Pengertian DAC, Fungsi DAC Beserta Rangkaian & Cara Kerjanya

Jika kita sering main ke forum – forum audio ataupun berkumpul dengan orang – orang pecinta audio, maka kita sering mendengar kata DAC. Apa itu DAC? Apa fungsinya DAC? Bagaimana rangkaian DAC? Dan bagaimana cara kerja DAC? Yuk sama – sama kita bahas mengenai pengertian DAC.

DAC merupakan singkatan dari Digital Analog Converter. Secara simpel DAC bisa diartikan suatu alat untuk merubah data digital menjadi sinyal analog. Kenapa perlu DAC untuk repot – repot convert Digital ke Analog ? Karena telinga manusia tidak bisa mendengar sinyal digital. Telinga manusia hanya bisa mendengar sinyal analog, artinya memang ada gelombang suara yang masuk ke dalam telinga dan menggetarkan saraf – saraf yang ada di dalam telinga yang kemudian diteruskan ke dalam otak yang diterjemahkan oleh otak sebagai suara atau musik.

Bingung ? Gini, file musik seperti MP3, FLAC, WAV, dll itu adalah informasi digital, dia berupa kode – kode biner. Telinga kita tentu tidak bisa mendengarkan kode – kode biner bukan ? Dibutuhkanlah alat untuk mengubah informasi digital tersebut menjadi sinyal elektrik analog, kemudian oleh earphone sinyal elektrik tadi diubah menjadi sinyal akustik ( suara ), barulah kita bisa mendengar suara musik tadi.

Pengertian DAC

DAC adalah Singkatan Digital Analog Converter, adalah sebuah piranti yang digunakan untuk mengubah sebuah masukan digital yang umumnya dalam bentuk biner menjadi masukan/sinyal analog yang umumnya berbentuk arus, tegangan atau muatan elektrik. Selain itu DAC ( Digital To Analog Converter ) adalah suatu penghubung antara rangkaian digital dan rangkaian analog.

DAC ( Digital To Analog Converter ) adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal digital ( diskrit ) menjadi sinyal analog ( kontinyu ). Aplikasi DAC ( Digital To Analog Converter ) ini adalah sebagai antarmuka ( interface ) antara perangkat yang bekerja dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog. Perangkat DAC ( Digital To Analog Converter ) bisa berupa rangkaian elektronika dan chip IC DAC.

Fungsi DAC

Biasanya DAC ( Digital To Analog Converter ) sering digunakan pada perangkat digital pada bagian output untuk membuat sinyal analog setelah sebelumnya sinyal diproses dalam bentuk digital. Cara kerja DAC ( Digital to Analog Convertion ) sesuai dengan namanya Digital to Analog Convertion maka fungsi utama DAC adalah merubah sinyal digital menjadi sinyal analog Rangkaian DAC lebih simpel daripada rangkaian ADC.

Rangkaian DAC

Rangkaian dasar DAC ( Digital to Analog Convertion ) terdapat 2 tipe, yaitu Binary-weighted DAC dan R/2R Ladder DAC. Kedua tipe DAC tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Binary-weighted DAC

Suatu rangkaian Binary-weighted DAC dapat disusun dari beberapa Resistor dan Operational Amplifier yang diset sebagai penguat. Secara prinsip rangkaian DAC diatas dapat dijelaskan sebagai berikut ini :

Resistor 20 kΩ menjumlahkan arus yang dihasilkan oleh penutupan switch-switch D₀ sampai D₃. Selanjutnya resistor – resistor ini akan diberi skala nilai sedemikian rupa sehingga mencukupi bobot biner ( binary-weighted ) dari arus yang kemudian akan dijumlahkan oleh resistor 20 kΩ. Dengan menutup switch D₀ mengakibatkan arus 50 μA mengalir melalui resistor 20 kΩ, menghasilkan tegangan -1 V pada V_out.

Penutupan masing – masing switch mengakibatkan perangkapan nilai arus yang dihasilkan dari switch sebelumnya. Nilai konversi pada kombinasi penutupan switch akan ditunjukkan pada tabel berikut.

Konversi dari nilai digital ke analog berdasarkan rangkaian Binary Weighted DAC diatas.

2. R/2R Ladder DAC

Selain Binary Weighted DAC, ada metode lain dari konversi Digital to Analog yaitu R/2R Ladder. Metode ini banyak digunakan dalam IC-IC DAC. Dalam rangkaian R/2R Ladder, hanya dua nilai resistor yang diperlukan, yang dapat digunakan untuk IC DAC dengan resolusi 8, 10 atau 12 bit.

Prinsip kerja dari rangkaian R/2R Ladder ini adalah sebagai berikut :

Informasi digital 4 bit masuk dari switch D0 sampai switch D3. Switch ini mempunyai keadaan “ 1 ” ( sekitar 5 V ) atau “0” ( sekitar 0 V ). Dengan pengaturan switch akan mengakibatkan perubahan tegangan yag diberikan ke penguat penjumlah inverting sesuai dengan nilai ekivalen biner-nya. Contohnya, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 = 0 dan D3 = 1, oleh karna itu R1 akan paralel dengan R5 menghasilkan 10 k .

Selanjutnya 10 k ini seri dengan R6 = 10 k menghasilkan 20 k . 20 k ini paralel dengan R2 menghasilkan 10 k , dan seterusnya sampai R7, R3 dan R8. Sehingga diperoleh rangkaian ekivalennya seperti gambar berikut.

Sehingga teganagan output (Vout) analog dari rangkaian R/2R Ladder DAC diatas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Vout yang didapat dari kombinasi switch ini adalah -5V. Nilai kombinasi dan hasil konversi rangkaian R/2R Ladder DAC akan ditunjukkan pada tabel berikut.

Cara Kerja DAC

Cara kerja DAC ( Digital to Analog Convertion ) sesuai dengan namanya Digital to Analog Convertion maka fungsi utama DAC adalah merubah sinyal digital menjadi sinyal analog Rangkaian DAC lebih simpel daripada rangkaian ADC.

Kapan kita butuh DAC ?

Jika kita memutar musik melalui DAP ( Digital Audio Player ), di dalamnya pasti sudah ada DAC nya. Kok masih perlu ditambah DAC eksternal lagi ? Sebenarnya bukan ditambah, tapi DAC internal DAP nya dibypass ke DAC eksternal, sehingga pemrosesan suara dilakukan di DAC eksternal.

Untuk orang – orang tertentu, DAC internal DAP nya bisa jadi kualitasnya kurang memuaskan, hingga dia membutuhkan DAC lain yang berkualitas lebih oke. Jika kita menggunakan PC / laptop untuk memutar musik, dan soundcard PC / laptop kita kurang oke, kita bisa menggunakan DAC eksternal yang dihubungkan melalui USB, sehingga mendapatkan kualitas suara yang lebih baik.

Jenis – Jenis DAC

Berdasarkan sumber energinya, DAC di pasaran dibagi menjadi tiga, DAC desktop, USB DAC, dan portable.

DAC desktop tenaganya berasal dari listrik rumahan, kemudian menggunakan adaptor. Tidak bisa hidup jika tanpa listrik rumahan.
USB DAC sumber tenaganya dari slot USB yang juga berfungsi sebagai jalur data.
DAC portable tenaganya dari baterai yang tertanam di dalamnya, sehingga bisa dinyalakan tanpa listrik rumahan atau PC / laptop.

Editor: Muchammad Zakaria