Mengubah bentuk sinyal sering dilakukan dalam suatu sistem kendali, perbedaan besar sinyal analog yang dihasilkan dari sensor misalnya harus diubah menjadi sinyal digital untuk membedakan perubahan sinyal analog, begitau juga perbendaan kode-kode digital sering digunakan misalnya untuk mengatur kecepatan putaran motor dan banyak lagi.

Pada jejak kali ini akan mencoba membahas tentang prinsip kerja dari ADC dan DAC. Untuk membuat ADC dan DAC bisa menggunakan beberapa metode rangkaian untuk membentuk ADC dan DAC yang diinginkan, masing-masing metode konversi akan dibahas lebih jauh pada jejak berikutnya.

Prinsip Kerja ADC (Analog to Digital Converter)

Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital atau sinyal satu bit menjadi sinyal lebih dari satu bit sehingga bisa menjadi kode digital untuk membedakan perubahan sinyal analog. ADC banyak digunakan sebagai Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian.

Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistem komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/ berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer). Blok diagram ADC dapat dilihat dalam vlok diagram di bawah ini.

Karakter ADC

ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter, yaitu kecepatan sampling dan resolusi.

1. Kecepatan Sampling ADC

Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan “seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu”. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).

2. Resolusi ADC

Resolusi ADC menentukan “ketelitian nilai hasil konversi ADC”. Sebagai contoh: ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2ⁿ – 1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh di atas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit.

Sebagai contoh, bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk desimal) atau 10011001 (bentuk biner).

signal = (sample/max_value) * reference_voltage

= (153/255) * 5

= 3 Volts

Sedangkan metode konversi sinyal analog menjadi analog dapat diklasifikasikan menjadi emapt, yaitu Dual Slope A/D Converter, Flash A/D Converter, Sigma Delta Σ-Δ A/D Converter, Successive Approximation A/D Converter. Untuk mengenal lebih jauh kedua metode ini, lihat juga jejak Metode atau Jenis dan Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter).

Prinsip Kerja DAC (Digital to Analog Converter)

Digital to Analog Converter (DAC) adalah mengubah (mengkonversi) sinyal digital menjadi sinyal analog. Sinyal masukan berbentuk bilangan biner atau lebih dari bit, kemudian diolah oleh rangkaian atau IC (Integrated Circuits) sehingga keluarannya hanya satu bit. Blok diagram DAC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Rangkaian Digital to Analog Converter dapat dibangun dengan menggunakan op-Amp yang diberi masukan dengan mengatur switch-switch yang mewakili besaran digital. Nilai berlogik “l” jika switch dihubungkan dengan supply 5 volt dan logic “0” bila dihubungkan dengan ground/dilepas.

Sedangkan metode konversi sinyal digital menjadi analog dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu DAC jenis bobot biner dan DAC jenis R-2R tangga. Untuk mengenal lebih jauh kedua metode ini, lihat juga jejak Metode atau Jenis dan Rangkaian DAC (Digital to Analog Converter).