SISTEM OPERASI 2 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Pengubah Tegangan Analog Ke Tegangan Digital 0804

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.4. Pengubah Tegangan Analog Ke Tegangan Digital 0804 [6,7]

Pengubah tegangan analog ke tegangan digital berfungsi untuk mengubah harga tegangan sinyal yang telah dicuplik (tegangan analog) kedalam kode-kode biner (besaran digital). Pada alat ini digunakan komponen ADC 0804. IC ADC 0804 adalah sebuah CMOS 8 bit yang bekerja dibawah 100µs dan menggunakan metode successive approximation untuk pengkonversinya. IC ADC jenis ini menawarkan beberapa keuntungan antara lain kecepatan yang tinggi dan konsumsi daya rendah

Berdasarkan blok diagram ADC 0804 diatas dapat dijelaskan bahwa metode ini melakukan trace dengan cara tracking dengan mengeluarkan kombinasi bit-bit MSB = 1               1000 0000. Apabila kurang dari tegangan analog input maka bit MSB berikutnya = 1             1100 0000 dan apabila tegangan analog input ternyata lebih kecil dari tegangan yang dihasilkan ADC maka langkah berikutnya menurunkan kombinasi bit                  1010 0000.

ADC0804 mempunyai lebar data 8-bit maka format data maksimal adalah 256 (0FFH). ADC0804 mempunyai tegangan referensi pada pin 9, tegangan

tersebut sebagai acuan dalam konversi bit/volt. VREF diberikan input 5 volt untuk memberikan skala maksimum sebesar 5 volt.
Sebagai contoh, jika pada tegangan referensi 5 volt, maka setiap tegangan masukannya diwakilkan oleh perhitungan tegangan ke data sebagai berikut :
Bila diketahui Vin masukan ADC sebesar 100mV dan Vreff ADC sebasar 5 Volt dengan lebar data 256 bit.


Maka keluaran data ADC0804 adalah 52Bit/Volt (Desimal) jika di konversi ke Hexa akan menjadi 34H (00110100B) pada pin 11-18.
ADC 0804 merupakan IC yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. IC ini mempunyai resolusi 8 bit, waktu konversi 100 µs, sumber daya DC 5 volt, 1 saluran masukan, jangkauan tegangan masukan 0 sampai 5 volt dengan daya 15 mW.
Konfigurasi pin dan blok diagram ADC 0804 dapat dilihat sebagai berikut:

Dengan memperhatikan blok diagram diatas dapat dijelaskan bahwa prinsip kerja dari ADC 0804 adalah, proses pengkonversian dimulai dengan memberikan logika 0 pada CS dan WR secara bersamaan. Saat keadaan ini start flip-flop diset sehingga menghasilkan keluaran berlogika 1 yang akan mereset register geser  8-Bit, mereset INTR FF dan memberikan logika 1 pada masukan D flip-flop (F/F1). Sinyal detak dalam rangkaian  akan mentransfer logika ini ke keluaran F/F1. Sebagai akibatnya G1 juga mengkombinasi logika ini dengan CLK A untuk menghasilkan sinyal reset pada start F/F. Apabila WR atau CS berlogika 1 maka start F/F direset dan shift register mendapat pulsa detak dan proses konversi dengan metode successive aproximation dimulai.  Bersamaan dengan konversi ini, kata digit baru dikirimkan oleh G2 ke TRI STATE OUTPUT LATCHES.
Saat konversi selesai (sampai konversi LSB, output Q  shift register berlogika 1. Keadaan ini tidak segera diikuti oleh peubahan output Q’ pada LATCH 1. Sehingga pada akhir pengubahan, CLK A pada LATCH 1 diaktifkan agar Q’ berubah berlogika 0. Logika ini akan menyebabkan set pada INTR  F/F selama 8 periode pulsa detak eksternal yang ditandai dengan keluaran INTR berlogika 0. Data hasil konversi dapat dibaca dengan memasangkan logika 0 pada masukan CS dan RD. Kondisi ini akan mereset INTR F/F dan keluaran TRI STATE LATCHES  memberikan data 8 bit.


Proses mengubah (SOC) dimulai saat logika 0 pada sinyal CS, dan WR. Selama proses pengubahan, sinyal INTR dalam keadaan logika 1. Setelah selesai pengubahan (EOC) sinyal WR akan 1 dan sinyal INTR akan direset ke keadaan rendah atau 0. kemudian sinyal INTR yang sudah 0 tersebut dijadikan sebagai masukan ke sinyal WR untuk kembali lagi memulai mengubah.
ADC 0804 membutuhkan sinyal detak untuk bekerja. Sinyal detak ini dapat diturunkan dari luar ADC maupun dibangkitkan sendiri oleh ADC dengan cara memasangkan jaringan R-C pada kaki yang telah disediakan untuk menghasilkan detak sendiri. R terhubung dengan kaki 19 dan 4,  C terhubung dengan kaki 4 dan ground.
Agar ADC dapat bekerja optimal, frekuensi detak yang diberikan sebesar 640 KHz. Untuk konversi satu data diperlukan 64 periode detak. Dengan demikian waktu konversi untuk satu data sebesar 64/640.000 = 100 μs. Untuk mencari besarnya frekuensi detak yang diberikan dicari dengan rumus [7] :



 Vref pada kaki 9 ADC merupakan tegangan masukan analog maksimum (menghasilkan keluaran digital maksimum 11111111). Karena pada kaki 9 berupa Vref/ 2 maka data yang dimasukkan sebesar ½ dari data yang diinginkan. Sehingga data maksimum yang diset sebesar 2,5 volt. Harga Vref ini dapat diatur untuk beroperasi pada tegangan masukan tertentu dengan menambah rangkaian pengatur referensi. Jika tidak dihubungkan dengan rangakain pengatur referensi maka harga Vref sama dengan tegangan catu +5V.
Dalam rangkaian ADC ada kemungkinan kesalahan misalnya:
a.      Offset error
Offset error adalah nilai tegangan masukan yang diperlukan untuk menghasilkan keluaran digital nol. Hal ini diakibatkan oleh tegangan input atau arus offset pada penguat. umumnya dapat diatasi dengan pemasangan potensiometer penepat eksternal sebagai pengatur offset nol.
b.      Gain Error
Gain error adalah selisih antara gaint point (nilai undak tengah bila keluaran digital skala penuh) nominal dan aktual pada fungsi transfer setelah offset error dikoreksi nol. Umumnya dapat diatasi dengan menepatkan resistor umpan balik pada penguat.

Posting Komentar (0)
Lebih baru Lebih lama