السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ
Hai-hai lagi , setelah beberapa
hari baru bisa posting lagi nih , kali ini aku mau bahas tentang Converter
yaitu ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to Analog Converter).
Apa itu converter ?
Converter adalah alat bantu digital
yang paling penting untuk teknologi kontrol proses adalah yang menerjemahkan
informasi digital ke bentuk analog dan juga sebaliknya. Sebagian besar
pengukuran variabel-variabel dinamik dilakukan oleh piranti ini yang
menerjemahkan informasi mengenai vaiabel ke bentuk sinyal listrik analog. Untuk
menghubungkan sinyal ini dengan sebuah komputer atau rangkaian logika digital,
sangat perlu untuk terlebih dahulu melakukan konversi analog ke digital (A/D). Hal-hal mengenai konversi
ini harus diketahui sehingga ada keunikan, hubungan khusus antara sinyal analog
dan digital.
1.
ADC (Analog
to Digital Converter)
ADC (Analog
To Digital Converter) adalah perangkat elektronika yang
berfungsi untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal
digital. Perangkat ADC (Analog To Digital Convertion) dapat berbentuk
suatu modul atau rangkaian elektronika maupun suatu chip IC. ADC (Analog To
Digital Converter) berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal analog
oleh sistem digital.
Analog To
Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog
menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses
industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian. Umumnya ADC
digunakan sebagai perantara antara
sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor
suhu, cahaya, tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan
menggunakan sistim digital (komputer).
ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter
prinsip, yaitu kecepatan sampling
dan resolusi. Kecepatan sampling
suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk
sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya
dinyatakan dalam sample per second (SPS).
Pengaruh
Kecepatan Sampling ADC
Resolusi
ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh: ADC 8 bit
akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat
dinyatakan dalam 255 (2n – 1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12
bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096
nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang
jauh lebih baik daripada ADC 8 bit.
Prinsip
kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog
ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan
tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 5
volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi,
jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal
digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).
ADC
Simultan
ADC
Simultan atau biasa disebut flash converter atau parallel converter. Input analog Vi
yang akan diubah ke bentuk digital diberikan secara simultan pada sisi + pada
komparator tersebut, dan input pada sisi – tergantung pada ukuran bit
converter. Ketika Vi melebihi tegangan input – dari suatu komparator, maka
output komparator adalah high, sebaliknya akan memberikan output low.
Rangkaian
Dasar ADC Simultan
Bila Vref diset pada nilai 5 Volt, maka dari gambar
rangkaian ADC Simultan diatas didapatkan :
V(-) untuk C7 = Vref * (13/14) =
4,64
V(-) untuk C6 = Vref * (11/14) = 3,93
V(-) untuk C5 = Vref * (9/14) = 3,21
V(-) untuk C4 = Vref * (7/14) = 2,5
V(-) untuk C3 = Vref * (5/14) = 1,78
V(-) untuk C2 = Vref * (3/14) = 1,07
V(-) untuk C1 = Vref * (1/14) = 0,36
V(-) untuk C6 = Vref * (11/14) = 3,93
V(-) untuk C5 = Vref * (9/14) = 3,21
V(-) untuk C4 = Vref * (7/14) = 2,5
V(-) untuk C3 = Vref * (5/14) = 1,78
V(-) untuk C2 = Vref * (3/14) = 1,07
V(-) untuk C1 = Vref * (1/14) = 0,36
Sebagai contoh Vin diberi sinyal analog 3 Volt, maka output
dari C7=0, C6=0, C5=0, C4=1, C3=1, C2=1, C1=1, sehingga didapatkan output ADC yaitu 100 biner, sehingga
diperoleh tabel berikut :
2.
DAC (Digital to Analog Converter)
DAC (Digital to Analog Convertion) adalah
perangkat atau rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah suatu
isyarat digital (kode-kode biner) menjadi isyarat analog (tegangan analog)
sesuai harga dari isyarat digital tersebut. DAC (digital to Analog Convertion) dapat dibangun menggunakan
penguat penjumlah inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan sinyal
input berupa data logika digital (0 dan 1).
