rangkaian digital to analog converter dac
Post on 01-Jan-2016
147 Views
Preview:
TRANSCRIPT
RANGKAIAN DIGITAL TO ANALOG
CONVERTER (DAC) DAN ANALOG
TO DIGITAL CONVERTER
Pertemuan 10, Elektronika Dasar
POKOK BAHASAN
1. Digital to analog converter
2. Istilah dalam DAC
3. Analog to Digital Converter
4. Prinsip Sampling Analog to Digital
5. Jenis Rankaian ADC
RESISTOR (REVIEW)
Jika R lebih dari satu komponen maka harus
dicari nilai ekivalennya
Untuk Resistor yang disusun secara seri
hubungannya adalah:
Rs = R1+ R2+ …....+ Rn-1+ Rn
Rs = Tahanan Total (Ω)
Jika Resistor Dihubungkan secara Pararel
1/Rp = 1/ R1+1/ R2+………+1/ Rn-1+1/ Rn
Merupakan Alat yang digunakan untuk
mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal
analog
Sinyal digital hanya memiliki 2 angka (biner)
yaitu 1&0
Sinyal analog memliki angka desimal (0-9)
Digital to analog Converter menggunakan
bilangan biner sebagai input dengan
menggunakan switch/saklar
KONVERSI BINER KE ANALOG
Jika ada bilangan biner yang terdiri dari m bit,
maka dapat diganti menjadi nilai desimal
dengan rumus
nm nm-1 nm-2 …..n0
Analog = ∑nm x 2^m
Dimana m=0,1,2,3,…
Cth
1001 = 1x2^0+0X2^1+0X2^2+1X2^3
= 1+0+0+8
= 9
DAC DAN ADC
Konversi dari digital ke analog atau dari analog
ke digital adalah cara agar dunia digital dan
dunia fisik dapat terhubung, sehingga apa yang
terjadi secara fisik dapat diterjemahkan secara
digital. Dan apa yang diterima secara digital
dapat dinyatakan kembali dalam dunia fisik.
Converter adalah alat yang digunakan untuk
mengubah besaran, tanpa harus mengubah nilai
JENIS DAC
Jenis DAC
Binary Weight Resistor
R-2R Ladder
Perbedaan kedua converter D/A ini adalah pada
besaran resistor yang dihubungkan terhadapnya.
Kedua jenis ini sama-sama menggunakan
operational amplifier dengan memanfaatkan
sistem switching.
Nilai S adalah “0” jika saklar terbuka dan “1”
jika saklar tertutup
Nilai R dibuat secara betingkat (geometri)
CONTOH
Hitung Vout untuk kondisi saklar berikut, jika
RF= 10 KΩ dan V in = E= 4.5 V
No So S1 S2 S3 Vot
1 0 0 0 0
2 0 0 0 1
3 0 0 1 0
4 0 0 1 1
5 0 1 0 0
ISTILAH DALAM DAC
Resolusi
Merupakan nilai sebuah bilangan biner dengan
jumlah N bit yang merepresentasikan suatu nilai
analog dari 0-A
Dalam hal ini ada 2N angka yang mungkin,
resolusi dirumuskan
Resolusi = A / 2N
CONTOH
Temperature range of 0 K to 300 K to be linearly
converted to a voltage signal of 0 to 2.5 V, then
digitized with an 8-bit A/D converter
2.5 / 28 = 0.0098 V, or about 10 mV per step
300 K / 28 = 1.2 K per step
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC)
Berfungsi untuk mengubah nilai analog menjadi
digital
Konversi ini dibutuhkan karena sinyal digital
memiliki keuntungan yaitu memiliki noise yang
lebih kecil, mudah diperbaiki dan dapat
diamplifikasi dengan mudah, dan
memungkinkan untk mengadopsi perhitungan
algoritma untuk perhitungan perubahan
keadaan.
PROSES YANG ADA
1. Sampling
2. Quantization
3. Binary encoding
Before we sample, we have to filter the signal to limit the maximum frequency of the signal as it affects the sampling rate.
Filtering should ensure that we do not distort the signal, ie remove high frequency components that affect the signal shape.
SAMPLING
Pensamplingan dilakukan setiap TS detik
dimana TS merupakan interval waktu untuk
mengambil sampling.
Frekuensi sampling adalah banyak sampling
yang diambil dalam setiap satuan waktu
diformulasikan fs = 1/Ts
Ada 3 metode pensamplingan yaitu: Ideal - an impulse at each sampling instant
Natural - a pulse of short width with varying amplitude
Flattop - sample and hold, like natural but with single amplitude value
TEORI NIQUIST
Sampling rate harus bernilai minimal dua kali
frekuensi tertinggi yang terdapat dalam sinyal.
fs= 2 f
fs= sampling rate
F = Frekuensi Maksimal
Contoh sebuah gelombang sinus disampling
dengan berbagai tingkat (rate)
CONTOH
A complex low-pass signal has a bandwidth of
200 kHz. What is the minimum sampling
rate for this signal?
Solution
The bandwidth of a low-pass signal is
between 0 and f, where f is the maximum
frequency in the signal. Therefore, we can
sample this signal at 2 times the highest
frequency (200 kHz). The sampling rate is
therefore 400,000 samples per second.
4.33
QUANTIZATION
Hasil sampling akan menunjukkanamplitudo minimal dan amplitudo max. yang besarnya infinite, sehingga perludipetakan dalam bentuk yang finite
This is achieved by dividing the distance between min and max into L zones, each ofheight
= (max - min)/L
4.34
QUANTIZATION LEVELS
The midpoint of each zone is assigned a value from
0 to L-1 (resulting in L values)
Each sample falling in a zone is then approximated
to the value of the midpoint.
4.35
QUANTIZATION ZONES
Assume we have a voltage signal with amplitutes Vmin=-20V and Vmax=+20V.
We want to use L=8 quantization levels.
Zone width = (20 - -20)/8 = 5
The 8 zones are: -20 to -15, -15 to -10, -10 to -5, -5 to 0, 0 to +5, +5 to +10, +10 to +15, +15 to +20
The midpoints are: -17.5, -12.5, -7.5, -2.5, 2.5, 7.5, 12.5, 17.5
4.36
ASSIGNING CODES TO ZONES
Each zone is then assigned a binary code.
The number of bits required to encode the zones, or the number of bits per sample as it is commonly referred to, is obtained as follows:
nb = log2 L
Given our example, nb = 3
The 8 zone (or level) codes are therefore: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, and 111
Assigning codes to zones: 000 will refer to zone -20 to -15
001 to zone -15 to -10, etc.
DELTA MODULATOR
Comparator membandingkan pulse sinyal
masukan dan sinyal feedback
Jika masukan > Feedback nilai 1
Jika Masukan < Feedback nilainya 0
top related