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


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).


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


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


5/18

08/03/2016

5

BESARAN DIGITAL DAN ANALOG

TABEL 8.1 REPRESENTASI ANALOG


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


7/18

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


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.


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).


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


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)


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)


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.


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


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


16/18

08/03/2016

16

Blok diagram MC 1408

Konfigurasi Pin-pin MC 1408


17/18

08/03/2016

17

AplikasitipikalMC 1408


18/18

08/03/2016

P8_ADC DAN DAC

Documents

Transcript of P8_ADC DAN DAC