Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

LOGO “ Add your company slogan ” Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng. Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 1 0812 28 98593.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "LOGO “ Add your company slogan ” Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng. Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 1 0812 28 98593."— Transcript presentasi:

1 LOGO “ Add your company slogan ” Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng. Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap TEKNIK ANTARMUKA FB:

2 Digital VS Analog 1 Analog Digital Converter 2 Digital Analog Converter 3 CONTENTS: Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 2

3 ANALOG VS DIGITAL Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 3 Sinyal Analog: Sinyal data dalam bentuk gelombang kantinyu, yang memiliki parameter amplitudo dan frekuensi. Sinyal Digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1.

4 ANALOG VS DIGITAL Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 4

5 ANALOG VS DIGITAL Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap Waktu Sisi NaikSisi Turun

6 ANALOG VS DIGITAL Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 6

7 Analog Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 7 Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/ berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer).

8 Analog Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 8 Input filter ADC with sample & hold Digital Prosesor DAC Output filter x(t) x(n)y(n)y(t) Typical real time DSP System

9 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 9 Pencuplikan Kuantisasi Pengkodeaan Sinyal Digital Sinyal TerkuantisasiSinyal Waktu DiskritSinyal Analog 01011…..

10 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 4 Untuk proses gambar diatas ada tiga tipe identifikasi : Sinyal input analog : Sinyal kontinu dalam fungsi waktu dan amplitudo. Sinyal di-sample : Amplitudo Sinyal kontinu didefinisikan sebagai diskrit point dalam waktu. Sinyal digital : dimana x(n),untuk n=0,1,2,…….Sinyal dalam sumbu poin diskrit dalam waktu dan masing-masing poin akan dihasilkan nilai 2 B. F 2B2B Logic Circuit LPF Sample & Hold QuantizerEncoder X(t) Analog input X(n) Digital output code

11 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 11 Ada tiga langkah dalam proses konversi : 1.Pencuplikan ( Sampling) : konversi sinyal analog ke dalam sinyal amplitudo kontinu waktu diskrit. 2.Kuantisasi : konversi masing-masing amplitudo kontinu waktu diskrit dari sinyal sample dikuantisasi dalam level 2 B, dimana B adalah number bit yang digunakan untuk reprentasi dalam Analog to Digital Conversion (ADC). 3.Pengkodean : Setiap sinyal amplitudo diskrit yang dikuantisasi direprentasikan kedalam suatu barisan bilangan biner dari masing-masing bit.

12 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 12 Pencuplikan Pencuplikan periodik atau seragam: Diskripsi : x(n)=x a (nT), -~< n< ~ Fs=1/T Sinyal analog X a (t) X(n)=X a (nT) Sinyal waktu diskrit Fs=1/T, t=nT=n/Fs 0 t X a (t) X(n) n X a (t) X(n)=X a (nT)

13 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 13 Sinyal Sinusoida analog : Xa(t) = A Cos (2  Ft +  ) Pencuplikan periodik dengan laju Fs=1/T (cuplikan per sekon ), maka : Hubungan frekuensi (F) sinyal analog dan frekuensi (f) untuk sinyal diskrit: f =F/Fs ekuivalen :  =  T f = Frekuensi relatif atau ternormalisasi ( f dapat menentukan F dalam Herzt )

14 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14 Pemakaian hubungan-hubungan frekuensi dicontohkan dengan dua sinyal analog berikut : X 1 (t) = cos 20 π t X 2 (t) = cos 100 π t a.Tentukan frekuensi kedua sinyal tersebut. b.Tentukan fungsi sinyal diskrit bila dicuplik dengan laju Fs = 40 Hz INGAT cos (2 π ± a) = cos a sin (2 π + a) = sin a sin (2 π - a) = -sin a

15 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14

16 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14 Perhatikan sinyal analog X a (t)= 3 cos 100πt a)Tentukan laju pencuplikan minimum yang dibutuhkan untuk menghindari pengaliasan. b)Andaikan sinyal tersebut dicuplik dengan laju Fs=200Hz. Berapa sinyal waktu-diskrit yang diperoleh sesudah pencuplikan. c)Andaikan sinyal tersebut dicuplik dengan laju Fs=75Hz. Berapa sinyal waktu-diskrit yang diperoleh sesudah pencuplikan. d)Berdasarkan hasil sinyal diskrit soal c, Berapa frekuensi dan fungsi dari sinyal sinusoidal berdasar hasil cuplikan Fs=75 Hz.

