Belajar Osciloscope

MAKALAH

OSCILLOSCOPE

Oleh :

·       Arsyad Cahya Subrata (12022030)

·       Yayan Destiantoro (12022035)

·       Nurwahyuddi (12022038)

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN

YOGYAKARTA

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya serta kesehatan sehingga kami mampu untuk menyelesaikan makalah yang berjudul “Petunjuk Penggunaan Oscilloscope” ini.

        Adapun tujuan membuat makalah ini adalah untuk menyelesaikan tugas yang telah diberikan kepada kami. Serta agar kami mendapat ilmu yang bermanfaat untuk kedepannya bisa saya terapkan di dunia kerja yang nyata. 

          Kami mengucapkan banyak terimakasih kepada pihak yang telah membantu baik dalam saran maupun support yang telah diberikan sehingga makalah ini dapat kamia selesaikan tepat pada waktu yang telah ditetukan oleh dosen.

Yogyakarta, 16 Maret 2013

Arsyad Cahya Subrata                          Yayan Destiantoro                                 Nurwahyuddi

     NIM. 12022030                               NIM. 12022035                               NIM. 12022038

DAFTAR ISI

Halaman Judul

Kata pengantar

Daftar Isi

       I.            Pendahuluan ………………………………………………………………………..... 1

A.    Latar Belakang …………………………………………………………... 1

B.     Tujuan …………………………………………………………………… 2

    II.            Pembahasan ………………………………………………………………………….. 3

A.    Pengenalan Oscilloscope ………………………………………………… 3

B.     Setting Default Osiloskop ……………….…………………………….… 5

C.     Kalibrasi Osiloskop …………………………………………………….... 7

D.    Cara Kerja Osiloskop Analog …..…………………………………….…. 9

E.     Kinerja Osiloskop ……………………………..………………………... 10

F.      Panel Kendali        ……….…………………………………………..…. .12

G.    Pengukuran Waktu dan Frekuensi …………………………………….... 20

H.    Sumber Sinyal …………………………………………………………... 22

I.       Probe ……………………………………………….………………….... 24

 III.            Penutup …………………………………………………………………………….. .25

Kesimpulan ………………………………………………………………………..... 25

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Osiloskop sinar katoda (cathode ray oscilloscop, selanjutnya disebut CRO) adalah instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalkan yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik. Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik atau gambar (plotter) X-Y yang sangat cepat yang memperagakan sebuah sinyal masukan terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (“stylus”) plotter ini adalah sebuah bintik cahaya yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangan-tegangan masukan.

            Dalam pemakaian CRO yang biasa, sumbu X atau masukan horizontal adalah tegangan tanjak (ramp voltage) linear yang dibangkitkan secara internal, atau basis waktu (time base) yang secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri ke kanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke sumbu Y atau masukan vertical CRO, menggerakkan bintik ke atas dan ke bawah sesuai dengan nilai sesaat tegangan masukan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas layar pada gambar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berulang dengan laju yang cukup cepat, gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar. Dengan demikian CRO melengkapi suatu cara pengamatan tegangan yang berubah terhadap waktu.

            Di samping tegangan, CRO dapat menyajikan gambaran visual dari berbagai fonemena dinamik melalui pemakaian transducer yang mengubah arus, tekanan, regangan, temperatur, percepatan, dan banyak besaran fisis lainnya menjadi tegangan.

            CRO digunakan untuk menyelidiki bentuk gelombang, peristiwa transien dan besaran lainnya yang berubah terhadap waktu dari frekuensi yang sangat rendah ke frekuensi yang sangat tinggi. Pencatatan kejadian ini dapat dilakukan oleh kamera khusus yang ditempelkan ke CRO guna penafsiran kuantitatif.

            Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk bermacam-macam pengukuran besaran fisika. Besaran listrik yang dapat diukur dengan menggunakan alat itu antara lain tegangan searah, tegangan bolak-balik, arus searah, arus bolak-balik, waktu, sudut fasa, frekuensi, dan untuk bermacam kegiatan penilaian bentuk gelombang seperti waktu timbul dan waktu turun. Banyak besaran nirlistrik seperti tekanan, gaya tarik, suhu, dan kecepatan dapat diukur dengan menggunakan tranduser sebagai pengubah ke besaran tegangan.

            

B.     TUJUAN

            Osiloskop adalah alat ukur yang banyak digunakan baik pada industri, laboratorium maupun pada tempat perbaikan peralatan elektronik. Mengingat alat itu begitu banyak digunakan dan tugasnya pun berbeda-beda, sebelum mempraktikan osiloskop maka praktikan diharapkan mampu :

1.      Memahami fungsi dari osiloskop.

2.      Mengetahui fungsi panel-panel yang berada pada osiloskop.

3.      Melihat bentuk-bentuk gelombang listrik dalam layar osiloskop.

4.      Mengukur besar tegangan maksimum maupun puncak ke puncak dari masing-masing bentuk gelombang listrik.

5.      Mengukur besar frekuensi.

6.      Mengukur beda phasa dengan metoda dua saluran dan metoda X-Y.

7.      Memahami cara mengkalibrasi osiloskop

BAB II

PEMBAHASAN

A.    PENGENALAN OSCILLOSCOPE

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t.

Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

Osiloskop ‘Dual Trace’ dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.

Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

Gambar.1 Layar Osiloskop

Wujud/bangun dari osiloskop mirip-mirip sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis(grid) pada layarnya.

Gambar.2 Osiloskop analog Goodwill seri 622 G

Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaran-besaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut.

Contoh beberapa kegunaan osiloskop :

* Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

* Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.

* Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.

* Membedakan arus AC dengan arus DC.

* Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.

Ada beberapa jenis gelombang yang ditampilkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:

• Gelombang segitiga.
• Gelombang sinusoida
• Gelombang blok
• Gelombang gigi gergaji 

B.  SETTING DEFAULT OSCILLOSCOPE

Tombol Umum:

·         On/Off : Untuk menghidupkan/mematikan Oscilloscope

·         Ilumination : Untuk menyalakan lampu latar.

·         Intensity : Untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi

·         Focus : Untuk mengatur ketajaman garis frekuensi

·         Rotation : Untuk mengatur posisi kemiringan rotasi garis frekuensi

·         CAL : Frekuensi Sample yg dpt diukur utk mengkalibrasi Oscilloscope

Tombol di Vertikal Block :

·         Position : Untuk mengatur naik turunnya garis

·         V. Mode : Untuk mengatur Channel yg dipakai

·         Ch1 : Menggunakan Input Channel1

·         Ch2 : menggunakan Input Channel 2

·         Alt : (Alternate) menggunakan bergantian Channel1 dan Channel 2

·         Chop : Menggunakan potongan dari Channel 1 dan Channel2

·         Add : Menggunakan penjumlahan dari Ch1 dan Ch2

·         Coupling : Dipilih sesuai input Channel yg digunakan,

·         Source : Sumber pengukuran bisa dari Channel1 atau Channel2

·         Slope : Normal digunakan yang +. Gunakan yang – untuk kebalikan gelombang.

·         AC-GND-DC : Pilih AC utk gelombang bolak-balik (peak to peak)

·         Pilih DC utk gelombang/tegangan searah DC

·         Pilih GND utk menonaktifkan gelombang mis:Utk menentukan posisi awal

·         VOLTS/DIV : Untuk menentukan skala vertikal tegangan dlm satu kotak/DIV Vertikal.

Tombol di Horizontal Block :

·         Position : Untuk mengatur posisi horizontal dari garis gelombang.

·         TIME/DIV : Untuk megatur skala frekuensi dlm satu kotak/DIV Horizontal.

·         X10 MAG : Untuk memperbesar/ Magnificient frekuensi menjadi 10x lipat.

·         Variable : Untuk mengatur kerapatan gelombang horizontal.

·         Trigger Level : Untuk mengatur agar frekuensi tepat terbaca.

Rumus frekuensi dengan Time(Waktu):

Frekuensi satuannya Hertz (Hz)

Time satuannya Detik/Second (s)

f = 1

T

T = 1

F

M = mega (1.000.000) 1 MHz >< 1 S

µ = mikro (1/1.000.000)

Setting tombol yang biasa saya gunakan untuk pengukuran frekuensi (Jadi gak perlu milih2 lagi):

26 Mhz dan 13 Mhz dan 38,4 Mhz

Volts/Div : 20m Volt

Time/Div : Mentok ke kanan

32 Khz Crystal (Sebelum masuk CCONT)

Volts/Div : 20mV atau 50mV

Time/Div : 20 µS (Boleh juga 0,1mS / 50 µS / 10 µS)

32 Khz Sleep Clock (Sesudah masuk CCONT)
Volts/Div : 1 Volts
Time/Div : 20 µ S

RX I/Q
Volts/Div : 0,2 Volts
Time/Div : 1 mS

SClk (Synthetizer Clock) 3V
Volts/Div : 1 Volt
Time/Div : 0,1mS atau bebas.

COBBA Clock
Volts/Div : 0,5 Volts
Time/Div : mentok ke kanan.

C.  KALIBRASI OSILOSKOP

Pada umumnya, tiap osiloskop sudah dilengkapi sumber sinyal acuan untuk kalibrasi. Sebagai contoh, osiloskop GW tipe tertentu mempunyai acuan gelombang persegi dengan amplitudo 2V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz.

Misalkan kanal 1 yang akan dikalibrasi, maka BNC probe dihubungkan ke terminal masukan kanal 1, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar.3 Probe 1X

Gambar di atas menggunakan probe 1X, dengan ujung probe yang merah dihubungkan ke terminal kalibrasi. Capit buaya yang hitam tidak perlu dihubungkan ke ground osiloskop karena sudah terhubung secara internal. Pada layar osiloskop akan nampak gelombang persegi. Atur tombol kontrol VOLTS/DIV dan TIME/DIV sampai diperoleh gambar yang jelas dengan amplitudo 2 V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz., seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar.4 Layar osiloskop dengan Square Wave

Gunakan tombol kontrol posisi vertikal V-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah vertikal dan tombol horizontal H-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah horizontal. Cara ini dilakukan agar letak gambar mudah dilihat dan dibaca.

Gambar.5 Vertical Position dan Horizontal Position

 

D.  CARA KERJA OSILOSKOP ANALOG

Pada saat osiloskop dihubungkan dengan sirkuit, sinyal tegangan bergerak melalui probe ke sistem vertical. Pada gambar ditunjukkan diagram blok sederhana suatu osiloskop analog.

Gambar.6 Diagram blog osiloskop analog

           Bergantung kepada pengaturan skala vertikal(volts/div), attenuator akan memperkecil sinyal masukan sedangkan amplifier akan memperkuat sinyal masukan.

Selanjutnya sinyal tersebut akan bergerak melalui keping pembelok vertikal dalam CRT(Cathode Ray Tube). 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 naik sedangkan tegangan negatif akan menyebabkan titik tersebut turun. 

Sinyal akan bergerak juga ke bagian sistem trigger untuk memulai sapuan horizontal (horizontal sweep). Sapuan horizontal ini menyebabkan titik cahaya bergerak melintasi layar. Jadi, jika sistem horizontal mendapat trigger, titik cahaya melintasi layar dari kiri ke kanan dengan selang waktu tertentu. Pada kecepatan tinggi titik tersebut dapat melintasi layar hingga 500.000 kali per detik.

Secara bersamaan kerja sistem penyapu horizontal dan pembelok vertikal akan menghasilkan pemetaan sinyal pada layar. Trigger diperlukan untuk menstabilkan sinyal berulang. Untuk meyakinkan bahwa sapuan dimulai pada titik yang sama dari sinyal berulang, hasilnya bisa tampak pada gambar berikut :

Gambar.7 Gambang sebelum ditriger dan setelah ditriger

Pada saat menggunakan osiloskop perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1.      Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar.

2.      Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.

3.      Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.

4.      Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.

5.      Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.

E.   KINERJA OSILOSKOP

Istilah yang dijelaskan pada bagian ini akan sering digunakan untuk membicarakan kehandalan sebuah osiloskop.

a.       Lebar Pita (Bandwidth)

Spesifikasi bandwidth menunjukan daerah frekuensi yang dapat diukur oleh osiloskop dengan akurat. Sejalan dengan peningkatan frekuensi, kapabilitas dari osiloskop untuk mengukur secara akurat semakin menurun. Berdasarkan perjanjian, bandwidth menunjukkan frekuensi ketika sinyal yang ditampilkan tereduksi menjadi 70.7% dari sinyal sinus yang digunakan. (angka 70.7% mengacu pada titik “-3 dB”, sebuah istilah yang berdasar pada skala logaritmik). 

b.      Rise Time

Rise Time adalah cara lain untuk menjelaskan daerah frekuensi yang berguna dari sebuah osiloskop. Perubahan sinyal rendah ke tinggi yang cepat, pada gelombang persegi, menunjukkan rise time yang tinggi. Rise time menjadi sebuah pertimbangan penting ketika digunakan dalam pengukuran pulsa dan sinyal tangga. Sebuah osiloskop hanya dapat menampilkan pulsa yang risetime-nya lebih rendah dari rise time osiloskop.

c.       Sensitivitas Vertikal

Sensitivitas vertikal menunjukan berapa kemampuan penguatan vertikal untuk memperkuat sinyal lemah. Sensitivitas vertikal biasanya bersatuan mVolt/div. Sinyal terlemah yang dapat ditangkap oleh osiloskop umumnya adalah 2 mV/div. 

d.      Kecepatan Sapuan (Sweep Speed)

Untuk osiloskop analog, spesifikasi ini menunjukkan berapa cepat “trace” dapat menyapu sepanjang layar, yang memudahkan untuk mendapatkan detail dari sinyal. Kecepatan sapuan tercepat dari sebuah osiloskop biasanya bersatuan nanodetik/div (ns/Div)

e.       Akurasi Gain

Akurasi penguatan menunjukkan seberapa teliti sistem vertikal melemahkan atau menguatkan sebuah sinyal. 

f.       Basis Waktu dan Akurasi Horizontal

Akurasi horizontal menunjukkan seberapa teliti sistem horizontal menampilkan waktu dari sinyal. Biasanya hal ini dinyatakan dengan % error.

g.      Sample Rate

Pada osiloskop digital, sampling rate menunjukkan laju pencuplikan yang bisa ditangkap oleh ADC (tentu saja sama dengan osiloskop). Sample rate maksimum ditunjukkan dengan megasample/detik (MS/s). Semakin cepat osiloskop mencuplik sinyal, semakin akurat osiloskop menunjukkan detil suatu sinyal yang cepat. Sample rate minimum juga penting jika diperlukan untuk melihat perubahan kecil sinyal yang berlangsung dalam waktu yang panjang.

