Konsep Analog-Digital dan Sistem Digital Teknik Digital (TKE071207) Program Studi Teknik Elektro, Unsoed

(1)

Konsep Analog-Digital

dan Sistem Digital

Teknik Digital (TKE071207)

Program Studi Teknik Elektro, Unsoed

(2)

(3)

(4)

Teknik Digital (TKE071207) - Program Studi Teknik Elektro, Unsoed

EZ430-Chronos

(5)

(6)

Representasi

Numerik

(7)

Kuantitas

(jumlah)

diukur

dipantau

(8)

(9)

Nilai angka atau numerik.

(10)

Representasi numerik untuk

kuantitas: analog dan digital.

(11)

(12)

Kuantitas analog direpresentasikan dengan

variabel kontinyu dan indikator yang

(13)

(14)

Andre s Rue da, C C BY, h ttp://flic. kr/p/6 c6vKx

(15)

Sekecil apapun perubahan pada kuantitas fisik,

akan ada perubahan pula pada indikator

(16)

Pada elektronika analog: kuantitas fisik diukur

atau diproses dengan mengubahnya ke dalam

tegangan/arus yang sesuai.

Sinyal listrik tersebut dapat digunakan untuk

pemrosesan, menampilkan informasi, dan

melakukan pengendalian.

(17)

(18)

Mikrofon: menghasilkan keluaran tegangan yang

sesuai dengan amplitudo gelombang suara yang

masuk.

Variasi gelombang suara akan menghasilkan

variasi tegangan keluaran.

(19)

Kuantitas analog dapat bervariasi nilainya

pada nilai rentang yang kontinyu.

(20)

EZ430-Chronos

(21)

Kuantitas digital tidak direpresentasikan dengan

indikator variabel yang kontinyu, tetapi dengan

simbol yaitu digit.

(22)

Contoh: jam tangan digital.

Waktu terus berjalan/kontinyu, tetapi pembacaan

jam tangan digital hanya dilakukan pada waktu

tertentu saja secara periodik, misal setiap detik.

Proses ini dikenal dengan istilah langkah per

langkah/step by step/langkah diskret.

(23)

(24)

(25)

(26)

Digital (Diskret)

Analog (Kontinyu)

Sampling rate, contoh: MP3 encoding

S no w ( 2 00 6)

(27)

(28)

ckmck, CC BY, http://flic.kr/p/4RnB4i

Menghitung

dengan jari.

(29)

Dalam praktik, ketika kita mengukur kuantitas

analog akan ada interpretasi.

Sebagai manusia kita membulatkannya ke

nilai yang lebih “manusiawi”.

(30)

Membuat kuantitas menjadi digital :-)

(31)

Kuantitas analog atau digital?

(1) Saklar dengan 3 posisi

(2) Arus yang mengalir

(3) Suhu di dalam ruangan

(4) Butiran pasir di pantai

(5) Indikator bahan bakar

(32)

(33)

Kombinasi perangkat yang dirancang untuk

memanipulasi informasi (yang bersifat) logika,

atau (2) kuantitas fisik yang direpresentasikan

dalam bentuk digital.

(34)

Sistem digital hanya menerima

kuantitas dengan nilai diskret.

(35)

Mengapa harus menggunakan

sistem digital?

(36)

Perancangan Mudah Dilakukan

● Rangkaian dalam sistem digital menggunakan

(rangkaian) kontak atau saklar.

● Besar arus dan tegangan tidak terlalu penting.

● Prinsip: ada atau tidak ada tegangan/arus dalam

(37)

Informasi Lebih Mudah Disimpan

● Terdapat komponen yang dapat digunakan

untuk menyimpan informasi digital tergantung

seberapa lama kita menghendakinya dan

dalam ruang yang relatif kecil.

● Pengambilan informasi dapat dilakukan kapan

(38)

Lebih Tepat dan Teliti

● Pada sistem analog, ketepatan dan ketelitian

didapat dengan pemakaian komponen yang

lebih presisi. Sistem ini juga terpengaruh oleh

suhu, kelembapan, variasi toleransi komponen

dalam rangkaian, dan lain-lain.

● Pada sistem digital, ketepatan dan ketelitian

didapat dengan penggunaan komponen yang

sama. Ketepatan dan ketelitian mudah

dipertahankan pada seluruh sistem.

