4. MODUL ADC & DAC.docx

MODUL ADC (ANALOG TO DIGITAL COMPUTER) DAN DAC (DIGITAL TO ANALOG CONVERTER)

Di Susun oleh: Yan Saputra, S.Pd

PENDIDIKAN PROFESI GURU (PRA JABATAN) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT. Sang pencipta langit dan bumi serta segala isi nya yang telah melimpahkan rahmat serta hidayahnya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan modul yang berjudul “ADC (Analog To Digital Computer) dan DAC (Digital To Analog Converter) ”.  Tak lupa shalawat serta salam penulis panjatkan kepada Rasulullah Muhammad SAW yang telah diutus ke bumi sebagai suri teladan untuk umat manusia, serta sebagai lentera bagi hati manusia, Nabi yang telah membawa manusia dari zaman kebodohan menuju zaman yang penuh dengan pengetahuan yang luar biasa seperti saat ini. Modul ini dibuat dengan tujuan sebagai pedoman/ bahan belajar peserta didik untuk belajar khususnya pada materi “ADC (Analog To Digital Computer) dan DAC (Digital To Analog Converter) ”. Modul ini berisi tentang pengertian sinyal analog dan digital, fungsi serta prinsip kerja rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC. Penulis menyadari bahwa modul ini tidak akan tersusun dengan baik tanpa adanya bantuan dari pihak-pihak terkait. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimah kasih kepada semua pihak yang telah membantu. Semoga Allah SWT memberikan ilmu yang lebih banyak kepada kita semua. Penulis berharap semoga laporan ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan menjadi amal soleh bagi kita semua. Atas perhatiannya penulis ucapkan terimah kasih.

Medan, Februari 2018

Penulis

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..............................................................................................

i

DAFTAR ISI ..............................................................................................................

ii

BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................

1

A. DESKRIPSI ....................................................................................................... B. PRASYARAT .................................................................................................... C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .......................................................... D. TUJUAN AKHIR .............................................................................................. E. KOMPETENSI ................................................................................................ F. CEK KEMAMPUAN ........................................................................................ BAB II PEMBELAJARAN .....................................................................................

1 1 1 2 2 2 4

A. KEGIATAN BELAJAR .................................................................................... 1. Kegiatan Belajar 1 .............................................................................. .....

4 4

a.

Tujuan Kegiatan Pembelajaran .......................................................... ..

4

 b.

Uraian Materi ADC dan DAC ........................................................... ..

4

1)

Sinyal Analog ............................................................................. ..

4

2)

Sinyal Digital .............................................................................. ..

4

3)

Konsep ADC dan DAC .............................................................. ..

5

4)

Rangkaian Pengubah Sinyal (ADC dan DAC) ........................... ..

6

5)

ADC (Analog To Digital Converter) .......................................... ..

6

6)

DAC (Digital To Analog Converter) .......................................... ..

8

c.

Rangkuman ........................................................................................ ..

13

d.

Tugas .................................................................................................. ..

13

e.

Tes Formatif ....................................................................................... ..

13

f.

Kunci Jawaban Formatif .................................................................... ..

13

BAB III PENUTUP .................................................................................................. 15 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... ...

16

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. ii

BAB I PENDAHULUAN A. DESKRIPSI Modul tentang “ADC (Analog to digital computer) dan DAC (Digital to analog converter ” ini membahas tentang beberapa hal penting yang perlu diketahui agar  peserta diklat dapat memahami dan melakukan pengujian rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter) secara efektif, efisien dan aman. Modul ini terdiri dari dua cakupan materi yang akan dipelajari, yaitu: materi teori dan praktek. Kegiatan  belajar teori membahas tentang 1.Memahami rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter), Kegiatan belajar praktik 2. Meelakukan pengujian rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter). Setelah mempelajari modul ini peserta diklat diharapkan dapat memahami fungsi, prinsip kerja dan menguji rangkaian pengubah sinyal digital meliputi ADC dan DAC. B. PRASYARAT Sebelum mempelajarin modul ini peserta didik diharapkan telah belajar mengenai modul logika kontrol engine. C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL 1) Petunjuk Bagi Peserta Didik Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul ini maka langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain :

a. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada masingmasing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, peserta diklat dapat  bertanya pada guru atau instruktur yang mengampu kegiatan belajar.  b. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa besar  pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar. c. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal  berikut ini : 1) Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku. 2)

Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik.

3)

Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan dan bahan yang diperlukan dengan cermat.

4)

Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.

5)

Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin guru atau instruktur terlebih dahulu.

6)

Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula.

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 1

d. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan  belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada guru atau instruktur yang mengampu kegiatan pemelajaran yang bersangkutan.

2)

Petunjuk Bagi Guru Guru bertindak sebagai fasilitator, motivator, organisator dan evaluator. Jadi guru/instruktur berperan:

a. Fasilitator yaitu menyediakan fasilitas berupa informasi, bahan, alat, training obyek dan media yang cukup bagi siswa sehingga kompetensi siswa cepat tercapai.  b. Motivator yaitu memotivasi siswa untuk belajar dengan giat, dan mencapai kompetensi dengan sempurna c. Organisator yaitu bersama siswa menyusun kegiatan belajar dalam mempelajari modul, berlatih keterampilan, memanfaatkan fasilitas dan sumber lain untuk mendukung terpenuhinya kompetensi siswa. d. Evaluator yaitu mengevaluasi kegiatan dan perkembangan kompetensi yang dicapai siswa, sehingga dapat menentukan kegiatan selanjutnya.

D. TUJUAN AKHIR

a. Setelah mempelajari modul ini peserta didik mampu memahami rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter) dengan benar.  b. Setelah mempelajari modul ini peserta didik mampu melakukan pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter).dengan benar. E. KOMPENTENSI Kompetensi memahami dan melakukan pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC, ini terdiri dari 5 sub kompetensi, yaitu : 1. Menjelaskan pengertian sinyal analog dan digital. 2. Menjelaskan fungsi rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC. 3. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC. 4. Melakukan pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC. 5. Melakukan pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi DAC.

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 2

F. CEK KEMAMPUAN

Sebelum mempelajari modul ini silakan mengisi cek list dan berikan tanda √ pada  pernyataan atau pertanyaan pada table berikut ini:

Jawaban Sub Kompetensi

Pernyataan

Menjelaskan  pengertian sinyal analog dan digital Menjelaskan fungsi rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC. Melakukan  pengujian rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC. Melakukan  pengujian rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi DAC.

Saya mampu menjelaskan  pengertian sinyal analog dan digital dengan benar. Saya mampu menjelaskan fungsi rangkaian elektronika  pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC dengan benar.

Ya

Tdk

Bila  jawaban “ Ya” Kerjakan

Test Formatif 1

Saya mampu menjelaskan  prinsip kerja rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC dengan benar.. Saya mampu melakukan  pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dengan benar. Saya mampu melakukan  pengujian rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi DAC dengan benar.

Test Formatif 2

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 3

BAB II PEMBELAJARAN A. KEGIATAN BELAJAR a) Tujuan Kegiatan Pembelajaran 1 1) Peserta didik mampu menjelaskan pengertian sinyal analog dan digital dengan  benar. 2) Peserta didik mampu menjelaskan fungsi rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC dengan benar. 3) Peserta didik mampu menjelaskan prinsip kerja rangkaian elektronika pengolahan sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC l dengan benar. b) Uraian Materi ADC dan DAC 1) Sinyal Analog Sinyal analog merupakan sinyal dalam bentuk gelombang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Sinyal analog  biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus. Dua parameter terpenting yang dimiliki oleh sinyal analog adalah AMPLITUDO dan FREKUENSI. Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog. Sedangkan frekuensi adalah  jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.

Contoh sinyal analog dalam kehidupan sehari-hari : 



Speedometer mobil dimana refleksi jarum menyatakan besarnya kecepatan mobil dan jarum speedometer akan mengikuti perubahan yang terjadi saat mobil  berjalan dengan kecepatan yang naik atau turun. Mikrofon audio. Tegangan output yang dihasilkan sebanding dengan amplitudo gelombang suara yang ditangkap oleh sensor pada mikrofon. Perubahan tegangan output akan selalu mengikuti perubahan frekuensi suara pada input.

