Daftar Isi (Table Of Content)
Tujuan Pembelajaran
1. Mahasiswa dapat memahami dengan menganalisis Proses Konversi Analog to Digital
2. Mahasiswa dapat memahami dengan menganalisis Pencuplikan ADC
3. Mahasiswa dapat memahami dengan menganalisis Kuantisasi ADC
4. Mahasiswa dapat memahami dengan menganalisis Pengkodean ADC
14.1 Pendahuluan
Kuantitas Fisik Lingkungan adalah Analog
– Kuantitas fisik lingkungan secara natural adalah analog, misalnya suhu, tekanan, posisi, kecepatan, level air,
kecepatan aliran
— Kuantitas ini terukur secara analog, yaitu besar dan waktunya kontinyu
— Misalnya: suhu di suatu waktu t dapat bernilai 26 °C dan di waktu t + ∆t berikutnya bernilai 25, 98 °C dimana ∆t → 0
Kuantitas analog ini dapat dimonitor, dioperasikan dan dikontrol oleh sebuah sistem digital
— Kuantitas analog dari lingkungan dimonitor oleh masukan sistem
— Keluaran sistem akan mengontrol kuantitas analog lingkungan berdasarkan operasi/program yang diinginkan
— Operasi dalam sistem dilakukan secara digital untuk memonitor dan mengontrol lingkungan
Memonitor dan Mengontrol Suhu
1. mengkonversikan masukan analog ke dalam bentuk digital
2. memproses informasi secara digital
3. mengkonversikan keluaran digital ke dalam bentuk analog
14.2 Proses Konversi Analog ke Digital
1. Pencuplikan (sampling)
Pencuplikan mengubah sinyal waktu kontinyu menjadi sinyal waktu diskrit
2. Kuantisasi
Kuantisasi mengubah amplitudo sinyal kontinyu menjadi amplitudo diskrit. Hasil proses pencuplikan dan kuantisasi adalah sinyal digital (waktu diskrit, amplitudo diskrit) dari sinyal analog (waktu kontinyu, amplitudo kontinyu)
3. Pengkodean
Pengkodean mengkodekan sinyal digital dalam representasi binernya (digital). Kode ini yang diproses oleh rangkaian digital, mikroprosesor atau mikrokontroler
14.3 Pencuplikan
I Pencuplikan sinyal waktu kontinyu untuk menghasilkan sinyal waktu diskrit
Parameter: frekuensi cuplik (Ts) atau periode cuplik (Ts = 1⁄fs)
– menentukan frekuensi maksimal sinyal masukan yang bisa dicuplik dan dapat direkonstruksi kembali sesuai kriteria Nyquist-Shannon, yaitu fmax ≤ 1⁄2 × fs
14.4 Kuantisasi
Kuantisasi menghasilkan amplitudo diskrit yang terbatas dari nilai sinyal kontinyu yang tidak terbatas
– Contoh, kuantisasi linear 8 langkah
Teknik lainnya disebut companding, untuk konversi secara tidak linear
– Contoh: a-Law dan µ-Law (lihat http://www.ti.com/lit/an/spra163a/spra163a.pdf)
Contoh Kuantisasi
Kuantisasi di ADC 3 bit
– akan menghasilkan 8 kode digital 3 bit, yaitu N = 23 = 8
ADC 3 bit dengan tegangan referensi Vref 5 Volt
14.5 Pengkodean
Pengkodean menterjemahkan amplitudo tegangan diskrit hasil dari keluaran kuantisasi menjadi kode biner
– Misalnya untuk ADC 3 bit dan Vref = 5 V, representasi kodenya dapat dinyatakan dengan kode = Vin⁄5 × 23
ADC n bit dengan tegangan referensi Vref, maka representasi kodenya dapat dinyatakan sebagai kode = Vin⁄Vreff x 23, dengan Vin adalah tegangan masukan digital ke pengkode atau keluaran dari pengkuantisasi
Contoh Soal
Soal
Masukan analog ADC 3 bit terukur 1,3 Volt menggunakan voltmeter.
Tegangan referensi yang digunakan adalah 5 Volt. Tentukan kode biner yang dihasilkan oleh ADC tersebut.
Solusi
– Tegangan Vin = 1,3 Volt akan dikuantisasi ke Vin = 1,25 Volt oleh ADC 3 bit dan tegangan referensi 5 Volt, karena amplitudo Vin berada antara 0,9375 sampai 1,5625 Volt.
– Tegangan digital tersebut kemudian dikodekan menjadi 010 oleh pengkode biner. Jadi, ADC akan menghasilkan nilai digital 010 dari tegangan masukan Vin = 1,3 Volt
Tugas
Kumpulkan 1 pdf Materi tentang ADC dan DAC beserta implementasi dalam dunia sistem komputer (wajib ada daftar pustaka)
Daftar Pustaka
1. Givone DD. Digital principles and Design. Palgrave Macmillan; 2003.
2. Saha A, Manna N. Digital principles and logic design. Jones & Bartlett Learning; 2009 Jan 28.
3. Maini AK. Digital electronics: principles, devices and applications. John Wiley & Sons; 2007 Sep 27.
4. Singh AK. Digital Principles Foundation Of Circuit Design And Application. New Age International; 2006.
5. Leach DP, Malvino AP. Digital Principles and Applications. Glencoe/McGraw-Hill; 1994 May 1.