Rangkaian
dasar DAC (Digital to Analog Convertion) terdapat 2 tipe yaitu Binary-weighted DAC
dan R/2R
Ladder DAC. Kedua tipe DAC tersebut dapat dijelaskan sebagai
berikut.
Binary-weighted DAC
Sebuah
rangkaian Binary-weighted
DAC dapat disusun dari beberapa Resistor dan Operational Amplifier
yang diset sebagai penguat penjumlah non-inverting seperti gambar berikut.
Rangkaian Dasar Binary-weighted
DAC
Resistor
20KOhm menjumlahkan arus yang dihasilkan dari penutupan switch-switch D0 sampai
D3. Resistor-resistor ini diberi skala nilai sedemikian rupa sehingga memenuhi
bobot biner (binary-weighted)
dari arus yang selanjutnya akan dijumlahkan oleh penguat penjumlah inverting IC
741.
Apabila
sumber tegangan pada penguat penumlah IC 741 tersebut adalah simetris ± 15Vdc.
Maka dengan menutup D0 menyebabkan tegangan +5Vdc akan diberikan ke penguat
penjumlah dengan penguatan – 0,2 kali (20K/100K) sehingga diperoleh tegangan
output penguat penjumlah -1Vdc. Penutupan masing-masing switch menyebabkan
penggandaan nilai arus yang dihasilkan dari switch sebelumnya. Nilai konversi
dari kombinasi penutupan switch ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel Konversi
Digital Ke Analog Rangkaian Binary-weighted
R/2R Ladder DAC
Metode lain
dari konversi Digital to Analog
adalah R/2R Ladder.
Metode ini banyak digunakan dalam IC-IC DAC. Pada rangkaian R/2R Ladder,
hanya dua nilai resistor yang diperlukan, yang dapat diaplikasikan untuk IC DAC
dengan resolusi 8, 10 atau 12 bit. Rangkaian R/2R Ladder dapat dilihat
pada gambar dibawah.
Rangkaian Dasar R/2R Ladder DAC
Prinsip kerja
dari rangkaian R/2R Ladder
adalah sebagai berikut : informasi digital 4 bit masuk ke switch D0 sampai D3.
Switch ini mempunyai kondisi “1” (sekitar 5 V) atau “0” (sekitar 0 V). Dengan
pengaturan switch akan menyebabkan perubahan tegangan yag diberikan ke
penguat penjumlah inverting sesuai dengan nilai ekivalen biner-nya. Sebagai
contoh, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 = 0 dan D3 = 1, maka R1 akan paralel dengan R5
menghasilkan 10 k . Selanjutnya 10 k ini seri dengan R6 = 10 k menghasilkan 20
k . 20 k ini paralel dengan R2 menghasilkan 10 k , dan seterusnya sampai R7, R3
dan R8. Sehingga diperoleh rangkaian ekivalennya seperti gambar berikut.
Rangkaian Ekivalen R/2R Ladder
Sehingga
teganagan output (Vout) analog dari rangkaian R/2R Ladder DAC diatas
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Vout yang
dihasilkan dari kombinasi switch ini adalah -5V. Nilai kombinasi dan hasil
konversi rangkaian R/2R Ladder DAC
ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel
Konversi Digital Ke Analog Rangkaian R/2R Ladder
Sekian , terimakasih sudah berkunjung =))
See you next time , ان شاء الله
وَ السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ
وَبَرَكَاتُهُ
Sumber :
ABOUT THE AUTHOR
Heyyaa, terima kasih telah berkunjung (*atau lagi kesasar?) diblog yang abstrak ini , saya hanyalah newbie di dunia perblogan* yang kosakata penulisannya masih acak acakan yang mencoba untuk berbagi ilmu seputar Telekomunikasi , semoga bermanfaat dan sering-sering berkunjung ya xD
yuhuu bermanfaat banget gan
BalasHapusObeng set 5in1