DAC, ADC DAN MULTIPLEXER

Tugas sistem instrumentasi pengukuran

RINGKASAN TENTANG DAC, ADC DAN MULTIPLEXER

 

Nama                            : Musfirah

Nim                     : 1408102010032

Mata Kuliah        : Sistem Instrumentasi Pengukuran

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

BANDA ACEH

2016

DAC (DIGITAL TO ANALOG CONVERTION)

DAC (Digital to Analog Convertion) adalah perangkat atau rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah suatu isyarat digital (kode-kode biner) menjadi isyarat analog (tegangan analog) sesuai harga dari isyarat digital tersebut. DAC (digital to Analog Convertion) dapat dibangun menggunakan penguat penjumlah inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan sinyal input berupa data logika digital (0 dan 1).

Rangkaian dasar DAC (Digital to Analog Convertion) terdapat 2 tipe yaitu Binary-weighted DAC dan R/2R Ladder DAC. Kedua tipe DAC tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

1.      Binary-weighted DAC

Sebuah rangkaian Binary-weighted DAC dapat disusun dari beberapa Resistor dan Operational Amplifier yang diset sebagai penguat penjumlah non-inverting seperti gambar berikut.

Gambar 1.1 Rangkaian Dasar Binary-weighted DAC

 

Resistor 20KOhm 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 penguat penjumlah inverting IC 741.

Apabila sumber tegangan pada penguat penumlah IC 741 tersebut adalah simetris ± 15Vdc. Maka dengan menutup D0 menyebabkan tegangan +5Vdc akan diberikan ke penguat penjumlah dengan penguatan – 0,2 kali (20K/100K) sehingga diperoleh tegangan output penguat penjumlah -1Vdc. Penutupan masing-masing switch menyebabkan penggandaan nilai arus yang dihasilkan dari switch sebelumnya.

1.      R/2R Ladder DAC

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 dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 1.2 Rangkaian Dasar R/2R Ladder DAC

Prinsip kerja dari rangkaian R/2R Ladder 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 tegangan yag diberikan ke penguat penjumlah inverting sesuai dengan nilai ekivalen biner-nya. Sebagai contoh, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 = 0 dan D3 = 1, maka R1 akan paralel dengan R5 menghasilkan 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.

ADC (ANALOG DIGITAL CONVERTER)

Rangkaian ADC (Analog Digital Converter) adalah rangkaian elektronika yang dapat mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Pada awalnya sinyal yang tidak memiliki nilai numericnya dengan menggunakan rangkaian ADC maka menjadi sinyal yang mempunyai sifat numeric. Saat ini juga sudah banyak IC yang dibuat dengan menggunakan fungsi ADC, bahkan ada juga yang langsung terintegrated dengan IC Mikrokontroller yang dapat mendukung aplikasi rangkaian dengan lebih komplek.

 

 

 

 

Gambar ADC (Analog Digital Converter)

Gambar diatas memperlihatkan sebuah komparator merubah keadaan logika output sesuai fungsi tegangan input analog. Sebuah komparator dapat tersusun dari sebuah opamp yang memberikan output terpotong untuk menghasilkan level yang diinginkan untuk kondisi logika (+5 dan 0 untuk TTL 1 dan 0). Komparator komersil didesain untuk memiliki level logika yang dperlukan pada bagian outputnya.  

MULTIPLEXER

Multiplexer atau selector data adalah suatu rangkaian logika yang menerima input data dan untuk suatu saat tertentu hanya mengijinkan satu dari data input tersebut untuk lewat mencapai output. Jalan yang akan ditempuh dari input data yang diinginkan ke output dikontrol oleh input – input SELECT (kadang – kadang disebut input input ADDRESS). Di bawah ini merupakan gambar diagram dasar multiplexer secara umum.

Multiplexer bekerja seperti sebuah saklar (switch) multi posisi yang dikontrol secara digital, dimana kode digital yang diberikan ke input - input SELECT mengontrol input - input data mana yang di switch ke output. misalnya, pada multiplexer dua input, output z akan sama dengan input data Io untuk kode input SELECT berlogik 1, Z akan sama dengan I1 untuk kode input SELECT berlogik 0. Dengan kata lain multiplexer memiilih 1 dari N data input dan menyalurkan data yang terpilih ke suatu chanel output tunggal. Proses ini disebut multiplexing.

       Gambar diatas menunjukkan rangkaian logika untuk multiplexer dua input (dua chanel) dengan input input data A dan B dan input SELECT. Level logika yang diberikan ke input S menentukan AND gate mana yang di –enable sehingga input datanya lewat melalui OR gate ke output Z. Ekspresi bolean untuk output tersebut adalah :

Tabel Kebenaran Multiplexer 2 Input

Dengan S = 0, ekspresi ini menjadi:

       Menunjukkan bahwa Z akan identik dengan sinyal input B yang dapat merupakan suatu level logika tetap atau sinyal logika yang berubah – ubah menurut waktu. Dengan S = 1, ekspresi boleannya menjadi:

Z =   A.1 + B.0 = A

       Sehingga menunjukkan bahwa output Z akan identik dengan sinyal input A. Rangkaian rangkaian multiplexer sangat banyak di temukan dalam berbagai macam pemakaian dalam sistem - sistem digital. Pemakaian pemakaian ini termasuk seleksi data, data routing, pengurutan operasi (operation sequencing), konversi pararel ke seri dan lain sebagainnya.