Sinyal Analog

Bentuk sinyal analog yang paling sederhana dapat digambarkan sebagai gelombang
sinus. Namun dalam keadaan nyata suatu sinyal analog merupakan gabungan dari
beberapa gelombang sinus yang disebut dengan sinyal komposit. Dengan teknik yang
ditemukan oleh seorang ilmuwan Perancis bernama Jean-Babtiste Fourier sinyal
komposit dapat didekomposisi ke dalam beberapa gelombang sinus untuk kepentingan
analisis. Teknik ini disebut dengan analisis Fourier.
Sekarang mari kita perhatikan properti dari sebuah gelombang sinus seperti
terlihat dalam Gambar 1 . Gelombang sinus memiliki beberapa properti penting yang akan
segera kita bahas, yaitu amplitudo, frekuensi, periode, fasa, dan panjang gelombang.

Gambar 1 Sinyal dalam bentuk gelombang sinus

Amplitudo adalah suatu nilai yang merujuk pada ketinggian intensitas sinyal pada
setiap waktu. Intensitas sinyal yang tertinggi disebut dengan amplitudo puncak. Intensitas
sinyal ini berkaitan dengan jumlah energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. Sebagai
contoh pada sinyal listrik, amplitudo diukur dengan satuan volt.
Frekuensi dinyatakan sebagai jumlah periode yang dilalui oleh satu gelombang
dalam waktu 1 detik. Dalam Gambar 2.3 terlihat bahwa dalam 1 detik gelombang melalui 2
siklus, karena itu gelombang dalam gambar 2.3 memiliki frekuensi = 2 siklus/detik (atau 2
Hertz). Frekuensi juga dapat dinyatakan sebagai jumlah perubahan per satuan waktu.
Apabila suatu sinyal memiliki jumlah perubahan banyak sekali maka kita katakan
sinyal tersebut memiliki frekuensi tinggi, sebaliknya apabila suatu sinyal memiliki jumlah
perubahan sedikit sekali maka kita katakan sinyal tersebut memiliki frekuensi rendah.
Apabila suatu sinyal berubah secara instan (tiba-tiba berubah) maka sinyal tersebut memiliki frekuensi tak terhingga. Apabila suatu sinyal tidak berubah sama sekali maka sinyal tersebut memiliki frekuensi nol. Misalnya, sinyal direct current (DC) yang dikeluarkan oleh sebuah baterai akan menghasilkan sinyal sebesar 1.5 volt terus menerus, karena itu frekuensi dari sinyal DC adalah nol.
Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 1 siklus gelombang. Dalam Gambar 2.3, satu siklus gelombang ditempuh dalam waktu 0,5 detik. Karena itu periode dari gelombang adalah 0,5 detik. Yang mana f adalah frekuensi dalam satuan Hertz atau siklus/detik dan T adalah periode dalam satuan detik.
Panjang gelombang adalah jarak yang dilalui untuk menempuh satu siklus gelombang dalam satuan meter. Properti terakhir yang akan kita bahas adalah fasa. Fasa yang diukur dalam satuan derajat atau radian merupakan jarak pergeseran sinyal relatif terhadap titik 0. Apabila fasa bernilai positif, maka sinyal bergeser ke kiri relatif terhadap titik 0. Sebaliknya apabila fasa bernilai negatif, maka sinyal bergeser ke kanan relatif terhadap titik 0.
Relasi antara satuan ukur derajad dan radian ditunjukkan dalam persamaan berikut
radian 1800
Maka berdasarkan persamaan 3.4, 3600 sama dengan 2 radian, 900 sama dengan ½ radian dan 300 sama dengan 1/6 radian. Sekarang kita akan melihat bagaimana fasa menggeser gelombang sinus. Perhatikan ilustrasi dalam Gambar 2. Seperti terlihat dalam Gambar 2.4, tiga buah gelombang cosinus masing-masing memiliki T = 0.5 detik. Gelombang cosinus paling atas tidak mengalami pergeseran fasa karena titik awal gelombang terletak pada t = 0. Gelombang cosinus kedua mengalami pergeseran fasa sebesar ¼ T. Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita tahu bahwa satu siklus gelombang cosinus akan menempuh 2radian = T. Maka ¼ T = ½ radian. Hal berarti bahwa gelombang cosinus kedua bergeser dengan fasa ½ radian. Sekarang tentukan pergeseran fasa pada gelombang cosinus yang terbawah dalam Gambar 2.

Gambar 2 Gelombang sinus dengan pergeseran fasa