Pada gambar 4.2(d) untuk notebook Aspire 4732Z terjadi penurunan amplitudo di frekuensi 7 KHz dan menghasilkan spektrum yang datar, berbeda dengan sinyal yang dibangkitkan oleh pembangkit sinyal. Sehingga dapat diketahui, bahwa notebook yang menghasilkan spektrum yang sama dengan spektrum sinyal yang dibangkitkan pembangkit sinyal adalah Toshiba Portege M900.

4.1.3 Frekuensi 125 Hz

Berdasarkan frekuensi oktaf band yang dibangkitkan yaitu sebesar 125 Hz, dengan sampling 44100 Hz 16 bit didapatkan spektrum keseluruhan seperti gambar 4.3.

Terlihat pada gambar 4.3 ketika dibangkitkan frekuensi dengan 125 Hz, kemampuan yang dimiliki soundcard HP compaq 510 52PA dan Aspire 4732Z tidak sebagus soundcard pada notebook Toshiba Portege M900 dan Aspire 4736G.

Jika dilihat dari spektrum keseluruhan yang dihasilkan HP compaq 510 52PA pada gambar 4.3(d) dan Aspire 4732Z pada gambar 4.3(e), tidak semua

(47)

31

sinyal keseluruhan dapat dibaca oleh kedua tipe notebook ini. Di kedua tipe

notebook tersebut pula terjadi penurunan amplitudo, sebesar kurang lebih 11 KHz

pada notebook tipe HP compaq dan kurang lebih 6 KHz pada notebook tipe Aspire 4732Z yang menunjukkan bahwa kemampuan soundcard pada kedua tipe

notebook ini adalah 22050 Hz. Sehingga dapat diketahui bahwa kedua tipe soundcard on board ini memiliki kemampuan membaca frekuensi dengan sampling yang sama.

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 125.000 Hz Y: 12.023m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] _{Cursor values} X: 125.000 Hz Y: 0.188 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] _{Cursor values} X: 125.000 Hz Y: 44.087m V 

Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 125.000 Hz Y: 0.717 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 125.000 Hz Y: 0.118 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(48)

32

Gambar 4.3(b) dan gambar 4.3(c) menunjukkan bahwa kedua notebook tipe ini memiliki kemampuan membaca frekuensi yang dibangkitkan sinyal generator dengan baik. Hal ini dikarenakan bentuk spektrum sinyal FFT-nya hampir sama dengan bentuk spektrum yang dihasilkan sinyal generator yaitu terdapat sinyal tambahan yang muncul di frekuensi 4 KHz, 8 KHz, dan 12 KHz, hanya saja pada kedua tipe notebook ini menunjukkan bahwa terdapat sinyal tambahan pada frekuensi 16 KHz. Selain itu, terdapat derau pada spektrum sinyal FFT Aspire 4736G seperti yang terlihat pada gambar 4.3(c). Sehingga dapat diketahui bahwa spektrum sinyal yang presisi dengan spektrum sinyal yang dibangkitkan dengan pembangkit sinyal pada frekuensi ini adalah notebook tipe Toshiba portege M900.

4.1.4 Frekuensi 250 Hz

Berikut ini merupakan hasil spektrum sinyal FFT yang dibangkitkan dengan frekuensi sebesar 250 Hz dengan sampling 44100Hz 16 bit.

Pada frekuensi ini terlihat bahwa hanya dua tipe notebook yang memiliki spektrum sinyal yang diuji memiliki spektrum yang mirip dengan spektrum sinyal yang dibangkitkan sinyal generator, yaitu notebook tipe Toshiba Portege M900 dan Aspire 4736G. Tetapi notebook yang menghasilkan spektrum yang paling presisi dengan sinyal generator adalah spektrum sinyal FFT Toshiba Portege M900 yang terlihat pada gambar 4.4(b).

(49)

33 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] Cursor values X: 12.794k Hz Y: 526.350n V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] _{Cursor values} X: 250.000 Hz Y: 0.184 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] _{Cursor values} X: 250.000 Hz Y: 29.131m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(d) Spektrum Sinyal FFT Hp Compaq 510 52PA

Sedangkan untuk spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA dan Aspire 4732Z terdapat perbedaaan yang sangat jelas terlihat jika dibandingkan dengan sinyal generator. Yaitu seperti pada gambar 4.4(d) untuk notebook tipe HP Compaq 510 52PA, sinyal di frekuensi 16 KHz tidak dapat terbaca, dan untuk spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z, walaupun hampir sama dengan sinyal generator, tetapi pada frekuensi 16 HZ terdapat sinyal lain yang lebih tinggi dari sinyal lain yang dihasilkan pembangkit sinyal.

(50)

34 4.1.5 Frekuensi 500 Hz

Ketika soundcard pada notebook dibangkitkan dengan frekuensi 500 Hz dengan pengaturan sampling frekuensi 44100 Hz dan bit depth 16 bit akan menghasilkan spektrum frekuensi keseluruhan seperti gambar 4.5.

