ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC)

ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC)

ADC0809 adalah IC pengubah tegangan analog menjadi tegangan digital dengan masukan berupa 8 kanal input yang dapat dipilih. IC ADC0809 dapat melakukan proses konversi secara terkontrol (terprogram) atau pun free running, artinya ADC tersebut akan mengkonversi terus-menerus sinyal input yang masuk ke ADC.

Sistem mikroprosesor atau mikrokontroler hanya dapat mengolah (memproses) data dalam bentuk biner saja, atau lebih sering disebut besaran digital, oleh sebab itu setiap data analog yang akan diproses oleh mikroprosesor atau mikrokontroler harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk kode biner (digital).

Tegangan analog yang merupakan masukkan dari ADC berasal dari transducer. Transducer inilah yang mengubah besaran kontinyu seperti temperature, frekuensi, tekanan, kecepatan, ataupun putaran motor menjadi tegangan listrik. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh transducer yang merubah secara kontinyu pada suatu range tertentu disebut tegangan analog, tegangan analog ini diubah oleh ADC menjadi bentuk digital yang sebanding dengan tegangan analognya.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, ADC ini mempunyai 8 kanal saklar analog multipleks yang diatur oleh Address Latch and Decoder di mana multiplexer ini akan meneruskan sinyal analog tersebut ke bagian konversi tegangan. Pada mode terkontrol, proses konversi dilakukan setelah perintah start yaitu logika 1 pada kaki START diberikan.  

Kecepatan konversi tergantung dari frekwensi clock yang diberikan oleh rangkaian eksternal. Sedangkan hasil konversi dikirimkan ke Tri State Output Latch Buffer yang kompatibel dengan level TTL, yaitu sebuah buffer penahan yang bersifat tiga tingkat di mana tingkat pertama terjadi pada saat data hasil konversi masuk ke input dari bagian ini. Tingkat kedua saat data tersebut di latch (terjadi secara otomatis dalam IC ini setiap kali konversi) ke dalam buffer internalnya dan tingkat ketiga saat sinyal OE yang berlogika 1 diberikan ke kaki OE IC ini sehingga data yang ada dalam buffer internal dikirim ke bagian output (D0…D7). 

Selama kaki OE masih berlogika 0 maka jalur output (D0…D7) bersifat high impedance (impedansi tinggi) sehingga pada suatu sistem yang kompleks, jalur ini masih dapat digunakan oleh komponen lain yang mempunyai kemampuan akses dengan menggunakan sistem bus.

Ada 3 karakteristik yang perlu diperhatikan dalam pemilihan komponen ADC, antara lain :

1. Resolusi

Merupakan spesifikasi terpenting untuk ADC, yaitu jumlah langkah dari sinyal skala penuh yang dapat dibagi, dan juga ukuran dari langkah-langkah. Boleh juga dinyatakan dalam jumlah bit yang ada dalam satu kata (digital word), ukuran LSB (langkah terkecil) sebagai persen dari skala penuh atau dapat juga LSB dalam mV (untuk skala penuh yang diberikan). Pada ADC0809 mempunyai ketelitian sebesar 1 bit LSB.

2. Akurasi

Adalah jumlah dari semua kesalahan, misalnya kesalahan non linieritas, skala penuh, skala nol dan lain-lain. Dapat menyatakan perbedaan antara tegangan input analog secara teoritis yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu kode biner tertentu terhadap tegangan input nyata yang menghasilkan tegangan kode biner tersebut.

3. Waktu Konversi

Waktu konversi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mendigitalkan setiap sample atau yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu konversi. Untuk IC ini bekerja dibawah 100. Chip ADC yang banyak digunakan serta tersedia dipasaran adalah jenis ADC 0804, ADC 0809 dan ADC 0808. chip ini dibuat dengan teknologi CMOS mempunyai kemampuan melakukan konversi sebanyak 8 buah kanal input analog secara multiplexing. Adapun data keluaran digital yang dihasilkan adalah sebanyak 8 bit. Chip ini menawarkan beberapa keistimewaan antara lain high speed ( kecepatan tinggi), konsumsi daya yang rendah. Karenanya chip ini banyak digunakan pada proses kontrol peralatan mesin-mesin serta aplikasi otomotif.

Konverter sendiri merupakan jantung dari chip ADC. Konverter didesain untuk kecepatan konversi, keakuratan dan jangkauan yang luas dalam suatu aplikasi. Proses konversi ADC0809 sendiri dapat dijelaskan melalui diagram pewaktuan di bawah ini.

Pada diagram pewaktuan di atas, tampak proses konversi mulai terjadi saat sinyal ALE dan Start muncul. Sinyal analog di kanal sesuai yang ditunjuk berdasarkan kaki A0, A1 dan A2 akan dikonversi menjadi digital. Akhir proses konversi terjadi dengan adanya perubahan dari logika 0 ke logika 1 pada kaki EOC. Data hasil konversi akan muncul di Data Bus (D0…D7) saat sinyal OE berlogika 1 muncul.

v