BAB I
Pendahuluan
1.
Latar belakang
Mengukur pada hakekatnya membandingkan
sesuatu besaran yang belum diketahui besarannya dengan besaran lain yang
diketahui besarnya. Untuk keperluan tersebut diperlukan alat ukur.
Di kehidupan kita, sudah sering kita menjumpai alat
ukur multimeter, namun saat ini kami akan membahas tentang alat ukur Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang
berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi
dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan
elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar
2. Rumusan masalah
1.
Apa definisi
alat ukur Osiloskop ?
2.
Apakah prinsip
kerja dari alat ukur Osiloskop ?
3.
Apa
pengaplikasian dari Osiloskop ?
BAB II
Pembahasan
A. Konsep dasar Osiloskop
Osiloskop termasuk alat ukur elektronik, digunakan untuk melihat
bentuk gelombang,menganalisis gelombang, dan fenomena lain dalam rangkaian
elektronika. Dengan osiloskop dapat melihat amplitudo tegangan dan gelombang
kotak, oleh karena itu harga rata-rata, puncak, RMS (root mean square),
maupun harga puncak kepuncak atau Vp-p dari tegangan dapat kita ukur.
Selain itu, juga hubungan antara frekuensi dan phasa antara dua gelombang juga
dapat dibandingkan. Ada dua jenis osiloskop, yaitu osiloskop analog dan
osiloskop digital.
a. Data Teknik Osiloskop
-
Arah Vertikal
Menampilkan
Kanal-1 (K-1) atau Kanal-2 (K-2), Kanal-1 dan Kanal-2 AC atau chop
Menjumlah
atau Mengurangkan nilai Kanal-1 dan Kanal-2
Tampilan
X-Y :
Melalui K-1 dan K-2 (K-2 dapat dibalik/ diinvers)
Lebar-Pita
: 2 x 0 . . . . 40 MHz
(-3dB)
Kenaikan
waktu : 7 ns, simpangan: < 1%
Koefisien
: di set 1 mV/cm . . .
20V/cm ± 3%
Impedansi
Input : 1 MII 20 pF
Kopel
Input : DC-AC-GND (Ground)
Tegangan
Input maks. : 400 V
-
Arah Horisontal:
Koefisien
waktu : 21 × 0,5 s
sampai 100 ns/cm ± 3% (1-2-5 bagian),
Lebar-pita
penguat-X : 0……2,5 MHz (-3dB)
-
Pembeda
Ukuran
layar : 8 × 10 cm, raster
dalam
Tegangan
akselarasi : 2000 V
Kalibrator
: generator kotak 1 kHz
atau 1 MHz
Output : 0,2 V ± 1%
b.
Osiloskop Analog
Blok
diagram dasar osiloskop yang terdiri dari pemancar elektron (Electron Beam),
pembelok vertikal
(Penguat-Y),
pembelok horizontal (penguat-X), generator basis waktu (Sweep Generator),
catu daya, dan tabung hampa (CRT)
-
Pemancar Elektron:
Merupakan
bagian terpenting sebuah osiloskop. Katode di dalam CRT (Cathode Ray Tube)
akan mengemisikan elektron-elektron ke layar CRT melalui elektrode-elektrode
pemfokus intensitas pancaran elektron ditentukan oleh banyaknya elektron yang
diemisikan oleh katode
Bahan
yang memantulkan cahaya pada layar CRT dapat diperoleh dari sulfid, oksid atau
silikat dari kadmium, yang diaktifkan melalui bahan tambahan dari perak, emas
atau tembaga. Pada umumnya dipilih warna hijau untuk tampilan cahaya pada layar
CRT, karena mata manusia pada umumnya peka terhadap warna
-
Penguat Vertikal:
Penguat
ini dapat memberikan tegangan hingga 100 V. Penguat ini harus dapat menguatkan
tegangan DC maupun AC dengan penguatan yang sama. Pengukuran sinyal dapat
diatur melalui tombol POS (position).
-
Input-Y (Vert.
Input):
Bagian
ini terhubung dengan tombol pembagi tegangan, untuk membagi tegangan yang akan
diukur, dengan perbandingan 10 : 1 atau 100 : 1. Tombol ini harus dibantu
dengan sinyal kotak untuk kompensasi.
-
Penguat Horisontal:
Penguat ini memiliki dua input, satu dari sweep generator,
menghasilkan trace (sapuan) horizontal lewat CRT dan input yang lain menguatkan
sinyal eksternal dan ditampilkan pada CRT hanya pada sumbu horizontal.
Skala pada sumbu Horisontal CRT Osiloskop, digunakan untuk
mengukur waktu (periode) dari sinyal yang diukur, misalnya 2 ms/ divisi.
-
Generator-Waktu
Generator
waktu menghasilkan sinyal gigi gergaji, yang frekuensinya dapat diatur, dengan
cara mengatur periodenya melalui tombol TIME BASE. CRT akan menampilkan sinyal
yang diukur (sinyal input) hanya jika periode sinyal tersebut persis sama
dengan periode sinyal gigi gergaji ini atau merupakan kelipatan periodenya.
-
Catu Daya
Kinerja
catu daya ini sangat mempengaruhi kinerja bagian lainnya di dalam osiloskop.
