Analog Digital Converter

Analog to Digital converter ______________________________________ ____________________________________________________ ______________

MAKALAH DASAR TELEKOMUNIKASI “ KONVERSI ANALOG KE DIGITAL “

DISUSUN OLEH :

DANANG FAJAR R F 441 10 072

UNIVERSITAS TADULAKO PALU 2011

Elektro Untad 2011

______________________________________________________________

1

The world’s largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.










KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kita berbagai macam nikmat, sehingga aktifitas hidup yang kita jalani ini akan selalu membawa keberkahan, keberkahan, baik kehidupan kehidupan di alam dunia dunia ini, lebih-lebih lagi pada kehidupan akhirat kelak, sehingga semua cita-cita serta harapan yang ingin kita capai menjadi lebih mudah dan penuh manfaat. Terima kasih sebelum sebelum dan sesudahnya sesudahnya kami ucapkan kepada kepada Dosen serta teman-teman sekalian yang telah membantu, baik bantuan berupa moriil maupun materil, sehingga makalah makalah ini terselesaikan dalam waktu yang telah telah ditentukan. Kami menyadari sekali, didalam penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan kesempurnaan serta banyak kekurangan-kekurangnya, kekurangan-kekurangnya, baik dari segi tata bahasa maupun dalam hal pengkonsolidasian pengkonsolidasian kepada dosen serta serta teman-teman sekalian, yang kadangkala kadangkala hanya hanya

menturuti egoisme egoisme pribadi, untuk itu besar harapan harapan

kami jika ada kritik dan dan saran yang membangun membangun untuk lebih menyempurnak menyempurnakan an makalah-makah kami dilain waktu. Harapan yang paling besar dari penyusunan makalah ini ialah, mudahmudahan apa yang kami susun ini penuh manfaat, baik untuk pribadi, temanteman, serta orang lain yang ingin mengambil atau menyempurnakan lagi atau mengambil hikmah dari judul ini ( Konversi Analog Ke Digital ) sebagai tambahan dalam menambah referensi yang telah ada.

Palu,

Juni 2011

Penyusun










DAFTAR ISI

Halaman Judul...................................... Judul............................................................ ............................................ ........................................... .....................

i

Kata Pengantar.................................. Pengantar........................................................ ............................................ ............................................. .........................

ii

Daftar Isi....................................... Isi............................................................. ............................................ ............................................. ............................ .....

iii

BAB I Pendahuluan .......................................... ................................................................. ............................................. .......................... ....

1

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

1

BAB II Pembahasan Pengubah Analog ke Digital.......................... Digital................................................ ......................

2

2.1 Komponen Utama ADC......................................... ADC............................................................... .................................. ............

3

2.2 Digital To Analog Converter................................... Converter......................................................... ................................. ...........

7

2.3 Analog To Digital Converter................................... Converter............................................................ ................................. ........

9

2.4 Parameter ADC.......................................... ADC................................................................ ............................................ ........................ ..

11

BAB III Penutup..................................... Penutup........................................................... ............................................. ........................................ .................

14

1. Kesimpulan ........................................... .................................................................. ............................................. ............................. .......

15

2. Saran .......................................... ................................................................. ............................................. ........................................ ..................

15

DAFTAR PUSTAKA................................... PUSTAKA......................................................... ............................................ .................................. ............

16

BAB I PENDAHULUAN










metode multipleksing, yakni teknik untuk mentransmisikan sinyal komunikasi media transmisi yang efisien. Sinyal telepon/ suara adalah sinyal yang berbentuk analog dan metode multipleksing pertama kali adalah dengan melakukan pemisahan frekuensi (FDM), yakni dengan melakukan modulasi pada sinyal-sinyal informasi dengan frekuensi yang berbeda. Selanjutnya dilakukan penggabungan dan ditransmisikan. Perkembangan Perkembangan teknik telekomunikasi, mengarah pada sistem komunikasi digital, yang lebih efisien dan relatif tidak rentan terhadap noise. Sehingga untuk mentransmisikan sinyal-sinyal analog, pertama kali sinyal tersebut harus dirubah ke dalam bentuk digital yang bersesuaian. Pada Tulisan ini, akan dibahas teknik perubah analog to digital dengan metode Successive Approximation Register atau disingkat SAR yang linear. Analog to digital converter (ADC) adalah suatu cara untuk melakukan konversi sinyal analog ke bentuk digital yang bersesuaian. Ada bermacam cara untuk melakukan konversi tersebut, antara lain dengan menggunakan counter, ramp (kapasitor) dan SAR. Metode SAR memiliki kelebihan dari teknik lain, yakni waktu konversi yang tetap, yakni sesuai dengan jumlah bit yang diinginkan. Biasanya untuk sistem komunikasi telepon digunakan 8 bit, sehingga waktu konversi adalah 8 kali sinyal clock. Waktu konversi ini, akan sangat memudahkan proses sinyal selanjutnya, karena dapat dibayangkan dengan perbedaan waktu konversi pada tiap sinyal sampling tentu akan sangat mengganggu proses multipleksing.

