DAC-80

-


 1. Pendahuluan[kembali]

Dalam sistem elektronik digital, informasi seringkali disimpan dan diproses dalam bentuk bilangan biner. Namun, untuk dapat berinteraksi dengan dunia nyata yang bersifat analog, seperti suara, cahaya, suhu, dan tegangan, diperlukan proses konversi dari sinyal digital ke sinyal analog. Proses ini dilakukan menggunakan Digital-to-Analog Converter (DAC).

Salah satu DAC presisi yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi kontrol dan instrumentasi adalah DAC-80, sebuah konverter digital-ke-analog 12-bit. DAC ini tersedia dalam dua versi output: arus dan tegangan. Versi output tegangan dari DAC-80, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 12.17, memungkinkan konversi langsung dari data digital menjadi sinyal tegangan analog yang dapat diukur dan digunakan untuk mengendalikan perangkat eksternal.

DAC-80 menawarkan berbagai fitur unggulan seperti resolusi tinggi 12-bit, output bipolar hingga ±10 V atau ±20 V, kompatibilitas dengan logika TTL dan CMOS, serta akurasi tinggi dengan waktu settling yang cepat. Dengan desain monolitik dan kestabilan tinggi dalam rentang suhu operasional, DAC-80 menjadi pilihan ideal dalam sistem kendali presisi, sistem akuisisi data, dan konversi audio.

Pendahuluan ini bertujuan untuk memberikan gambaran umum mengenai fungsi, struktur internal, serta keunggulan dari DAC-80 versi tegangan output, sebagai dasar pemahaman dalam penerapan dan analisis rangkaian konversi digital-ke-analog.

 2. Tujuan [kembali]

  1. Mempelajari dan memahami prinsip kerja rangkaian Digital to Analog Converter (DAC), khususnya DAC-80.

  2. Memahami cara merancang dan mensimulasikan rangkaian DAC menggunakan perangkat lunak Proteus.

  3. Mengetahui fungsi dan penerapan DAC dalam sistem elektronik untuk menghasilkan sinyal analog dari input digital.

 3. Alat dan Bahan [kembali]

1. ALAT  

a. Instrumen 

Generator  

Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

2. BAHAN

  • Resistor

 

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

 

 Spesifikasi


  • dac 80

DAC80, sebagai konverter, berfungsi untuk mengubah data digital menjadi sinyal analog yang dapat digunakan oleh perangkat audio seperti speaker, amplifier, atau headphone. Dalam konteks ini, DAC80 memungkinkan perangkat yang memiliki output digital, seperti komputer atau pemutar media, untuk menghasilkan sinyal audio yang dapat diputar pada perangkat analog. 

 4. Dasar Teori [kembali]

Dalam sistem elektronik digital, informasi disimpan dan diproses dalam bentuk bilangan biner. Namun, banyak perangkat fisik di dunia nyata bekerja dengan sinyal analog yang bersifat kontinu. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah komponen yang dapat mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog, yaitu Digital to Analog Converter (DAC).

DAC bekerja dengan menerima input dalam bentuk kode biner dan mengubahnya menjadi sinyal tegangan atau arus analog yang proporsional terhadap nilai digital tersebut. Semakin tinggi resolusi bit dari DAC, semakin halus dan presisi perubahan nilai output analognya. Misalnya, DAC dengan resolusi 8-bit dapat menghasilkan 256 level tegangan berbeda, sedangkan DAC 12-bit seperti DAC-80 dapat menghasilkan 4096 level.

DAC-80 adalah salah satu jenis konverter digital ke analog dengan resolusi tinggi (12-bit) dan tersedia dalam dua versi output, yaitu arus dan tegangan. Versi tegangan dari DAC-80 dirancang untuk menghasilkan output dalam rentang ±10 V atau ±20 V. DAC ini memiliki waktu settling yang cepat, linearitas tinggi, serta kompatibel dengan logika TTL dan CMOS, sehingga sering digunakan dalam sistem kontrol, alat ukur presisi, dan konversi sinyal dalam perangkat audio dan instrumentasi.

Dalam rangkaian DAC, komponen utama yang digunakan antara lain resistor ladder network dan switching transistor untuk membentuk keluaran yang proporsional dengan input digital. Selain itu, pengaturan referensi tegangan dan gain juga penting agar output analog sesuai dengan karakteristik sistem.

