Transcript Osiloskop dan Generator Signal

Osiloskop
dan
Generator Sinyal
Pengukuran Besaran Elektrik
Tujuan
•
•
•
•
•
Mempelajari cara kerja osiloskop dan generator sinyal
Mempelajari penggunaan dan keterbatasan kemampuan
alat-alat tersebut serta spesifikasinya
Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan,
sebagai pengukur frekuensi dari berbagai bentuk
gelombang yang dapat tergambar pada layar
Dapat membandingkan sinyal input dan output dengan
menggunakan osiloskop
Dapat menggunakan generator sinyal sebagai sumber
dengan beberapa bentuk gelombang
Istilah
• Osiloskop?
– Osilograf yang mencatat gelombang listrik secara
visual pada suatu layar
• Osilograf
– Alat pencatat aliran atau tekanan listrik yang
berubah-ubah
KBBI
Tampilan Depan Osiloskop
Layar CRT
Kontrol Y1 dan Y2
dan kontrol X
(mode XY)
Kontrol X
(time base)
Sinyal
kalibrasi
Kontrol
Layar CRT
Konektor sinyal input Y1
dan Y2, X (mode XY), dan
trigger ext.
Tampilan Belakang
Nama dan Fungsi
Kontrol Layar
INTEN
(INTENSITY)
Kontrol
intensitas
cahaya layar
CAL
(CALIBRATION)
Terminal
sumber sinyal
kalibrasi
FOCUS
Kontrol
fokus
(ukuran)
berkas
garis
TRACE
ROTATION
Kontrol
kemiringan
garis
POWER
Saklar dan
LED Indikator
Daya (On/Off
Kontrol Vertikal, Horisontal, dan Trigger
Nama dan Fungsi
Kontrol Vertikal (1)
POSITION
Kontrol posisi (geser) vertikal
CHOP
Kontrol cara gambar dual trace
MODE
Kontrol mode input
CH2 INV
Kontrol pengali + atau – kanal
input 2 (Ch2)
Nama dan Fungsi
Kontrol Vertikal (2)
VOLTS/DIV
Kontrol skala tegangan
AC DC GND
Kontrol kopling input
VAR
Kontrol skala terkalibrasi/
tidak terkalibrasi
CH1 CH2
Port input kanal 1 dan kanal 2
BNC betina
Nama dan Fungsi
Kontrol Vertikal (3)
Perhatikan!
1. Besaran resistansi dan
kapasitansi input pada
port kanal 1 dan 2
(Bandingkan sensitivitas
tegangan pada
pengukuran dengan
Multimeter)
2. Batas aman tegangan
maksimum untuk
pengukuran
Nama dan Fungsi
Kontrol Horisontal
POSITION
Kontrol posisi (geser) horisontal
X10 MAG
Kontrol penguatan skala (x10)
X-Y
Kontrol mode XY
TIME/DIV
Kontrol skala waktu
VAR dan SWP UNCAL
Kontrol skala terkalibrasi/
tidak terkalibrasi
Nama dan Fungsi
Kontrol Trigger
HOLDOFF dan AUTO/ NORM
Kontrol cara trigger otomatis
atau normal dengan
mengatur tombol
LEVEL dan LOCK
Kontrol dan pengunci level
level sinyal trigger
COUPLING
Kontrol kopling sinyal triger
SOURCE
Kontrol sumber sinyal trigger
SLOPE
Kontrol slope saat trigger
Nama dan Fungsi
Kontrol Trigger
EXT
Port input sinyal trigger
eksternal
Perhatikan!
1. Besaran resistansi dan
kapasitansi input pada
port kanal 1 dan 2
2. Batas aman tegangan
maksimum untuk
pengukuran
Konsep
• Menggambar pada layar
– y=f(x)=f(t)
dengan x=t=waktu, y=tegangan
– y=f(t) dan x=f(t)
dengan x=tegangan, y=tegangan
disebut mode XY
• Layar gambar
– CRT (Tabung Sinar Katoda)
Prinsip Kerja Umum
Input Y
vertikal
Penguat
Y
Pelat defleksi
mengubah gerakan/ posisi
elektron berdasarkan
tegangan
Rangkaian
Trigger
Triger
Eksternal
Generator
Time Base
Y
X
CRT
Y
Penguat
X
Input X (horisontal)
X
Prinsip Kerja CRT
katoda
anoda
pemfokus
pelat
pelat
defleksi
defleksi horisontal
vertikal
lapisan
aquadag
Y
Y
X
X
Y
Dy
Vd
filamen kisi
pengatur
anoda
pemercepat
Y
pelat
berkas
defleksi
elektron
vertikal
pelat
Layar
defleksi
phosphor
horisontal
Prinsip Kerja CRT
• Elektron
– dilepaskan oleh filamen
– ditarik (diberi percepatan) dengan tegangan tinggi
– Dibelokkan dengan medan listrik oleh pelat
defleksi
– menumbuk layar dan membuat layar berpendar
Rangkaian Y (Vertikal)
• Mengatur magnituda tegangan untuk gerakan
elektron pada arah vertikal sesuai tegangan
input
Input
Y
atenuator
(peredam)
penguat
pelat
defleksi
Rangkaian X (Horisontal)
• Mengatur magnituda tegangan untuk gerakan
elektron pada arah horisontal sebanding
dengan waktu atau sesuai tegangan input
(mode XY)
Sinyal dari penguat Y
Rangkaian
Trigger
Generator
Time Base
Penguat
X
Selektor
Sinyal dari luar
Sinyal input X (mode XY)
Pelat
Defleksi
X
Generator Time Base
tegangan
Gelombang segitiga
(linier thd waktu)
x=k.t
Untuk menulis kiri
ke kanan
Gelombang persegi
(+) mengarahkan
berkas elektron ke
layar
(-) mencegah berkas
ke layar saat
kembali ke kiri
sinyal sweep
waktu
tegangan
sinyal blanking
waktu
Gambar pada
layar dibentuk
berulang dan terus
menerus
Sinyal Input
(y)
tegangan
waktu
Sinyal
Sweep
(menjalar)
(x)
tegangan
waktu
Sinkronisasi
• Bila tidak sinkron gambar tampak bergerak
• Sinkronisasi, waktu saat mulai sweep (time
base) disesuaikan terhadap rujukan tertentu
antara lain :
– sinyal input
– sinyal jala-jala (line)
– sinyal lain (ext.)