BAB II PENGUBAH ANALOG KE DIGITAL (ADC)

Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal – sinyal – sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara










yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya. Beberapa karakteristik penting ADC : 1. Waktu konversi 2. Resolusi 3. Ketidaklinieran 4. Akurasi Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital yang nilainya proposional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Secara singkat prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit-bit diset kemudian diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 clock, dan keluaran D/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai register SAR. Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekivalen ke dalam register buffer. Dengan demikian, keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun akan di mulai siklus konversi yang baru.

2.1

Komponen Utama Analog to Digital Converter (ADC)

2.1.1 Komparator Tegangan

Komparator tegangan adalah sebuat rangkaian yang dapat membandingkan besar tegangan masukan. Komparator tegangan biasanya menggunakan Op-Amp sebagai piranti utama dalam rangkaian. Ada dua jenis komparator tegangan, yaitu komparator tegangan sederhana, dan










Gambar 1.Rangkaian Komparator Tegangan Sederhana

Vref di hubungkan ke +V supply, kemudian R1 dan R2 digunakan sebagai pembagi tegangan, sehingg nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-amp adalah sebesar : V = [R1/(R1+R2) ] * Vsupply Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua masukannya, apabila masukan (-) lebih besar dari masukan (+) maka, keluaran op-amp akan menjadi sama dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan (-) lebih kecil dari masukan (+) maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan + Vsupply. Jadi dalam hal ini jika Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi + Vsupply.Untuk op-amp yang sesuai untuk di pakai pada rangkaian op-amp untuk komparator biasanya menggunakan op-amp dengan tipe LM339 yang banyak di pasaran.

b. Rangkaian Komparator tegangan dengan histerisis

Tujuan dari rangkaian histerisis adalah untuk meminimalkan efek noise pada tegangan masukan. Misalnya tegangan referensinya di set 3,3 V, sedangkan itu juga memiliki nois sebesar 0,1 V, maka jika tegangan inputnya tepat 3,3V, maka keluarannya akan berfluktuasi sesuai dari noise-nya. Dengan menggunakan komparator dengan histerisis, maka keluarannya tidak akan












Gambar 2.Komparator dengan Histerisis 2.1.2 Flip – flop

Dalam sirkuit digital, flip-flop adalah istilah isti lah untuk sebuah sirkuit

elektronik

(sebuah Multivibrator bistable) yang memiliki dua kondisi stabil dan dengan demikian mampu dijadikan sebagai satu memori.Sebuah flop-flip biasanya dikontrol oleh satu atau dua sinyal kontrol dan / atau gerbang atau sinyal clock. Output sering kali berisi komplemen serta output normal.Flip-Flop dapat dibagi lagi menjadi beberapa tipe berdasarkan berdasarkan penerapan umum , baik asynchronous asynchronous atau yang berdasarkan sekuen clock sistem: RS ("set-reset"), D ("data" atau "penundaan" ), T ("toggle "), dan JK (“Master Slave”) adalah jenis yang umum, semua yang dapat dibuat dari (sebagian) jenis lainnya oleh beberapa gerbang logika. Perilaku tipe tertentu dapat dijelaskan oleh apa yang disebut persamaan karakteristik (tabel kebenaran). Salah satu contoh D (Delay) flip-flop adalah sebagai berikut :










