Osiloskop [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Osiloskop adalah sebuah alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik. Osiloskop merupakan serangkaian alat untuk mengamati sinyal - sinyal yang masuk pada osiloskop, untuk kemudian diteliti hasil keluaran dari masukkan sinyal tersebut. Amplitudo dan periode dapat dicari dengan menggunakan osiloskop. Osiloskop dapat menunujukkan sinyal dengan isyarat sinusoida, persegi, atau dalam bentuk pola Lissajous.Amplitudo ditunjukkan pada arah vertikal dan periode pada arah horizontal. Lalu besar sudut fasa & frekeuensi juga dapat diamati dari osiloskop. Dengan menggunkan metoda pola Lissajous, osiloskop dapat digunakan untuk mengetahui frekuensi sinyal, yang belum diketahui bila salah satu dari dua sinyal yang masuk ke osiloskop telah diketahui frekuensinya. Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari sinyal listrik. Dalam bidang elektronika, osiloskop merupakan instrumen ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang sedang diamati. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui dan mengamati frekuensi, periode dan tegangan AC atau DC, fasa dan berbagai bentuk gelombangdari sinyal. 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 horizontalyang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Pada bagian panel kontrol osiloskop terdapat 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. Dewasa ini secara prinsip 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. Pada percobaan kali ini, kita akan menggunakan osiloskop analog untuk menentukan beberapa permasalahan yang berbeda pada setiap prosedur percobaan. Secara umum osiloskop memiliki kegunaan yaitu; •



Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.



•



Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.



•



Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.



•



Membedakan arus AC dengan arus DC.



•



Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang



bersifat periodik. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda (CRT), Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron



kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap. Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal. Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (Super posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik ( Musbee, 1995). Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar Besaran- besaran yang dapat diukur dengan osiloskop antara lain: 1. Amplitudo ( A )



: Jarak perpindahan titik maksimum dari titik kesetimbangan dalam



2. Periode ( T )



arah getarannya.



: Waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang penuh.



3. Frekuensi ( F )



: Banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu satuan waktu.



4. Sudut fasa ( φ )



: Simpangan partikel terhadap posisi kesetimbangan dalam radian.



Osiloskop terdiri dari tabung hampa udara (tabung katoda), dan layar dilapisi zat Fluorescent, yang berarti jika permukaannya itu ditumbuk oleh elektron umpannya, maka elektron dari, atau yang membangun molekul dimana zat itu dibangun akan berpindah kulit , ke kulit yang lebih luar (tingkat energinya lebih tinggi).Tetapi kemudian elektron atom cenderung akan kembali ke kulit semula, setidaknya ke kulit yang lebih dalam dari kulit tempat yang baru tadi, karena makin dalam kulit, maka tingkat energi menjadi lebih rendah sehingga menjadi lebih stabil.Beda tingkat enegi antara kulit yang lebih luar dan yang dalam menjelma sebagai foton yang tampak sebagai bintik terang. 1.2. Rumusan Masalah Adapun Rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud dengan osiloskop ? 2. Bagaimana sejarah perkembangan osiloskop itu ? 3. Sebutkan kegunaan dan jenis Osiloskop secara umum ? 4. Sebutkan fungsi dari tiap-tiap bagian pada osiloskop ? 5. Bagaimana prinsip kerja osiloskop ? 1.3. Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :



1. Untuk memenuhi tugas kelompok dari dosen pengasuh pada mata kuliah Alat-alat Ukur Listrik 2. Untuk menjelaskan pengertian osiloskop 3. Untuk mengetahui tentang sejarah perkembangan osiloskop 4. Menyebutkan kegunaan dan jenis Osiloskop secara umum 5. Menyebutkan fungsi dari tiap-tiap bagian pada osiloskop 6. Menjelaskan kepada para pembaca agar dapat memahami dan mengerti tentang prinsip kerja osiloskop 1.4. Manfaat Penulisan Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai bahan penilaian tugas kelompok pada mata kuliah Alat-alat Ukur Listrik. 2. Menambah pengetahuan tentang sejarah perkembangan osiloskop. 3. Mengetahui lebih dalam tentang prinsip kerja osiloskop. 4. Mengetahui fungsi dari tiap-tiap bagian pada osiloskop



BAB II OSILOSKOP 2.1 Pengertian Osiloskop Osiloskop adalah suatu alat yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukurannya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda. Komponen utama dari sinar katoda. Definisi osiloskop adalah sebuah alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik. Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari sinyal listrik. Dalam bidang elektronika, osiloskop merupakan instrumen ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang sedang diamati. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui dan mengamati frekuensi, periode dan tegangan AC atau DC, fasa dan berbagai bentuk gelombangdari sinyal.



2.2 Sejarah Perkembangan Osiloskop



Tangan-oscillograms ditarik



Ilustrasi langkah metode yang langkah-demi-Joubert tangan-merencanakan pengukuran gelombang. Metode paling awal menciptakan citra sebuah gelombang dan sungguh-sungguh melalui proses melelahkan untuk mengukur tegangan atau arus dari sebuah rotor berputar di titik-titik tertentu di sekitar sumbu rotor, dan mencatat pengukuran diambil dengan galvanometer . Dengan perlahan-lahan memajukan sekitar rotor, gelombang berdiri umum dapat digambarkan pada kertas grafik dengan merekam derajat rotasi dan kekuatan meter pada posisi masing-masing. Proses ini pertama kali sebagian otomatis oleh Jules François Joubert dengan metode langkah demi langkah tentang pengukuran bentuk gelombang. Ini terdiri dari satu kontak tunggal khusus komutator melekat pada poros dari sebuah rotor berputar.



Titik kontak dapat dipindahkan sekitar rotor berikut skala



indikator derajat tepat dan output muncul di galvanometer, untuk menjadi tangandigambarkan oleh teknisi. Proses ini hanya bisa menghasilkan gelombang pendekatan kasar sangat karena dibentuk diatas jangka waktu beberapa ribu siklus gelombang, tetapi itu adalah langkah pertama dalam ilmu pencitraan gelombang. 



Otomatis kertas-osilograf ditarik



Skematis dan perspektif pandangan Ondograph Hospitalier, yang menggunakan pena di atas kertas drum untuk merekam gambar gelombang dibangun dari waktu ke waktu, menggunakan motor sinkron penggerak mekanisme dan permanen magnet galvanometer . Oscillograph otomatis pertama kali digunakan galvanometer untuk memindahkan pena di seberang sebuah gulungan kertas atau drum, menangkap pola gelombang yang terus menerus bergerak ke gulir. Karena kecepatan tinggi frekuensi relatif dari bentuk gelombang dibandingkan dengan waktu reaksi lambat dari komponen mekanis, gambar gelombang tidak digambar langsung melainkan dibangun selama periode waktu dengan menggabungkan potongan-potongan kecil dari bentuk gelombang yang berbeda, untuk membuat bentuk rata-rata. Perangkat dikenal sebagai Ondograph Hospitalier didasarkan pada metode pengukuran bentuk gelombang. Secara otomatis dikenakan kapasitor dari setiap gelombang 100, dan membebaskan energi yang tersimpan melalui galvanometer rekaman, dengan masing-masing biaya berurutan dari kapasitor yang diambil dari titik sedikit lebih jauh sepanjang gelombang.



[5]



(seperti gelombang-bentuk



pengukuran masih rata-rata lebih dari ratusan siklus gelombang tetapi lebih akurat daripada tangan-oscillograms ditarik.)  osilograf Fotograf



Top-Waktu: Duddell bergerak-coil osilograf dengan cermin dan dua kumparan bergerak mendukung pada setiap sisi itu, ditangguhkan dalam penangas minyak. Kumparan besar di kedua sisi adalah tetap di tempat, dan memberikan medan magnet untuk kumparan bergerak. (Magnet tetap agak lemah pada waktu itu.) Top-Tengah: Rotating rana dan bergerak perakitan cermin untuk menempatkan tanda waktu indeks di samping pola gelombang. Top-Kanan: Pindah-film kamera untuk merekam gelombang itu. Bottom: Film rekaman memicu seluruh kontak-kontak saklar, sebagai rangkaian tegangan tinggi terputus.



Dalam rangka untuk memungkinkan pengukuran langsung dari gelombang itu perlu untuk perangkat perekaman untuk menggunakan sistem pengukuran sangat rendah-massa yang dapat bergerak dengan kecepatan yang cukup untuk mencocokkan gerakan gelombang yang sebenarnya yang diukur. William Duddellmirror galvanometer Hal ini dilakukan dengan pengembangan-kumparan osilograf bergerak oleh William Duddell yang pada zaman modern ini juga disebut sebagai galvanometer cermin . Hal ini mengurangi alat ukur untuk sebuah cermin kecil yang bisa bergerak dengan kecepatan tinggi untuk mencocokkan gelombang tersebut. Untuk melakukan pengukuran gelombang, slide foto akan dijatuhkan melewati jendela di mana sinar muncul, atau roll terus menerus film



film akan menggulir melintasi aperture untuk merekam gelombang dari waktu ke waktu. Meskipun pengukuran jauh lebih tepat daripada kertas perekam built-up, masih ada ruang untuk perbaikan karena harus mengembangkan gambar terkena sebelum mereka bisa diperiksa. 



Cermin miring kecil Pada tahun 1920, sebuah miring cermin kecil melekat pada diafragma di puncak tanduk yang disediakan respon yang baik sampai beberapa kHz, bahkan mungkin 10 kHz. Sebuah basis waktu, tidak sinkron, diberikan oleh cermin poligon berputar, dan balok collimated cahaya dari lampu busur diproyeksikan gelombang ke dinding laboratorium atau layar. Bahkan sebelumnya, audio diterapkan ke diafragma di feed gas nyala api membuat ketinggian bervariasi, dan cermin poligon berputar memberikan sekilas awal gelombang. Pindah-kertas oscillograph menggunakan kertas UV-sensitif dan galvanometers cermin maju disediakan rekaman multi-channel pada pertengahan abad ke-20. Respon Frekuensi adalah menjadi sedikitnya kisaran audio rendah. 



