MAKALAH

“ANALOG-DIGITAL CONVERTER DAN DIGITAL-

ANALOG CONVERTER”

Disusun untuk melengkapi Tugas Elektronika kelas B

Jurusan Teknik Fisika - Fakultas Teknologi Industri - ITS

Disusun oleh :

Kelompok 21

1. Arum Setyaningtyas P. 2411 100 078

2. Nur Abdillah Siddiq 2411 100 081

3. M. Dicky Yusuf Zulahkam 2411 100 084

Jurusan Teknik Fisika

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2013

ABSTRAK

ADC dan DAC memegang peranan penting dalam pemprosesan sinyal. ADC

adalah suatu perangkat yang mengubah suatu data kontinu terhadap waktu (analog) menjadi

suatu data diskrit terhadap waktu (digital). Sedangkan DAC sebaliknya. Prinsip kerja ADC

adalah mengkonversi sinyal analog kedalam bentuk besaran yang merupakan rasio

perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Ada 3 proses dalam ADC yaitu:

pencuplikan, pengkuantisasian, dan pengkodean. DAC pada dasarnya mengkonversi masukan

(berupa bilangan biner) ke dalam suatu besaran fisik, biasanya berupa tegangan suatu

tegangan listrik . Ada 2 jenis rangkaian dasar DAC yaitu: Jenis Binary Weight Resistor dan

DAC Jenis R-2R LADDER.

Kata Kunci : ADC, DAC, analog, digital, biner

i

ABSTRAK

ADC and DAC have an important function in signal processing. ADC is a

device that convert a continuous data of time (analog) into a discrete data of time

(digital). While the DAC instead. The working principle is the ADC converts the

analog signal into a form which is the ratio of the amount of input signal and

reference voltage. There are 3 processes in the ADC are: sampling, quantization,

and encoding. DAC basically converts the input (in the form of a binary number)

into a physical quantity, usually in the form of voltage is an electrical voltage.

There are 2 basic types of DAC circuit are: Type Binary Weight Resistor and

DAC Type R-2R LADDER.

Kata Kunci : ADC, DAC, analog, digital, binary

ii

KATA PENGANTAR

Segala Puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta

hidayahnya kepada kita semua, dan tak lupa sholawat serta salam tetap

tercurah limpahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW,

terimakasih atas segala partisipasi dari bapak/ibu dosen dan teman yang

telah mendukung tim penulis untuk menyelesaikan makalah kami yang

berjudul “Analog-Digital Converter dan Digital-Analog Converter”, semoga

dengan adanya makalah ini dapat membantu dalam pengembangan

pengetahuan pembaca akan berbagai informasi yang terkait

hubungannya dengan pengertian, prinsip kerja dan jenis-jenisnya dari

ADC dan DAC.

Hormat Kami,

Tim

Penulis

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK..................................................................................................................................i

KATA PENGANTAR...............................................................................................................ii

DAFTAR ISI.............................................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR................................................................................................................iv

DAFTAR TABEL......................................................................................................................v

BAB I PENDAHULUAN..........................................................................................................1

1.1 Latar Belakang.................................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................................................1

1.3 Tujuan..............................................................................................................................1

1.4 Sistematika Laporan........................................................................................................2

BAB II DASAR TEORI.............................................................................................................3

2.1 Analog-Digital Converter (ADC)..................................................................................3

2.2 Digital-Analog Converter (DAC)..................................................................................5

BAB III PENUTUP....................................................................................................................9

3.1 Kesimpulan.....................................................................................................................9

DAFTAR PUSTAKA

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses ADC berupa pencuplikan……………………………………………........4

Gambar 2.2 Proses ADC berupa pengkuantisasian....................................................................4

Gambar 2.3 Proses ADC berupa pengkodean…………………………………………………5

Gambar 2.4 Binary Weight D/A Converter...............................................................................6

Gambar 2.5 DAC R-2R LADDER.............................................................................................7

v

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel kebenaran jenis Binary Weight Resistor..........................................................6

Tabel 2.2 Tabel kebenaran jenis R-2R LADDER……………………………………………..7

vi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

ADC/DAC memegang peranan penting dalam pemprosesan sinyal. Tanpa

ADC/DAC, tidak akan ada sistem telekomunikasi atau sistem kontrol pada pengukuran.

