Makalah

SISTEM DIGITAL

Nuke Febriana (2010 02 0034) Lukmanul Hakim (2010 02 0134) Yusri (2010 02 0107)

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kita berbagai macam nikmat, sehingga aktifitas hidup yang kita jalani ini akan selalumembawa keberkahan, baik kehidupan di alam dunia ini, lebih-lebih lagi padakehidupan akhirat kelak, sehingga semua cita-cita serta harapan yang ingin kitacapai menjadi lebih mudah dan penuh manfaat. Terima kasih sebelum dan sesudahnya kami ucapkan kepada Dosen sertateman-teman sekalian yang telah membantu, baik bantuan berupa moriil maupunmateril, sehingga makalah ini terselesaikan dalam waktu yang telah ditentukan. Kami menyadari sekali, didalam penyusunan makalah ini masih jauh darikesempurnaan serta banyak kekurangan-kekurangnya, baik dari segi tata bahasamaupun dalam hal pengkonsolidasian kepada dosen serta teman-teman sekalian,yang kadangkala hanya menturuti egoisme pribadi, untuk itu besar harapankami jika ada kritik dan saran yang membangun untuk lebih menyempurnakanmakalah-makah kami dilain waktu. Harapan yang paling besar dari penyusunan makalah ini ialah, mudah-mudahan apa yang kami susun ini penuh manfaat, baik untuk pribadi, teman-teman, serta orang lain yang ingin mengambil atau menyempurnakan lagi atau mengambil hikmah dari judul ini ( Konversi Analog Ke Digital ) sebagaitambahan dalam menambah referensi yang telah ada

Penyusun, Makassar, Juli 2011 Kelompok 13

Lukman Nuke febriana

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Sistem telepon di dunia diperkenalkan oleh Graham Bell pada tahun 1876. Sejak saat itu, manusia berusaha mengembangkan teknik telekomunikasi, antara lain dengan Analog to Digital converter metode multipleksing, yakni teknik untuk mentransmisikan sinyal komunikasi mediatransmisi yang efisien. Sinyal telepon/ suara adalah sinyal yang berbentuk analog dan metodemultipleksing pertama kali adalah dengan melakukan pemisahan frekuensi (FDM),yakni dengan melakukan modulasi pada sinyalsinyal informasi dengan frekuensi yangberbeda. Selanjutnya dilakukan penggabungan dan ditransmisikan. Perkembangan teknik telekomunikasi, mengarah pada sistem komunikasi digital,yang lebih efisien dan relatif tidak rentan terhadap noise. Sehingga untuk mentransmisikan sinyal-sinyal analog, pertama kali sinyal tersebut harus dirubah kedalam bentuk digital yang bersesuaian. Pada Tulisan ini, akan dibahas teknik perubahan analog to digital dengan metode Successive Approximation Register atau disingkatSAR yang linear. Analog to digital converter (ADC) adalah suatu cara untuk melakukan konversisinyal analog ke bentuk digital yang bersesuaian. Ada bermacam cara untuk melakukankonversi tersebut, antara lain dengan menggunakan counter, ramp (kapasitor) dan SAR.Metode SAR memiliki kelebihan dari teknik lain, yakni waktu konversi yangtetap, yakni sesuai dengan jumlah bit yang diinginkan. Biasanya untuk sistemkomunikasi telepon digunakan 8 bit, sehingga Waktu konversi adalah 8 kali sinyalclock.Waktu konversi ini, akan sangat memudahkan proses sinyal selanjutnya,karena dapat dibayangkan dengan perbedaan waktu konversi pada tiap sinyal samplingtentu akan sangat mengganggu proses multipleks

BAB 11 PEMBAHASAN 1. Penjelasan Signal Analog dan Digital 1.1 Signal analog

Signal analog adalah signal yang berupa gelombang elektro magnetik dan bergerak atas dasar fekuensi. Frekuensi adalah jumlah getaran bolak balik sinyal analog dalam satu siklus lengkap per detik. Satu siklus lengkap terjadi saat gelombang berada pada titik bertegangan nol, menuju titik bertegangan positif tertinggi pada gelombang, menurun ke titik tegangan negatif dan menuju ke titik nol kembali (lihat gambar). Semakin tinggi kecepatan atau frekuensinya semakin banyak siklus lengkap yang terjadi pada suatu periode tertentu. Kecepatan frekuensi tersebut dinyatakan dalam hertz. Sebagai contoh sebuah gelombang yang berayun bolak balik sebanyak sepuluh kali tiap detik berarti memiliki kecepatan sepuluh hertz.

Signal analog dapat digunakan dalam media tertutup seperti kabel coaxial, TV kabel dan kabel tembaga . Signal analog dapat pula digunakan melalui medium terbuka seperti gelombang mikro, telepon rumah tanpa kabel dan telepon seluler. 1.2 Kerugian pada sinyal sistem analog Pengiriman signal analog dapat dianalogikan mengirim air lewat pipa. Aliran pipa kehilangan tenaganya saat disalurkan melalui sebuah pipa. Semakin jauh pipa semakin banyak tenaga yang berkurang dan aliran semakin menjadi lemah. Demikian pula signal analog akan menjadi lemah setelah melewati jarak yang jauh. Selain bertambah jauh signal analog juga memungut interferensi elektrik atau noise dari dalam jalur. Kabel listrik, petir dan mesin-mesin listrik semua menginjeksikan noise dalam bentuk elektrik pada signal analog. Untuk mengatasi kelemahan tersebut maka diperlukan alat penguat signal yang disebut amplifier 1.3 Signal digital Sebagai ganti gelombang maka signal pada sistem digital ditransmisikan dalam bentuk bit bit biner. Sistem biner adalah sistem on off (atau sistem 1 0 ), jadi bila ada tegangan atau on maka di angkakan 1, sedang bila tidak ada tegangan atau off maka diangkakan 0. Meski memiliki kelemahan terhadap nosie inteferensi listrik apabila jarak semakin jauh, namun signal digital masih dapat diperbaiki atau direparasi artinya dengan cara membangkitkan ulang bit-bit tersebut dengan tidak meregenerasi noise. Sebagai perbedan maka dapat di lihat pada gambar di bawah ini : Gb. Perbedaan signal analog dan digital

Kelebihan pada signal sistem digital Signal digital memiliki kelebihan dibanding signal analog; yang meliputi : 1. Kualitas suara lebih jernih, selain lebih jelas signal digital memiliki sedikit kesalahan 2. Kecepatan lebih tinggi 3. Lebih sedikit kesalahan Memerlukan tenaga pendukung yang tidak terlalu kompleks.

Berbagai contoh sistem digital saat ini (sebelumnya sistem analog): Audio recording (CDs, DAT, mp3)

Phone system switching Automobile engine control Perekam pita magnetic Penguat audio

Berbagai contoh sistem analog :

1. PENGUBAH ANALOG KE DIGITAL (ADC)

Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secaracermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harusdiberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan. Hal-ha yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi,pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinyaBeberapa karakteristik penting ADC 1. 2. 3. 4. Waktu konversi Resolusi Ketidaklinieran Akurasi

Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital yang nilainya proposional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Secara singkat prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit-bit diset kemudian di uji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 clock, dan keluaranD/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai register SAR. Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesaikonversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekivalen ke dalam register buffer. Dengan demikian, keluaran digital akan tetaptersimpan sekalipun akan di mulai siklus konversi yang baru. 1.1 Parameter Sebuah ADC yang terpenting 1. Kecepatan maksimum dari waktu cuplik/sampling. 2. Kecepatan ADC melakukan konversi. 3. Resolusi dari quantiser, misal 8 bit akan mengubah menjadi 256 tingkatan nilai. 4. Metoda kuantisasi akan mempengaruhi terhadap kekebalan noise.

2.1.1 Teori Sampling

Sampling berarti mengukur amplitudo sinyal pada level/ interval yang sama Sinyal input asli x(t) menjadi sinyal digital x(kt) yang akan diolah Minimal sinyal yang akan diambil 2 kali lebih besar dari sinyal sampling

2.3 ADC-DAC

Menggunakan Filter Anti Aliasing untuk meminimalis kesalahan sampling Perubahan dari sinyal kontinyu ke sinyal diskret lalu diolah di prosesor Hasil dari pemrosesan akan dilewatkan ke suatu DAC (Digital to Analog Converter) dan LPF (Low Pass Filter) untuk dapat diubah menjadi sinyal kontinyu kembali

2.2.1 Quantization adalah proses pembandingan level-level tiap diskrit sinyal hasil sampling dengan tetapan level tertentu. Level-level ini adalah tetapan angka-angka yang dijadikan menjadi bilangan biner. Sinyal-sinyal diskrit yang ada akan disesuaikan levelnya dengan tetapan yang ada. Proses ini membuat sinyal lebih baik karena bentukkannya lebih tetap. Proses ini juga mengecilkan error dari suatu sinyal.

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyalsinyal digital.2. Kuantitas penting dalam ADC adalah rentang tegangan terkecil yang tidak dapatmengubah

hasil konversi. Rentang tegangan ini sering disebut dengan MinimalRepresentable Voltage (MRV) atau LSB.MRV = LSB = FS / 2n.(1) dimana LSBmenunjukkan nilai analog dari suatu Least Significant Bit (LSB), dan FS (FullScale) adalah nilai maksimum dari tegangan referensi.3. 3. Nilai kesalahan/ error pada ADC maksimum sebesar 1 LSB4. 4. Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal sinyal digital.5. 5. ADC dengan menggunakan teknik SAR memiliki kerumitan sendiri, tetapidengan kemajuan teknologi dalam bidang mikrokontroller, hal tersebut menjadilebih mudah dan efisien.6.6. Untuk keperluan pengukuran, sebaiknya ADC memiliki jumlah bit yang lebihbanyak,

sehingga tingkat ketelitian akan meningkat.