Penemuan CRT Tabung sinar katoda (CRT) yang dikembangkan di akhir abad 19. Pada



saat itu, tabung ini dimaksudkan terutama untuk mendemonstrasikan dan mengeksplorasi fisika dari elektron (kemudian dikenal sebagai sinar katoda ). Karl Ferdinand Braun menemukan osiloskop CRT sebagai rasa ingin tahu fisika pada tahun 1897, dengan menerapkan sinyal osilasi untuk deflektor pelat dibebankan elektrik di sebuah fosfor dilapisi CRT-. tabung Braun adalah alat laboratorium, menggunakan emitor dingin katoda dan tegangan sangat tinggi (di urutan 20.000 sampai 30.000 volt). Dengan hanya defleksi vertikal diterapkan pada pelat internal, wajah tabung diamati melalui cermin berputar untuk menyediakan basis waktu horizontal. Pada tahun 1899 Jonathan Zenneck



dilengkapi tabung sinar katoda dengan pelat pembentuk balok dan menggunakan medan magnet untuk menyapu jejak. Tabung sinar katoda awal telah diterapkan eksperimental untuk pengukuran laboratorium pada awal 1919. Tetapi menderita dari stabilitas yang buruk dari vakum dan emitter katoda.



Aplikasi dari termionik emitor diperbolehkan



tegangan operasi yang akan turun ke beberapa ratus volt. Western Electric memperkenalkan tabung komersial dari jenis ini, yang mengandalkan sejumlah kecil gas dalam tabung untuk membantu memfokuskan berkas elektron. VK Zworykin menggambarkan disegel, permanen tinggi vakum tabung sinar katoda dengan emitor termionik pada tahun 1931. Ini dan direproduksi komponen stabil diperbolehkan Radio Umum untuk memproduksi sebuah osiloskop yang dapat digunakan di luar laboratorium. Osiloskop dual-beam pertama dikembangkan pada akhir 1930an oleh British perusahaan ACCossor (kemudian diakuisisi oleh Raytheon ). CRT bukan tipe balok benar ganda tetapi menggunakan balok split dibuat dengan cara menempatkan piring ketiga antara pelat defleksi vertikal. Ia banyak digunakan selama Perang Dunia II untuk pengembangan dan pembayaran radar peralatan. Meskipun sangat berguna untuk memeriksa kinerja rangkaian pulsa itu tidak dikalibrasi sehingga tidak dapat digunakan sebagai alat pengukur.



Saat itu



bagaimanapun berguna dalam memproduksi kurva respon IF sirkuit dan akibatnya bantuan besar dalam keselarasan akurat mereka. B. Allen Labs Du Mont. membuat kamera bergerak-film, di mana gerakan film terus menerus memberikan basis waktu.



Defleksi horizontal mungkin



dinonaktifkan, walaupun menyapu sangat lambat akan menyebar memakai fosfor. CRT dengan fosfor P11 entah standar atau tersedia. 



The-menyapu osiloskop dipicu



Oscilloscope menjadi alat yang jauh lebih berguna pada tahun 1946 ketika Howard Vollum dan Jack Murdock menemukan-menyapu osiloskop dipicu, Tektronix Model 511. Howard Vollum pertama kali melihat lingkup seperti tersebut di Jerman.



Sebelum menyapu dipicu datang ke gunakan, defleksi



horizontal balok osiloskop dikontrol oleh gelombang gigi gergaji menjalankan generator bebas. Jika periode sapuan horizontal tidak cocok dengan periode gelombang yang akan diamati, masing-masing jejak berikutnya akan mulai di tempat yang berbeda dalam gelombang yang mengarah ke tampilan campur aduk atau gambar bergerak di layar. Menyapu itu bisa disinkronkan dengan periode sinyal, tetapi kemudian kecepatan menyapu itu uncalibrated. Osiloskop Banyak fitur sinkronisasi yang makan sinyal dari defleksi vertikal ke dalam rangkaian generator menyapu, tapi setara dengan tingkat batas memiliki paling terbaik kisaran yang sempit, dan polaritas memicu tidak dipilih. Memicu memungkinkan tampilan stasioner gelombang berulang, sebagai pengulangan beberapa gelombang yang diambil atas persis sama jejak pada layar fosfor. Sebuah menyapu memicu mempertahankan kalibrasi kecepatan menyapu, sehingga memungkinkan untuk mengukur sifat-sifat gelombang seperti frekuensi, fasa, rise time, dan lainnya, yang sebaliknya tidak akan mungkin. [13] Lebih penting lagi, dapat memicu terjadi pada interval yang bervariasi, dan kecuali terlalu dekat spasi, masing-masing memicu menciptakan menyapu identik. Tidak ada persyaratan untuk input konstan-frekuensi untuk mendapatkan jejak stabil. Selama Perang Dunia II, beberapa osiloskop digunakan untuk pengembangan radar (dan osiloskop beberapa laboratorium) telah menyapu didorong disebut. Menyapu sirkuit ini tetap terbengkalai, dengan balok CRT memotong, sampai pulsa berkendara dari perangkat eksternal unblanked CRT dan mulai satu konstan kecepatan horizontal jejak, yang bisa memiliki kecepatan



dikalibrasi, memungkinkan pengukuran interval waktu.



Setelah menyapu itu



selesai, rangkaian menyapu blanked CRT (dimatikan balok) dan rangkaian reset sendiri, siap untuk pulsa drive berikutnya. The Dumont 248, sebuah osiloskop tersedia secara komersial diproduksi pada tahun 1945, memiliki fitur ini. Long-ketekunan CRT, kadang-kadang digunakan dalam 'lingkup untuk menampilkan tegangan cukup-perlahan berubah, menggunakan fosfor seperti P7, yang terdiri dari lapisan ganda. Lapisan dalam fluoresced biru terang dari sinar elektron, dan cahayanya yang berpendar gembira "luar" lapisan, langsung terlihat di dalam amplop (bohlam). terakhir disimpan cahaya, dan dirilis dengan cahaya kekuningan dengan kecerahan membusuk selama puluhan detik. Jenis fosfor juga digunakan dalam PPI radar analog display CRT, yang merupakan dekorasi grafis (berputar bar cahaya radial) di beberapa adegan TV cuaca-laporan. Dipicu-menyapu osiloskop membandingkan sinyal defleksi vertikal (atau laju perubahan sinyal) dengan ambang disesuaikan, disebut sebagai pemicu tingkat. Juga, memicu sirkuit juga mengakui arah kemiringan sinyal vertikal ketika melintasi batas-apakah sinyal vertikal positif atau negatif akan berlangsung di persimpangan. Ini disebut polaritas pemicu. Ketika sinyal vertikal melintasi tingkat batas yang ditetapkan dan dalam arah yang diinginkan, rangkaian memicu unblanks CRT dan mulai sebuah sapuan linier akurat. Setiap mulai bisa terjadi kapan saja setelah satu sebelumnya (tetapi tidak terlalu cepat) - dengan syarat bahwa sebelumnya menyapu selesai, dan sirkuit menyapu telah benar-benar menyetel ulang sendiri ke keadaan awal. (Kali ini mati bisa menjadi signifikan.) Selama menyapu, rangkaian menyapu sendiri mengabaikan sinyal sweep-mulai dari sirkuit memicu pemrosesan. Memiliki polaritas memicu dipilih dan tingkat memicu, bersama dengan menyapu didorong, dibuat osiloskop menjadi tes yang sangat berharga dan bermanfaat dan instrumen pengukuran. Awal dipicu-menyapu osiloskop telah



dikalibrasi basis waktu, serta vertikal (defleksi) amplifier dengan sensitivitas dikalibrasi. Jejak kecepatan di layar diberikan dalam satuan waktu per divisi graticule tersebut. Seperti osiloskop menjadi lebih kuat dari waktu ke waktu, meningkatkan memicu opsi memungkinkan menangkap dan menampilkan bentuk gelombang yang lebih kompleks.



Sebagai contoh, holdoff memicu adalah fitur dalam



osiloskop paling modern yang dapat digunakan untuk menentukan jangka waktu tertentu setelah memicu selama osiloskop tidak akan memicu lagi.



Hal ini



membuat lebih mudah untuk membangun pandangan yang stabil dari beberapa gelombang dengan tepi yang dinyatakan akan menyebabkan memicu lain. 



Tektronix Vollum dan Murdock pergi ke ditemukan Tektronix , produsen pertama dari osiloskop dikalibrasi (yang termasuk graticule pada layar dan plot diproduksi dengan skala dikalibrasi pada sumbu layar).



Kemudian perkembangan oleh



Tektronix meliputi pengembangan multi-trace osiloskop untuk membandingkan sinyal baik oleh waktu- multiplexing (melalui mencacah atau jejak alternatif) atau dengan adanya beberapa senjata elektron dalam tabung.



Pada tahun 1963,



Tektronix memperkenalkan Langsung Lihat bistable Storage Tube (DVBST) , yang memungkinkan mengamati bentuk gelombang pulsa tunggal daripada (seperti sebelumnya) hanya bentuk gelombang yang berulang.



