Perubahan sistem analog menjadi sistem digital yang canggih pada alat elektronik merupakan hasil dari perkembangan teknologi yang cepat. Salah satu komponen temuan yang menyukseskan perkembangan tersebut adalah ADC Analog to Digital Converter.
ADC memiliki kemampuan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Bentuknya sendiri bisa berupa IC chip, rangkaian elektronik, atau bisa juga berbentuk modul. Untuk mengetahui lebih lengkap tentang Analog to Digital Converter simak penjelasan berikut hingga selesai.
Sekilas Tentang ADC Analog to Digital Converter
Analog to Digital Converter atau ADC adalah sebuah rangkaian elektronik yang memiliki fungsi mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. ADC banyak dipergunakan sebagai pengatur proses industri, rangkaian pengukuran dan pengujian, serta komunikasi digital.
Secara umum ADC dipakai sebagai perantara anatara sensor yang kebanyakan masih bersifat analog dengan sistem komputer seperti sensor suhu, aliran, cahaya, tekanan atau berat, dan lain-lain yang kemudian diukur menggunakan sistem digital.
Penggunaan ADC memungkinkan rangkaian digital berinteraksi dengan dunia nyata dengan menyandikan sinyal analog ke sinyal digital yang berbentuk biner. Rangkaian tersebut umumnya dikemas dalam bentuk IC dan diintegrasikan dengan mikrokontroler.
Jenis-Jenis Analog to Digital Converter (ADC)
ADC Analog to Digital Converter tersedia dalam berbagai jenis dengan karakteristik dan fungsi yang berbeda satu sama lain. Berikut adalah jenis-jenis ADC yang paling banyak digunakan oleh umum, yaitu:
1. Counter Ramp ADC
Counter Ramp ADC adalah jenis ADC yang biasa digunakan pada input counter. Rangkaian ADC pada input counter berasal dari sumber clock yang mana harus diukur terlebih dahulu. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan nilai input ADC dengan input analog.
Pada saat nilai input analog tidak lebih tinggi dari output ADC, maka output dari komparator hasilnya adalah sama dengan 1. Saat keluaran komparator bernilai 1 maka hitungan counter akan naik dan clock akan memberikan input pada counter.
2. Successive Aproximation Register (SAR) ADC
SAR ADC juga banyak digunakan di dunia elektronika. ADC jenis ini sebenarnya mempunyai konfigurasi yang mirip dengan Counter Ramp ADC. Akan tetapi, saat dilakukan trace pada alat yang menggunakan ADC ini, kombinasi bit ialah hasil yang diperoleh dari outputnya.
3. ADC Simultan
Jenis ADC simultan memiliki istilah lain yakni converter parallel atau flash converter. Pada jenis ini, input Vi akan dikonversi menjadi digital dengan memanfaatkan sisi positif (+) dari komparator.
Saat sisi positif dikonversi secara simultan maka sisi negatif (-) harus disesuaikan dengan ukuran bit yang ada pada konverter tersebut. Ketika nilai Vi melebihi ukuran bit maka nilai output yang dihasilkan adalah tinggi atau high.
Sebaliknya, apabila ukuran bit yang ada pada konverter nilainya lebih rendah maka dapat dipastikan nilai output yang dihasilkan adalah rendah atau low.
Fungsi Analog to Digital Converter (ADC)
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ADC memiliki kemampuan untuk mengubah nilai tegangan kontinu (analog) menjadi nilai biner (digital) yang bisa dimengerti oleh perangkat digital sehingga dapat digunakan untuk komputasi digital.
Gampangnya, ADC berfungsi untuk mengubah sinyal masukan analog menjadi kode biner yang bisa dimengerti oleh perangkat digital. ADC bisa diibaratkan sebagai jembatan pada alat elektronik.
ADC bisa menjadi perantara untuk sensor suhu, cahaya, gerakan, tekanan, dan lainnya agar bisa dijabarkan dalam kode biner yang dimengerti komputer. Saat akan diubah menjadi sinyal digital, sensor yang diperoleh akan lebih dulu diubah dalam bentuk diskrit menggunakan logika 0 dan 1.
