OSILOSKOP

naendiahda

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. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.

Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Selain amplitudo sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (sSemua alat ukur elektronik bekerja berdasarkan sampel data, semakin tinggi sampel data, semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Osiloskop, pada umumnya juga mempunyai sampel data yang sangat tinggi, oleh karena itu osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang mahal. Jika sebuah osiloskop mempunyai sampel rate 10 Ks/s (10 kilo sample/second = 10.000 data per detik), maka alat ini akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalam sedetik. Jika yang diukur adalah sebuah gelombang dengan frekuensi 2500 Hz, maka setiap sampel akan memuat data 1/4 dari sebuah gelombang penuh yang kemudian akan ditampilkan dalam layar dengan grafik skala XY.eperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal terkait.

Tipe Osiloskop

1. Osiloskop Analog.

Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran electron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT – Cathode Ray Tube) dari kiri ke kanan. Pancaran electron dari bagian senapan electron (electron gun) yang membentur atau menumbuk dinding dalam tabung tersebut Mengeksitasi electron dalam lapisan fosfor pada layar tabung sehingga terjadi perpendaran atau nyala pada layar yang menggambarkan bentuk dasar gelombang. Dalam perjalanannya dari senapan electron menuju layar yang berfosfor tadi, electron-elektron dipengaruhi oleh medan listrik dalam arah vertical (ke atas maupun ke bawah) oleh sepasang pelat pembelok (defleksi) vertical dan dalam arah horizontal oleh sepasang pelat defleksi horizontal. Apabila tegangan pada semua pelat tersebut nol Volt, electron akan berjalan lurus membentuk layar sehingga hanya terlihat sebuah bintik nyala di ditengah layar saja. Untuk “membuat” gambar garis pada layar, diperlukan gelombang gigi gergaji yang diberikan kepada pasangan pelat horizontal tersebut. Tegangan gigi gergaji ini dihasilkan oleh time base generator/sweep generator atau generator sapu, yang kemudian diperkuat oleh penguat horizontal. Tegangan gigi gergaji ini naik secara linier terhadap waktu sehingga berkas electron pada layar bergerak dari kiri ke kanan. Setelah sampai di bagian paling kanan layar, tegangan gigi gergaji turun dengan cepat ke nol sehingga memulai gerakan berulang dari bagian kiri layar. Gerakan balik yang cepat ini tidak dapat ditangkap oleh mata sehingga yang terlihat adalah gambar garis horizontal lurus pada layar yang tidak terputus. Agar osiloskop dapat menggambarkan bentuk gelombang yang sedang diamati maka gelombang tersebut diumpankan ke rangkaian vertical. Rangkaian vertical ini berfungsi memperkuat atau melemahkan simpangan vertical dari gelombang masukan, sehingga tegangan yan g diberikan ke pasangan pelat defleksi vertical menghasilkan medan listrik yang dapat mempengaruhi gerakan vertical electron secara proposional selagi ia bergerak menuju ke layar, yang berakibat bentuk gelombang pada layar dapat diperbesar atau diperkecil. Karena arah gerak electron berdasar vector medan listrik horizontal dan vertical, CRT nya disebut direcdt viev vector CRT. .
Agar gambar pada layar dapat stabil, digunakan rangkaian picu (trigger). Jika suatu gelombang listrik dihubungkan ke ART, rangkaian picu akan memonitor gelombang masukan tersebut dan menunggu event – yakni saat terjadinya peristiwa atau kondisi yang dapat dipakai untuk pemicuan. Event picu ini berupa suatu sisi atau tebing gelombang yang memenuhi persyaratan yang telah didefinisikan atau ditentukan melalui suatu pilihan tombol pada panel depan osiloskop. Sekali event picu ini terjadi, osiloskop akan menstart generator sapu dan meragakan bentuk gelombang yang sedang diukur. Proses ini akan berulang sepanjang osiloskop tersebut dapat mendeteksi event-event picu. Selain menyangkut vertical dan horizontal, osiloskop analog mempunyai dimensi ketiga yang disebut dengan gray scaling (skala/tingkatan atau intensitas kelabu). Tingkatan kelabu ini diciptakan intensitas pancaran electron pada tabung gambar, yang meragakan detil gambar bagian tertentu secara sekilas saja. Kondisi ini terjadi karena kecepatan pancaran electron mempengaruhi kecerahan jejaknya. Makin cepat pancaran bergerak dari satu titik ke titik yang lain pada bagian tertentu, makin sedikit waktu ia dapat mengeksitasi electron-elektron pada fosfor yang terdapat pada dinding layar. Akibatnya jejak yang membentuk gambar gelombang abgian tersebut akan lebih redup daripada gambar bagian gelombang yang lainnya. .
Skala kelabu ini juga menunjukan frekuensi relative dari event-event individual (gejala khusus) yang terjadi dalam suatu gelombang yang sifatnya berulang (repetitif). Pancaran electron yang menggambarkan bagian gelombang yang bentuknya sama secara berulang akan menyebabkan bagian yang dapat tergambar dengan terang di layar, sedangkan event lekuk gelombang yang jarang terjadi akan mendapat lebih sedikit waktu eksitasi. Akhirnya menjadi jelas bahwa daerah dari lapisan fosfor yang dirangsang/dieksitasi secara berulang Nampak lebih terang daripada daerah yang kurang distimulasi.