h.      Resolusi ADC (Resolusi Vertical)

Resolusi dari ADC (dalam bit) menunjukkan seberapa tepat ADC dapat mengubah tegangan masukan menjadi nilai digital. 

i.        Panjang Record

Panjang record dari sebuah osiloskop digital menunjukkan berapa banyak gelombang dapat disimpan dalam memori. Tiap gelombang terdiri dari sejumlah titik. Titik-titik ini dapat disimpan dalam sebuah record gelombang. Panjang maksimum dari record bergantung dari banyaknya memori dalam osiloskop. Karena osiloskop hanya dapat menyimpan dalam jumlah yang terbatas ada pertimbangan antara detail record dan panjang record. Karena itu kita dapat memperoleh sebuah gambaran detil untuk waktu yang pendek atau gambaran yang kurang mendetil untuk jangka waktu yang lebih lama. Pada Beberapa osiloskop kita dapat menambahkan memori untuk meningkatkan panjang record.

F.  PANEL KENDALI

Perhatikan bagian depan. Bagian ini dibagi atas 3 bagian lagi yang diberi nama Vertical, Horizontal, and Trigger. Osilosokop anda mungkin mempunyai bagian-bagian tambahan lainnya tergantung pada model dan tipe osiloskop (analog atau digital). Perhatikan bagian input. Bagian ini adalah tempat anda memasukkan input. Kebanyakan osiloskop paling sedikit mempunyai 2 input dan masing-masing input dapat menampilkan tampilan gelombang di monitor peraga. Penggunaan secara bersamaan digunakan untuk tujuan membandingkan.

Tombol-tombol pada panel osiloskop antara lain :

• Focus : Digunakan untuk mengatur fokus 
• Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar
• Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar
• Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar
• Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar
• Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)
• AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.
• Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.
• Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal (Dual Trace) yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu dipasang untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Lebih rinci perhatikan gambar panel kontrol Oscilloscope Dual Trace berikut :

Gambar.8 Panel kontrol osiloskop

Keterangan gambar panel kontrol Osilokop Dual Trace diatas :
1.    VERTICAL INPUT : merupakan input terminal untuk channel-A/saluran A.
2.    AC-GND-DC : Penghubung input vertikal untuk saluran A.

• Jika tombol pada posisi AC, sinyal input yang mengandung komponen DC akan    ditahan/di-blokir oleh sebuah kapasitor. 
• Jika tombol pada posisi GND, terminal input akan terbuka, input yang bersumber dari penguatan internal di dalam Oscilloscope akan di-grounded. 
• Jika tombol pada posisi DC, input terminal akan terhubung langsung dengan penguat yang ada di dalam Oscilloscope dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar monitor.

3.    MODE

• CH-A :  tampilan bentuk gelombang channel-A/saluran A.
• CH-B :  tampilan bentuk gelombang channel-B/saluran B.
• DUAL : pada batas ukur (range) antara 0,5 sec/DIV – 1 msec (milli second)/DIV, kedua frekuensi dari kedua saluran (CH-A dan CH-B) akan saling berpotongan pada frekuensi sekitar 200k Hz. Pada batas ukur (range) antara 0,5 msec/DIV – 0,2 µ sec/DIV saklar jangkauan ukur kedua saluran (channel/CH) dipakai bergantian.
• ADD : CH-A dan CH-B saling dijumlahkan. Dengan menekan tombol PULL INVERT akan diperoleh SUB MODE.

4.    VOLTS/DIV variabel untuk saluran (channel)/CH-A.
5.    VOLTS/DIV pelemah vertikal (vertical attenuator) untuk saluran (channel)/CH-A.

• Jika tombol “VARIABLE” diputar ke kanan (searah jarum jam), pada layar monitor akan tergambar tergambar tegangan per “DIV”. Pilihan per “DIV” tersedia dari 5 mV/DIV – 20V/DIV.

6.    Pengatur posisi vertikal untuk saluran (channel)/CH-A.
7.    Pengatur posisi horisontal.
8.    SWEEP TIME/DIV.
9.    SWEEP TIME/DIV VARIABLE.
10.    EXT.TRIG untuk men-trigger sinyal input dari luar.
11.    CAL untuk kalibrasi tegangan pada 0,5 V p-p (peak to peak) atau tegangan dari puncak
         ke puncak.
12.    COMP.TEST saklar untuk merubah fungsi Oscilloscope sebagai penguji komponen
         (component tester). Untuk menguji komponen, tombol SWEEP TIME/DIV di “set” pada
         posisi CH-B untuk mode X-Y. tombol AC-GND-DC pada posisi GND.
13.    TRIGGERING LEVEL.
14.    LAMPU INDIKATOR.
15.    SLOPE (+), (-) penyesuai polaritas slope (bentuk gelombang).
16.    SYNC untuk mode pilihan posisi saklar pada; AC, HF REJ, dan TV.
17.    GND terminal ground/arde/tanah.

