(DAC) Digital to Analog Converter Jenis R-2R Tangga

Digital to Analog Converter (DAC) adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog. Rangkaian DAC terdiri dari satu jaringan resistor dan satu penguat penjumlah. Tegangan keluaran dalam bentuk analog yang dihasilkan sebanding dengan nilai digital yang masuk ke dalam rangkaian DAC. DAC dapat dibangun menggunakan penguat  penjumlah inverting (membalik) dari sebuah operasional amplifier (op-amp) yang diberikan sinyal input berupa data logika (1 atau 0). 

Berdasarkan tipe atau metode konversinya, DAC dibagi menjadi dua jenis yaitu DAC jenis R-2R tangga dan DAC jenis bobot biner. Perbedaan pada kedua jenis converter ini adalah pada besaran dan susunan resistor yang dihubungkan pada rangkaian. Sedangkan persamaannya adalah pada kedua rangkaian sama-sama menggunakan operational amplifier dengan memanfaatkan sistem switching. Dalam pembahasan kegiatan belajar ini akan membahas mengenai DAC jenis R-2R.

Digital to Analog Converter Jenis R-2R Tangga (Ladder)

DAC jenis R2-R tangga merupakan sebuah rangkaian konverter yang penyusunan rangkaian resistornya berurutan vertikal dan horizontal menyerupai tangga, dengan menggunakan 2 nilai resistor. Besar  nilai resistor yang disusun di setiap input-inputanannya adalah senilai R–2R, sehingga apabila nilai R = 10 Ω maka nilai 2R = 20Ω. Contoh susunan rangkaian resisitor DAC jenis R2-R dapat dilihat dari gambar 1.

Gambar 1. Susunan Rangkaian Resistor DAC R-2R Tangga

Pada gambar 1. terdapat dua nilai resistor yang digunakan yaitu pada posisi vertikal menggunakan 2R, dan posisi horizontal menggunakan resistor bernilai R kecuali pada posisi resistor yang terhubung langsung ke ground.  Sedangkan D0, D1 sampai Dn menunjukkan saklar yang digunakan sebagai inputan pengontrol. Rangkaian keseluruhan dari DAC jenis R2-R tangga dapat kita amati pada gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian DAC Jenis R-2R Tangga

Gambar 2 menunjukkan contoh rangkaian DAC R-2R tangga dengan 4 masukan biner (4 bit) yang terdiri dari dua bagian, yaitu inputan penguat penjumah dan penguat penjumlah (op-amp).

Pada inputan penguat penjumlah terdiri dari 4 saklar yang mewakili setiap bit digital input yaitu S0, S1, S2 dan S3. Setiap saklar digunakan untuk mengontrol logika higt atau low, logika 1 (hight)  jika saklar disambungkan dengan  Vreff  dan logika 0 jika saklar di hubungkan ke ground. Saklar S0 dalam rangkaian ini disebut sebagai LSB ( least significant bit) karena mewakili nilai digit biner paling kecil, dan S3 disebut sebagai MSB ( most significant bit) yang mewakili nilai digit biner paling besar.

Rangkaian penguat penjumlah (op-amp) yang digunakan pada jaringan ini termasuk dalam kategori penguat linier. Op-amp yang digunakan pada jaringan ini termasuk dalam jenis penguat linier. Penguat linier merupakan penguat yang tetap mempertahankan bentuk sinyal masukan contohnya adalah penguat non inverting dan penguat inverting. Pada gambar 2 inputan penguat penjumlah dimasukkan pada kaki inverting dari IC op-amp. Sehingga untuk menghitung penguatan inverting dapat menggunakan rumus sebagai berikut: 

Sehingga untuk  mencari nilai Vout pada rangkaian R-2R tangga dapat menggunakan rumus :

Rumus pada tabel 1. merupakan rumus yang digunakan untuk mencari tegangan output yang dihasilkan dari masing- masing saklar. Penggunaan tegangan referensi negatif (Vref -9) digunakan untuk menghasilkan out put positif dari keluaran IC inverting. Berikut ini merupakan contoh perhitungan V out dengan input digital  1111 (nilai desimal 15)  : 

Abdurrahman Rasyid, S.Pd.

Lulusan Teknik Elektro yang hobi ngoprek komputer, gadget, dan traveling

Share this post