Prinsip Kerja Osiloskop

22
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

description

Osiloskop

Transcript of Prinsip Kerja Osiloskop

Page 1: 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:

Page 2: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 3: Prinsip Kerja Osiloskop

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.

Page 4: Prinsip Kerja 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).

Page 5: Prinsip Kerja Osiloskop

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.

Page 6: Prinsip Kerja Osiloskop

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.

Page 7: Prinsip Kerja Osiloskop

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.

Page 8: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 9: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 10: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 11: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 12: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 13: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 14: Prinsip Kerja Osiloskop

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

Page 15: Prinsip Kerja Osiloskop

IV.6 Analisa Data Hasil Percobaan

Page 16: Prinsip Kerja Osiloskop

IV.7 Jawaban Pertanyaan

Page 17: Prinsip Kerja Osiloskop

IV.8 Kesimpulan