2) Sinyal Digital Sinyal digital merupakan sinyal dalam bentuk pulsa yang memiliki dua keadaan yaitu 0 dan 1. Sinyal digital biasa dikenal dengan sinyal diskrit (bit). Kemungkinan nilai untuk 1 bit adalah 2 buah (0 dan 1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah 4 buah

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 4

(00, 01, 10, 11). Maka dapat disimpulkan bahwa jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah

Contoh sinyal digital dalam kehidupan sehari-hari : 



Jam digital yang menunjukkan waktu dalam bentuk digit-digit desimal. Walau  pada kenyataan waktu terus berganti, namun yang terbaca dalam jam digital tidak berubah secara kontinyu melainkan berubah satu step demi step (per menit atau per detik). Dengan kata lain, representasi digital dari waktu berubah dalam step-step diskrit. Warna RGB dan warna CMYK merupakan warna versi digital yang biasa digunakan pada layar monitor atau printer. Komposisi warna yang terbentuk merupakan kombinasi dari bit data digital.

3) Konsep ADC dan DAC 



Analog to digital converter (ADC) Analog to Digital Converter  (ADC) adalah adalah teknik untuk mengubah amplitudo sebuah gelombang ke dalam waktu interval ( samples) sehingga menghasilkan representasi digital dari suara. ADC digunakan sebagai perantara antara sensor (analog) dengan sistem komputer (digital). Digital to analog converter (DAC) Digital to Analog Converter  (DAC) adalah teknik merekonstruksi data digital sehingga menghasilkan sinyal analog.

4) Rangkaian Pengubah Sinyal (ADC dan DAC). Suara merupakan gelombang analog yang berasal dari tekanan udara. Suara dapat didengar dengan bantuan gendang telinga. Gendang telinga ini bergetar kemudian getaran dikirim dan diterjemahkan menjadi informasi suara kemudian dikirim ke otak sehingga bisa didengar. Sedangkan komputer hanya mampu mengenal sinyal dalam  bentuk digital yang merupakan tegangan yang diterjemahkan ke dalam bit (0 dan 1). Oleh karena itu diperlukan proses konversi sinyal analog menjadi digital (ADC) agar suara dapat diterjemahkan oleh sistem komputer serta proses konversi digital menjadi

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 5

analog (DAC) agar data digital dapat diubah kembali menjadi sinyal analog sehingga suara dapat didengar oleh telinga manusia. Peralatan yang harus ada untuk proses konversi ini adalah transducer dan soundcard. Transducer merupakan peralatan yang dapat mengubah tekanan udara ke dalam tegangan elektrik sehingga dapat dimengerti oleh perangkat elektronik dan sebaliknya. Mikrofon dan speaker merupakan contoh dari transducer. Sedangkan soundcard adalah peralatan untuk mengubah gelombang analog (suara) menjadi data digital dan ketika suara dimainkan kembali, soundcard mengubah data digital menjadi sinyal analog yang dikeluarkan oleh speaker. PROSES ADC & DAC PADA AUDIO

Adapun langkah-langkah proses ADC  berikut:

 –   DAC pada audio digital adalah sebagai

1.

Pertama, suara asli diubah menjadi sinyal listrik analog oleh transducer (mikrofon).

2.

Kemudian sinyal analog tersebut diubah menjadi sinyal digital melalui konverter ADC.

3.

Sinyal digital inilah yang akan dimanipulasi atau diproses oleh komputer menjadi sinya-sinyal yang dikehendaki.

4.

Selanjutnya melalui konverter DAC, sinyal digital diubah kembali menjadi sinyal analog.

5.

Sebuah transducer (speaker) akan mengubah sinyal listrik analog menjadi getaran udara yang dapat didengar oleh telinga manusia.

5) ADC (Analog To Digital Converter). ADC adalah suatu perangkat yang mengubah suatu data kontinu terhadap waktu (analog) menjadi suatu data diskrit terhadap waktu (digital). ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industry, komunikasi digital dan rangkaian  pengukuran/pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim computer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer). ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi.

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 6

a.

Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan kebentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).  b. 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 diatas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit. Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog kedalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 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 decimal) atau 10011001 (bentuk biner). Ada

3 proses yang terjadi di dalam ADC, yaitu : a. Pencuplikan Pencuplikan adalah mengambil suatu nilai pasti (diskrit) dalam suatu data kontinu dalam satu titik waktu tertentu dengan periode yang tetap. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada ilustrasi gambar berikut :

Gambar : Proses ADC berupa cuplikan

Semakin besar frekuensi pencuplikan, berarti semakin banyak data diskrit yang didapatkan, maka semakin cepat ADC tersebut memproes suatu data analog menjadi data digital.  b. Pengkuantisasian Pengkuantisasian adalah proses pengelompokan diskrit yang didapat pada proses  pertama kedalam kelompok-kelompok data. Kuantisasi, dalam matematika dan  pemrosesan sinyal digital adalah proses pemetaan nilai input seperti nilai  pembulatan.