2. 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 banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan. .
DSO mempunyai dua cara untuk menangkap atau mencuplik gelombang, yakni dengan teknik single shot atau real time sampling. Dengan kedua teknik ini, osiloskop memperoleh semua cuplikan dengan satu event picu. Sayangnya laju cuplik DSO membatasi lebar pita osiloskop ketika beroperasi dalam waktu nyata (real time). Secara teori (sesuai dengan Nyquist samplinjg theorema), osiloskop digital membutuhkan masuka dengan sekurang-kurangnya dua cuplikan per periode gelombang untuk merekontruksi suatu bentuk gelombang. Dalam praktek, tiga atau lebih cuplikan per periode menjamin akurasi akuisisi. Jika pencuplik tidak dapat sama cepat dengan sinyal masukannya, osiloskop tidak akan dapat mengumpulkan suatu jumlah yang cukup berakibat menghasilkan suatu peragaan yang lain dari bentuk gelombang aslinya. Yakni osiloskop akan menggambarkan struktur keseluruhan sinyal masukan pada suatu frekuensi yang jauh lebih rendah dari frekuensi sinyal sesungguhnya. .
Kebanyakan DSO, apakah ia menggunakan teknik real time atau equivalent time akan mencuplik pada laju maksimum tanpa mengacu berapa dasar waktu (time base) yang dipilih. Pada kecepatan sapuan yang lebih rendah osiloskop digital menerima jauh lebih banyak cuplikan daripada yang dapat disimpannya. Tergantung pada model akuisisi yang kita pilih, suatu DSO akan membuang cuplikan ekstra atau menggunakannya untuk pemprosesan sinyal-sinyal tambahan seperti deteksi puncak gelombang (peak detect), maupun sampul gelombang (envelope).

Fungsi Osiloskop

  • Dipakai untuk mengukur besar tegangan listrik dan Relasi terhadap waktu.
  • Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
  • Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
  • Membedakan arus AC dengan arus DC.
  • Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.

Osiloskop juga dipakai dalam pengukuran rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar radio, TV, atau dalam kegunaan memonitor frekuensi elektronik misalnya di rumah sakit dan untuk kegunaan-kegunaan lainnya.

Bagian-Bagian Osiloskop

Tombol/Sakelar Kontrol dan Indikator yang terdapat pada sebuah Osiloskop pada dasarnya hampir sama antara satu model dengan model lainnya. Namun karena fitur-fitur Osiloskopya dan produsennya yang berbeda-beda, maka jumlah dan tata letak kontrol dan indikator tersebut juga beragam sesuai dengan fitur dan model yang diterapkan oleh produsen.

Dibawah ini adalah bentuk salah satu model Osiloskop yang tersedia di pasaran

Tombol/Sakelar dan Indikator Osiloskop

Tombol/Sakelar Kontrol dan Indikator Osiloskop berdasarkan gambar diatas adalah seperti berikut ini :