0

1

X

X

0

1

0

X

X

1

1

1

1

↑

1

1

1

0

↑

0

Gambar 4.Flip-flop dan tabel t abel kebenarannya

Flip-flop jenis lain adalah JK flip-flop atau yang biasa dikenal dengan Master-Slave flip-flop. Untuk jelasnya dapat dilihat berikut ini :

Gambar 5.Master-Slave flip-flop

Tabel Kebenaran JK Flip-flop










1

1

↓

1

1

1

1

0

X

X

TOGLE Q

Q'

Gambar 5.JK Flip-flop

Dengan menggunakan menggunakan rangkaian flip-flop, dapat dibangun sebuah up/down counter, contoh sebagai berikut :

Gambar 6. Ripple Counter dengan JK FF (Up Counter)

2.1.3 Ring Counter










Gambar 7. Ring Counter

2.2 Digital to Analog Conveter

Melalui artikel ini, saya akan menjelaskan bagaimana membangun sebuah 8-bit digital untuk konverter analog dengan masukan paralel. Jika Anda tidak tahu apa artinya ini, baik yang hanya sebuah sirkuit yang akan mengambil input nomor 8-bit digital dari 0 (00.000.000) sampai 255 (11111111), dan output nilai relatif pada skala dari 0 sampai 5V.Proses matematika yang menggambarkan menggambarkan proses ini sangat sederhana, s ederhana, sebuah konverter 8 bit akan membagi 5 volt ke 255 langkah, setiap langkah memiliki nilai: 5 / 255 = 0.019 V.Maka tegangan output untuk converter harus sama dengan input biner dikalikan dengan nilai langkah, misalnyauntuk masukan dari 129 (1000 0001 dalam biner) tegangan output harus:










Gambar 8 Blok Diagram ADC 8 Bit Untuk membangun sebuah konverter konverter digital to analog, dapat digunakan metode R/2R seperti gambar berikut :

Gambar 9 Analog to Digital Converter Metode R/2R

MSB atau Most Significant Bit, adalah bit yang paling besar nilainya, yakni setengah dari tegangan input maksimum. Sedangkan LSB atau Least Significant Bit adalah bit 8

yang nilainya terkecil atau setara dengan 1/255 dari nilai tegangan input (2 = 256). Biasanya, sinyal DAC di-buffer dengan IC op-amp, sehingga nilai output memiliki stabilitas yang lebih baik, seperti gambar berikut ini: i ni:












Seperti telah disinggung diatas, bahwa terdapat beberapa macam teknik ADC. Teknik ADC yang paling sederhana yakni dengan metode counter. Sebuah sinyal dimasukkan ke sebuah comparator selanjutnya counter akan mulai menghitung maju. Bit-bit couter diumpankan ke subuah DAC dan keluaran DAC tadi akan dikoparasi dengan sinyal input. Apabila keluaran komparator belum berubah, maka sinyal clock terus bekerja. Misalkan range Vin input adalah 0-5 Volt, maka nilai 1 bit (LSB) adalah 5/255 volt = 0,019 Volt. Apabila nilai Vin 2 volt, maka jumlah clock = 2/0,019 = 102 pulsa clock. Pada nilai puncak, maka jumlah clock adalah sebanyak 255 pulsa clock. Menurut teorema nyquist, nilai pemodulasi minimum 2 kali frekuensi informasi. Frekuensi maksimum sinyal suara adalah 4 kHz, sehinga frekuensi sampling sebesar 2 x 4 kHz = 8 kHz. Oleh karena itu, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan konversi adalah 1/8000 = 125 μs. Frekuensi clock maksimum adalah sebanyak 255 pada tegangan maksimum, sehingga frekuensi frekuensi clock minimum mi nimum yang dibutuhkan adalah = 255 kHz. Konfigurasi umum adalah sebagai berikut : pulsa pulsa dalam 125 μs atau 2040 kHz.Konfigurasi










Tabel 1 Proses ADC dengan Teknik SAR

Secara sederhana, sederhana, blok diagram ADC dengan teknik SAR adalah sebagai berikut:

Gambar 12. ADC dengan teknik SAR










Dimana A adalah sebuah parameter kompresi. Di Eropa nilai A = 87.7; kadang nilai 87.6 juga digunakan. Fungsi invers A-law diberikan pada persamaan berikut ini,

