IMPLEMENTASI ELIMINASI DERAU AKIBAT UMPAN BALIK DARI MICROPHONE DAN SPEAKER POWER AMPLIFIER MENGGUNAKAN METODE FIR BERBASIS SAM3X8E

IRWAN NOVIANTO, Dr.eng. Ir. Risanuri Hidayat, M.sc ; Ir. Oyas Wahyunggoro, M.t., Ph.d

2016 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Pada kebanyakan mikroprosesor DSP, perhitungan FIR dapat dilakukan dengan perulangan sebuah instruksi. FIR cocok untuk aplikasi multi-tingkat. Dengan multi-rate, mengurangi laju sampling, meningkatkan tingkat sampling, atau keduanya. Penggunaan tapis FIR memungkinkan beberapa perhitungan yang akan dihilangkan, sehingga memberikan efisiensi komputasi penting. Sebaliknya, jika tapis IIR yang digunakan, setiap output harus individual dihitung, bahkan jika itu output yang akan dibuang, sehingga umpan balik akan dimasukkan ke dalam tapis. Umumnya implementasi tapis derau pengolahan isyarat digital dilakukan pada rangkaian terintegrasi Dedicated DSP (DDSP) dan sikuit terpadu FPGA, namun DDSP dan FPGA memiliki harga yang cukup mahal jika dibanding mikrokontroler, serta FPGA memiliki keterbatasan pada gerbang logika. Penelitian ini merancang perlunya sebuah tapis digital FIR yang dapat menapis sinyal derau akibat umpanbalik dari microphone dan speaker power amplifier menggunakan mikrokontroler SAM3X8E. Tapis menggunakan tapis band stop dengan respon frekuensi antara 450Hz - 550Hz, dan 250Hz - 450Hz. Dengan menghitung Mean Square Error (MSE) dari hasil proses penapisan menggunakan metode FIR pada mikrokontroler SAM3X8E, berdasarkan jumlah panjang tapis dan fungsi jendela rectangular, hanning, hamming dan blackman. Hasil perhitungan MSE ini kemudian dihitung nilai deviasi (nilai penyimpangan) yang merepresentasikan nilai MSE berdasarkan rentang dari panjang tapis terhadap rata-rata nilai MSE dari panjang tapis yang digunakan Hasil pengujian menunjukkan elimanasi derau dengan metode tapis FIR pada mikrokontroler SAM3X8E. Pada fungsi jendela rectangular, panjang tapis 11-55 dengan hasil deviasi MSE 0,798648641. Panjang tapis 57-101 diperoleh hasil deviasi MSE 0,331014332. Panjang tapis 103-147 diperoleh hasil deviasi MSE 0,116791691. Pada fungsi jendela hanning. Panjang tapis 11-55 diperoleh hasil deviasi MSE 0,942711593. Untuk panjang tapis 57-101 diperoleh hasil deviasi MSE 0,700977443. Untuk panjang tapis 103-147 diperoleh hasil deviasi MSE 0,426546646. Pada fungsi jendela hamming. Panjang tapis 11-55 diperoleh hasil deviasi MSE 0,615999257. Untuk panjang tapis 57-101 diperoleh hasil deviasi MSE 0,324863761. Untuk panjang tapis 103-147 diperoleh hasil deviasi MSE 0,122216068. Pada fungsi jendela blackman, panjang tapis 11-55 diperoleh hasil deviasi MSE 0,954019651. Untuk panjang tapis 57-101 diperoleh hasil deviasi MSE 0,761213876. Untuk panjang tapis 103-147 diperoleh hasil deviasi MSE 0,511460734.

FIR can easily be designed to be linear phase. Simply put, the linear-phase filter input signal delay but does not distort phase. On most DSP microprocessors, the FIR calculation can be done by looping a single instruction. FIR is suitable for multi-rate applications. With multi-rate, reducing the sampling rate, increasing the sampling rate, or both. The use of FIR filters allows some calculations to be eliminated, thus providing an important computational efficiency. Conversely, if the IIR filter is used, each output must be individually calculated, even if the output is to be removed, so that feedback will be incorporated into the filter. Generally, noise filter implementation of digital signal processing performed on the integrated circuit Dedicated DSP (DDSP) and FPGA integrated circuits, however DDSP and FPGA has a fairly expensive and have limited FPGA logic gates. This research is the need to design a digital FIR filter to filter out signal noise due to feedback from the microphone and speaker power amplifier using a microcontroller SAM3X8E, with a frequency response between 450Hz up to 550Hz, and 250Hz up to 450Hz. By calculating the Mean Square Error (MSE) of the results of the screening process using FIR on SAM3X8E microcontroller based on the number and length of filter rectangular window function, Hanning, Hamming and Blackman. MSE calculation results are then calculated the value of deviation (deviations), which represents the value of MSE based on a range of filter length to the average value of the long MSE filter used. Tests on noise elimanasi method FIR filter on the microcontroller SAM3X8E the rectangular window function, long tapis 11-55 with MSE deviation results 0.798648641. Long tapis 57-101 MSE results obtained deviation 0.331014332. Long filter the results obtained deviation MSE 103-147 0.116791691. In hanning window function. Long filter the results obtained deviation MSE 11-55 0.942711593. For long tapis 57-101 MSE obtained the results deviation 0.700977443. For a long filter the results obtained deviation MSE 103-147 0.426546646. On Hamming window function. Long filter the results obtained deviation MSE 11-55 0.615999257. For long tapis 57-101 MSE obtained the results deviation 0.324863761. For a long filter the results obtained deviation MSE 103-147 0.122216068. In the blackman window function, long filter the results obtained deviation MSE 11-55 0.954019651. For long tapis 57-101 MSE obtained the results deviation 0.761213876. For a long filter the results obtained deviation MSE 103-147 0.511460734.

Kata Kunci : DDSP, FPGA, FIR, SAM3X8E, MSE, Rectangular, Hanning, Hamming, Blackman