Pendekatan Rangkaian Data Hold sebagai Digital to Analog Converter (DAC)

Pada materi sebelumnya, saya membahas tentang Analog to Digital (ADC) yang fungsinya didekati dengan fungsi impulse sampler. Nah, kali ini saya akan membahas tentang Digital to Analog (DAC) yang didekati dengan fungsi data hold. Sebelum itu, mari kita tinjau dulu prinsip kerja dari DAC itu sendiri.

DAC merupakan salah satu komponen dalam sistem kontrol digital yang berfungsi mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Sinyal analog yang dihasilkan pada umumnya berupa tegangan atau arus listrik. Salah satu jenis rangkaian elektronika DAC adalah binary weighted DAC.

Binary weighted DAC
Binary weighted DAC

Cara kerja binary weighted DAC di atas cukup sederhana. Masukan saklar dinotasikan sebagai D0 sampai dengan D3. Masukan ini mencerminkan 4 digit biner. Jika saklar D0 dihubung singkat dan saklar yang lain terbuka (dapat diartikan sebagai kode biner 0001), maka keluaran tegangan Vout sebesar (20k/100k) x 5V = 1V. Jika saklar D1 dihubung singkat dan saklar yang lain dibiarkan terbuka, maka keluaran tegangan Vout sebesar (20k/50k) x 5V = 2V. Selengkapnya dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Karakteristik input-output binary weighted DAC
Karakteristik input-output pada binary weighted DAC

Bagaimana bisa rangkaian elektronika binary weighted dapat menghasilkan keluaran seperti di atas? Silahkan dibaca materi dasar tentang operational amplifier atau biasa disingkat op-amp.

Dalam perancangan sistem kontrol digital, DAC didekati dengan rangkaian data hold. Data hold adalah proses pembuatan sinyal waktu kontinyu h(t) dari sinyal waktu diskrit x(kT). Jenis data hold yang sering digunakan adalah zero-order hold. Perhatikan gambar di bawah ini.

Zero-order hold
Zero-order hold

Dari gambar di atas, secara matematis h(t) dapat dinyatakan sebagai:

atau

Dengan melakukan transformasi Laplace pada h(t), maka diperoleh:

Nah, sekarang kita tinjau lagi pendekatan sinyal diskrit hasil ADC pada materi Pendekatan Impulse Sampler sebagai Analog to Digital Converter (ADC). Dalam materi tersebut sinyal diskrit x(kT) didekati secara matematis dengan x*(t). Sehingga pendekatan untuk data hold menjadi:

Di mana X*(s) adalah transformasi Laplace dari x*(t)

dan

Persamaan \(G_{H}(s)\) inilah yang dikenal dengan persamaan zero-order hold. Fungsi zero-order hold dapat dinyatakan dalam bentuk diagram blok berikut ini:

Diagram blok zero-order hold

di mana

Selain dengan zero-order hold, DAC juga bisa didekati dengan first-ordetr hold. HAnya saja, yang ebih sering digunakan adalah zero-order hold. Oleh karena itu, dalam materi ini hanya dibahas zero-order hold.

Demikian penjelasan saya tentang pendekatan rangkaian data hold sebagai Digital to Analog Converter (DAC). Semoga bermanfaat.

admin

Sederhana saja, yang penting bermakna dan bermanfaat.

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *