ADC atau Analog Digital Convetion merupakan suatu piranti yang berfungsi untuk mengubah sinyal-sinyal Analog menjadi sinyal Digital. Atau dapat disimpulkan ADC ini merubah nilai suatu masukan yang berupa arus, tegangan listrik atau sinyal analog lainnya menjadi sinyal digital (angka).
Prinsip Kerja :
ADC mengubah banyak masukan, terutama yang berasal dari tansduser, merupakan isyarat analog yang harus disandikan menjadi informasi digital sebelum masukan itu diproses, dianalisa atau disimpan dalam kalang digital. Pengubah mengambil masukan, mencobanya, dan kemudian memproduksi suatu kata digital bersandi yang sesuai dengan taraf dari sinyal analog yang sedang diperiksa. Keluaran digital bisa berderet (bit demi
bit) atau berjajar dengan semua bit yang disandikan disajikan serentak. Dalam sebagia besar pengubah, isyarat harus ditahan mantap selama proses pengubahan. Jenis-jenis dari ADC serta fungsi dari masing-masing jenis ADC:
Tipe Integrating, menawarkan resolusi tertinggi dengan biaya terendah. ADC tipe ini tidak dibutuhkan rangkaian sample hold. Tipe ini memiliki kelemahan yaitu waktu konversi yang agak lama, biasanya beberapa milidetik. Tipe tracking menggunakan prinsip up down counter (pencacah naik dan turun). Binary counter (pencacah biner) akan mendapat masukan clock secara kontinyu dan hitungan akan bertambah atau berkurang tergantung pada kontrol dari pencacah apakah sedang naik (up counter) atau sedang turun (down counter). ADC tipe ini tidak menguntungkan jika dipakai pada sistem yang memerlukan waktu konversi masukan keluaran singkat, sekalipun pada bagian masukan pada tipe ini tidak memerlukan rangkaian sample hold. ADC tipe ini sangat tergantung pada kecepatan clock pencacah, semakin tinggi nilai clock yang digunakan, maka proses konversi akan semakin singkat. Tipe flash / parallel, tipe ini dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada kecepatan 100 MHz dengan rangkaian kerja yang sederhana. Sederetan tahanan mengatur masukan inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih tinggi dari konverter sebelumnya, jadi untuk tegangan masukan Vin, dengan full scale range, komparator dengan bias dibawah Vin akan mempunyai keluaran rendah. Keluaran komparator ini tidak dalam bentuk biner murni. Suatu dekoder
dibutuhkan untuk membentuk suatu keluaran yang biner. Beberapa komparator berkecepatan tinggi, dengan waktu tunda (delay) kurang dari 6 ns banyak digunakan, karena itu dihasilkan kecepatan konversi yang sangat tinggi. Jumlah komparator yang dibutuhkan untuk suatu konversi n bit adalah 2^n – 1. Tipe successive approximation merupakan suatu konverter yang paling sering ditemui dalam desain perangkat keras yang menggunakan ADC. Tipe ini memiliki kecepatan konversi yang cukup tinggi, meskipun dari segi harga relatif mahal. Prinsip kerja konverter tipe ini adalah, dengan membangkitkan pertanyaanpertanyaan
yang pada intinya berupa tebakan nilai digital terhadap nilai tegangan
analog yang dikonversikan. Apabila resolusi ADC tipe ini adalah 2^n maka
diperlukan maksimal n kali tebakan.
Implementasi :
Penerapan ADC (Analog to Digital Converter) pada Sensor Suhu (Temperature)
ADC adalah suatu rangkaian atau fungsi elektronika yang merubah sinyal besaran
analog atau kontinyu ke sinyal digital atau diskrit. Dimana kalau besaran kontinyu atau
analog tersebut mempunyai sifat sinyalnya sangat presisi. Sedangkan besaran digital itu
bersifat diskrit atau terputus-putus menjadi besaran-besaran tertentu yang sudah
ditentukan kepresisiannya.
Misal sinyal yang kita ukur adalah tegangan 0 – 10 VDC, yang mana sinyal ini mewakili
suatu besaran suhu yang berkisar dari 0 – 100 derajat celcius. Untuk merubah besaran
analog tersebut ke sinyal digital kita menggunakan alat atau rangkaian yang disebut
Analog to Digital Converter dimana alat ini biasanya menggunakan IC atau Sederet
Resistor dan transistor yang mana mengeluarkan output tergantung dari berapa bit atau
digit yang digunakan.
Biasanya kita menggunakan IC ADC 8 Bit untuk itu kita akan membagi setiap sinyal
yang terukur kedalam bilangan bulat dari 0- 255 atau 00H-255H.
