Sistem Kendali Bising Aktif Untuk Fan Komputer Menggunakan Algoritma ANFIS.

(1)

i

SISTEM KENDALI BISING AKTIF UNTUK FAN KOMPUTER

MENGGUNAKAN ALGORITMA ANFIS

Yudhistira Utomo / 0322126

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,

Jln. Prof. Drg. Surya Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia

Email : yudhistirau@yahoo.com

ABSTRAK

Konsumsi daya dari komputer saat ini semakin besar. Hal tersebut menghasilkan

panas yang cukup besar, akibatnya dibutuhkan banyak fan pendingin. Penggunaan

banyaknya fan pendingin tersebut menghasilkan bising yang tidak dikehendaki. Oleh

karena itu timbul motivasi untuk meredam bising tersebut.

Untuk meredam bising tersebut maka digunakan sistem kendali bising secara aktif.

Bising merupakan sinyal yang memiliki karakteristik yang non linear. Untuk

menggambarkan karakteristik bising tersebut diperlukan suatu model matematis, akan

tetapi penentuan model matematis tesebut adalah sulit. Digunakan metoda Logika Fuzzy

dengan algoritma Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) untuk mempelajari

karakteristik yang non linear tersebut.

Dalam merealisasi suatu ANFIS dibutuhkan sejumlah pasangan data latih. ANFIS

akan melakukan penalaan pada fungsi keanggotaan tersebut dengan menggunakan aturan

pembelajaran hibrida dari metoda

gradient descent

dan

least squares estimation

berdasarkan data latih yang diberikan.

Hasil dari simulasi dari sistem kendali bising aktif ini adalah sinyal bising yang

mampu diredam dengan tingkat peredaman 1,0669 kali. Angka ini diperoleh dari

perbandingan variansi amplituda sinyal bising setelah melewati duct dengan variansi

amplituda sinyal residu.

Pada implementasi perangkat keras, sistem ini gagal meredam sinyal bising yang

dihasilkan oleh fan komputer. Penyebab kegagalannya adalah amplituda sinyal bising

terlalu kecil, sehingga sistem gagal mengestimasi model dari duct.

(2)

ii

USING ANFIS ALGORITHM

Yudhistira Utomo / 0322126

Department of Electric Engineering, Faculty of Technique, Maranatha Christian

University, Jln. Prof. Drg. Surya Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia

Email : yudhistirau@yahoo.com

ABSTRACT

High energy consumption of personal computer yields high temperature. In order

to reduce high temperature, some cooling fans required. The employs of cooling fans,

however, produce noise which need to be reduced. Thus, the major effort of this final

project is reduce acoustic noise of computer fan.

In this final project an active noise controller is used to reduce acoustic noise. Due

to the non linear characteristic of the plant, the generation of its mathematical model is

too dificult to be implemented. Then, fuzzy logic method with ANFIS algorithm is used

as the solution.

The realization of ANFIS required some of data pairs. ANFIS will adjust the

membership function using training rule of hybrid from gradient descent and least

squares estimation methods, which are based on the given training data.

Simulation shows that, the active noise controller system is able to cancel noise

with the level cancellation of 1.0669. The cancellation level is taken as the ratio of

amplitude of the noise signal and amplitude of error signal.

Hardware implementation showsthat, active noise controller system has failed to

canceling noise signal. The reason is that the amplitude of the noise signal too small, so

that the system fail to estimate the mathematical model of the duct.

(3)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih diucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya, tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir yang berjudul “Sistem Kendali Bising Aktif Untuk Fan Komputer Menggunakan Algoritma ANFIS” ini disusun untuk memperoleh gelar Strata 1 (S1) Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro di Universitas Kristen Maranatha.

Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Papa dan Ibu tercinta yang selalu memberikan dukungan moral maupun materi.

2. Bapak Hendra Tjahyadi, Ph.D. selaku pembimbing tugas akhir yang menyumbangkan pengetahuan, memberikan masukan berupa ide-ide, kritik dan saran, dan membimbing penyusun hingga tugas akhir ini dapat diselesaikan.

3. Bapak Riko Arlando Saragih, ST., MT., Ibu Dr. E. Merry Sartika, dan Ibu Novie T. Pasaribu, ST., MT., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan dalam seminar tugas akhir.

4. Bapak Dr. Daniel Setiadikarunia, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.

5. Ibu Ir. Anita Supartono M.Sc., selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.

6. Bapak Ir. Kok King Lok, selaku dosen wali penulis yang telah memotivasi dan membimbing penulis selama menempuh masa perkuliahan.

7. Bapak Muliady, ST., MT. yang telah memberikan bahan referensi bagi tugas akhir penulis

(4)

iv

perpustakaan, dan seluruh karyawan Universitas Kristen Maranatha, atas bantuannya selama masa kuliah penulis.

10.Galih, Nurjani, Yogi, Ivans, Windu, Agus, Nehemia, Daniel, David, Hosken, Martin, Tysan, Ate, Angki, Lina, Inggar, Jongguran, Kurniawan, Willy, Rizky H, Vania, dan rekan-rekan angkatan 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, dan 2006 jurusan teknik elektro lainnya, yang namanya tidak cukup untuk dituliskan satu persatu di sini, atas dukungan, semangat, doa dan bantuannya kepada penulis.

11.Rekan – rekan penulis di 3POD photography, Rubinhut, Yohanes, Leska, Made, dan Angga atas dukungan, semangat, doa dan bantuannya kepada penulis.

12.Bowo, Swarie, Riqa, Patriotika, Mila, Adam, Raymon, Fani, Andi, Agung, Dendi, dan rekan – rekan alumni SMA Negeri 3 Bandung lainnya.

13.R. Suci Indra Purnama yang selalu memberikan dukungan moral dan semangat kepada penulis

14.Serta semua pihak yang turut membantu penulis yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu di sini.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu, saran dan kritik yang bersifat membangun selalu dinantikan guna evaluasi sekaligus perbaikan di masa yang akan datang.

Penulis juga meminta maaf apabila terdapat kesalahan atau hal-hal yang tidak berkenan dalam penulisan laporan tugas akhir maupun selama pengerjaan tugas akhir.

Akhir kata, penulis berharap agar laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Bandung, September 2008

(5)

v

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Abstract ... ii

Kata Pengantar ... iii

Daftar Isi ... v

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... x

BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 1

1.3 Perumusan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 2

1.5 Pembatasan Masalah ... 2

1.6 Spesifikasi Alat ... 3

1.7 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II Dasar Teori 2.1 Konsep Umum ... 5

2.2 Teori Akustik ... 7

2.2.1 Perambatan Gelombang ... 7

2.2.2 Peredam Pasif ... 8

2.2.3 Peredam Aktif ... 8

2.3 Sistem Kendali Bising Aktif ... 9

2.3.1 Sistem Kendali Bising Aktif Umpan Balik ... 9

2.3.1 Sistem Kendali Bising Aktif Umpan Maju ... 11

2.4 Aplikasi – Aplikasi Sistem Kendali Bising Aktif ... 13

2.4.1 Kendali Bising Aktif Akustik Udara ... 14

2.5 Konsep Peredam Bising Adaptif ... 14

(6)

vi

2.7.1 Fuzzy Inference System (FIS) ... 16

2.7.2 Jaringan Adaptif ... 19

2.7.3 Algoritma Backpropagation untuk Jaringan Umpan Maju ... 21

2.7.4 Aturan Pembelajaran Hibrid ... 23

2.7.4.1 Aturan Pembelajaran Hibrid Off-Line ... 24

2.7.4.2 Aturan Pembelajaran Hibrid On-Line ... 26

2.7.5 Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System (ANFIS) . 27 2.8 Penghitungan Matematis Pembuktian Peredaman Sinyal Bising …… 30

2.9 Program MATLAB ... 30

2.9.1 Beberapa Bagian dari Window Matlab ... 31

BAB III Perancangan 3.1 Pengambilan Data Sinyal Sumber Bising ... 34

3.2 Analisa Frekuensi Sinyal Sumber Bising ... 36

3.3 Perancangan ANFIS ... 36

3.3.1 Pengumpulan Data Latih ... 36

3.3.2 Penentuan Jumlah dan Bentuk Fungsi Keanggotaan ... 37

3.3.3 Pelatihan ANFIS ... 38

3.4 Simulasi Sistem Kendali Bising Aktif Menggunakan ANFIS ... 38

3.5 Perancangan Sistem Kendali Bising Aktif Menggunakan ANFIS ... 41

3.5.1 Perangkat Lunak ... 41

3.5.2 Perangkat Keras ... 42

3.5.2.1 Mikrofon dan Speaker... 43

3.5.2.2 Komputer ... 43

3.5.2.3 Duct ... 43

3.5.3 Konfogurasi Perangkat Keras ... 45

BAB IV Analisa Hasil Percobaan 4.1 Analisa Frekuensi Sinyal Bising ... 47

4.2 Analisa Hasil Pelatihan ANFIS ... 48

4.3 Analisa Hasil Simulasi ... 49

(7)

vii

4.3.2 Simulasi Kedua ... 53 4.3.3 Simulasi Ketiga ... 57 4.3.4 Simulasi Keempat ... 62 4.4 Analisa Hasil Implementasi Perangkat Lunak Pada Perangkat Keras . 67 BAB V Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan ... 78 5.2 Saran ... 79 DAFTAR PUSTAKA... 80 LAMPIRAN A HASIL PELATIHAN ANFIS

(8)

viii

Gambar 2.1 Konsep Dasar dari Sistem Kendali Bising Aktif ... 6 Gambar 2.2 Sistem kendali peredam bising umpan balik pada duct .... 10 Gambar 2.3 Sistem umpan balik dengan estimator dan tanpa estimator 10 Gambar 2.4 Sistem kendali peredam bising umpan maju pada duct .... 11 Gambar 2.5 Konsep peredam bising adaptif ... 14 Gambar 2.6 Blok Diagram Sistem Kendali Bising Aktif

Menggunakan ANFIS dengan Umpan Maju ... 15 Gambar 2.7 Aturan fuzzy if-then dan penarikan kesimpulan yang sering

digunakan ... 18 Gambar 2.7 Fuzzy inference system ... 19 Gambar 2.8 Jaringan adaptif ... 19 Gambar 2.9 (a) Model fuzzy Sugeno tingkat pertama dengan dua masukan 27 Gambar 2.9 (b) Arsitektur ANFIS ... 27 Gambar 2.10 Arsitektur ANFIS model fuzzy Sugeno orde pertama

dengan dua masukan yang memiliki sembilan aturan; .... 30 Gambar 2.10 (b) Ruang masukan dua dimensi yang dibagi menjadi

sembilan daerah fuzzy ... 30 Gambar 2.11 Tampilan Program MATLAB ... 33 Gambar 3.1 Diagram blok Simulink, perubahan data sumber

bising menjadi bentuk matrik. ... 35 Gambar 3.2 Diagram blok Simulink pengambilan data pelatihan

(9)

ix

Gambar 3.10 Realisasi Duct ... 44 Gambar 3.11 Konfigurasi Perangkat Keras ... 45 Gambar 3.12 Gambar Realisasi Perangkat Keras Sistem Kendali Bising

Aktif Pada Fan Komputer Menggunakan Algoritma

ANFIS ... 46 Gambar 4.1 Analisa Frekuensi Sinyal Bising ... 47 Gambar 4.2 Diagram Blok Simulasi Pertama Sistem Kendali Bising

Aktif ... 49 Gambar 4.3 Perbandingan Sinyal Bising Sebelum Melewati duct

dan Setelah Melewati Duct Pada Simulasi Pertama ... 50 Gambar 4.4 Sinyal Anti Bising Pada Simulasi Pertama ... 51 Gambar 4.5 Perbandingan Sinyal Bising Setelah Melewati duct

Dengan Sinyal Residu Pada Simulasi Pertama ... 52 Gambar 4.6 Diagram Blok Simulasi Kedua Sistem Kendali Bising

dan Setelah Melewati Duct Pada Simulasi Kedua ... 55 Gambar 4.8 Sinyal Anti Bising Pada Simulasi Kedua ... 55 Gambar 4.9 Perbandingan Sinyal Bising Setelah Melewati duct

Dengan Sinyal Residu Pada Simulasi Kedua ... 56 Gambar 4.10 Diagram Blok Simulasi Ketiga Sistem Kendali Bising

Aktif 55

Gambar 4.11 Perbandingan Sinyal Bising Sebelum Melewati duct

dan Setelah Melewati Duct Pada Simulasi Ketiga ... 59 Gambar 4.12 Sinyal Anti Bising Pada Simulasi Ketiga ... 60 Gambar 4.13 Perbandingan Sinyal Bising Setelah Melewati duct

Dengan Sinyal Residu Pada Simulasi Ketiga ... 61 Gambar 4.14 Diagram Blok Simulasi Ketiga Sistem Kendali Bising

Aktif 60

Gambar 4.15 Perbandingan Sinyal Bising Sebelum Melewati duct

(10)

x

Dengan Sinyal Residu Pada Simulasi Keempat ... 66 Gambar 4.18 Diagram Blok Perangkat Lunak Sistem Kendali Bising

dan Setelah Melewati Duct Pada Percobaan Perangkat

Keras ... 69 Gambar 4.20 Sinyal Anti Bising Pada Percobaan Perangkat Keras ... 70 Gambar 4.21 Perbandingan Sinyal Bising Setelah Melewati duct

Dengan Sinyal Residu Pada Percobaan Perangkat Keras . 71 Gambar 4.22 Perbandingan Sinyal Bising Sebelum Melewati duct

dan Setelah Melewati Duct Pada Percobaan Kedua

Perangkat Keras ... 73 Gambar 4.23 Sinyal Anti Bising Pada Percobaan Kedua Perangkat

