SISTEM PENYAMA ADAPTIF DENGAN ALGORITMA GALAT
KUADRAT TERKECIL TERNORMALISASI
Oleh
Caesar Aji Kurnia NIM : 612008079
Skripsi ini untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SISTEM PENYAMA ADAPTIF DENGAN ALGORITMA GALAT
KUADRAT TERKECIL TERNORMALISASI
Disusun Oleh CAESAR AJI KURNIA
NIM : 612008079
Skripsi ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu persyaratan guna mencapai
SARJANA TEKNIK ELEKTRO dalam
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Disahkan Oleh
Pembimbing I Pembimbing II
DR. Matias H. W. Budhiantho Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
SISTEM PENYAMA ADAPTIF DENGAN ALGORITMA GALAT
KUADRAT TERKECIL TERNORMALISASI
Caesar Aji Kurnia NIM: 612008079
Fakultas Teknik Elektro dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana
2015
Pembimbing:
DR. Matias H. W. Budhiantho Gunawan Dewantoro, M.Sc. Eng
INTISARI
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis mengucapkan terima kasih dan syukur kepada Allah S.W.T
yang mengizinkan penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini semaksimal mungkin.
Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak lain yang
telah memberikan segala bentuk bantuan dalam pengerjaan tugas akhir ini, yaitu
1. Ayah, Ibu dan Adik saya Salsa sebagai anggota keluarga yang memberikan doa,
dukungan moral, dan selalu memberi semangat hingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhirnya.
2. Bapak Dr. Matias H.W. Budhiantho dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc..
sebagai pembimbing I dan II yang memberikan bimbingan, teguran, solusi, saran
serta kebijaksanaan sedemikian hingga tugas akhir penulis dapat mencapai tahap
seperti saat ini.
3. Semua dosen dan staff FTEK yang memberikan pengetahuan dan membantu proses
akademi penulis sebagai mahasiswa yang tengah menimba ilmu.
4. Teman-teman 2008 Dhika, Dung, Jemblink, Demas, Gading, Riyo, Bayu, Yahya ,
Bagonk dan teman – teman 2008 lain nya yang tidak dapat saya sebutkan namanya
satu - persatu.
5. Teman-teman Rindang serta teman – teman elektro yang berbagi asam garam
bersama sebagai partner dalam praktikum atau tugas rancang maupun asisten.
6. Wani, yang memberikan petuah untuk menyelesaikan tugas akhir ini
7. Teman – teman dan adik – adik AME yang selalu terbuka untuk bertukar ilmu.
Penulis berharap tugas akhir yang belum sempurna ini dapat memberikan bantuan
dan manfaat untuk masa kini maupun masa yang akan datang.
Salatiga, Juni 2015
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Tujuan ... 4
1.3. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II .DASAR TEORI ... 6
2.1. Penyamaan Medan Jauh Penyuara ... 8
2.2. Algoritma Galat Kuadrat Terkecil Ternormalisasi ...9
2.3. Sistem Fase Minimum, Isyarat Analitis dan Alih Ragam Hilbert ... 11
2.3.1. Isyarat Analitis ... 12
2.3.2. Sistem Fase Minimum ... 15
2.4. Metode Penjendelaan untuk Mendapatkan Tapis Digital Finite Impuls ... e Respons Fase Linear...18
. 2.5. Isyarat Maximum Length Sequence...20
2.6. Perangkat Keras Wolfson Audio Card...25
BAB III . PERANCANGAN SISTEM PENYAMA ... 27
dan Woflson Audio Card ...32
3.2. Pembangkit Isyarat MLS dan Pengukuran Tanggapan Impuls ... 34
3.3. Tanggapan Impuls Sistem Fase Minimum Dengan Alih Alih Ragam Hilbert ... 37
3.4. Pencarian Tanggapan Impuls Penyama Menggunakan Algoritma Galat Kuadrat Terkecil Ternormalisasi ... 38
3.5. Pembentukan Tapis Penyama Berstruktur Tapis FIR Fase Linear dengan Penjendelaan ... 41
BAB IV . PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 44
4.1. Pengujian Isyarat MLS ... 44
4.2. Pengujian Tanggapan Impuls Sistem ... 47
4.3. Pengujian Sistem Fase Minimum ... 52
4.3. Pengujian Sistem Penyama NLMS ... 54
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
5.1. Kesimpulan ... 56
5.2. Saran ... 57
DAFTAR PUSTAKA ... 58
LAMPIRAN A DOKUMENTASI ALAT ... 59
LAMPIRAN B TABEL ISYARAT MLS ... 60
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gambar pendekatan muka gelombang bunyi pada medan jauh
penyuara………. 8
Gambar 2.2 Diagram kotak penyamaan medan jauh penyuara menggunakan
algoritma galat kuadrat
terkecil……….10