Menggunakan



-channel pelat mikro , berbagai-emisi elektron sekunder multiplier dalam CRT dan di belakang cover, maju osiloskop analog-paling (misalnya, 7104 Tek mainframe) bisa menampilkan terlihat jejak (atau mengizinkan fotografi) dari single-shot peristiwa bahkan ketika berjalan pada kecepatan menyapu sangat cepat. lingkup ini 'pergi ke 1 GHz. Dalam lingkup vakum-tabung 'yang dibuat oleh Tektronix, delay line amplifier vertikal adalah kerangka lama, berbentuk L untuk alasan ruang, yang



diusung beberapa lusin induktor diskrit dan sejumlah yang sesuai rendah kapasitansi diatur ("pemangkas") kapasitor silindris. lingkup ini 'punya saluran input plug-vertikal di. Untuk menyesuaikan kapasitor line delay, sebuah buluh bertekanan tinggi merkuri-dibasahi diisi gas beralih menciptakan pulsa sangatcepat-naik yang pergi langsung ke tahap-tahap selanjutnya dari amplifier vertikal. Dengan sapuan cepat, misadjustment setiap menciptakan berenang atau bump, dan menyentuh bagian kapasitor yang terbuat lokal dari perubahan bentuk gelombang. Mengatur kapasitor dibuat benjolan tersebut menghilang. Akhirnya, menghasilkan rata atas. Tahap keluaran Vacuum-tabung dalam lingkup wideband awal 'digunakan transmisi radio tabung, tetapi mereka mengkonsumsi banyak daya. Picofarads kapasitansi ke tanah bandwidth terbatas. Sebuah desain yang lebih baik, yang disebut amplifier didistribusikan, digunakan beberapa tabung, tapi masukan mereka (grid kontrol) yang terhubung sepanjang garis LC disadap delay, sehingga kapasitansi input tabung 'menjadi bagian dari delay line.



Selain itu, output



mereka (piring / anoda) yang juga terhubung ke delay line disadap, outputnya makan pelat defleksi. (Penguat ini push-pull, jadi ada garis keterlambatan empat, dua untuk masukan, dan dua untuk output.) 2.3 Kegunaan Osiloskop Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. 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.



Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaranbesaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut. Contoh beberapa kegunaan osiloskop : •



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.



2.4 Jenis Osiloskop Seperti halnya alat-alat elektronik lainnya, osiloskop dikelompokkan menjadi dua bagian berdasarkan cara kerjanya, yaitu: osiloskop analog dan osiloskop digital.



a) Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas elektron dalam tabung gambar ke atas atau ke bawah sesuai dengan bentuk gelombang yang diukur. Pada layar osiloskop dapat langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. b) Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Isyarat digital ini kemudian direka-ulang menjadi bentuk gelombang seperti aslinya yang hasilnya dapat ditampilkan pada layar.



Osiloskop Analog



Osiloskop Digital 2.5 Bagian-bagian Osiloskop Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertikal(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. 2.6 Bagian-bagian dari osiloskop analog 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. Selain kanal, ada juga yang disebut dengan probe. Probe adalah kabel penghubung yang ujungnya diberi penjepit, dengan penghantar kerkualitas, dapat meredam sinyal-sinyal gangguan, seperti sinyal radio atau noise yang kuat. Ada dua terminal penghubung pada probe, yaitu ujung probe dan kabel ground yang biasanya dipasangi capit buaya. Pada prakteknya capit buaya tersebut dihubungkan dengan bagian ground pada rangkaian, seperti chasis logam, dan sentuhkan ujung probe pada titik yang dites pada rangkaian. Probe



Sekarang anda siap menghubungkan probe ke osiloskop. Probe adalah kabel penghubung yang ujungnya diberi penjepit, dengan penghantar kerkualitas, dapat meredam sinyal-sinyal gangguan, seperti sinyal radio atau noise yang kuat. Probe didesain untuk tidak mempengaruhi rangkain yang diukur. Hambatan keluaran dari osiloskop mungkin saja membebani rangkaian yang akan diukur. Untuk meminimumkan pengaruh pembebanan, anda mungkin perlu menggunakan probe peredam (pasif) 10 X.



Osiloskop anda mungkin dilengkapi dengan probe pasif sebagai standar pelengkap. Probe pasif berguna sebagai alat untuk tujuan pengujian tertentu dan troubleshooting. Untuk pengukuran atau pengujian yang spesifik, beberap probe yang lain mungkin diperlukan. Misalnya probe aktif dan probe arus. Penjelasan selanjutnya, akan lebih menekankan pada pemakaian probe pasif karena tipe probe ini mempunyai fleksibiltas dalam penggunaannya.  Menggunakan Probe Pasif Kebanyakan probe pasif mempunyai beberapa faktor derajat peredaman, seperti 10 X, 100 X dll. Menurut kesepakatan, tulisan 10 X berarti faktor redamannya 10 kali. Amplitudo tegangan sinyal yang masuk akan diredam 10 kali, Besarnya tegangan yang terukur oleh osiloskop harus dikalikan 10. Bedakan dengan tulisan X 10, berarti faktor penguatannya 10 kali. Amplitudo tegangan sinyal yang masuk akan diperbesar 10 kali. Besarnya tegangan yang terukur oleh osiloskop harus dibagi 10. Probe peredaman 10 X meminimumkan pembebanan pada rangkaian dan ini adalah tujuan utama daripada probe pasif. Pembebanan pada rangkaian lebih terlihat pada frekuensi tinggi, maka pastikan untuk menggunakan probe ini ketika pengukuran di atas 5 KHz. Probe peredaman 10X meningkatkan keakuratan pengukuran, tetapi di lain pihak mengurangi amplitudo sinyal sebesar faktor 10. Karena meredam sinyal, probe peredaman 10 X membuat masalah ketika menampilkan sinyal dibawah 10 milivolt. Probe 1X berarti tidak ada peredaman sinyalGunakan probe peredaman 10 X sebagai probe standar anda, tetapi tetap menggunakan probe 1X untuk pengukuran sinyal-sinyal yang lemah. Beberapa probe mempunyai bagian khusus yang dapat mengganti-ganti antara probe 1x dan probe 10 X. Jika probe anda mempunyai bagian ini, pastikan anda melakukan seting yang benar sebelum pengukuran.



Gambar berikut memperlihatkan diagram sederhana pada bagian kerja internal dari probe. Hambatan masukan osiloskop 1 MOhm diseri dengan hambatan 9 Mohm, sehingga tegangan masukan pada terminal osiloskop menjadi 1/10 kali tegangan yang diukur.



Probe 10 X dan osiloskop membentuk rangkaian pembagi tegangan Sedangkan di bawah ini ditunjukkan probe dengan tipikal pasif dan beberapa aksesoris yang digunakan bersama probe. Uji Probe Buka memimpin uji kawat (terbang lead) cenderung untuk mengambil gangguan, sehingga mereka tidak cocok untuk sinyal rendah.



Selain itu,



memimpin memiliki induktansi yang tinggi, sehingga mereka tidak cocok untuk frekuensi tinggi. Menggunakan kabel terlindung (misalnya, kabel koaksial) lebih baik untuk sinyal rendah. Kabel Coaxial juga memiliki induktansi yang lebih rendah, tetapi memiliki kapasitansi tinggi: kabel 50 ohm khas memiliki sekitar 90 pF per meter. Akibatnya, langsung satu meter (1X) probe koaksial akan memuat sirkuit dengan kapasitansi dari sekitar 110 pF dan daya dari 1 megom. Untuk meminimalkan loading, attenuator probe (misalnya, 10X probe) digunakan.



Penyelidikan yang khas menggunakan resistor seri 9 megom



didorong oleh nilai-rendah kapasitor untuk membuat pembagi RC dikompensasi dengan kapasitansi kabel dan masukan lingkup. Konstanta waktu RC disesuaikan untuk mencocokkan. Sebagai contoh, 9 megom resistor seri dihubungsingkat oleh 12,2 pF kapasitor untuk waktu yang konstan 110 mikrodetik.



Kabel



kapasitansi 90 pF secara paralel dengan masukan lingkup 20 pF dan 1 megom (kapasitansi total 110 pF) juga memberikan waktu konstan 110 mikrodetik. Dalam praktiknya, akan ada penyesuaian sehingga operator justru dapat mencocokkan waktu frekuensi rendah yang konstan (disebut kompensasi probe). Cocok dengan konstanta waktu membuat redaman independen frekuensi. [ 4 ] Pada frekuensi rendah (di mana daya tahan R jauh lebih kecil dari reaktansi C), rangkaian tampak seperti pembagi resistif; pada frekuensi tinggi (banyak resistensi yang lebih besar dari reacntance), rangkaian tampak seperti pembagi kapasitif. Hasilnya adalah frekuensi dikompensasi probe untuk frekuensi sederhana yang menyajikan muatan sekitar 10 megohms didorong oleh 12 pF. Meskipun probe tersebut adalah perbaikan, tidak bekerja ketika menyusut skala waktu ke waktu transit beberapa kabel (waktu transit biasanya 5 ns).



[ 5 ]



Dalam kerangka



waktu, kabel tampak seperti impedansi karakteristik, dan akan ada refleksi dari mismatch saluran transmisi di lingkup masukan dan probe yang menyebabkan dering. Probe lingkup modern menggunakan jalur transmisi rendah kapasitansi lossy dan frekuensi canggih membentuk jaringan untuk membuat probe 10X berperforma baik di beberapa ratus megahertz.



[ 6 ][ 7 ]



Akibatnya, ada penyesuaian



lain untuk menyelesaikan kompensasi. Probe dengan atenuasi 10:01 yang jauh yang paling umum, karena sinyal yang besar (dan loading agak-kurang kapasitif), 100:1 probe tidak langka. Ada juga probe yang mengandung switch untuk memilih 10:01 atau langsung (1:1) rasio, tetapi orang harus menyadari bahwa pengaturan 01:01 memiliki kapasitansi yang signifikan (puluhan pF) di ujung probe, karena kapasitansi kabel



keseluruhan's sekarang langsung dihubungkan.



lingkup Baik 'memungkinkan



untuk redaman probe, mudah menunjukkan sensitivitas efektif di ujung probe. Beberapa yang terbaik memiliki lampu indikator di belakang jendela tembus di panel untuk meminta pengguna untuk membaca sensitivitas efektif.



