DAC

CONVERSION
1. Analog To Digital Converter
2. Digital To Analog Converter
3. Voltage to Frequency
4. Current To Pneumatic
Analog To Digital Converter
Spesifikasi umum ADC :
• ADC tersedia dalam kemasan IC dengan 8, 10,
12 atau 16 bit.
• Kecepatan ADC dinyatakan dalam sample per
detik (SPS)
• Resolusi ADC = VFS / 2n ; n = jumlah bit ADC;
Analog To Digital Converter (ADC)
Jenis ADC: Flash, Successive
Approximation, Resistor ladders,
Ramp, and Dual slope
1
2
Encoder
3
n = jumlah bit
ADC
Vr1
ADC JENIS FLASH
Prinsip kerja:
Vref merupakan tegangan
acuan yang mendekati nilai
Vi max.
Tegangan input akan
dibandingkan dengan nillai
pada setiap R yang menjadi
Vin (-) Comparator.
Ketika Vi = 0, maka output
setiap comparator = 0.
Jika Vi > Vr1, output
Compartor = 1.
Encoder berfungsi
mengubah n saluran
masukan menjadi m saluran
output.
Analog To Digital Converter (lanjutan)
MSB
DAC Jenis SAR
Comparator membandingkan Vx dan Vin. Kondisi mula Counter mengeset MSB =1,
dan Vx=Vr/2, Vx dibandingkan dengan Vin. Jika Vin > Vx, b1 tetap 1, dan b2 diset 1.
menjadi Vx=3/4Vr. Dibandingkan untuk nilai baru, dan seterusnya. Jika Vx >Vin, b1 =
0, b2 diset 1, proses ini diulang sampi dengan LSB DAC.
Analog To Digital Converter (lanjutan)
Contoh:
Analog To Digital (lanjutan)
Diagram blok ADC
jenis SAR 8 bit
Vx
Proses konversi dimulai
dengan mengeset bit
tertinggi (b1)=1
Clock berguna untuk mengatur
blok shift register, status
menunjukkan proses konversi.
Membandingkan Va
dengan Vin, jika Vx>Vin,
b2 diset 1
Vx
Diagram proses konversi
Analog To Digital (lanjutan)
Blok Diagram ADC LM 0804
ADC jenis SAR perlu input konstan selama konversi, untuk itu perlu
rangkaian tambahan Sample & Hold
IC ADC : ADC0804 tipe SAR
-CS = Chip Select; -RD = Read; -WR = Write; -INTR = Interrupt
Keceptan konversi ditentukan oleh Clock yang dibangun oleh R dan C
Digital To Analog Converter
Cara mengubah Digital ke Analog:
• Dengan tangga resistor (DAC), digunakan
untuk level tegangan acuan berdaya rendah
atau pembangkit bentuk gelombang
• Pulse Width Modulation (PWM), mengkonversi
data digital menjadi level tegangan tinggi untuk
mengontrol aktuator seperti motor dan valve.
DAC dengan Tangga Resistor R/2
LSB
ADC (lanjutan)
Tegangan output DAC, Pers-1:
n = jumlah bit
Vref = Tegangan acuan
Contoh:
Untuk ADC 8 bit , Vout = Vref x (255/256) = 0,996 x Vref
Untuk Adc 10 bit, Vout = Vref x (1023/1024) = 0,999 x Vref
Contoh:
An 8-bit DAC has a reference voltage of 5V. What would be the
voltage corresponding to a binary word of 10010011?
Vout = 5(128 + 16 + 2 + 1)/256V
Vout = 2.871V
DAC dengan R/2R
MOSFET ON/OFF
berlawanan
ADC (lanjutan)
Contoh:
Dengan menggunakan Pers-1:
Digital To Analog
Digital To Analog (lanjutan)
VDAC= Vt + Vp . Sin θ
Vt = Tegangan sumbu tengah
Vp = Tegangan puncak
Sintesa frekuensi 1 kHz dengan DAC
menggunakan frekuensi 20kHz
Contoh:
untuk θ = 0°, VDAC= 0.75+0.75 x 0 = 0,75 volt dan Hexa = 0111
untuk θ = 90°, VDAC= 0.75+0.75 x 1 = 1,5 volt dan Hexa =1111
Untuk menghaluskan bentuk
gelombangnya, pada output
DAC digunakan filter RC
DAC dengan PWM
Prinsip dasar ADC dengan PWM
Konversi Tegangan ke Frekuensi
Penguat Differensial
Precision multivibrator merupakan osilator pembangkit frekuensi gelombang kotak
menggunakan proses pengisian dan pengosongan kapasitor yang dikontrol oleh sinyal
input (Vin).
Konversi Tegangan ke Frekuensi (lanjutan)
Diagram blok
konverter V to
F IC LM331
Vc2
τ = 1,1 C1.R2
Comparator membandingkan Vin dengan Vc2. Jika Vin >Vc2, OST akan ditriger, output OST
mengaktifkan CS dan akan mengisi C2 selama τ, menjadikan Vc2 >Vin. Saat itu CS
dimatikan dan OST di reset, C1R2 dikosongkan. Lalu, C2 dikosongkan melalui R3 sampai Vc2
= Vin, dan Comparator akan tertriger lagi, memulai siklus baru.
Konversi Sinyal
Gambar konverter
Arus ke Pneumatic
4-20 mA ke 3 -15 psi
Ketika arus melalui coil, coil akan termagnetisasi,
flapper tertarik mendekati coil, oleh karenanya nozzle
akan terhalangi dengan flapper sehingga saluran udara
terhambat. Jarak nozzle dengan flapper akan
menentukan tekanan udara pada output.
Grafik Tekanan udara
fungsi arus
Soal-soal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Jelaskan prinsip kerja ADC, DAC, V to F dan C to P !
Berikan contoh pemakaian V to F dan C to P
Berapakah output ADC 4 bit jika inputnya 3 volt degan tegangan
acuan 4,8 volt ?
Berapakah output DAC 4 bit jika inputnya 1101 dengan tegangan
acuan 5 volt ?
Tentukan data digital, jika DAC 8 bit digunakan untuk
membangkitkan frekuensi 2 kHz dengan frekuensi 20 kHz,
amplitudo 8 Vp-p dan tegangan acuan 10 volt.
Suatu thermocouple dengan sensitivitas 5mV/ºC, digunakan untuk
mengukur suhu 0 s.d. 200ºC dengan resolusi 0,5ºC. ADC berapa
bit yang diperlukan !
Jelaskan tahapan suatu ADC jika operasinya dikontrol oleh
komputer , misalkan ADC 0804 !