18.    SOURCE penyesuai pemilihan sinyal (syncronize signal selector). Jika tombol SOURCE

   pada posisi :

• INT : sinyal dari channel A (CH-A) dan channel B (CH-B) untuk keperluan pen-trigger-an/penyulutan saling dijumlahkan,
• CH-A : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-A,
• CH-B : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-B,
• AC   : bentuk gelombang AC akan sesuai dengan sumber sinyal AC itu sendiri,
• EXT : sinyal yang masuk ke EXT TRIG dibelokkan/dibengkokkan disesuaikan dengan sumber sinyal.

19.    POWER ON-OFF.

20.    FOCUS digunakan untuk menghasilkan tampilan bentuk gelombang yang optimal.

21.    INTENSITY pengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.

22.    TRACE ROTATOR digunakan utuk memposisikan tampilan garis pada layar agar tetap
         berada pada posisi horisontal. Sebuah obeng dibutuhkan untuk memutar trace rotator ini.

23.    CH-B POSITION tombol pengatur untuk penggunaaan CH-B/channel (saluran) B.

24.    VOLTS/DIV pelemah vertikal untuk CH-B.

25.    VARIABLE.

26.    VERTICAL INPUT input vertikal untuk CH-B.

27.    AC-GND-DC untuk CH-B kegunaannya sama seperti penjelasan yang terdapat pada
         nomor 2.

28.    COMPONET TEST IN terminal untuk komponen yang akan diuji.

a.       Pengendali Horizontal

Gunakan pengendali horizontal untuk mengatur posisi dan skala pada bagian horizontal gelombang. Gambar berikut menunjukkan jenis panel depan dan penala layar untuk mengatur bagian horizontal.

Gambar.9 Kontrol Horizontal

Tombol posisi horizontal menggerakkan gambar gelombang dari sisi kiri ke kanan atau sebaliknya sesuai keinginan kita pada layar.

Tombol Time / Div ( time base control). Tombol kontrol Time/div memungkinkan untuk mengatur skala horizontal. Sebagai contoh, jika skala dipilih 1 ms, berarti tiap kotak(divisi) menunjukkan 1 ms dan total layar menunjukkan 10 ms(10 kotak horisontal). Jika satu gelombang terdiri dari 10 kotak, berarti periodanya adalah 10 ms atau frekuensi gelombang tersebut adalah 100 Hz. Mengubah Time/div membuat kita bisa melihat interval sinyal lebih besar atau lebih kecil dari semula, pada layar osiloskop, gambar gelombang akan ditampilkan lebih rapat atau renggang. Seringkali skala Time/Div dilengkapi dengan tombol variabel (fine control) untuk mengatur skala horsiontal.. Tombol ini digunakan untuk melakukan kalibrasi waktu.

b.      Pengendali Vertikal

Pengendali ini digunakan untuk merubah posisi dan skala gelombang secara vertikal. Osiloskop memiliki pula pengendali untuk mengatur masukan coupling dan kondisi sinyal lainnya yang dibahas pada bagian ini. Gambar 1 menunjukkan tampilan panel depan dan menu on-screen untuk kontrol vertikal.

Gambar.10 Kontrol Vertikal

Tombol posisi vertikal digunakan untuk menggerakkan gambar gelombang pada layar ke arah atas atau ke bawah.

Tombol Volts / Div. Tombol Volts / div menagtur skala tampilan pada arah vertikal. Pemilihan posisi. Misalkan tombol Volts/Div diputar pada posisi 5 Volt/Div, dan layar monitor terbagi atas 8 kotak (divisi) arah vertikal. Berarti, masing-masing divisi (kotak) akan menggambarkan ukuran tegangan 5 volt dan seluruh layar dapat menampilkan 40 volt dari dasar sampai atas. Jika tombol tersebut berada pada posisi 0.5 Volts/dDiv, maka layar dapat menampilkan 4 volt dari bawah sampai atas, dan seterusnya. Tegangan maksimum yang dapat ditampilkan pada layar adalah nilai skala yang ditunjukkan pada tombol Volts/Div dikali dengan jumlah kotak vertikal. Jika probe yg digunakan menggunakan faktor pelemahan 10x, maka tegangan yang terbaca harus dikalikan 10. Seringkali skala Volts/Div dilengkapi dengan tombol variabel penguatan( variable gain) atau fine gain control. Tombol ini digunakan untuk melakukan kalibrasi tegangan.

c.       Masukan Coupling

Coupling merupakan metoda yang digunakan untuk menghubungkan sinyal elektrik dari suatu sirkuit ke sirkuit yang lain. Pada kasus ini, masukan coupling merupakan penghubung dari sirkuit yang sedang di tes dengan osiloskop. Coupling dapat ditentukan/diset ke DC, AC, atau ground. Coupling AC menghalangi sinyal komponen DC sehingga terlihat bentuk gelombang terpusat pada 0 volts. Gambar 2 mengilustrasikan perbedaan ini. Coupling AC berguna ketika seluruh sinyal (arus bolak balik dan searah) terlalu besar sehingga gambarnya tidak dapat ditampilkan secara lengkap.

