Pengertian ADC (Analog To Digital Converter) Jenis, Fungsi Dan Cara Kerja ADC

Setelah mempelajari beberapa rangkaian elektronika maka Anda dapat  belajar mengenai materi selanjutnya. Yakni pengertian ADC (analog to digital converter) jenis, fungsi dan cara kerja adc. Yang mana merupakan salah satu hal penting untuk dipelajari dalam rangkaian elektronika.

Pengertian ADC (Analog To Digital Converter)

Mungkin Anda belum pernah mendengar mengenai Analog to Digital Converter atau yang kerap disingkat dengan ADC ini. Elemen ini adalah rangkaian yang mengubah nilai tegangan kontinu atau analog menjadi nilai biner atau digital.

Yang  mana dapat dimengerti oleh perangkat digital dengan baik sehingga dapat digunakan untuk komputasi digital. Atau bisa dibilang, Analog to Digital Converter atau Konverter Analog ke Digital ini adalah perangkat yang memungkinkan rangkaian digital berinteraksi dengan dunia nyata.

Caranya adalah dengan menyandikan sinyal Analog ke sinyal Digital yang memiliki bentuk Biner. Rangkaian ADC ini pada umumnya dapat dikemas dalam bentuk IC dan diintegrasikan dengan Mikrokontroler.

Di dalam dunia nyata sinyal analog pada umumnya berasal dari berbagai sumber dan sensor yang mengukur suara cahaya, gerakan dan suhu. Yang mana sinyal tersebut akan terus berubah nilai kontinu sehingga memberikan nilai yang berbeda dengan jumlah yang tidak terbatas.

Sementara itu pada rangkaian Digital di sisi lain bekerja dengan sinyal Biner yang hanya memiliki dua kondisi diskri. Yakni kondisi diskrit logika 0 (rendah) dan logika 1 (tinggi).Oleh sebab itu, membutuhkan sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah dua domain yang berbeda dari sinyal analog yang kontinyu menjadi sinyal digital yang diskrit.

Rangkaian inilah yang kemudian disebut  sebagai Analog to Digital Converter (ADC) atau Konverter Analog ke Digital. Perangkat yang biasa menjadi perantara untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal Digital sehingga dapat dimengerti oleh mikrokontroler dan mikroprosesor.

3 Jenis ADC

ADC sendiri dibedakan menjadi berbagai macam jenis yang mempunyai fungsi atau kegunaan yang berbeda-beda. Jenis-jenis ADC ini diantaranya adalah sebagai berikut :

1. ADC Simultan

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

Apabila dari sisi + ini di convert secara simultan, maka sisi negatif (-) harus disesuaikan dengan ukuran bit yang tersedia pada konverter tersebut. Ketika nilai Vi melebihi ukuran bit yang terdapat pada converter, maka nilai output yang akan dihasilkan adalah tinggi (high).

Demikian juga sebaliknya jika ukuran bit yang terdapat pada konverter nilainya lebih rendah. Maka dapat dipastikan untuk output yang dihasilkan adalah low atau rendah.

2. Counter Ramp ADC

Jenis ADC selanjutnya adalah Counter Ramp ADC yang didalamnya terdapat juga DAC yang letaknya terdapat pada input counter dan berasal dari sumber clock. Sumber ini harus diukur dahulu agar input DAC nantinya dibandingkan nilainya dengan input analog.

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

3. SAR (Successive Approximation Register) ADC

SAR merupakan jenis ADC yang memiliki konfigurasi yang mirip dengan Counter Ramp. Namun saat melakukan trace pada alat tersebut, maka kombinasi bit merupakan hasil yang didapatkan pada outputnya.

Fungsi ADC yang Wajib Diketahui

Sebagaimana yang telah diuraikan diatas mengenai fungsi ADC adalah untuk mengubah sinyal masukan analog menjadi kode biner yang dimengerti oleh perangkat digital. Maka bisa dikatakan bahwa fungsi ADC ini sendiri adalah sebagai jembatan, Sehingga alat tersebut merupakan perantara bagi sensor yang berbentuk suhu, gerakan, cahaya, tekanan dan lain sebagainya. Kemudian agar dapat dijabarkan dalam kode biner yang dimengerti oleh komputer.

Saat akan diubah menjadi sinyal digital, sensor ini sendiri akan terlebih dahulu harus diubah ke dalam bentuk diskrit yakni menggunakan logika 0 dan 1. Kemudian agar dapat mengubah dua domain yang memiliki perbedaan dari sinyal analog, maka memerlukan peran dari komponen yang bernama mikrokontroler dan juga mikroprosesor.

Agar lebih jelas lagi mengenai beberapa fungsi dalam kehidupan sehari-hari maka Anda dapat mencermati beberapa contoh pengaplikasian ADC pada berbagai perangkat yang umum dijumpai di bawah ini:

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

Cara Kerja ADC (Analog to Digital Converter)

Cara kerja dari Adc ini sendiri dapat dipelajari dengan baik dengan memperhatikannya pada perangkat yang ada. Jenis sinyal Analog dalam kehidupan Anda sehari-hari dapat berbentuk suara, cahaya, suhu maupun gerakan.

Sementara sinyal digital sendiri diwakili oleh urutan nilai diskrit di mana sinyal dipecah menjadi urutan yang bergantung pada deret waktu atau laju pengambilan sampel. Urutan proses ADC saat mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital adalah mengambil sampel sinyal Analog.

Kemudian melakukan pengukuran dan perubahan ke nilai digital yang berbentuk nilai biner. Sehingga dengan demikian, ADC akan mengubah sinyal analog yang sudah diterimanya agar menjadi data keluaran atau output yang mempunyai bentuk serangkaian nilai digital.

Pada tahapan ini ada dua dua faktor utama dalam ADC yang kemudian dapat menjadi penentu keakuratan nilai digital yang dihasilkannya. Kedua faktor yang penting tersebut adalah Resolusi dan Sample Rate.

1. Resolusi

Agar lebih memahami dengan jelas,sebagai contohnya, apabila sinyal 1V yang ada diubah menjadi sinyal Digital dengan menggunakan ADC 3 bit, dari proses ini akan  menghasilkan 8 tingkatan pembagian (23 = 8 atau dalam biner adalah 111).

Atau dengan penjelasan lainnya terdapat 8 tingkatan yang diperlukan untuk mencapai output 1V. Masing-masing satu tingkatan yang dibutuhkan adalah 0,125V (1/8 = 0,125V). Sehingga perubahan minimum yang terjadi dari ADC 3 bit untuk 1V ini adalah 0,125V atau 125mV pada setiap tingkatan.

Jika kita menaikkan Bit Rate yang lebih tinggi, maka hasilnya Anda akan mendapatkan hasil sinyal yang lebih presisi dan baik. Misalnya saat 1V dikonversikan dengan Resolusi ADC yang menggunakan 6 bit sehingga akhirnya setiap tingkatannya akan menjadi 0.0156V atau sekitar 15,6mV.

2. Kecepatan Sampel

Kemudian jumlah sampel konversi dari analog ke digital yang dapat dibuat oleh konverter dalam setiap detik ini populer dengan sebutan Kecepatan Sampel (Sample Speed atau Sample Rate). Sample Speed ini pada umumnya diukur dalam satuan S/s (Sample per Detik) atau SPS (Sample per Second).  Misalnya pada ADC yang bagus biasanya dapat memiliki sample rate atau rasio pengambilan sampel sampai dengan 300 Ms/s atau dapat dibaca menjadi 300 juta sampel per detik.

Kesimpulan

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