Perhatikan Gambar dibawah ini:
2. DAC (Digital to Analog Convertion)
Merupakan sebuah piranti yang digunakan untuk mengubah sebuah masukan digital
yang umumnya dalam bentuk biner menjadi masukan atau sinyal analog yang biasanya
dalam bentuk arus, tegangan listrik ataupun muatan elektronik.
Gambar. Keluaran Rangkaian DAC
Pada dasarnya rangkaian DAC dibuat untuk memenuhi kebutuhan akan besarnya
pengaruh rangkaian elektronika digital dalam perkembangan dunia elektronika. Sejak
ditemukannya bahan semikonduktor Silicon dan Germanium maka dengan cepat terjadi
revolusi dalam hal penyederhanaan dan keakurasian suatu rangkaian elektronika.
Disamping itu dengan diterapkannya rangkaian digital akan menunjang sekali dalam hal
penyimpanan dan mobilitas data. Banyak sekali data-data yang sekarang bisa
dioperasikan dengan komputer adalah merupakan data-data yang dikonversi dari sinyalsinyal
analog. Sebagai contoh sinyal suara ataupun video yang berbentuk analog bisa
diputar dan disimpan dengan menggunakan komputer setelah sinyal-sinyal analog
tersebut diubah menjadi data-data digital.
Kelebihan yang dimiliki oleh data-data digital dibandingkan dengan sinyal analog
adalah adanya sifat kepastian data atau logika. Data digital hanya dibedakan menjadi
dua macam yaitu logika tinggi “1” dan logika rendah “0”. Logika 1 mewakili tegangan 5
volt dan logika rendah mewakili tegangan 0 volt. Contoh kelebihan sinyal digital
dibanding sinyal analog adalah pada penerima televisi atau radio digital. Dengan
menerapkan system digital sinyal yang dipancarkan oleh stasiun televisi atau radio akan
berbentuk data-data 1 dan 0, dengan begitu pada saat proses transmisi atau pengiriman
data sinyal yang berubah atau rusak akibat gangguan transmisi hampir tidak akan
mengubah logika dari sinyal tersebut. Tetapi jika sinyal yang dipancarkan adalah
sinyal asli yang berupa sinyal analog maka jika terjadi kerusakan sedikit saja akibat
gangguan transmisi maka sinyal yang akan diterima adalah sinyal yang telah rusak
tersbut.
Riza Eko Yulianto
2009610012 6
Teknik Informatika Institut Teknologi Padang
Pada rangkaian DAC diatas menggunakan dua buah IC Op-Amp LM741 yang sering
digunakan sebagai amplifier. IC1 berfungsi sebagai penghasil sinyal analog yang terbalik
dan IC2 berfungsi membalikkan kembali sinyal dari IC1. Rangkaian dasar dari DAC
adalah rangkaian penguat biasa, hanya saja digunakan variasi dari beberapa resistor guna
memperoleh sinyal penguatan yang teratur. Aturan yang harus dipahami dari rangkaian
DAC ini adalah nilai dari resistor-resistor pada bagian input op-amp. Nilai untuk resistor
pada bit tinggi (R4) harus 2x dari resistor penguat (R5), kemudian untuk bit selanjutnya
harus 2x dari nilai resistor pada bit yang lebih tinggi. Jadi jika rangkaian DAC
menggunakan 4 bit maka pada bit satuan (bit paling rendah) nilainya harus 8x dari bit ke-
4. Dari gambar diatas bit satuan diwakili oleh resistor 80 Kohm.
Contoh Kondisi :
- 0001 (1) = SW1 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan output yang dihasilkan
adalah (5K/80K) x 9 volt = 0,5625 volt
- 0010 (2) = SW2 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan outputnya adalah (5K/40K) x
9 volt = 1,125 volt
- 0011 (3) = SW1 dan SW2 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan outputnya adalah
(5K/Rparalel 80K dan 40K) x 9 volt = (5K/26,667K) X 9 volt = 1,6875 volt
- 1000 (8) = SW4 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan outputnya adalah (5K/10K) x
9 volt = 4.5 volt.
Dari perhitungan diatas dapat ditarik kesimpulan bahawa dengan tegangan output
berbanding lurus dengan kondisi masukan, misal untuk 1 desimal adalah 0.5625 volt
maka, decimal 2 = 2 x 0.5625 = 1.125 volt, decimal 3 = 3 x 0.5625 = 1.6875 volt dan
begitu seterusnya. Kondisi ini dikarenakan adanya hubungan parallel antara resistorresistor
input.
Contoh implementasi DAC :
Contoh pengubah DAC adalah pada CD, data digital pada CD yang masih dalam bentuk
biner dirubah menjadi data analog. Berikut tahapan perubahannya :
CD dibaca → data Digital CD → DAC → Buffer/op-amp → Line Out
Tidak ada komentar:
Posting Komentar