Hal ini disebabkan karena ketiadaan ADC/DAC berarti tidak akan ada sinyal analog

(seperti suara, gambar, suhu, tekanan, intensitas cahaya atauge lombang rad io )

yang b i sa d io lah o leh kompute r a t au mikroproseso r k a r e n a s i n y a l

t i d a k t e r d i g i t i s a s i , s e h i n g g a s i n y a l t e r s e b u t t i d a k d a p a t

diproses, dikontrol apalagi ditransmisikan.

Teknologi berkembang pesat karena proses digitalisasi yang semakin

cepat pada mesin prosesor (misalnya komputer). Kecepatan mesin

prosesor yang terus meningkat tidak berbanding lurus dengan kecepatan

rangkaian  p e n g h u b u n g n y a d e n g a n l i n g k u n g a n s e k i t a r

( a n t a r m u k a a t a u i n t e r f a c e ) sehingga riset terhadap rangkaian antarmuka yang

mempunyai kecepatan dan ketelitian tinggi (high-speed precision circuit) terus

dilakukan. ADC sebagai komponen penting dari proses antarmuka telah memotivasi

para peneliti untuk t e rus mengembangkan t ekn ik dan a r s i t ek tu r ADC

te rba ru yang memi l i k i kemampuan terbaik.

1.2 Rumusan Masalah

Pada makalah ADC dan DAC berikut akan mengambil masalah mengenai :

1. Apa itu ADC dan DAC?

2. Bagaimana prinsip kerja dari ADC?

3. Apa saja jenis-jenis ADC dan DAC?

1.3 Tujuan

Sesuai dengan rumusan masalah, maka tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :

1. Mengetahui pengertian dari ADC dan DAC.

2. Mengetahui prinsip kerja dari ADC.

3. Mengetahui jenis-jenis dari ADC.

1

1.4 Sistematika Laporan

Laporan ini tersusun atas 3 Bab. Bab I Pendahuluan berisi Latar Belakang,

Rumusan Masalah, Tujuan dan Sistematika Laporan. Bab II Dasar Teori. Bab III

Penutup berisi kesimpulan

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Analog-Digital Converter (ADC)

ADC adalah suatu perangkat yang mengubah suatu data kontinu terhadap waktu

(analog) menjadi suatu data diskrit terhadap waktu (digital). ADC banyak digunakan

sebagai pengatur proses industry, komunikasi digital dan rangkaian

pengukuran/pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor

yang kebanyakan analog dengan sistim computer 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.

1. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog

dikonversikan kebentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan

sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).

2. 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 kedalam 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 (bentukbiner).

3

2.1.1 Proses di dalam ADC

Ada 3 proses yang terjadi di dalam ADC, yaitu :

1. Pencuplikan

Adalah proses mengambil suatu nilai pasti (diskrit) dalam suatu data

kontinu dalam satu titik waktu tertentu dengan periode yang tetap. Untuk

lebih jelasnya dapat dilihat pada ilustrasi gambar berikut :

Gambar 2.1 Proses ADC berupa pencuplikan

Semakin besar frekuensi pencuplikan, berarti semakin banyak data

diskrit yang didapatkan, maka semakin cepat ADC tersebut memproes suatu

data analog menjadi data digital

2. Pengkuantisasian

Adalah proses pengelompokan diskrit yang didapatkan pada proses

pertama kedalam kelompok-kelompok data. Kuantisasi, dalam

matematika dan pemrosesan sinyal digital, adalah proses pemetaan nilai

input seperti nilai pembulatan.

Gambar 2.2 Proses ADC berupa pengkuantisasian

Semakin banyak kelompok-kelompok dalam proses kuantisasi, berarti

semakin kecil selisih data diskrit yang didapatkan dari data analog, maka

4

semakin teliti ADC tersebut memproses suatu data analog menjadi data

digital.

3. Pengkodean

Adalah mengkodekan data hasil kuantisasi kedalam bentuk digital

(0/1) atau dalam suatu nilai biner.

Gambar 2.3 Proses ADC berupa pengkodean

Dengan: X1 = 11, X2 = 11, X3 = 10, X4 = 01, X5 = 01, X6 = 10.

Secara matematis, proses ADC dapat dinyatakan dalam persamaan:

Data ADC = (Vin/Vref) x Maksimal Data Digital

Dengan Vref adalah jenjang tiap kelompok dalam proses

kuantisasi,kemudian  maksimal data digital berkaitan proses ke-3 (peng-

kode-an). Sedangkan proses ke-1 adalah seberapa cepat data ADC

dihasilkan dalam satu kali proses.

