DAC
(Digital To Analog Converter)
DAC (Digital
To Analog Converter) adalah perangkat
elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal digital (diskrit) menjadi sinyal analog (kontinyu).
Aplikasi DAC (Digital To Analog Converter) adalah
sebagai antarmuka (interface) antara perangkat yang
bekerja dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog.
Perangkat DAC
(Digital
To Analog Converter) dapat berupa
rangkaian elektronika dan chip IC DAC.
Konsep Dasar DAC (Digital To Analog Converter)
Pada dasarnya
rangkaian penjumlah op-amp (summing amplifier)
dapat digunakan untuk menyusun suatu konverter
D/A (DAC “Digital To Analog Converter)”
dengan memakai sejumlah hambatan masukan yang diberi bobot dalam deret biner.
Penguat Inverting
Rangkaian untuk penguat inverting adalah seperti yang
ditunjukkan gambar dibawah. Penguat ini memiliki ciri khusus yaitu sinyal
keluaran memiliki beda fasa sebesar 180°.
Penguatan rangkaian
penguat inverting adalah berdasar pada persamaan berikut :
Vout = -Vin(R2/R1)
Penguat Non-Inverting
Penguat
non-inverting memiliki ciri khusus yaitu sinyal output adalah sefasa dengan
sinyal masukan. Rangkaian ini ditunjukkan oleh gambar berikut.
Penguatan dari
rangkaian penguat jenis ini adalah berdasar pada persamaan berikut :
Vout = Vin((R1+R2)/R1)
Penguat Penjumlah
(Dasar DAC)
Penguat penjumlah
memiliki ciri khusus yaitu sinyal keluaran merupakan hasil penguatan dari
penjumlahan sinyal masukannya. Pada bagian ini dicontohkan penguat penjumlah
berdasarkan rangkaian penguat inverting. Sehingga sinyal keluaran adalah
berbeda fasa sebesar 180o. Rangkaian
penguat penjumlah merupakan konsep dasar dari rangkaian
DAC (Digital To Analog Converter).
Penguatan dari rangkaian ini dihitung menggunakan persamaan
berikut :
Vout = (-Vin1(R5/R1))+(-Vin2(R5/R2))+(-Vin3(R5/R3))
Binary-Weighted
DAC (Digital To
Analog Converter)
Suatu rangkaian Binary-weighted DAC dapat disusun dari beberapa
Resistor dan Operational Amplifier (Op-Amp) seperti gambar berikut.
Rangkaian Binary Weighted DAC
Secara prinsip rangkaian
DAC diatas dapat dijelaskan sebagai berikut. Resistor 20
kΩ menjumlahkan arus yang dihasilkan dari penutupan switch-switch D0 sampai D3. Resistor-resistor
ini diberi skala nilai sedemikian rupa sehingga memenuhi bobot biner (binary-weighted) dari arus yang selanjutnya akan
dijumlahkan oleh resistor 20 kΩ. Dengan menutup D0menyebabkan arus
50 μA mengalir melalui resistor 20 kΩ, menghasilkan tegangan
-1 V pada Vout. Penutupan masing-masing switch menyebabkan penggandaan nilai arus yang dihasilkan dari switch sebelumnya. Nilai konversi dari kombinasi penutupan switch ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel Output Binary-Weighted DAC
Konversi dari nilai
digital ke nilai analog berdasarkan rangkaian Binary Weighted DAC diatas
R/2R
Ladder DAC (Digital To
Analog Converter)
Metode lain dari
konversi Digital to Analog adalah R/2R Ladder. Metode ini banyak digunakan
dalam IC-IC DAC.
Pada rangkaian R/2R Ladder, hanya dua nilai resistor yang diperlukan, yang
dapat diaplikasikan untuk IC DAC dengan resolusi 8,10 atau 12 bit. Rangkaian
R/2R Ladder ditunjukkan pada gambar berikut.
Rangkaian R/2R Ladder DAC
Prinsip kerja dari
rangkaian R/2R Ladder DAC adalah sebagai berikut : informasi digital 4 bit
masuk ke switch D0 sampai D3. Switch ini mempunyai kondisi “1” (sekitar 5 V)
atau “0” (sekitar 0 V). Dengan pengaturan switch akan menyebabkan perubahan
arus yang mengalir melalui R9sesuai dengan
nilai ekivalen biner-nya Sebagai contoh, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 = 0 dan D3 = 1, maka R1 akan
paralel dengan R5menghasilkan 10 k . Selanjutnya 10 k ini seri dengan R6 = 10 k
menghasilkan 20 k . 20 k ini paralel dengan R2 menghasilkan 10 k , dan
seterusnya sampai R7, R3 dan R8. Rangkaian ekivalennya ditunjukkan pada gambar
6. Vout yang dihasilkan dari kombinasi switch ini adalah -5V.
Rangkaian Ekivalen R/2R Ladder DAC
Untuk mendapatkan Vout analog dari rangkaian R/2R Ladder DAC diatas dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan :
Vout = (-Vref(R9/R))*((D0/16)+(D1/8)+(D2/4)+(D1/2))
Tabel Output Rangkaian
R/2R Ladder DAC
Nilai kombinasi dan
hasil konversi rangkaian R/2R Ladder DAC ditunjukkan
pada tabel dibawah.
Tabel diatas merupakan
hasil konversi dari nilai digital ke nilai analog berdasarkan rangkaian R/2R Ladder DAC (Digital To Analog Converter).
Sumber :
Komentar
Posting Komentar