lanjutan analog dan digital filter

• Filter IIR

Yang perlu diingat disini bahwa infinite inpulse response (IIR) dalam hal ini bukan berarti filter yang bekerja dari nilai negatif tak hingga sampai positif tak hingga. Pengertian sederhana untuk infinite impulse respon filter disini adalah bahwa output filter merupakan fungsi dari kondisi input sekarang, input sebelumnya dan output di waktu sebelumnya. Konsep ini kemudian lebih kita kenal sebagai recursive filter, yang mana melibatkan proses feedback dan feed forward.
Untuk implementasi sebuah low pass filter bersifat narrow-band menggunakan sebuah filter IIR merupakan pilihan yang sangat sulit tetapi masih mungkin dilakukan. Satu alasannya adalah penentuan orde yang tepat sehingga menghasilkan bentuk yang tajam pada respon frekuensi relative sulit. Pada domain unit circle bidang-z sering ditandai dengan letak pole-pole yang ada diluar lingkaran, hal ini secara fisis memberikan arti bahwa filter yang dihasilkan tidak stabil.Kita coba untuk merealisasikan dalam program Matlab secara sederhana dengan melihat pada masing-masing kasus, dalam hal ini adalah low pass filter (LPF) dan high pass filter (HPF).

Contoh 1:
Kita akan mencoba merancang sebuah low pass filter (LPF) IIR dengan memanfaatkan filter Butterworth. Frekuensi cut off ditetapkan sebesar 2000 Hz. Dalam hal ini frekuensi sampling adalah 10000 Hz. Langkah realisasi dalam Matlab adalah sebagai berikut.

clear all;
R=0.2;
N=16;
Wn=0.2;
figure(1);
[B,A] = butter(N,Wn);
[H,w]=freqz(B,A,N);
len_f=length(H);
f=1/len_f:1/len_f:1;
plot(f,20*log10(abs(H)),'linewidth',2)

Dari langkah ini akan didapatkan respon frkeuensi seperti gambar berikut.


Gambar Respon Frekuensi Filter IIR, LPF

Contoh 2:
Pada contoh kedua ini kita akan mencoba merancang sebuah filter IIR untuk high pass
filter (HPF). Tetap dengan frekuensi cut off 2000 Hz, dan frekuensi sampling 10000.
Langkah pemrogramanya adalah dengan sedikit memodifikasi bagian berikut.
[B,A] = butter(N,Wn,'high');
Ini akan memberikan respon frekuensi seperti berikut :

Gambar.Respon Frekuensi Filter IIR, HPF

• Filter Pre-Emphasis

Dalam proses pengolahan sinyal wicara pre emphasis filter diperlukan setelah proses
sampling. Tujuan dari pemfilteran ini adalah untuk mendapatkan bentuk spectral frekuensi sinyal wicara yang lebih halus. Dimana bentuk spectral yang relatif bernilai tinggi untuk daerah rendah dan cenderung turun secara tajam untuk daerah fekuensi diatas 2000 Hz. Filter pre-emphasis didasari oleh hubungan input/output dalam domain waktu yang
dinyatakan dalam persamaan beda seperti berikut:

y(n) = x(n) – ax(n−1)

dimana:
a merupakan konstanta filter pre-emhasis, biasanya bernilai 0.9 < style=""> Dalam bentuk dasar operator z sebagai unit filter, persamaan diatas akan memberikan sebuah transfer function filter pre-emphasis seperti berikut
Gambar Sinyal input dan output dari pre-emphasis filter dalam domain waktu.


Sedangkan hasil yang didapatkan dalam bentuk domain frekuensi adalah seperti berikut.

Gambar Sinyal input dan output dari pre-emphasis filter dalam domain frekuensi