Sistem digital atau sistem
biner adalah sistem elektronika yang hanya mengenal dua kondisi harga saja,
yaitu “1” dan “0”. Sistem biner ini dapat mewakili semua informasi elektronik
yang sebelumnya diwakili oleh besaran analog. Informasi tersebut antara lain
berupa sinyal audio/suara, sinyal gambar diam, sinyal video, angka, tulisan
atau besaran-besaran listrik yang ada pada sistem instrumentasi dan kendali.
Gambar 1.1.a. memperlihatkan
perbedaan utama antara sinyal analog (kiri) dengan sinyal digital (kanan).
Sinyal analog memiliki harga yang kontinyu, baik terhadap sumbu mendatar (sumbu
waktu) maupun sumbu tegak (sumbu tegangan), sedangkan sinyal digital hanya
memiliki 2 nilai saja pada sumbu tegaknya, yaitu “1” dan “0” atau HIGH dan LOW.
Variasi sinyal digital hanya berkisar pada 2 harga sumbu tegak beserta variasi
durasi waktu atau lebar nilai HIGH atau LOW tersebut.
(a)
(b)
Gambar 1.1. (a). Perbandingan sinyal analog dengan sinyal
digital
(b). Pemulihan kualitas sinyal digital.
Keunggulan
sinyal digital terhadap sinyal analog antara lain :
a.
Lebih kebal terhadap noise dan lebih mudah dipulihkan
kualitasnya (lihat Gambar 1.1.b.).
b.
Sederhana, murah dan aman untuk diterapkan pada sistem
pengolahan data.
Kelemahan
sinyal digital terhadap sinyal analog antara lain :
a.
Memerlukan lebih banyak transistor untuk penerapan atau
aplikasi tertentu. Misalnya, pada rangkaian filter analog lebih sedikit
menggunakan transistor daripada di rangkaian filter digital, namun sebenarnya kelemahan
ini telah tertutupi dengan berkembangnya teknologi semikonduktor, sebab dengan
teknologi VLSI atau ULSI, puluhan juta transistor dapat dikemas dalam satu wafer
/ keping yang ukurannya tidak lebih dari 1 cm2.
b.
Pada banyak situasi, respon sistem digital lebih lambat jika
dibandingkan dengan respon sistem analog yang setara dengannya. Namun,
kelemahan inipun sebenarnya sudah dapat diatasi dengan penerapan teknik
kompresi sinyal dan paralell processing. Meskipun lambat, namun karena ukuran
sinyal diperkecil sedemikian rupa atau prosesnya dilakukan secara paralel (1
tugas diselesaikan oleh banyak prosesor), maka kecepatan proses atau
transmisinya dapat menjadi setara atau lebih baik dari sistem analog yang setara
dengan-nya.
Berikut ini adalah beberapa
contoh representasi biner (binary
representation) atau hal-hal yang berkaitan dengan teknik mewakili
informasi analog dengan informasi
digital.
a.
Tulisan.
Setiap huruf atau angka pada tulisan latin dan arab dapat
diwakili dengan kode biner tertentu. Untuk tulisan latin kita mengenal istilah
kode ASCII yaitu kode 7-bit bilangan biner untuk mewakili huruf atau angka
tertentu, misalnya huruf a kecil dapat diwakili dengan kode biner 011 1010.
b.
Bilangan.
Saat ini terdapat 2 jenis bilangan, yaitu bilangan bulat
(integer) dan bilangan riil (floating point). Bilangan integer dapat diwakili
dengan 8-bit unsigned integer, yaitu 8-bit kode biner yang mewakili bilangan
bulat desimal mulai 0 sampai 255. Atau 8-bit signed integer, yaitu 8-bit kode
biner yang mewakili bilangan bulat desimal mulai –127 sampai 127. Misalnya
angka 63 dapat diwakili oleh 8-bit unsigned integer dengan kode 00111001.
Sedangkan bilangan riil biasa diwakili dengan 32-bit kode
biner, sebagian bit untuk besaran (magnitude) dan sebagian lagi untuk pangkat
sepuluh (mantissa). Misalnya angka 2,287 dapat diwakili dengan 24-bit kode
biner magnitude dan 8-bit kode biner mantissa, sehingga kode biner tsb mewakili
angka 2287.10-3. Untuk jangkauan yang lebih besar atau resolusi yang
lebih teliti, jumlah bit pada kode binernya dapat ditambah menjadi 64-bit,
128-bit dan seterusnya tergantung kebutuhan.
c.
Sinyal 1 dimensi.
Gambar
1.2. memperlihatkan teknik mengubah sinyal analog 2 dimensi (a) menjadi deretan
kode biner serial (c) atau paralel (d) melalui diskritisasi atau kuantisasi
(b). Diskritisasi membatasi
kehalusan sinyal analog pada kisi-kisi dengan ukuran tertentu. Makin kecil
ukuran kisi, makin teliti upaya mewakili sinyal analog, tetapi makin banyak
kode biner yang dibutuhkan untuk mewakilinya.
d. Sinyal 2 dimensi.
Gambar
1.3. memperlihatkan sebuah gambar diam yang dipecah menjadi kotak-kotak kecil.
Jika ukuran kotak diperkecil hingga mencapai ukuran 1 titik, kotak kecil tsb
disebut pixel atau picture element, setiap pixel memiliki warna tertentu. Jika
gambar yang ingin diwakili hanya berupa gambar hitam putih, maka setiap pixel
cukup diwakili dengan 1-bit data. Makin halus ukuran pixel dan makin banyak
jumlah warna yang harus diwakilinya, maka makin besar pula jumlah bit yang
harus mewakilinya. Sebagai contoh, gambar pada desktop window operating system
biasanya dipecah menjadi 800 x 600 pixel dengan 32-bit atau 232
kemungkinan variasi warna untuk setiap pixel. Artinya untuk mewakili sebuah
gambar pada desktop diperlukan 800 x 600 x 4 byte data digital.
Gambar
1.3. Sebuah gambar diam yang dipecah menjadi 256 kotak.
Kesimpulan
1. Keunggulan sinyal digital terhadap sinyal analog
antara lain :
a. Lebih kebal terhadap noise dan lebih mudah dipulihkan
kualitasnya.
b. Sederhana, murah dan aman
untuk diterapkan pada sistem pengolahan data.
2. Sedangkan kelemahannya antara lain :
a.
Memerlukan lebih
banyak transistor untuk penerapan pada aplikasi tertentu. Misalnya filter analog lebih
sedikit menggunakan transistor dari pada filter digital. Tetapi kelemahan ini
tertutupi dengan berkembangnya teknologi semikonduktor. Dengan teknologi VLSI
atau ULSI, puluhan juta transistor dapat dikemas dalam wafer yang ukurannya
tidak lebih dari 1 cm2.
b. Pada banyak situasi, respon sistem digital lebih lambat
dari respon sistem analog yang setara dengannya. Tetapi kelemahan inipun dapat
diatasi dengan penerapan teknik kompresi sinyal dan paralel processing.
Meskipun lambat, tetapi karena ukuran sinyal diperkecil sedemikian rupa atau
prosesnya dilakukan secara paralel (1 tugas diselesaikan oleh banyak prosesor),
maka kecepatan proses atau transmisinya dapat menjadi setara atau lebih baik
dari sistem analog yang setara dengannya.
3. Contoh representasi biner (binary
representation) informasi digital adalah:
Tulisan, Bilangan, Sinyal 1 dimensi, Sinyal 2 dimensi.
0 komentar:
Posting Komentar