makalah osiloskop

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik serta alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik. Alat ukur ini dapat digunakan sebagai alat untuk pengukuran rangkaian elektronik seperti TV, Radio Komunikasi, dsb.
Beberapa Kegunaan Osciloskop antara lain :
- 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.

B. Topik Bahasan

 Pada makalah ini saya akan membahas tentang Osiloskop.

C. Tujuan Penulisan Makalah

Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh asisten dosen Praktikum Instrumentasi dan Pengukuran serta menjelaskan tentang osiloskop.

BAB II

ISI

A.    Definisi Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu.

Selain itu osiloskop digunakan untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.

Gambar Osiloskop

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.

Gambar  Osiloskop analog Goodwill seri 622 G

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.

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 :

1.	Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan(digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala.
2.	Memastikan probe dalam keadaan baik.
3.	Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

B.     Bagian-bagian Osiloskop

Panel osiloskop

Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain :
1. Tombol Umum:

On/Off : Untuk menghidupkan/mematikan Oscilloscope
Ilumination : Untuk menyalakan lampu latar.
Intensity : Untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi
Focus : Untuk mengatur ketajaman garis frekuensi
Rotation : Untuk mengatur posisi kemiringan rotasi garis frekuensi
CAL : Frekuensi Sample yg dpt diukur utk mengkalibrasi Oscilloscope

2. Tombol di Vertikal Block :

Position : Untuk mengatur naik turunnya garis.
V. Mode : Untuk mengatur Channel yg dipakai
Ch1 : Menggunakan Input Channel1
Ch2 : menggunakan Input Channel 2
Alt : (Alternate) menggunakan bergantian Channel1 dan Channel 2
Chop : Menggunakan potongan dari Channel 1 dan Channel2
Add : Menggunakan penjumlahan dari Ch1 dan Ch2
Coupling : Dipilih sesuai input Channel yg digunakan,
Source : Sumber pengukuran bisa dari Channel1 atau Channel2
Slope : Normal digunakan yang +. Gunakan yang – untuk kebalikan gelombang.
AC-GND-DC : Pilih AC utk gelombang bolak-balik (peak to peak)
Pilih DC utk gelombang/tegangan searah DC
Pilih GND utk menonaktifkan gelombang mis:Utk menentukan posisi awal
VOLTS/DIV : Untuk menentukan skala vertikal tegangan dlm satu kotak/DIV Vertikal.

3. Tombol di Horizontal Block :

Position : Untuk mengatur posisi horizontal dari garis gelombang.
TIME/DIV : Untuk megatur skala frekuensi dlm satu kotak/DIV Horizontal.
X10 MAG : Untuk memperbesar/ Magnificient frekuensi menjadi 10x lipat.
Variable : Untuk mengatur kerapatan gelombang horizontal.
Trigger Level : Untuk mengatur agar frekuensi tepat terbaca.

C.     Kalibrasi Osiloskop

Kalibrasi merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu . 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.

D.    Cara Kerja Osiloskop

1.      Osiloskop Analog

Cara Kerja / Skema Osiloskop Analog [ Analog Osciloscope Schematics ]

      Saat kita mengkoneksikan probe ke sebuah rangkaian, Sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop [ Vertical System ] ( Lihat Skema ), Sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan masukan sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan masukan. Pengaturan ini ditentukan oleh  kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.

Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju Pelat Defleksi vertikal pada sebuah CRT [ Catode Ray Tube, Akan dijelaskan nanti ] , sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan Berkas2 elektron SECARA BIDANG VERTIKAL SAJA ( Ke atas atau ke bawah )

Sampai Point ini dapat kita simpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog ada untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.

Lalu Sinyal masuk ke dalam Pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas berkas elektron Bergerak.

Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak keatas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong kebawah

Sinyal Yang keluar dari Vertikal Sytem tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" [ pergerakan elektron secara sweep -- Nyapu kiri kanan kiri gitu deh ^^ -- dalam dimensi horizontal, atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak menyebrangi layar dalam suatu interval  waktu tertentu, nah pergerakan yang super cepat dari elektron yang dapat mencapai 500,000 kali per detik inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar ( Seperti kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar ) ]

Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode / Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.

Bersama, pengaturan bidang vertikal dan horizontal ahirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati kedalam bentuk grafik yang kita kenal sampai saat ini.

2.      Osiloskop Digital

Osiloskop digital menggunakan konsep Penyamplingan dan Pendigitalisasian.

Cara Kerja Osiloskop Digital

Setelah sinyal masukan di sampling ( diambil nilainya dengan dicuplik secara berkala ), data data tersebut lalu di digitalkan dan kemudian disimpan bersama skala waktu gelombangnya di dalam memori. Pada prinsipnya osiloskop digital hanya menyuplik dan menyimpan demikian banyak nilai kemudian berhenti. Proses ini diulangi terus sampai osiloskop dimatikan.

Cara Penyamplingan Data Osiloskop Digital

Osiloskop digital atau yang biasa disebut dengan Digital Sampling Oscilloscope ( DSO ) mempunyai dua cara untuk menyampling gelombang masukannya, yaitu dengan metode Real Time Sampling dan Equivalent Time Sampling

Definisi Real Time Sampling Osiloskop Digital

Dalam metode real time sampling, digitizer pada osiloskop digital akan mengisi data ke dalam memori dalam satu event dari sinyal yang bersangkutan dan menggunakan sekumpulan data tersebut untuk menampilkan gelombangnya

Waktu waktu diantara 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 atau bentuk tunggal, tetapi metode real time sampling ini tidak akan didapatkan suatu peragaan bentuk gelombang yang serupa dengan yang ada pada osiloskop analog, kecuali sinyalnya berupa sinus biasa atau gelombang segi empat.

Definisi Equivalent Time Sampling Osiloskop Digital

Equivalent time sampling merupakan metode yang digunakan osiloskop digital untuk mengambil data dari gelombang yang bersifat repetitif berfrekuensi tinggi. Equivalent time sampling memberikan suatu resolusi waktu equivalent ( Horizontal ) bagi suatu digitizer yang bekerja pada kecepatan yang jauh lebih tinggi. Ia bekerja dengan mengambil cuplikan - cuplikan melalui beberapa kejadian dari sinyalnya sampai semua memori terisi.

Pada saat menggunakan osiloskop perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1. Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar.
2. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.
3. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.
4. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.
5. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah :

1.      Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik serta alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik

2.      Kalibrasi merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu

3.      Osiloskop dibagi menjadi 2, yaitu osiloskop analog dan osiloskop digital

4.      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

5.      Tombol umum dalam osiloskop, yaitu

On/Off : Untuk menghidupkan/mematikan Oscilloscope
Ilumination : Untuk menyalakan lampu latar.
Intensity : Untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi
Focus : Untuk mengatur ketajaman garis frekuensi
Rotation : Untuk mengatur posisi kemiringan rotasi garis frekuensi
CAL : Frekuensi Sample yg dpt diukur utk mengkalibrasi Oscilloscope