Gambar 2.3 Pembentukan isyarat analitis dari isyarat Sinusoid nyata
dan turunan phase-quadrature sinusoid , pada domain frekuensi. a) spektrum . b)
spektrum c) spektrum dan d) spektrum
…... ………..10
Gambar 2.4 Diagram kotak pencarian sistem fase minimum dengan tapis
Alih ragam Hilbert………...17 Gambar 2.5 Sistem umpan balik register geser biner sebagai pembangkit
isyarat MLS dengan N = 3 dan P = 7………21
Gambar 2.6. Time – Aliasing pada tanggapan impuls periodik h’[n]………23
Gambar 3.1. Diagram kotak sistem penyamaan medan jauh penyuara
menggunakan Raspberry Pi B dan
Wolfson Audio Card……….………28 Gambar 3.2. Grafik sensitifitas mikropon terhadap frekuensi………..26
Gambar 3.3 THD mikropon terhadap level tekanan
Gambar 3.4 Diagram alir program sistem penyama………31
Gambar 3.5 Script Playback_to_Lineout.sh………...………..32
Gambar 3.6 Script blokRecord_from_DMIC.sh……….33
Gambar 3.7 Plot bit dari 256 cuplikan pertama isyarat MLS………..35
Gambar 3.8 Diagram alir program pencarian tanggapan impuls sistem…………..37
Gambar 3.9 Diagram alir program pencarian tanggapan impuls sistem fase minimum dengan alih ragam Hilbert…………...38
Gambar 3.10 Diagram alir program pencarian tanggapan impuls sistem fase minimum menggunakan algoritma galat kuadrat terkecil ternormalisasi ………..39
Gambar 3.11 Tanggapan impuls e[n] dengan iterasi\\ sepanjang x[n]………40
Gambar 3.12 Perbandingan karakteristik tapis lolos rendah hasil perancangan dengan tapislolos rendah ideal………41
Gambar 3.13 Jendela Hann dengan perangkat lunak Python………42
Gambar 3.14 Diagram alir program pembentukan tapis penyama berstruktur tapis FIR fase linear menggunakan metode penjendelaan ………..44
Gambar 4.1 256 cuplikan isyarat MLS pertama...45
Gambar 4.2.1 Spektrum isyarat derau putih yang dibangkitan dengan Audacity……46
Gambar 4.2.2 Spektrum isyarat MLS yang dirancang………47
Gambar 4.3 Korelasi diri Isyarat MLS Gambar 4.4 Denah ruang CX1 dan posisi penyuara pada saat pengujian dilakukan………48
saat pengujian………...49
Gambar 4.6.1 Tanggapan impus sistem pada ruang CX1………..50
Gambar 4.6.2 Tanggapan frekuensi pada sistem pada ruang CX1………...50
Gambar 4.7.1 Tanggapan impus sistem pada ruang C107………..51
Gambar 4.7.2 Tanggapan impus sistem pada ruang C107………..51
Gambar 4.8. Tanggapan Impuls Ruang yang digunakan untuk pengujian fase minimum………...52
Gambar 4.9 Tanggapan fase sebelum diminimumkan…………...………...53
Gambar 4.10 Tanggapan fase minimum………53
Gambar 4.11 Tanggapan frekuensi h(n) yang diujikan pada penyama…………...…...54
Gambar 4.12 Tanggapan Frekuensi tapis Penyama w(n)...55
Gambar 4.13 Konvolusi tanggapan impuls sistem h(n) dengan tanggapan impuls tapis penyama w(n)...………...55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel B.1 Bit-bit yang diumpan balik untuk setiap jumlah bit register geser
DAFTAR SIMBOL
x(n) = isyarat masukan
h(n) = tanggapan impuls sistem w(n) = tapis adaptif
e(n) = ralat tanggapan impuls µ = parameter step size a = tetapan positif z(t) = isyarat analitis
Z(ω) = tanggapan frekuensi isyarat analitis
x(t) = isyarat sembarang untuk pembahasan isyarat anailitis
y(t) = isyarat sembarang untuk pembahasan isyarat analitis
δ[n] = isyarat impuls
δ’[n] = isyarat impuls periodik
ω0 = frekuensi fundamental
X(jω) = alih ragam Fourier dari isyarat nyata pada pembahasan contoh isyarat analitis
Y(jω) = alih ragam Fourier dari isyarat nyata pada pembahasan contoh isyarat analitis
m[n] = isyarat MLS
m’[n] = isyarat MLS
y[n] = isyarat keluaran
y’[n] = isyarat keluaran periodik
ℋ�{�} = alih ragam Hilbert dari x(t)
H(ejω) = tanggapan frekuensi sistem fase tidak minimum |H(ejω)| = komponen magnitudo sistem fase tidak minimum
∅(���) = fase tidak minimum sistem asli
∅m(ejω) = fase pengganti untuk memperoleh sistem fase minimum
Hm(ejω) = tanggapan frekuensi sistem terfase-minimumkan
hm[n] = tanggapan impuls sistem fase minimum
x[n] = masukan tapis pada pembahasan contoh tapis FIR y[n] = keluaran tapis pada pembahasan contoh tapis FIR b0, b1, … , bN = koefisien tapis pada pembahasan contoh tapis FIR
N = bilangan integer P = periode isyarat mls c = kecepatan Bunyi
mls[n] = isyarat mls yang dibangkitkan pada MatLAB
