Gambar rangkaian ADC (Analog Digital Converter)
Rangkaian ADC adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital, dalam artian sinyal yang awalnya tidak bisa ditentukan nilai numericnya menjadi sinyal yang mempunyai sifat numeric. Sebenarnya saat ini sudah banyak sekali IC yang dibuat khusus untuk kegunaan fungsi ADC, bahkan ada yang sudah terintegrated dengan IC Mikrokontroller yang pastinya lebih mendukung aplikasi rangkaian yang lebih komplek. Tetapi dengan contoh rangkaian adc diatas setidaknya anda akan dapat memahami prinsip kerja dari rangkaian adc yang sesungguhnya.
Sebenarnya prinsip dasar adc muncul dari pemikiran bahwa sinyal analog yang mempunyai jangkah amplitude dari 0 volt sampai dengan tegangan puncak bisa dibagi rata menjadi beberapa potongan atau bagian yang nantinya setiap bagian potongan tersebut mewakili satu angka numeric atau digital. Sebagai contoh anda membuat rangkaian adc dengan menerapkan aturan jangkah tegangan per 1 mV akan menghasilkan output 1 angka numeric, jika input sinyal analog rangkaian anda adalah sinyal dengan tegangan 20 mV, maka anda akan membagi jangkah amplitudo 20 mV tersebut menjadi 20 bagian dan hasilnya anda akan mendapatkan output dengan jumlah numeric 20. Dengan kata lain rangkaian adc anda berfungsi membagi tegangan analog dengan jangkah pembagian per 1 mV. Lain cerita jika anda menerapkan aturan pada rangkaian adc anda dengan jangkah pembagian per 1 V untuk mewakili satu keluaran numeric, maka dapat dipastikan bahwa sinyal input analog 20 mV tersebut hanya akan menghasilkan keluaran digital numeric 1. Begitupun dengan sinyal analog 30 mV, 45 mV, 60 mV, 500 mV atau berapapun selama tidak melebih 1 volt maka rangkaian adc anda tetap akan menghasilkan angka 1 (satu).
Jadi dengan demikian dapat kita simpulkan bahwa semakin rapat range pembagian yang digunakan pada rangkaian adc maka keluaran yang didapat akan semakin bagus dan mendekati sempurna. Sehingga dengan begitu kemungkinan pembalikan kembali sinyal keluaran menjadi sinyal analog akan lebih bisa dilakukan. Tetapi semuanya tergantung dari aplikasi dan kegunaan rangkaian adc anda tersebut, bisa saja penggunaan range yang lebih rapat malah akan menjadi sia-sia manakala aplikasi dari rangkaian tersebut hanya menuntut kegunaan yang lebih sederhana.
ANALISA DAN PRINSIP KERJA RANGKAIAN ADC|DIATAS
- Rangkaian adc diatas memanfaatkan rangkaian pembanding op-amp sebagai rangkaian dasar. Dimana perbedaan yang sedikit pada kedua terminal input op-amp akan menghasilkan tegangan sebesar Vdd atau Vcc op-amp. Jika tegangan pada terminal positif input lebih besar dari pada terminal negative input maka keluaran adalah 9 volt (sesuai dengan Vdd), sedangkan jika tegangan pada terminal negative input lebih besar maka tegangan keluarannya adalah 0 volt (sesuai dengan Vcc).
- Menggunakan 3 (tiga) buah op-amp dengan tujuan setiap satu op-amp mewakili satu jangkah pembagian tegangan input.
- Pada masing-masing terminal negative input op-amp mendapatkan tegangan referensi (penentuan) yang ditentukan oleh pembagian tegangan antara R1, R2, R3 dan R4.
- R2, R3 dan R4 sengaja dibuat dengan nilai yang sama dengan maksud supaya tegangan pada terminal negative (referensi) masing-masing op-amp membentuk jangkah atau range yang teratur.
- Masing-masing terminal positif input op-amp digabung dan digunakan sebagai jalur input sinyal analog. Hal ini sengaja diatur supaya posisi sinyal input analog tersebut bisa dibaca oleh masing-masing op-amp yang mana pada masing-masing terminal negative input op-amp tersebut sudah dipasang tegangan penentu.
- IC3 mewakili range tegangan terendah, kemudian dilanjutkan oleh IC2, IC1 mewakili range tertinggi.
- Tegangan pada terminal negative input IC3 adalah (R4 / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt.
= (10K / 31,2K) x 9 volt = 2,89 volt.
- Tegangan pada terminal negative input IC2 adalah ((R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt = (20K / 31,2K) x 9 volt = 5.77 volt
- Tegangan pada terminal negative input IC1 adalah ((R2+R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt = (30K / 31,2K) x 9 volt = 8,65 volt
- Jadi dari perhitungan tegangan referensi pada terminal negative input ke-tiga op-amp tersebut adalah mempunyai delta atau jangkah tegangan 2.88 volt.
- Tegangan 2,88 volt ini yang saya sebut sebagai jangkah tegangan referensi atau penentu. Jadi bisa disimpulkan bahwa rangkaian diatas akan membaca sinyal input analog :
- 0 sd 2,88 volt sebagai angka 0
- > 2,88 volt sd 5,77 volt sebagai angka 1
- > 5,77 volt sd 8,65 volt sebagai angka 2
- > 8,65 volt sebagai angka 3
- Rangkaian adc diatas hanya menghasilkan 2 (dua) digit keluaran, anda bisa membuat rangkaian adc dengan digit keluaran yang lebih banyak dan lebih rapat sesuai dengan keinginan dan kebutuhan anda.
Lihat juga prinsip dasar pembagi tegangan, rangkaian DAC, penguat inverting dan Summing Inverting.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar