ANALOG DIGITAL CONVERTER PARALEL (FLASH ADC) A. Pengertian ADC
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti elektronik
yang
dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital atau untuk mengkodekan tegangan sinyal analog waktu kontinu ke bentuk sederetan bit digital waktu diskrit, sehingga sinyal tersebut dapat diolah oleh komputer. Bagaimanapun juga, beberapa piranti non-elektronik, seperti shaft encoders, dapat digolongkan sebagai ADCs. Proses konversi tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
ADC banyak digunakan sebagai Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/atau pengujian.Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan atau berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer).
B. Prinsip kerja ADC
Secara singkat prinsip kerja dari konverter ADC adalah semua bit-bit diset kemudian diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan
rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 clock, dan keluaran DAC merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai register SAR. Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekivalen ke dalam register buffer. Dengan demikian, keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun akan di mulai siklus konversi yang baru. IC ADC 0804 mempunyai dua masukan analog, Vin (+) dan Vin (-), sehingga dapat menerima masukan diferensial. Masukan analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan-tegangan yang dihubungkan dengan ke dua pin masukan yaitu Vin= Vin (+) – Vin (-). Jika masukan analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin (+), sedangkan Vin (-) digroundkan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan masukan analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena IC ini adalah SAC 8-bit, resolusinya akan sama dengan :
) ( (n menyatakan jumlah bit keluaran biner IC analog to digital converter) IC ADC 0804 memiliki generator clock intenal yang harus diaktifkan dengan menghubungkan sebuah resistor eksternal (R) antara pin CLK OUT dan CLK IN serta sebuah kapasitor eksternal (C) antara CLK IN dan ground digital. Frekuensi clock yang diperoleh di pin CLK OUT sama dengan
. Untuk sinyal clock ini dapat juga digunakan sinyal eksternal yang
dihubungkan ke pin CLK IN. ADC 0804 memilik 8 keluaran digital sehingga dapat langsung dihubungkan dengan saluran data mikrokomputer. Masukan (chip select, aktif rendah) digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika tinggi, ADC 0804 tidak aktif (disable) dan semua keluaranberada dalam keadaan impedansi tinggi. Masukan (write atau start convertion) digunakan untuk memulai proses konversi. Untuk itu harus diberi pulsa logika 0. Sedangkan keluaran (interrupt atauend of convertion) menyatakan akhir
konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0. ADC memiliki kecepatan konversi,interface dan akurasi yang berbeda beda tergantung dari tipe-tipe ADC tersebut. Adapun tipe-tipe ADC sebagai Berikut: 1. Single Slope ADC 2. Dual Slope ADC 3. Flash ADC 4. Successive Approximation Register ADC 5. Intergrating ADC Namun kali ini kita hanya akan membahas tentang Flash ADC. 1. ADC Pararel / Langsung (Flash ADC) a. Pengertian
Flash ADC adalah tipe ADC yang memiliki speed konversi tercepat yang dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada kecepatan 100 MHz dengan rangkaian kerja yang sederhana. Flash ADC menggunakan komperator untuk melakukan konversi sinyal analog ke dalam digital (4-bit ADC akan memiliki 16 buah komperator dan untuk 8-bit ADC akan memiliki 256 buah komperator ). Semua
output
komperator
dihubangkan
pada
suatu
blok
logika
yang
mendeterminasikan output berdasarkan High/Low dari komperator. Kecepatan konversi flash ADC adalah jumlah dari semua waktu yang diperlukan oleh komperator untuk melakukan konversi dan waktu yang diperlukan oleh blok logika untuk mendeterminasi output. b. Fungsi
Flash ADC berfungsi untuk mengatur masukan inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih tinggi dari konverter sebelumnya, jadi untuk tegangan masukan Vin, dengan full scale range komparator dengan bias dibawah Vin akan mempunyai keluaran rendah. Keluaran komparator ini tidak dalam bentuk
biner murni. Suatu
decoder dibutuhkan
untuk membentuk suatu keluaran yang
biner, Beberapa komparator berkecepatan tinggi dengan waktu tunda (delay) kurang dari 6 ns banyak digunakan karena itu dapat dihasilkan kecepatan konversi yang sangat tinggi.Flash ADC Juga menggunakan komparator untuk melakukan konversi sinyal analog ke dalam sinyal digital (4-b ADC akan memiliki 16 buah komparator dan untuk 8-bit ADC akan memilki 256 buah komperator). Semua output komparator dihubungkan pada suatu blok logika yang mendeterminasikan output berdasarkan high atau low dari komputer.Kecepatan konversi dari Flash ADC adalah jumlah dari semua waktu yang diperlukan oleh blok logika untuk mendeterminasikan output.
c. Prinsip kerja
Resistor tangga menyediakan tingkat tingkat tegangan referensi yg akan dibandingkan dengan tegangan analog input melalui komparator. Keluaran komparator yg on-off di encoder untuk membentuk kode digital yg sesuai dng input analognya
(Diagram blok Flash ADC)
Data Akuisisi
Data Rekontruksi
Digitizing an analog signal
Reconctructing the signal from the digital data
Tabel. Data sampel digital
Keuntungan:
Merupakan ADC yg tercepat dalam proses konversinya
