Pencuplikan SInyal Pada Bidang Dasar

Proses digitalisasi sinyal analog dimulai dengan membgi sinyal asli kedalam cuplikam berjalak sama seperti ditunukan dalam Gambar 1 . Skema pencuplikan ini disebut Modulasi Amplitudo Pulsa ( pulse Amplitude Modulation, PAM ).

Gambar 1 (a) sinyal m(t) yang akan dicuplikan. (b) fungsi pencuplikan S(t) yang terdiri atas runtun pulsa denga lebar pulsa yang sangat sempit . (c) operasi pencuplikan yang dibentuk dalam pengali.(d) Pencuplikan sinyal m(t) .

 

Sinyal bidang dasar m(t) yang akan dicuplik seperti ditunjukkan dalam Gambar 1(a) . Runtun periodik pulsa S(t) dengan amplitudo satu dan peride Ts seperti Gambar 1 (b) . Pulsa-Pulsa tersebut mempunyai lebar pulsa dt yang sangat sempit .

Kedua sinyal m(t) dan S(t) kemudian dilewatkan pada pengali ( multiplier ) seperti ditunjukan pada gambar 1 (c) yang memberikan luaran perkalian dalam ( product ) S(t)m(t) . Hasil perkalian dalam ini terlihat dalam Gambar 1 (d) dimana sinyal m (t) dicuplik pada tiap kemunculan pulsa .

Bahwa tinggi pulsa sama dengan nilai amplitudo m (t) dan selang diantara pulsa yang satu dengan yang lainnya memberikan luaran sama dengan nol .

Untuk menentukan jumlah minimum pencuplikan yang digunakan untuk mendapatkan kembali sinyal asli dengan bail di penerima , maka digunakan teorima pencuplikan yang dikembangkam oleh Nyquist , maka frekunsi pencuplikan , fs ≥ 2fm.

Terdapat dua jenis pencuplikan yaitu pencuplikan alami ( natural sampling ) dan pencuplikan datar-atas ( flat-top sampling ). Dalam pencuplikam alami , gelombang pencuplikan S(t) terdiri atas runtun pulsa yang mempunyai durasi t dan dipisahkan oleh waktu pencuplikan Ts .

Sinyal bidangdasar m(t) dan sinyal tercuplik S(t)m(t) ditunjukkan dalam gambar 2 . Amati bahwa sinyal terdiri atas pulsa-pulsa yang bervariasi amplitudonya dimana bagian atasnya tidak datar tetapi mengikuti bentuk gelombang sinyal m(t).                              

 Jenis-jenis pulsa yang ditunjukan dalam Gambar 2(c) , dengan kontur bagian atasnya mengikuti bentik gelombang dari sinyal m(t) , tidaklah selalu digunakan . Selain dengan pencuplikan alami , pulsa-pulsa dengan kontur bagiam atas daar ( flat-topped) sering juga digunakan sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 3.

Pulsa-pulsa denga bagian atas datar ini mempunyai amplitudo yang konstan yang dihasilkan oleh nilai cuplikan sinyal pada titik yang sama dalam selang interval . Pada Gambar 2 (a) terlihat bahwa sinyal tercuplik bervariasi pada awal setiap pulsa .

Dalam jenis pencuplikam seperti ini sinyal bidangdasar m(t) tidak dapat sepenuhnya dapat dipulihkan dengan melewatkan pencuplikan melalui Tapis Pelewat Frekuensi Rendah ( Low Pass Filter, LPF ) . Pencuplikan dengan kontur atas yang datar memiliki kelebuhan dapat menyederhanakan desain rangkaian elektronika yang digunakan untuk membentuk operasi pencuplikan .

 

Metode pemulihan (recovery) sinyal melalui penahanan (holding) ditunjukkan dalam Gambar 4 , dimana sinyal bidangdasr m(t) dan pulsa-pulsa dengan kontur atas yang datar diperlihatkan . Pada penerima akhir dan setelah demultipleksing , pulsa-pulsa cuplikannya akan diperlebar, yaitu nilai cuplikan setiap sinyal bidangdasar ditahan sampai muncul cuplikan berikutnya dari sinyal bidang dasar yang sama .

Operasi ini ditunjukkan dalam Gambar 4 dimana pelebaran garis patah-patah dari pulsa-[ulsa cuplikakan . Gelombang luarannya adalah gelombang anak tangga yang naik dan turun dengan tanpa selang yang kosong .      

                       Gambar 4 Ilustrasi operasi penahanan

Operasi penahanan dapat dibentuk seperti ditunjukkan dalam Gambar 5 . Saklar S beroperasi secara sinkron dengan kemunculan setiap cuplikan . Saklar ini , senatiasa terbuka , tertutup setelah kemunculan tepi depan dari pulsa pencuplikan dan terbuka dalam tepi akhir . Penguat (amplifier) mempunyai impedansi luaran rendah .

Karena pada penutupan saklar , kapasitor C termuati dengan tiba-tiba sebanding dengan tegangan setiap cuplikan , kapasitor akan mempertahankan tegangan ini sampai operasi ulang cuplikan berikutnya .