Probe



konektor (BNC dimodifikasi) memiliki kontak tambahan untuk menentukan redaman probe's. (Sebuah nilai tertentu resistor, terhubung ke tanah, "encode" atenuasi.). Ada probe tegangan tinggi khusus yang juga membentuk attenuators dikompensasikan dengan lingkup masukan '; tubuh probe secara fisik besar, dan satu dibuat oleh Tektronix membutuhkan sebagian mengisi tabung sekitar resistor seri dengan fluorocarbon cairan volatile untuk menggantikan udara. Pada akhir lingkup 'adalah sebuah kotak dengan beberapa bentuk gelombang-pemangkasan penyesuaian. Untuk keselamatan, disk penghalang terus jari seseorang jauh dari titik yang sedang diperiksa.



tegangan maksimum adalah dalam puluhan kV



rendah. (Mengamati ramp tegangan tinggi dapat membuat gelombang tangga dengan langkah-langkah di berbagai titik setiap pengulangan, sampai ujung probe dalam kontak. Sampai saat itu, sebuah biaya busur kecil ujung probe, dan kapasitansi yang memegang rangkaian (tegangan terbuka). Sebagai tegangan terus menanjak, beban lain ujung busur kecil lebih lanjut.) Ada juga probe saat ini, dengan core yang mengelilingi konduktor membawa arus untuk diperiksa.



Salah satu jenis memiliki lubang untuk



konduktor, dan membutuhkan bahwa kawat akan melewati lubang itu, melainkan untuk semi-permanen atau permanen mounting.



Namun, jenis lain, untuk



pengujian, memiliki core dua bagian yang memungkinkan mereka untuk ditempatkan di sekitar kawat. Di dalam penyelidikan itu, koil luka di sekitar inti menyediakan saat ini menjadi beban yang sesuai, dan tegangan pada beban yang sebanding dengan saat ini. Namun, jenis probe dapat merasakan AC, hanya.



Penyelidikan yang lebih canggih (awalnya dibuat oleh Tektronix) termasuk sensor fluks magnetik di sirkuit magnetik. Probe menghubungkan ke penguat, yang feed (frekuensi rendah) arus ke kumparan untuk membatalkan merasakan lapangan; besarnya yang saat ini menyediakan bagian rendah frekuensi gelombang saat ini, sampai ke DC. koil masih mengambil frekuensi tinggi. Ada sebuah jaringan yang menggabungkan mirip dengan jaringan crossover loudspeaker.



2.7 Cara Kerja Osiloskop Analog



Pada saat osiloskop dihubungkan dengan sirkuit, sinyal tegangan bergerak melalui probe ke sistem vertical. Pada gambar di atas ditunjukkan diagram blok sederhana suatu osiloskop analog. Bergantung kepada pengaturan skala vertikal (volts/div), attenuator akan memperkecil sinyal masukan sedangkan amplifier akan memperkuat sinyal masukan. Selanjutnya sinyal tersebut akan bergerak melalui keping pembelok



vertikal dalam CRT(Cathode Ray Tube). Tegangan yang diberikan pada pelat tersebut akan mengakibatkan titik cahaya bergerak (berkas elektron yang menumbuk fosfor dalam CRT akan menghasilkan pendaran cahaya). Tegangan positif akan menyebabkan titik tersebut naik sedangkan tegangan negatif akan menyebabkan titik tersebut turun. Sinyal akan bergerak juga ke bagian sistem trigger untuk memulai sapuan horizontal (horizontal sweep). Sapuan horizontal ini menyebabkan titik cahaya bergerak melintasi layar. Jadi, jika sistem horizontal mendapat trigger, titik cahaya melintasi layar dari kiri ke kanan dengan selang waktu tertentu. Pada kecepatan tinggi titik tersebut dapat melintasi layar hingga 500.000 kali per detik. Secara bersamaan kerja sistem penyapu horizontal dan pembelok vertikal akan menghasilkan pemetaan sinyal pada layar. Trigger diperlukan untuk menstabilkan sinyal berulang. Untuk meyakinkan bahwa sapuan dimulai pada titik yang sama dari sinyal berulang, hasilnya bisa tampak pada gambar berikut :



 Mengkalibrasi tampilan osiloskop analog Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal, maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah : a) Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala.



b) Memastikan probe dalam keadaan baik. c) Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop. Sebagai langkah 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 tengahtengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var". Pada umumnya, tiap osiloskop sudah dilengkapi sumber sinyal acuan untuk kalibrasi. Sebagai contoh, osiloskop GW tipe tertentu mempunyai acuan gelombang persegi dengan amplitudo 2V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz. Misalkan kanal 1 yang akan dikalibrasi, maka BNC probe dihubungkan ke terminal masukan kanal 1, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:



Gambar di atas menggunakan probe 1X, dengan ujung probe yang merah dihubungkan ke terminal kalibrasi. Capit buaya yang hitam tidak perlu dihubungkan ke ground osiloskop karena sudah terhubung secara internal. Pada layar osiloskop akan nampak gelombang persegi. Atur tombol kontrol VOLTS/DIV dan TIME/DIV sampai diperoleh gambar yang jelas dengan amplitudo 2 V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz., seperti ditunjukkan pada gambar berikut:



Gunakan tombol kontrol posisi vertikal V-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah vertikal dan tombol horizontal H-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah horizontal. Cara ini dilakukan agar letak gambar mudah dilihat dan dibaca.



Pada saat menggunakan osiloskop perlu memperhatikan beberapa hal sebagai berikut: 1. Menentukan 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. 2. Menentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan. 3. Menggunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil. 4. Menggunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus. 5. Menggunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang. 2.8 Panel kendali osiloskop analog Bagian ini akan menerangkan secara ringkas bagian pengendalian dasar pada osiloskop analog. 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. Osiloskop anda mungkin mempunyai bagian-bagian tambahan lainnya tergantung pada model dan tipe osiloskop (analog atau digital). Perhatikan bagian input. Bagian ini adalah tempat anda memasukkan input. Kebanyakan osiloskop paling sedikit mempunyai 2 input dan masing-masing input dapat menampilkan tampilan gelombang di monitor peraga. Penggunaan secara bersamaan digunakan untuk tujuan membandingkan. Pada osiloskop analog terdapat tiga panel kendali yaitu pengendali vertikal, pengendali horizontal, dan pengendali trigger.



 Tampilan Depan Panel Kontrol Pelajari kegunaan tombol-tombol berikut ini: 1. Tombol kontrol Volts/Div dengan pengatur tambahan untuk kalibrasi 2. Tombol Time/Div dengan pengatur tambahan untuk kalibrasi 3. Pastikan lokasi terminal untuk sinyal kalibrasi. 4. Tombol Trigger atau Hold Off



5. Tombol pengatur intensitas dan pengatur fokus. 6. Pengatur posisi gambar arah vertikal (V pos.) dan arah horizontal (H pos.) 7. Jika menggunakan osiloskop "Dual Trace", ada selektor kanal 1, 2, atau dual. 8. Pastikan lokasi terminal masukan kanal 1 dan kanal 2. Ini semua adalah penjelasan umum dalam persiapan osiloskop. Jika anda belum yakin bagaimana melakukan ini semua, kembali lihat manual yang tersertakan ketika membeli osiloskop. Bagian kontrol menggambarkan kontrolkontrol secara detil.



 Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain : Focus



: Digunakan untuk mengatur focus



Intensity



: Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar



Trace



: Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar



rotation Volt/div



: Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di



layar Time/div



: Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di



layar Position



: Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal



masukannya nol) 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.



Ground



: Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.



Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.  Pengendalian



Bagian ini akan menerangkan secara ringkas bagian pengendalian dasar pada osiloskop analog.  Pengatur Intensitas dan Fokus Pada umumnya pengendali tampilan terdiri dari beberapa bagian, yaitu 1. Pengendali intensitas digunakan untuk mengatur intensitas cahaya gambar gelombang



yang



ditampilkan



pada



monitor



osiloskop.



Bila



anda



menambahkan kecepatan sapuan (sweep speed) pada osiloskop analog, maka anda harus meningkatkan pula tingkat intensitas. 2. Pengendali fokus digunakan untuk mengatur ketajaman gambar gelombang. Pengendali ini hanya terdapat pada osiloskop analog.



 Pengendali Vertikal Pengendali ini digunakan untuk merubah posisi dan skala gelombang secara vertikal. Osiloskop memiliki pula pengendali untuk mengatur masukan coupling dan kondisi sinyal lainnya yang dibahas pada bagian ini. Gambar 1 menunjukkan tampilan panel depan dan menu on-screen untuk kontrol vertikal.



Kontrol Vertikal



 Tombol Posisi vertikal



Tombol posisi vertikal digunakan untuk menggerakkan gambar gelombang pada layar ke arah atas atau ke bawah.  Tombol Volts / Div Tombol Volts / div mengatur skala tampilan pada arah vertikal. Pemilihan posisi. Misalkan tombol Volts/Div diputar pada posisi 5 Volt/Div, dan layar monitor terbagi atas 8 kotak (divisi) arah vertikal. Berarti, masing-masing divisi (kotak) akan menggambarkan ukuran tegangan 5 volt dan seluruh layar dapat menampilkan 40 volt dari dasar sampai atas. Jika tombol tersebut berada pada posisi 0.5 Volts/dDiv, maka layar dapat menampilkan 4 volt dari bawah sampai atas, dan seterusnya. Tegangan maksimum yang dapat ditampilkan pada layar adalah nilai skala yang ditunjukkan pada tombol Volts/Div dikali dengan jumlah kotak vertikal. Jika probe yg digunakan menggunakan faktor pelemahan 10x, maka tegangan yang terbaca harus dikalikan 10. Seringkali skala Volts/Div dilengkapi dengan tombol variabel penguatan( variable gain) atau fine gain control. Tombol ini digunakan untuk melakukan kalibrasi tegangan.



 Pengendali Horizontal Pengendali horizontal digunakan untuk mengatur posisi dan skala pada bagian horizontal gelombang. Gambar berikut menunjukkan jenis panel depan dan penala layar untuk mengatur bagian horizontal.



 Tombol Posisi Horizontal Tombol posisi horizontal menggerakkan gambar gelombang dari sisi kiri ke kanan atau sebaliknya sesuai keinginan kita pada layar.



 Tombol Time / Div ( time base control) Tombol kontrol Time/div memungkinkan untuk mengatur skala horizontal. Sebagai contoh, jika skala dipilih 1 ms, berarti tiap kotak(divisi) menunjukkan 1 ms dan total layar menunjukkan 10 ms(10 kotak horisontal). Jika satu gelombang terdiri dari 10 kotak, berarti periodanya adalah 10 ms atau frekuensi gelombang tersebut adalah 100 Hz. Mengubah Time/div membuat kita bisa melihat interval sinyal lebih besar atau lebih kecil dari semula, pada layar osiloskop, gambar gelombang akan ditampilkan lebih rapat atau renggang. Seringkali skala Time/Div dilengkapi dengan tombol variabel (fine control) untuk mengatur skala horizontal.. Tombol ini digunakan untuk melakukan kalibrasi waktu..







Masukan Coupling



Coupling merupakan metoda yang digunakan untuk menghubungkan sinyal elektrik dari suatu sirkuit ke sirkuit yang lain. Pada kasus ini, masukan coupling merupakan penghubung dari sirkuit yang sedang di tes dengan osiloskop. Coupling dapat ditentukan/diset ke DC, AC, atau ground. Coupling AC menghalangi sinyal komponen DC sehingga terlihat bentuk gelombang terpusat pada 0 volts. Gambar 2 mengilustrasikan perbedaan ini. Coupling AC berguna ketika seluruh sinyal (arus bolak balik dan searah) terlalu besar sehingga gambarnya tidak dapat ditampilkan secara lengkap.



 Masukan coupling AC dan DC Setting ground memutuskan hubungan sinyal masukan dari sistem vertikal, sehingga 0 volts terlihat pada layar. Dengan masukan coupling tang di-ground kan dan auto trigger mode (mode picu otomatis), terkihat garis horisontal pada layar yang menggambarkan 0 volts. Pergantian dari DC ke ground dan kemudian baik lagi berguna untuk pengukuran tingkat sinyal tegangan. 



Pentanahan



Grounding (pentanahan) osiloskop melindungi kita dari kejutan listrik dan melindungi rangkaian dari kerusakan. Grounding osiloskop dibutuhkan untuk keamanan. Kotak osiloskop, yang biasanya terbuat dari logam, seringkali dihubungkan dengan bagian netral dari jala-jala listrik. Di Indonesia, seringkali kontak netral pada jala-jala listrik tidak dipasang, sehingga jika kotak osiloskop terhubung dengan tegangan tinggi, dan kita menyentuh kotak tersebut maka bisa membahayakan kita. Untuk mengatasi ini, kotak tersebut perlu dihubungkan ke tanah (digroundkan). Jika kotak tersebut tersentuh tangan, arus akan lebih memilih melewati jalan ground menuju ke bumi daripada melewati kita terus menuju ke bumi. Mentanahkan osiloskop berarti menghubungkan osiloskop ke titik dengan muatan listrik netral(seperti bumi misalnya). Caranya adalah dengan memasang kawat daya pada kotak osiloskop dan menanamkan ujung lainnya ke bumi.Tetapi beberapa osiloskop tidak memerlukan penghubungan dengan bumi. Osiloskop ini memiliki



selubung



dan



pengendali



yang



terselubung,



yang



menjaga



kemungkinan-kemungkinan kejutan berbahaya kepada pengguna. Pentanahan juga diperlukan sebagai acuan pengukuran. Rangkaian yang akan diukur menggunakan acuan yang sama, sehingga diperoleh pengukuran yang akurat. Jika kita bekerja dengan IC (integrated circuit) kita juga butuh mentanahkan diri sendiri. IC CMOS mudah rusak oleh muatan listrik statis yang terdapat pada tubuh kita. Untuk mengatasi hal ini gunakan grounding strap (lihat gambar berikut). Muatan-muatan statis pada tubuh akan dibuang ke tanah.







Memasangkan Pencapit Ground



Ada dua terminal penghubung pada probe, yaitu ujung probe dan kabel ground yang biasanya dipasangi capit buaya. Pada prakteknya capit buaya tersebut dihubungkan dengan bagian ground pada rangkaian, seperti chasis logam, dan sentuhkan ujung probe pada titik yang dites pada rangkaian.  Filter Frekuensi Kebanyakan osiloskop dilengkapi dengan rangkaian filter frekuensi. Dengan membatasi frekuensi sinyal yang boleh masuk memungkinkan untuk mengurangi noise/gangguan yang kadang-kadang muncul pada tampilan gelombang, sehingga didapat tampilan sinyal yang lebih baik.  Pembalik Polaritas Kebanyakan osiloskop dilengkapi dengan pembalik polaritas sinyal, sehingga tampilan gambar berubah fasanya 180 derajad.  Alternate and Chop Display Pada osiloskop analog, misal dua kanal, ada dua cara untuk menampilkan sinyal gelombang secara bersamaan. Mode bolak-balik (alternate) menggambar



setiap kanal secara bergantian. Mode ini digunakan dengan kecepatan sinyal dari medium sampai dengan kecepatan tinggi, ketika skala times/div di set pada 0.5 ms atau lebih cepat. Mode chop menggambar bagian-bagian kecil pada setiap sinyal ketika terjadi pergantian kanal. Karena pergantian kanal terlalu cepat untuk diperhatikan, sehingga bentuk gelombang tampak kontinu. Untuk mode ini biasanya digunakan dengan sinyal lambat dengan kecepatan sweep 1ms per bagian atau kurang. Gambar 3 menunjukkan perbedaan antara 2 mode tersebut. Seringkali berguna untuk melihat sinyal dengan ke dua cara, Untuk meyakinkan didapat pandangan terbaik, cobalah kedua cara tersebut.



 Operasi Matematik Osiloskop juga memiliki sistem kerja untuk menjumlahkan dua buah fungsi gelombang bersama-sama, sehingga menciptakan tampilan bentuk gelombang baru. Osiloskop analog menggabungkan sinyal-sinyal sedangkan osiloskop digital membentuk sinyal baru secara matematik.



 Pengendali Trigger Trigger digunakan untuk membuat tampilan gambar menjadi tampak diam. Pengendali trigger membuat kita dapat menstabilkan pengulangan sinyal/ gelombang dan menangkap satu bagian gelombang berjalan. Contoh animasi penggunaan pengendali trigger (geseserkan kursor ke kiri untuk menjalankan animasi). Level tegangan trigger sebenarnya tidak bisa dilihat. Tombol trigger digunakan untuk mengatur level tegangan tersebut, dalam hal ini ditampilkan dengan scrollbar. Teknik pemicuan dapat dilakukan dengan beberapa cara. Pemicuan tepi (edge triggering) adalah dasar dan jenis yang umum dilakukan dalam tehnik pemicuan. Rangkaian trigger berperilaku seperti komparator. Saat sinyal trigger cocok dengan setting yang dilakukan maka osiloskop melakukan trigger.



 Modus Trigger Modus yang tersedia biasanya adalah modus auto atau normal. Pada trigger normal osiloskop hanya menyapu sinyal jika mencapai titik trigger, jika gagal



layar menjadi gelap. Modus normal memerlukan pengaturan level tegangan trigger, sebaliknya pada modus auto tidak diperlukan. Sinyal trigger sendiri perlu dijaga agar tidak terganggu oleh sinyal lain, seperti derau, frekuensi tinggi, untuk mencegah triggering yang salah.  Trigger Holdoff Kadangkala mengatur tigger yang tepat begitu sulit, membutuhkan ketrampilan yang tinggi. Banyak osiloskop memiliki fasilitas spesial untuk membuat tugas ini menjadi lebih mudah. Trigger holdoff adalah pengaturan perioda osiloskop sepanjang osiloskop tidak dapat ditrigger. Keistimewaan ini berguna saat mentrigger sinyal pada gelombang yang kompleks. Osiloskop hanya mentrigger pada titik trigger pertama. Gambar berikut menunjukkan bagaimana menggunakan holdoff.