Gambar.11 Masukan coupling AC dan DC

Setting ground memutuskan hubungan sinyal masukan dari sistem vertikal, sehingga 0 volts terlihat pada layar. Dengan masukan coupling tang di-ground kan dan auto trigger mode (mode picu otomatis), terkihat garis horisontal pada layar yang menggambarkan 0 volts. Pergantian dari DC ke ground dan kemudian baik lagi berguna untuk pengukuran tingkat sinyal tegangan.

d.      Filter Frekuensi

Kebanyakan osiloskop dilengkapi dengan rangkaian filter frekuensi. Dengan membatasi frekuensi sinyal yang boleh masuk memungkinkan untuk mengurangi noise/gangguan yang kadang-kadang muncul pada tampilan gelombang, sehingga didapat tampilan sinyal yang lebih baik. 

e.       Pembalik Polaritas

Kebanyakan osiloskop dilengkapi dengan pembalik polaritas sinyal, sehingga tampilan gambar berubah fasanya 180 derajad.

f.       Alternate and Chop Display

Pada osiloskop analog, misal dua kanal, ada dua cara untuk menampilkan sinyal gelombang secara bersamaan. Mode bolak-balik (alternate) menggambar setiap kanal secara bergantian. Mode ini digunakan dengan kecepatan sinyal dari medium sampai dengan kecepatan tinggi, ketika skala times/div di set pada 0.5 ms atau lebih cepat.

Mode chop menggambar bagian-bagian kecil pada setiap sinyal ketika terjadi pergantian kanal. Karena pergantian kanal terlalu cepat untuk diperhatikan, sehingga bentuk gelombang tampak kontinu. Untuk mode ini biasanya digunakan dengan sinyal lambat dengan kecepatan sweep 1ms per bagian atau kurang. Gambar 12 menunjukkan perbedaan antara 2 mode tersebut. Seringkali berguna untuk melihat sinyal dengan ke dua cara. Untuk meyakinkan didapat pandangan terbaik, cobalah kedua cara tersebut

Gambar.12 Perbedaan mode gelombang

Gambar.13 Pengukuran Fasa

Bagian pengontrol horizontal memiliki mode XY sehingga kita dapat menampilkan sinyal input dibandingkan dengan dasar waktu pada sumbu horizontal. (Pada beberapa osiloskop digital digunakan mode setting tampilan).

Fase gelombang adalah lamanya waktu yang dilalui dimulai dari satu loop hingga awal dari loop berikutnya. Diukur dalam derajat. Phase shift menjelaskan perbedaan dalam pewaktuan antara dua atau lebih sinyal periodik yang identik.

Salah satu cara mengukur beda fasa adalah menggunakan mode XY. Yaitu dengan memplot satu sinyal pada bagian vertikal(sumbu Y) dan sinyal lain pada sumbu horizontal(sumbu X). Metoda ini akan bekerja efektif jika kedua sinyal yang digunakan adalah sinyal sinusiodal. Bentuk gelombang yang dihasilkan adalah berupa gambar yang disebut pola Lissajous(diambil dari nama seorang fisikawan asal Perancis Jules Antoine Lissajous dan diucapkan Li-Sa-Zu). Dengan melihat bentuk pola Lissajous kita bisa menentukan beda fasa antara dua sinyal. Juga dapat ditentukan perbandinga frekuensi. Gambar di bawah ini memperlihatkan beberapa pola Lissajous denagn perbandingan frekuensi dan beda fasa yang berbeda-beda.

Gambar.14 Pola Lissajous

Bagian ini telah menjelaskan dasar-dasar teknik pengukuran. Pengukuran lainnya membutuhkan setting up osiloskop untuk mengukur komponen listrik pada tahapan lebih mendalam,melihat noise pada sinyal, membaca sinyal transien, dan masih banyak lagi aplikasi lainnya. Teknik pengukuran yang akan kita gunakan bergantung jenis aplikasinya, tetapi kita telah mempelajari cukup banyak untuk seorang pemula. Praktek menggunakan osiloskop dan bacalah lebih banyak mengenai hal ini. Dengan terbiasa maka pengoperasian dan pengukuran akan menjadi lebih mudah.

