ADC dan DAC

1. 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.

Converter

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.

ADC (Analog To Digital Convertion)

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 ADC

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).

Resolusi 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

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 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).
signal = (sample/max_value) * reference_voltage
= (153/255) * 5
= 3 Volts

2. DAC ( Digital Analog Converter ) adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal digital (diskrit) menjadi sinyal analog (kontinyu). Aplikasi DAC (Digital To Analog Converter) adalah sebagai antarmuka (interface) antara perangkat yang bekerja dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog. Perangkat DAC (Digital To Analog Converter) dapat berupa rangkaian elektronika dan chip IC DAC.

Konsep Dasar DAC (Digital To Analog Converter)

Pada dasarnya rangkaian penjumlah op-amp (summing amplifier) dapat digunakan untuk menyusun suatu konverter D/A (DAC “Digital To Analog Converter)” dengan memakai sejumlah hambatan masukan yang diberi bobot dalam deret biner.

Penguat Inverting

Rangkaian untuk penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar dibawah. Penguat ini memiliki ciri khusus yaitu sinyal keluaran memiliki beda fasa sebesar 180°.
Penguat Inverting
Penguatan rangkaian penguat inverting adalah berdasar pada persamaan berikut :
Vout = -Vin(R2/R1)

Penguat Non-Inverting

Penguat non-inverting memiliki ciri khusus yaitu sinyal output adalah sefasa dengan sinyal masukan. Rangkaian ini ditunjukkan oleh gambar berikut.
Penguat Non-Inverting
Penguatan dari rangkaian penguat jenis ini adalah berdasar pada persamaan berikut :
Vout = Vin((R1+R2)/R1)

Penguat Penjumlah (Dasar DAC)

Penguat penjumlah memiliki ciri khusus yaitu sinyal keluaran merupakan hasil penguatan dari penjumlahan sinyal masukannya. Pada bagian ini dicontohkan penguat penjumlah berdasarkan rangkaian penguat inverting. Sehingga sinyal keluaran adalah berbeda fasa sebesar 180o. Rangkaian penguat penjumlah merupakan konsep dasar dari rangkaian DAC (Digital To Analog Converter).
Penguat Penjumlah (Dasar DAC)
Penguatan dari rangkaian ini dihitung menggunakan persamaan berikut :
Vout = (-Vin1(R5/R1))+(-Vin2(R5/R2))+(-Vin3(R5/R3))

Jenis-Jenis DAC (Digital To Analog Converter)


  • Binary-Weighted DAC (Digital To Analog Converter)

Suatu rangkaian Binary-weighted DAC dapat disusun dari beberapa Resistor dan Operational Amplifier (Op-Amp) seperti gambar berikut.
Rangkaian Binary Weighted DAC
Rangkaian Binary Weighted DAC
Secara prinsip rangkaian DAC diatas dapat dijelaskan sebagai berikut. Resistor 20 kΩ 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 resistor 20 kΩ. Dengan menutup D0menyebabkan arus 50 μA mengalir melalui resistor 20 kΩ, menghasilkan tegangan -1 V pada Vout. Penutupan masing-masing switch menyebabkan penggandaan nilai arus yang dihasilkan dari switch sebelumnya. Nilai konversi dari kombinasi penutupan switch ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel Output Binary-Weighted DAC

Konversi dari nilai digital ke nilai analog berdasarkan rangkaian Binary Weighted DAC diatas
Tabel Output Binary-weighted DAC

  • R/2R Ladder DAC (Digital To Analog Converter)

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 ditunjukkan pada gambar berikut.
Rangkaian R/2R Ladder DAC
Rangkaian R/2R Ladder DAC
Prinsip kerja dari rangkaian R/2R Ladder DAC 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 arus yang mengalir melalui R9sesuai dengan nilai ekivalen biner-nya Sebagai contoh, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 = 0 dan D3 = 1, maka R1 akan paralel dengan R5menghasilkan 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. Rangkaian ekivalennya ditunjukkan pada gambar 6. Vout yang dihasilkan dari kombinasi switch ini adalah -5V.
Rangkaian Ekivalen R/2R Ladder DAC
Rangkaian Ekivalen R/2R Ladder DAC
Untuk mendapatkan Vout analog dari rangkaian R/2R Ladder DAC diatas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Vout = (-Vref(R9/R))*((D0/16)+(D1/8)+(D2/4)+(D1/2))

Tabel Output Rangkaian R/2R Ladder DAC

Nilai kombinasi dan hasil konversi rangkaian R/2R Ladder DAC ditunjukkan pada tabel dibawah.
Output Rangkaian R/2R Ladder DAC
Tabel diatas merupakan hasil konversi dari nilai digital ke nilai analog berdasarkan rangkaian R/2R Ladder DAC (Digital To Analog Converter).

