2.2. Rangkaian Keluaran Analog                        … sambungan Bagian 1

Rangkaian keluaran analog dibutuhkan untuk menstimulus suatu proses atau unit yang diuji pada sistem akuisisi data. Spesifikasi DAC yang menentukan kualitas sinyal keluaran adalah Settling Time, Slew Rate dan Resolusi. Settling Time dan Slew Rate bersama-sama menentukan seberapa cepat DAC dapat mengubah aras sinyal keluaran.

Settling Time adalah waktu yang dibutuhkan oleh keluaran agar stabil dalam durasi tertentu. Sedangkan Slew Rate adalah laju perubahan maksimum agar DAC bisa menghasilkan keluaran. Dengan demikian, Settling Time yang kecil dan Slew Rate yang besar dapat menghasilkan sinyal-sinyal dengan frekuensi tinggi karena hanya dibutuhkan waktu sebentar untuk mengubah keluaran ke aras tegangan baru secara akurat. Hal tersebut sangat diperlukan pada penerapan DAC pada pembangkit sinyal-sinyal audio. Pada penerapan tersebut dibutuhkan DAC dengan Slew Rate yang tinggi dan Settling Time yang kecil agar menghasilkan frekuensi pencuplikan tinggi yang cukup untuk mencakup jangkauan audio. Sebaliknya, pada aplikasi sumber tegangan yang digunakan untuk mengontrol pemanas (heater) tidak dibutuhkan konversi D/A yang cepat karena pemanas tidak mampu merespon secara cepat perubahan tegangan.

Resolusi keluaran mirip dengan resolusi masukan. Yaitu jumlah bit kode digital yang (nantinya) akan menghasilkan keluaran analog. Semakin banyak jumlah bit resolusinya maka semakin kecil perubahan tegangan yang mampu dideteksi, sehingga dimungkinkan untuk menghasilkan perubahan siyal yang halus. Aplikasi yang membutuhkan jangkauan dinamis yang lebar dengan perubahan kenaikan tegangan yang kecil pada keluaran sinyal analog membutuhkan keluaran tegangan dengan resolusi tinggi.

2.3. Pemicuan

Pada banyak aplikasi akuisisi data dibutuhkan pemicuan eksternal yang digunakan untuk memulai dan menghentikan operasi akuisisi data. Pemicuan digital mensinkronkan antara akuisisi dan pembangkit tegangan ke suatu pulsa digital eksternal. Pada pemicu analog, yang banyak digunakan pada operasi masukan analog, akan memulai atau menghentikan operasi akuisisi data saat suatu sinyal masukan mencapai suatu aras dan slope suatu tegangan analog.

2.4. Digital I/O

Antarmuka digital I/O sering digunakan pada sistem akuisisi data PC untuk mengontrol proses-proses, membangkitkan pola-pola pengujian dan untuk berkomunikasi dengan perangkat lain. Pada tiap-tiap kasus, parameter-parameter yang penting mencakup jumlah jalur digital yang tersedia, laju pemasukan dan pengeluaran data digital pada jalur-jalur tersebut dan kemampuan penggeraknya. Jika suatu jalur digital digunakan untuk mengontrol suatu kejadian seperti menghidupkan dan mematikan pemanas, motor atau lampu, maka tidak dibutuhkan laju data yang tinggi karena peralatan-peralatan tersebut tidak dapat merespon dangan cepat.

Suatu aplikasi umum lainnya adalah memindahkan data antara satu komputer dengan peralatan lain seperti data logger, pemroses data dan printer. Karena alat-alat ini biasanya mentransfer data dalam satuan byte atau 8 bit maka masing-masing jalur digital pada papan digital I/O dibentuk dalam kelompok 8. Selain itu beberapa papan memiliki rangkaian hand-shaking untuk tujuan sinkronisasi komunikasi. Jumlah kanal data dan kebutuhan hand-shaking harus sesuai (disesuaikan) dengan aplikasi yang dibutuhkan.

