modul osiloskop

8/18/2019 Modul Osiloskop

1/17

MODUL 4

1. Cara Kerja dan Konfigurasi Osiloskop

Oscilloscope adalah alat ukur elektronik, digunakan untuk melihat bentuk gelombang dari

tegangan, harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus.

Dengan Oscilloscope dapat dilihat bentuk gelombang sinyal audio dan video, bentuk

gelombang Tegangan Listrik Arus Bolak Balik yang berasal dari generator pembangkit tenaga

listrik, maupun Tegangan Listrik Arus Searah yang berasal dari catu daya/baterai. ambar !

memperlihatkan satu bentuk Oscilloscope yang dimaksud.

ambar !. Osiloskop


2/17

1.1 Kontrol dan Indikator

"erhatikan gambar #. $ni adalah tampilan depan dari Oscilloscope dual trace. Terdapat kontrol

dan indikator %petun&uk' yang diberi nomor %!-#(' dengan kegunaan masing-masing sebagai

berikut )

ambar #. Tampilan depan Oscilloskop

!. VERTICAL INPUT *

Ber+ungsi sebagai input terminal untuk channel -A/ saluran A.

#. AC-GND-DC .

"enghubung input vertikal untuk saluran A. ika tombol A-D-D diletakkan pada

posisi A, sinyal input yang mengandung komponen D akan ditahan/di-blokir oleh

sebuah kapasitor. ika tombol A-D-D diletakkan pada posisi D, terminal input

akan terbuka, input yang bersumber dari penguatan internal di dalam Oscilloscope akan

di- rounded . ika tombol A-D-D diletakkan pada posisi D, input terminal akanterhubung langsung dengan penguat yang ada di dalam Oscilloscope dan seluruh sinyal

input akan ditampilkan pada layar monitor.

!" #ODE

-A ) untuk tampilan bentuk gelombang channel -A/saluran A.

-B ) untuk tampilan bentuk gelombang channel -B/saluran B.

DUAL ) pada batas ukur %rane' antara $%& sec'DIV 0 ! msec %(illi second '/D$1, kedua

+rekuensi dari kedua saluran %-A dan -B' akan saling berpotongan pada +rekuensi

sekitar #22k 3.

"ada batas ukur %rane' antara 2,4 msec/D$1 0 2,# 5 sec/D$1 saklar &angkauan ukur

kedua saluran %channel /' dipakai bergantian.

ADD ) -A dan -B saling di&umlahkan. Dengan menekan tombol "6LL $178T

akan diperoleh )U* #ODE .

9. VOLT)'DIV variabel untuk saluran %channel '/-A.

4. VOLT)'DIV pelemah vertikal %+ertical attenuator ' untuk saluran %channel '/-A. ika

tombol :1A8$ABL7; diputar ke kanan %searah &arum &am', pada layar monitor akan

tergambar tergambar tegangan per :D$1;. "ilihan per :D$1; tersedia dari 4 m1/D$1 0 #21/D$1.


3/17

!!. CAL untuk kalibrasi tegangan pada 2,4 1 p-p % peak to peak ' atau tegangan dari puncak ke

puncak.

!#. CO#P"TE)T saklar untuk merubah +ungsi Oscilloscope sebagai pengu&i komponen

%co(ponent tester '. 6ntuk mengu&i komponen, tombol ),EEP TI#E'DIV di :set; pada

posisi -B untuk mode ?-@. tombol A-D-D pada posisi D.

!. TRIGGERING LEVEL"

!9. LA"6 $D$CAT8.

!4. )LOPE %E', %-' penyesuai polaritas slope %bentuk gelombang'.

!


4/17

ambar . Cabel penyidik %"robe' dan kelengkapannya.

1.2 Persiapan Aal

Galau bagaimanapun Oscilloscope adalah alat ukur elektronik yang menggunakan daya listrik bertegangan tinggi %##2 1A', kalau tidak dipakai dengan hati-hati dapat merusak Oscilloscope,

menyakiti badan pemakai, bahkan dapat menimbulkan kematian.

Carena itu sebelum menghidupkan Oscilloscope perlu diperhatikan persiapan aHal

sebagaimana berikut ini)

!. ubungkan dengan &aringan listrik ##2 1A. Salah satu dari tiga kabel po5er %yang

terbungkus &adi satu' dihubungkan dengan round berupa permukaan metal yang ada

pada casis. ubungkan kabel poHer dari Oscilloscope dengan stopkontak yang &uga

memiliki sistem :pertanahan; atau la3im disebut roundin , ini penting untuk

menghindarkan sengatan arus listrik.#. Sebelum dihubungkan dengan stopkontak ##21A, pastikan saklar po5er dari

Oscilloscope berada dalam posisi O33 .

. ika ingin memperbaiki atau membersihkan Oscilloscope pastikan bahHa Oscilloscope

tidak terhubung dengan &aringan listrik ##21A.

9. 6ntuk membersihkan Oscilloscope dapat digunakan bensin atau minyak terpentin.

1.! "enis#jenis Oscilloscope

Dilihat dari 3at phospor yang digunakan, Oscilloscope dapat dibagi men&adi)

1$ Storage Oscilloscope "ada Oscilloscope &enis ini lapisan phospor yang digunakan mempunyai si+at simpan

% store', artinya cahaya yang timbul pada phospor bersinar beberapa saat setelah berkas

elektron yang :ditembakkan; dihilangkan.

2$ Regulator Oscilloscope

"ada scilloscope &enis ini sinar phospor akan menghilang seketika apabila berkas elektron

apabila berkas elektron yang :ditembakkan; dihilangkan.


5/17

Dilihat dari 6ORI7ONTAL TI#E *A)E 0 nya dapat dibagi men&adi)

1) Sweep Range

"ada scilloscope &enis ini pada setiap posisi tombol pengatur +rekuensi horisontalnya

tertera skala penun&uk &angkauan +rekuensi % 8re9uensi Rane' nya. Sebagai misal pada

posisi pertama* !2 0 !22 %!2 3 0 !22 3', posisi kedua* !2k 0 !22k %!2k 3 0 !22k 3'.

Dengan Oscilloscope &enis ini akan di&umpai kesulitan ketika Oscilloscope akan digunakan

sebagai penghitung +rekuensi %Oscilloscope sebagai +rekuensi meter'. 6ntuk mengatasinya

digunakan cara membandingkan +rekuensi yang akan dihitung dengan +rekuensi yang telah

diketahui.

2) Sweep Time

"ada Oscilloscope &enis ini pada setiap posisi tombol pengatur +rekuensi horisontalnya

tertera skala yang menun&ukkan 4ea( %sorotan sinar' Oscilloscope. Oscilloscope &enis ini

dapat langsung digunakan sebagai +rekuensimeter.

2. %ungsi Osiloskop

Oscilloscope adalah alat ukur elektronik yang kerap digunakan untuk menghitung

perbedaan +asa dari beberapa gelombang listrik. Cemampuan ini tergantung dari banyaknya

trace %garis' pada layar monitor. Oscilloscope dengan sinle trace %satu garis' hanya dapat

menghitung perbedaan +asa dari satu gelombang listrik. Oscilloscope dengan dual trace %dua

garis' dapat menghitung perbedaan +asa dua buah gelombang listrik sekaligus. Disamping itu

Oscilloscope &uga digunakan untuk keperluan*

a' mengukur tegangan dan menghitung +rekuensi,

b' melihat bentuk gelombang,

c' mengukur A(plitudo #odulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator

pembangkit sinyal,

d' mengukur keadaan perubahan aliran % phase' dari sinyal input.

e' mengukur +rekuensi yang tidak diketahui.

2.1 Persiapan Aal

"ersiapan aHal yang penting diperhatikan dalam pengoperasian Oscilloscope sebagai alat ukur

adalah )

1$ &egangan AC

Tegangan A harus memiliki toleransi sebesar !2I dari tegangan standar %!!2-##21A'.

6ntuk tegangan !!2 1A, kalau lebih rendah dari >> 1olt atau lebih tinggi !#! 1olt, gambar

akan kurang &elas atau akan mengakibatkan terbakarnya catu daya. 6ntuk tegangan ##2 1A,


6/17

kalau lebih rendah dari !>( 1olt atau lebih tinggi dari #9# 1olt, gambar akan kurang &elas, untuk

penggunaan yang lama dapat mengakibatkan terbakarnya catu daya.

2$ Voltage Input Max

Tegangan yang digunakan untuk berbagai hubungan input tidak boleh melebihi nilai tegangan

seperti yang ditampilkan tabel berikut.

Connector aJ 1olt p-p

V IN

6 IN

).NC IN


7/17

Gambar 4. Bentuk Gelombang sinus

=. "utar tombol ON-O33 pada posisi ON . Cira-kira #2 detik kemudian satu &alur garis akan

tergambar pada layar 8T. ika garis ini belum terlihat, putar tombol INTEN)IT. searah

&arum &am.

(. Atur tombol 3OCU) dan INTEN)IT. untuk memper&elas &alur garis.

>. Atur ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.

!2. Sambungkan pro4e ke input saluran-A/channel -A %-A' atau ke input saluran

B/channel -B %-B' sesuai kebutuhan.

!!. Sambungkan pro4es ke terminal AL untuk memperoleh kalibrasi 2,41 p-p.

!#. "utar pelemah vertikal %+ertical attenuator ', saklar VOLT)'DIV pada posisi !2 m1, dan

putar tombol VARIA*LE searah &arum &am. "utar TRIGGERING )OURCE ke -A,

gelombang persegi empat % s9uare-5a+e' akan terlihat di layar.

!. ika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur tri((er yang ada pada

pro4e sehingga bentuk gelombang terlihat nyata.

!9. "indahkan pro4e dari terminal CAL 2,41 p-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan.

2.! Mengukur &egangan dan Meng(itung %rekuensi.

!. engukur Tegangan A.

ambar 9 berikut memperlihatkan suatu bentuk sinyal dari luar dalam bentuk gelombang sinus.

9 D$1

4 DIV (a)

"osisi kontrol dan indikasi Oscilloscope)

• Tombol ),EEP TI#E'DIV berada pada

posisi 4 () %4 mili second '.

• Tombol VOLT)'DIV pada posisi #1%dengan demikian ! kotak/ ! DIV pada layar 8T K # 1olt'.

• Tegangan puncak % peak +oltae' K #

DIV J #1 K 9 1olt.

• Tegangan dari puncak ke puncak % peak

to peak +oltae' K 9 D$1.

• ...%a' K 9 D$1 J # 1olt K ( 1olt.


8/17


9/17

ambar


10/17

Gambar . $m*litu+o

Mo+ulasi

Gambar ,. 'u+ut

-asa

Sin K *

A

Sudut +asa % phase' yang dihasilkan sebuah

+rekuensi di titik-titik yang berbeda darisebuah rangkaian, dapat ditentukan. Tombol

A-D-D %pada -A dan -B' pada

posisi D. $nput masuk leHat saluran input? dan @.

etoda yang sering digunakan untuk mengukur Amplitudo odulasi adalah metoda

amplop %en+elope (ethode'

odulasi %dalam I' K

6ntuk keperluan ini putar tombol ),EEP TI#E untuk peragaan gelombang A.

Tombol ).NC pada posisi A. Sinyal dari sumber audio luar masuk melalui 7 AI) %pada

Oscilloscope yang men&adi acuan dalam penulisan modul ini, M A?$S terdapat di belakang

Oscilloscope'


11/17

y K !

9. ubungkan +rekuensi yang tidak diketahui ke INPUT @/-A.

4. Tombol )OURCE pada posisi ET"


12/17

%ilter

Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan +rekuensinya* ada

+rekuensi yang diterima, dalam hal ini dibiarkan leHat* dan ada pula +rekuensi yang ditolak,

dalam hal ini secara praktis dilemahkan. ubungan keluaran-masukan suatu +ilter dinyatakan

dengan +ungsi alih %trans8er 8unction')

Tinput kuantitas

output kuantitasalih+ungsi ==

agnitude %nilai besar' dari +ungsi alih dinyatakan dengan NTN, dengan satuan dalam

desibel %dB'.

Filter dapat diklasi+ikasikan menurut +ungsi yang ditampilkan, dalam term &angkauan

+rekuensi, yaitu pass4and dan stop4and . Dalam pass 4and ideal, (anitude-nya adalah ! %K 2

dB', sementara pada stop 4and , (anitude-nya adalah nol %K - ∞ dB'.

Berdasarkan hal ini +ilter dapat dibagi men&adi 9.

!. Lo5 Pass 3ilter , pass 4and beraHal dari ω K #π+ K 2 radian/detik sampai dengan ω K ω2

radian/detik, dimana ω2 adalah +rekuensi cut-o88 .

#. 6ih Pass 3ilter , berkebalikan dengan loH pass +ilter, stop 4and beraHal dari ω K 2

radian/detik sampai dengan ω K ω2 radian/detik, dimana ω2 adalah +rekuensi cut-o88 .

. *and Pass 3ilter , +rekuensi dari ω! radian/detik sampai ω# radian/detik adalah

dileHatkan, sementara +rekuensi lain ditolak.

9. *and )top 3ilter , berkebalikan dengan Band "ass +ilter, +rekuensi dari ω! radian/detik

sampai ω# radian/detik adalah ditolak, sementara +rekuensi lain diteruskan.

Berikut ini gambaran karakteristik +ilter ideal dalam gra+ik (anitude terhadap +rekuensi

%dalam radian/detik'.


13/17

Carakter +ilter riil tidaklah sama dengan karakter +ilter ideal. Dalam +ilter riil, +rekuensi cut-

o88 mempunyai (anitude - dB, bukan 2 dB. "ada +ilter riil &uga terdapat apa yang disebut

pita transisi %transititon 4and ', yang kemiringannya dinyatakan dalam dB/oktav atau

dB/dekade.

ambar #. Carakteristik Filter 8iil

"o< *ass 0+B

63

+B =ransisi

Hig9

*ass

Ban+

*ass

Ban+

sto*

|T| |T|

|T| |T|

0+B

63

+B

0+B

63

+B

0 +B

63 +B

0 ω0

ω 0 ω0

ω

0 ω1

ω2 0 ω1

ω2

*as

s

*as

s

sto*

sto*

sto* sto*

*as

s

*as

s

2 dB

0 ω0

ω

0 ω0

ω

0 ω1

ω2

ω 0 ω1

ω2

ω

2 dB

2 dB 2 dB

|

T| |

T|

|

T|

|

T|

Low pass filter ideal High pass filter ideal

Ban+ *ass >lter i+eal bandstop >lter i+eal

Gambar 1. ?arakteristik -ilter I+eal


14/17

enurut pemakaian komponen akti+, +ilter dapat dibedakan men&adi +ilter pasi+ dan +ilter

akti+.

!. Filter "asi+

@aitu +ilter yang tidak menggunakan komponen akti+. Componen +ilter hanya terdiri dari

komponen-komponen pasi+ ) tahanan %8', induktor %L' dan kapasitor %', 8, L atau

8L. Filter ini mempunyai beberapa kelemahan, antara lain)

a. peka terhadap masalah kesesuaian impedansi

b. relati+ berukuran besar dan berat, khususnya +ilter yang menggunakan induktor %L'

c. non linieritas, khususnya untuk +rekuensi rendah atau untuk arus yang cukup besar

#. Filter Akti+

@aitu +ilter yang menggunakan komponen akti+, biasanya transistor atau penguat operasi

%op-a(p'. Celebihan +ilter ini antara lain)

a. untuk +rekuensi kurang dari !22 k3, penggunaan induktor %L' dapat dihindari

b. relati+ lebih murah untuk kualitas yang cukup baik, karena komponen pasi+ yang

presisi harganya cukup mahal

Beberapa macam +ilter yang termasuk ke dalam +ilter akti+ adalah )

a. Low ass !ilter

Suatu +ilter lolos baHah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor seperti

pada ambar . Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -#2

dB/dekade atau 0< dB/oktav. "enguatan tegangan untuk +rekuensi lebih rendah dari

+rekuensi cut o88 adalah)

Av K - 8 # / 8 !

sementara besarnya +rekuensi cut o88 didapat dari)

+ K ! / %#π8 #!'


15/17

b. 6ih Pass 3ilter

Suatu high pass +ilter orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor seperti

pada ambar 9 %perhatikan perbedaannya dengan ambar pada penempatan !'. Filter

orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan #2 dB/dekade atau < dB/oktav.

"enguatan tegangan untuk +rekuensi lebih tinggi dari +rekuensi cut o88 adalah)

Av K - 8 # / 8 !

sementara besarnya +rekuensi cut o88 didapat dari)

+ K ! / %#π8 !!'

%atatan ) perhatikan perbedaan dengan rumus pada +ilter lolos baHah'.

Gambar 3. Low Pass !"t#r $rd# %


16/17

Gambar &. 'and Pass !"t#r

c. and Pass %ilter

'uatu ban+ *ass >lter +a*at +isusun +engan menggunakan +ua

ta9a*@ *ertama a+ala9 9ig9 *ass >lter +an ke+ua a+ala9 lo<

*ass >lter se*erti *a+a gambar berikutA

"enguatan tegangan untuk band pass adalah)

Gambar (. )!*+ Pass !"t#r $rd# %


17/17

Av K %-8 # / 8 !' %-8 9 / 8 '

Besarnya +rekuensi cut o88 atas didapat dari)

+ K ! / %#π8 !!'

Besarnya +rekuensi cut o88 baHah didapat dari)

+ L K ! / %#π8 9#'

modul osiloskop

Documents