2.9 Osiloskop Digital Jika dalam osiloskop analog gelombang yang akan ditampilkan langsung diberikan ke rangkaian vertikal sehingga berkesan "diambil" begitu saja (real



time), maka 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 lagisampai dihentikan. DSO mempunyai dua cara untuk "menangkap" atau mencuplik gelombang, yakni dengan teknik single shot atau real time sampling. Dengan kedua teknik ini, osiloskop memperoleh semua cuplikan dengan satu event picu. Secara teori (sesuai dengan Nyquist sampling theorema), osiloskop digital membutuhkan masukan dengan sekurangkurangnya dua cuplikan per periode gelombang untuk merekonstruksi suatu bentuk gelombang. Dalam praktek, tiga atau lebih cuplikan per periode menjamin akurasi akuisisi. Jika pencuplik tidak dapat sama cepat dengan sinyal masukannya, osiloskop tidak akan dapat mengumpulkan suatu jumlah yang cukup yang berakibat menghasilkan suatu peragaan yang lain dari bentuk gelombangnya aslinya, yakni osiloskop akan menggambarkan struktur keseluruhan sinyal masukan pada suatu frekuensi yang jauh lebih rendah dari frekuensi sinyal sesungguhnya. Ketika menangkap suatu gelombang bentuk tunggal (single shot waveform ) dengan cuplikan waktu nyata, osiloskop digital harus secara akurat menangkap frekuensi sinyal masukan. Osiloskop digital biasanya menspesifikasikan dua lebar pita; real time dan analog. Lebar pita analog menyatakan frekuensi tertinggi jalur masukannya yang dapat lolos tanpa cacat yang serius pada sinyalnya. Lebar pita real time menunjukkan frekuensi maksimum dari osiloskop yang dapat secara akurat mencuplik menggunakan satu event picu. Dengan metode alternatif yakni menggunakan equivalenttime sampling DSO secara akurat dapat menangkap sinyal-sinyal sampai pada lebar pita osiloskopnya, tetapi hanya pada sinyal-sinyal yang sifatnya repetitif. Dengan teknik ini, osiloskop digital menerima cuplikan-



cuplikan pada banyak event-event picu yang kemudian secara berangsur-angsur mengkonstruksi keseluruhan bentuk gelombangnya. Hanya lebar pita analog yang membatasi osiloskop pada frekuensi berapa dapat menerima teknik ini.  Sumber Sinyal Osiloskop Makna umum dari sebuah pola yang berulang terhadap waktu disebut gelombang, termasuk didalamnya gelombang suara, otak maupun listrik. Satu siklus dari sebuah gelombang merupakan bagian dari gelombang yang berulang. Sebuah bentuk gelombang (waveform) merupakan representasi grafik dari sebuah gelombang. Bentuk gelombang tegangan menunjukkan waktu pada sumbu horizontal dan amplitudo tegangan pada sumbu vertikal. Sebuah bentuk gelombang dapat menunjukkan berbagai hal tentang sebuah sinyal. Naik-turunnya gelombang menunjukkan perubahan tegangan. Sebuah garis yang datar menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan pada jangka waktu tersebut. Garis diagonal menunjukkan perubahan linear - meningkat atau menurunnya tegangan dengan laju tetap. Sudut yang tajam menunjukkan perubahan mendadak. Sumber gelombang listrik (sinyal listrik) dapat berasal dari berbagai macam, seperti: dari signal generator (pembangkit sinyal), jala-jala listrik, rangkaian elektronik, dll. Beberapa diantaranya ditunjukkan pada gambar di bawah.



Gambar signal generator dengan bentuk-bentuk gelombang keluarannya.



Sumber-sumber sinyal dalam kehidupan  Gelombang Sinus Gelombang sinus adalah gelombang yang berbentuk fungsi sinus seperti yang digunakan dalam trigonometri. Dalam elektronika, gelombang sinus memegang peranan yang sangat besar dalam menguji dan menganalisa rangkaian. Pada gambar berikut ditunjukkan gelombang sinus secara detil:



Istilah istilah berikut sering digunakan untuk menjelaskan gelombang : 1. Perioda T : Waktu yang dibutuhan satu siklus pengulangan secara lengkap. Perioda dapat diukur dengan cara mengukur waktu interval antara dua puncak gelombang yang berdekatan. 2. Frekuensi: f : Jumlah siklus (gelombang) dalam satu detik, satuannya dinyatakan dalam hertz, Hz. 1 Hz = 1 siklus per detik. Bila diketahui perioda, maka dapat dihitung frekuensinya dengan persamaan:



Sebaliknya, perioda dapat dituliskan sbb:



Frekuensi sinyal yang digunakan dapat bervariasi dari sekitar 0.1 Hz, kilohertz, (kHz), atau orde megahertz (MHz) 3.



Amplitudo: Amplitudo adalah tingginya puncak gelombang sinus. Amplitudo ini dapat dinyatakan dengan beberapa cara. Amplitudo puncak, Vp , diukur dari sumbu X ,0 volt, ke puncak tertinggi (terendah) dari gelombang. Amplitudo puncak ke puncak, Vpp ,diukur dari puncak tertinggi ke puncak terendah. Dalam praktek, mengukur Vpp lebih mudah daripada mengukur Vp. Besarnya Vpp tepat 2 kali Vp. Walaupun Vpp pada osiloskop lebih mudah diukur,



tetapi mengukur amplitudo rms lebih disukai karena teganagn rms menggambarkan tegangan efektif, yang biasa dicantumkan dalam infromasi arus bolak-balik. Amplitudo rms dapat ditulis: atau Dan atau 4. Fasa: Kdang-kadang gelombang sinus dbagi-bagi dalam sudut fasanya (dalam derajat) seperti berikut:



Bila dua buah gelombang sinus mempunyai frekuensi yang sama dan terjadi pada saat yang sama, maka kedua gelombang tersebut dikatakan sefasa (in phase):



Sebaliknya, bila kedua gelombang tersebut terjadi pada waktu yang berbeda, maka dikatakan kedua gelombang tersebut tidak sefasa (out of phase). Bila ini terjadi, perbedaan fasa tersebut dinyatakan dalam sudut fasa, . Pada gambar B di atas, beda sudut fasa kedua gelombang tersebut = 90°. Bentuk sinusoidal yang teredam (damped sine) merupakan kasus khusus yang dapat anda dapatkan pada sirkuit yang berosilasi namun semakin mengecil bersama waktu.  Kombinasi Gelombang



Gelombang sinus dapat dicampur dengan gelombang DC atau dengan gelombang sinus lainnya untuk menghasilkan gelombang yang baru, berupa gelombang yang kompleks (kompleks tidak berarti sulit). Berikut adalah contoh gelombang kompleks: Contoh berikut merupakan kombinasi gelombang sinus dengan frekuensi dasar digabungkan dengan gelombang harmoniknya (dengan frekuensi 3 kali dari frekuensi dasar, dan amplitudo lebih rendah), kemudian dikombinasikan lagi dengan gelombang harmoniknya yang lain (ke 5 dan ke 7):



Seperti yang terlihat pada gambar, jika terus dikombinasikan dengan



harmonik lainnya yang ganjil, akan mendekati bentuk gelombang persegi. Ilustrasi ini diformulasikan oleh ahli matematika terkenal,Joseph Fourier, yang mengatakan bahwa setiap gelombang kompleks dapat dibangun dari gelombang sinus dengan harmoniknya. Jadi, setiap gelombang yang periodik dapat dinyatakan sebagai kombinasi linier dari gelombang sinus.  Gelombang Kotak (Square) Gelombang kotak merupakan bentuk umum gelombang yang lain. Pada dasarnya gelombang kotak adalah tegangan yang dihidupkan dan dimatikan (kondisi high dan low) pada interval yang teratur. Rangkaian elektronik digital, seperti pada komputer, TV, radio, dll, seringkali menggunakan gelombang kotak sebagai sinyal pewaktuan (timing signals). Seperti gelombang sinus, gelombang kotak juga diuraikan dalam perioda, frekuensi dan amplitudo:



Amplitudo puncak, Vp , amplitido puncak ke puncak, Vpp , diukur seperti pada gelombang sinus. Tetapi, amplitudo rms gelombang kotak adalah lebih besar dari amplitudo rms gelombang sinus. Walaupun gelombang kotak dapat berubah dengan cepat dari posisi minimum ke posisi maksimum, perubahan ini tetap memerlukan waktu. Didefinisikan rise time (waktu naik) suatu sinyal adalah



waktu yang dibutuhkan nilai tegangan berubah dari 10% ke 90% nilai maksimumnya. Rise time ini biasanya sangat pendek, dalam orde nanoseconds (1 ns = 10-9 s), atau microseconds (1 µs = 10-6 s), seperti terlihat pada gambar di atas. Gelombang persegi (rectangular) menyerupai gelombang kotak, hanya interval waktu kondisi high dan low tidak memiliki panjang yang sama. Kedua gelombang tersebut cukup penting untuk menganalisa rangkain elektronik



 Gelombang Pulsa Gelombang pulsa mirip dengan gelombang kotak kecuali bahwa gelombang pulsa semuanya terletak di atas sumbu X. Pada awalnya, tegangan berubah mendadak dari level Low, dekat sumbu X, ke level High, biasanya dekat dengan tegangan catu daya.



Adapun istilah 'frekuensi' pulsa didefinisikan sebagai laju pengulangan (repetition rate), yaitu jumlah siklus per detik (hertz, Hz). Waktu keadaan High dari pulsa gelombang disebut mark, dan waktu Low disebut space. Perbandingan kedua besaran tersebut disebut mark space ratio:



Mark space ratio = 1.0 berarti waktu Low = waktu High.



Cara lain yang popular untuk menyatakan perbandingan waktu High dengan perioda gelombang adalah yang disebut duty cycle, yaitu:



Bila duty cycle kurang dari 50%, maka waktu High nya lebih rendah waktu Low.



 Gelombang Segitiga dan Gigi Gergaji Tegangan Ramp adalah tegangan yang naik atau turun seperti ditunjukkan pada gambar berikut



Ramp rate dinyatakan dalam volt per detik, V/s. Gelombang segitiga terdiri dari gelombang ramp yang berubah-ubah dari positif ke negatif secara bergantian. Pada gelombang segitiga, laju perubahan tegangan dari ramp positif dan ramp negatif dalam tiap siklus sama besar, sedangkan pada gelombang gigi gergaji tidak sama besar.



 Set Up Sesi ini akan menjelaskan secaradetil bagaimana mempersiapkan dan mulai menggunakan osiloskop, terutama bagaimana meng-ground-kan osiloskop, mengeset kontrol pada posisi standar, dan mengompensasi probe.  Kinerja Osiloskop



Istilah yang dijelaskan pada bagian ini akan sering digunakan untuk membicarakan kehandalan sebuah osiloskop.  Lebar Pita (Bandwidth) Spesifikasi bandwidth menunjukan daerah frekuensi yang dapat diukur oleh osiloskop dengan akurat. Sejalan dengan peningkatan frekuensi, kapabilitas dari osiloskop untuk mengukur secara akurat semakin menurun. Berdasarkan perjanjian, bandwidth menunjukkan frekuensi ketika sinyal yang ditampilkan tereduksi menjadi 70.7% dari sinyal sinus yang digunakan. (angka 70.7% mengacu pada titik "-3 dB", sebuah istilah yang berdasar pada skala logaritmik).



