Selasa, 18 Agustus 2009

hubungan digital dan analog

Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Langsung ke: navigasi, cari
Untuk televisi digital converter box, melihat televisi digital adaptor.
8-channel digital-ke-analog converter awan tipis Logic CS4382 ditempatkan pada Sound Blaster X-Fi Fatal1ty

Dalam elektronik, digital-ke-analog converter (DAC atau D-to-A) adalah perangkat untuk mengkonversi digital (biasanya biner) kode ke sinyal analog (saat ini, tegangan listrik atau biaya).

An analog-ke-digital converter (ADC) melakukan operasi mundur.
Isi
[tampilkan]

* 1 Dasar operasi ideal
* 2 operasi Praktis
* 3 Aplikasi
o 3,1 Audio
o 3,2 Video
* 4 DAC jenis
* 5 DAC kinerja
* 6 DAC Kelebihan dari tokoh-tokoh
* 7 Lihat juga
* 8 Referensi
* 9 Selanjutnya membaca
* 10 Pranala luar

[sunting] Dasar ideal operasi
Idealnya sampel sinyal. Sinyal yang khas interpolating DAC output

J DAC mengkonversi abstrak terbatas presisi-nomor (biasanya tetap titik-nomor biner) menjadi beton kuantitas fisik (misalnya, sebuah tegangan atau tekanan). Secara khusus, DACs sering digunakan untuk mengkonversi ketepatan waktu terbatas-seri data ke terus-sinyal fisik bervariasi.

J khas DAC mengubah nomor abstrak menjadi konkret urutan impulses yang kemudian diproses oleh penyaring rekonstruksi menggunakan beberapa bentuk interpolasi untuk mengisi data antara impulses. DAC metode lainnya (misalnya, berdasarkan metode Delta-Sigma modulasi) menghasilkan kepadatan-pulse modulated sinyal yang kemudian dapat disaring dalam cara yang sama untuk menghasilkan berbagai sinyal-lancar.

Oleh Nyquist-Shannon sampling theorem, sampel data dapat kembali dengan sempurna asalkan bandwidth-nya memenuhi syarat-syarat tertentu (misalnya, sebuah baseband sinyal dengan bandwidth yang lebih rendah dari frekuensi Nyquist). Namun, bahkan dengan filter yang ideal rekonstruksi, digital sampling memperkenalkan quantization membuat kesalahan yang sempurna rekonstruksi hampir mustahil. Meningkatkan resolusi digital (yakni, meningkatkan jumlah bit yang digunakan dalam setiap sampel) atau memperkenalkan gentaran sampel dapat mengurangi kesalahan ini.

[sunting] Praktis operasi

Alih-alih impulses, biasanya urutan nomor memperbarui analog tegangan pada seragam sampling interval.

Angka ini ditulis dengan DAC, biasanya dengan signal clock yang menyebabkan setiap nomor yang akan latched dalam urutan, di mana saat tegangan output DAC perubahan pesat dari sebelumnya nilai dengan nilai yang saat ini diwakili oleh latched nomor. Efek dari ini adalah bahwa keluaran tegangan diadakan dalam waktu pada saat ini nilai sampai masukan nomor berikutnya adalah latched dihasilkan dalam piecewise konstan atau 'tangga' berbentuk output. Hal ini setara dengan nol terus-urutan operasi dan memiliki efek pada frekuensi respon dari sinyal kembali.
Piecewise konstan sinyal khas dari nol-order (non-interpolating) DAC output.

Kenyataan bahwa praktek DACs output berurutan dari nilai atau piecewise konstan rectangular pulses akan menyebabkan beberapa harmonics di atas nyquist frekuensi. Ini biasanya dihapus dengan rendah lulus filter sebagai penyaring rekonstruksi.

Namun demikian, filter ini berarti ada efek inheren dari nol agar terus efektif pada frekuensi respon yang dihasilkan DAC dalam ringan roll-off dari memperoleh di frekuensi tinggi (yang sering kehilangan 3,9224 dB pada frekuensi Nyquist) dan tergantung pada filter, fase distorsi. Tidak semua DACs memiliki urutan Tanggapan namun nol. Ini frekuensi tinggi roll-off adalah karakteristik output dari DAC, dan bukan merupakan inheren harta benda sampel data.

[sunting] Aplikasi

[sunting] Audio
Top-loading CD player dan eksternal digital-ke-analog converter.

Paling modern sinyal audio digital disimpan dalam bentuk (misalnya MP3 dan CD) dan dalam rangka untuk didengarkan melalui speaker mereka harus dikonversi menjadi sinyal analog. DACs karena itu ditemukan di CD player, pemutar musik digital, dan PC kartu suara.

Spesialis mandiri DACs juga dapat ditemukan di high-end sistem hi-fi. Ini biasanya mengambil digital output dari CD player (atau didedikasikan transportasi) dan dikonversi menjadi sinyal line level output yang kemudian dapat diberi makan ke dalam tahap pra-amplifier.

Serupa digital-ke-analog converters dapat ditemukan di speaker digital seperti USB speaker, dan di kartu suara.

[sunting] Video

Sinyal video digital dari sumber, seperti komputer, harus diubah ke bentuk analog jika mereka yang akan ditampilkan pada monitor analog. Pada 2007, input analog lebih umum digunakan daripada digital, tetapi hal ini dapat berubah dengan display panel datar dan DVI / HDMI atau sambungan menjadi lebih luas. J video DAC adalah Namun, tergabung dalam Digital Video Player dengan keluaran analog. DAC yang biasanya terpadu dengan beberapa memori (RAM), yang berisi tabel konversi untuk koreksi gamma, kecerahan dan kontras, untuk membuat perangkat yang disebut RAMDAC.

Perangkat yang renggang terkait dengan DAC adalah digital potentiometer dikontrol, digunakan untuk mengendalikan sebuah sinyal analog digital.

[sunting] DAC jenis

Yang paling umum jenis elektronik DACs adalah:

* The pulse alat modulasi lebar, yang sederhana DAC jenis. J stabil saat ini aktif atau tegangan menjadi rendah lulus filter analog dengan durasi ditentukan oleh kode digital masukan. Teknik ini sering digunakan untuk mengontrol kecepatan motor listrik, dan kini menjadi umum di tinggi kesetiaan audio.
* Oversampling DACs atau interpolating DACs seperti delta-Sigma DAC, menggunakan teknik pulse kepadatan konversi. Oversampling teknik yang memungkinkan untuk menggunakan resolusi yang lebih rendah DAC internal. J sederhana 1-bit DAC sering dipilih karena oversampled hasilnya inherently linear. DAC yang digerakkan dengan kepadatan pulse modulated sinyal, dibuat dengan penggunaan yang rendah-pass filter, langkah non-linearity (yang sebenarnya 1-bit DAC), dan umpan balik negatif, dalam sebuah teknik yang disebut delta-Sigma modulasi. Ini hasil yang efektif tinggi melewati filter yang pada quantization (pengolahan sinyal) kebisingan, sehingga steering ini kebisingan dari frekuensi rendah ke bunga tinggi frekuensi bunga kecil, yang disebut membentuk kebisingan (frekuensi sangat tinggi yang disebabkan oversampling). The quantization kebisingan di frekuensi tinggi tersebut akan dihapus atau sangat dilemahkan oleh penggunaan analog yang rendah lulus filter di output (kadang-kadang sederhana RC rendah lulus sirkuit sudah cukup). Paling DACs resolusi sangat tinggi (lebih dari 16 bit) adalah dari jenis ini karena linearity tinggi dan biaya rendah. Harga tinggi oversampling dapat bersantai dengan spesifikasi yang rendah output-pass filter dan memungkinkan lebih dari penindasan quantization kebisingan. Kecepatan lebih dari 100 ribu sampel per detik (misalnya, 192 kHz) dan resolusi yang dicapai adalah 24 bit dengan Delta-Sigma DACs. J pendek dibandingkan dengan pulse modulasi lebar menunjukkan bahwa 1-bit DAC dengan sederhana integrator urutan pertama akan berjalan di 3 THz (yang secara fisik unrealizable) berarti untuk mencapai 24 bit dari resolusi, memerlukan yang lebih tinggi agar rendah lulus filter dalam kebisingan-membentuk lingkaran. Satu integrator adalah rendah lulus filter dengan frekuensi Tanggapan inversely ke frekuensi yang proporsional dan menggunakan salah satunya integrator dalam kebisingan-membentuk lingkaran merupakan urutan pertama Sigma delta-alat modulasi. Beberapa yang lebih tinggi agar topologies (seperti Mash) digunakan untuk mencapai tingkat-tingkat kebisingan dengan membentuk topologi yang stabil.
* The weighted DAC biner, yang berisi satu penghambat atau sumber saat ini untuk setiap bit dari DAC terhubung ke summing point. Ini tepat tegangan atau arus ke jumlah nilai output yang benar. Ini adalah salah satu metode tercepat konversi tetapi menderita miskin akurasi karena tingginya presisi diperlukan untuk setiap individu atau tegangan saat ini. Seperti resistors presisi tinggi dan saat ini sumber-mahal, jadi converter jenis ini biasanya terbatas pada resolusi 8-bit atau kurang.
* R-2r DAC tangga, yang merupakan biner weighted DAC yang menggunakan mengulangi cascaded struktur penghambat nilai R dan 2r. Hal ini meningkatkan presisi karena kemudahan yang relatif sama produksi bernilai cocok resistors (sekarang atau sumber). Namun, lebar converters melakukan lambat karena semakin besar RC-konstan untuk setiap ditambahkan R-2r link.
* The DAC termometer kode, yang berisi yang sama atau saat ini sumber penghambat untuk setiap segmen mungkin nilai DAC output. An 8-bit DAC termometer akan memiliki 255 segmen, dan 16-bit DAC termometer akan ada 65.535 segmen. Hal ini mungkin yang tercepat dan tertinggi presisi DAC arsitektur tetapi pada pengeluaran biaya yang cukup tinggi. Konversi kecepatan> 1 miliar sampel per detik telah tercapai dengan jenis DAC.
* DACs Hybrid, yang menggunakan kombinasi teknik-teknik di atas dalam satu converter. Paling DAC sirkuit terpadu dari jenis ini adalah karena sulitnya mendapatkan dari biaya rendah, kecepatan tinggi dan presisi tinggi dalam satu perangkat.
o yang segmented DAC, yang mengkombinasikan prinsip termometer kode yang paling signifikan untuk bit dan biner weighted prinsip yang paling penting untuk bit. Dengan cara ini, diperoleh kompromi antara presisi (dengan menggunakan prinsip termometer kode) dan jumlah resistors atau sumber saat ini (dengan menggunakan prinsip binary weighted). Penuh bobot biner desain berarti 0% segmentasi, penuh kode desain termometer berarti 100% segmentasi.

[sunting] DAC kinerja

DACs adalah pada awal rantai sinyal analog, yang membuat mereka sangat penting bagi kinerja sistem. Karakteristik yang paling penting dari perangkat tersebut adalah:

* Resolusi: Ini adalah jumlah kemungkinan keluaran DAC tingkat yang dirancang untuk mereproduksi. Ini biasanya dinyatakan sebagai jumlah bit menggunakan, yang merupakan dasar dua logaritma dari jumlah tingkat. Misalnya 1 bit DAC yang dirancang untuk menghasilkan 2 (21) sedangkan satu tingkat 8 bit DAC dirancang untuk 256 (28) tingkatan. Resolusi yang berkaitan dengan efektif jumlah bit (ENOB) yang merupakan ukuran yang sebenarnya resolusi yang dicapai oleh DAC.
* Maksimum sampling frekuensi: Ini adalah ukuran maksimum kecepatan yang DACs circuitry masih dapat beroperasi dan menghasilkan output yang benar. Sebagaimana tercantum dalam Nyquist-Shannon sampling theorem, sinyal harus sampel di lebih dari dua kali frekuensi sinyal yang diinginkan. Sebagai contoh, untuk menghasilkan sinyal di seluruh spektrum suara, yang mencakup frekuensi hingga 20 kHz, perlu menggunakan DACs yang beroperasi di lebih dari 40 kHz. CD audio standar sampel pada 44,1 kHz, jadi DACs dari frekuensi ini sering digunakan. J Common frekuensi di komputer murah adalah kartu suara 48 kHz-banyak bekerja hanya pada frekuensi ini, menawarkan penggunaan sampel lainnya hanya dengan harga (seringkali miskin) internal resampling.
* Monotonicity: ini merujuk kepada kemampuan dari keluaran analog dari DAC untuk bergerak hanya dalam arah yang input digital bergerak (misalnya, jika input meningkat, output tidak dip asserting sebelum output yang benar.) Karakteristik ini sangat penting DACs untuk digunakan sebagai sumber sinyal frekuensi rendah atau sebagai digital Programmable diratakan elemen.
* THD + N: Ini adalah pengukuran dari distorsi dan kebisingan diperkenalkan ke sinyal oleh DAC. Hal ini dinyatakan sebagai persentase dari total kekuatan yang tidak diinginkan harmonis distorsi dan kebisingan yang menyertai sinyal dikehendaki. Hal ini sangat penting untuk DAC karakteristik dinamis dan kecil sinyal DAC aplikasi.
* Dynamic range: Ini adalah ukuran perbedaan antara sinyal terbesar dan terkecil yang dapat mereproduksi DAC dinyatakan dalam decibels. Hal ini biasanya terkait dengan resolusi DAC dan kebisingan lantai.

Pengukuran lainnya, seperti fase distorsi dan sampling periode ketidakstabilan, juga dapat menjadi sangat penting untuk beberapa aplikasi.

[sunting] Kelebihan dari angka DAC

* Statis kinerja:
Differential o non-linearity (DNL) menunjukkan jumlah dua kode disamping analog menyimpang dari nilai-nilai yang ideal 1LSB langkah [1]
o Integral non-linearity (INL) menunjukkan berapa banyak yang transfer karakteristik DAC deviates satu dari yang ideal. Artinya, karakteristik yang ideal biasanya garis lurus; INL menunjukkan jumlah yang sebenarnya pada tegangan yang diberikan kode berbeda dari nilai yang sesuai, di LSBs (1LSB langkah).
o Dapatkan
o Offset
o Kebisingan adalah akhirnya terbatas oleh kebisingan panas yang dihasilkan oleh komponen pasif seperti resistors. Untuk aplikasi audio dan suhu ruangan, kebisingan seperti biasanya sedikit kurang dari 1 μV (mikrovolt) putih kebisingan. Batas ini kinerja kurang dari 20 ~ 21 bit bahkan di 24-bit DACs, dan tidak dapat diperbaiki kecuali satu resort ke suhu sangat rendah untuk membuat superconductivity: proposisi praktis yang jelas.
* Frekuensi domain kinerja
o palsu bebas rentang dinamik (SPDR) menunjukkan dalam dB rasio antara kekuasaan yang dikonversi sinyal utama dan sangat tidak diinginkan susuh
o Signal ke kebisingan dan distorsi ratio (SNDR) menunjukkan dalam dB rasio antara kekuasaan yang dikonversi sinyal utama dan jumlah suara yang dihasilkan dan harmonis kemasyhuran
i-o th harmonis distorsi (IPM) menunjukkan kuasa dari i-th harmonis dari sinyal yang dikonversi utama
o Total distorsi harmonis (THD) adalah jumlah kekuasaan semua IPM
o Jika maksimum DNL kesalahan kurang dari 1 LSB, maka D / A converter dijamin akan monotonic.

Namun banyak monotonic converters Mei hav DNL maksimum lebih besar dari 1 LSB.

* Waktu domain kinerja:
o glitch energi
o Respon ketidakpastian
o non-linearity Waktu (TNL)

[sunting] Lihat juga

* Televisi digital adaptor
* Modem
* Analog-ke-digital
* I ² S
* Delta-Sigma modulasi
* Gentaran
* Quantization

[sunting] Referensi

1. ^ ADC dan DAC Glosarium - Maxim

[sunting] Lebih lanjut membaca

* S. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Temes, Delta-Sigma Data Converters. ISBN 0-7803-1045-4.
* Mingliang Liu, Demystifying-switched kapasitor sirkuit. ISBN 0-7506-7907-7.
* Behzad Razavi, Prinsip Konversi Sistem Data Desain. ISBN 0-7803-1093-4.
* Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, CMOS Analog Circuit Design. ISBN 0-19-511644-5.

[sunting] Pranala luar

* Pengendalian dengan X79000 FlexDAC dengan Rotary encoder
* Audio Hi-Fi DAC Lihat membangun kualitas audio DAC dibangun.
* R-2r Ladder DAC dijelaskan dengan circuit diagram.
* Resistor / PWM Hybride DAC untuk hi-fi audio murah dari microcontrollers.
* INL / DNL Pengukuran untuk High-Speed ADCs menjelaskan bagaimana INL dan DNL dihitung.
* Bagaimana untuk membangun sebuah digital ke Analog converter J murah, sederhana, namun handal buatan sendiri solusi!
* Dynamic Evaluasi High-Speed, High Resolusi D / A Converters mencantumkan HD, IMD dan NPR pengukuran, juga berisi Asal quantization kebisingan
* ADC dan DAC Glosarium
Digital-ke-analog converter
Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Langsung ke: navigasi, cari
Untuk televisi digital converter box, melihat televisi digital adaptor.
8-channel digital-ke-analog converter awan tipis Logic CS4382 ditempatkan pada Sound Blaster X-Fi Fatal1ty

Dalam elektronik, digital-ke-analog converter (DAC atau D-to-A) adalah perangkat untuk mengkonversi digital (biasanya biner) kode ke sinyal analog (saat ini, tegangan listrik atau biaya).

An analog-ke-digital converter (ADC) melakukan operasi mundur.
Isi
[tampilkan]

* 1 Dasar operasi ideal
* 2 operasi Praktis
* 3 Aplikasi
o 3,1 Audio
o 3,2 Video
* 4 DAC jenis
* 5 DAC kinerja
* 6 DAC Kelebihan dari tokoh-tokoh
* 7 Lihat juga
* 8 Referensi
* 9 Selanjutnya membaca
* 10 Pranala luar

[sunting] Dasar ideal operasi
Idealnya sampel sinyal. Sinyal yang khas interpolating DAC output

J DAC mengkonversi abstrak terbatas presisi-nomor (biasanya tetap titik-nomor biner) menjadi beton kuantitas fisik (misalnya, sebuah tegangan atau tekanan). Secara khusus, DACs sering digunakan untuk mengkonversi ketepatan waktu terbatas-seri data ke terus-sinyal fisik bervariasi.

J khas DAC mengubah nomor abstrak menjadi konkret urutan impulses yang kemudian diproses oleh penyaring rekonstruksi menggunakan beberapa bentuk interpolasi untuk mengisi data antara impulses. DAC metode lainnya (misalnya, berdasarkan metode Delta-Sigma modulasi) menghasilkan kepadatan-pulse modulated sinyal yang kemudian dapat disaring dalam cara yang sama untuk menghasilkan berbagai sinyal-lancar.

Oleh Nyquist-Shannon sampling theorem, sampel data dapat kembali dengan sempurna asalkan bandwidth-nya memenuhi syarat-syarat tertentu (misalnya, sebuah baseband sinyal dengan bandwidth yang lebih rendah dari frekuensi Nyquist). Namun, bahkan dengan filter yang ideal rekonstruksi, digital sampling memperkenalkan quantization membuat kesalahan yang sempurna rekonstruksi hampir mustahil. Meningkatkan resolusi digital (yakni, meningkatkan jumlah bit yang digunakan dalam setiap sampel) atau memperkenalkan gentaran sampel dapat mengurangi kesalahan ini.

[sunting] Praktis operasi

Alih-alih impulses, biasanya urutan nomor memperbarui analog tegangan pada seragam sampling interval.

Angka ini ditulis dengan DAC, biasanya dengan signal clock yang menyebabkan setiap nomor yang akan latched dalam urutan, di mana saat tegangan output DAC perubahan pesat dari sebelumnya nilai dengan nilai yang saat ini diwakili oleh latched nomor. Efek dari ini adalah bahwa keluaran tegangan diadakan dalam waktu pada saat ini nilai sampai masukan nomor berikutnya adalah latched dihasilkan dalam piecewise konstan atau 'tangga' berbentuk output. Hal ini setara dengan nol terus-urutan operasi dan memiliki efek pada frekuensi respon dari sinyal kembali.
Piecewise konstan sinyal khas dari nol-order (non-interpolating) DAC output.

Kenyataan bahwa praktek DACs output berurutan dari nilai atau piecewise konstan rectangular pulses akan menyebabkan beberapa harmonics di atas nyquist frekuensi. Ini biasanya dihapus dengan rendah lulus filter sebagai penyaring rekonstruksi.

Namun demikian, filter ini berarti ada efek inheren dari nol agar terus efektif pada frekuensi respon yang dihasilkan DAC dalam ringan roll-off dari memperoleh di frekuensi tinggi (yang sering kehilangan 3,9224 dB pada frekuensi Nyquist) dan tergantung pada filter, fase distorsi. Tidak semua DACs memiliki urutan Tanggapan namun nol. Ini frekuensi tinggi roll-off adalah karakteristik output dari DAC, dan bukan merupakan inheren harta benda sampel data.

[sunting] Aplikasi

[sunting] Audio
Top-loading CD player dan eksternal digital-ke-analog converter.

Paling modern sinyal audio digital disimpan dalam bentuk (misalnya MP3 dan CD) dan dalam rangka untuk didengarkan melalui speaker mereka harus dikonversi menjadi sinyal analog. DACs karena itu ditemukan di CD player, pemutar musik digital, dan PC kartu suara.

Spesialis mandiri DACs juga dapat ditemukan di high-end sistem hi-fi. Ini biasanya mengambil digital output dari CD player (atau didedikasikan transportasi) dan dikonversi menjadi sinyal line level output yang kemudian dapat diberi makan ke dalam tahap pra-amplifier.

Serupa digital-ke-analog converters dapat ditemukan di speaker digital seperti USB speaker, dan di kartu suara.

[sunting] Video

Sinyal video digital dari sumber, seperti komputer, harus diubah ke bentuk analog jika mereka yang akan ditampilkan pada monitor analog. Pada 2007, input analog lebih umum digunakan daripada digital, tetapi hal ini dapat berubah dengan display panel datar dan DVI / HDMI atau sambungan menjadi lebih luas. J video DAC adalah Namun, tergabung dalam Digital Video Player dengan keluaran analog. DAC yang biasanya terpadu dengan beberapa memori (RAM), yang berisi tabel konversi untuk koreksi gamma, kecerahan dan kontras, untuk membuat perangkat yang disebut RAMDAC.

Perangkat yang renggang terkait dengan DAC adalah digital potentiometer dikontrol, digunakan untuk mengendalikan sebuah sinyal analog digital.

[sunting] DAC jenis

Yang paling umum jenis elektronik DACs adalah:

* The pulse alat modulasi lebar, yang sederhana DAC jenis. J stabil saat ini aktif atau tegangan menjadi rendah lulus filter analog dengan durasi ditentukan oleh kode digital masukan. Teknik ini sering digunakan untuk mengontrol kecepatan motor listrik, dan kini menjadi umum di tinggi kesetiaan audio.
* Oversampling DACs atau interpolating DACs seperti delta-Sigma DAC, menggunakan teknik pulse kepadatan konversi. Oversampling teknik yang memungkinkan untuk menggunakan resolusi yang lebih rendah DAC internal. J sederhana 1-bit DAC sering dipilih karena oversampled hasilnya inherently linear. DAC yang digerakkan dengan kepadatan pulse modulated sinyal, dibuat dengan penggunaan yang rendah-pass filter, langkah non-linearity (yang sebenarnya 1-bit DAC), dan umpan balik negatif, dalam sebuah teknik yang disebut delta-Sigma modulasi. Ini hasil yang efektif tinggi melewati filter yang pada quantization (pengolahan sinyal) kebisingan, sehingga steering ini kebisingan dari frekuensi rendah ke bunga tinggi frekuensi bunga kecil, yang disebut membentuk kebisingan (frekuensi sangat tinggi yang disebabkan oversampling). The quantization kebisingan di frekuensi tinggi tersebut akan dihapus atau sangat dilemahkan oleh penggunaan analog yang rendah lulus filter di output (kadang-kadang sederhana RC rendah lulus sirkuit sudah cukup). Paling DACs resolusi sangat tinggi (lebih dari 16 bit) adalah dari jenis ini karena linearity tinggi dan biaya rendah. Harga tinggi oversampling dapat bersantai dengan spesifikasi yang rendah output-pass filter dan memungkinkan lebih dari penindasan quantization kebisingan. Kecepatan lebih dari 100 ribu sampel per detik (misalnya, 192 kHz) dan resolusi yang dicapai adalah 24 bit dengan Delta-Sigma DACs. J pendek dibandingkan dengan pulse modulasi lebar menunjukkan bahwa 1-bit DAC dengan sederhana integrator urutan pertama akan berjalan di 3 THz (yang secara fisik unrealizable) berarti untuk mencapai 24 bit dari resolusi, memerlukan yang lebih tinggi agar rendah lulus filter dalam kebisingan-membentuk lingkaran. Satu integrator adalah rendah lulus filter dengan frekuensi Tanggapan inversely ke frekuensi yang proporsional dan menggunakan salah satunya integrator dalam kebisingan-membentuk lingkaran merupakan urutan pertama Sigma delta-alat modulasi. Beberapa yang lebih tinggi agar topologies (seperti Mash) digunakan untuk mencapai tingkat-tingkat kebisingan dengan membentuk topologi yang stabil.
* The weighted DAC biner, yang berisi satu penghambat atau sumber saat ini untuk setiap bit dari DAC terhubung ke summing point. Ini tepat tegangan atau arus ke jumlah nilai output yang benar. Ini adalah salah satu metode tercepat konversi tetapi menderita miskin akurasi karena tingginya presisi diperlukan untuk setiap individu atau tegangan saat ini. Seperti resistors presisi tinggi dan saat ini sumber-mahal, jadi converter jenis ini biasanya terbatas pada resolusi 8-bit atau kurang.
* R-2r DAC tangga, yang merupakan biner weighted DAC yang menggunakan mengulangi cascaded struktur penghambat nilai R dan 2r. Hal ini meningkatkan presisi karena kemudahan yang relatif sama produksi bernilai cocok resistors (sekarang atau sumber). Namun, lebar converters melakukan lambat karena semakin besar RC-konstan untuk setiap ditambahkan R-2r link.
* The DAC termometer kode, yang berisi yang sama atau saat ini sumber penghambat untuk setiap segmen mungkin nilai DAC output. An 8-bit DAC termometer akan memiliki 255 segmen, dan 16-bit DAC termometer akan ada 65.535 segmen. Hal ini mungkin yang tercepat dan tertinggi presisi DAC arsitektur tetapi pada pengeluaran biaya yang cukup tinggi. Konversi kecepatan> 1 miliar sampel per detik telah tercapai dengan jenis DAC.
* DACs Hybrid, yang menggunakan kombinasi teknik-teknik di atas dalam satu converter. Paling DAC sirkuit terpadu dari jenis ini adalah karena sulitnya mendapatkan dari biaya rendah, kecepatan tinggi dan presisi tinggi dalam satu perangkat.
o yang segmented DAC, yang mengkombinasikan prinsip termometer kode yang paling signifikan untuk bit dan biner weighted prinsip yang paling penting untuk bit. Dengan cara ini, diperoleh kompromi antara presisi (dengan menggunakan prinsip termometer kode) dan jumlah resistors atau sumber saat ini (dengan menggunakan prinsip binary weighted). Penuh bobot biner desain berarti 0% segmentasi, penuh kode desain termometer berarti 100% segmentasi.

[sunting] DAC kinerja

DACs adalah pada awal rantai sinyal analog, yang membuat mereka sangat penting bagi kinerja sistem. Karakteristik yang paling penting dari perangkat tersebut adalah:

* Resolusi: Ini adalah jumlah kemungkinan keluaran DAC tingkat yang dirancang untuk mereproduksi. Ini biasanya dinyatakan sebagai jumlah bit menggunakan, yang merupakan dasar dua logaritma dari jumlah tingkat. Misalnya 1 bit DAC yang dirancang untuk menghasilkan 2 (21) sedangkan satu tingkat 8 bit DAC dirancang untuk 256 (28) tingkatan. Resolusi yang berkaitan dengan efektif jumlah bit (ENOB) yang merupakan ukuran yang sebenarnya resolusi yang dicapai oleh DAC.
* Maksimum sampling frekuensi: Ini adalah ukuran maksimum kecepatan yang DACs circuitry masih dapat beroperasi dan menghasilkan output yang benar. Sebagaimana tercantum dalam Nyquist-Shannon sampling theorem, sinyal harus sampel di lebih dari dua kali frekuensi sinyal yang diinginkan. Sebagai contoh, untuk menghasilkan sinyal di seluruh spektrum suara, yang mencakup frekuensi hingga 20 kHz, perlu menggunakan DACs yang beroperasi di lebih dari 40 kHz. CD audio standar sampel pada 44,1 kHz, jadi DACs dari frekuensi ini sering digunakan. J Common frekuensi di komputer murah adalah kartu suara 48 kHz-banyak bekerja hanya pada frekuensi ini, menawarkan penggunaan sampel lainnya hanya dengan harga (seringkali miskin) internal resampling.
* Monotonicity: ini merujuk kepada kemampuan dari keluaran analog dari DAC untuk bergerak hanya dalam arah yang input digital bergerak (misalnya, jika input meningkat, output tidak dip asserting sebelum output yang benar.) Karakteristik ini sangat penting DACs untuk digunakan sebagai sumber sinyal frekuensi rendah atau sebagai digital Programmable diratakan elemen.
* THD + N: Ini adalah pengukuran dari distorsi dan kebisingan diperkenalkan ke sinyal oleh DAC. Hal ini dinyatakan sebagai persentase dari total kekuatan yang tidak diinginkan harmonis distorsi dan kebisingan yang menyertai sinyal dikehendaki. Hal ini sangat penting untuk DAC karakteristik dinamis dan kecil sinyal DAC aplikasi.
* Dynamic range: Ini adalah ukuran perbedaan antara sinyal terbesar dan terkecil yang dapat mereproduksi DAC dinyatakan dalam decibels. Hal ini biasanya terkait dengan resolusi DAC dan kebisingan lantai.

Pengukuran lainnya, seperti fase distorsi dan sampling periode ketidakstabilan, juga dapat menjadi sangat penting untuk beberapa aplikasi.

[sunting] Kelebihan dari angka DAC

* Statis kinerja:
Differential o non-linearity (DNL) menunjukkan jumlah dua kode disamping analog menyimpang dari nilai-nilai yang ideal 1LSB langkah [1]
o Integral non-linearity (INL) menunjukkan berapa banyak yang transfer karakteristik DAC deviates satu dari yang ideal. Artinya, karakteristik yang ideal biasanya garis lurus; INL menunjukkan jumlah yang sebenarnya pada tegangan yang diberikan kode berbeda dari nilai yang sesuai, di LSBs (1LSB langkah).
o Dapatkan
o Offset
o Kebisingan adalah akhirnya terbatas oleh kebisingan panas yang dihasilkan oleh komponen pasif seperti resistors. Untuk aplikasi audio dan suhu ruangan, kebisingan seperti biasanya sedikit kurang dari 1 μV (mikrovolt) putih kebisingan. Batas ini kinerja kurang dari 20 ~ 21 bit bahkan di 24-bit DACs, dan tidak dapat diperbaiki kecuali satu resort ke suhu sangat rendah untuk membuat superconductivity: proposisi praktis yang jelas.
* Frekuensi domain kinerja
o palsu bebas rentang dinamik (SPDR) menunjukkan dalam dB rasio antara kekuasaan yang dikonversi sinyal utama dan sangat tidak diinginkan susuh
o Signal ke kebisingan dan distorsi ratio (SNDR) menunjukkan dalam dB rasio antara kekuasaan yang dikonversi sinyal utama dan jumlah suara yang dihasilkan dan harmonis kemasyhuran
i-o th harmonis distorsi (IPM) menunjukkan kuasa dari i-th harmonis dari sinyal yang dikonversi utama
o Total distorsi harmonis (THD) adalah jumlah kekuasaan semua IPM
o Jika maksimum DNL kesalahan kurang dari 1 LSB, maka D / A converter dijamin akan monotonic.

Namun banyak monotonic converters Mei hav DNL maksimum lebih besar dari 1 LSB.

* Waktu domain kinerja:
o glitch energi
o Respon ketidakpastian
o non-linearity Waktu (TNL)

[sunting] Lihat juga

* Televisi digital adaptor
* Modem
* Analog-ke-digital
* I ² S
* Delta-Sigma modulasi
* Gentaran
* Quantization

[sunting] Referensi

1. ^ ADC dan DAC Glosarium - Maxim

[sunting] Lebih lanjut membaca

* S. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Temes, Delta-Sigma Data Converters. ISBN 0-7803-1045-4.
* Mingliang Liu, Demystifying-switched kapasitor sirkuit. ISBN 0-7506-7907-7.
* Behzad Razavi, Prinsip Konversi Sistem Data Desain. ISBN 0-7803-1093-4.
* Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, CMOS Analog Circuit Design. ISBN 0-19-511644-5.

[sunting] Pranala luar

* Pengendalian dengan X79000 FlexDAC dengan Rotary encoder
* Audio Hi-Fi DAC Lihat membangun kualitas audio DAC dibangun.
* R-2r Ladder DAC dijelaskan dengan circuit diagram.
* Resistor / PWM Hybride DAC untuk hi-fi audio murah dari microcontrollers.
* INL / DNL Pengukuran untuk High-Speed ADCs menjelaskan bagaimana INL dan DNL dihitung.
* Bagaimana untuk membangun sebuah digital ke Analog converter J murah, sederhana, namun handal buatan sendiri solusi!
* Dynamic Evaluasi High-Speed, High Resolusi D / A Converters mencantumkan HD, IMD dan NPR pengukuran, juga berisi Asal quantization kebisingan
* ADC dan DAC Glosarium

Senin, 17 Agustus 2009

digital dan analog

Perkembangan internet yang sangat cepat sejak adanya World Wide Web tidak saja membawa perubahan terhadap penyebaran informasi tetapi juga membawa perubahan terhadap infrastruktur telekomunikasi. Tetapi Kecepatan pertambahan jumlah pengguna internet serta jumlah aliran data (informasi) lebih cepat dibandingkan dengan perkembangan infrastruktur telekomunikasi. Dengan semakin banyaknya informasi dan data yang akan diakses apalagi dengan bentuk multimedia semakin memunculkan tuntutan akan kecepatan akses data dan informsi tersebut.

Bagi suatu perusahaan kecepatan akan komunikasi data yang tinggi sangat diperlukan untuk implementasi pada aplikasi multimedia real-time seperti konferensi video, hubungan dengan kantor cabang, dan jasa layanan informasi lainnya.

Untuk mendapatkan kualitas yang lebih baik maka ditawarkanlah solusi dengan ISDN (Integrated Service Digital Network). Dengan teknologi digital kecepatan pengiriman data dapat dilakukan sampai dengan 64kbps untuk setiap kanal, karena basic ISDN dapat menyediakan dua kanal maka secara keseluruhan bisa didapatkan kecepatan akses sampai 128kbps. Akan tetapi kendala utama dari teknologi ISDN ini adalah diperlukannya jaringan telekomunikasi baru. Sehingga tidak semua orang dapat menikmati keunggulan teknologi ini. Di Indonesia terdapat layanan jasa telekomunikasi yang menggunakan teknologi ini,yaitu pasopati tetapi layanan jasa ini baru terbatas di bebrapa kota besar.

Bebrapa solusi lain pernah muncul untuk komunikasi kanal lebar seperti misalnya DirectPC dari Hughes Communication, dimana teknologi ini menggunakna satelit untuk mengirimkan data (downlik) secara langsung ke rumah atau kantor dari situs web dengan kecepatan 400 kbps. Sedangkan untuk komunikasi data ke situs webnya tetap menggunakn salauran telepon biasa.

Kemudian muncul pemikiran untuk tetap menggunakan infrastruktur yang ada guna membangun sambungan kecepatan tinggi, ini didasari dengan mahalnya investasi baru dan besarnya permintaan kebutuhan akan akses yang cepat. Salah satu solusinya adalah dengan teknologi DSL (Digital Subscriber Line) yang merupakan teknologi baru.

DSL bekerja menggunakan kabel telepon standar yang terbuat dari tembaga, saat ini kabel telepon jenis tersebut sudah banyak tersambung dan tersedia luas ke rumah-rumah atau kantor-kantor. Teknologi DSL ini membawa kedua sinyal analog serta digital pada satu kabel. Sinyal digital untuk komunikasi data sementara sinyal analog untuk suara sperti halanya yang digunakn telepon sekarang yang disebut sebagai POTS (Plain Old Telephone System). Kemampuan untuk memisahkan sinyal suara dan data ini adalah merupakan suatu keuntungan.

Jaringan PSTN (Public Switch Telephone Network) yang ada dirancang untuk komunikasi suara yang hanya berlngsung sebentar sekitar tiga sampai lima menit.karena hal ini maka sambungan yang sama bisa digunakan secara bergantian sehingga tidak diperlukan penyedian sambungan telepon yang sama banyak denga jumlah saluran teleponnya. Tetapi untuk komunikasi data umumnya para pelanggan menggunakan waktu yang leih lama, terutama dengan adanya intrenet, maka akibatnya tingkat keberhasilan penyambungan mengalami penurunan karena sebagian besar saluran telepon terpakai dalam jangka waktu yang lama.

Perkembangan lalu lintas data yang sangat cepat ini akan membebani jaringan telepon publik (PSTN) yang ada. Ada dua pilihan yang bisa diambil penyelenggara jasa telekomunikasi untuk mengatasi hal ini yang pertama adalah meningkatkan jaringan PSTN untuk menangani permintaan komunikaais data dan suara yang bertambah dan yang kedua memindahkan lalu litas data ke jaringan yang terpisah yang dirancang khusus untuk komunikasi data.

Dilihat dari sisi teknis teknologi DSL menggunakan basis data paket sementara komunikasi suara berbasis sambungan (circuit-switch).

Untuk komunikasi data yang berbasis sambungan , sambungan dengan lebar bandwith tertentu harus tetap dipertahankan walaupun tidak ada data yang lewat. Untuk komunikasi suara yang singkat waktu yang tidak terpakai tidak begitu menimbulkan masalah, tetapi untuk komunikasi data yang lama akan memboroskan sumber daya yang dimiliki oleh PSTN. Sementara komunikasi data yang berbasis paket akan memungkinkan penggunaan bandwith yang optimum, karena bisa dimanfaatkan untuk lebih dari satu sambungan secar efisien dan ekonomis.

Yang juga merupakan kelebihan lain dari teknologi DSL adalah pengguanan kabel tembaga yang sudah ada dimana jaringannya sudah mencapai kantor-kantor dan rumah-rumah sehingga pembangunan infrastruktur yang diperlukan menjadi tidak terlalu mahal.

Tetapi penggunaan kabel yang sudah ada ini harus memperhatikan beberapa hal yang berhubungan dengan sinyal data. Seperti atenuasi, crosstalk, dan derau (noise). Atenuasi adalah melemahnya sinyal yang diakibatkan oleh adanya jarak yang semakin jauh yang harus ditempuh oleh suatu sinyal dan juga oleh karena makin tingginya frekuensi sinyal tersebut. Karena faktor jarak dan frekuensi ini maka jarak terjauh yang masih mungkin adalah sekitar 5,5 km dengan bandwith sekitar 1 MHz. Crosstalk akan mungkin dtimbulkan oleh adanya pasangan kabel telepon yang digunakan. Gangguan ini bisa timbul karena sinyal dengan kecepatan yang sama dari masing-masing kabel bisa saling mempengaruhi, bila gangguan ini lebih tinggi dibandingkan dengan sinyal data maka akna timbul banyak error yang memperlambat kecepatan aliran data. Untuk menghindari efek crosstalk dapat dibuat untuk setiap kabel satu arah, sehingga sinyal pada masing-masing kabel tidak saling memepengaruhi.

Terdapat beberapa jenis teknologi DSL berdasarkan perbedaan kecepatan data dan jarak maksimum yang disebabkan usaha untuk meningkatkan kecepatan pengiriman data dengan menggunakan jaringan telepon yang ada.

Teknologi-teknologi tersebut adalah :

  • IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) yang berbasis pada teknologi ISDN BRI (Basic Rate Interface). IDSL menawarkan layanan seperti BRI dengan kecepatan kirim (uplink) dan terima (downlink) yang sama sebesar 144 kbps, tetapi dengan perangkat yang lebih murah. IDSL hanya menawarkan layanan komunikasi data tidak untuk komunikasi suara pada jalur yang sama.
  • SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) dimana teknologi ini menggunakan kecepatan data 784 kbps, baik untuk kirim (uplink) atau terima (downlink). Seperti halnya IDSL, SDSL hanya menawarkan komunikaais data saja. SDSL merupakan solusi yang cocok untuk kalangan bisnis untuk digunakan sebagai komunikasi antar cabang atau hubungan situs web ke internet.
  • ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line), teknologi ini mempunyai kecepatan data yang berbeda untu kirim (upink) dan terima (downlink) Untuk uplink bisa mencapai 8 Mbps sementara untuk downlink bisa mencapai 1 Mbps dengan jarak kabel maksimum samapi dengan 5,5 km. Sasaran teknologi ini adalah terutama pelanggan pribadi yang lebih banyak menerima data daripada mengirim data, sebagai contoh adalah untuk mengakses internet. Kelebihan ADSL dibanding yang lain adalah kecepatannya yang tertinggi dengan jarak yang memadai dan bisa mendukung layanan komunikasi suara. Kedua layanan komunikasi data dan suara diberikan melalui dua kanal yang terpisah , tetapi tetap satu kabel yang sama. Sementara teknologi DSL yang lain menggunkan dua kabel yang terpisah untuk bisa memberikan kedua layanan komunikasi tersebut.
  • VDSL (Very high-bit-rete Digital Subscriber Line), teknologi ini dapat mengirimkan data dengan kecepatan 1,6 Mbps dan menerima data dengan kecepatan 25 Mbps dengan jarak maksimum sampai 900 meter. Karena kecepatannya yang tinggi maka teknologi imi memerlukan kabel serat optik yang kemampuannya lebih tinggi daripada memakai kabel tembaga yang ada.

Karena berbagai kelebihan yang dimiliki oleh teknologi ADSL ini maka teknologi ini berkembang sangat cepat. Pengiriman data melalui ADSL dilakukan dengan beberapa tahap. Modem memodulasi dan mengkodekan (encode) data digital dari PC dan kemudian digabungkan dengan sinyal telepon untuk dikirimkan ke kantor telepon. Di kantor telepon sinyal telepon dipisahkan dari sinyal digital ADSL untuk kemudian dimodulasikan dan di-encode. Melalui jaringan komunikasi data sinyal ini dikirimkan ke pihak yang dituju, seperti ISP atau kantor lain . jaringan data yang digunakan ini tergantung dari penyelenggara jasa ASDL, bisa frame relay atau ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Sementara sinyal digital dari ISP atau jaringan perusahaan lain dimodulasi dan di-encode menjadi sinyal ASDL di kantor telepon. Kemudian modem menggabungkan nya dengan sinyal telepon sebelum dikirimkan ke pelanggan, perangkat pemisah (splitter) memisahkan sinyal telepon dari sinyal digital. Sinyal digital dimodulasi dan di-decode kemudian dikirimkan ke PC.

Sinyal telepon yang digabungkan dengan sinyal ASDL dalam satu kabel tetap di beri daya oleh perusahaan telepon. Meskipun jalur ADSL tidak berfungsi atau PC tidak dihidupkan jalur telepon tetap dapat berfungsi seperti biasa.

Terdapat dua teknik modulasi berbeda yang diterapkan pada ADSL. Teknik modulasi yang pertama adalah menerapkan teknik modulasi CAP (Carierless Amplitude and Phase). CAP menggabungkan sinyal data upstream dan downstream, kemudian memisahkannya pada modem penerima dengan teknik echo cancellation. Teknik modulasi yang lain adalah DMT (Discrete Multitone), yang memisahkan sinyal upstream dari sinyal downstream dengan pita pembawa (carrier band) yang terpisah. Di masa yang akan datang produk-produk ADSL akan menggunakn teknik modulasi DMT.

Analog to Digital Converter

Sebuah Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau A to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal kontinu (analog) menjadi keluaran diskrit/digital. ADC memiliki fungsi yang merupakan kebalikan dari yang dilakukan oleh sebuah digital-to-analog converter (DAC).
Umumnya, sebuah ADC adalah sebuah piranti elektronik yang mengubah sebuah tegangan menjadi sebuah bilangan digital biner. Bagaimanapun juga, beberapa piranti non-elektronik, seperti shaft encoders, dapat digolongkan sebagai ADCs.

Resolusi
Resolusi dari sebuah converter menunjukkan banyaknya nilai diskrit yang dapat dihasilkan pada skala tegangan tertentu. Resolusi biasanya dinyatakan dalam bit (binary digit). Sebagai contoh, sebuah ADC yang yang mengkodekan sebuah masukan analog menjadi salah satu dari 256 nilai diskrit mempunyai resolusi 8 bit karena

2^8 = 256.

Resolusi dapat juga dinyatakan secara elektrik dan dinyatakan dalam satuan volt. Resolusi tegangan dari sebuah ADC adalah sebanding dengan skala pengukuran keseluruhan dibagi dengan banyaknya nilai diskrit. Contoh:
* Contoh 1
o Jangkauan pengukuran skala penuh = 0 sampai 10 volts
o Resolusi ADC adalah 12 bit: 2^12 = 4096 level kuantisasi
o Resolusi tegangan ADC adalah: (10-0)/4096 = 0.00244 volt = 2.44 mV

* Contoh 2
o Jangkauan pengukuran skala penuh = -10 sampai +10 volt
o Resolusi ADC adalah 14 bit: 2^14 = 16384 level kuantisasi
o Resolusi tegangan ADC adalah: (10-(-10))/16384 = 20/16384
= 0.00122 volts = 1.22 mV

Sampling rate
Sinyal analog merupakan sinyal kontinyu dan perlu diubahnya menjadi sebuah sinyal digital. Untuk itu perlu untuk menentukan saat/waktu dimana sebuah nilai digital yang baru diambil dari sebuah sinyal analog. Saat dari pengambilan nilai baru ini disebut dengan sampling rate atau frekuensi sampling dari converter.
Karena secara praktis ADC tidak dapat membuat sebuah pengkonversian yang terus menerus, nilai masukan harus ditahan tetap selama waktu tertentu yaitu pada saat converter melakukan sebuah pengkonversian (atau disebut waktu konversi). Sebuah rangkaian masukan yang disebut rangkaian sample and hold melakukan tugasnya ( kebanyakan menggunakan kapasitor untuk menyimpan tegangan analog pada masukan dan menggunakan sebuah sakelar elektrik atau gate untuk memutuskan kapasitor dari masukan. Kebanyakan rangkaian ADC sudah terintegrasi dengan subsistem sample and hold secara internal.

Macam-macam ADC
Ada berbagai macam jenis ADC, diantaranya adalah:
* ADC pengkonversi langsung atau flash ADC mempunyai sebuah komparator untuk medekodekan masing masing range tegangan. Pengkonversian langsung memiliki kelebihan yaitu pengkonversian yang cepat, tetapi biasanya hanya diterapkan pada resolusi 8 bit (256 komparator) atau kurang, karena teknik pengkonversian ini membutuhkan rangkaian yang besar dan mahal.

ADC (Analog to Digital Converter)

* ADC tipe counter (ADC tipe digital ramp) menggunakan counter sebagai komponen utama untuk mengubah masukan analog menjadi keluaran digital. ADC ini akan mencacah mulai dari 0 sampai nilai yang setara dengan masukan analog. Hasil pencacahan ini diubah menjadi analog dengan DAC untuk dibandingkan dengan masukan analog. Pencacahan yang dilakukan oleh counter akan berhenti jika nilai pencacahan lebih besar dari masukan analog. Nilai hasil pencacahan yang terakhir ini merupakan hasil konversi yang merupakan nilai setara masukan analog .



* ADC successive-approximation dibuat sebagai pengembangan dari ADC tipe counter (digital ramp ADC). Perubahan dalam ADC tipe ini adalah adanya sebuah counter yang sangat spesial yang disebut successive-approximation register. Register ini tidak mencacah mulai dari 0 seperti halnya pada ADC tipe counter tetapi register ini menghitung dengan mencoba semua nilai bit mulai dari most-significant bit (MSB) dan berakhir pada least-significant bit.Di dalam proses perhitungan, register akan memperhatikan keluaran komparator untuk mengetahui apakah bilangan biner hasil perhitungan lebih kecil atau lebih besar dari masukan sinyal analog. Cara register menghitung ini mirip dengan metode "trial-and-fit” dalam pengkonversian bilangan desimal menjadi biner, dimana nilai-nilai yang berbeda dari bit-bit diujikan dari MSB sampai dengan LSB untuk memperoleh sebuah bilangan biner yang sama dengan bilangan desimal asli. Keuntungan dari teknik penghitungan model ini adalah waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh hasil konversi menjadi lebih cepat.

analog dan Digital

Ketika computer personal muncul pertama kali, komunikasi dan modem analog baru mencapai kecepatan 300 atau 1200 bit per detik. Saat ini kecepatan 24,4 kbps atau 33,6 kbps merupakan hal yang umum.

Dihampir setiap aspek dari system analog carrier yang didasarkan pada teknologi tahun 1960-an, tetapi subsistem analog carrier yang lama pemeliharaanya sukar dan kualitasnya tidak konsisten (tetap). Namun pada dasarnya, suatu analog-carrier bekerja, telah baik, tetapi tidak mudah mendapatkannyabekerja secara benar.

Analog carrier agak sederhana, terdiri dari sebuah kotak analog pengembangan dari sisi pelanggan, pada sisi jaringan, pelayanan telepon lama (POTS) adalah analog, dan ini mambuat jaringan sulit untuk diurus, diatur dan dijalankan.

Kotak analog dimana multi plexel berada terletak disentral ofifice, signal yang dibawakan melalui kabel tembaga yang ada, dan ada peralatan tambahan (wall-mounted) yang diletakan dekat titik drop pelanggan. Tetapi system tersebut sulit untuk bekerja dan tentunya tidak akan diterima untuk masa mendatang.

Teknologi-teknologi analog diperkirakan mampu mendekati batas kecepatan teoritis, tetapi modem-modem jenis ini mempunyai kelemahan karma komunikasi suara & transfer data tidak dapat dilakukan secara bersamaan.

Teknologi-teknologi seperti modem analog kecepatan 56,6 kbps, ISDN, modem kabel, dan Xdsl merupakan sejumlah teknologi yang menawarkan pelayanan tersebut dan diminati para provider untuk direncanakan atau bahkan untuk diimplementasikan lebih intensif dimasa yang tidak lama lagi. Masing-masing teknologi mempunyai kelemahan dan keunggulan yang berlainan, ada sejumlah factor yang tidak dapat dipungkiri mendorong pasr untuk melirik salah satu jenis teknologi DSL yaitu asymmetric digital subscriber line (ASDL).

Teknologi baru yang mampu membawa lebih banyak data (kapasitas) dengan mengunakan media kabel telepon tembaga biasa. Dalam bidang komunikasi, dipamerkan teknologi digital teranyar yang meliputi aplikasi dan jaringan seluler, infrastruktur jaringan, dan komunikasi satelit.

Seiring dengan perkembangan internet yang sangat cepat sejak adanya world wide, bagi suatu perusahaan kecepatan akan komunikasi data yang tinggi sangat diperlukan untuk implementasi pada aplikasi multimedia realtime seperti konferensi video, hubungan kantor cabang dan jasa layanan informasi lainnya.

Perkembangan infrastruktur telekomunikasi telah mengalami perubahan besar baru-baru ini dan kelihatannya bahwa tafsiran perubahannya meningkat secara ekponensial terhadap perubahan waktu berlalu. Teknologi DCL dan jaringan local, bisa dijadikan contoh dimana akan menjadi lebih penting pada masa mendatang untuk menyalurkan pelayanan baru yang dibutuhkan oleh konsumen.

Untuk mendapatkan kualitas yang lebih baik maka dimaka ditawarkan solusi dgn ISDN (Integrated Service Digital Network). Dengan teknologi digital kecepatan pengiriman data dapat dilakukan sampai dengan 64 kbps untuk setiap kanal, karena basic ISDN dapat menyediakan dua kanal maka secara keseluruhan bisa didapatkan kecepatan akses sampai 128 kbps.

Awal tahun 1970-an melahirkan teknologi digital

Loop

teknologi. Type carrier baru ini didasarkan pada elektronik teknologi digital. Teknologi ini menawarkan kualitas suara upgrade yang pelanggan inginkan. Intinya, system baru tersebut ekonomis. Ini lebih penting lagi, ini lebih nyata, mudah untuk pemasangan, dan mudah untuk pemasangan, dan mudah untuk dipelihara.

Arsitektur dari system baru tersebut tidak jauh berbeda dari system anolog, sisi jaringan berupa digital yang memberikan kemampuan pair-gain. Kemudian muncul pemikiran untuk tetap menggunakan infrastruktur yang ada guna membatah sambungan kecepatan tinggi, ini didasari dengan mahalnya investasi baru dan besarnya permintaan kebutuhan akan akses yang cepat. Salah satu solusinya adalah dengan teknologi DSL (Digital Subsciber Line) yang merupakan teknologi baru.

Dilihat dari sisi teknis teknologi DSL menggunakan basis data paket sementara komunikasi suara berbasis sambungan (circuit-switch). Untuk komunikasi data yang berbasis sambungan, sambungan dengan lebar bandwith tertentu harus tetap dipertahankan walaupun tidak ada data yang data yang lewat.

Yang juga merupakan kelebihan lain dari teknologi DSL adalah penggunaan kabel tembaga yang sudah ada dimana jaringannya sudah mencapai kantor-kantor dan rumah-rumah sehingga pembangunan infrastruktur yang diperlukan menjadi tidak terlalu mahal.

Ada beberapa technology kunci yang ditampilkan dan semuanya akan menjadi bagian penting dalam membangun komoditas digital global, mulai dari wahana interaktif dan mobile intertainment, IPTV, 3G, VoIP, NGN (Next generation network), WiMAX, keamanan informasi, hingga technology tempelan (embedded)

pengertian analog dan digital

Pengertian Teknologi Analog dan Teknologi Digital
Teknologi analog adalah suatu bentuk perkembangan teknologi sebelum berkembangnya teknologi digital. Pada dasarnya analog merupakan perkembangan teknologi yang masih menggunakan sistem yang manual, dalam artian belum sepenuhnya dapat bekerja secara otomatis seperti pada teknologi digital. Teknologi analog pada dasarnya hanyalah alat yang sederhana dengan program yang tertentu saja.
Sedangkan teknologi digital adalah teknologi yang dilihat dari pengoperasionalannya tidak lagi banyak menggunakan tenaga manusia. Tetapi lebih cenderung pada sistem pengoprasian yang serba otomatis dan canggih dengan system komputeralisasi/ format yang dapat dibaca oleh komputer. Teknologi digital pada dasarnya hanyalah sistem menghitung sangat cepat yang memproses semua bentuk-bentuk informasi sebagai nilai-nilai numeris.
Pada teknologi analog, gambar dan suara diubah menjadi gelombang radio, maka teknologi digital menkonversi gambar dan suara menjadi data digital yang terdiri dari angka 1 dan 0. Dengan teknologi digital ini, gambar yang ditampilkan memiliki kualitas warna yang lebih natural dan resolusi yang lebih baik, tidak pecah atau turun kualitasnya jika gambar ditampilkan di layar yang besar.
Berbagai alat yang banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari dan merupakan alat yang sudah biasa kita gunakan seperti televisi, radio, komputer, dan telepon. Berbagai alat tersebut pada mulanya ditemukan dengan memakai sistem yang berbasis analog, tapi karena adanya perkembangan teknologi dan penemuan teknologi digital sehingga membuat alat-alat sederhana seperti yang disebutkan di atas tersebut menjadi semakin canggih karena sekarang kebanyakan pengoperasiannya menggunakan system berbasis digital.
Jadi meski sangat berguna, semua komputer analog buatan manusia memiliki kelemahan besar yaitu mereka tidak dapat mengukur cukup teliti. Masalahnya terletak pada kemampuan mereka untuk secara konsisten terus menerus merekam perubahan yang terus menerus terjadi. Pada setiap pengukuran, selalu terdapat peluang untuk keragu-raguan. Berbeda dengan komputer analog, komputer digital mampu melakukan pengukuran yang jauh lebih tepat karena komputer tersebut tidak melakukan keragu-raguan serta cukup teliti dan cepat. Maka sistem-sitem digital memberikan tiga keuntungan atas sistem-sistem analog yaitu;
1) Sangat mengurangi jumlah data yang diperlukan untuk memproses, menyimpan, meng-display, dan mengirim informasi
2) Bisa mereproduksi data dengan tidak terbatas jumlahnya tanpa pengurangan kualitas
3) Bisa dengan mudah memanipulasi data dengan presisi tinggi.
Teknologi digital menggunakan sistem bit dan bite, untuk menyimpan dan memproses data, sistem digital mempekerjakan sejumlah besar switch listrik mikroskopis yang hanya memiliki dua keadaan atau nilai. Switch biner ini bisa dalam keadaan on atau off, satu atau nol, ya atau tidak, hitam atau putih.
Memasuki abad ke 21 ini, teknologi berkembang semakin pesat. Sesuatu yang tampaknya mustahil di masa lalu, menjadi sesuatu yang nyata sekarang ini. Contohnya saja komputer, televisi tiga dimensi, dan lain-lain. Sekarang ini semua alat-alat canggih dapat kita nikmati. Kemajuan teknologi benar-benar menjadikan hidup kita lebih mudah. Semua itu bisa terjadi karena adanya orang-orang bernama ilmuwan yang menemukan teknologi-teknologi canggih tersebut. Mereka mencari informasi dan mempelajari dengan sangat detail informasi yang dapat mewujudkan impian mereka yang akhirnya sekarang dapat kita nikmati, teknologi. Perkembangan teknologi juga membawa hal baru, yaitu revolusi komunikasi. Hal itu dikarenakan, perkembangan teknologi yang bisa dikatakan paling pesat adalah perkembangan di dalam bidang komunikasi.
Penemuan-penemuan seperti telepon, mesin faks, telepon selular, scanner, dan lain-lain adalah alat-alat yang membantu menciptakan hubungan komunikasi yang lebih mudah antar sesama manusia. Kita dapat dengan mudah menghubungi orang lain yang berjarak ribuan kilometer jauhnya dari kita hanya dengan mengangkat gagang telepon dan memencet nomor teleponnya. Hidup pun terasa lebih mudah. Akan tetapi, segala kemudahan itu jangan sampai membuat kita terlena. Kita harus tetap menjaga hal-hal yang menjadi privasi kita. Lagi-lagi teknologi memerankan peranan penting di sini.
Teknologi membantu kita menjaga hal-hal privasi kita. Misalnya menjaga komputer kita agar tidak bisa dibuka oleh sembarang orang. Teknologi melakukannya hanya dengan password. Password yang bekerja melindungi sesuatu atau apapun itu sekarang juga semakin berkembang. Dari yang hanya berupa kombinasi huruf, angka, dan simbol sampai sekarang telah ditemukan password yang menggunakan sidik jari atau retina mata, yaitu password yang menggunakan sensor. Password seperti itu dinamakan biometric sistem. Biometric sistem dapat dikategorikan sebagai teknologi digital. Teknologi yang sekarang ini benar-benar sedang berkembang pesat. Dikarenakan dalam dunia yang analog yang kita jalankan sekarang, kita terus menuntut kebutuhan yang sepertinya sudah sulit dipenuhi oleh teknologi analog, untuk itulah teknologi digital dikembangkan.
Teknologi digital dalam komunikasi adalah hal yang sangat penting. Dalam bidang komunikasi, teknologi digital berkembang dengan menggunakan spektrum elektomagnetik yang merupakan gabungan dari frekuensi magnetik, gelombang radio, sinar X, gelombang cosmic, infrared, cahaya, gelombang radio, dan gelombang mikro. Dari situlah televisi, radio, komputer, dan lain-lain dapat tercipta. Komunikasi digital banyak membawa manfaat bagi kehidupan manusia. Contohnya adalah kemampuan komputer yang semakin canggih yang dapat membantu kita dalam beraktivitas. Selain itu integritas yang tinggi ketika mentransfer sebuah data melalui transmiter seperti satelit, telepon, dan lain-lain.
Walaupun membawa banyak manfaat, tentu memiliki sisi buruk juga. Begitu pula dengan komunikasi digital. Contoh sisi buruk yang bisa dikatakan fatal adalah error. Error disini adalah kesalahan yang ditimbulkan dari alat-alat teknologi. Teknologi digital pun pasti sangat mengkhawatirkan apabila alatnya sudah error, karena dari situ kemungkinan untuk rusak sangatlah besar. Selain itu dengan adanya teknologi digital, kecendrungan orang-orang untuk melupakan teknologi analog sangatlah besar. Oleh karena itu, penemuan-penemuan yang dulunya sangat berarti, kini sudah tidak mendominasi.
Teknologi digital akan terus berkembang. Pada masa yang akan datang, perkembangan teknologi ini dipengaruhi tiga hal, yaitu transisi digital, konvergensi jaringan, dan infrastruktur digital. Konvergensi jaringan yang terjadi adalah kegiatan di rumah-kesibukan perjalanan-pekerjaan kantor. Konvergensi ini bertendensi pada pemenuhan kebutuhan manusia dalam lingkungan apa pun dan di mana saja. Saat ini kita semua sudah tahu bahwa teknologi analog mengalami penurunan pertumbuhan, sedangkan teknologi digital terus naik. Inilah era transisi digital.
Era transisi itu ditandai dengan pertumbuhan industri produk digital yang sangat cepat. Ketika industri digital ini tumbuh, pada saat yang sama akan dialami berbagai perubahan yang sangat cepat. Khusus untuk konvergensi jaringan akan mengacu pada kecenderungan gaya hidup, yaitu waktu di rumah yang berfokus pada keluarga dan kesibukan perjalanan yang merupakan gabungan antara bekerja dan bermain. Selain itu, kesibukan di kantor antara kerja dan kebutuhan hiburan. Dengan kecenderungan itu, produsen produk digital akan mengarahkan peluang bisnisnya ke sana. Desain dan teknologi akan disesuaikan dengan perkembangan gaya hidup era digital. Produsen produk-produk digital harus mampu memberi solusi komprehensif pada era konvergensi jaringan itu.
Konvergensi itu tidak akan terwujud tanpa peran produsen, pemerintah, dan retailer. Produsen dengan produsen lainnya harus bekerja sama melakukan standardisasi, sedangkan pemerintah perlu mengurangi hambatan-hambatan perdagangan. Retailer berperan dalam edukasi konsumen, membuat pemasaran yang lebih menarik, serta membangun kerja sama dengan berbagai pihak. Edukasi konsumen sangat diperlukan terkait gaya hidup dan pemenuhan produk yang menunjang gaya hidup itu

