Dalam artikel ini kita akan meninjau apa itu AD converter (ADC) dan apa jenis utama yang digunakan saat ini,serta menjelaskan masing-masing dengan cukup detail sehingga Anda akan paham tentang Analog-to-Digital Converter.
Apa yang Dilakukan AD Converter?
Tujuan utama dari AD Converter dalam sistem data akuisisi adalah untuk mengubah sinyal analog yang dikondisikan menjadi aliran data digital sehingga sistem data akuisisi dapat memprosesnya untuk ditampilkan, disimpan, dan dianalisis.
Jenis Utama AD Converter
Meskipun saat ini benar-benar ada lima jenis utama ADC, di dunia DAQ modern, pada dasarnya ada dua jenis ADC:
- aproksimasi berurutan dan
- delta-sigma.
sedangkan sisanya lebih cocok untuk aplikasi non-DAQ. Misalnya, ADC dual-slope cukup lambat dan karena itu kebanyakan ditemukan di voltmeter genggam.
Dan kemudian ada ADC flash yang menawarkan laju sampel yang sangat tinggi tetapi resolusi sumbu amplitudo yang terlalu rendah untuk aplikasi DAQ. A/D Converter saluran pipa adalah pendekatan yang menggunakan beberapa converter flash untuk meningkatkan resolusi sumbu amplitudo tetapi masih terbatas di area itu.
Successive Approximation ADCs (SAR)
Ini menawarkan keseimbangan kecepatan dan resolusi yang sangat baik dan menangani berbagai sinyal dengan ketepatan yang sangat baik
Sudah ada sejak lama, oleh karena itu desain SAR stabil dan andal, dan chipnya relatif murah. Mereka dapat dikonfigurasi untuk kedua kartu A/D low-end, di mana satu chip AD Converter “dibagi” oleh beberapa saluran input (papan A/D multipleks), atau dalam konfigurasi di mana setiap saluran input memiliki ADC sendiri untuk pengambilan sampel simultan.
Input analog dari sebagian besar ADC adalah 5V, itulah sebabnya hampir semua ujung depan pengkondisi sinyal memberikan output terkondisi yang sama. SAR ADC tipikal menggunakan sirkuit sampel-dan-tahan yang mengambil tegangan analog yang dikondisikan dari ujung depan pengkondisian sinyal.
DAC onboard menciptakan tegangan referensi analog yang sama dengan output kode digital dari sampel dan menahan sirkuit. Keduanya dimasukkan ke dalam komparator yang mengirimkan hasil perbandingan ke SAR. Proses ini berlanjut untuk “n” kali berturut-turut, dengan “n” menjadi resolusi bit dari ADC itu sendiri, sampai nilai terdekat dengan sinyal yang sebenarnya ditemukan.
SAR ADC tidak memiliki anti-aliasing filtering (AAF), jadi kecuali ini ditambahkan sebelum ADC oleh sistem DAQ, jika insinyur memilih laju sampel yang terlalu rendah, sinyal palsu (alias “alias”) akan didigitalkan oleh SAR ADC. Aliasing sangat bermasalah karena tidak mungkin untuk memperbaikinya setelah digitalisasi.
Tidak ada cara untuk memperbaikinya dengan perangkat lunak. Ini harus dicegah dengan selalu mengambil sampel lebih cepat dari frekuensi Nyquist dari semua sinyal input atau dengan menyaring sinyal sebelum dan di dalam ADC.
Untuk detail lebih lanjut, lihat Aliasing and the Danger of Under-sampling di bawah
SAR AD Converter adalah pilihan yang tepat untuk banyak sistem DAQ yang digunakan saat ini. Ini banyak digunakan di pasar kelas bawah karena dapat digunakan dalam mode multipleks di mana banyak saluran diambil sampelnya dengan satu ADC. Tetapi mereka juga banyak digunakan di tengah pasar karena kecepatan dan resolusi sumbu amplitudo yang baik.
Karena resolusi sumbu amplitudo terbatas, mereka tidak cocok untuk aplikasi dinamis tinggi seperti kebisingan, audio, guncangan dan getaran, penyeimbangan, pemrosesan sinus, dll. Untuk aplikasi tersebut, insinyur harus beralih ke ADC delta-sigma, seperti yang dibahas di bagian berikutnya.
