OSILOSKOP
Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Ada beberapa jenis osiloskop berbasis komputer, dan telah diimplementasikan, salah satu jenis osiloskop digital berbasis komputer menggunakan sound card yang dikendalikan di bawah sistem operasi Linux.
Perangkat
keras maupun perangkat lunak yang mengendalikannya telah diuji fungsi
dan kebenarannya, dan sudah dapat berfungsi dengan baik dan
benar.
Perangkat keras memiliki kemampuan menerima frekuensi masukan sampai 4 MHz, namun karena memanfaatkan sound card stereo CMI 8738, frekuensi masukan hanya mencapai 20 kHz sesuai kemampuan sound card menerima frekuensi pada mode stereo dengan resolusi 16-bit.
Perangkat lunak pengendali diimplementasikan menggunakan program bantu GCC (GNU Compiler Collections) pada Linux, dan dengan memanfaatkan pengolah grafik X-Window, program ini sudah dapat menampilkan grafik dari sinyal yang diukur sebagaimana tampilan pada osiloskop dual trace.
Osiloskop yang diimplementasikan dalam penelitian ini dinamai Xoscope dibuat oleh Tim Witham, memilih dua kanal input yang dapat bekerja secara simultan dan dapat dikembangkan menjadi delapan kanal input, juga dapat menerima masukan dari ProbeScope Cat.No. 22-310 melalui input port serial (long= frekuensi input bisa mencapai 5 MHz).
B. Topik Bahasan
Pada makalah ini saya akan membahas tentang Osiloskop.
C. Tujuan Penulisan Makalah
Makalah ini dimaksudkan untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh asisten dosen Praktikum Elektronika Dasar 1 serta untuk menjelaskan tentang osiloskop.
Fungsi masing-masing bagian yaitu;
No
|
Bagian-Bagian Osiloskop
|
Fungsi
|
1
|
Volt atau div
|
Ø Untuk mengeluarkan tegangan AC, mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar
|
2
|
CH1 (Input X)
|
Ø Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horizontal,
Ø Terminal masukan pada saat pengukuran pada CH 1 juga digunakan untuk kalibrasi.
Ø Jika signal yang diukur menggunakan CH 1, maka posisi switch pada CH 1 dan berkas yang nampak pada layar hanya ada satu.
|
3
|
AC-DC
|
Ø Untuk memilih besaran yang diukur,
Ø 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.
Ø Posisi
AC = Untuk megukur AC, objek ukur DC tidak bisa diukur melalui posisi
ini, karena signal DC akan terblokir oleh kapasitor.
Ø Posisi DC = Untuk mengukur tegangan DC dan masukan-masukan yang lain.
|
4
|
Ground
|
Ø Untuk memilih besaran yang diukur.
Ø Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.
|
5
|
Posisi Y
|
Ø Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
Ø Untuk menyeimbangkan DC vertical guna pemakaian channel 1 atau (Y).
Ø Penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variabel diputar.
|
6
|
Variabel
|
Ø Untuk kalibrasi osiloskop.
|
7
|
Selektor pilih
|
Ø Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
|
8
|
Layar
|
Ø Menampilkan bentuk gelombang
|
9
|
Inten
|
Ø Mengatur
cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop. Diputar ke kiri untuk
memperlemah sinar dan diputar ke kanan untuk memperterang.
|
10
|
Rotatin
|
Ø Mengatur posisi garis pada layar,
Ø Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar
|
11
|
Fokus
|
Ø Menajamkan garis pada layer untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas, digunakan untuk mengatur fokus
|
12
|
Position X
|
Ø Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan. untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)
Ø Untuk
menyetel kekiri dan kekanan berkas gambar (posisi arah horizontal)
Switch pelipat sweep dengan menarik knop, bentuk gelombang dilipatkan 5
kali lipat kearah kiri dan kearah kanan usahakan cahaya seruncing
mungkin.