Kode tersebut digunakan agar bisa mengubah dua domain yang berbeda dari sinyal analog untuk kemudian membuatnya menjadi sinyal diskrit digital. Untuk mencapai fungsi tersebut ADC membutuhkan komponen lain yang bernama mikroprosessor dan mikrokontroler.
Cara Kerja Analog to Digital Converter (ADC)
ADC Analog to Digital Converter bekerja dengan mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Sinyal analog sendiri merupakan sinyal yang bisa berbentuk gerakan, suhu, cahaya, suara, dan lain-lain. Sedangkan nilai digital berupa urutan nilai diskrit yang disimbolkan dengan logika 0 dan 1.
Untuk bisa melakukan konversi sinyal analog menjadi sinyal digital, sampel sinyal analog akan diambil terlebih dahulu untuk selanjutnya diukur dan diubah menjadi nilai biner. Terdapat dua faktor utama yang mempengaruhi ADC dan menentukan keakuratan data yang dihasilkan, yaitu:
1. Resolusi ADC
Resolusi sangat berpengaruh terhadap ketelitian hasil konversi ADC. Sebagai contoh, misalnya sinyal 1 volt akan diubah menjadi sinyal digital 3 bit menggunakan ADC. Maka akan ada 8 tingkatan pembagian, diperoleh dari 23 = 8 atau dalam biner disimbolkan dengan 111).
Karena ada 8 tingkatan untuk mencapai output 1V maka besar masing-masing tingkatan adalah 0,125V diperoleh dari 1/8 = 0,125 V. Dengan demikian perubahan minimum dai ADC 3 bit untuk 1V adalah 0,125V atau 125 mV untuk tiap tingkatan.
Jika ingin menaikkan bit rate yang lebih tinggi, sinyal yang didapatkan nantinya akan lebih presisi dan baik. Contoh lain yakni jika 1V dikonversikan dengan resolusi ADC 6 bit maka tiap tingkatannya akan menjadi 0,0156V atau sekitar 15,6 mV.
2. Kecepatan Sampling ADC
Kecepatan sampling atau disebut juga sebagai sampling rate adalah nilai yang bisa dibaca dari berapa seringnya pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital terjadi. Proses pengubahan sinyal kontinu menjadi sinyal biner inilah yang dimaksud dari kecepatan sampling.
Kecepatan sampling dinyatakan dalam satuan SPS atau Sample Per Second. Sebagai contoh, ADC mengambil rasio pengambilan sampel dengan nilai mencapai 500 ms/s. Maka artinya sampel yang diambil tersebut bernilai 500 juta sampel per detik.
Penerapan dan Aplikasi ADC
Analog to Digital Converter memiliki peran cukup penting pada beberapa alat elektronik. Dengan fungsi utamanya menerjemahkan sinyal analog dan menghubungkannya dengan dunia nyata, ADC akan mudah ditemui pada berbagai perangkat elektronik. Contoh pengaplikasian ADC yang umum dijumpai yakni:
- Digunakan untuk peralatan komunikasi.
- Digunakan untuk alat intrumentasi digital.
- Digunakan untuk aplikasi mobile gaming.
- Digunakan untuk peralatan audio dan video.
- Digunakan untuk alat ukur.
- Digunakan untuk perangkat yang memakai teknologi inverter.
- Digunakan untuk peralatan yang memakai sistem robotik.
- Digunakan untuk peralatan medis dan pencitraan digital.
- Digunakan untuk mikrokontroler yang memakai basis sinyal analog.
Setelah membaca penjelasan di atas apakah Anda sudah paham mengenai Analog to Digital Control (ADC)? Dengan kemampuannya yang bisa mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog membuat ADC banyak dipakai untuk menyempurnakan fungsi peralatan elektronik.
ADC Analog to Digital Control akan mudah dijumpai pada peralatan elektronik yang berbasis audio video, mobile gamming, telekomunikasi, dan lain sebagainya. ADC banyak diaplikasikan pada berbagai perangkat mulai dari yang umum dijumpai sehari-hari hingga peralatan tertentu yang lebih spesifik.
