Osiloskop dan Function Generator

Oscilloscope dan Fungsi Penggunaannya 

Oscilloscope merupakan alat ukur elektronik. Dengan menggunakan alat ukur Oscilloscope ini, kita dapat mengukur frekuensi, periode dan melihat bentuk-bentuk gelombang seperti bentuk gelombang sinyal audio, sinyal video, dan bentuk gelombang Tegangan Listrik Arus Bolak Balik, maupun Tegangan Listrik Arus Searah yang berasal dari catu daya/baterai. Dengan sedikit melakukan pengaturan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.

Osiloskop

Osiloskop terdiri dari dua bagian yaitu Display dan Panel Control :

Display 
Display  menyerupai tampilan layar pada televisi. Display pada Oscilloscope berfungsi sebagai tempat tampilan sinyal uji. Pada Display Oscilloscope terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak yang disebut dengan div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan.

Panel Control 
Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Tombol-tombol pada panel osiloskop antara lain :

o    Focus : Digunakan untuk mengatur fokus 

o    Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar

o    Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar

o    Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar

o    Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar

o    Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)

o    AC/DC : 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.

o    Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.

o    Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal (Dual Trace) yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu dipasang untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Lebih rinci perhatikan gambar panel kontrol Oscilloscope Dual Trace berikut :

Panel kontrol Oscilloscope

Keterangan gambar panel kontrol Osilokop Dual Trace diatas :
1.    VERTICAL INPUT : merupakan input terminal untuk channel-A/saluran A.
2.    AC-GND-DC : Penghubung input vertikal untuk saluran A.

o    Jika tombol pada posisi AC, sinyal input yang mengandung komponen DC akan    ditahan/di-blokir oleh sebuah kapasitor. 

o    Jika tombol pada posisi GND, terminal input akan terbuka, input yang bersumber dari penguatan internal di dalam Oscilloscope akan di-grounded. 

o    Jika tombol pada posisi DC, input terminal akan terhubung langsung dengan penguat yang ada di dalam Oscilloscope dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar monitor.

3.    MODE

o    CH-A :  tampilan bentuk gelombang channel-A/saluran A.

o    CH-B :  tampilan bentuk gelombang channel-B/saluran B.

o    DUAL : pada batas ukur (range) antara 0,5 sec/DIV – 1 msec (milli second)/DIV, kedua frekuensi dari kedua saluran (CH-A dan CH-B) akan saling berpotongan pada frekuensi sekitar 200k Hz. Pada batas ukur (range) antara 0,5 msec/DIV – 0,2 µ sec/DIV saklar jangkauan ukur kedua saluran (channel/CH) dipakai bergantian.

o    ADD : CH-A dan CH-B saling dijumlahkan. Dengan menekan tombol PULL INVERT akan diperoleh SUB MODE.

4.    VOLTS/DIV variabel untuk saluran (channel)/CH-A.
5.    VOLTS/DIV pelemah vertikal (vertical attenuator) untuk saluran (channel)/CH-A.

o    Jika tombol “VARIABLE” diputar ke kanan (searah jarum jam), pada layar monitor akan tergambar tergambar tegangan per “DIV”. Pilihan per “DIV” tersedia dari 5 mV/DIV – 20V/DIV.

6.    Pengatur posisi vertikal untuk saluran (channel)/CH-A.
7.    Pengatur posisi horisontal.
8.    SWEEP TIME/DIV.
9.    SWEEP TIME/DIV VARIABLE.
10.    EXT.TRIG untuk men-trigger sinyal input dari luar.
11.    CAL untuk kalibrasi tegangan pada 0,5 V p-p (peak to peak) atau tegangan dari puncak
         ke puncak.
12.    COMP.TEST saklar untuk merubah fungsi Oscilloscope sebagai penguji komponen
         (component tester). Untuk menguji komponen, tombol SWEEP TIME/DIV di “set” pada
         posisi CH-B untuk mode X-Y. tombol AC-GND-DC pada posisi GND.
13.    TRIGGERING LEVEL. 
14.    LAMPU INDIKATOR.
15.    SLOPE (+), (-) penyesuai polaritas slope (bentuk gelombang).
16.    SYNC untuk mode pilihan posisi saklar pada; AC, HF REJ, dan TV.
17.    GND terminal ground/arde/tanah.
18.    SOURCE penyesuai pemilihan sinyal (syncronize signal selector). Jika tombol SOURCE pada
         posisi :

o    INT : sinyal dari channel A (CH-A) dan channel B (CH-B) untuk keperluan pen-trigger-an/penyulutan saling dijumlahkan,

o    CH-A : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-A,

o    CH-B : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-B,

o    AC   : bentuk gelombang AC akan sesuai dengan sumber sinyal AC itu sendiri,

o    EXT : sinyal yang masuk ke EXT TRIG dibelokkan/dibengkokkan disesuaikan dengan sumber sinyal.

19.    POWER ON-OFF.
20.    FOCUS digunakan untuk menghasilkan tampilan bentuk gelombang yang optimal.
21.    INTENSITY pengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
22.    TRACE ROTATOR digunakan utuk memposisikan tampilan garis pada layar agar tetap
         berada pada posisi horisontal. Sebuah obeng dibutuhkan untuk memutar trace rotator ini.
23.    CH-B POSITION tombol pengatur untuk penggunaaan CH-B/channel (saluran) B.
24.    VOLTS/DIV pelemah vertikal untuk CH-B.
25.    VARIABLE.
26.    VERTICAL INPUT input vertikal untuk CH-B.
27.    AC-GND-DC untuk CH-B kegunaannya sama seperti penjelasan yang terdapat pada
         nomor 2.
28.    COMPONET TEST IN terminal untuk komponen yang akan diuji.

Ada beberapa jenis gelombang yang ditampilkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:

o-    Gelombang segitiga.

o-    Gelombang sinusoida

o-    Gelombang blok

o-    Gelombang gigi gergaji

Ada dua tipe osiloskop menurut prinsip kerjanya, yaitu tipe analog / ART (Analog Real Time oscilloscope) dan tipe digital / DSO (Digital Storage Osciloscope).

Osiloskop Analog (Analog Real Time oscilloscope) 
Osiloskop analog ini menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung (CRT) sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut.

Osiloskop analog 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.

Osiloskop Digital (Digital Storage Osciloscope)
Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital.

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.

Secara umum dapat kita simpulkan fungsi Oscilloscope / osiloskop yaitu untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu. Dengan alat ukur Osiloskop ini kita dapat mengetahui :

o    Berapa frekuensi, periode dan tegangan dari suatu sinyal elektronik. 

o-  Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

o-  Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.

o-  Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.

  -  Membedakan arus AC dengan arus DC.

o-  Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.

Function Generator

Function Generator merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada juga gelombang segi empat, gelombang segi tiga) dimana frekuensi serta amplitudenya dapat diubah‐ubah. Pada umumnya dalam melakukan praktikum Rangkaian Elektronika (Rangkaian Listrik), generator sinyal ini dipakai bersama‐sama dengan osiloskop.

Gambar Function Generator

Beberapa tombol/saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah:

1.     Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.

2.     Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS

3.     Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.

4.     Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.

5.     DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).

6.     Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

7.     Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan

8.     Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama

9.     Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″

10.   Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.

11.   Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

Cara Pemakaian Function Generator

1.     Hidupkan power supply

2.     Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm

3.     Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.

4.     Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V.

5.     Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0