|
13
|
Sweep time/div
|
Ø Digunakan
untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi (f), mengatur berapa
nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar
Ø Sakelar
putar untuk memilih besarnya tegangan per cm (volt/div) pada layar
CRT, ada II tingkat besaran tegangan yang tersedia dari 0,01 v/div s.d
20V/div
Ø Yaitu
untuk memilih skala besaran waktu dari suatu priode atau pun square
trap Cm (div) sekitar 19 tingkat besaran yang tersedia terdiri dari
0,5 s/d 0,5 second.pengoperasian X-Y didapatkan dengan memutar penuh
kearah jarum jam. Perpindahan Chop-ALT-TVV-TVH. secara otomatis dari
sini. Pembacaan kalibrasi sweep time/div juga dari sini dengan cara
variabel diputar penuh se arah jarum jam.
|
14
|
Mode
|
Ø Untuk memilih mode yang ada
|
15
|
Variabel
|
Ø Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
Ø Untuk
mengontrol sensitifitas arah vertical pada CH 1 (Y) pada putaran
maksimal ke arah jarum jam (CAL) gunanya untuk mengkalibrasi
mengecek apakah Tegangan 1 volt tepat 1 cm pada skala layar CRT.
Ø Digunakan
untuk menyetel sweeptime pada posisi putaran maksimum arah jarum jam.
(CAL) tiap tingkat dari 19 posisi dalam keadaan terkalibrasi .
|
16
|
Level
|
Ø Menghentikan gerak tampilan layar.
|
17
|
Exi Trigger
|
Ø Untuk trigger dari luar.
|
18
|
Power
|
Ø Untuk menghidupkan Osiloskop.
|
19
|
Cal 0,5 Vp-p
|
Ø Kalibrasi awal sebelum Osiloskop digunakan.
|
20
|
Ground
|
Ø Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layer, ground Osiloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
|
21
|
CH2 ( input Y )
|
Ø Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.
Ø Jika signal yang diukur menggunakan CH 2, maka posisi switch pada CH 2 dan berkas yang nampak pada layar hanya satu.
|
B. Fungsi Osiloskop Secara Umum
Secara umum osiloskop berfungsi untuk
menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang
ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati.
Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode
dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa
mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu:
· 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.
Osiloskop
terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display
menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan
berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat
garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk
kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan
garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar.
Pada
umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk
melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk
melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.
Ada beberapa jenis tegangan gelombang yang akan diperlihatkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:
1. Gelombang sinusoida
2. Gelombang blok
3. Gelombang gigi gergaji
4. Gelombang segitiga.
Untuk
dapat menggunakan osiloskop, harus bisa memahami tombol-tombol yang ada
pada pesawat perangkat ini, seperti telah diutarakan diatas.
Secara
umum osiloskop hanya untuk circuit osilator ( VCO ) disemua perangkat
yg menggunakan rangkaian VCO. Walau sudah berpengalaman dalam hal
menggunakan osiloskop, kita harus mempelajari tombol instruksi dari
pabrik yg mengeluarkan alat itu. Cara menghitung frequency tiap detik.
Dengan rumus sbb ; F = 1/T, dimana F = freq dan T = waktu. Untuk
menggunakan osiloskop haruslah berhati-hati, bila terjadi kesalahan
sangat fatal akibatnya.
C. Prinsip Kerja Osiloskop
Prinsip
kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop
terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT).
Secara prinsip kerjanya ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART -
analog real time oscilloscope) dan tipe digital (DSO-digital storage
osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan. Para
insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboratorium perlu
mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat
osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang
berkaitan dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji
kinerjanya.
1. Osiloskop Analog
Osiloskop
analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas
electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar
osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut.
Osiloskop
tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang
listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam
sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan.
Osiloskop
analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif
lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan
pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara
gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu
meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat
gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan
sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat
menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya
kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah
(sekitar 10-20 Hz). Keterbatasan osiloskop analog tersebut dapat diatasi
oleh osiloskop digital. Sebagai contoh keseluruhan bidang skala pada
Gambar 3 dapat ditutup semua menjadi daerah yang dapat dilihat oleh
mata, misalnya dengan DSO dari Hewlett-Packard HP 54600. Pada gambar ditunjukkan diagram blok sederhana suatu osiloskop analog.
2. Osiloskop Digital
Osiloskop
digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan
ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang
dicuplik menjadi besaran digital.
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. Beberapa DSO
memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori
per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur.
Osiloskop
digital memberikan kemampuan ekstensif, kemudahan tugas-tugas akuisisi
gelombang dan pengukurannya. Penyimpanan gelombang membantu para
insinyur dan teknisi dapat menangkap dan menganalisa
aktivitas sinyal yang penting. Jika kemampuan teknik pemicuannya tinggi
secara efisien dapat menemukan adanya keanehan atau kondisi-kondisi
khusus dari gelombang yang sedang diukur.
D. Cara Penggunaan Osiloskop
Sebelum
osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu
disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran.
Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus
muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal
masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x
position, dan y position. Dengan menggunakan tegangan referensi yang
terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian
sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu
tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah
probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan
acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang
dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div (satu
kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan
dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div
(satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms) harus terdapat satu
gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel
dengan potensio yang terdapat di tengah-tengah knob pengganti Volt/div
dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var".
Pada saat menggunakan osiloskop juga perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:
1. Memastikan
alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan), disamping
untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio
atau jala-jala.
2. Memastikan probe dalam keadaan baik.
3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.
4. 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.
5. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.
6. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.
7. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.
8. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.
E. Pengukuran Dengan Menggunakan Osiloskop
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 vertical (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.
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.

Osiloskop analog Goodwill seri 622 G
A. Simpulan Dan Saran
Kesimpulan:
1. Osiloskop yang diberi nama Xoscope dibuat oleh Tim Witham.
2. Bagian-bagian osiloskop beserta fungsinya:
a. Volt atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
b. CH1 (Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horisontal.
c. AC-DC : Untuk memilih besaran yang diukur.
d. Ground : Untuk memilih besaran yang diukur.
e. Posisi Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
f. Variabel : Untuk kalibrasi osciloskop.
g. Selektor pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
h. Layar : Menampilkan bentuk gelombang.
i. Inten : Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
j. Rotatin : Mengaur posisi garis pada layar.
k. Fokus : Menajamkan garis pada layar.
l. Position X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
m. Sweep time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi (f).
n. Mode : untuk memilih mode yang ada.
o. Variabel : Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
p. Level Menghentikan gerak tampilan layar.
q. Exi Trigger : Untuk trigger dari luar.
r. Power : untuk menghidupkan Osciloskop.
s. Cal 0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
t. Ground Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
u. CH2 (input Y): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.
3.
Fungsi osiloskop secara umum adalah untuk menganalisa tingkah laku
besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar,
untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati.
4.
Cara penggunan osiloskop adalah yang pertama pengkalibrasian, kemudian
menyetel fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position,
setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal
tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar.
5. Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal.
Saran:
Supaya
lebih mengenal lagi osiloskop, sebaiknya kita langsung melihat dan
mempraktekan bagaimana cara penggunaan osiloskop tersebut.
Generator fungsi
adalah bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara internal ataupun eksternal.
Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator, menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.GENERATOR FUNGSI
1. Pengertian
Generator fungsi adalah alat tes elektronik yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal atau gelombang listrik. Bentuk gelombang pada umumnya terdiri dari tiga jenis,
yaitu sinusoida, persegi, dan segitiga. Dengan generator fungsi ini seorang teknisi dapat melakukan pengetesan suatu alat yang akan dites (devices under test). Dari analisis terhadap hasil berbagai bentuk gelombang respons alat tersebut, akan dapat diketahui ketepatan karakteristik sesuai dengan ketentuan yang dikehendaki.
Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator, menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.
Beberapa keluaran generator dapat diperoleh pada waktu yang bersamaan. Misalnya :
- sebuah keluaran gelombang persegi untuk pengukuran linier dalam sebuah sistem audio.
- Sebuah keluaran gigi gergaji simultan dapat digunakan untuk mengemudikan penguat defleksi horisontal dari sebuah CRO,dan memperlihatkan suatu peragaan visual dari hasil pengukuran.
Manfaat lainnya dari generator fungsi adalah kemampuan untuk mengunci fasa ( phase lock ) terhadap sebuah sumber sinyal luar. Sebuah generator fungsi dapat digunakan untuk mengunci fasa generator fungsi kedua, dan kedua sinyal keluaran dapat diperagakan dengan fasa yang sama yang besarnya dapat diatur.Disamping itu, sebuah generator fungsi dapat dikunci fasanya terhadap harmonik gelombang sinus dari generator lainnya.
2. Fungsi Generator Fungsi
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya Generator Fungsi berfungsi sebagai pembangkit sinyal atau gelombang listrik.
3. Bagian-bagian Generator Fungsi
3.1 Panel Depan Generator Fungsi
1. Saklar dan indikator Daya 6. Terminal keluaran utama 11. Tombol peredaman
2. Jangkah frekuensi 7. Terminal keluaran TTL CMOS 12. Tombol dc offset
3. Pemilih bentuk sinyal 8. Pengatur CMOS level 13. Tombol CMOS level
4. Pengatur tegangan 9. Terminal masukan VCG 14. Tombol siklus kerja
5. Pengatur dc offset 10. Pengatur siklus kerja 15. Pengatur frekuensi
3.2 Panel Belakang Generator Fungsi
18. konektor VCG in
19. Konektor GCV out
20. Konektor TTL out
21. Konektor MOD in
22. Konektor Horizontal out
23. Kaki panel belakang
24. Sekring
25. Masukan daya ac
4. Dasar-dasar Pengoperasian Generator Fungsi
Dalam uraian tentang prosedur pengoperasian generator fungsi akan dijelaskan berbagai aplikasi dari generator fungsi, antara lain : troubleshooting dengan teknik signal tracing, troubleshooting dengan teknik signal substitution atau teknik sinyal pengganti, penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber sinyal, karakteristik penguat dengan beban lebih (overload), berbagai pengukuran respons frekuensi, pengetesan performansi penguat dengan gelombang persegi, pengetesan speaker dan rangkaian impedansi.
5. Spesifikasi Generator Fungsi
Sebagai produk dari pabrik pembuat instrumen elektronik generator fungsi dilengkapi spesifikasi instrumen. Para pemakai (users) akan mendapatkan informasi teknik penting tentang produk yang mereka pakai. Berikut diberikan contoh sebuah spesifikasi dari sebuah generator fungsi yanglazim dipakai.
6. Penggunaan Generator Fungsi
6.1 Pengukuran Respon Frekuensi
Generator fungsi dengan kapabilitas sweep adalah ideal untuk pengecekan respons frekuensi pada peralatan seperti penguat, kendali bass dan treble, filter band-pass, filter High Pass dan Low Pass, rangkaian kopling, dan speaker maupun rumah speaker. Penguat IF, tuned circuit, notch filter dan rangkaian impedansi lainnya. Dengan range frekuensi generator fungsi sampai minimal 1 MHz, maka dapat dipakai untuk pengukuran, mengaturan dan analisis respons peralatan pasip atau aktip sampai batas frekuensi tersebut. Sebagai tambahan pada fasilitas sweep internal, beberapa generator memiliki input frekuensi terkontrol tegangan (VCF = voltage controlled frequency), yang memungkinkan pengendalian sinyal sweep oleh gelombang sinus atau pola khusus lainnya. Juga beberapa unit tercakup rentang audio dari 20 Hz ~ 20 kHz dapat masuk dalam satu sweep dengan mudah.
Bila menggunakan osiloskop kovensional, maka peraga yang diperoleh akan nampak seperti gambar 6-7 Penguatan atau atenuasi relatip dari seluruh frekuensi dalam pita tersebut akan ditampilkan. Tampilan akan dapat dianalisis untuk menerima atau menolak karakteristik respons frekuensi. Dalam penguat pitalebar, tujuan analisis umumnya adalah untuk menjaga respons frekuensi rata pada lebar-pita selebar mungkin. Tampilan respons frekuensi dari rangkaian filter dan kopling menunjukkan frekuensi dan ketajaman cut-off.
6.2 Pengaturan Tegangan Keluaran
Multiplier analog digunakan untuk mengendalikan sinyal yang mempunyai amplitudo melampaui 10 dB. satu dari beberapa masukan multiplier dilewatkan dalam sebuah filter anti-aliasing. Masukan lain berasal dari control tegangan DC yang merupakan jumlah dari dua keluaran DAC. Salah satu DAC diatur sesuai dengan tegangan nominal amplitudo keluaran yang dikehendaki. DAC kedua memberikan suatu tegangan untuk mengkoreksi variasi respon frekuensi generator fungsi. Prosedur kalibrasi 33250A dilengkapi semua informasi yang diperlukan untuk menghitung nilai DAC. Dua attenuator (- 10 dB dan – 20 dB) dan penguat (+20 dB) digunakan sebagai variasi kombinasi untuk mengendalikan tegangan keluaran dalam step 10 dB melampaui lebar cakupan nilai amplitudo ( 1 mVpp sampai 10 Vpp).
Sebagai kenyamanan, impedansi beban dapat ditetapkan sebagimana diperlihatkan oleh generator fungsi dan dengan demikian dapat diperagakan tegangan beban dengan benar. Jika impedansi beban sebenarnya berbeda dengan nilai yang ditetapkan, amplitudo yang diperagakan, offset, dan tingkatan tinggi / rendah menjadi salah. Variasi tahanan sumber diukur dan diperhitungkan selama instrumen dikalibrasi. Oleh karena itu akurasi tegangan beban terutama bergantung pada akurasi tahanan beban
6.3 Troubleshooting dengan teknik signal tracing
Salah satu teknik troubleshooting untuk mencari kerusakan pada komponen system audio adalah, dengan mengijeksikan sinyal dari generator fungsi pada bagian input alat yang akan dites. Kemudian osiloskop dipakai untuk memeriksa output setiap tingkat dari penguat. Hal ini dimulai dari bagian input dan bergerak kearah output. Bila suatu tingkat memberikan sinyal output yang cacat atau tidak ada output sama sekali, maka dapat diduga pada tingkat tersebut terdapat kerusakan. Sinyal input yang lazim digunakan berbentuk sinusoida dengan amplitudo rendah, sedemikian rupa supaya tidak menimbulkan cacat bentuk pada tingkat berikutnya. Umumnya generator fungsi dapat menghasilkan sinyal sampai 2 MHz, bahkan beberapa model mampu memberikan frekuensi sampai 10 MHz atau lebih tinggi. Pada teknik sinyal tracing ini tidak diperlukan tegangan DC-offset dari generator fungsi, walaupun rangkaian penguat audio menggunakan kopling kapasitor yang mampu memblokir tegangan DC yang berasal dari sumber.
6.4 Pengaturan dan Penguncian Fase
Dengan mengatur fasa dan amplitudo harmonik-harmonik, hampir setiap bentuk gelombang dapat dibangkitkan dengan menjumlahkan frekuensi dasar yang di-bangkitkan oleh generator fungsi yang satu terhadap frekuensi harmonik yang dibangkitkan oleh generator fungsi yang lain.
Generator fungsi juga dapat dikunci fasanya terhadap sebuah standar frekuensi, dan kemudian semua gelombang keluarannya dibangkitkan dengan ketelitian frekuensi dan stabilitas yang sama dengan sumber standar.Generator fungsi dapat mensuplai bentuk gelombang keluaran pada frekuensi-frekuensi yang sangat rendah. Disebabkan frekuensi rendah dari sebuah osilator RC sederhana adalah terbatas, maka dalam generator fungsi yang diagram rangkaiannya ditunjukkan pada gambar 5, digunakan pendekatan yang berbeda.Dari gambar 5 dapat dijelaskan :
- Instrumen ini menghasilkan gelombang-gelombang : sinus, segitiga, dan persegi dengan rangkuman frekuensi dari 0,01 Hz sampai 100 KHz.
- Jaringan pengontrol frekuensi diatur oleh cakera frekuensi pada panel depan instrumen atau oleh sebuah tegangan pengontrol yang dimasukkan dari luar.
tegangan pengontrol frekuensi mengatur dua sumber arus.
- Sumber arus atas mensuplai arus yang konstan ke integrator segitiga yang tegangan keluarannya bertambah secara linier terhadap waktu.
tegangan keluaran diberikan oleh hubungan :
eout = - 1/C ∫ i dt …………………… ( * )
- Suatu pertambahan atau penurunan arus yang disuplai dari sumber arus atas akan memperbesar atau memperkecil kemiringan tegangan keluaran.
Multivibrator tegangan berubah keadaan pada suatu level yang telah ditentu-kan sebelumnya pada kemiringan tegangan keluaran integrator yang positif.
Perubahan keadaan ini akan menghentikan penyaluran arus atas menuju integrator dan menghubungkan suplai arus bawah.
- Sumber arus bawah mensuplai suatu arus balik menuju integrator, sehingga keluarannya berkurang secara linier terhadap waktu. Jika tegangan keluaran mencapai suatu level yang telah ditentukan lebih dahulu dengan kemiringan bentuk gelombang keluaran yang negatif, pembanding tegangan sekali lagi
mengubah dan menghentikan sumber arus bawah tersebut dan pada saat yang sama menghubungkan sumber arus atas.
- Tegangan keluaran pada integrator mempunyai bentuk gelombang segitiga yang frekuensinya ditentukan oleh besarnya arus yang dialirkan oleh sumber-sumber arus yang konstan.
- Pembanding tegangan membangkitkan suatu tegangan keluaran gelombang persegi dengan frekuensi yang sama.
- Bentuk gelombang keluaran ketiga yang diperoleh.
Pengertian beda fase
Pengertian Beda Fase Gelombang
Fisika, Puncak dan Lembah, Frekuensi, Sudut, Arah - Penjelasan mengenai
suatu tahap yang telah dicapai oleh suatu gerak berkala, biasanya
dengan membandingkan dengan gerak lain yang sejenis dengan frekuensi
sama disebut fase. Dua gelombang dikatakan sefase, bila keduanya
berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat
yang sama selama osilasi (misalnya, keduanya berada pada puncak) pada
saat yang sama. Jika yang terjadi sebaliknya, keduanya tidak sefase.
![]() |
Gambar 1. Beda fase dua gelombang. |
Dan dua gelombang berlawanan fase jika perpindahan keduanya tepat
berlawanan arah (misalnya, puncak dan lembah). Beda fase antara dua
gelombang menyatakan ukuran seberapa jauh, diukur dalam sudut, sebuah
titik pada salah satu gelombang berada di depan atau di belakang titik
yang bersesuaian dari gelombang lainnya. Untuk gelombang-gelombang yang
berlawanan fase, beda fasenya adalah 180o; untuk yang sefase, besarnya 0o.
Beda Fase Antara Gelombang AC
Hal yang
memulai kompleksitas pada rangkaian AC adalah saat kita menemui dua atau
lebih nilai tegangan atau arus AC dimana antara nilai-nilai tersebut
ada satu nilai yang “mendahului” nilai lainnya. Istilah “mendahului”,
berarti kedua bentuk gelombangnya tidaklah sinkron: titik puncak dan nol
dari kedua gelombang tidak terjadi dalam waktu yang bersamaan. Gambar
berikut ini dapat mengilutrasikan kondisi tersebut.
Kedua gelombang tersebut (A dengan B)
memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama, tetapi gelombang yang satu
mendahului gelombang yang lainnya. Dalam istilah teknisnya, ini disebut
beda fase (phase shift). Pada pembahasan sebelumnya kita dapat mengeplot
gelombang sinus dengan cara melakukan perhitungan fungsi trigonometri
sinus dari 0 derajat hingga 360 derajat, lingkaran penuh. Titik awal
dari gelombang sinus itu dimulai dengan amplitudo nol pada saat nol
derajat, bergerak naik pada suatu nilai amplitudo maksimum yang bernilai
positif pada 90 derajat, kemudian nol lagi saat 180 derajat, amplitudo
maksimum negatif saat 270 derajat, dan kembali ke titik nol awal pada
360 derajat. Kita dapat menggunakan skala sudut ini sepanjang sumbu
horisontal dari plot bentuk gelombang untuk menunjukkan seberapa jauh
suatu gelombang “meninggalkan” gelombang yang lain.
Beda fase antara kedua gelombang di atas
adalah sekitar 45 derajat, yang “A” mendahului gelombang yang “B”.
Contoh-contoh lain untuk gelombang-gelombang yang memiliki beda fase
ditunjukkan pada gambar ini.
Karena gelombang-gelombang ini memiliki
frekuensi yang sama, mereka akan saling mendahului dalam derajat sudut
yang sama pada semua titik-titik pada kedua gelombang itu dalam fungsi
waktu. Karena alasan ini, kita dapat menyatakan beda fase antara dua
atau lebih gelombang yang memiliki frekuensi yang sama dalam nilai yang
konstan sepanjang kedua gelombang tersebut. Jadi,bukanlah suatu
kesalahan apabila kita mendengar pernyataan ini : tegangan “A” beda fase
sebesar 45 derajat dengan tegangan “B”. Gelombang yang mendahului
proses putarannya dikatakan leading (mendahului) sedangkan yang
terbelakang disebut lagging (didahului/terbelakang).
Beda fase adalah pengukuran yang relatif
yang terukur antara dua gelombang. Tidak ada gelombang yang memiliki
nilai fase yang absolut karena tidak ada referensi universal dalam
pengukuran fase . Jadi, pengukuran beda fase tidak mungkin ada apabila
kita hanya punya satu gelombang karena beda fase adalah hasil pengukuran
antara dua gelombang. Tetapi umumnya dalam analisa rangkaian AC,
gelombang tegangan dari sumber dayanya digunakan sebagai referensi
fasenya, biasanya nilai sumber tegangannya dinyatakan sebagai “xxx volt
pada 0 derajat”. Tegangan atau arus lainnya dalam rangkaian itu akan
memiliki beda fase yang diukur relatif terhadap fase sumber tegangan
tersebut.
Inilah yang membuat analisa rangkaian AC
lebih kompleks dibandingkan DC. Ketika kita meggunakan hukum Ohm dan
hukum Kirchhoff pada suatu rangkaian AC, nilai arus dan tegangan pada
rangkaian AC itu haruslah ditunjukkan nilai amplitudo dan beda fasenya.
Perhitungan matematis seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian,
pembagian haruslah meliputi perhitungan amplitudo dan juga perhitungan
beda fasenya. Untungnya, ada suatu sistem nilai matematis yang disebut
bilangan kompleks (complex number) yang bisa digunakan untuk
melaksanakan tugas ini. Karena sistem bilangan kompleks sudah
merepresentasikan baik itu amplitudo dan juga beda fasenya. Jadi,
bilangan kompleks sangatlah penting untuk dipejari dalam analisa
rangkaian AC.
Apabila diketahui nilai tegangan dan arus
pada suatu komponen memiliki persamaan v = 20 sin (ωt + 30o) dan i = 18
sin(ωt – 40o) , gambarkan diagram fasornya, hitung beda fasenya, dan
gambar bentuk gelombangnya.
Bentuk fasornya ditunjukkan pada gambar
1. Dari sini anda dapat melihat bahwa v mendahului i sebesar 70o. Bentuk
gelombangnya ditunjukkan pada gambar 1b.
Gambar 2 menunjukkan sepasang gelombang
v1 dan v2 pada suatu osiloskop. Masing-masing volt per div (skala
vertikal) menunjukkan nilai 20 V dan masing-masing time per div (skala
horisontal/waktu) menunjukkan 20 μs. Tegangan v1 mendahului v2.
Gambarkan diagram fasornya dengan v1 sebagai referensinya. Tentukan
persamaan kedua tegangan tersebut.
Dari foto di atas, magnitudo dari v1
adalah Vm1 = 3 div × 20 V/div = 60 V, Vm2 = 40 V. Panjang satu periode
adalah T = 6 × 20 μs = 120 μs, dan beda fase antara dua gelombang
tersebut adalah satu kotak atau 1 div yang bernilai 20 μs (1/6 dari
periodenya = 60o). Dengan memilih v1 sebagai referensinya dan v2
tertinggal, maka diagram fasornya ditunjukkan pada gambar b. Frekuensi
sudutnya adalah ω = 2π/T = 2π/(120×10-6 s)= 52.36×103 rad/s. Oleh karena
itu, persamaan kedua tegangan tersebut adalah v1 = Vm1 sin ωt = 60 sin
(52.36×103 t) V dan v2 = 40 sin (52.36×103 t – 60o) V.
dari bentuk gelombang
segitiga, yang dibentuk menjadi sebuah gelombang sinus oleh sebuah
jaringan tahanan dioda. Dalam rangkaian ini, kemiringan gelombang
segitiga berubah jika amplitudonya berubah, dan memperlihatkan sebuah
gelombang sinus dengan distorsi yang lebih kecil dari 1 %. - Rangkaian keluaran dari generator fungsi terdiri dari dua penguat keluaran yang melengkapi dua keluaran simultan, yang dipilih secara terpisah dari setiap fungsi bentuk gelombang......