G.  PENGUKURAN WAKTU DAN FREKUENSI

Ambil waktu pengukuran dengan menggunakan skala horizontal pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi perioda, lebar pulsa(pulse width), dan waktu dari pulsa. Frekuensi adalah bentuk resiprok dari perioda, jadi dengan mengukur perioda frekuensi akan diketahui, yatu satu per perioda. Seperti pada pengukuran tegangan, pengukuran waktu akan lebih akurat saat meng-adjust porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Ambil pengukuran waktu sepanjang garis horizontal pada tengah-tengah layar, atur time/div untuk memperoleh pengukuran yang lebih akurat. (Lihat gambar berikut .)

Gambar.15 Pengukuran waktu pada skala tengah Horizontal

Pengukuran Waktu Pada Skala Tengah Horizontal dan contoh animasi penggunaan pengaturan waktu Pada banyak aplikasi, informasi mendetil tentang pulsa sangatlah penting. Pulsa bisa mengalami distorsi dan menyebabkan rangkaian digital menjadi malfungsi, dan pewaktuan pulsa pada jalannya seringkali signifikan.

Pengukuran standard pulsa adalah mengenai pulse width dan pulse rise time. Rise time adalah waktu yang diperlukan pulsa saat bergerak dari tegangan low ke high. Dengan aturan pengukuran rise time ini diukur dari 10% hingga 90% dari tegangan penuh pulsa. Hal ini mengeliminasi ketidakteraturan pada sudut transisi pulsa. Hal ini juga menjelaskan kenapa pada kebanyakan osiloskop memiliki 10% hingga 90% penandaan pada layarnya. Lebar pulsa adalah lamanya waktu yang diperlukan saat bergerak dari low ke high dan kembali ke low lagi. Dengan aturan lebar pulsa terukur adalah 50% tegangan penuh. Untuk lebih jelas anda lihat gambar berikut :

Gambar.16 Titik Pengukuran Waktu dan Pulsa

Pengukuran pulsa seringkali memerlukan penalaan yang baik yaitu trigerring. Untuk lebih meguasai pengukuran pulsa, anda harus mempelajari bagaimana menggunakan trigger hold off untuk mengeset osiloskop digital intuk menangkap pretrigger data, sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya pada sesi pembahasan kontrol.

H.  SUMBER SINYAL

Makna umum dari sebuah pola yang berulang terhadap waktu disebut gelombang, termasuk didalamnya gelombang suara, otak maupun listrik. Satu siklus dari sebuah gelombang merupakan bagian dari gelombang yang berulang. 

Sebuah bentuk gelombang (waveform) merupakan representasi grafik dari sebuah gelombang. Bentuk gelombang tegangan menunjukkan waktu pada sumbu horizontal dan amplitudo tegangan pada sumbu vertikal.

Sebuah bentuk gelombang dapat menunjukkan berbagai hal tentang sebuah sinyal. Naik-turunnya gelombang menunjukkan perubahan tegangan. Sebuah garis yang datar menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan pada jangka waktu tersebut. Garis diagonal menunjukkan perubahan linear – meningkat atau menurunnya tegangan dengan laju tetap. Sudut yang tajam menunjukkan perubahan mendadak. 

Sumber gelombang listrik (sinyal listrik) dapat berasal dari berbagai macam, seperti: dari signal generator (pembangkit sinyal), jala-jala listrik, rangkaian elektronik, dll. Beberapa diantaranya ditunjukkan pada gambar

Gambar.17 Sumber dan gambar sinyalnya

Gambar.18 Macam-macam bentuk gelombang

Gambar.19 Sinyal generator

I.  PROBE

Sekarang anda siap menghubungkan probe ke osiloskop. Probe adalah kabel penghubung yang ujungnya diberi penjepit, dengan penghantar kerkualitas, dapat meredam sinyal-sinyal gangguan, seperti sinyal radio atau noise yang kuat.

Probe didesain untuk tidak mempengaruhi rangkain yang diukur. Hambatan keluaran dari osiloskop mungkin saja membebani rangkaian yang akan diukur. Untuk meminimumkan pengaruh pembebanan, anda mungkin perlu menggunakan probe peredam (pasif) 10 X

Osiloskop anda mungkin dilengkapi dengan probe pasif sebagai standar pelengkap. Probe pasif berguna sebagai alat untuk tujuan pengujian tertentu dan troubleshooting. Untuk pengukuran atau pengujian yang spesifik, beberap probe yang lain mungkin diperlukan. Misalnya probe aktif dan probe arus.

Penjelasan selanjutnya, akan lebih menekankan pada pemakaian probe pasif karena tipe probe ini mempunyai fleksibiltas dalam penggunaannya.

Menggunakan Probe Pasif

Kebanyakan probe pasif mempunyai beberapa faktor derajat peredaman, seperti 10 X, 100 X dll. Menurut kesepakatan, tulisan 10 X berarti faktor redamannya 10 kali. Amplitudo tegangan sinyal yang masuk akan diredam 10 kali, Besarnya tegangan yang terukur oleh osiloskop harus dikalikan 10. Bedakan dengan tulisan X 10, berarti faktor penguatannya 10 kali. Amplitudo tegangan sinyal yang masuk akan diperbesar 10 kali. Besarnya tegangan yang terukur oleh osiloskop harus dibagi 10.