  1. Tombol Power ON/OFF
    Tombol Power ON/OFF berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan Osiloskop
  2. Lampu Indikator
    Lampu Indikator berfungsi sebagai Indikasi Osiloskop dalam keadaan ON (lampu Hidup) atau OFF (Lampu Mati)
  3. ROTATION
    Rotation pada Osiloskop berfungsi untuk mengatur posisi tampilan garis pada layar agar tetap berada pada posisi horizontal. Untuk mengatur rotation ini, biasanya harus menggunakan obeng untuk memutarnya.
  4. INTENSITY
    Intensity digunakan untuk mengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
  5. FOCUS
    Focus digunakan untuk mengatur penampilan bentuk gelombang sehingga tidak kabur
  6. CAL 
    CAL digunakan untuk Kalibrasi tegangan peak to peak (VP-P) atau Tegangan puncak ke puncak.
  7. POSITION
    Posistion digunakan untuk mengatur posisi Vertikal (masing-masing Saluran/Channel memiliki pengatur POSITION).
  8. INV (INVERT)
    Saat tombol INV ditekan, sinyal Input yang bersangkutan akan dibalikan.
  9. Sakelar VOLT/DIV
    Sakelar yang digunakan untuk memilih besarnya tegangan per sentimeter (Volt/Div) pada layar Osiloskop. Umumnya, Osiloskop memiliki dua saluran (dual channel) dengan dua Sakelar VOLT/DIV. Biasanya tersedia pilihan 0,01V/Div hingga 20V/Div.
  10. VARIABLE
    Fungsi Variable pada Osiloskop adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) arah vertikal pada saluran atau Channel yang bersangkutan. Putaran Maksimum Variable adalah CAL yang berfungsi untuk melakukan kalibrasi Tegangan 1 Volt tepat pada 1cm di Layar Osiloskop.
  11. AC – DC
    Pilihan AC digunakan untuk mengukur sinyal AC, sinyal input yang mengandung DC akan ditahan/diblokir oleh sebuah Kapasitor. Sedangkan pada pilihan posisi DC maka Input Terminal akan terhubung langsung dengan Penguat yang ada di dalam Osiloskop dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar Osiloskop.
  12. GND
    Jika tombol GND diaktifkan, maka Terminal INPUT akan terbuka, Input yang bersumber dari penguatan Internal Osiloskop akan ditanahkan (Grounded).
  13. VERTICAL INPUT CH-1
    Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 1 (Channel 1)
  14. VERTICAL INPUT CH-2
    Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 2 (Channel 2)
  15. Sakelar MODE
    Sakelar MODE pada umumnya terdiri dari 4 pilihan yaitu CH1, CH2, DUAL dan ADD.
    CH1 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 1 (Channel 1).
    CH2 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 2 (Channel 2).
    DUAL = Untuk menampilkan bentuk gelombang Saluran 1 (CH1) dan Saluran 2 (CH2) secara bersamaan.
    ADD = Untuk menjumlahkan kedua masukan saluran/saluran secara aljabar. Hasil penjumlahannya akan menjadi satu gambar bentuk gelombang pada layar.
  16. x10 MAG
    Untuk pembesaran (Magnification) frekuensi hingga 10 kali lipat.
  17. POSITION
    Untuk penyetelan tampilan kiri-kanan pada layar.
  18. XY
    Pada fungsi XY ini digunakan, Input Saluran 1 akan menjadi Axis X dan Input Saluran 2 akan menjadi Axis Y.
  19. Sakelar TIME/DIV
    Sakelar TIME/DIV digunakan untuk memilih skala besaran waktu dari suatu periode atau per satu kotak cm pada layar Osiloskop.
  20. Tombol CAL (TIME/DIV)
    ini berfungsi untuk kalibrasi TIME/DIV
  21. VARIABLE
    Fungsi Variable pada bagian Horizontal adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) TIME/DIV.
  22. GND
    GND merupakan Konektor yang dihubungkan ke Ground (Tanah).
  23. Tombol CHOP dan ALT
    CHOP adalah menggunakan potongan dari saluran 1 dan saluran 2.
    ALT atau Alternate adalah menggunakan saluran 1 dan saluran 2 secara bergantian.
  24. HOLD OFF
    HOLD OFF untuk mendiamkan gambar pada layar osiloskop.
  25. LEVEL
    LEVEL atau TRIGGER LEVEL digunakan untuk mengatur gambar yang diperoleh menjadi diam atau tidak bergerak.
  26. Tombol NORM dan AUTO
  27. Tombol LOCK
  28. Sakelar COUPLING
    Menunjukan hubungan dengan sinyal searah (DC) atau bolak balik (AC).
  29. Sakelar SOURCE
    Penyesuai pemilihan sinyal.
  30. TRIGGER ALT
  31. SLOPE
  32. EXT
    Trigger yang dikendalikan dari rangkaian di luar Osiloskop.