 Rise Time Rise Time adalah cara lain untuk menjelaskan daerah frekuensi yang berguna dari sebuah osiloskop. Perubahan sinyal rendah ke tinggi yang cepat, pada gelombang persegi, menunjukkan rise time yang tinggi. Rise time menjadi sebuah pertimbangan penting ketika digunakan dalam pengukuran pulsa dan sinyal tangga. Sebuah osiloskop hanya dapat menampilkan pulsa yang risetimenya lebih rendah dari rise time osiloskop.  Sensitivitas Vertikal Sensitivitas vertikal menunjukan berapa kemampuan penguatan vertikal untuk memperkuat sinyal lemah. Sensitivitas vertikal biasanya bersatuan mVolt/div. Sinyal terlemah yang dapat ditangkap oleh osiloskop umumnya adalah 2 mV/div. Kecepatan Sapuan (Sweep Speed). Untuk osiloskop



analog, spesifikasi ini menunjukkan berapa cepat "trace" dapat menyapu sepanjang layar, yang memudahkan untuk mendapatkan detail dari sinyal. Kecepatan sapuan tercepat dari sebuah osiloskop biasanya bersatuan nanodetik/div (ns/Div).  Akurasi Gain Akurasi penguatan menunjukkan seberapa teliti sistem vertikal melemahkan atau menguatkan sebuah sinyal.  Basis Waktu dan Akurasi Horizontal Akurasi horizontal menunjukkan seberapa teliti sistem horizontal menampilkan waktu dari sinyal. Biasanya hal ini dinyatakan dengan % error.



 Sample Rate Pada osiloskop digital, sampling rate menunjukkan laju pencuplikan yang bisa ditangkap oleh ADC (tentu saja sama dengan osiloskop). Sample rate maksimum ditunjukkan dengan megasample/detik (MS/s). Semakin cepat osiloskop mencuplik sinyal, semakin akurat osiloskop menunjukkan detil suatu sinyal yang cepat. Sample rate minimum juga penting jika diperlukan untuk melihat perubahan kecil sinyal yang berlangsung dalam waktu yang panjang.  Resolusi ADC (Resolusi Vertical) Resolusi dari ADC (dalam bit) menunjukkan seberapa tepat ADC dapat mengubah tegangan masukan menjadi nilai digital.



 Panjang Record Panjang record dari sebuah osiloskop digital menunjukkan berapa banyak gelombang dapat disimpan dalam memori. Tiap gelombang terdiri dari sejumlah titik. Titik-titik ini dapat disimpan dalam sebuah record gelombang. Panjang maksimum dari record bergantung dari banyaknya memori dalam osiloskop. Karena osiloskop hanya dapat menyimpan dalam jumlah yang terbatas ada pertimbangan antara detail record dan panjang record. Karena itu kita dapat memperoleh sebuah gambaran detil untuk waktu yang pendek atau gambaran yang kurang mendetil untuk jangka waktu yang lebih lama. Pada Beberapa osiloskop kita dapat menambahkan memori untuk meningkatkan panjang record. 2.10 Pengukuran Tegangan Tegangan adalah besar beda potensial listrik, dinyatakan dalam Volts, antara dua titik pada rngkaian. Biasanya salah satu titikny adalah titik ground, tapi tidak selalu. Tegangan juga diukur dari puncak ke puncak, yaitu dari titik puncak maksimum ke titik muncak minimum. Dankita harus hatihati menspesifikasikan tegangan apa yang dimaksud. Pada dasarnya osiloskop adalah alat ukur tegangan. Sekali anda mengukur tegangan, maka besaran lain bisa diketahui melalui penghitungan. Sebagai contoh pengukuran arus dengan menerapkan hukum Ohm arus dapat diketahui melalui pengukuran tegangan dan membaginya dengan besar hambatan yang digunakan. Penerapan penghitungan juga bisa dilakukan untuk arus AC tetapi tentunya akan lebih rumit,tetapi pada intinya adalah bahwa dengan mengukur tegangan sebagai langkah awal, maka besaran lain dapat diketahui melalui penghitungan. Gambar berikut menunjukkan tegangan dari satu puncak ke puncak lainnya yang disebut (the peak-to-peak voltage - V[p-p]), biasanya adalah duakali V[p]. Gunakan Vrms(root-mean-square) voltage untuk menghitung daya dari sinyal AC.



Gambar .Tegangan puncak ke puncak Pengukuran tegangan dilakukan dengan menghitung jumlah pembagi yang meliputi muka gelombang pada bagian skala vertikal. Atur sinyal dengan mengubah-ubah kontrol vertikal dan untuk lebih pengukuran terbaik pilihlah skala volts/div yang paling cocok.



2.11 Pengukuran Waktu dan Frekuensi Ambil waktu pengukuran dengan menggunakan skala horizontal pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi perioda, lebar pulsa(pulse width), dan waktu dari pulsa. Frekuensi adalah bentuk resiprok dari perioda, jadi dengan mengukur perioda frekuensi akan diketahui, yatu satu per perioda. Seperti pada pengukuran tegangan, pengukuran waktu akan lebih akurat saat meng-adjust porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Ambil pengukuran waktu sepanjang garis horizontal pada tengah-tengah layar, atur time/div untuk memperoleh pengukuran yang lebih akurat.(Lihat gambar berikut:



Pengukuran Waktu Pada Skala Tengah Horizontal dan contoh animasi penggunaan pengaturan waktu. Pada banyak aplikasi, informasi mendetil tentang pulsa sangatlah penting. Pulsa bisa mengalami distorsi dan menyebabkan rangkaian digital menjadi malfungsi, dan pewaktuan pulsa pada jalannya seringkali signifikan. Pengukuran standard pulsa adalah mengenai pulse width dan pulse rise time. Rise time adalah waktu yang diperlukan pulsa saat bergerak dari tegangan low ke high. Dengan aturan pengukuran rise time ini diukur dari 10% hingga 90% dari tegangan penuh pulsa. Hal ini mengeliminasi ketidakteraturan pada sudut transisi pulsa. Hal ini juga menjelaskan kenapa pada kebanyakan osiloskop memiliki 10% hingga 90% penandaan pada layarnya. Lebar pulsa adalah lamanya waktu yang diperlukan saat bergerak dari low ke high dan kembali ke low lagi. Dengan aturan lebar pulsa terukur adalah 50% tegangan penuh. Untuk lebih jelas anda lihat gambar berikut :



Gambar. Titik Pengukuran Waktu dan Pulsa Pengukuran pulsa seringkali memerlukan penalaan yang baik yaitu trigerring. Untuk lebih meguasai pengukuran pulsa, anda harus mempelajari bagaimana menggunakan trigger hold off untuk mengeset osiloskop digital intuk menangkap pretrigger data, sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya pada sesi pembahasan kontrol. 2.12 Pengukuran Fase Bagian pengontrol horizontal memiliki mode XY sehingga kita dapat menampilkan sinyal input dibandingkan dengan dasar waktu pada sumbu horizontal. (Pada beberapa osiloskop digital digunakan mode setting tampilan). Fase gelombang adalah lamanya waktu yang dilalui dimulai dari satu loop hingga awal dari loop berikutnya. Diukur dalam derajat. Phase shift menjelaskan perbedaan dalam pewaktuan antara dua atau lebih sinyal periodik yang identik. Salah satu cara mengukur beda fasa adalah menggunakan mode XY. Yaitu dengan memplot satu sinyal pada bagian vertikal(sumbu Y) dan sinyal lain pada sumbu horizontal(sumbu X). Metoda ini akan bekerja efektif jika kedua sinyal yang digunakan adalah sinyal sinusiodal. Bentuk gelombang yang dihasilkan adalah berupa gambar yang disebut pola Lissajous(diambil dari nama seorang fisikawan asal Perancis Jules Antoine Lissajous dan diucapkan Li-Sa-Zu). Dengan melihat bentuk pola Lissajous kita bisa menentukan beda fasa antara dua sinyal. Juga dapat ditentukan perbandinga frekuensi. Gambar di bawah ini memperlihatkan beberapa pola Lissajous denagn perbandingan frekuensi dan beda fasa yang berbeda-beda.



2.13 Waktu Aktif vs Waktu Mati pada DSO DSO tidak dapat secara terus menerus memonitor sinyalsiny yang sedang diukurnya. Osiloskop dikatakan aktif ketika sinyalnya menyapu sepanjang layar peraga.