Gambar : Proses ADC berupa pengkuantisasian

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 7

Semakin banyak kelompok-kelompok dalam proses kuantisasi, berarti semakin kecil selisih data diskrit yang didapatkan dari data analog, maka semakin teliti ADC tersebut memproses suatu data analog menjadi digital. c. Pengkodean Pengkodean adalah mengkodekan data hasil kuantisasi kedalam bentuk digital (0/1) atau dalam suatu nilai biner.

Gambar : Proses pengkodean

Proses ADC berupa pengkodean dengan : X1 = 11, X2 = 11, X3 = 10, X4 = 01, X5 = 01, X6 = 10. Secara matematis, proses ADC dapat dinyatakan dalam  persamaan:

Dengan Vref adalah jenjang tiap kelompok dalam proses kuantisasi,kemudian maksimal data digital berkaitan proses ke-3 (peng-kode-an). Sedangkan  proses ke-1 adalah seberapa cepat data ADC dihasilkan dalam satu kali  proses.

Gambar : Langkah-langkah proses ADC 6) DAC (Digital To Analog Converter). Dalam bidang elektronika, DAC adalah sebuah piranti untuk mengubah sebuah masukan digital (umumnya adalah biner) menjadi sebuah sinyal analog (arus, tegangan atau muatan elektrik).

Bila kita amati gambar diatas, rangkaian apakah yang kita perlukan agar sinyal analog dapat diproses pada sistem digital?, ya, kita akan memerlukan rangkaian yang dapat mngubah sinyal analog menjadi sinyal digital, tetapi sebelum kita mempelajari Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 8

tentang ADC, mari kita belajar dulu materi tentang DAC, mengapa demikian,karena didalam rangkaian dalam ADC terdapat rangkaian DAC, dimana pasa rangkaian ADC ada rangkaian yang harus mengibah sinyal digital ke analog, sehingga untuk dapat memahi rangkaian ADC, kalian di tuntut untuk paham terlebih dahulu tentang DAC. Tugas pengubah D/A ialah menstransformasikan masukan sinyal digital menjadi sinyal analog, (tegangan, arus, muatan electrik). Tegangan keluaran yang dihasilkan DAC sebanding dengan nilai digital yang masuk ke dalam DAC. DAC adalah salah satu komponen elektronika yang cukup ampuh untuk pengaturan sebuah sistem  berbasis digital, dengan kemampuan mengubah dari data digital ke tegangan analog. Secara sederhana rangkaian D/A terdiri dari jaringan resistor dan rangkaian  penguat penjumlah (summing Amplifier) , kalian amati gambar dibawah ini :

Gambar : Penguat penjumlah Kalian harus mengingat kembali tentang Operational Amlplifier, dan summing, yang telah dipelajari pada materi dasar dan pengukuran1 kegiatan belajar elektronika daya. Contoh:

Jika dari gambar diatas diketahui Vin = 3 Volt, Rf = 20 KΩ, Ri = 150 KΩ, hitunglah  berapa penguatannya! A = Rf/Ri A = 20 KΩ/150 KΩ = 0,133 Setelah kalian mendapatkan penguatannya (A), coba kalian hitung berapakah nilai tegangan keluarannya (Vout). Vout A x Vin = 3 x 0,133 = 0,4 Volt Jika kalian sudah paham, coba amati gambar rangkaian pengubah D/A di bawah ini,

Gambar : Sum DAC

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 9

Dengan mengikuti rumus diatas, buktikan dengan mengikuti rumus ohm tahanan seri  paralel, jika untuk langkah pertama yang terhubung adalah saklar A hanya yang  berlogik satulah yang terhubung dengan saklar, maka akan kalian dapatkan nilai atau harga seperti pada tabel di bawah. Masukan Biner Keluaran Baris 1