Selasa, 11 Agustus 2009

Pengubah Analog ke Digital

Pengubah Analog ke Digital

Pengantar

Salah satu komponen penting dalam sistem akuisisi data adalah pengubah besaran analog ke digital atau disebut juga ADC (Analog to Digital Converter). Pengubah ini akan mengubah besaran-besaran analog menjadi bilangan-bilangan digital sehingga bisa diproses dengan komputer. Peranan pengubah ini menjadi semakin penting karena sekarang sudah bisa didapatkan komputer-komputer yang “real time”. Perubahan-perubahan satuan fisis bisa dengan cepat ditanggapi oleh komputer.
Contoh aplikasi ADC ini bisa kita lihat misalnya pada voltmeter digital, sampling suara dengan komputer, sehingga suara dapat disimpan secara digital dalam disket, dan kamera digital.
Konsep pengubah analog ke digital ini adalah sampling (mengambil contoh dalam waktu tertentu) kemudian mewakilinya dengan bilangan digital dengan batas yang sudah diberikan.
Parameter ADC

Kuantitas penting dalam ADC adalah rentang tegangan terkecil yang tidak dapat mengubah hasil konversi. Rentang tegangan ini sering disebut dengan Minimal Representable Voltage (MRV) atau LSB.
MRV = LSB = FS / 2 n.(1)
dimana LSB menunjukkan nilai analog dari suatu Least Significant Bit (LSB), dan FS (Full Scale) adalah nilai maksimum dari tegangan referensi. Karena semua tegangan dalam jangkauan ini diwakili oleh bilangan biner yang sama, maka akan terdapat ketidakpastian konversi sebesar ± _ LSB untuk setiap pengubahan. Masalah ini dapat dikurangi dengan menambah jumlah bit pada output pengubah.
Output maksimum suatu ADC tidak berada pada nilai FS akan tetapi pada 7/8 FS. Misalkan sebuah ADC 3 bit ideal, akan mempunyai LSB sebesar 1/8 FS. Jangkauan input akan dikuantisasikan pada delapan tingkat dari 0 sampai 7/8 kali FS. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.
Terdapat berbagai cara mengubah sinyal analog ke digital, dalam pekerjaan ini dipakai metode pendekatan berturutan atau succesive approximation. Karena ADC dengan jenis ini sudah banyak di pasaran dalam bentuk chip sehingga mempermudah pemakaian. Metode ini didasari pada pendekatan sinyal input dengan kode biner dan kemudian berturut-turut memperbaiki pendekatan ini untuk setiap bit pada kode sampai didapatkan pendekatan yang paling baik. Untuk meyimpan kode biner pada setiap tahapan dalam proses digunakan Succesive Approximation Register (SAR).

Gambar 2a, 2b, 2c adalah diagram langkah pengubahan untuk 3 bit SA-ADC. Konversi diawali dari most significant bit (MSB) diset tinggi, ini identik dengan memperkirakan nilai input adalah _ FS. Komparator akan membandingkan output DAC dengan tegangan input dan memerintahkan pengendali untuk mematikan MSB jika perkiraan mula-mula ternyata lebih besar dari tegangan input. Pada periode clock selanjutnya pengendali menyalakan MSB berikutnya, kemudian kembali membandingkan output dari DAC dengan sinyal input. Proses ini terus diulang sampai pada LSB. Setelah sampai pada tahap ini nilai konversi yang berada pada SAR adalah pendekatan yang terbaik dari sinyal input. Dalam proses ini diambil asumsi bahwa sinyal input konstan selama konversi.
Rancangan Pengubah Analog ke Digital

Sebenarnya rangkaian pengubah analog ke digital dapat dibuat dengan memakai komponen-komponen lepasan, akan tetapi ini akan memakan tempat dan kelinierannya pun tidak bagus. Karena itu dipilih pengubah dalam bentuk IC (Integrated Circuit) yang sudah ada dipasaran. Dari berbagai buku data ternyata didapatkan komponen dengan tipe ADC0804. Komponen ini memakai metode pendekatan berturutan dan hanya memerlukan sedikit komponen luar. Fungsi kaki-kaki ADC0804 diringkas pada Tabel 1.

Rangkaian lengkap pengubah analog ke digital berdasarkan IC ini ditunjukkan pada Gambar 3.
Opamp U2 dan komponen sekitarnya berfungsi sebagai sumber tegangan referensi bagi IC ADC0804. Tegangan referensi ini diset pada 2,5 volt dengan variabel resistor P1. Semua proses konversi dilaksanakan di dalam ADC0804. Input dengan batas tegangan antara 0 sampai 5 volt diberikan di kaki nomor 6. R1 dan C2 adalah komponen luar osilator yang dipakai oleh IC. Kaki CS dan RD dihubungkan ke ground. ADC dioperasikan dalam mode free running dengan menghubungkan kaki WR dan kaki INTR. Untuk meyakinkan mode ini berjalan dengan baik hubungan kaki WR dan INTR ini harus dihubungkan dengan ground sesaat dengan memakai saklar digital.

bilangan biner

Bilangan Biner

Sebagai contoh dari bilangan desimal, untuk angka 157:

    157(10) = (1 x 100) + (5 x 10) + (7 x 1)

Perhatikan! bilangan desimal ini sering juga disebut basis 10. Hal ini dikarenakan perpangkatan 10 yang didapat dari 100, 101, 102, dst.

Mengenal Konsep Bilangan Biner dan Desimal

Perbedaan mendasar dari metoda biner dan desimal adalah berkenaan dengan basis. Jika desimal berbasis 10 (X10) berpangkatkan 10x, maka untuk bilangan biner berbasiskan 2 (X2) menggunakan perpangkatan 2x. Sederhananya perhatikan contoh di bawah ini!

    Untuk Desimal:

    14(10) = (1 x 101) + (4 x 100)

    = 10 + 4

    = 14

    Untuk Biner:

    1110(2) = (1 x 23) + (1 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20)

    = 8 + 4 + 2 + 0

    = 14

Bentuk umum dari bilangan biner dan bilangan desimal adalah :

Biner 1 1 1 1 1 1 1 1 11111111
Desimal 128 64 32 16 8 4 2 1 255
Pangkat 27 26 25 24 23 22 21 20 X1-7

Sekarang kita balik lagi ke contoh soal di atas! Darimana kita dapatkan angka desimal 14(10) menjadi angka biner 1110(2)?

Mari kita lihat lagi pada bentuk umumnya!

Biner 0 0 0 0 1 1 1 0 00001110
Desimal 0 0 0 0 8 4 2 0 14
Pangkat 27 26 25 24 23 22 21 20 X1-7




Mari kita telusuri perlahan-lahan!

  • Pertama sekali, kita jumlahkan angka pada desimal sehingga menjadi 14. anda lihat angka-angka yang menghasilkan angka 14 adalah 8, 4, dan 2!
  • Untuk angka-angka yang membentuk angka 14 (lihat angka yang diarsir), diberi tanda biner “1”, selebihnya diberi tanda “0”.
  • Sehingga kalau dibaca dari kanan, angka desimal 14 akan menjadi 00001110 (terkadang dibaca 1110) pada angka biner nya.

Mengubah Angka Biner ke Desimal

Perhatikan contoh!