Catu daya yang tidak terregulasi dengan baik akan menyebabkan kesalahan
pengukuran dan tampilan yang tidak baik pada CRT (fokus, kecerahan/ brightness,
sensitifitas, dan sebagainya).
c. Osiloskop Dua Kanal
Seringkali
orang perlu melakukan pengukuran dua sinyal AC yang berbeda dalam waktu yang
sama. Misalnya kanal-1 mengukur sinyal input dan kanal-2 mengukur sinyal output
secara bersamaan, maka osiloskop dua kanal mampu menampilkan dua sinyal dalam
waktu bersamaan dalam satu layar.
Blok
diagram osiloskop dua kanal mempunyai sebuah sistem pembangkit sinar (electron
gun). Dua sinyal input dapat dimasukkan melalui kanal-1 dan kanal-2
(masingmasing penguat-Y). Pengaktifan kedua penguat-Y tersebut dipilih secara
elektronik, melalui frekuensi yang berbeda untuk tiap kanal. Kedua sinyal input
tersebut akan masuk melalui satu elektron-gun secara bergantian lalu
ditampilkan pada CRT. Jika sinyal input mempunyai frekuensi rendah, maka
sakelar elektronik akan mengaturnya pada frekuensi tinggi. Sebaliknya, jika
input sinyal mempunyai frekuensi tinggi, maka sakelar elektronik akan
mengaturnya pada frekuensi yang lebih rendah. Tampilan sapuan ganda (dual-trace)
dari electron beam tunggal dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu chop
time sharing dan alternate time sharing. Pemilihan kanal dilakukan
oleh multivibrator yang akan mengoperasikan sakelar elektronik secara otomatis.
d. Osiloskop Digital
Blok diagram osiloskop digital semua sinyal analog akan
digitalisasi. Osiloskop digital, misalnya storage osciloscope terdiri
dari:
•
ADC (Analog-to-Digital Converter)
•
DAC (Digital-to-Analog Converter)
•
Penyimpan Elektronik
Pada
osiloskop jenis ini, semua data yang akan ditampilkan disimpan di dalam RAM.
Sinyal analog akan dicuplik (sampling), lalu dikuantisasi oleh ADC,
yaitu diberi nilai (biner) sesuai dengan besarnya amplitudo tersampling (Gambar
8.38). Nilai ini dapat ditampilkan kembali secara langsung pada layar CRT
atau monitor PC melalui kabel penghubung RS-232. Perbedaan antara osiloskop
analog dan digital
hanya
pada pemproses sinyal ADC. Pengarah pancaran elektron pada osiloskop ini sama
dengan pengarah pancaran elektron pada
osiloskop analog. Osiloskop digital ada yang dilengkapi dengan perangkat lunak
matematik untuk analisis sinyal atau printer.
B.
Prinsip Kerja Osiloskop
Saat kita
mengkoneksikan probe ke sebuah rangkaian, Sinyal tegangan mengalir dari probe
menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop [ Vertical System ]
( Lihat Skema ), Sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan masukan
sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan masukan. Pengaturan ini
ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada
user interface Osiloskop.
Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu
diteruskan menuju Pelat Defleksi
vertikal pada sebuah CRT [ Catode Ray Tube, Akan dijelaskan nanti ] ,
sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT
untuk menggerakkan Berkas2 elektron secara
bidang vertikal saja ( Ke atas
atau ke bawah )
Sampai Point ini dapat kita simpulkan bahwa Vertical
System pada osiloskop analog ada untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.
Lalu Sinyal masuk ke dalam Pelat defleksi vertikal.
Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas berkas elektron
Bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak keatas,
sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong kebawah
Sinyal Yang keluar dari Vertikal Sytem tadi juga
diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa
yang disebut dengan "Horizontal Sweep" [ pergerakan elektron secara
sweep -- Nyapu kiri kanan kiri gitu deh ^^ -- dalam dimensi horizontal, atau
dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron
untuk bergerak menyebrangi layar dalam suatu interval waktu tertentu, nah
pergerakan yang super cepat dari elektron yang dapat mencapai 500,000 kali per
detik inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (
Seperti kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar
) ]
Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi
layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode / Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya
adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.
Bersama, pengaturan bidang vertikal dan horizontal
ahirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati kedalam bentuk
grafik yang kita kenal sampai saat ini.
Berdasarkan Hasil evaluasi, pembaca
tampaknya lebih senang dengan artikel yang dibahas secara tuntas dan
terperinci, berhubung saya lumayan mengusai materi yang satu ini.. maka saya
memutuskan untuk memecah materi ini menjadi 3 bagian
C. Pengaplikasian Osiloskop
1.
Mengukur Arus Listrik AC
Pada dasarnya osiloskop hanya mengukur tegangan. untuk mengukur
arus dilakukan secara tidak langsung dengan R = 1W untuk mengukur drop
tegangan.
Misalnya:
Vp
= 50 mV/div · 3div
=
150 mV = 0,15 V
Vrms
= 0,15 2
V
=
0,1 V
I
= Vrms/R = 0,1V / 1Ω
=
0,1 A 8-26
Bentuk
sinyal arus yang melalui resistor R adalah sinusoida menyerupai tegangan. Pada
beban resistor sinyal tegangan dan sinyal arus akan sephasa.
BAB III
Penutup
a.
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang
berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi
dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan
elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar
b. Berikut ini diberikan ilustrasi pengukuran dengan menggunakan
osiloskop meliputi:
1. pengukuran tegangan DC,
2. mengukur tegangan AC, periode, dan frekuensi,
3. mengukur arus listrik AC,
4. pengukuran beda phasa tegangan dengan arus listrik AC, dan
5. pengukuran sudut
penyalaan thyristor.
DAFTAR
PUSTAKA
0 komentar:
Posting Komentar