17 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14 Diketahui sebuah sinyal analog x a (t) = 3 cos 100  t a)Tentukan F s minimum b)Bila F s = 200 Hz, tentukan x(n) c)Bila F s = 75 Hz, tentukan x(n) d)Berapa 0 < F < F s /2 yang menghasilkan x(n) sama dengan c) Jawab: a) F = 50 Hz dengan F s minimum = 100 Hz b)

18 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14 c) d)

19 Analog to Digital Converter Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 14 Diketahui sebuah sinyal analog x a (t) = 3 cos 100  t a)Tentukan F s minimum b)Bila F s = 200 Hz, tentukan x(n) c)Bila F s = 75 Hz, tentukan x(n) d)Berapa 0 < F < F s /2 yang menghasilkan x(n) sama dengan c) Jawab:

20 KUANTISASI SINYAL AMPLITUDO-KONTINU KUANTISASI : Proses pengkonversian suatu sinyal amplitudo-kontinu waktu diskrit menjadi sinyal digital dengan menyatakan setiap nilai cuplikan sebagai suatu angka digit, dinyatakan dengan :  X(n) merupakan hasil pencuplikan,  Q[X(n)] merupakan proses kuantisasi  X q ( n) merupakan deret cuplikan terkuantisasi : 20

21 Konsep kuantisasi (lanj.) 21

22 22

23 23

24 24 KESALAHAN KUANTISASI/ Kebisingan Kuantisasi /Galat Kuantisasi/ Error Kuantisasi ( e q (n) )  Diperoleh dari kesalahan yang ditampilkan oleh sinyal bernilai kontinu dengan himpunan tingkat nilai diskrit berhingga.  Sec Matematis, merupakan deret dari selisih nilai terkuantisasi dengan nilai cuplikan yang sebenarnya. e q (n) = X q (n) – X (n)

25 KUANTISASI SINYAL SINUSOIDA 0  22 33 44 -- -2  -3  -4  0T2T3T4T5T6T7T8T9Tt Amplitudo Cuplikan Terkuantisasi X q (nT) Sampel Terkuantisasi Sampel analog Aslinya Xa(t) Tingkat kuantisasi Diskritsasi amplitudo Diskritsasi waktu  Langkah kuantisasi Interval Pengkuanti sasi 25

26 X(n)=0,9 n Xa(t)=0,9 t n ,0 0,8 0,6 0,4 0,2 T T=1s ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0n Tingk. Kuantisasi L=jml tingkatan kuantisasi  Langkah kuantisasi X q (n) X a (t)=0,9 t 26

27 n X(n) Sinyal diskrit Xq(n) (bulat ke bawah) Xq(n) (bulat ke atas) eq(n)=Xq(n)-X(n) (bulat ke atas) Tabel. Ilustrasi Numerik kuantisasi dengan 1 digit 27

28 Daya Kesalahan Kuadrat Rata-rata P q Karena :, maka : Pada gambar persamaan Sinyal Sinusoida analog : menunjukkan waktu X a (t) berada dalam tingkatan kuantisasi Jika Pengkuantisasian b bit dan interval keseluruhan 2A, maka langkah kuantisasi :  = 2A/2 b. Jadi : Daya rata-rata sinyal Xa(t) : 28

29 Signal Quantitation to Noise Ratio ( SQNR ) : nilai kualitas keluaran ADC yang ditentukan oleh Rasio daya sinyal terhadap daya kebisingan (noise).   /2 -- 0  t 0  -- t -  /2 e q (t) 29 Gambar. Galat Kuantisasi Eq(t) penentu Daya Kesalahan Pq

30  Rumus SQnR(dB) menunjukkan bahwa nilai ini bertambah kira-kira 6dB untuk setiap bit yang ditambahkan kepada panjang kata.  Contoh pada proses CD recorder menggunakan Fs = 44,1 Khz dan resolusi sampling 16 bit, yang menyatakan SQNR lebih dari 96 dB.  Semakin tinggi nilai SQNR --- semakin baik proses konversi dari ADC tersebut. 30

31 Pengkodean  Setiap sinyal amplitudo diskrit yang dikuantisasi direprentasikan kedalam suatu barisan bilangan biner dari masing-masing bit.  Sinyal digital yang dihasilkan ADC berupa bilangan basis 2 (0 dan 1). Idealnya output sinyal tersebut harus dapat merepresentasikan kuantitas sinyal analog yang diterjemahkannya.  Representasi ini akan semakin baik ketika ADC semakin sensitif terhadap perubahan nilai sinyal analog yang masuk. 31

32  Jika nilai 0-15 volt dapat diubah menjadi digital dengan skala 1 volt, artinya rentang nilai digital yang diperoleh berupa 16 tahap (dari 0 bertahap naik 1 volt hingga nilai 15 atau setara dengan 0000 atau 1111). Tahapan sejumlah ini dapat diperoleh dengan membuat rangkaian ADC 4bit (karena jumlah bit (n) merepresentasikan 2 n nilai skala, sehingga 2 4 =16 skala).  Misal kita ingin menaikan jumlah bit menjadi 8, maka nilai 0-15 volt dapat di representasikan oleh 2 8 (256) skala atau setara dengan skala 62.5mV, Hasilnya rangkaian semakin sensitif terhadap perubahan sinyal analog yang terbaca. Jadi, dapat disimpulkan semakin besar jumlah bit,maka semakin sensitif atau semakin tinggi resolusi rangkaian ADC.

33 Adalah jumlah bit output pada ADC. Sebuah rentang sinyal analog dapat dinyatakan dalam kode bilangan digital. Sebuah sinyal analog dalam rentang 16 skala (4 bit) adalah lebih baik resolusinya dibanding membaginya dalam rentang 8 skala (3 bit). Karena besar resolusi sebanding 2 n. semakin besar jumlah bit, resolusi akan semakin bagus. RESOLUSI

34 Contoh pada ADC 0804  Untuk operasi normal, 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 : Artinya : setiap kenaikan 1 bit, kenaikan tegangan yang dikonversi sebesar 19,6 mVolt 34

35 PRINSIP KERJA ADC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 4 Banyak sekali prinsip dari ADC, tetapi yang cukup terkenal dan banyak dipakai adalah : 1.ADC Paralel / Langsung (Parallel / Flash ADC) 2.ADC Integrasi ( Dual Slope Integrating ADC) 3.ADC Pendekatan berurutan (Successive Approximation ADC)

36 PRINSIP KERJA ADC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 4

37 PRINSIP KERJA ADC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 4

38 PRINSIP KERJA ADC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Dari tiga jenis ADC diatas, sudah banyak terdapat ADC yang terintegrasi menjadi suatu serpih (IC) yang mudah dalam penggunaannya. Contohnya adalah National Semiconductor ADC

39 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Digital To Analog Converter (DAC) adalah pengubah kode/ bilangan digital menjadi tegangan keluaran analog. DAC banyak digunakan sebagai rangkaian pengendali (driver) yang membutuhkan input analog; seperti motor AC maupun DC, tingkat kecerahan pada lampu, Pemanas (Heater) dan sebagainya. Umumnya DAC digunakan untuk mengendalikan peralatan aktuator.

40 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Gambar dibawah ini menjelaskan prinsip dan cara kerja dari DAC. Terdapat dua jenis DAC yang umum :

41 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Prinsip dasar dari rangkaian ini adalah rangkaian penjumlah (summing circuit) yang dibentuk dengan menggunakan Operasional Amplifier. Rangkaian diatas memenuhi rumus : Prinsip dasar dari rangkaian ini adalah rangkaian penjumlah (summing circuit) yang dibentuk dengan menggunakan Operasional Amplifier. Rangkaian diatas memenuhi rumus :

42 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Bila terdapat input digital 1010 (10 desimal) maka saklar 1 (S1) dan saklar 3 (S3) tertutup; didapat :

43 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5

44 PRINSIP KERJA DAC Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 Dari dua jenis DAC diatas, sudah banyak terdapat DAC yang terintegrasi menjadi suatu serpih (IC) yang mudah dalam penggunaannya. Contohnya adalah National Semiconductor DAC 0808 yang menggunakan prinsip R-2R.

45 LATIHAN Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 5 1. Jelaskan lengkap dengan gambar prinsip kerja dari ketiga ADC yang telah dibahas diatas. 2. Jelaskan lengkap dengan gambarnya prinsip kerja dari DAC! 3. Jelaskan dengan gambar salah satu contoh aplikasi dari ADC dan DAC!

46 LOGO “ Add your company slogan ” Wassalam..!!!! TEKNIK ANTARMUKA


Download ppt "LOGO “ Add your company slogan ” Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng. Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2011/2012- Genap 1 0812 28 98593."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google