2.5. Pewaktuan I/O

Rangkaian pencacah/timer berguna untuk berbagai macam aplikasi, termasuk menghitung jumlah kejadian-kejadian (event), mengukur pewaktu pulsa digital serta membangkitkan gelombang kotak. Semua hal tersebut dapat diimplementasikan menggunakan 3 sinyal pencacah/timer yaitu gerbang, sumber dan keluaran. Gerbang adalah suatu masukan digital yang digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan fungsi pencacah. Sumber adalah masukan digital yang menyediakan pulsa-pulsa untuk menaikkan isi pencacah. Keluaran dari pencacah dapat berupa gelombang kotak atau pulsa-pulsa digital. Spesifikasi yang terkait dalam operasi pencacah/timer adalah resolusi dan frekuensi detak. Resolusi adalah jumlah bit pada pencacah.

Semakin besar resolusinya mengakibatkan jumlah pencacahan semakin banyak. Sedangkan frekuensi detak menentukan seberapa cepat kerja dari pencacah/timer, artinya semakin tinggi frekuensinya semakin cepat pencacah itu bekerja sehingga mampu mendeteksi sinyal-sinyal masukan serta mampu menghasilkan pulsa dan gelombang kotak dengan frekuensi tinggi.

3. Perangkat Keras Analisa Data

Kemampuan komputer saat ini telah mengalami peningkatan sedemikian rupa sehingga mencapai suatu tingkatan kemampuan untuk melakukan akuisisi dan pemrosesan (analisa) data yang kompleks. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan unjuk-kerja yang tinggi, seringkali komputer tidak mampu lagi untuk melakukan pemrosesan data dengan cukup cepat. Hal tersebut kaitannya dalam merespon sinyal-sinyal waktu-nyata (real-time). Sehingga dibutuhkan perangkat keras tambahan yang harus dipasang pada komputer yang bersangkutan.

Prosessor sinyal digital (Digital Signal Processor) dapat melakukan komputasi atau pemrosesan data lebih cepat dibandingkan dengan mikroprosessor pada umumnya, karena prosessor khusus tersebut mampu melakukan proses akumulasi dan multiplikasi data dalam satu siklus detak, sedangkan mikroprosessor kebanyakan membutuhkan lebih dari satu siklus detak. Saat ini prosessor sinyal digital telah tersedia dalam berbagai macam format dan tingkat akurasi. Misalnya prosessor sinyal digital 32-bit dengan format penyimpangan data floating-point (bilangan pecahan), memiliki jangkauan dinamis yang lebih tinggi dibandingkan dengan prosessor dengan format fixed-point (bilangan bulat). Sehingga aplikasi-aplikasi yang dikembangkan menggunakan prosessor floating-point tidak memerlukan pemrograman yang kompleks (dibanding fixed-point) untuk menangani data-data pecahan.

DSP (Digital Signal ProcessorBoard dari AMD

Bagian yang bertugas melakukan proses floating-point ini dinamakan Unit Titik Mengambang atau Satuan Titik Mengambang (Inggris: Floating Point Unit disingkat FPU) adalah sebutan untuk unit pemroses dalam mikroprosesor yang mampu menangani bilangan mengambang (floating-point) (bilangan yang memiliki koma dan pangkat). FPU digunakan pada sebagian besar permainan komputer (video game – playstation), program tabel berlajur (spreadsheet), serta aplikasi Computer-Aided Design (CAD).

Pada prosesor-prosesor Intel x86 sebelum Intel 80486 mereka tidak memiliki Floating-Point Unit, melainkan diimplementasikan pada sebuah chip terpisah yang dinamakan dengan Math co-processor. Prosesor Intel 80486 atau yang lebih baru telah mengimplementasikan FPU secara internal dalam prosesornya, sehingga kinerjanya pun semakin tinggi.

ISA Slot – DSP TMS320C30 dari Texas Instrument

Kemampuan komputasi atau kalkulasi dari prosessor sinyal digital dinyatakan dalam jumlah operasi (komputasi) floating-point yang dapat dikerjakan dalam satu detik dan dikenal dengan istilah MFLOPS (Million Floating-point Operations Per Second). Sebagai contoh, prosessor TMS320C30 dari Texas Instrument di atas, mampu melakukan 33 juta floating-point dalam satu detik atau dapat menangani 33 juta operasi bilangan pecahan (bilangan dengan koma dan pangkat) dalam 1 detik.

bersambung ke Bagian Tiga