Perangkat Keras Untuk Pengolahan Sinyal Digital Berbasis Mikroprosesor

Pengolahan sinyal digital dapat diimplementasikan dengan mikroprosesor. Berikut ini blok diagram pengolahan sinyal digital minimalis:

Komponen Sistem

• Pengkondisi sinyal
• Anti aliasing filter
• ADC (Analog to Digital Converter)
• Mikroprosesor
• DAC (Digital to Analog Converter)
• Filter rekonstruksi (reconstruction filter)
• Catu daya untuk rangkaian analog
• Catu daya untuk rangkaian digital

Cara kerja sistem

sinyal analog masuk ke pengkondisi sinyal.

• Pengkondisi sinyal memperkuat atau memperlemah sinyal agar tegangannya sesuai dengan tegangan masukan Anti Aliasing Filter (AAF). AAF biasanya penguatannya 1, sehingga tegangan ini sesuai juga dengan tegangan masukan pada ADC (Analog to Digital Converter). Pengkondisi sinyal juga dapat menambah atau mengurangi tegangan sesuai keperluan.
• Anti aliasing filter (AAF) menghillangkan sinyal frekuensi tinggi untuk mencegah terjadinya aliasing pada proses sampling
• ADC (Analog to Digital Converter) mengubah tegangan analog menjadi angka digital dengan jumlah bit tertentu.
• Mikroprosesor mengendalikan ADC dan DAC. Data dari ADC diterima oleh mikroprosesor. Proses pengolahan sinyal digital dilakukan di mikroprosesor. Proses perhitungan sinyal mesti dilakukan dengan kecepatan pencuplikan (sampling) tertentu, tidak terlalu cepat dan juga tidak terlalu lambat. Untuk membuat frekuensi pencuplikan yang konstan, umumnya dapat menggunakan interupsi timer pada mikroprosesor, atau dapat juga menggunakan Real Time Operating System (RTOS).
• Mikroprosesor mengirimkan sinyal dalam bentuk angka digital ke DAC.
• DAC (Digital to Analog Converter) mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Sinyal ini masih berbentuk anak tangga.
• Filter rekonstruksi (reconstruction Filter) mengubah sinyal analog yang berbentuk anak tangga dari DAC menjadi sinyal analog yang lebih mulus. Proses pengubahan digital ke analog mempunyai efek samping mengubah respon frekuensi sinyal. Ada sinyal frekuensi tertentu yang diperlemah, ada frekuensi tertentu yang diperkuat. Untuk mengembalikan respon frekuensi ini menjadi datar, maka diperlukan filter rekonstruksi dengan respon frekuensi tertentu. Filter rekonstruksi ini bertindak sebagai equalizer.
• Output analog diambil dari output filter rekonstruksi
• Catu daya (power supply) bertugas menyediakan daya dengan tegangan konstan sesuai keperluan.  Umumnya dipisahkan antara catu daya rangkaian analog dan rangkaian digital, supaya noise dari rangkaian digital tidak mengganggu rangkaian analog.

Artikel Terkait

• Antar muka input analog
• Simulasi Pengolahan Sinyal Digital
• Sistem Elektronika Dengan Sinyal Analog dan Digital
• Sistem Filter Digital Praktis Berbasis Mikroprosesor
• Perancangan Filter Digital Bandpass Dengan Arduino