Fast Fourier Transform –
untuk mendapatkan pendekatan CFT yang baik dari
gelombang bandwidth yang terbatas, kita harus menghitung sinyal DFT dengan
sampling rate yang lebih besar dua kali lipat dari frekuensi tertinggi pada PDS x(t), dan
memiliki sampel yang cukup untuk memastikan jarak yang dekat, f, antara nilai Xk
yang berdekatan.
Untuk mengatasi beban komputasi dari perhitungan langsung DFT yang besar, Cooley-
Tukey (1965) merancang alat Fast Fourier Transform (FFT) untuk menghitung DFT.
Sebenarnya sekarang sudah banyak variasi FFT Cooley-Tukey dari yang orisinal.
Dengan menggunakan bentuk kompleks DFT, perhitungan langsung suku kompleks ke-
k dapat ditulis sebagai:
Masing-masing suku eksponensial N dalam persamaan mendefinisikan sudut untuk Xk
real yang bersesuaian. Jadi, N penjumlahan vektor diperlukan untuk menemukan Xk
dalam DFT konvensional, dan total penjumlahan vektor N^2 harus dilakukan untuk
menemukan seluruh DFT, {Xk}N.
Efisiensi, dari FFT vs DFT yang dihitung dalam metode langsung dapat dihitung
dengan mengasumsikan bahwa kecepatan komputasi berbanding terbalik dengan
jumlah penambahan vektor yang diperlukan dalam setiap kasus.
Digital Routines for Interpolating Discrete Data
Dalam pengukuran, hasil pengukuran seringkali ditampilkan dalam bentuk kurva analog dari
sebuah titik data diskrit.
Terdapat beberapa cara untuk menghasilkan kurva yang halus, salah satunya adalah dengan
melakukan komputasi aproksimasi piecewise-linear antara titik data. Metode ini dilakukan
dengan cara membuat segmen polinomial derajat rendah antara titik-titik data.
Terdapat beberapa istilah yang sering digunakan pada metode ini.
1.
Knots, yaitu pasangan titik data pada ujung segmen polinomial.
2.
Splines, yaitu polinomial orde rendah.
3.
Cubic Spline, yaitu polinomial derajat tiga yang memenuhi tiga titik data
(x
k
, y
k
)
,
(x
k+1
, y
k+1
)
dan
(x
k+2
, y
k+2
)
.
Jika titik data y adalah sampled data, maka ketiga titik data dapat dituliskan
dengan
(kT
s
, y
k
)
,
([k + 1]T
s
, y
k+1
)
, dan
([k + 2]T
s
, y
k+2
)
.
Sehingga persamaan polinomialnya dapat dituliskan dengan
dan
Pada interval
cubic splines dapat dituliskan dengan
Dengan turunan y
Pada metode ini masalah yang mungkin terjadi adalah hilangnya data pada sampel. Hal ini
dapat terjadi akibat dari kelalaian peneliti ketika proses pengambilan data, atau akibat dari
adanya noise.
Data yang hilang dapat diestimasi dengan tiga metode.
Metode 1
Jika data yang hilang adalah satu titik data yk, dan data set tidak berubah secara tiba tiba.
Nilai yk dapat diperkirakan dengan linear interpolation.
Metode 2
Jika data yang hilang adalah bagian dari kurva dengan turunan kedua non zero (nonzero second
derivative). Data dapat diperkirakan dengan persamaan aljabar kubik.
Metode 3
Jika data yang hilang adalah data pada bagian awal atau akhir dari sekuens terbatas. Data yang
hilang dapat diperkirakan dengan extrapolator sederhana.
Salah satunya adalah
three-point central difference differentiator.
Contoh 1
Untuk memperkirakan kemiringan
y
k
, pada kondisi
K = N − 1
, dapat diperkirakan dengan,
Dengan penurunan aljabar sederhana, dan mengingat
t = NT
S
.
Contoh 2
Untuk memperkirakan nilai yn pada akhir suatu sekuens, local time origin didefinisikan
kembali sehingga,
Turunan pertama
y
0
diperkirakan dengan metode diferensial tiga titik,
Sehingga didapatkan
Do'stlaringiz bilan baham: |