Download - P8_ADC DAN DAC
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
1/18
08/03/2016
1
ADC DAN DAC
TEKNIK ELEKTRO D3 UNJANI
TUJUAN :
Setelah mempelajari babi ni mahasiswad iharapkanm ampu:
1. Menjelaskan pengertian dasar dari DAC danADCsecaraprinsip
2. Menjelaskan rangkaian dasar DAC denganmenggunakan Op-Amp.
3. Menjelaskan operasi DAC jenisBinary WeighResistor dan DAC jenis R-2R Ladder.
4. Merancang dan mendesain rangkaian DAC jenis
Binary Weigh Resistor danDAC jenisR-2R Ladder.5. Menjelaskan operasi ADC dengan Counter Ramp
serta ADC menggunakan,SAR.6. Merancang dan mendesain rangkaianADC jenis
Counter Ramp dan ADC jenisSAR.DAC -ADC8
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
2/18
08/03/2016
2
KONVERTER Alat bantu digital yang paling penting untuk teknologi
kontrol proses adalah yang menerjemahkan informasidigital ke bentuk analog dan juga sebaliknya.
Sebagian besar pengukuran variabel-variabel dinamikdilakukan oleh piranti ini yang menerjemahkan informasimengenai vaiabel ke bentuk sinyal listrik analog.
Untuk menghubungkan sinyal ini dengan sebuah komputeratau rangkaian logika digital, sangat perlu untuk terlebih
dahulu melakukan konversi analog ke digital (A/ D). Hal-halmengenai konversi ini harus diketahui sehingga adakeunikan, hubungan khusus antara sinyal analog dan digital.
KONVERTER ADC
Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubahinput analog menjadi kode kode digital.
ADC banyak digunakan sebagai Pengatur prosesindustri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian.
Umumnya ADC digunaka sebagai perantara antarasensor yang kebanyakan analog dengan sistimkomputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/ berat,aliran dan sebagainya kemudian diukur denganmenggunakan sistim digital (komputer).
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
3/18
08/03/2016
3
KONVERTER ADC
Gambar 1. ADC dengan kecepatan samplingrendah dan kecepatan sampling tinggi
KONVERTER ADC
Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagaicontoh: ADC 8bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berartisinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n 1) nilai diskrit.
ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti sinyal inputdapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 12 bitakan 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 teganganreferensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jikamenggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkansinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau10011001 (bentuk biner).
signal = (sample/ max_value) * reference_voltage= (153/ 255) * 5= 3 Volts
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
4/18
08/03/2016
4
KOMPARATOR Bentuk komunikasi yang paling mendasar antara wujud digital dan analog
adalah piranti (biasanya berupa IC) disebut komparator. Piranti ini, yangdiperlihatkan secara skematik dalam Gambar 2, secara sederhanamembandingkandua tegangan pada kedua terminal inputnya.
Bergantung pada tegangan mana yang lebih besar, outputnya akanberupa sinyal digital 1 (high) atau 0 (low). Komparator ini digunakansecara luas untuk sinyal alarm ke komputer atau sistem pemroses digital.Elemenini juga merupakansatu bagiandengankonverter analog ke digitaldandigital ke analog yang akandidiskusikannanti.
1 Va > Vb0 Va < Vb
A/ D D/ A CONVERTER
A/D CONVERTER: MENGKONVERSI TEGANGAN ANALOG MENJADIDIGITAL
D/A CONVERTER: MENGKONVERSI INPUT DIGITAL MENJADI OUTPUTANALOG
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
5/18
08/03/2016
5
BESARAN DIGITAL DAN ANALOG
TABEL 8.1 REPRESENTASI ANALOG
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
6/18
08/03/2016
6
OP-AMP (OPERATIONAL AMPLIFIER)
Hampir semua rangkaian A/D D/A converter menggunakan op-amp.
Ada tiga karakteristik yang dimiliki op-amp hingga berfungsi sebagaiamplifier ideal :
1. Impedansi input yang tinggi
2. Mempunyai penguatan tegangan yang tinggi
3. Impedansi keluaran yang rendah
RANGKAIAN OPERATIONAL AMPLIFIER
Dasar Operasi Op-Amp
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
7/18
08/03/2016
7
Rangkaian digital to analog dapat dibangun denganmudah menggunakan op-amp yang diberi masukandengan mengatur switch-switch yang mewakili besarandigital.
Nilai berlogic 1jika switch dihubungkan dengansupply 5 volt dan logic 0bila dihubungkan denganground/dilepas
RANGKAIAN DASAR DIGITAL TO ANALOG (DA C)
ada2 jenis:1. DAC jenisbinary weigh resistor
2. DAC jenis r-2r LADDER
D3 D2 D1 D0 Volt (V)0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 3
0 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 60 1 1 1 71 0 0 0 81 0 0 1 91 0 1 0 101 0 1 1 111 1 0 0 121 1 0 1 131 1 1 0 141 1 1 1 15
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
8/18
08/03/2016
8
PadaDAC JenisBinary Weight Resistor, pemasangan nilaiResistor pada input-input Do, D1, D2, adalah sebagaiberikut:
Nilai R yang ada di D1 adalah dari nilai yang ada di Do,nilai R yang adadi D2 adalah dari nilai yang ada di D1atau 1/4 dari R yang ada di D0) dan seterusnya.