2.2 Digital-Analog Converter (DAC)

Dalam bidang Elektronika, DAC adalah sebuah piranti untuk mengubah sebuah

masukan digital (umumnya adalah biner) menjadi sebuah sinyal analog (arus, tegangan

atau muatan elektrik). DAC adalah penghubung antara rangkaian digital dengan

rangkaian analog. DAC pada dasarnya mengkonversi masukan (berupa bilangan biner)

ke dalam suatu besaran fisik, biasanya berupa tegangan suatu tegangan listrik. Pada

umumnya tegangan keluaran adalah suatu fungsi linear dari sejumlah masukan.

Kebanyakan sistem menerima suatu kata digital sebagai sinyal masuk dan

menterjemahkan atau mengubahnya menjadi tegangan atau arus analog. Kata digital

biasanya dinyatakan dalam berbagai kode, yang paling umum adalah biner murni.

5

2.1.1 Rangkaian Dasar DAC

Rangkaian dasar DAC ada 2 jenis :

1. DAC Jenis Binary Weight Resistor

Gambar 2.4 Binary Weight D/A Converter

Pada DAC jenis ini, pemasangan nilai resistor pada input-input D0,

D1, D2,… adalah sebagai berikut :

Nilai R yang ada di D1 adalah 12

dari nilai yang ada di D0, nilai R yang

ada di D2 adalah 12

dari nilai yang ada di D1 (atau 14

dari R yang ada di

D0) dan seterusnya.

Pemasangan nilai R yang seperti itu adalah untuk mendapatkan Vout

yang linier (kenaikan per stepnya tetap)

Rin dicari dengan memparallel nilai-nilai resistor yang ada pada masing-

masing input (D) bila input yang masuk lebih dari satu.

Tabel 2.1 Tabel kebenaran jenis Binary Weight Resistor

D3 D1 D2 D0 Vout

0 0 0 0 0

0 0 0 1 1

0 0 1 0 2

0 0 1 1 3

0 1 0 0 4

0 1 0 1 5

0 1 1 0 6

0 1 1 1 7

1 0 0 0 8

6

1 0 0 1 9

1 0 1 0 10

1 0 1 1 11

1 1 0 0 12

1 1 0 1 13

1 1 1 0 14

1 1 1 1 15

2. DAC Jenis R-2R LADDER

Gambar 2.5 DAC R-2R LADDER

Pada DAC jenis R-2R Ladder pemasangan nilai Resistor pada input-

inputnya adalah R-2R, jadi kalau nilai R = 10 k, maka 2Rnya dipasang

20 k. pemasangan nilai resistor yang seperti itu adalah untuk

mendapatkan Vout yang linier (kenaikan per stepnya tetap)

Tabel 2.2 Tabel kebenaran jenis R-2R LADDER

D3 D1 D2 D0 Vout

0 0 0 0 0.000

0 0 0 1 -0.625

0 0 1 0 -1.250

0 0 1 1 -1.875

0 1 0 0 -2.500

0 1 0 1 -3.125

0 1 1 0 -3.750

0 1 1 1 -4.375

1 0 0 0 -5.000

7

1 0 0 1 -5.625

1 0 1 0 -6.250

1 0 1 1 -6.875

1 1 0 0 -7.500

1 1 0 1 -8.125

1 1 1 0 -8.750

1 1 1 1 -9.375

8

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari penyusunan makalah ini antara lain :

1. ADC adalah suatu perangkat yan mengubah suatu data kontinu terhadap

waktu (analog) menjadi suatu data diskrit terhadap waktu (digital).

Sedangkan DAC sebaliknya.

2. Ada 3 proses dalam ADC yaitu: pencuplikan, pengkuantisasian, dan

pengkodean.

3. Ada 2 jenis rangkaian dasar DAC yaitu: Jenis Binary Weight Resistor

dan DAC Jenis R-2R LADDER.

9

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. http://edhaa-elkaa010.blogspot.com/2012/04/makalah-sensor-adcdac-

dan-aplikasi.html. Diakses pada 20 April 2013

Mulyadi, Deni.Digital to Analog Converter and Analog to Digital Converter.

Roverdy, Reinhard.Tugas Mata Kuliah Interfacing.BSI:2007-2008