Prinsip Kerja Osiloskop
-
Upload
nickosatrio -
Category
Documents
-
view
414 -
download
18
description
Transcript of Prinsip Kerja Osiloskop
BAB IV
OSILOSKOP
IV.1 Tujuan
Pengenalan dan beberapa pemakaian Osiloskop
IV.2 Alat-Alat yang Dipergunakan
Adapun alat-alat yang dipergunakan pada saat praktikum adalah sebagai
berikut.
1. 1 Osiloskop - 2 channel
2. 1 Audio Generator
3. 1 Soket Panel
4. 1 Resistor 100 Ω
5. 1 lnduktor 140 Μh (Tranformator)
6. 1 Kapasitor 10 μF
7. Beberapa kabel
IV.3 Dasar Teori
Osiloskop merupakan suatu peralatan elektronik yang dapat memberikan
gambar pada layarnya (display), dan sinyal listrik yang dihubungkan pada
inputnya. Dengan osiloskop memungkinkan untuk melihat bentuk dari persamaan
gelombang suatu sinyal listrik. Disini diberikan rangkaian blok diagram dari
bagian penting yang berhubungan dengan tombolnya seperti gambar dibawah ini:
Gambar 4.1 Blok Diagram Sederhana
Bagian yang paling penting dari pada rangkaian dalam osiloskop dan
tombol-tombol yang berhubungan dengan bagian ini adalah:
1. Vertical attenuator
Sinyal V-input setelah diatur sedemikian rupa hingga setelah diperkuat
dalam vertical amplifier (V amplifier) diperoleh sinyal yang dibutuhkan
untuk deflection plate tombol VOLT/DIV: dipakai untuk memilih
attenuation yang dibutuhkan, dan dapat diubah-ubah pada step-step
yang telah dikalibrasi, jadi untuk mengamati besarnya suatu amplitudo
dari sinyal terlihat pada layar, pembacaan dapat dilakukan apabila
switch VOLT/DIV pada posisi kalibrasi. Jika menggunakan probe yang
mempunyai perbandingan: 1:1 atau 1:10, berarti input Iangsung 1 kali
atau diperkecil menjadi 10 kali maka pembacaan sinyal yang
ditampilkan di Iayar harus dikalikan dengan perbandingan probe ini.
Untuk pembacaan amplitudo sinyal yaitu dengan mengalikan skala/div
(pada Iayar) dan tinggi amplitudo sinyal yang terlihat pada Iayar dengan
penunjukan pada tombol VOLT/DIV yang dipakai disamping
memperlihatkan perbandingan probe yang digunakan.
2. Trigger circuit
Untuk memulai dari elektron beam, bila sinyal input telah mencapai
harga tertentu sebagian sinyal dari sinyal input ini dipakai sebagal input
untuk circuit pulse trigger tombol trigger level: digunakan untuk
memilih amplitudo dari elektron beam pada waktu mulai bergerak, atau
X Ext
X inSwitch+
TriggerExt Line
Int
Y - Input
Switch
Horizontal
Vertical
Plate
Sweep
Vertical Amplifier
Trigger
Vertical Attenuator
bila tombol trigger level pada posisi otomatis berarti pemilihan dapat
dilakukan secara otomatis oleh osciloscope sendiri, x-input selector:
posisi dari x-input selector pada internal, ini berarti bahwa tegangan
untuk defleksi horizontal disupplay dari sweep generator, sedang untuk
posisi x-external sweep generator diputuskan hubungannya dengan x
amplifier sehingga kedudukan dari tombol TIME/DIV tidak
mempengaruhi display. Tombol TIME/DIV: digunakan untuk memilih
waktu yang dibutuhkan untuk satu sweep. Jadi misalnya diinginkan
membaca waktu satu periode dari suatu sinyal, hal ini dapat dilakukan
dengan mengalikan skala pada Iayar untuk satu periode sinyal dengan
penujukkan dari tombol TIME/DIV yang dipakai. Sedangkan untuk
amplification/attenuation dapat dipilih dengan switch x magnitude, dan
untuk pembacaan di atas switch TIME/DIV harus pada kedudukan yang
telah dikalibrasi.
3. Sweep Generator
Setelah menerima pulsa trigger, sweep generator akan menghasilkan
tegangan yang setelah diperkuat dalam horizontal amplifier (x-
amplifier) digunakan untuk deflection horisontal dari elektron beam.
Elektron beam ini bergerak dengan arah horisontal dengan kecepatan
konstan dari sisi kiri ke sisi kanan dari pada Iayar serta displaynya
berupa garis. Bila beam telah mencapai pada bagian yang paling kanan
dari layar maka dia akan menghilang, untuk sementara kemudian
bergerak kembali ke arah kiri dan gerakan kembali ini tidak terlihat
pada layar karena ter OUT-OFF. Satu gerakan dari kiri ke kanan ini dan
kembali lagi disebut satu sweep.
Tombol - tombol yang lain adalah:
1. Tombol POWER ON / OFF: pada tombol ini disamping untuk
menghidupkan osiloskop juga untuk mengatur intensitas
2. Perhatikan dalam mengatur intensitas jangan terlampau besar karena
dapat merusak osiloskop.
3. Tombol FOCUS: tombol ini dipakai untuk memperoleh gambar yang
tajam dan jelas.
4. Tombol HORIZONTAL POSITION: tombol ini berhubungan dengan
horizontal amplifier dan dipergunakan untuk mengatur posisi dari
gambar dengan menggeser kearah horizontal.
5. Tombol VERTICAL POSITION: tombol ini digunakan pengaturan
posisi dengan menggeser kearah vertical.
6. Tombol TRIGGER LEVEL: dipergunakan untuk mengatur kestabilan
gambar pada layar osiloskop.
7. TIME/DIV: untuk mengatur sweep time pada display. Dengan posisi
expander control pada callibrated maka time sweep seperti yang
tertera pada skala.
8. VOLT/DIV: dengan posisi vener expander pada posisi callibrated
maka skala division dan display sesuai dengan angka pada skala
pengaturnya.
IV.3.1 Jenis Osiloskop
Osiloskop dikelompokkan menjadi dua bagian berdasarkan cara kerjanya,
yaitu: osiloskop analog dan osiloskop digital. Osiloskop analog menggunakan
tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas elektron dalam tabung
gambar ke atas atau ke bawah sesuai dengan bentuk gelombang yang diukur. Pada
layar osiloskop dapat langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Osiloskop
digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC
(Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik
menjadi besaran digital.
IV.3.2 Osiloskop Analog
Pada saat osiloskop dihubungkan dengan sirkuit, sinyal tegangan bergerak
melalui probe ke sistem vertical. Bergantung kepada pengaturan skala vertikal
(volts/div), attenuator akan memperkecil sinyal masukan sedangkan amplifier
akan memperkuat sinyal masukan. Selanjutnya sinyal tersebut akan
bergerakmelalui keping pembelok vertikal dalam CRT (Cathode RayTube).
Tegangan yang diberikan pada pelat tersebut akan mengakibatkan titik cahaya
bergerak (berkas elektron yang menumbuk fosfor dalam CRT akan menghasilkan
pendaran cahaya). Tegangan positif akan menyebabkan titik tersebut
naiksedangkan tegangan negatif akan menyebabkan titik tersebut turun.
Gambar 4.2 Osiloskop Analog
IV.3.3 Osiloskop Digital
Jika dalam osiloskop analog gelombang yang akan ditampilkan langsung
diberikan ke rangkaian vertikal sehingga berkesan "diambil" begitu saja (real
time), maka dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu
disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan
nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di
memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan
demikian banyaknilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan
lagi sampai dihentikan. DSO mempunyai dua cara untuk "menangkap"
ataumencuplik gelombang, yakni dengan teknik single shot atau real time
sampling. Dengan kedua teknik ini, osiloskop memperoleh semua cuplikan
dengan satu event picu. Secara teori (sesuai dengan Nyquist sampling theorema),
osiloskop digital membutuhkan masukan dengan sekurangkurangnya dua cuplikan
per periode gelombang untuk merekonstruksi suatu bentuk gelombang.
Ketika menangkap suatu gelombang bentuk tunggal (single shot waveform
) dengan cuplikan waktu nyata, osiloskop digital harus secara akurat menangkap
frekuensi sinyalmasukan. Osiloskop digital biasanya menspesifikasikan dua lebar
pita; real time dan analog. Lebar pita analog menyatakan frekuensi tertinggi jalur
masukannya yang dapat lolos tanpa cacat yang serius pada sinyalnya. Lebar pita
real time menunjukkan frekuensi maksimum dari osiloskop yang dapat secara
akurat mencuplik menggunakan satu event picu. Dengan metode alternatif yakni
menggunakan equivalenttime sampling DSO secara akurat dapat menangkap
sinyal-sinyal sampai pada lebar pita osiloskopnya, tetapi hanya pada sinyal-sinyal
yang sifatnya repetitif. Dengan teknik ini, osiloskop digital menerima cuplikan-
cuplikan pada banyak event-event picu yang kemudian secara berangsur-angsur
mengkonstruksi keseluruhan bentuk gelombangnya. Hanya lebar pita analog yang
membatasi osiloskop pada frekuensi berapa dapat menerima teknik ini.
IV.4 Langkah Percobaan
Adapun beberapa langkah yang dilakukan pada saat praktikum adalah
sebagai berikut.
IV.4.1 Kompensasi Probe
1. Hubungkan ujung probe ke terminal CAL 0,6 V.
2. Probe terkompensasi 10 x.
3. Hubungkan jepitan buaya (alligator clip) kebagian luar konektor BNC
di kanal 2.
4. Hidupkan osiloskop.
5. Pindahkan saklar CH.I VOLT/DIV sehingga menunjuk 10 mV
6. Pindahkan saklar TIME/DIV sehingga menunjuk ke 0,2 ms.
7. Setel gandengan masukan kanal 1 ke DC.
8. Dilayar ditampilkan dua daur gelombang segi empat
9. Putarlah sekrup pada probe dengan obeng kecil sedemikian hingga
bagian atas dan bawah gelombang segi empat benar-benar rata.
IV.4.2 Pengukuran Amplitudo, Waktu dan Frekuensi
1. Hubungkan probe kanal I ke CAL 0,6 V, kompensasi probe 10 x dan
jepitan buaya ke input kanal 2.
2. Tombol AT/NORM dalam posisi normal (tertekan), CH.l dalam posisi
AC, tombol EXT terlepas (pemicuan dari dalam). Pastikan kanal 1
bekerja.
3. Gunakan tombol LEVEL untuk mencari jejak dilayar. Pindahkan
VOLT/DIV agar mendapat gelombang yang tingginya: 4,2 dan 1
bagian.
4. Atur TIME/DIV sehingga dua daur gelombang nampak dilayar.
IV.4.3 Menentukan Beda Phase Antara Dua Buah Tegangan yang Berbeda
Phasenya
Gambar 4.3 Rangkaian R C seri
1. Rangkaikan rangkaian seperti gambar 4.3.
2. Atur frekuensi dan Audio Generator seperti pada tabel:
Tabel 4.1 Tabel Beda Phase
F (Hz) Y0 (cm)Ym
(cm)
Arc sinY0 -
/Y0
Lissayous Gelombang
250
350
450
550
650
750
850
950
3. Lakukan kembali percobaan di atas untuk beban C = 10 μF
R = 10 Ω
YoX
Xin
Yin
L
RV
IV.5 Data Hasil Percobaan
Adapun data-data yang didapat setelah melakukan praktikum dan
melaksanakan langkah-langkah percobaan adalah sebagai berikut.
IV.5.1 Kompensasi Probe
Gambar 4.4 Display Kompensasi Probe 1
Tinggi gelombang : 8 kotak
Lebar gelombang : 5 kotak
P : 10x
Volt/Div : 2 V
Time/Div : 500 μs
Frekuensi :49,9892 Hz
Gambar 4.5 Display Kompensasi Probe 2
Tinggi gelombang : 3 kotak
Lebar gelombang : 10 kotak
P : 10x
Volt/Div : 5 V
Time/Div : 250 μs
Frekuensi : 92,8012 Hz
Gambar 4.6 Display Kompensasi Probe 3
Tinggi gelombang : 11,5 kotak
Lebar gelombang : 10 kotak
P : 10x
Volt/Div : 2 V
Time/Div : 250 μs
Frekuensi : 50,0283 Hz
IV.5.2 Menentukan Beda Phase Antara Dua Buah Tegangan yang Berbeda
Phasenya
Gambar 4.7 Gelombang RC Seri 90 Hz
Tinggi gelombang : 10 kotak
Lebar gelombang : 5 kotak
P : 10x
Volt/Div : 10 V
Time/Div : 5 ms
Frekuensi : 90,1776 Hz
R : 100 Ω C : 4,7 μF
Gambar 4.8 Gelombang RC Seri 90 Hz Lissajous
Tinggi gelombang : 0,4 cm
Lebar gelombang : 0,4 cm
P : 10x
Volt/Div : 10 V
Time/Div : 5 ms
Frekuensi : 90,1776 Hz
R : 100 Ω
C : 4,7 μF
Gambar 4.9 RC Seri 180 Hz
Tinggi gelombang : 8 kotak
Lebar gelombang : 14 kotak
P : 10x
Volt/Div : 10 V
Time/Div : 1 ms
Frekuensi : 180,908 Hz
R : 100 Ω C : 4,7 μF
Gambar 4.10 RC Seri 180 Hz Lissajous
Tinggi gelombang : 0,8 cm
Lebar gelombang : 0,8 cm
P : 10x
Volt/Div : 10 V
Time/Div : 1 ms
Frekuensi : 180,908 Hz
R : 100 Ω
C : 4,7 μF
Gambar 4.11 RL Seri 90 Hz
Tinggi gelombang : 7 kotak
Lebar gelombang : 11 kotak
P : 10x
Volt/Div : 1 V
Time/Div : 2,50 ms
Frekuensi : 90,2018 Hz
R : 100 Ω L : 140 μH
Gambar 4.12 RL Seri 90 Hz Lissajous
Tinggi gelombang : 0,4 cm
Lebar gelombang : 0,4 cm
P : 10x
Volt/Div : 1 V
Time/Div : 2,50 ms
Frekuensi : 90,2018 Hz
R : 100 Ω
L : 140 μH
Gambar 4.13 RL Seri 180 Hz
Tinggi gelombang : 11 kotak
Lebar gelombang : 3 kotak
P : 10x
Volt/Div : 1 V
Time/Div : 5 ms
Frekuensi : 180,380 Hz
R : 100 Ω L : 140 μH
Gambar 4.14 RL Seri 180 Hz Lissajouse
Tinggi gelombang : 0,6 cm
Lebar gelombang : 0,6 cm
P : 10x
Volt/Div : 1 V
Time/Div : 2,50 ms
Frekuensi : 180,380 Hz
R : 100 Ω
L : 140 μH
IV.6 Analisa Data Hasil Percobaan
IV.7 Jawaban Pertanyaan
IV.8 Kesimpulan