Pengolahan sinyal memegang peranan penting dalam berbagai aplikasi seperti teknik pengolahan suara, kompresi sinyal yang terdiri dari data dan gambar, telekomunikasi digital atau handphone, dan yang lainnya yang memerlukan pengolahan sinyal. Pengolahan sinyal memungkinkan dilakukannnya proses penguraian sinyal yang bermanfaat sesuai dengan kebutuhan dengan efisien dan optimal, dan pengolahan sinyal akan lebih luas dan lebih berkembang dengan menggunakan sistem elektronik analog dan sistem yang diproses secara digital.
Dalam perkembangan awal elektronika, filter analog menjadi pilihan karena relatif murah dan mudah dalam perancangannya. Akan tetapi setelah ditemukan piranti digital dengan kemampuan komputasi yang cepat, implementasi filter digital sangat digemari dan sejak itu hingga kini telah banyak menggantikan peran filter analog. Sampai saat ini filter digital masih menjadi objek penelitian yang terus berkembang dan diminati banyak orang.
Filter digital adalah suatu prosedur matematika atau algoritma yang mengolah sinyal masukan digital dan menghasilkan isyarat keluaran digital yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan tujuan filter. Filter digital dapat dibagi menjadi dua yaitu filter digital IIR (infinite impulse response) dan FIR (finite impulse response). Pembagian ini berdasarkan pada tanggapan impuls filter tersebut yaitu FIR memiliki tanggapan impuls yang panjangnya terbatas sedangkan IIR tidak terbatas.
Filter digital FIR didesain dengan teknik yang serupa dengan teknik yang digunakan pada perancangan filter analog. Pada setiap metode perancangan teknik digital FIR selalu diawali dengan perancangan filter analog terlebih dahulu alam kawasan frekwensi analog. Kemudian dirancang filter digital FIR sebagai penandaan dari filter analog. Diharapkan karakteristik filter digital yang dibentuk akan sama atau mendekati sama dengan filter analog.
Filter Digital
Filter digital adalah suatu sistem yang berfungsi untuk menyaring frekuensi, serta memodifikasi spektrum frekuensi disuatu sinyal sehingga diperoleh tujuan yang diinginkan.
Spektrum frekuensi ini adalah suatu grafik dimana dalam grafik itu menggambarkan bentuk-bentuk suatu sinyal yang merupakan kumpulan sinyal-sinyal sinusoida dengan amplitudo dan frekuensi yang berbeda-beda yang membentuk suatu sinyal.
Filtering adalah suatu proses dalam pengolahan sinyal, dan sangat umum digunakan dalam teknik telekomunikasi. Filter digital pada faktanya adalah suatu program yang dibuat sedemikian sehingga karakteristiknya menyerupai filter analog. Filter digital lebih banyak digunakan dibandingkan dengan filter analog karena beberapa alasan berikut :
- Filter digital dapat mempunyai karakteristik yang tidak mungkin didapatkan dengan filter analog seperti respon fasa linier.
- Kinerja filter digital tidak dipengaruhi faktor lingkungan seperti suhu karena tidak memiliki komponen pasif seperti resistor.
- Respon frekuensi filter digital dapat dengan mudah disesuaikan dengan cara mengganti programnya.
Namun demikian filter digital juga memiliki kelemahan seperti berikut ini :
- Kecepatan waktu proses dari filter digital tergantung dari kecepatan prosesor yang digunakan dan juga kompleksnya algoritma program yang digunakan.
- Filter ini memerlukan analog to digital processing untuk mengubah sinyal analog ke sinyal digital.
- Memerlukan keahlian dan proses lama dalam desain, karena memerlukan beberapa pengetahuan khusus seperti pemahaman akan perangkat keras hardware, pemahaman akan perangkat lunak software dan pemahaman akan ilmu dalam teknik desain.
Finite Impulse Response (FIR)
Filter digital finite impulse response (FIR) merupakan sistem open loop atau dikenal juga dengan sistem non-recursive. Pada sistem yang bersipat open loop/tanpa feedback, kestabilan sistem tidak dapat di kendalikan, sehingga untuk memperoleh hasil respons yang lebih baik/stabil daerah kerja dari filter FIR harus dibatasi. Beberapa persyaratan yang harus diperhatikan antara lain :
- Panjang filter (N), pada filter digital FIR setara dengan orde.
- Daerah kerja redaman, pada daerah batas tertentu akan terjadi osilasi.
- Dipilih daerah kerja yang mempunyai Phase delay linear.
Filter FIR adalah salah satu tipe dari filter digital yang dipakai pada aplikasi Digital Signal Processing (DSP). FIR kepanjangan dari Finite Impulse Response. Mengapa disebut respons impulsnya terbatas Karena tidak ada feedback didalam filter, jika anda memasukkan sebuah impulse (yaitu sebuah sinyal ‘1’ diikuti dengan banyak sinyal ‘0’), sinyal nol akan keluar setelah sinyal 1 melewati semua delay line dengan koefisiennya. Keuntungan filter FIR antara lain adalah stabil dan memiliki phasa yang linier. Sedangkan kerugiannya adalah filter FIR terkadang membutuhkan lebih banyak memory dan perhitungan untuk mencapai karakteristik respon filter yang diberikan. Dan juga, respon tertentu tidak mudah dilaksanakan untuk diimplementasikan dengan filter FIR.