Keras ... 74 Gambar 4.24 Perbandingan Sinyal Bising Setelah Melewati duct

Dengan Sinyal Residu Pada Percobaan Kedua

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Variansi Amplituda Sinyal Pada Simulasi Pertama ... 53

Tabel 4.2 Variansi Amplituda Sinyal Pada Simulasi Kedua ... 57

Tabel 4.3 Variansi Amplituda Sinyal Pada Simulasi Ketiga ... 62

Tabel 4.4 Variansi Amplituda Sinyal Pada Simulasi Keempat ... 67

Tabel 4.5 Variansi Amplituda Sinyal Pada Percobaan Perangkat Keras ... 72

(12)

LAMPIRAN A

(13)

AC ’97 and HD Audio

SoundMAX Codec

AD1986A

Rev.0

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com

FEATURES

Supports both AC ’97 and HD audio interfaces 6 DAC channels for 5.1 surround

S/PDIF output

Integrated headphone amplifiers Variable rate audio

Double rate audio (Fs = 96 kHz)

Greater than 90 dB dynamic range 20-bit resolution on all DACs 20-bit resolution on all ADCs Line-level mono phone input High quality differential CD input Selectable MIC input with preamp AUX and line-in stereo inputs

External amplifier power down (EAPD) Power management modes

Jack sensing and device identification 48-lead LQFP package

ENHANCED FEATURES

Integrated parametric speaker equalizer Stereo microphone with up to 30 dB gain boost Integrated PLL for system clocking

Variable sample rate: 7 kHz to 96 kHz 7 kHz to 48 kHz in 1 Hz increments 96 kHz for double rate audio

Jack sense with autotopology switching Jack presence detection on up to 8 jacks

Three software-controlled microphone bias signals Software-enabled outputs for jack sharing

Auto-down mix and channel spreading

Microphone-to-mono output for speakerphone Stereo microphone pass-through to mixer Built-in microphone/center/LFE/line-in sharing Built-in SURROUND/LINE_IN sharing

Center/LFE swapping supporting all vendor speakers Microphone left/right swapping

(14)

Rev. 0 | Page 3 of 56

NOTES

REDUCED SUPPORT COMPONENTS

The AD1986A includes many improvements that reduce external support components for particular applications. • Multiple Microphone Sourcing: The MIC_1/2, LINE_IN

and C/LFE pins can all be selected as sources for microphone input (boost amplifier).

• Multiple VREF_OUT Pins: Each microphone-capable pin group (MIC_1/2, LINE_IN and C/LFE) has separate, software controllable VREF_OUT pins, reducing the need for external biasing components.

• Internal Microphone Mixing: Any combination of the MIC_1/2, LINE_IN and C/LFE pins can be summed to produce the microphone input. This removes the need for external mixing components in applications that externally mix microphone sources.

• Advanced Jack Presence Detection: Using two codec pins, eight resistors and isolated switch jacks, the AD1986A can detect jack insertion on eight separate jacks.

• Internal Microphone/Line In/C/LFE Sharing: On systems that share the microphone with the C/LFE jack no external components are required. The microphone selector can select the LINE_IN pins when the microphone and line input devices are swapped.

• Internal Line In/Microphone/Surround Sharing: On systems that share the line in with the surround jack no external components are required.

(15)

AD1986A

SPECIFICATIONS

Test conditions, unless otherwise noted.

Table 1.

Parameter Typ Unit

Temperature 25 °C

Digital Supply (DVDD) 3.3 ± 10% V

Analog Supply (AVDD) 5.0 ± 10% V

Sample Rate (FS) 48 kHz

Input Signal 1.0 kHz

Analog Output Pass Band 20 Hz–20 kHz

VIH 2.0 V

VIL 0.8 V

VIH 2.4 V

VIL 0.6 V

DAC Test Conditions

Calibrated

Output −3 dB Relative to Full Scale

10 kΩ Output Load: Line (Surround), Mono 32 Ω Output Load: Headphone

2 kΩ Output Load: Center, LFE

ADC Test Conditions

Calibrated 0 dB PGA Gain

Input −3.0 dB Relative to Full Scale

Table 2. Analog Input

Input Voltage Min Typ Max Unit

MIC_1/2, LINE_IN, CD, AUX, PHONE_IN (No Preamp) 1 Vrms1

C/LFE and SURROUND (When Used as Inputs) 2.83 V p-p

MIC_1/2, LINE_IN, C/LFE With 30 dB Preamp 0.032 Vrms

0.089 V p-p

0.283 V p-p

0.894 V p-p

Input Impedance2 ₂₀_kΩ

Input Capacitance2 ₅_7.5_pF

1_{RMS values assume sine wave input.} 2_{Guaranteed by design, not production tested.}

Table 3. Master Volume

Parameter Min Typ Max Unit

Step Size (LINE_OUT, HP Out, Mono Out, SURROUND, CENTER, LFE) −1.5 dB

Output Attenuation Range (0 dB to –46.5 dB) −46.5 dB

Mute Attenuation of 0 dB Fundamental2₋₈₀_dB

Table 4. Programmable Gain Amplifier—ADC

Parameter Min Typ Max Unit

Step Size 1.5 dB

(16)

Table 5. Analog Mixer—Input Gain/Amplifiers/Attenuators

Parameter Min Typ Max Unit

Signal-to-Noise Ratio (SNR)

CD to LINE_OUT 90 dB

LINE, AUX, PHONE to LINE_OUT1₈₈_dB

MIC_1 or MIC_2 to LINE_OUT1₈₀_dB

Step Size: All Mixer Inputs (Except PC Beep) −1.5 dB

Step Size: PC Beep −3.0 dB

Input Gain/Attenuation Range: All Mixer Inputs (+12 dB to −34.5 dB) −46.5 dB

1_{Guaranteed by design, not production tested.}

Table 6. Digital Decimation and Interpolation Filters1

Pass Band 0 0.4 × FS Hz

Pass-Band Ripple ±0.09 dB

Transition Band 0.4 × FS 0.6 × FS Hz

Stop Band 0.6 × FS ∞ Hz

Stop-Band Rejection −74 dB

Group Delay 16/FS S

Group Delay Variation Over Pass Band 0 µs

Table 7. Analog-to-Digital Converters

Resolution 20 Bits

Total Harmonic Distortion (THD) −95 dB

Dynamic Range (−60 dB Input, THD + N Referenced to Full Scale, A-Weighted) −85 dB Crosstalk: Line Inputs (Input L, Ground R, Read R; Input R, Ground L, Read L) −80 dB

Crosstalk: LINE_IN to Other Inputs −100 −80 dB

Gain Error (Full-Scale Span Relative to Nominal Input Voltage) ±10 %

Interchannel Gain Mismatch (Difference of Gain Errors) ±0.5 dB

(17)

AD1986A

Table 8. Digital-to-Analog Converters

Resolution 20/24 Bits

Total Harmonic Distortion (LINE_OUT Drive) −92 dB

Total Harmonic Distortion (HP_OUT) −75 dB

Dynamic Range (−60 dB Input, THD + N Referenced to Full-Scale, A-Weighted) 91 dB Gain Error (Full-Scale Span Relative to Nominal Input Voltage) ±10 %