1. 11001101(2)

Biner 1 1 0 0 1 1 0 1 11001101
Desimal 128 64 0 0 8 4 0 1 205
Pangkat 27 26 25 24 23 22 21 20 X1-7

Note:

  • Angka desimal 205 didapat dari penjumlahan angka yang di arsir (128+64+8+4+1)
  • Setiap biner yang bertanda “1” akan dihitung, sementara biner yang bertanda “0” tidak dihitung, alias “0” juga.

2. 00111100(2)

Biner 0 0 1 1 1 1 0 0 00111100
0 0 0 32 16 8 4 0 0 60
Pangkat 27 26 25 24 23 22 21 20 X1-7

Mengubah Angka Desimal ke Biner

Untuk mengubah angka desimal menjadi angka biner digunakan metode pembagian dengan angka 2 sambil memperhatikan sisanya.

Perhatikan contohnya!

1. 205(10)

    205 : 2 = 102 sisa 1

    102 : 2 = 51 sisa 0

    51 : 2 = 25 sisa 1

    25 : 2 = 12 sisa 1

    12 : 2 = 6 sisa 0

    6 : 2 = 3 sisa 0

    3 : 2 = 1 sisa 1

    1 à sebagai sisa akhir “1”

Note:

Untuk menuliskan notasi binernya, pembacaan dilakukan dari bawah yang berarti 11001101(2)

2. 60(10)

    60 : 2 = 30 sisa 0

    30 : 2 = 15 sisa 0

    15 : 2 = 7 sisa 1

    7 : 2 = 3 sisa 1

    3 : 2 = 1 sisa 1

    1 à sebagai sisa akhir “1”

Note:

Dibaca dari bawah menjadi 111100(2) atau lazimnya dituliskan dengan 00111100(2). Ingat bentuk umumnnya mengacu untuk 8 digit! Kalau 111100 (ini 6 digit) menjadi 00111100 (ini sudah 8 digit).

Aritmatika Biner

Pada bagian ini akan membahas penjumlahan dan pengurangan biner. Perkalian biner adalah pengulangan dari penjumlahan; dan juga akan membahas pengurangan biner berdasarkan ide atau gagasan komplemen.

Penjumlahan Biner

Penjumlahan biner tidak begitu beda jauh dengan penjumlahan desimal. Perhatikan contoh penjumlahan desimal antara 167 dan 235!

    1 à 7 + 5 = 12, tulis “2” di bawah dan angkat “1” ke atas!

    167

    235

    ---- +

    402

Seperti bilangan desimal, bilangan biner juga dijumlahkan dengan cara yang sama. Pertama-tama yang harus dicermati adalah aturan pasangan digit biner berikut:

    0 + 0 = 0

    0 + 1 = 1

    1 + 1 = 0 à dan menyimpan 1

sebagai catatan bahwa jumlah dua yang terakhir adalah :

    1 + 1 + 1 = 1 à dengan menyimpan 1

Dengan hanya menggunakan penjumlahan-penjumlahan di atas, kita dapat melakukan penjumlahan biner seperti ditunjukkan di bawah ini:


    1 1111 à “simpanan 1” ingat kembali aturan di atas!

    01011011 à bilangan biner untuk 91

    01001110 à bilangan biner untuk 78

    ------------ +

    10101001 à Jumlah dari 91 + 78 = 169

Silahkan pelajari aturan-aturan pasangan digit biner yang telah disebutkan di atas!

Contoh penjumlahan biner yang terdiri dari 5 bilangan!

    11101 bilangan 1)

    10110 bilangan 2)

    1100 bilangan 3)

    11011 bilangan 4)

    1001 bilangan 5)

    -------- +

untuk menjumlahkannya, kita hitung berdasarkan aturan yang berlaku, dan untuk lebih mudahnya perhitungan dilakukan bertahap!

Berapakah bilangan desimal

untuk bilangan 1,2,3,4 dan 5 !!

11101 bilangan 1)

    10110 bilangan 2)

    ------- +

110011

    1100 bilangan 3)

    ------- +

    111111

    11011 bilangan 4)

    ------- +

    011010

    1001 bilangan 5)

    ------- +

    1100011 à Jumlah Akhir .

sekarang coba tentukan berapakah bilangan 1,2,3,4 dan 5! Apakah memang perhitungan di atas sudah benar?

Pengurangan Biner

Pengurangan bilangan desimal 73426 – 9185 akan menghasilkan:

73426 à lihat! Angka 7 dan angka 4 dikurangi dengan 1

9185 à digit desimal pengurang.

--------- -

64241 à Hasil pengurangan akhir .

Bentuk Umum pengurangan :

    0 – 0 = 0

    1 – 0 = 0

    1 – 1 = 0

    0 – 1 = 1 à dengan meminjam ‘1’ dari digit disebelah kirinya!

Untuk pengurangan biner dapat dilakukan dengan cara yang sama. Coba perhatikan bentuk pengurangan berikut:

    1111011 à desimal 123

    101001 à desimal 41

    --------- -

    1010010 à desimal 82

Pada contoh di atas tidak terjadi “konsep peminjaman”. Perhatikan contoh berikut!

    0 à kolom ke-3 sudah menjadi ‘0’, sudah dipinjam!

    111101 à desimal 61

    10010 à desimal 18

    ------------ -

    101011 à Hasil pengurangan akhir 43 .

Pada soal yang kedua ini kita pinjam ‘1’ dari kolom 3, karena ada selisih 0-1 pada kolom ke-2. Lihat Bentuk Umum!

    7999 à hasil pinjaman

    800046

    397261

    --------- -

    402705

Sebagai contoh pengurangan bilangan biner 110001 – 1010 akan diperoleh hasil sebagai berikut:

    1100101

    1010

    ---------- -

    100111






Komplemen

Salah satu metoda yang dipergunakan dalam pengurangan pada komputer yang ditransformasikan menjadi penjumlahan dengan menggunakan minusradiks-komplemen satu atau komplemen radiks. Pertama-tama kita bahas komplemen di dalam sistem desimal, dimana komplemen-komplemen tersebut secara berurutan disebut dengan komplemen sembilan dan komplemen sepuluh (komplemen di dalam system biner disebut dengan komplemen satu dan komplemen dua). Sekarang yang paling penting adalah menanamkan prinsip ini:

“Komplemen sembilan dari bilangan desimal diperoleh dengan mengurangkan masing-masing digit desimal tersebut ke bilangan 9, sedangkan komplemen sepuluh adalah komplemen sembilan ditambah 1”

Lihat contoh nyatanya!

    Bilangan Desimal 123 651 914

    Komplemen Sembilan 876 348 085

    Komplemen Sepuluh 877 349 086 à ditambah dengan 1!

Perhatikan hubungan diantara bilangan dan komplemennya adalah simetris. Jadi, dengan memperhatikan contoh di atas, komplemen 9 dari 123 adalah 876 dengan simple menjadikan jumlahnya = 9 ( 1+8=9, 2+7=9 , 3+6=9 )!

Sementara komplemen 10 didapat dengan menambahkan 1 pada komplemen 9, berarti 876+1=877!

Pengurangan desimal dapat dilaksanakan dengan penjumlahan komplemen sembilan plus satu, atau penjumlahan dari komplemen sepuluh!

    893 893 893

    321 678 (komp. 9) 679 (komp. 10)

    ---- - ---- + ---- +

    572 1571 1572

      1

      ---- +

      572 à angka 1 dihilangkan!

Analogi yang bisa diambil dari perhitungan komplemen di atas adalah, komplemen satu dari bilangan biner diperoleh dengan jalan mengurangkan masing-masing digit biner tersebut ke bilangan 1, atau dengan bahasa sederhananya mengubah masing-masing 0 menjadi 1 atau sebaliknya mengubah masing-masing 1 menjadi 0. Sedangkan komplemen dua adalah satu plus satu. Perhatikan Contoh .!

    Bilangan Biner 110011 101010 011100

    Komplemen Satu 001100 010101 100011

    Komplemen Dua 001101 010110 100100

Pengurangan biner 110001 – 1010 akan kita telaah pada contoh di bawah ini!

    110001 110001 110001

    001010 110101 110110

    --------- - --------- + --------- +

    100111 100111 1100111

dihilangkan!

Alasan teoritis mengapa cara komplemen ini dilakukan, dapat dijelaskan dengan memperhatikan sebuah speedometer mobil/motor dengan empat digit sedang membaca nol!

Sistem Oktal dan Heksa Desimal

Bilangan oktal adalah bilangan dasar 8, sedangkan bilangan heksadesimal atau sering disingkat menjadi heks. ini adalah bilangan berbasis 16. Karena oktal dan heks ini merupakan pangkat dari dua, maka mereka memiliki hubungan yang sangat erat. oktal dan heksadesimal berkaitan dengan prinsip biner!

1. Ubahlah bilangan oktal 63058 menjadi bilangan biner !

    6 3 0 5 à oktal

    110 011 000 101 à biner

Note:

  • Masing-masing digit oktal diganti dengan ekivalens 3 bit (biner)
  • Untuk lebih jelasnya lihat tabel Digit Oktal di bawah!

2. Ubahlah bilangan heks 5D9316 menjadi bilangan biner !

heks à biner

    5 à 0101

    D à 1101

    9 à 1001

    3 à 0011

Note:

  • Jadi bilangan biner untuk heks 5D9316 adalah 0101110110010011
  • Untuk lebih jelasnya lihat tabel Digit Heksadesimal di bawah!

3. Ubahlah bilangan biner 1010100001101 menjadi bilangan oktal !

    001 010 100 001 101 à biner

    3 2 4 1 5 à oktal

Note:

  • Kelompokkan bilangan biner yang bersangkutan menjadi 3-bit mulai dari kanan!

4. Ubahlah bilangan biner 101101011011001011 menjadi bilangan heks !

    0010 1101 0110 1100 1011 à biner

    2 D 6 C B à heks




Tabel Digit Oktal

Digit Oktal Ekivalens 3-Bit
0 000
1 001
2 010
3 011
4 100
5 101
6 110
7 111



Tabel Digit Heksadesimal

Digit Desimal Ekivalens 4-Bit
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
A (10) 1010
B (11) 1011
C (12) 1100
D (13) 1101
E (14) 1110
F (15) 1111