Pemasangan nilai R yang seperti itu adalah untukmendapatkan Vout yang linier ( kenaikan per stepnya
tetap). Rin dicari dengan memparallel nilai-nilai resistor yang
ada Pada masing-masingi nput (D), bila input yang masuklebih dari satu.
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
9/18
08/03/2016
9
TABELKEBENARAN
Analog Output Versus Digital Input
Keterangan
Pada DAC Jenis R-2R Ladder Pemasangan nilaiResistor pada input-inputnya adalah R-2R, jadi kalauNilai R = 10k, maka 2R nya dipasang 20k.
Pemasangan nilai Resistor yang seperti itu adalahuntuk mendapatkan Vout yang linier (kenaikan amperstepnya tetap).
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
10/18
08/03/2016
10
Rangk. R/ 2RuntukD0=0, D1=0, D2=0, D3=1
Sehingga teganagan output (Vout) analog dari rangkaian R/ 2RLadder DAC diatas dapat dihitung dengan menggunakanpersamaan:
Langkahlangkah Mencari Vout
Rangk. R/2R untukD0=0, D1=0, D2=0, D3=0
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
11/18
08/03/2016
11
Rangk. R/2R untukD0=0, D1=0, D2=1, D3=0
Rangk. R/2R untukD0=0, D1=0, D2=1, D3=0 (Thevenin)
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
12/18
08/03/2016
12
Analog To Digital Converter dibutuhkan apabilaakan diproses sinyal-sinyal analog.
Misal: Dari fenomena alam= suara, cahaya, suhu,dll,(degan bantuan sensor/transduser supaya keluartegangan).
RANGKAIAN DASAR ANALOG TO DIGITAL (A D C)
ada2 Jenis:
1. ADC Jenis Counter Ramp2. ADC Jenis SAR (Succesive Aproximation Register)
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
13/18
08/03/2016
13
Comparator membandingkan antara teganganmasukkan analog dgn teg D/ A Converter, apabilategangan masukkan yang akan dikonversi belumsamadengan tegangan keluaran dari D/ A converter makakeluaran comparator =1(A>B) sehingga clock dapatmemberikan masukkan counter dan hitungan counter
naik. Bila diperoleh masukan A = B maka outputcomparator 0, dan clock berhenti, dan inilah nilaidigit-digit yang dibaca oleh ADC.
2. ADC Dgn Metode SAR A/D converter.
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
14/18
08/03/2016
14
Metode SAR ini lebih cepat, yakni dgn memakai konfigurasi,mengeluarkan kombinasimbit MSB = 1 =1000 0000, Apabilabelum sama (Kurang dari teg analog input ) maka bit MSBberikutnya =1=1100 0000
Apabila teg analog input ternyata lebih kecil dari tega ygdihasilkan DAC makalangkah berikutnya menurunkan kombinasibit =1010 0000 (dst). Misal: Diberi teg analog input sebesar6,84 Volt dan Teg Ref ADC sebesar 10 Volt. Sehingga:
JikaD7=1Vout=5 VoltD6=1Vout=2,5 VoltD5=1Vout=1,25 VoltD4=1Vout=0,625 Volt: : :D0=1Vout=0,0390625
Setelah diberi sinyal start maka konversi dimulai dengan memberikankombinasi 1000 0000, ternyata menghasilkan tegangan 5 Volt, berartimasih kurang dari tegangan input 6,84 Volt. Kombinasi mejadi 1100 0000sehinga tegangan Vout= 7,5 Volt dan ternyata lebih besar dari6,84 Voltsehingga kombinasi menjadi 1010 0000 =Tegangan= 6,25 Volt, masih
kurang sehingga kombinas inaik lagi1011 0000 demikian seterusnyahingga mencapai tegangan6,8359 Volt.
Analog to digital converter dalam bentuk IC chip A/ D Converter yangbanyak digunakanserta tersedia dipasaran adalah jenis: ADC0808 dibuatdenganteknologi CMOS ADC 0809
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
15/18
08/03/2016
15
Timing diagram untuk ADC jenis SAR
IC DAC Converter MC 1408 merupakan IC DAC 8bit yang populer dan tidak begitu mahal ekivalensidengan DAC 0808
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
16/18
08/03/2016
16
Blok diagram MC 1408
Konfigurasi Pin-pin MC 1408
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
17/18
08/03/2016
17
AplikasitipikalMC 1408
-
7/25/2019 P8_ADC DAN DAC
18/18
08/03/2016