ADC (Analog to Digital Converter) : Pengertian, Fungsi, Jenis, Cara Kerja

Analog to Digital Converter – Jika pada zaman dahulu beragam perangkat elektronik dibuat dengan versi analog, maka tidak demikian dengan sekarang.

Karena di era modern ini, kita bisa mendapati berbagai perangkat elektronik yang memiliki sistem digital yang canggih. Hal ini tidak lain tidak bukan adalah karena adanya peran dari ADC. Nah, apa sebenarnya ADC itu?

Secara umum, ADC (Analog to Digital Converter) adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi digital. ADC sendiri dapat berupa rangkaian elektronik, IC chip, atau bahkan sebuah modul.

Mari ketahui lebih banyak mengenai apa itu ADC, mulai dari pengertian, fungsi, jenis, hingga cara kerjanya pada artikel berikut ini. Jangan lewatkan informasi selengkapnya!

Pengertian ADC (Analog to Digital Converter)

adc analog to digital converter
adc (analog to digital converter)

ADC (Analog to Digital Converter) adalah sebuah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan kontinu (analog), menjadi digital (biner).

Pada umumnya informasi-informasi yang berasal dari berbagai sensor yang ada disekitar kita akan dikonversikan terlebih dahulu menjadi sinyal analog.

Untuk dapat berinteraksi dengan dunia nyata, maka sinyal analog ini terlebih dahulu harus diubah menjadi nilai biner yang dimengerti oleh perangkat digital. Untuk kebutuhan tersebut, dibutuhkanlah alat yang bernama ADC (Analog to Digital Converter).

Dimana ADC biasanya dikemas dalam bentuk IC. Dan untuk mengintegrasikannya, alat tersebut membutuhkan mikrokontroler sebagai komponen pendukungnya.

Fungsi ADC (Analog to Digital Converter)

Seperti yang telah kita bahas di atas, fungsi ADC adalah untuk mengubah sinyal masukan analog menjadi kode biner yang dimengerti oleh perangkat digital.

Fungsi ADC adalah sebagai jembatan. Jadi, alat tersebut merupakan perantara bagi sensor yang berbentuk suhu, gerakan, cahaya, tekanan dan lain sebagainya agar dapat dijabarkan dalam kode biner yang dimengerti oleh komputer.

Ketika akan diubah menjadi sinyal digital, sensor yang didapatkan ini terlebih dahulu harus diubah dalam bentuk diskrit yakni menggunakan logika 0 dan 1.

Untuk dapat mengubah dua domain yang berbeda dari sinyal analog, kemudian membuatnya menjadi sinyal diskrit digital. ADC membutuhkan peran dari komponen yang bernama mikrokontroler dan juga mikroprosesor.

Cara Kerja ADC (Analog to Digital Converter)

Cara Kerja ADC (Analog to Digital Converter)
Cara Kerja ADC

Sensor analog adalah jenis sinyal yang berupa gerakan, cahaya, suhu, suara dan lain sebagainya. Sedangkan sinyal digital merupakan urutan nilai diskrit yang dilambangkan dengan logika 0 dan 1.

Untuk dapat mengkonversikan sinyal analog menjadi digital. Terlebih dahulu sinyal analog akan di ambil sampelnya, kemudian diukur, lalu baru kemudian di ubah menjadi nilai biner.

Untuk menentukan keakuratan data yang dihasilkan, ada 2 faktor utama yang mempengaruhi ADC. Diantaranya yakni sebagai berikut :

1. Resolusi ADC

Faktor yang mempengaruhi nilai keakuratan ADC yang pertama adalah resolusi. Dimana resolusi merupakan ketelitian terhadap hasil konversi. Untuk lebih jelasnya, simak gambar di bawah ini :

Resolusi ADC

Jadi misalnya sinyal 1 volt akan diubah menjadi sinyal digital 3 bit melalui ADC, maka selanjutnya akan ada 3 tingkatan pembagian. Jadi, untuk dapat menghasilkan output dengan nilai 1 V, maka dalam setiap tingkatnya adalah 0, 125 V. Atau dengan kata  lain 1/8 = 0,125 V /125 MV.

Lalu jika akan dikonversikan menggunakan resolusi dengan nilai 6 bit, maka nilai yang terdapat pada setiap tingkatan adalah 0,0156 V dan seterusnya.

2. Kecepatan Sampling ADC

Kecepatan sampling atau sampling rate merupakan nilai yang dapat dibaca dari berapa seringnya terjadi pengubahan sinyal analog menjadi digital. Jadi, pengubahan sinyal kontinu menjadi nilai biner dalam waktu tertentu inilah yang disebut sebagai kecepatan sampling.

Sampling rate atau kecepatan sampling nantinya akan ditulis dengan satuan SPS atau Sample Per Second. Katakanlah sebagai contoh, yakni ADC mengambil rasio pengambilan sample dengan nilai hingga 500 Ms/s. Maka artinya sampel yang diambil nilainya adalah 500 juta sampel per detik.

Tahapan – tahapan Kerja ADC

Cara kerja ADC (analog to digital converter)
Tahapan kerja ADC (analog to digital converter)

Cara kerja ADC adalah dengan mengkonversikan sinyal analog menjadi kode biner yang dimengerti oleh perangkat digital. Untuk melakukan hal tersebut, ada beberapa proses yang harus dilalui.

Berikut ini setiap proses tahapan kerja dari ADC yang perlu Anda ketahui:

  1. Sampling

Istilah sampling disebut juga sebagai pencuplikan atau pengambilan data. Proses ini dilakukan dengan mengambil nilai pasti (diskrit) dari sebuah sinyal analog dengan 1 periode yang sama.

Dalam prosesnya, nilai sampling hasilnya adalah 2 kali dari frekuensi input. Jadi, misal frekuensi input adalah 30 Hz, maka hasil nilai sampling nantinya minimal ada 60 Hz.

Ketika nilai sampling semakin besar, maka keakuratan nilai dari sinyal analog menjadi digital pun akan semakin presisi.

  1. Econding

Econding disebut juga sebagai tahap pengkodean. Jadi, data yang diperoleh dari nilai sampling kemudian akan diubah menjadi kode biner yang dimengerti oleh perangkat digital.

Setelah melalui proses econding, selanjutnya kode biner sudah siap serta dapat digunakan oleh prosessor sesuai kebutuhan.

  1. Quantization

Quantization merupakan proses pengelompokan data-data yang diperoleh dari proses sampling. Jadi setelah mendapatkan nilai sampling, maka selanjutnya akan ada proses pemetaan nilai input atau pembulatan.

Pada dasarnya, bit unit dasar akan dikelompokkan dalam logika 0 dan 1. Jadi untuk mengubah sinyal analog menjadi digital, akan ada proses pengkodean paralel yang dikenal dengan istilah komparator.

Dimana komparator ini merupakan proses indikasi apabila terdapat perbedaan tegangan, yang nantinya akan diteruskan pada econder.

Output yang dihasilkan oleh komparator adalah 0 (untuk nilai rendah) dan 1 (untuk nilai tinggi). Hal ini akan menyesuaikan tergantung tegangan mana yang nilainya besar.

Jadi, output yang dihasilkan oleh komperator nilainya dipengaruhi oleh beberapa faktor. Salah satunya adalah bergantung pada selisih tegangan yang mungkin terdapat pada masukan analognya.

Jenis – jenis ADC (Analog to Digital Converter)

Jenis ADC

ADC dibedakan menjadi berbagai macam jenis. Jenis-jenis ADC antara lain adalah sebagai berikut :

1. ADC Simultan

Jenis ADC yang pertama adalah ADC simultan. Untuk jenis ADC ini sering dikenal juga dengan istilah flash converter atau converter parallel. Pada ADC simultan, input Vi akan dikonversikan menjadi digital. Yakni dengan memanfaatkan sisi positif (+) dari komperator.

Jika sisi + di convert secara simultan, maka sisi negatif (-) harus disesuaikan dengan ukuran bit yang terdapat pada konverter tersebut. Pada saat nilai Vi nilainya melebihi ukuran bit yang terdapat pada converter, maka nilai output yang dihasilkan adalah tinggi (high).

Demikian juga sebaliknya, apabila ukuran bit yang terdapat pada konverter nilainya lebih rendah. Maka bisa dipastikan untuk output yang dihasilkan adalah low (rendah).

2. Counter Ramp ADC

Jenis ADC selanjutnya adalah Counter Ramp ADC. Pada Counter Ramp ADC, terdapat juga DAC yang letaknya terdapat pada input counter.

Rangkaian DAC yang terdapat pada input counter ini asalnya dari sumber clock. Dimana sumber clock dari DAC ini terlebih dahulu harus diukur sehingga input DAC nantinya akan dibandingkan nilainya dengan input analog.

Pada saat nilai input analog besarnya tidak lebih tinggi dari output DAC, maka output dari komparator hasilnya adalah sama dengan 1. Ketika keluaran komperator nilainya adalah 1, maka hitungan counter akan naik dan clock juga akan dapat memberikan input pada counter.

3. SAR (Successive Aproximation Register) ADC

SAR adalah jenis ADC yang selanjutnya yang perlu Anda ketahui. SAR sebenarnya memiliki konfigurasi yang mirip dengan Counter Ramp. Namun ketika melakukan trace pada alat tersebut, maka kombinasi bit adalah hasil yang didapatkan pada outputnya.

Penerapan dan Pengaplikasian ADC

ADC (Analog to Digital Converter) memiliki peranan yang sangat penting.  Hal ini karena fungsi utamanya yakni untuk menerjemahkan sensor analog dan menghubungkannya dengan dunia nyata. Oleh karena itu, penggunan ADC sering ditemukan pada berbagai perangkat.

Berikut ini beberapa contoh pengaplikasian ADC pada beragam perangkat yang umum dijumpai :

  • Digunakan pada peralatan komunikasi.
  • Digunakan pada alat-alat yang menggunakan system tipe robotik.
  • Diaplikasikan pada aplikasi mobile gaming.
  • Digunakan pada pencitraan digital ataupun alat medis tertentu.
  • Digunakan pada perangkat yang menggunakan teknologi inverter.
  • Digunakan pada mitrokontroler yang dengan basis sinyal analog.
  • Digunakan pada alat audio video.
  • Digunakan pada instrumentasi digital
  • Digunakan pada alat ukur dan lain sebagainya.

Kesimpulan

ADC (Analog to Digital Converter) merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi biner (digital). Dengan adanya ADC, maka sensor analog yang berupa gerakan, tekanan, suhu, cahaya dan lain sebagainya nantinya akan diterjemahkan menjadi kode biner yang dimengerti oleh perangkat digital.

Karena kelebihan dan fungsinya ini, ADC banyak ditemukan pada berbagai perangkat elektronik. Mulai dari alat yang berbasis audio video, peralatan komunikasi, mobile gaming, dan lain sebagainya. Beragam contoh pengaplikasian dari ADC ini juga sangatlah beragam. Mulai dari terpasang pada perangkat yang umum dijumpai sehari – hari hingga perlengkapan tertentu yang lebih spesifik.

Tinggalkan komentar