DAC Crosstalk1_{(Input L, Zero R, Read R_OUT; Input R, Zero L, Read L_OUT)} ₋₈₀ _dB

Table 9. Analog Output

FULL-SCALE OUTPUT VOLTAGE: SURROUND, CENTER/LFE, MONO_OUT 1 VRMS

2.83 V p-p

Output Impedance1₃₀₀_Ω

External Load Impedance1 _{10 kΩ}

Output Capacitance1₁₅_pF

External Load Capacitance 1,000 pF

FULL-SCALE OUTPUT VOLTAGE: HP_OUT, LINE_OUT 1 VRMS

2.83 V p-p

Output Impedance1₁_Ω

External Load Impedance1 _{32 Ω}

External Load Capacitance1_1,000_pF

VREF_FILT 2.050 2.250 2.450 V

VREF_OUT(MIC, C/LFE, LIN) (xVREF [2:0] = 001) 2.250 V

(xVREF [2:0] = 100, AVDD = 5.0 V) 3.700 V

(xVREF [2:0] = 010) 0.0 V

Current Drive 5 mA

Mute Click (Muted Output, Unmuted Midscale DAC Output) ±5 mV

Table 10. Static Digital Specifications—AC ’97

High Level Input Voltage (VIH), Digital Inputs 0.65 × DVDD V

Low Level Input Voltage (VIL) 0.35 × DVDD V

High Level Output Voltage (VOH), IOH = 2 mA 0.90 × DVDD V

Low Level Output Voltage (VOL), IOL = 2 mA 0.10 × DVDD V

Input Leakage Current −10 10 µA

Output Leakage Current −10 10 µA

(18)

Table 11. Power Supply (Quiescent State)

Parameter Min Typ Max Unit

Power Supply Range—Analog (AVDD) ± 10% 4.5 5.5 V

Power Supply Range—Digital (DVDD) ± 10% 2.97 3.63 V

Power Dissipation—Analog (AVDD)/Digital (DVDD) 365/171.6 mW

Analog Supply Current—Analog (AVDD) 62.0 mA

Digital Supply Current—Digital (DVDD) 53.2 mA

Power Supply Rejection (100 mV p–p Signal @ 1 kHz) 40 dB

Table 12. Power-Down States—AC ’97 (Quiescent State)

Parameter Set Bits AVDD Typ DVDD Typ Unit

ADC PR0 53.0 45.7 mA

FRONT DAC PR1 53.7 47.7 mA

CENTER DAC PRI 62.0 53.2 mA

SURROUND DAC PRJ 53.5 47.1 mA

LFE DAC PRK 62.0 52.8 mA

ADC + ALL DACs PR1, PR0, PRI, PRJ, PRK 27.0 14.5 mA

Mixer PR2 36.6 53.2 mA

ADC + Mixer PR2, PR0 27.6 45.7 mA

ALL DACs + Mixer PR2, PR1, PRI, PRJ, PRK 12.6 33.0 mA

ADC + ALL DACs + Mixer PR2, PR1, PR0, PRI, PRJ, PRK 2.4 14.5 mA

Standby PR5, PR4, PR3, PR2, PR1(IJK), PR0 0.0 0.05 mA

Headphone Standby PR6 55.0 53.2 mA

LINE_OUT HP Standby LOHPEN = 0 62.0 53.2 mA

Table 13. Clock Specifications

Input Clock Frequency (Reference Clock Mode) 14.31818

48.000

MHz MHz

Recommended Clock Duty Cycle 40 50 60 %

(19)

AD1986A

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Table 14.

Power Supply Min Max Unit

Digital (DVDD) −0.3 +3.6 V

Analog (AVDD) −0.3 +6.0 V

Input Current (Except Supply Pins) ±10.0 mA Analog Input Voltage (Signal Pins) −0.3 AVDD + 0.3 V

Digital Input Voltage (Signal Pins) −0.3 DVDD + 0.3 V

Ambient Temperature (Operating) Commercial Industrial 0 –40 +70 +85 °C

Storage Temperature −65 +150 °C

Stresses greater than those listed under Absolute Maximum Ratings can cause permanent damage to the device. This is a stress rating only, functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operational section of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods can affect device reliability.

ENVIRONMENTAL CONDITIONS

Ambient Temperature Rating TAMB = TCASE − (PD × θCA)

TCASE = case temperature in °C

PD = power dissipation in W

θCA = thermal resistance (case-to-ambient)

θJA = thermal resistance (junction-to-ambient)

θJC = thermal resistance (junction-to-case)

Table 15. Thermal Resistance

Package θJA θJC θCA

LQFP 48°C/W 17°C/W 31°C/W

LFCSP 47°C/W 15°C/W 32°C/W

ESD CAUTION

(20)

Root Mean Square Error (RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 5 adalah sebagai berikut :

Start training ANFIS ...

1 0.00159521 2 0.00159519 3 0.0015952 4 0.0015952 5 0.0015952

Designated epoch number reached --> ANFIS training completed at epoch 5.

Root Mean Square Error (RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 10 adalah

sebagai berikut : Start training ANFIS ...

1 0.00159521 2 0.00159553 3 0.00159539 4 0.00159547 5 0.00159548 6 0.00159547 7 0.00159522 8 0.00159548 9 0.00159526 10 0.00159548

Root Mean Square Error (RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 50 adalah

sebagai berikut : Start training ANFIS ...

1 0.00159521 2 0.00159519 3 0.0015952 4 0.0015952 5 0.0015952 6 0.00159519

Step size decreases to 0.009000 after epoch 6. 7 0.0015952

(21)

9 0.00159519 10 0.00159518

12 0.00159517 13 0.00159513 14 0.00159515 15 0.0015951

17 0.0015951 18 0.0015952 19 0.0015951

21 0.0015951 22 0.00159518 23 0.0015951

25 0.00159509 26 0.00159517 27 0.00159509

29 0.00159508 30 0.00159517 31 0.00159508

33 0.00159507 34 0.00159516 35 0.00159507

37 0.00159506 38 0.00159515 39 0.00159506

41 0.00159506 42 0.00159513 43 0.00159505

(22)

48 0.00159511 49 0.00159504 50 0.0015951

Root Mean Square Error (RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 100

adalah sebagai berikut : Start training ANFIS ...