Probe peredaman 10 X meminimumkan pembebanan pada rangkaian dan ini adalah tujuan utama daripada probe pasif. Pembebanan pada rangkaian lebih terlihat pada frekuensi tinggi, maka pastikan untuk menggunakan probe ini ketika pengukuran di atas 5 KHz. Probe peredaman 10X meningkatkan keakuratan pengukuran, tetapi di lain pihak mengurangi amplitudo sinyal sebesar faktor 10. 

Karena meredam sinyal, probe peredaman 10 X membuat masalah ketika menampilkan sinyal dibawah 10 milivolt. Probe 1X berarti tidak ada peredaman sinyalGunakan probe peredaman 10 X sebagai probe standar anda, tetapi tetap menggunakan probe 1X untuk pengukuran sinyal-sinyal yang lemah. Beberapa probe mempunyai bagian khusus yang dapat mengganti-ganti antara probe 1x dan probe 10 X. Jika probe anda mempunyai bagian ini, pastikan anda melakukan seting yang benar sebelum pengukuran.

Gambar berikut memperlihatkan diagram sederhana pada bagian kerja internal dari probe. Hambatan masukan osiloskop 1 MOhm diseri dengan hambatan 9 Mohm, sehingga tegangan masukan pada terminal osiloskop menjadi 1/10 kali tegangan yang diukur.

Gambar.20 Diagram kerja internal probe

Probe 10 X dan osiloskop membentuk rangkaian pembagi tegangan
Sedangkan di bawah ini ditunjukkan probe dengan tipikal pasif dan beberapa aksesoris yang digunakan bersama probe

Gambar.21 Probe pasif dan asesoris.

Dimana Memasangkan Pencapit Ground

Ada dua terminal penghubung pada probe, yaitu ujung probe dan kabel ground yang biasanya dipasangi capit buaya. Pada prakteknya capit buaya tersebut dihubungkan dengan bagian ground pada rangkaian, seperti chasis logam, dan sentuhkan ujung probe pada titik yang dites pada rangkaian

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Dari makalah diatas maka kita dapat mengambil beberapa kesimpulan antara lain yaitu:

1.      Osiloskop adalah alat ukur yang mana dapar menunjukkan kepada anda 'bentuk' dari sinyal listrik yang menunjukkan grafik dari tegangan waktu pada layarnya. Alat ini yang biasa digunakan untuk menganalisa frekuensi yang terdapat didalam perangkat elektronika, dan biasanya yang sering digunakan oleh para teknisi pesawat televisi, namun Osiliscop ini juga dapat dipergunakan dalam menganalisa frekuensi handphone, walaupupun jika dilihat dari sisi fungsi kurang efisien dalam melakukan analisa pada perangkat ponsel, namun banyak para teknisi dan lembaga pelatihan teknisi handphone menggunakan perangkat osiloskop tersebut, akan tetapi untuk para teknisi yang memang tidak cukup dana untuk membelinya, maka tidak harus pesimis dengan kondisi tersebut, karena memang tanpa Osiloscop kita masih sangat dapat memperbaiki perangkat handphone.

2.      Besaran- besaran yang dapat diukur dengan osiloskop antara lain:

·         Amplitudo ( A ) : Jarak perpindahan titik maksimum dari titik kesetimbangan dalam arah getarannya.

·         Periode ( T ) : Waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang penuh.

·         Frekuensi ( F ) : Banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu satuan waktu.

·         Sudut fasa ( ) : Simpangan partikel terhadap posisi kesetimbangan dalam radian.

3.      Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda.

4.      Komponen utama dari sinar katoda ( Cathode ray tube ) atau CRT adalah :

·         Perlengkapan senapan electron.

·         Perlengkapan pelat defleksi.

·         Layar frouorosensi.

·         Tabung gelas dan dasar tabung.

5.      Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan kebenaran konfensional nilai penunjukan alat inspeksi, alat pengukuran dan alat pengujian.

6.      Tujuan kalibrasi

·         Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu instrumen ukur.

·         Menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun Internasional.

7.      Manfaat kalibrasi adalah menjagakondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesefikasinya.

8.      Gambar / Diagram Lissajous adalah sebuah penampakan pada layar osiloskop yang mencitrakan perbedaan atau perbandingan Beda Fase, Frekuensi & Amplitudo dari 2 gelombang inputan pada probe osiloskop.

9.      Gambar-gambar Lissajous dihasilkan bila gelombang-gelombang sinus dimasukkan secara bersamaan ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertical CRO.

10.  Beda Phasa Adalah perbedaan sudut mulai antara 2 gelombang sinusoidal yang sedang diamati.

Catatan :

Untuk Slide Presentasi dan Video Presentasi Pengukuran besaran Listrik tentang Osciloscope dapat dilihat dibawah ini:

Slide Presentasi

Video Presentasi 

Baca Selengkapnya »