Rangkaian Triger
• Membentuk gelombang sweep berdasarkan
perubahan (-) ke (+) atau sebaliknya
• Menghasilkan sinyal sweep yang sinkron
Input
Y
Penguat Y
Rangkaian
Trigger
Generator
TimeBase
Dual Trace
• Ada 2 input Y yang digambarkan pada layar
dengan “alternate” atau “chop”
Input
Kanal A
PreAmp
Kanal A
Saklar
Elektronik
Input
Kanal B
PreAmp
Kanal B
Penguat Y
Sebelum Mengukur
• Perbaiki penampilan layar
– Fokus
– Intensitas
– Trace Rotation (bila perlu)
• Kalibrasi
– Tempatkan semua kontrol pada posisi terkalibrasi
– Gunakan sinyal untuk menguji kalibrasi
Mengukur Tegangan
• Baca langsung dengan skala vertikal
Tegangan
Sumber
Sinyal
Yang akan
Diukur
Vm
A
B
0
Waktu
Mengukur Fasa dengan Dual Trace
• Baca “beda” waktu dan hitung fasa
f=Dt/T*360o
VA
0
Sumber
Sinyal A
Sumber
Sinyal B
A
B
T
t
Dt
VB
0
t
Mengukur Fasa dengan Lisajous
• Gunakan mode xy, baca c dan d
f=sin-1(c/d)
c
Sumber
Sinyal A
Sumber
Sinyal B
X
Y
d
Mengukur Frekuensi
• Baca perioda T
f=1/T
Tegangan
T
Sumber
Sinyal
Yang akan
Diukur
Vm
A
B
0
Waktu
Mengukur Frekuensi dengan
Pembanding
• Gunakan kanal 2 untuk pembanding (dual
trace) dengan input dari AFG, ubah frekuensi
hingga periode
V
sama (fA=fB)
A
0
Sumber
Sinyal Ukur
Sinyal
Rujukan
A
B
TA
t
TB
t
VB
0
Mengukur Frekuensi dengan Lisajous
• Gunakan mode xy, baca perbandingan
frekuensi x dan y (hanya untuk perbandingan
bulat kecil)
Sumber
Sinyal Ukur
Sinyal
Rujukan
X
Y
fx:fy=1:3
Mengukur Frekuensi dengan Cincin
Modulasi
• Gunakan mode xy dan atur fasa membentuk
cincin modulasi, hitung jumlah puncak (fx=n fy)
Sumber
Sinyal Ukur
Sinyal
Rujukan
X
Penggeser
Fasa
Y
Mengukur Faktor Penguatan
(Amplifier)
• Gunakan mode xy dengan skala sama, maka
slope = penguatan
(hanya bila beda fasa 0 atau 180o)
Pembangkit
Sinyal
Penguat
X
Y
Mengukur Faktor Penguatan
(Amplifier)
• Gunakan dual trace
penguatan=perbandingan amplituda
Pembangkit
Sinyal
Penguat
A
B
Generator Sinyal
• Menghasilkan
gelombang
–
–
–
–
Sinusoid
Persegi
Segitiga
DC offset (tidak semua)
• Kontrol
– Amplitudo
– Frekuensi
• Impedansi
– Konektor 4mm 300W
– Konektor BNC
50W
Tampilan Generator Sinyal
Tampilan Generator Sinyal
Latihan
1. Definisikan pengertian : Fluoresensi, fosforisensi, ketahanan,
luminisensi.
2. Berikan alasan pemakaian sebuah saluran tunda dalam
sistem defleksi vertikal sebuah CRO tipe laboratorium.
3. Basis waktu yang terkalibrasi dari sebuah CRO tipe
laboratorium diatur pada 0,2 mV/cm. sakelar peragaan
horisontal berada pada posisi penguatan 5 kali. Sebuah
gelombang sinus yang frekuensinya tidak diketahui,
dimasukkan ke terminal-terminal masukan penguat vertikal
dan menghasilkan 3,5 getaran melalui suatu lebar
penyapuan sebesar 10 cm. Tentukan frekuensi tegangan
masukan.