SUMBER : 
http://zonaelektro.net/adc-analog-to-digital-converter/
http://zonaelektro.net/dac-digital-to-analog-converter/

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gangguan pada Saluran Transmisi

         Gangguan Transmisi data Dalam proses pengiriman data dari komputer satu dengan komputer lain atau lebih luas lagi dari jaringan suatu kota ke kota lain, kemungkinan terjadinya gangguan proses tersebut pasti ada. Pada sinyal analog, kualiatas data yang diterima tidak lengkap sehingga menurunkan kualitas sinyal. Sedangkan pada sinyal digital, kemungkinan terjadinya error artinya binar ’1′ akan menjadi binary ’0′ dan sebaliknya yang mengakibatkan kesalahan data. Berikut ini akan dijelaskan sedikit tentang gangguan yang mungkin terjadi pada jaringan komputer. 1.  Atenuasi (Attenuation) Kekuatan sinyal berkurang atau melemah bila jaraknya terlalu jauh melalui media transmisi, baik dengan menggunakan media transmisi guide seperti kabel, atau media transmisi unguide seperti gelombang(WIFI). Atenuasi biasa terjadi pada sinyal analog, karena atenuasi berubah-ubah sebagai fungsi frekuensi, sinyal yang diterima menjadi menyimpang dan mengurangi t...
Baca selengkapnya

TEOREMA NYQUIST

Gambar
Sebelum mengenal teorema nyquist , akan membahas PCM terlebihi dahulu agar lebih mengerti dan memahami . 1. PCM  PCM  PCM merupakan kepanjangan dari “Pulse Code Modulation” . Didalam ilmu telekomunikasi PCM merupakan proses mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. PCM meliputi  sampling, encoding ,  dan  multiplexing .  Sebelum masuk ke dalam proses  sampling  sendiri terdapat proses  bandlimiting  atau proses penyaringan frekuensi oleh  low pass filter . Secara umum rentang frekuensi yang diambil adalah 300-3400Hz. Frekuensi tersebut adalah frekuensi spektrum suara manusia. Dengan demikian lebar pita yang diperlukan untuk proses ini alalah sebesar 3100 Hz saja. Proses  sampling  adalah proses pengambilan sampel ada tiap satuan waktu yang ditentukan. sampling pada  125 μs artinya pengambilan sample setiap 125μs atau  s oleh switch. teorema nyquist diterapkan dalam penetapan waktu sample. Teorema ny...
Baca selengkapnya

TELEPON

Pengertian Telepon  Telepon  alat/sarana komunikasi yang di gunakan untuk menyampaikan warta dari satu pihak kepada pihak lain yang berjauhan jaraknya. Jenis-Jenis Pesawat Telepon :  1 .    Dilihat dari segi kapasitas dan kemampuan jangkauannya Pesawat Telepon Ekstern  d igunakan untuk melakukan percakapan jarak jauh yang meliputi seluruh jaringan telepon. Pesawat Telepon Intern  d igunakan untuk percakapan antarbagian dalam kantor. Pesawat Telelpon intercom  d igunakan untuk menyampaikan berita dari dalam lingkungan, dari satu bagian ke bagian lain (menggunakan intercom). 2. Dilihat dari segi kemampuan peralatan yang digunakan Single Line Telephone  d igunakan oleh masyarakat umumnya yang memiliki fasilitas telepon di rumah. Multibutton  Telephone  b anyak digunakan di kantor/perusahaan swasta. Pesawat telepon system hunting  telepon dengan satu nomor telepon yang dapat digunakan secara  serenta...
Baca selengkapnya