Rekayasa Instrumentasi: Digital to Analog Converter (DAC)

Prinsip Kerja Digital to Analog Converter

    Agar masukan berupa sinyal digital dapat diubah ke bentuk sinyal analog maka diperlukan beberapa block berupa input register, DAC dasar, tegangan acuan, pembangkit arus keluar ke bentuk tegangan.

    Prinsip kerja dari DAC merupakan kumpulan beberapa saklar yang diberi masukan paralel. Kemudian dari saklar itu akan diperoleh  keluaran analog dari bit-bit masukan yang berupa nilai 1 atau nol. Jadi tidak semua masukan akan dilanjutkan, yang dilewatkan hanya yang dihubungkan oleh saklar saja. Sehingga dari masukan yang berupa digital yang berupa bit-bit akan dihasilkan keluaran yang berupa analog yang bernilai 1, 0 dan  -1  berupa sinusoidal.

 

Gambar 4.5 Prinsip Kerja DAC

   Adapun fungsi/ prinsip kerja masing-masing block yaitu:
• Input Register : mencuplik data berupa sinyal digital pada saat yang tepat setelah ada pengaturan input strobe dan menahan data dalam bentuk sinyal digital paralel untuk digunakan sebagai masukan pada Basic DAC.
• Reference Voltage : sumber tegangan yang digunakan untuk mensuplai tenaga ke generator arus.
• Basic DAC : jaringan generator arus (resistor) dan sakelar-sakelar, yang dipakai untuk membagi proporsi arus ke bobot setiap bit dikalikan nilai binernya.
• Summing Current to Voltage Converter : penguat operasi yang digunakan untuk menjumlah arus dari semua bit dan mengkonversikan bit-bitnya ke bentuk tegangan. Offset and gain controls digabungkan untuk menyesuaikan jumlah bit berlebih pada fungsi alih tegangan yang dikehendaki.

Aplikasi DAC
Beberapa aplikasi DAC antara lain:
a. Current Booster
Biasanya digunakan push-pull class B amplifier.

 

Gambar 4.6 Rangkaian current booster

   Pada rangkaian di atas arus terdorong dikarenakan impedansi output pada op-amp dibypass, dan digunakan sebagai driver untuk basis pada NPN dan PNP transistor. Kedua dioda menggantikan VBE transistor, yang basisnya dibias oleh 2 resistor off. Output pada stage booster merupakan fedback pada resistor feedback di D/A untuk melengkapi loop feedback. Impedansi output dipengaruhi oleh karakteristik output dari transistor dan resistor pada emitter. Transistor mempunyai respon frekuensi yanng tinggi yang memungkinkan rangkaian berosilasi. RC dan induktor yang terhubung seri dengan beban  dapat meredam osilasi atau bahkan menghilangkan osilasinya.

b. Voltage Booster

Gambar 4.7  Rangkaian voltage booster

   Pada gambar di atas R3 dan R2 digunakan untuk memastikan tegangan feedback yang menuju D/A terdapat Rf tidak akan melewati batas D/A. R3 dan R2 harus diberikan daya yang tepat khususnya untuk pemilihan R2, jika terbakar loop feedback akan memberikan tegangan bahaya ke D/A. Jika kombinasi tegangan dan daya tidak dapat seimbang, salah satu jalannya adalah dengan menghilangkan tahanan feedback loop.