 5. Percobaan [kembali]


    a) Prosedur[kembali]

Buka software Proteus (ISIS).


Siapkan komponen berikut di area kerja:

DAC-80 (atau DAC yang tersedia di library Proteus, bisa diganti dengan DAC-0808 jika DAC-80 tidak ada)
IC logic input (misalnya DIP switch atau Logic Toggle) untuk memberikan input digital 12-bit.
Sumber tegangan referensi (misalnya DC Voltage Source 6.3 V).
Multimeter atau Virtual Oscilloscope untuk mengamati output analog.
Ground dan VCC untuk suplai tegangan DAC (misalnya ±12 V).

Penyusunan Rangkaian

Hubungkan pin input digital DAC-80 (Bit 1 sampai Bit 12) ke DIP switch atau logic toggle.
Sambungkan pin referensi DAC ke tegangan referensi 6.3 V.
Atur suplai tegangan +Vcc = +12 V dan –Vcc = –12 V sesuai spesifikasi.
Hubungkan output DAC (VOUT) ke multimeter atau oscilloscope untuk memantau hasil konversi.
Hubungkan semua pin ground ke common ground.

Pengujian Simulasi

Jalankan simulasi di Proteus.
Ubah-ubah kombinasi input digital dari Bit 1–Bit 12.
Amati perubahan nilai tegangan pada output DAC melalui multimeter atau oscilloscope.
Catat nilai output untuk beberapa kombinasi input biner (misalnya semua nol, semua satu, 100000000000, 011111111111, dsb).

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

DAC-80 merupakan salah satu jenis konverter digital ke analog (DAC) dengan resolusi 12-bit yang mampu menghasilkan output tegangan analog berdasarkan input digital biner. Gambar 12.17 menunjukkan konfigurasi internal DAC-80 versi output tegangan. Prinsip kerjanya dimulai dengan penerimaan sinyal digital 12-bit pada pin input (Bit 1 hingga Bit 12), di mana setiap bit mewakili bobot tertentu terhadap nilai keluaran. Sinyal digital ini kemudian diproses melalui rangkaian tangga resistor (resistor ladder network) dan saklar arus (current switches) untuk menghasilkan arus yang proporsional dengan nilai digital tersebut. Arus ini selanjutnya dijumlahkan dalam suatu titik yang disebut summing junction dan dikonversi menjadi tegangan analog melalui rangkaian penguat internal.

Tegangan referensi eksternal yang diberikan pada pin reference input berfungsi sebagai acuan maksimum output, dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan, misalnya ±10 V atau ±20 V. DAC-80 juga menyediakan pengaturan offset bipolar dan gain adjust untuk meningkatkan presisi dan kestabilan output. Output analog akhirnya muncul pada pin VOUT, dan akan berubah secara linier mengikuti variasi input digital. Dengan konfigurasi ini, DAC-80 banyak digunakan dalam aplikasi instrumentasi, sistem kontrol, dan perangkat audio digital yang memerlukan konversi data digital menjadi sinyal analog secara presisi dan stabil.



Soal 1

Apa fungsi utama dari DAC (Digital to Analog Converter)?

A. Mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital
B. Mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog
C. Menyimpan data dalam bentuk analog
D. Menghilangkan noise pada sinyal digital

✅ Jawaban: B
Penjelasan: DAC berfungsi mengubah data digital menjadi sinyal analog, yang dapat digunakan oleh perangkat elektronik seperti speaker, aktuator, atau tampilan analog.

Soal 2

Jika DAC-80 menerima input digital 12-bit sebesar 2048 dan tegangan referensi sebesar 10 V, maka output tegangannya adalah:

A. 2.5 V
B. 5 V
C. 10 V
D. 7.5 V

✅ Jawaban: B
Penjelasan:
DAC-80 memiliki resolusi 12-bit → total level = 2¹² = 4096
Output = (2048 / 4096) × 10 V = 5 V

Soal 3

Komponen utama yang digunakan dalam DAC-80 untuk mengubah input digital menjadi sinyal analog adalah:

A. Op-amp dan kapasitor
B. Rangkaian tangga resistor dan saklar arus
C. Transformator dan diode
D. Komparator dan ADC

✅ Jawaban: B
Penjelasan: DAC-80 menggunakan resistor ladder network (rangkaian tangga resistor) dan current switches untuk menghasilkan output analog dari input digital.


  • Problem

Sebuah DAC-80 12-bit digunakan untuk menghasilkan output tegangan analog dari input digital. Tegangan referensi yang diberikan adalah +10 V. Jika input digital yang diberikan adalah 110011001100, berapa besar output tegangan analog yang dihasilkan oleh DAC-80? Tunjukkan langkah penyelesaiannya!

✅ solving

1. Konversi Input Digital ke Desimal

Input: 110011001100
Ini adalah bilangan biner 12-bit.

Konversi ke desimal:

1100110011002=327610110011001100_2 = 3276_{10}

2. Gunakan Rumus DAC

Rumus tegangan output DAC:

Vout=(D2n)×VrefV_{\text{out}} = \left(\frac{D}{2^n}\right) \times V_{\text{ref}}

Dengan:

  • D=3276D = 3276

  • n=12n = 12 (karena DAC-80 adalah 12-bit)

  • Vref=10 VV_{\text{ref}} = 10\,V

Vout=(32764096)×10=0.7998×10=7.998 VV_{\text{out}} = \left(\frac{3276}{4096}\right) \times 10 = 0.7998 \times 10 = 7.998\,V

3. Pembulatan

Tegangan output dapat dibulatkan menjadi ≈ 8.00 V

    c) Video Simulasi [kembali]


 6. Download File [kembali]



Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Diode

-
Image
[Menuju Akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... dioda Forward Bias, Reverse Bias dioda zener dioda half bridge dioda full bridge   1. Pendahuluan [kembali] Dioda adalah komponen elektronik semikonduktor yang memungkinkan aliran arus listrik hanya dalam satu arah. Dengan sifat ini, dioda sangat penting dalam berbagai aplikasi seperti penyearah, regulator tegangan, dan proteksi rangkaian. Karakteristik utama dioda adalah kemampuannya untuk beroperasi dalam dua kondisi berbeda, yaitu forward bias dan reverse bias . Forward Bias: Dalam kondisi forward bias , anoda dioda dihubungkan ke kutub positif sumber tegangan, dan katoda dihubungkan ke kutub negatif. Pada kondisi ini, dioda akan menghantarkan arus listrik setelah tegangan melewati ambang batas tertentu (biasanya sekitar 0.7V untuk dioda silikon). Dioda berfungsi seper...
Read more

Modul 2 - Oscilloscope dan Pengukuran Daya

-
Image
[Menuju Akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... A. Oscilloscope B. Pengukuran Daya   1. Pendahuluan [kembali] Dunia elektronika sangat bergantung pada kemampuan untuk mengukur dan menganalisis sinyal listrik . Osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang sangat penting yang digunakan untuk menampilkan bentuk gelombang dari sinyal tersebut. Namun, dalam banyak aplikasi, analisis visual dari bentuk gelombang saja tidak cukup. Kita juga perlu mengetahui jumlah daya yang dikonsumsi atau dihasilkan oleh suatu rangkaian elektronik Osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang sangat penting dalam berbagai bidang, seperti elektronika, telekomunikasi, medis, dan fisika. Alat ini memungkinkan pengukuran dan visualisasi bentuk gelombang tegangan dan arus dalam suatu rangkaian elektronik. Osiloskop b...
Read more

TRANSISTOR

-
Image
[Menuju Akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... Fixed Bias Self Bias Voltage Divider Regulator Power Supply   1. Pendahuluan [kembali] Transistor adalah salah satu komponen paling penting dalam elektronik modern. Berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar, atau sebagai bagian dari sirkuit logika, transistor memungkinkan kita untuk mengendalikan arus dan tegangan dalam rangkaian elektronik. Transistor terbuat dari bahan semikonduktor, seperti silikon, dan memiliki tiga terminal utama: emitor (E) , basis (B) , dan kolektor (C) . Dalam praktiknya, untuk menggunakan transistor sebagai penguat, diperlukan suatu metode untuk memberikan tegangan atau arus yang tepat pada terminal basisnya. Hal ini dikenal sebagai biasing . Biasing bertujuan untuk mengatur titik kerja (operating point) transistor agar berfungsi dengan optimal dalam berbag...
Read more