1 0.00159521 2 0.00159519 3 0.0015952 4 0.0015952 5 0.0015952 6 0.00159519

8 0.00159519 9 0.00159519 10 0.00159518

12 0.00159517 13 0.00159513 14 0.00159515 15 0.0015951

17 0.0015951 18 0.0015952 19 0.0015951

21 0.0015951 22 0.00159518 23 0.0015951

25 0.00159509 26 0.00159517 27 0.00159509

(23)

29 0.00159508 30 0.00159517 31 0.00159508

33 0.00159507 34 0.00159516 35 0.00159507

37 0.00159506 38 0.00159515 39 0.00159506

41 0.00159506 42 0.00159513 43 0.00159505

45 0.00159505 46 0.00159512 47 0.00159504

49 0.00159504 50 0.0015951 51 0.00159503

53 0.00159502 54 0.00159508 55 0.00159502

57 0.00159501 58 0.00159505 59 0.00159501

61 0.001595 62 0.00159504 63 0.00159499

(24)

68 0.00159502 69 0.00159498 70 0.00159502 71 0.00159498

73 0.00159498 74 0.00159501 75 0.00159498

77 0.00159497 78 0.001595 79 0.00159497

81 0.00159497 82 0.00159499 83 0.00159497

85 0.00159497 86 0.00159499 87 0.00159497

89 0.00159497 90 0.00159498 91 0.00159497

93 0.00159496 94 0.00159498 95 0.00159496

97 0.00159496 98 0.00159497 99 0.00159496

(25)

LAMPIRAN B

(26)

PCI Bus Mastering

• PCI Specification Version 2.1, 2.2 and 2.3 compliant

• Bus mastering reduces latency and speeds up system performance

Sound Blaster Live! 24-bit Processor

• 64-voice wavetable synthesizer

• Professional quality digital mixing and equalization

High Quality Audio Path

• Selectable analog sources such as Line In and Microphone In • Playback of 64 audio channels, each at an arbitrary sample rate

• 24-bit Analog-to-Digital conversion of analog inputs at 96 kHz sample rate

• 24-bit Digital-to-Analog conversion of digital sources at 96 kHz to analog 7.1 speaker output

• 16-bit to 24-bit recording sampling rates: 8, 11.025, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48 and 96 kHz

Professional Digital Audio Processing

• Supports Sony/Philips Digital InterFace (SPDIF) format of up to 24-bit/96 kHz quality

• SPDIF input of up to 24-bit/96 kHz quality

• SPDIF output at selectable sampling rate of 48 or 96 kHz

• Software switching of SPDIF Input-to-Output (bypass) to minimize cable connection hassle

Note

• SPDIF input and output requires Digital I/O Module.

• SPDIF output not available during playback of protected digital audio contents authored with DRM (Digital Rights Management) technology.

Flexible Mixer Control

• Software playback control of CD Audio, Line In, Microphone In and Wave/DirectSound device

• Software recording control of selectable input of various audio sources for recording CD Audio and Line In, Microphone In and Wave/DirectSound device

(27)

Separate bass and treble control Front and rear balance control

Muting and panning control for selectable sources

Creative Multi Speaker Surround (CMSS)

Multispeaker technology

(28)

LAMPIRAN C

(29)

1 BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan spesifikasi alat yang digunakan, dan sistematika penulisan.

1.1 Latar Belakang

Bising akustik (acoustic noise) telah mendapat perhatian yang cukup serius di berbagai belahan negara di dunia. Kemajuan dalam bidang teknologi yang sangat pesat mengakibatkan terjadinya bermacam-macam bising (noise) yang merupakan dampak yang perlu ditanggulangi secara serius.

Bising akustik secara singkat dapat didefinisikan sebagai suara-suara yang tidak dihendaki manusia, yang kemunculannya tak terhindarkan. Sumber- sumber bising di lingkungan ini antara lain adalah : kendaraan bermotor, pesawat terbang, kipas angin, pendingin ruangan, fan komputer dan lain-lain.

Adanya bising akustik ini dapat menimbulkan berbagai akibat yang cukup serius bagi kesehatan manusia, yaitu berkurangnya kemampuan pendengaran, bahkan bising yang terlalu keras atau yang didengar secara terus menerus bisa menyebabkan hilangnya kemampuan pendengaran (tuli). Selain itu dapat juga menimbulkan efek psikologis, seperti munculnya perasaan tertekan dan jenuh, yang akan mengakibatkan berkurangnya produktivitas kerja. Akibat lain yang dapat ditimbulkan dari kondisi ini adalah terganggunya pembicaraan antar manusia. Oleh karena itu munculah kebutuhan untuk meredam kebisingan tersebut.

1.2 Identifikasi Masalah

(30)

2 mengunakan pengendali bising secara aktif (Active Noise Controller) pada komputer tersebut, sehingga panas yang ditimbulkan oleh komputer bisa dikurangi olah fan pendingin, dan bising dari fan pendingin juga bisa dihilangkan.

Untuk peredam bising tersebut maka digunakan sistem kendali bising secara aktif. Bising yang ingin diredam merupakan sinyal yang memiliki karakteristik yang sangat non linear. Untuk meredam bising yang mempunyai karakteristik yang non linear, maka diperlukan suatu perhitungan matematis agar dapat menghasilkan suatu model matematis yang menggambarkan karakteristik bising tersebut, akan tetapi perhitungan matematis tersebut adalah sulit. Untuk itu maka digunakan metoda Logika Fuzzy dengan algoritma Adaptive Neuro Fuzzy

Inference System (ANFIS) untuk mempelajari karakteristik yang non linear

tersebut, sehingga menghasilkan sinyal anti bising yang dapat mengikuti perubahan sumber bising yang ditimbulkan untuk kemudian diredam.

1.3 Perumusan Masalah

Bagaimana menghilangkan bising yang ditimbulkan dari fan komputer dengan menggunakan sistem kendali bising secara aktif dengan menggunakan algoritma ANFIS?

1.4 Tujuan

Menghilangkan bising yang ditimbulkan fan komputer dengan menggunakan sistem kendali bising secara aktif dengan menggunakan algoritma ANFIS.

1.5 Pembatasan Masalah

Sistem kendali peredam bising dengan menggunakan metoda logika Fuzzy

ini berupa sistem kendali Single Input Single Output (SISO) dengan umpan maju

(feedforward) yang bersifat online, yaitu bising yang ditimbulkan langsung

diproses menggunakan algoritma ANFIS untuk kemudian diredam. Sumber bising yang dipakai ialah fan pendingin komputer dengan frekuensi yang diredam ialah

(31)

Bab I Pendahuluan

3 1.6 Spesifikasi Alat

Simulasi penghilang bising adaptif ini dibuat dengan peralatan sebagai berikut:

1. Perangkat keras yang digunakan berupa komputer dengan spesifikasi sebagai berikut :

Prosesor Intel Pentium 4, 2.4 GHz Memory 512 MB

VGA : GeForce FX 5200

Sound card Soundmax Audio

Sound card Soundblaster Live

Mikrofon IMP. 600 Ω, sebagai masukan sinyal bising.

Pengeras suara (speaker), sebagai keluaran bising serta anti bising. Duct, sebagai saluran udara.

2. Perangkat lunak yang digunakan adalah MATLAB versi 6.51

1.7 Sistematika Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini secara garis besar dibagi dalam lima bab, yang meliputi :

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat yang digunakan, dan sistematika penulisan sebagai gambaran umum tugas akhir yang akan dilakukan.

BAB II TEORI PENUNJANG

(32)

4 BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI

Pada bab ini dibahas mengenai pengambilan data sinyal sumber bising, pengolahan sinyal, perancangan dan pelatihan ANFIS dan perancangan simulasi pada Matlab secara offline . Perancangan perangkat keras sistem kendali bising pada fan komputer.

BAB IV PENGUJIAN DAN PENGAMATAN DATA

Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil pengujian perangkat lunak ANFIS, hasil simulasi redaman dari penghilang bising yang telah dibuat dan masukan sinyalnya secara offline dan hasil uji coba pada perangkat keras.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(33)

78

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan disimpulkan hasil pengamatan dan saran-saran untuk perbaikan pada penelitian selanjutnya.

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan beberapa percobaan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan. Dalam perancangan sistem kendali bising aktif untuk fan komputer menggunakan algoritma ANFIS, terdapat dua buah data sinyal bising yang berguna untuk pelatihan. Data yang pertama adalah data sinyal bising sebelum melewati duct. Data yang kedua adalah data sinyal bising setelah melewati duct.

Kedua buah data tersebut menjadi bahan bagi pelatihan ANFIS, yang dari pelatihan tersebut akan dihasilkan suatu struktur pengendali ANFIS. Struktur pengendali ini selanjutnya akan digunakan sebagai pengendali pada sistem kendali bising untuk fan komputer menggunakan algoritma ANFIS.

Pada simulasi pertama, sistem kendali bising aktif untuk fan komputer ini berhasil melakukan peredaman sebesar 1.0585 kali dengan sumber bising dari noise generator.

Simulasi kedua dilakukan dengan sumber bising yang sama dengan simulasi pertama berhasil melakukan peredaman sebesar 1.0648 kali

Simulasi ketiga menggunakan sumber bising berupa bising fan komputer yang direkam. Hasil dari simulasi ini adalah sistem mampu meredam bising sebesar 1.0669 kali.

Hasil dari simulasi pertama kemudian dilatih kembali dengan cara berbeda. Selanjutnya hasil pelatihan tersebut disimulasikan kembali dengan konfigurasi seperti pada simulasi pertama. Hasilnya sistem mampu meredam bising sebesar 3.0505 kali.

(34)

79 jauh apabila dibandingkan dengan sinyal bising sebelum melewati duct. Hal ini dikarenakan amplituda dari sinyal bising fan komputer tersebut sebenarnya sudah cukup kecil. Sehingga ketika sinyal bising tersebut melewati duct, maka besar amplitudanya semakin mengecil. Hal ini menyebabkan pengendali ANFIS sulit untuk mengestimasi sinyal anti bising. Sehingga ketika sinyal anti bising dibangkitkan, yang terjadi adalah sinyal anti bising tersebut menambah bising.

Dari analisa penyebab kegagalan di atas, maka pada percobaan kedua dari implementasi perangkat keras, amplituda sinyal bising diperbesar dengan cara sinyal bising yang telah direkam dikeluarkan melalui speaker dengan amplituda yang lebih besar. Hasilnya, sistem dapat melakukan peredaman sebesar 1.8298 kali.

5.2 Saran

Dari kesimpulan di atas, diketahui bahwa penyebab kegagalan sistem kendali bising pada implementasi perangkat keras adalah amplituda sinyal yang terlampau kecil. Untuk itu disarankan agar pada perancangan sistem kendali bising selanjutnya untuk memperhatikan besar amplituda dari sumber bising. Amplituda sumber bising yang memang sudah kecil akan menyulitkan sistem untuk mengestimasi sinyal anti bising.

(35)

80

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Carpentier, Arnaud, Thesis : Active Control of Noise Radiated From Personal Computers, Virginia Politechnic and State University, 2002 [2]. Handaga, Bana, Fajar, Suryawan, Noise Cancellation Using ANC System,

Jurnal Teknik Gelegar, 2006

[3]. Kusumadewi, Sri, Analisis Desain Sistem Fuzzy Menggunakan Toolbox

Matlab, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002

[4]. Kuswadi, Son, Kendali Cerdas Teori dan Aplikasinya, Andi, Yogyakarta, 2007

[5]. Kuswanto, Nancy., Penghilang Bising Adaptif Menggunakan ANFIS, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Maranatha, Bandung, 2006

[6]. Tokhi, O.M., Active Noise Control, Department Of Automatic Control and Systems Engineering, The University of Sheffield, 2003

[7]. Kajikawa,Yoshinobu, Yasuo, Nomura, Design of Actve Noise Controller

without Secondary Path Modeling and Improved-DSP Implementation,

Department of Electronics, Faculty of Engineering, Kansai University, 2000

(36)

LAMPIRAN A

(37)

Root Mean Square Error

(RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 5 adalah

sebagai berikut :

1

0.00159521

2

0.00159519

3

0.0015952

4

0.0015952

5

0.0015952

sebagai berikut :

1

0.00159521

2

0.00159553

3

0.00159539

4

0.00159547

5

0.00159548

6

0.00159547

7

0.00159522

8

0.00159548

9

0.00159526

10

0.00159548

sebagai berikut :

1

0.00159521

2

0.00159519

3

0.0015952

4

0.0015952

5

0.0015952

6

0.00159519

Step size decreases to 0.009000 after epoch 6.

7

0.0015952

(38)

11

0.00159515

12

0.00159517

13

0.00159513

14

0.00159515

15

0.0015951

Step size decreases to 0.007290 after epoch 15.

16

0.00159512

17

0.0015951

18

0.0015952

19

0.0015951

20

0.00159519

21

0.0015951

22

0.00159518

23

0.0015951

24

0.00159518

25

0.00159509

26

0.00159517

27

0.00159509

28

0.00159517

29

0.00159508

30

0.00159517

31

0.00159508

32

0.00159516

33

0.00159507

34

0.00159516

35

0.00159507

36

0.00159516

37

0.00159506

38

0.00159515

39

0.00159506

40

0.00159514

41

0.00159506

42

0.00159513

43

0.00159505

44

0.00159513

(39)

47

0.00159504

Step size decreases to 0.003138 after epoch 47.

48

0.00159511

49

0.00159504

50

0.0015951

(RMSE) hasil pelatihan ANFIS dengan epoch 100

adalah sebagai berikut :

1

0.00159521

2

0.00159519

3

0.0015952

4

0.0015952

5

0.0015952

6

0.00159519

7

0.0015952

8

0.00159519

9

0.00159519

10

0.00159518

11

0.00159515

12

0.00159517

13

0.00159513

14

0.00159515

15

0.0015951

Step size decreases to 0.007290 after epoch 15.

16

0.00159512

17

0.0015951

18

0.0015952

19

0.0015951

20

0.00159519

21

0.0015951

22

0.00159518

23

0.0015951

24

0.00159518

25

0.00159509

26

0.00159517

27

0.00159509

(40)

31

0.00159508

32

0.00159516

33

0.00159507

34

0.00159516

35

0.00159507

36

0.00159516

37

0.00159506

38

0.00159515

39

0.00159506

40

0.00159514

41

0.00159506

42

0.00159513

43

0.00159505

44

0.00159513

45

0.00159505

46

0.00159512

47

0.00159504

48

0.00159511

49

0.00159504

50

0.0015951

51

0.00159503

Step size decreases to 0.002824 after epoch 51.

52

0.00159509

53

0.00159502

54

0.00159508

55

0.00159502

56

0.00159507

57

0.00159501

58

0.00159505

59

0.00159501

60

0.00159505

61

0.001595

62

0.00159504

63

0.00159499

64

0.00159503

(41)

67

0.00159499

68

0.00159502

69

0.00159498

70

0.00159502

71

0.00159498

72

0.00159501

73

0.00159498

74

0.00159501

75

0.00159498

76

0.00159501

77

0.00159497

78

0.001595

79

0.00159497

80

0.001595

81

0.00159497

82

0.00159499

83

0.00159497

Step size decreases to 0.001216 after epoch 83.

84

0.00159499

85

0.00159497

86

0.00159499

87

0.00159497

88

0.00159499

89

0.00159497

90

0.00159498

91

0.00159497

92

0.00159498

93

0.00159496

94

0.00159498

95

0.00159496

96

0.00159498

97

0.00159496

98

0.00159497

99

0.00159496

100 0.00159497

(42)

LAMPIRAN B

(43)

General Specifications

PCI Bus Mastering

•

PCI Specification Version 2.1, 2.2 and 2.3 compliant

•

Bus mastering reduces latency and speeds up system performance

Sound Blaster Live! 24-bit Processor

•

64-voice wavetable synthesizer

•

Professional quality digital mixing and equalization

High Quality Audio Path

•

Selectable analog sources such as Line In and Microphone In

•

Playback of 64 audio channels, each at an arbitrary sample rate

•

24-bit Analog-to-Digital conversion of analog inputs at 96 kHz sample

rate

•

24-bit Digital-to-Analog conversion of digital sources at 96 kHz to analog

7.1 speaker output

•

16-bit to 24-bit recording sampling rates: 8, 11.025, 16, 22.05, 24, 32,

44.1, 48 and 96 kHz

Professional Digital Audio Processing

•

Supports Sony/Philips Digital InterFace (SPDIF) format of up to 24-bit/96

kHz quality

•

SPDIF input of up to 24-bit/96 kHz quality

•

SPDIF output at selectable sampling rate of 48 or 96 kHz

•

Software switching of SPDIF Input-to-Output (bypass) to minimize cable

connection hassle

Note

•

SPDIF input and output requires Digital I/O Module.

•

SPDIF output not available during playback of protected digital audio

contents authored with DRM (Digital Rights Management) technology.

Flexible Mixer Control

•

Software playback control of CD Audio, Line In, Microphone In and

Wave/DirectSound device

•

Software recording control of selectable input of various audio sources for

recording CD Audio and Line In, Microphone In and Wave/DirectSound

device

(44)

•

Front and rear balance control

•

Muting and panning control for selectable sources

Creative Multi Speaker Surround (CMSS)

•

Multispeaker technology

(45)

LAMPIRAN C

(46)

SoundMAX Codec

AD1986A

Rev.0

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com

FEATURES

Supports both AC ’97 and HD audio interfaces 6 DAC channels for 5.1 surround

S/PDIF output

Integrated headphone amplifiers Variable rate audio

Double rate audio (Fs = 96 kHz)

Greater than 90 dB dynamic range 20-bit resolution on all DACs 20-bit resolution on all ADCs Line-level mono phone input High quality differential CD input Selectable MIC input with preamp AUX and line-in stereo inputs

External amplifier power down (EAPD) Power management modes

Jack sensing and device identification 48-lead LQFP package

ENHANCED FEATURES

Integrated parametric speaker equalizer Stereo microphone with up to 30 dB gain boost Integrated PLL for system clocking

Variable sample rate: 7 kHz to 96 kHz 7 kHz to 48 kHz in 1 Hz increments 96 kHz for double rate audio

Jack sense with autotopology switching Jack presence detection on up to 8 jacks

Three software-controlled microphone bias signals Software-enabled outputs for jack sharing

Auto-down mix and channel spreading

Microphone-to-mono output for speakerphone Stereo microphone pass-through to mixer Built-in microphone/center/LFE/line-in sharing Built-in SURROUND/LINE_IN sharing

Center/LFE swapping supporting all vendor speakers Microphone left/right swapping

(47)

AD1986A

NOTES

REDUCED SUPPORT COMPONENTS

The AD1986A includes many improvements that reduce external support components for particular applications. • Multiple Microphone Sourcing: The MIC_1/2, LINE_IN

and C/LFE pins can all be selected as sources for microphone input (boost amplifier).

• Multiple VREF_OUT Pins: Each microphone-capable pin group (MIC_1/2, LINE_IN and C/LFE) has separate, software controllable VREF_OUT pins, reducing the need for external biasing components.

• Internal Microphone Mixing: Any combination of the MIC_1/2, LINE_IN and C/LFE pins can be summed to produce the microphone input. This removes the need for external mixing components in applications that externally mix microphone sources.

• Advanced Jack Presence Detection: Using two codec pins, eight resistors and isolated switch jacks, the AD1986A can detect jack insertion on eight separate jacks.

• Internal Microphone/Line In/C/LFE Sharing: On systems that share the microphone with the C/LFE jack no external components are required. The microphone selector can select the LINE_IN pins when the microphone and line input devices are swapped.

• Internal Line In/Microphone/Surround Sharing: On systems that share the line in with the surround jack no external components are required.

(48)

SPECIFICATIONS

[image:48.612.48.593.132.274.2]

Test conditions, unless otherwise noted.

Table 1.

Parameter Typ Unit

Temperature 25 °C

Digital Supply (DVDD) 3.3 ± 10% V

Analog Supply (AVDD) 5.0 ± 10% V

Sample Rate (FS) 48 kHz

Input Signal 1.0 kHz

Analog Output Pass Band 20 Hz–20 kHz

VIH 2.0 V

VIL 0.8 V

VIH 2.4 V

VIL 0.6 V

DAC Test Conditions

Calibrated

Output −3 dB Relative to Full Scale

10 kΩ Output Load: Line (Surround), Mono 32 Ω Output Load: Headphone

2 kΩ Output Load: Center, LFE

ADC Test Conditions

Calibrated 0 dB PGA Gain

[image:48.612.52.583.408.547.2]

Input −3.0 dB Relative to Full Scale

Table 2. Analog Input

Input Voltage Min Typ Max Unit

MIC_1/2, LINE_IN, CD, AUX, PHONE_IN (No Preamp) 1 Vrms1

C/LFE and SURROUND (When Used as Inputs) 2.83 V p-p

0.089 V p-p

0.283 V p-p

0.894 V p-p

Input Impedance2 ₂₀_kΩ

Input Capacitance2 ₅_7.5_pF

[image:48.612.55.583.604.723.2]