● Ketika sinyal sudah dalam bentuk digital, informasi di

(39)

Kerja Rangkaian Dapat Diprogram

● Komponen digital dapat menyimpan informasi

lebih lama, maka kerja rangkaiannya dapat

disimpan dalam bentuk program.

● Mudah untuk merancang sistem digital yang

operasinya dikendalikan oleh instruksi yang

tersimpan di dalam program.

(40)

Tahan Terhadap Derau

● Rangkaian digital lebih tahan terhadap

peruba-han tegangan/arus karena yang dipentingkan

adalah ada atau tidak ada tegangan/arus,

bukan besarnya.

● Kecuali derau benar-benar mengubah tegangan

sehingga rangkaian digital tidak dapat

(41)

Dimensi Lebih Kecil

● Kemajuan teknologi pembuatan komponen

elektronika membuat semakin banyaknya

komponen digital yang dapat dikemas menjadi

rangkaian terintegrasi dalam bentuk IC digital.

● Komponen seperti resistor, kapasitor, induktor,

dan trafo lebih sulit untuk diintegrasikan.

(42)

"The number of transistors incorporated in a chip

will approximately double every 24 months."

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

Kelemahan Sistem Digital

● Besaran alam umumnya analog.

● Manusia (tanpa sadar) melakukan pendekatan

diskret terhadap nilai-nilai analog.

● Pemrosesan digital membutuhkan waktu.

● Pada tahap awal dan tahap akhir dari sebuah

rangkaian digital, besaran analog harus diubah ke

digital dan sebaliknya.

● Sinyal digital tidak sesuai benar dengan sinyal

analognya.

(50)

Mungkinkah kita temui cacat pada

sinyal dalam sebuah rangkaian

(51)

Pertimbangan

● Sistem analog: harga, kemampuan,

kompleksitas.

(52)

Sistem Pengatur Suhu

(53)

Tranducer

ADC

DAC

Tranducer

Pemrosesan

(54)

5 Tahap Pemrosesan Digital

● Besaran analog fisik diubah ke besaran analog

listrik.

● Besaran analog listrik diubah menjadi besaran

digital.

● Pemrosesan digital.

● Besaran digital diubah menjadi besaran analog

listrik.

● Besaran analog listrik diubah menjadi besaran

(55)

Pada banyak sistem digital, konversi analog ke

digital dilakukan secepat mungkin, dan menunda

konversi kembali ke analog selambat mungkin.

(56)

(57)

(58)

(59)

Sistem Bilangan Desimal

(60)

Bagaimana cara menghitung

bilangan desimal? :-)

(61)

Mengapa kita tidak menggunakan

desimal dalam sistem digital?

(62)

(63)

(64)

Sistem Bilangan Biner (1)

(65)

Bagaimana cara menghitung

bilangan biner? :-)

(66)

Sistem Bilangan Biner (2)

(67)

Berapa nilai bilangan desimal paling

tinggi yang dapat direpresentasikan

(68)

11111111

₂

= 255

₁₀

(69)

1) Berapa bilangan desimal dari 1101011

₂

?

(2

6 +2

5 +2

3 +2

1 +2

0 )=

107

10 2) Berapa bilangan biner setelah 10111

₂

?

11000

₂

3) Berapa nilai desimal paling besar yang dapat

direpresentasikan menggunakan 12 bit?

2

12 – 1 =

4095

(70)

1) Berapa bilangan desimal dari 1101011

₂

?

(2

6 +2

5 +2

3 +2

1 +2

0 )=

107

10 2) Berapa bilangan biner setelah 10111

₂

?

11000

₂

3) Berapa nilai desimal paling besar yang dapat

direpresentasikan menggunakan 12 bit?

2

12 – 1 =

4095

(71)

Representasi Biner (1)

● Kontak/saklar tertutup atau terbuka.

● Tegangan pada rentang nilai tertentu: misal 3

sampai 5 mewakili 1, 0 sampai 1 mewakili 0.

● Polaritas magnetik.

● Dioda, menghantarkan arus atau tidak.

● Ada lubang atau tidak pada kartu/CD.

(72)

Representasi Biner (2)

(73)

(74)

(a) rentang tegangan pada sistem digital

(b) diagram waktu sinyal digital (timing diagram)

To cc i, W id m er , M os s (2 0 07 )

(75)

Rangkaian Digital

(76)

(77)

Rangkaian digital merespon tingkat biner

masukan, bukan besar tegangannya.

(78)

(79)

(80)

(81)

Memori

(82)

Komputer Digital

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)