Sampling Rate dan Efek Aliasing

Secara umum, sinyal terbagi dua yaitu sinyal analog dan sinyal digital. Kadang orang menyebut sebagai data analog dan data digital. Sinyal seismik merupakan sinyal analog yang terbentuk secara alamiah sesuai dengan getaran tanah. Sensor atau transduser penangkap sinyal seismik adalah geophone. Prinsip kerja sensor geophone adalah memunculkan arus induksi akibat dari gerakan lilitan kawat di sekitar medan magnet (Hukum Faraday). Lilitan kawat tersebut digantung pada pegas ringan yang membuatnya turut berosilasi ketika ada getaran tanah. Arus induksi yang muncul di lilitan kawat berbentuk arus bolak balik yang teredam dan bersifat analog kontinyu. Arus analog ini kemudian dikonversi menjadi tegangan analog bolak-balik sehingga dapat terbaca dengan mudah di layar osiloskop.

Agar sinyal seismik dapat diolah menggunakan komputer, maka sinyal seismik yang mulanya berupa analog harus dikonversi menjadi sinyal digital. Proses pengkonversian sinyal seismik dilakukan dengan cara pencuplikan (sampling). Pencuplikan sinyal seismik adalah proses pengambilan data sinyal pada saat tertentu secara teratur dan berurutan dalam suatu interval waktu pencuplikan (sampling rate). Pada umumnya, interval waktu pencuplikan adalah 2 ms dan 4 ms. Dalam besaran frekuensi, itu sama saja dengan 500 Hz dan 250 Hz.

Sinyal seismik bersifat band-limited, artinya pada sinyal seismik terkandung sejumlah frekuensi. Tidak ada sinyal seismik yang hanya memiliki frekuensi tunggal. Rentang frekuensi seismik adalah berkisar antara 15 Hz (frekuensi rendah) hingga 120 Hz (frekuensi tinggi). Agar frekuensi tinggi sinyal seismik dapat direkam secara baik, maka besarnya sampling rate yang dibutuhkan minimal adalah 480 Hz. Menurut kriteria Nyquist, sampling rate harus 4 kali lebih besar dari frekuensi yang terkandung pada sinyal seismik.

Penentuan besar kecilnya sampling rate bergantung pada frekuensi tertinggi sinyal seismik yang ingin direkam pada saat survei akan berlangsung. Tetapi pada kenyataannya, besarnya sampling rate dalam perekaman sangat bergantung pada kemampuan instrumentasi perekaman yang digunakan, dan biasanya sudah ditentukan oleh pabrik pembuat instrumen tersebut. Penentuan sampling rate ini akan memberikan batas frekuensi tertinggi yang terekam. Jika sampling rate di-setting terlalu besar maka berakibat adanya aliasing.

Efek aliasing adalah fenomena begesernya frekuensi tinggi sinyal seismik menjadi lebih rendah yang diakibatkan pemilihan sampling rate yang terlalu besar (kasar). Sehingga informasi yang didapatkan akan jauh berbeda dari frekuensi yang dikandung oleh sinyal seismik aslinya.