Rangkaian Digital to Analog Converter (DAC)

Digital to Analog Converter (DAC) dalah mengubah (mengkonversi) sinyal digital menjadi sinyal analog. Blok diagram DAC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar Blok Diagram DAC

Rangkaian Digital to Analog 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.

Metode konversi sinyal digital menjadi analog dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu DAC jenis bobot biner dan DAC jenis R-2R tangga.

1. DAC jenis resistor bobot biner

DAC jenis Binary Weight Resistor, ditunjukkan pada gambar di bawah. Pemasangan nilai resistor pada input-input D0, D1, D2,… adalah sebagai berikut:

Nilai R yang ada di D1 adalah ½ dari nilai yang ada di D0, nilai R yang ada di D2 adalah ½ dari nilai yang ada di D1 (atau ¼ dari R yang ada di D0) dan seterusnya. Pemasangan nilai R yang seperti itu adalah untuk medapatkan Vout yang linier (kenaikan per stepnya tetap). Rin dicari dengan memparallel nilai-nilai resistor yang ada pada masing masing input  bila input yang masuk lebih dari satu.

Gambar DAC Jenis Binary Weight Resistor

 

2. DAC Jenis R-2R Tangga

DAC  jenis R-2R tangga pemasangan nilai resistor pada input-inputnya adalah R-2R, jadi kalau nilai R = 10 KΩ, maka 2R nya dipasang 20 KΩ. Pemasangan nilai resistor yang seperti itu adalah untuk mendapatkan Vout yang linear (kenaikan perstepnya tetap). Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Gambar DAC Jenis R-2R Tangga

 

 

Rangkaian  DAC 4 bit

DAC 4 bit memiliki 4 masukan input digital dan 1 data input analog.

Pada dasarnya pembuatan rangkaian DAC 4 bit dapat direalisasikan dengan  2 cara yaitu dengan, rangkaian DAC bobot biner seperti yang ditunjukkan pada gambar a di bawah, dan dengan rangkaian DAC tangga R-2R seperti yang ditunjukkan pada gambar b di bawah.  Kedua rangkaian tersebut  memili kemiripan cara kerja, yaitu dengan masukan logika 1 “5 volt” dan logika 0 “ground”.

Gambar a. DAC 4 bit bobot Biner

Tabel Rumus DAC 4 bit bobot biner

Saklar Nilai

Biner

V out
D0 1 (2/(2+4+8+16) x Vcc
D1 2 (4/(2+4+8+16) x Vcc
D2 4 (8/(2+4+8+16) x Vcc
D3 8 (16/(2+4+8+16) x Vcc
Gambar b. DAC 4 bit Tangga R-2R

Tabel Rumus DAC 4 bit tangga R-2R

Saklar Nilai

Biner

Vout
D0 1 VCC/16
D1 2 VCC/8
D2 4 VCC/4
D3 8 VCC/2

 

Rangkaian  DAC 8 bit

DAC 8 bit memiliki 8 masukan input digital dan 1 data input analog.

Pada dasarnya pembuatan rangkaian DAC 8 bit  sama dengan pembuatan DAC 4 bit juga dapat direalisasikan dengan  2 cara yaitu dengan, rangkaian DAC bobot binerseperti yang ditunjukkan pada gambar a di bawah, dan dengan rangkaian DAC tangga R-2R seperti yang ditunjukkan pada gambar b di bawah.

Kedua rangkaian tersebut  memiliki kemiripan cara kerja, yaitu dengan masukan logika 1 “5 volt” dan logika 0 “ground”.

Gambar a. DAC 8 bit Bobot Biner

 

Tabel Rumus DAC 8 bit bobot biner

Saklar Nilai

Biner

V out
D0 1 (2/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D1 2 (4/(2+4+8+16+32+64+128+256)x Vcc
D2 4 (8/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D3 8 (16/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D4 16 (32/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D5 32 (64/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D6 64 (128/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc
D7 128 (256/(2+4+8+16+32+64+128+256))x Vcc

Gambar DAC 8 bit tangga R-2R sama dengan DAC 4 bit tangga R-2R dengan cara menambah bit input 2x.

Tabel Rumus DAC 8 bit tangga R-2R

Saklar Nilai

Biner

Vout
D0 1 VCC/65536
D1 2 VCC/32768
D2 4 VCC/16384
D3 8 VCC/8192
D4 16 VCC/4096
D5 32 VCC/2048
D6 64 VCC/1024
D7 128 VCC/512

 

Membuat  rangkaian  DAC 16 bit

DAC 16 bit memiliki 16 masukan input digital dan 1 data input analog.

Pada dasarnya pembuatan rangkaian DAC 16 bit  sama dengan pembuatan DAC 4 bit atau DAC 8 bit  juga dapat direalisasikan dengan 2 cara yaitu dengan, rangkaian DAC bobot biner seperti yang ditunjukkan pada gambar a, dan dengan rangkaian DAC tangga R-2R seperti yang ditunjukkan pada gambar  di bawah.

Kedua rangkaian tersebut  memiliki kemiripan cara kerja, yaitu dengan masukan logika 1 “5 volt” dan logika 0 “ground”.

Gambar DAC 16 bit bobot biner DAC 8 bit bobot biner dengan cara menambah bit input 2x.

 

Tabel Rumus DAC 16 bit bobot biner

Saklar Nilai

Biner

V out
D0 1 (2/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D1 2 (4/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D2 4 (8/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D3 8 (16/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D4 16 (32/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D5 32 (64/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D6 64 (128/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D7 128 (256/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D8 256 (512/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D9 512 (1024/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D10 1024 (2048/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D11 2048 (4096/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D12 4096 (8192/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D13 8192 (16384/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D14 16384 (32768/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

D15 32768 (65536/(2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024+2048+

4096+8192+16384+32768+65536) x Vcc

Gambar DAC 16 bit R-2R Tangga

 

Tabel Rumus DAC 16 bit tangga R-2R

Saklar Nilai

Biner

Vout
D0 1 VCC/65536
D1 2 VCC/32768
D2 4 VCC/16384
D3 8 VCC/8192
D4 16 VCC/4096
D5 32 VCC/2048
D6 64 VCC/1024
D7 128 VCC/512
D8 256 VCC/256
D9 512 VCC/128
D10 1024 VCC/64
D11 2048 VCC/32
D12 4096 VCC/16
D13 8192 VCC/8
D14 16384 VCC/4
D15 32678 VCC/2

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *