OSILOSKOP,GENERATOR FUNGSI dan BEDA FASE

  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.

A. Bagian-Bagian Osiloskop Beserta Fungsinya

 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.

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

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.

Contoh generator fungsi yang sederhana

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 180^o; untuk yang sefase, besarnya 0^o.

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......