Simulasi Konverter A/D Delta-Sigma Tingkat-1 dengan Menggunakan Simulink® Matlab

SIMULASI KOT{YERTER A/D DELTA-SIGMA TINGKAT-I
DENGAN MENGGUNAKAN SIMULINIE MATLAB

Ali tlanaflah Ramber)
r)Staf

Pengajar Departemen Teknik Elekfo, Fakultss Teknik USLI

Abstrak
Sebuah kowerter A/D delta-sigma (L,-X) terdiri atas sebuah sample and hold (S/H), nodulator b-f, dan

filter

decimation digital. Istilah L-2 berasal dari modalalorrla yang memiliki differentiator (L) dan integ'ator (2).
Dengan teknik oversampling dan rangkaian ampan baliknya, kowerter ini mampu menekan naise ke frekwrai

yang lebih tinggi yang kemudion dapat dihilangkan dengan menggunakan sebuah LPF, Pada tulisan ini akan
disimulasikan sebuah karverter.4/D L-, tingfutt-| dengan menggunakon simulink@ Maltab.

Dari

hasil simulosi

diperoleh pada OSX = 64 dihosilknnfrehtensi sampling sebesar 640 Hz, frekuerai cu-offI-PF sebesar 40 Hz,
time deloy sebesar 0,29 detik don siry,ill error kuantisasi lebih lcecil dari 0,2 Vok.

Kata-kota kunci

:

konverter ,4/D delta-sigmo, sample and hold, modulator

/-f,, filter decimation, oversampling

ratio, noise shaping.

Abstroct

l-2

A delt*sigmo (/-E) cowerter ,4/D cottsists of a sample and hold (S / H),

filter. The lerm of l-E

comes

rnochletor and digrtal decinatian

from the mo&tl$tor that has a dffirentiotor (/) anrl integrutar (r).

oversanpling techniques ard *te feedback circuit, this corwerter can
con ilen be remwed by using an LPF. In this paper simulated

Mailab. From the simulation resulls obtairred at OSR :

a

Wh

With

the noise to higher.trequeneies which

first or&r l-Z converter A/D using Simulinks

64 the resulting samplingfrequeruy ls 640 Fi:, the cut-

of-fr"quency of LPF is 40 Hz, delay time is 0.29 second and the quantizalion enor signal is smaller than 0,2
Volt.

Keywords

:

kowerter A/D <a-sigma sample and hold, modulator l-2, filter decimati64 oi'ersampling
ralio, noise shaping.
kuantiss^si dengan

1.

Teknik konversi A-E (delta-sigma) ateu I-A

(sigmadelta) telah ada sejak pertengahan abad XX
Teknik

ini

dan

rangkaian umpan-baliknya (feedbaok) menjadikan

Perdahuluan

[l].

teknik ovenarnpling

merupakan pengembangan dari

modulator

ini dikenal juga

setragai konverter ArD

noise shaping (pembentuk noise)

Konverter

A-X

[i-5].
banyak diaplikasikan unluk

A-l

pengolahan sinyal pada sistem komunikasi

,;ian

disebut juga dengan Modulator Delta-Sigma. Istilah

audio digital [1],[2]. Fial yang menarik

dari

A-X berasal dari modulatomya yang memiliki

konverter A-X ini adalah dengan hanya metode etau

differentiator (A) dan integrator (E). Kernampuan

teknik konversi yang sederhana dan rnurah dapat

sistem modulator-delta sehingga konverter A/D

modulator A-E yane daoat menquranqi noise

STTH Edisi 012 Oktober 2011

SN:0853-5175
5CI

dicapai resoiusi bit yang cukup tinggi (diatas 12 bit)

< o,

Il

kontinu.

I13].

2.

dan xtn) = sinyal waktu-diskrit bernilai

Konverter A/D A-E

Sebuah kooverter

A/D A-X terdiri atas sebuah

sample and hold (S/tI), modulator A-X dan filter
decimation digital seperti ditunjukkan pada Gambar

I [3].
Gambar2

Jffir

/w -lw
Garnbar

I

mu

ffi
lw

-

4. Oversampling Ratio (OSR)
Konverter A./D A-E bekerja pada laju oversampling,

yaitu laju pencuplikannya lebih besar dari laju

Arsitektut Konverter AID

A-I

Sinyal masukan (input signal) yang krupa sinyal

Nyquist (A). Laju oversampling tersebut umumnya

dituliskan sebagai perbandingan antara laju
pencuplikan

([)

dan lajuNyquis! yaitu

f' f'
2'f^= .fn

analog kontinu dicuplik oleh sebuah SlH (sample

a*d hold) yang bekerja

Sample and Hold (S/H)

OSR=

secara oversanpling

sehingga diperoleh sinyal waktu disl