Sinyal generator menghasilkan bentuk spektrum sinyal seperti gambar 4.5(a). Seharusnya empat tipe notebook yang diuji menghasilkan spektrum yang tidak berbeda jauh dengan yang dibangkitkan sinyal generator, tetapi hanya

notebook tipe Portege M900 (gambar 4.5(b)), Aspire 4736G (gambar 4.5(c)), dan

Aspire 4732 Z gambar 4.5(e)) saja yang memiliki bentuk spektrum yang hampir mirip dengan spektrum yang dihasilkan sinyal generator.

Pada frekuensi ini, HP Compaq 510 52PA pada gambar 4.5(d) tidak terdapat derau di sekitar frekuensi 16 KHz. Sehingga pada frekuensi ini, spektrum yang paling berbeda dengan sinyal generator adalah HP Compaq 510 52PA yang terdapat pada gambar 4.5(d).

Dari ketiga notebook yang memiliki spektrum frekuensi yang mirip dengan spektrum yang dibangkitkan sinyal generator, yang paling presisi adalah

(51)

35 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 500.000 Hz Y: 0.109 V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

(b) Spektrum Sinyal FFT Toshiba Portege M900 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 500.000 Hz Y: 34.523m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(c) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4736 G 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 493.750 Hz Y: 47.913m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(d)Spektrum Sinyal FFT Hp Compaq 510 52PA

4.1.6 Frekuensi 1 KHz

Pengujian ke enam adalah dibangkitkannya masing-masing notebook yang diuji dengan frekuensi 1 KHz sehingga menghasilkan spektrum sinyal keseluruhan seperti yang terlihat pada gambar 4.6 dibawah ini.

Pada frekuensi ini, bentuk spektrum sinyal yang dihasilkan sinyal generator adalah seperti yang terdapat pada gambar 4.6(a) yaitu hampir disetiap kenaikan frekuensi 1 KHz terdapat sinyal tambahan selain sinyal utama.

(52)

36

Dari spektrum sinyal FFT yang dihasilkan oleh keempat tipe notebook yang diuji, yang paling mendekati dengan bentuk spektrum sinyal yang dibangkitkan sinyal generator adalah tipe aspire 4736 G pada gambar 4.6(c).

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] _{Cursor values} X: 1.006k Hz Y: 12.192m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 1.006k Hz Y: 0.185 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] _{Cursor values} X: 1.006k Hz Y: 41.663m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 1.006k Hz Y: 0.202 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

Pengujian ke tujuh adalah membangkitkan frekuensi sebesar 2 KHz kepada empat tipe notebook yang diuji, sehingga menghasilkan bentuk spektrum keseluruhan dalam domain frekuensi seperti gambar 4.7 dibawah ini.

(53)

37

Spektrum sinyal generator yang dihasilkan sinyal generator seperti yang terdapat pada gambar 4.7(a), yaitu setiap kenaikan 2 KHz menghasilkan sinyal lain selain sinyal utama.

Sinyal tersebut tidak seluruhnya terbaca di notebook tipe HP Compaq 510 52PA dan Aspire 4732Z seperti yang terlihat pada gambar spektrum keseluruhan 4.7(d ) dan (e). 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 1.981k Hz Y: 11.552m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 1.981k Hz Y: 0.170 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 1.981k Hz Y: 39.959m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 15.356k Hz Y: 1.674u V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u 10m 1 [V] Cursor values X: 1.994k Hz Y: 0.123 V  Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(e) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4732Z Gambar 4.7 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 63 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z

Sedangkan notebook yang memiliki bentuk spektrum yang paling mirip dengan spektrum sinyal yang dihasilkan sinyal generator adalah notebook tipe

(54)

38

Aspire 4736 G. Walaupun sepertinya sinyal FFT Toshiba Portege M900 juga mirip, tetapi ada beberapa sinyal yang tidak terbaca seperti di 8 KHz dan 12 KHz.

Berikut adalah spektrum sinyal FFT hasil dari sinyal yang dibangkitkan pembangkit sinyal di frekuensi 4 KHz.

Hasil spektrum keseluruhan yang didapatkan untuk masing-masing

notebook yang diuji yaitu pada Toshiba Portege M900 yang terdapat pada gambar

4.8(b), pada Aspire 4736G yang terdapat pada gambar 4.8(c), pada HP Compaq 510 52PA seperti pada gambar 4.8(d), dan Aspire 4732Z seperti pada gambar 4.8(e). 0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] Cursor values X: 3.956k Hz Y: 13.372m V Autospectrum(sinyal generator) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] Cursor values X: 3.956k Hz Y: 0.185 V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 1u 100u10m 1 [V] Cursor values X: 3.956k Hz Y: 42.111m V Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

0 4k 8k 12k 16k 20k [Hz] 10n 1u 100u 10m1 [V] Cursor values X: 3.987k Hz Y: 0.927 V  Autospectrum(analisa fft) - Input (Real) \ FFT

(e) Spektrum Sinyal FFT Aspire 4732Z Gambar 4.8 Spektrum sinyal keseluruhan dari frekuensi 63 Hz dengan sampling 44100 Hz 16 Bit. (a) Spektrum sinyal generator, (b) Spektrum sinyal FFT Toshiba Portege, (c) Spektrum sinyal FFT Aspire 4736G, (d) Spektrum sinyal FFT HP Compaq 510 52PA, (e) Spektrum sinyal FFT Aspire 4732Z