2.4 Parameter Analog to Digital Converter (ADC)

Kuantitas penting dalam ADC adalah rentang tegangan terkecil yang tidak dapat mengubah hasil konversi. Rentang tegangan ini sering disebut dengan Minimal n

Representable Voltage (MRV) atau LSB.MRV = LSB = FS / 2 .(1) dimana LSB menunjukkan nilai analog dari suatu Least Significant Bit (LSB), dan FS (Full Scale) adalah nilai maksimum dari tegangan referensi. Karena semua tegangan dalam jangkauan ini diwakili oleh bilangan biner yang sama, maka akan terdapat ketidakpastian konversi sebesar ± _ LSB untuk setiap pengubahan. Masalah ini dapat dikurangi dengan menambah jumlah bit pada output pengubah. pengubah. Output maksimum suatu










Metode ini didasari pada pendekatan sinyal input dengan kode biner dan kemudian berturut-turut memperbaiki pendekatan ini untuk setiap bit pada kode sampai didapatkan pendekatan yang paling baik. Untuk meyimpan kode biner pada setiap tahapan dalam proses digunakan Succesive Approximation Register (SAR). Gambar 14a, 14b, 14c adalah diagram langkah pengubahan untuk 3 bit SA-ADC. Konversi diawali dari most significant bit (MSB) diset tinggi, ini identik dengan memperkirakan nilai input adalah _ FS. Komparator akan membandingkan output DAC dengan tegangan input dan memerintahkan pengendali untuk mematikan MSB jika perkiraan mula-mula ternyata lebih besar dari tegangan input. Pada periode clock selanjutnya

pengendali

menyalakan

MSB

berikutnya,

kemudian

kembali

membandingkan output dari DAC dengan sinyal input. Proses ini terus diulang sampai pada LSB. Setelah sampai pada tahap ini nilai konversi yang berada pada SAR adalah pendekatan yang terbaik dari sinyal input. Dalam proses ini diambil asumsi bahwa sinyal input konstan selama konversi.










Gambar 14c,Diagram 14c, Diagram langkah pengubahan untuk 3 bit SA-ADC












PENUTUP Allhamdulilah, puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas terlaksananya pembuatan makalah ini, dan penulis ucapkan terima kasih kepada seluruh orang yang telah membantu dan memotivasi penulis atas makalah ini. Semoga dengan dibuatnya makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga sengan selesainya makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman-teman. Amin.










1. Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal sin yal – – sinyal sinyal digital. 2. Kuantitas penting dalam ADC adalah rentang tegangan t egangan terkecil yang tidak dapat mengubah hasil konversi. Rentang tegangan ini sering disebut dengan Minimal n

Representable Representable Voltage (MRV) atau LSB.MRV = LSB = FS / 2 .(1) dimana LSB menunjukkan nilai analog dari suatu Least Significant Bit (LSB), dan FS (Full Scale) adalah nilai maksimum dari tegangan referensi. 3. Nilai kesalahan/ error pada ADC maksimum sebesar 1 LSB 4. Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal sin yal – – sinyal sinyal digital. 5. ADC dengan menggunakan teknik SAR memiliki kerumitan sendiri, tetapi dengan kemajuan teknologi dalam dalam bidang mikrokontroller, hal tersebut tersebut menjadi lebih mudah dan efisien.










1. Binsar

P.

Sitorus

(2011)

Konverter

Analog

ke

Digital.From

http://brightsiteofmylife.blogspot.com/2011/01/ko http://brightsiteofmylife.blog spot.com/2011/01/konverter-analog-ke-digital.html,19 nverter-analog-ke-digital.html,19 Juni 2011

2. Bobby

(2008)

ADC

(

Analog

to

Digital

Converter

).From

http://bobbyfiles.wordpress.com/2008/11 http://bobbyfiles.wordp ress.com/2008/11/23/adc-analog-to-dig /23/adc-analog-to-digital-converter/,19 ital-converter/,19 Juni 2011

3. ELEKTRO Online. (1996-2000 ) Nomor 33, Tahun VI, Oktober 2000, Pengubah Analog ke Digital.From http://www.elektroindonesia.com/elektro/elek33.html,20 Juni 2011

Analog Digital Converter

Recommend Documents