RANGKAIAN KONVERSI D to A dan A to D

 RANGKAIAN KONVERSI D to A dan A to D

1.    Pengertian kerja rangkaian konversi D/A & A/D

Analog to Digital Converter atau sering disingkat dengan ADC adalah rangkaian yang mengubah nilai tegangan kontinu (analog) menjadi nilai biner (digital) yang dapat dimengerti oleh perangkat digital sehingga dapat digunakan untuk komputasi digital. Dengan kata lain, Analog to Digital Converter atau Konverter Analog ke Digital ini memungkinkan rangkaian Digital berinteraksi dengan dunia nyata dengan menyandikan sinyal Analog ke sinyal Digital yang berbentuk Biner. Rangkaian ADC ini pada umumnya dikemas dalam bentuk IC dan diintegrasikan dengan Mikrokontroler.

DAC atau Digital to Analog Converter adalah sebuah rangkaian atau perangkat yang digunakan untuk mengubah sinyal Digital yang berbentuk biner (0 dan 1) menjadi sinyal Analog yang kontinu (arus atau tegangan). Sinyal Digital adalah sinyal Biner yang berbentuk bit dan merupakan kombinasi dari 1 dan 0 (level tegangan tinggi dan tegangan rendah). Dengan kata lain, Konverter Digital ke Analog atau DAC ini mengubah Bit menjadi sinyal analog dalam bentuk tegangan maupun arus listrik.   

2.         Identifikasikan jenis dan cara kerja rangkaian konversi D/A & A/D

Jenis-jenis Digital to Analog Converter (DAC)

Pada dasarnya, Digital to Analog Converter atau DAC terdiri dari empat jenis yaitu :

1.       Binary Weighted Resistor D/A Converter Circuit

2.       Binary ladder or R–2R ladder D/A Converter Circuit

3.       Segmented DAC

4.       Delta-Sigma DAC

cara kerja Digital to Analog Converter (DAC) dengan menambahkan bobot dari semua bit yang sesuai dengan nilainya untuk menghasilkan nilai analog pada keluarannya

Ada dua faktor utama dalam ADC yang menjadi penentu keakuratan nilai digital yang dihasilkannya. Kedua faktor tersebut adalah Resolusi dan Sample Rate.

1. Resolusi

Sebagai contoh, apabila sinyal 1V diubah menjadi sinyal Digital dengan menggunakan ADC 3 bit, maka akan menghasilkan 8 tingkatan pembagian (2³ = 8 atau dalam biner adalah 111). Dengan kata lain, terdapat 8 tingkatan untuk mencapai output 1V. Masing-masing satu tingkatan adalah 0,125V (1/8 = 0,125V). Jadi perubahan minimum dari ADC 3 bit untuk 1V ini adalah 0,125V atau 125mV setiap tingkatan.

2. Kecepatan Sampel (Sample Speed atau Sample Rate)

Jumlah sampel konversi dari analog ke digital yang dapat dibuat oleh konverter dalam setiap detik disebut dengan Kecepatan Sampel (Sample Speed atau Sample Rate). Sample Speed ini diukur dalam satuan S/s (Sample per Detik) atau SPS (Sample per Second).  Misalnya ADC yang bagus dapat memiliki sample rate atau rasio pengambilan sample hingga 300Ms/s (bisa dibaca menjadi 300 juta sampel per detik).

Jenis-Jenis ADC (Analog to Digital Converter)

ADC Simultan

ADC Simultan atau biasa disebut flash converter atau parallel converter. Input analog Vi yang akan diubah ke bentuk digital diberikan secara simultan pada sisi + pada komparator tersebut, dan input pada sisi – tergantung pada ukuran bit converter. Ketika Vi melebihi tegangan input – dari suatu komparator, maka output komparator adalah high, sebaliknya akan memberikan output low.

ADC Simultan

Bila Vref diset pada nilai 5 Volt, maka dari gambar 3 dapat didapatkan :

V(-) untuk C7 = Vref * (13/14) = 4,64
V(-) untuk C6 = Vref * (11/14) = 3,93
V(-) untuk C5 = Vref * (9/14) = 3,21
V(-) untuk C4 = Vref * (7/14) = 2,5
V(-) untuk C3 = Vref * (5/14) = 1,78
V(-) untuk C2 = Vref * (3/14) = 1,07
V(-) untuk C1 = Vref * (1/14) = 0,36

Misal :

Vin diberi sinyal analog 3 Volt, maka output dari C7=0, C6=0, C5=0, C4=1, C3=1, C2=1, C1=1, sehingga didapatkan output ADC yaitu 100 biner

Tabel Output ADC Simultan

Ada beberapa konsep dasar dari ADC adalah dengan cara Counter Ramp ADC, Successive Aproximation ADC dan lain sebagainya.

2.         Analisis hasil demonstrasi cara kerja rangkaian konversi D to A dan  A to D

Siswa diminta untuk memilih salah satu project untuk menganalisis hasil pengujian kerja rangkaian konversi D to A dan  A to D sebagai berikut :

 

                                                                    Gambar A

                                

                                                                                 Gambar B

Penggalan Materi 2

Langkah-langkah cara analisis hasil demonstrasi cara kerja rangkaian konversi D to A dan  A to D

1.       Menentukan hasil percobaan ketika VIN berada di antara 0 dan 1 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

2.      Menentukan hasil percobaan ketika VIN meningkat dan melebihi 1 volt tetapi kurang dari 2 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

3.      Menentukan hasil percobaan ketika VIN meningkat dan melebihi 2 volt tetapi kurang dari 3 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

4.      Menentukan hasil percobaan ketika VIN meningkat dan melebihi 3 volt tetapi kurang dari 4 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

5.      Menentukan hasil percobaan ketika VIN meningkat dan melebihi 4 volt tetapi kurang dari 5 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

6.      Menentukan hasil percobaan Melakukan percobaan dan seterusnya ketika VIN melebihi 8 sampai 9 volt dalam tabel Output konverter A/D 2-bit

Penggalan Materi 3

Siswa disuruh mempraktekkan sesuai dengan urutan langkah kerja

LP3 : Produk :

Soal Esai : Menggunakaan Google Class Room

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScOdtVXLXuXBCjhXdrZ20mPKuzXj0WilZ0ZWijrQJRVcFZF6Q/viewform

SUMBER :

https://www.electronics-tutorials.ws/combination/analogue-to-digital-converter.html

       https://blog.unnes.ac.id/antosupri/adc-analog-to-digital-converter/

       https://www.samrasyid.com/2020/12/digital-to-analog-converter-dac-jenis.html