Penampilan pada Layar (Display)

  1. Layar Osiloskop
  2. Trace, garis yang digambar oleh Osiloskop yang mewakili sinyal
  3. Garis Grid Horizontal
  4. Garis Grid Vertical
  5. Garis Tengah Horizontal dan Vertikal

Cara Menggunakan/Mengukur

  • Pastikan Tombol ON-OFF pada posisi OFF
  • Kondisikan semua tombol yang memiliki tiga posisi pada posisi tengah.
  • Putar tombol INTENSITY pada posisi tengah.
  • Tekan tombol PULL 5X MAG ke dalam agar memperoleh posisi normal.
  • Tekan tombol TRIGGERING LEVEL pada posisi AUTO
  • Hubungkan kabel saluran listrik bolak balik ke stop-kontak ACV
  • Putar tombol ON-OFF ke posisi ON. Kira-kira 20 detik kemudian satu jalur garis akan tergambar pada layar CRT. Jika garis ini belum terlihat, putar tombol INTENSITY searah jarum jam.
  • Atur tombol FOCUS dan INTENSITY untuk memperjelas jalur garis
  • Atur ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.
  • Hubungkan probe ke input saluran-A/ channel -A (CH-A) atau ke input saluran B/ channel -B (CH-B) sesuai kebutuhan.
  • Hubungkan probes ke terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5Vp-p.
  • Posisikan pelemah vertikal (vertical attenuator), saklar VOLTS/DIV  pada posisi 10 mV, lalu putar tombol VARIABLE  searah jarum jam. Putar TRIGGERING SOURCE  ke CH-A, gelombang persegi empat (square-wave) akan muncul di layar.
  • Jika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, maka atur trimmer yang berada pada probe sehingga bentuk gelombang akan terlihat nyata.
  • Pindahkan probe dari terminal CAL 0,5Vp-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan

Cara Membaca Skala dan Hasil

Setelah dilakukan pengukuran, maka Osiloskop dapat dibaca hasilnya. Contohnya hasil pengukuran tersebut menggunakan v/div = 20 volt/div dan t/div = 2 ms/div. Hasilnya adalah :

  • Vpp (tegangan puncak ke puncak) = jumlah kotak vertikal x volt/div = 4 x 20 = 80 volt.
  • Vm (tegangan maksimum/puncak) = 0,5 x Vpp = 0,5 x 80 = 40 volt.
  • Veff (tegangan efektif) = Vm/ (akar kuadrat 2) = 40/1,41 = 28,37 volt.
  • T (Periode) = jumlah kotak horizontal x t/div = 1 x 2 = 2 ms
  • f (frekuensi) = 1/T = 1/2 = 500 Hz.

Cara Kalibrasi

Mula mula yang harus kita lakukan yaitu pengkalibrasian. Setelah anda mengkoneksikan osiloskop ke jaringan listrik PLN dan mengaktifkannya, maka yang akan muncul pada layar monitor yang tampak di layar yaitu harus garis lurus mendatar (jika tidak ada sinyal masukan).

Kemudian atur fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan mengatur posisi tersebut kita akan dapat mengamati hasil pengukuran dengan jelas dan akan memperoleh hasil pengukuran dengan tepat.

Setelah itu gunakan tegangan referensi yang berada di osiloskop maka kita dapat melakukan pengkalibrasian sederhana. terdapat dua tegangan referensi yang dapat dijadikan pedoman yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz.

Lalu tempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka pada layar monitor akan keluar tegangan persegi.

Cara Merawat

  • Usahakan Osiloskop bekerja pada temperatur 0˚–40˚C dengan kelembaban 85 % RH max.
  • Jangan simpan atau gunakan osiloskop pada daerah medan magnet atau bidang listrik yang memiliki bidang kemagnetan
  • Jangan mempergunakan Osiloskop pada pencahayaan berupa bintik pada waktu yang lama dengan intensitas tinggi.
  • Simpan CRO pada tempat dengan suhu kamar 5˚– 35˚C, dengan kelembaban 95 % RH max.
  • Hindari Osiloskop dari cahaya matahari langsung dan usahakan agar tetap ada sirkulasi udara pada ruang/tempat penyimpanan CRO.

Skala Utama / Skala Nonius

Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal.

Diterbitkan oleh naendiahda

Tinggalkan komentar