D

C

B

A

0

0

0

0

0

2

0

0

0

1

0,4

3

0

0

1

0

0,8

4

0

0

1

1

1,2

5

0

1

0

0

1,6

6

0

1

0

1

2,0

7

0

1

1

0

2,4

8

0

1

1

1

2,8

9

1

0

0

0

3,2

10

1

0

0

1

3,6

11

1

0

1

0

4,0

12

1

0

1

1

4,4

13

1

1

0

0

4,8

14

1

1

0

1

5,2

15

1

1

1

0

5,6

16

1

1

1

1

6,0

Dari tabel tersebut jika semua saklar terhunbung didapat kan tahanan total Rt = 10 K Ω, maka penguatannya A = adalah Rf/Rin Total = 2 Vout = A X Vin = 3 X 2 = 6 Volt. Setiap perubahan 1 digit pada tabel diatas adalah 0,4, dapat dikatakan itulah ukuran setiap stepnya berubah 0,4 volt untuk 1 digit, maka jika kita ingin mengetahui  berapak nilai tegangan yang terukur pada biner masukan 1000 ? Jawabannya adalah konversikan nilai 1000 2 ke desimal = 8 dikalikan dengan ukuran setiap langkahnya maka harga tegangan keluarannya adalah 8 X 0,4 = 3,2 Volt, coba kalian cocokkan baris ke 9 dengan data 1000 2 hasilya sama dengan tabel yaitu 3,2 Volt.

1.

Rangkaian dasar DAC ada 2 jenis : DAC jenis binary weight resistor

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 10

Gambar : Binary weight D/A converter Pada DAC jenis ini, pemasangan nilai resistor pada input-input D 0, D1, D2,… adalah sebagai berikut :  Nilai R yang ada di D1 adalah /2 dari nialai yang ada di D0, nilai R yang ada di D2 adalah /2 dari nilai yang ada di D1 (atau/ dari R yang ada di D0) dan seterusnya. Pemasangan nilai R yang seperti itu adalah untuk mendapatkan Vout yang linier (kenaikan per stepnya tetap) Rin dicari dengan memparallel nilai-nilai resistor yang ada pada masing-masing input (D) bila input yang masuk lebih dari

satu. Tabel : Kebenaran jenis binary wieght resistor 

D3

D1

D2

D0

Vout

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0 0

0

1

0 0

0 0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1 1

4

0

1

5

1

0

6

1

1

7

0

0

8

0

1

9

1

0

10

1

1

11

0

0

12

0

1

13

1

1 0

1

0

1

1

0

9

0

1

0

8 0

1

3

7 0

1

1

6

1

0

5

1

1 1

1

0 0

1

4 1

1

2

3 1

0

0

2 0

0

1

1

1

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 11 1 1 1 0 14

2.

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

DAC jenis R-2R ladder

Gambar : DAC R-2R ladder

Pada DAC Pada DAC jenis R-2R Ladder pemasangan nilai Resistor pada inputinputnya adalah R-2R, jadi kalau nilai R = 10 k, maka 2 R nya dipasang 20 k.  pemasangan nilai resistor yang seperti itu adalah untuk mendaptkan Vout yang linier (kenaikan per stepnya tetap). Tabel : Kebenaran jenis R-2R ladder D3

D1

D2

D0

Vout

0

0

0

0 

0.000

0

0

0

1 

-0.625

0

0

1

0 

-1.250

0

0

1

1 

-1.875

0

1

0

0 

-2.500

0

1

0

1 

-3.125

0

1

1

0 

-3.750

0

1

1

1 

-4.375

1

0

0

0 

-5.000

1

1

0

1

-5.625

1

1

1

0

-6.250

1

1

1

1

-6.875

1

1

0

0

-7.500

1

1

0

1

-8.125

1

1

1

0

-8.750

1

1

1

1

-9.375

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 12

c) Rangkuman 1) Sinyal analog merupakan sinyal dalam bentuk gelombang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Sinyal analog  biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus. 2) Sinyal digital merupakan sinyal dalam bentuk pulsa yang memiliki dua keadaan yaitu 0 dan 1. Sinyal digital biasa dikenal dengan sinyal diskrit (bit). 3) Analog to Digital Converter  (ADC) adalah adalah teknik untuk mengubah amplitudo sebuah gelombang ke dalam waktu interval ( samples) sehingga menghasilkan representasi digital dari suara. ADC digunakan sebagai perantara antara sensor (analog) dengan sistem komputer (digital). 4) Digital to Analog Converter  (DAC) adalah teknik merekonstruksi data digital sehingga menghasilkan sinyal analog. d) Tugas 1) Carilah informasi sebanyak-banyaknya terkait rangkaian elektronika pengolah sinyal digiital meliputi ADC dan DAC. Menurutmu apakah keliebihan dan kelemahan dari ADC dan DAC! e) Tes Formatif 1) Jelaskan pengertian analog dan digital ? 2) Jelaskan fungsi rangkaian elektronika pengolah sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC? 3) Jelaskan prinsip kerja rangkaian elektronika pengolah sinyal digital yang meliputi ADC dan DAC? f) Kunci Jawaban Tes Formatif