1_{RMS values assume sine wave input.} 2_{Guaranteed by design, not production tested.}

Table 3. Master Volume

Step Size (LINE_OUT, HP Out, Mono Out, SURROUND, CENTER, LFE) −1.5 dB

Output Attenuation Range (0 dB to –46.5 dB) −46.5 dB

Mute Attenuation of 0 dB Fundamental2₋₈₀_dB

Table 4. Programmable Gain Amplifier—ADC

Step Size 1.5 dB

(49)

AD1986A

[image:49.612.30.564.91.191.2]

Table 5. Analog Mixer—Input Gain/Amplifiers/Attenuators

Parameter Min Typ Max Unit

Signal-to-Noise Ratio (SNR)

CD to LINE_OUT 90 dB

LINE, AUX, PHONE to LINE_OUT1₈₈_dB

MIC_1 or MIC_2 to LINE_OUT1₈₀_dB

Step Size: All Mixer Inputs (Except PC Beep) −1.5 dB

Step Size: PC Beep −3.0 dB

Input Gain/Attenuation Range: All Mixer Inputs (+12 dB to −34.5 dB) −46.5 dB

[image:49.612.31.564.245.345.2]

Table 6. Digital Decimation and Interpolation Filters1

Pass Band 0 0.4 × FS Hz

Pass-Band Ripple ±0.09 dB

Transition Band 0.4 × FS 0.6 × FS Hz

Stop Band 0.6 × FS ∞ Hz

Stop-Band Rejection −74 dB

Group Delay 16/FS S

Group Delay Variation Over Pass Band 0 µs

Table 7. Analog-to-Digital Converters

Resolution 20 Bits

Total Harmonic Distortion (THD) −95 dB

Dynamic Range (−60 dB Input, THD + N Referenced to Full Scale, A-Weighted) −85 dB Crosstalk: Line Inputs (Input L, Ground R, Read R; Input R, Ground L, Read L) −80 dB

Crosstalk: LINE_IN to Other Inputs −100 −80 dB

Gain Error (Full-Scale Span Relative to Nominal Input Voltage) ±10 %

[image:49.612.30.567.379.494.2]

(50)

[image:50.612.51.576.94.197.2]

Table 8. Digital-to-Analog Converters

Resolution 20/24 Bits

Total Harmonic Distortion (LINE_OUT Drive) −92 dB

Total Harmonic Distortion (HP_OUT) −75 dB

Dynamic Range (−60 dB Input, THD + N Referenced to Full-Scale, A-Weighted) 91 dB Gain Error (Full-Scale Span Relative to Nominal Input Voltage) ±10 %

DAC Crosstalk1_{(Input L, Zero R, Read R_OUT; Input R, Zero L, Read L_OUT)} ₋₈₀ _dB

[image:50.612.51.582.244.481.2]

Table 9. Analog Output

FULL-SCALE OUTPUT VOLTAGE: SURROUND, CENTER/LFE, MONO_OUT 1 VRMS

2.83 V p-p

Output Impedance1₃₀₀_Ω

External Load Impedance1 _{10 kΩ}

External Load Capacitance 1,000 pF

FULL-SCALE OUTPUT VOLTAGE: HP_OUT, LINE_OUT 1 VRMS

2.83 V p-p

Output Impedance1₁_Ω

External Load Impedance1 _{32 Ω}

External Load Capacitance1_1,000_pF

VREF_FILT 2.050 2.250 2.450 V

VREF_OUT(MIC, C/LFE, LIN) (xVREF [2:0] = 001) 2.250 V

(xVREF [2:0] = 100, AVDD = 5.0 V) 3.700 V

(xVREF [2:0] = 010) 0.0 V

Current Drive 5 mA

Mute Click (Muted Output, Unmuted Midscale DAC Output) ±5 mV

Table 10. Static Digital Specifications—AC ’97

High Level Input Voltage (VIH), Digital Inputs 0.65 × DVDD V

Low Level Input Voltage (VIL) 0.35 × DVDD V

High Level Output Voltage (VOH), IOH = 2 mA 0.90 × DVDD V

Low Level Output Voltage (VOL), IOL = 2 mA 0.10 × DVDD V

Input Leakage Current −10 10 µA

Output Leakage Current −10 10 µA

[image:50.612.56.566.529.633.2]

(51)

AD1986A

[image:51.612.32.569.95.184.2]

Table 11. Power Supply (Quiescent State)

Parameter Min Typ Max Unit

Power Supply Range—Analog (AVDD) ± 10% 4.5 5.5 V

Power Supply Range—Digital (DVDD) ± 10% 2.97 3.63 V

Power Dissipation—Analog (AVDD)/Digital (DVDD) 365/171.6 mW

Analog Supply Current—Analog (AVDD) 62.0 mA

Digital Supply Current—Digital (DVDD) 53.2 mA

[image:51.612.31.564.215.392.2]

Power Supply Rejection (100 mV p–p Signal @ 1 kHz) 40 dB

Table 12. Power-Down States—AC ’97 (Quiescent State)

Parameter Set Bits AVDD Typ DVDD Typ Unit

ADC PR0 53.0 45.7 mA

FRONT DAC PR1 53.7 47.7 mA

CENTER DAC PRI 62.0 53.2 mA

SURROUND DAC PRJ 53.5 47.1 mA

LFE DAC PRK 62.0 52.8 mA

ADC + ALL DACs PR1, PR0, PRI, PRJ, PRK 27.0 14.5 mA

Mixer PR2 36.6 53.2 mA

ADC + Mixer PR2, PR0 27.6 45.7 mA

ALL DACs + Mixer PR2, PR1, PRI, PRJ, PRK 12.6 33.0 mA

ADC + ALL DACs + Mixer PR2, PR1, PR0, PRI, PRJ, PRK 2.4 14.5 mA

Standby PR5, PR4, PR3, PR2, PR1(IJK), PR0 0.0 0.05 mA

Headphone Standby PR6 55.0 53.2 mA

LINE_OUT HP Standby LOHPEN = 0 62.0 53.2 mA

Table 13. Clock Specifications

Input Clock Frequency (Reference Clock Mode) 14.31818

48.000

MHz MHz

Recommended Clock Duty Cycle 40 50 60 %

(52)

[image:52.612.48.309.89.235.2]

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Table 14.

Power Supply Min Max Unit

Digital (DVDD) −0.3 +3.6 V

Analog (AVDD) −0.3 +6.0 V

Input Current (Except Supply Pins) ±10.0 mA Analog Input Voltage (Signal Pins) −0.3 AVDD + 0.3 V

Digital Input Voltage (Signal Pins) −0.3 DVDD + 0.3 V

Ambient Temperature (Operating) Commercial

Industrial

0 –40

+70 +85

°C

Storage Temperature −65 +150 °C

Stresses greater than those listed under Absolute Maximum Ratings can cause permanent damage to the device. This is a stress rating only, functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operational section of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods can affect device reliability.