Pada



akhir



setiap



sapuan,



osiloskop



menangkap



sinyal



di



sistempenyangga akuisisi (buffer) datanya. Untuk memungkinkan DSO menangkap sinyal yang berikutnya, penyangga ini harus dikosongkan, data di pindah ke penyangga peraganya atau ke lain tempat. Dan picunya harus ditimbulkanlagi. Waktu yang diperlukan untuk membentuk fungsi-fungsi ini disebut waktu mati. Pada saat waktu mati ini, sesudah akuisisi, DSO harus memproses danmemperagakan cuplikan-cuplikannya. Selagi hal ini sedang terjadi, sesuatu yang terjadi pada sinyal masukannya akan diabaikan oleh osiloskop tersebut.Dengan kata lain DSO tidak dapat meragakannya. 2.14 Real-time Sampling Dalam metode real-time sampling, digitizer pada DSO akan mengisi memori dalam satu event dari sinyalnya dan menggunakan seperangkatdata yang disimpan tersebut untuk menciptakan peragaan gelombangnya. Waktu-waktu di antara cuplikan-cuplikan dalam memori yang digunakan untuk menciptakan kembali peragaan gelombangnya dikatakan merupakan real time di antara cuplikan-cuplikannya saat dibutuhkan. Oleh sebab itu real-time sampling,dapat



digunakan untuk sinyal-sinyal yang sifatnya berulang maupun bentuktunggal (single shot). Namun demikian perlu dipahami bahwa denganrealtime sampling, tidak akan didapatkan suatu peragaan bentuk gelombang yang serupa dengan yang ada pada osiloskop analog (untuk sinyal-sinyalyang kompleks), kecuali sinyalnya berbentuk sinus yang sederhana atau berupa gelombang segiempat. Tabung cathode-ray yang dipakai disini adalah dasar dari teknik urat-urat optik (fibre optics). Screen dibuat dari bundel optical fibre, dan dipakai sebuah lapisan fluoresscene pada permukaan untuk memperbaiki terangnya. Dengan adanya ini kerugian cahaya pada screen glass yang dijumpai pada tabung cathoderay dapat dikurangi sedemikian sehingga memungknkan pemotretan jarak dekat dan kecepatan perekaman dapat bertambah. Dasar dari kerjanya osiloskop yaitu mekanisme untuk mendapatkan bentuk-bentuk gelombang diam untuk signal periodik pada layar CRT akan diterangkan. Untuk mendapatkan suatu bentuk gelombang diam pada layar CRT dari osiloskop, diperlukan pemakaian bentuk gelombang gigi gergaji yang mempunyai periode sama dengan integral lipat dari perioda gelombang yang diawasi pada elektroda defleksi horizontal. Prinsip kerja ini disebut sinkronisasi.



2.15 Equivalent-time Sampling Equivalent-time-sampling merupakan metode yang digunakan DSO untuk mengambil data dari gelombanggelombang repetitif frekuensi tinggi.Ini merupakan teknik cuplikan betulan. Equivalent-time sampling memberikan suatu resolusi waktu ekivalen ( horisontal) bagi suatu digitizeryang bekerja pada kecepatan yang jauh lebih tinggi. Ia bekerja dengan mengambilcuplikan-cuplikan melalui beberapa kejadian dari sinyalnya sampai semuamemori terisi. Sebagai contoh, pada suatu DSO dengan kemampuan peragaan 50 cuplikantiap divisi horisontal yang bekerja pada suatu dasar waktu (time base)5 nano detik/divisi,



waktu di antara setiap cuplikan adalah 5/50 nano detikatau 100 piko detik. Ini akan setara dengan suatu kecepatan real-timesampling 10 giga cuplik per detik. 2.16 Random dan Sekuensial Pencuplikan random (acak) dan sekuensial adalah dua tipe dari equivalenttime sampling. Dalam random sampling, cuplikan-cuplikan diambil dengan cara random dan gelombang direkonstruksi dengan menggunakan pewaktuan dari cuplikan-cuplikan yang relatif di depan titik picunya. Sementara sequential sampling mengambil cuplikan-cuplikan pada waktu sesudah titik picunya pada sinyal-sinyal yang bersifat repetitif. Dengan demikian,dalam random sampling, dapat diperoleh informasi sebelum picu (pre-trigger);tetapi pada sequential sampling, picunya justru yang memulai proses akuisisinya sehingga tidak akan diperoleh informasi tentang bentuk gelombang yang sedang diamati sebelum terjadi pemicuan. Setiap DSO real-time sampling sesungguhnya oversample. Istilah oversampling berhubungan dengan frekuensi gelombang pada laju cuplikan real time. Oversampling berarti pengambilan cuplikan-cuplikanpada suatu frekuensi yang lebih tinggi daripada frekuensi sinyal yang sedangdiukur. Suatu osiloskop dengan laju cuplikan maksimum hanya 1 mega cuplik perdetik masih merupakan sebuah DSO oversampling sejauh menyangkut sinyal 100 kHz. Suatu contoh saja sebuah osiloskop oversamplingdengan teknik real time hanya mendigitalisasikan 500 mega cuplikper detik (intervalnya 2 nano detik), akan mengambil lima cuplikan per periode pada sinyal 100 MHz yang sama, yang digunakan dalam contoh equivalent-timesampling di atas. 2.17 Osiloskop Analog vs Digital Ditinjau dari kesetiaan (fidelity) terhadap bentuk sinyal sesungguhnya yang sedang diukur, secara umum ART lebih unggul. Hal ini disebabkan sifat osiloskop



analog



hanya



mengkondisikan



sinyal



masukan;



melemahkan



(memperkecil) dan menguatkannya (memperbesar) dalam peragaannya di layar, maka keutuhan esensi dari sinyal masukan tetap utuh. Kesetiaan sinyal (signal fidelity) menyatakan suatu ukuran seberapa dekat bentuk gelombang yang diragakan



oleh



osiloskop



sesuai



dengan



bentuk



gelombang



masukan



sesungguhnya. Namun demikian dengan teknologi yang sudah maju sekarang ini, keunggulan osiloskop analog dalam bidang ini sudah dapat dipatahkan oleh osiloskop digital. ART juga mempunyai keuntungan dalam hal resolusi. Karena osiloskop analog mengunakan pancaran elektron untuk menggambar bentuk gelombang dalam peragaannya, ia mempunyai resolusi yang ajeg baik secara vertikal maupun horisontal. "Resolusi yang tak terbatas" ini dapat menyatakan tingkah-tingkah gelombang sampai kepada lebar pita yang dimiliki osiloskop. Dengan ART, proses akuisisinya tidak akan membuat gambar gelombangnya menjadi cacat. Sementara pada DSO, disebabkan proses pembagian digitalisasi sebuah sinyal kedalam pengukuran diskrit (dipecah-pecah), kebanyakan DSO kehilangan kemampuan resolusi yang diperoleh dalam osiloskop analog. Namun demikian, osiloskop digital yang lebih maju telah berhasil menggabungkan teknik pencuplikan yang pintar dan cermat dengan moda akuisisi untuk menaikkan resolusi vertikal maupun horisontalnya. Dalam hal persistensi (ketekunan yang terus-menerus) dalam melukiskan bentuk gelombang yang diukur, ART masih memiliki keunggulan dibanding DSO. Efek persistensi ini sebenarnya mengungkapkan informasi yang sangat penting jika kita menganalisa dan menelusuri bentuk-bentuk gelombang dalam suatu perancangan peralatan elektronik yang kompleks seperti halnya pada catu daya switching. DSO tidak mempunyai kemampuan menampilkan kondisi semacam ini, tetapi beberapa model mengimitasikannya melalui tombol mode user-definable persistence. Dalam hal penyimpanan bentuk gelombang yang diukur, jelas di sini DSO memiliki keunggulan karena ia memiliki memori. Osiloskop analog tidak dapat



secara otomatis menyimpan gelombang yang diukurnya. Paling osiloskop analog mungkin dapat mengirim copy gelombang yang diukur ke printer, tetapi pekerjaan ini hanya untuk gelombang -gelombang yang repetitif stabil. Perekaman bentuk gelombang dapat pula dengan menggunakan kamera osiloskop di depan peraga ART dengan menggunakan teknik fotografi. Teknik lain adalah dengan digitalisasi sistem kamera video osiloskop yang menterjemahkan gelombang-gelombang analog ke dalam informasi digital dengan resolusi vertikal 12 bit pada laju cuplikan 100Giga/detik sudah merupakan bagian eksternal dari osiloskop analog yang demikian mahal. Dalam menangkap bentuk bagian gelombang yang diukur sebelum terjadinya picu pada time base generatornya, DSO mempunyai keunggulan dibanding



ART



karena



DSO



secara



terus



menerus



mencuplik



dan



mendigitalisasikan sinyal masukan selagi ia menanti sebuah event picu sehingga aktivitas gelombang sebelum terjadinya picu dapat diamati.



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan



 Osiloskop adalah sebuah alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik. Osiloskop merupakan serangkaian alat untuk mengamati sinyal - sinyal yang masuk pada osiloskop, untuk kemudian diteliti hasil keluaran dari masukkan sinyal tersebut.  Beberapa kegunaan osiloskop : 1. Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. 2. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi. 3. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik. 4. Membedakan arus AC dengan arus DC. 5. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.  Seperti halnya alat-alat elektronik lainnya, osiloskop dikelompokkan menjadi dua bagian berdasarkan cara kerjanya, yaitu: osiloskop analog dan osiloskop digital. 1. Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas elektron dalam tabung gambar ke atas atau ke bawah sesuai dengan bentuk gelombang yang diukur. Pada layar osiloskop dapat langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. 2. Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital.



Isyarat digital ini kemudian direka-ulang menjadi bentuk gelombang seperti aslinya yang hasilnya dapat ditampilkan pada layar.



DAFTAR PUSTAKA



Cooper, William B. 1993. Instrumentasi Elektronika dan teknik pengukuran. Jakarta : Erlangga. http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/02/cara-kerja-osciloscopeanalog.html1 http://loker82.wordpress.com/page/7/ http://www.scribd.com/doc/26833428/Osiloskop http://www.scribd.com/doc/26833428/Osiloskop http://www.sentra-edukasi.com/2009/06/materi-elektro-osiloskop-oscilloscope.html http://google.com/ Lab Sistem Elektronika STT Telkom diakses tanggal 19 Oktober 2009 http://muhammad-alfiansyah.blogspot.com/ diakses tanggal 19 Oktober 2009 http://www.brawijaya.ac.id/ diakses tanggal 19 Oktober 2009 Sapiie, Soedjana. 1976. Pengukuran & Alat-alat Ukur Listrik. Jakarta : PT. Pradnya Paramita A. Prinsip Kerja Osiloskop B. Fungsi dari Tiap-tiap Bagian pada Osiloskop