1). a.

Sinyal analog merupakan sinyal dalam bentuk gelombang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang.  b. Sinyal digital merupakan sinyal dalam bentuk pulsa yang memiliki dua keadaan yaitu 0 dan 1. Sinyal digital biasa dikenal dengan sinyal diskrit (bit). 2) a. Analog to Digital Converter (ADC) adalah adalah teknik untuk mengubah amplitudo sebuah gelombang ke dalam waktu interval ( samples) sehingga menghasilkan representasi digital dari suara. ADC digunakan sebagai  perantara antara sensor (analog) dengan sistem komputer (digital).  b. Digital to Analog Converter  (DAC) adalah teknik merekonstruksi data digital sehingga menghasilkan sinyal analog. 3) a. Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog kedalam bentuk  besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 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 decimal) atau 10011001 (bentukbiner). Ada 3 proses yang terjadi didalam ADC, yaitu : Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 13







Pencuplikan adalah proses mengambil suatu nilai pasti (diskrit) dalam suatu data kontinu dalam satu titik waktu tertentu dengan periode yang tepat. Pengkuantisasian adalah proses pengelompokan diskrit yang didapatkan pada proses pertama kedalam kelompok-kelompok data. Pengkodean adalah mengkodekan data hasil kuantisasi kedalam  bentuk digital (0/1) atau sauatu bilangan biner.

b. Prinsip kerja DAC (digital to Analog Convertion) yaitu mengkonversi masukan (berupa bilangan biner) ke dalam suatu besaran fisik, biasanya  berupa tegangan suatu tegangan listrik. Pada umumnya tegangan keluaran adalah suatu fungsi linear dari sejumlah masukan. Kebanyakan sistem menerima suatu kata digital sebagai sinyal masuk dan menterjemahkan atau mengubahnya menjadi tegangan atau arus analog. Kata digital  biasanya dinyatakan dalam berbagai kode, yang paling umum adalah biner murni. DAC (digital to Analog Convertion) dapat dibangun menggunakan  penguat penjumlah inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan sinyal input berupa data logika digital (0 dan 1).

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 14

BAB III PENUTUP

Kompetensi memahami dan melakukan pengujian rangkaian elektronika pengolah sinyal digital yang meliputi ADC (Analog to digital converter) dan DAC (Digital to analog converter), harus dikuasai dengan baik. Setelah siswa merasa menguasai sub kompetensi yang ada, siswa dapat memohon uji kompetensi, uji kompetensi dilakukan secara teroritis dan  praktik. Uji teoritis dengan cara siswa menjawab pertanyaan yang pada soal evaluasi, sedangkan uji praktik dengan mendemontrasikan kompetensi yang dimiliki pada guru/instruktur. Guru/instruktur akan menilai berdasarkan lembar observasi yang ada, dari sini kompetensi siswa dapat diketahui. Bagi siswa yang telah mencapai syarat kelulusan minimal dapat melanjutkan ke modul berikutnya, namun bila syarat minimal kelulusan belum tercapai maka harus mengulang modul ini, atau bagian yang tidak lulus dan karena tidak diperkenankan mengambil modul berikutnya.

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC. 15

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2018). Jobsheet DAC dan ADC Audio. Diakses dari: https://www. academia.edu/7573593/Mikrokontroller_and_Antarmuka__Socket_Program ming_-_ADC_and_DAC_Audio. Dionisius, A.K. (2014).  Analog Digital Converter dan Digital Analog converter . Institut Teknologi Sepuluh Nompember Surabaya. KEMENDIKBUD. (2014). Sistem Kontrol Terprogram Kelas XI semester 3. Jakarta.

Yan Saputra, S.Pd | ADC dan DAC.

16