MAKALAH PENGUKURAN LISTRIK OSILOSKOP.pdf

MAKALAH PENGUKURAN LISTRIK

OSILOSKOP

Makalah ini Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pengukuran Listrik

Oleh :

Mohammad Alfian Irsyadul Ibad

NIM. 131910201085

PROGRAM STUDI STRATA 1

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER

2014

Kata Pengantar

Puji syukur kami sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Pemurah, karena berkat

kemurahanNya makalah ini dapat kami selesaikan sesuai yang diharapkan. Dalam makalah ini

kami membahas Osiloskop, suatu instrumen yang digunakan dalam pengukuran listrik.

Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman mengenai instrumen

osiloskop yang sangat diperlukan dalam pengukuran listrik terutama dalam mengukur sinyal

seperti tegangan AC atau DC dan sekaligus melakukan apa yang menjadi tugas mahasiswa yang

mengikuti mata kuliah Pengukuran Listrik.

Dalam proses pendalaman materi pengukuran listrik ini, tentunya kami mendapatkan

bimbingan, arahan, koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih yang sangat mendalam kami

sampaikan kepada Bapak Bambang Sujanarko selaku dosen mata kuliah Pengukuran Listrik,

rekan-rekan mahasiwa yang telah banyak memberikan masukan dan pihak-pihak lain yang

membantu dalam proses penyelesaian makalah ini.

Penulis telah menyusun makalah ini dengan sebaik-baiknya, namun bukan

tidakmungkin dalam makalah ini masih terdapat beberapa kekurangan. Untuk itu penulis

mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar dapat menyempurnakan makalah ini ke

depannya.

Demikian makalah ini saya buat semoga memberikan manfaat. Terima kasih.

Jember, 24 Oktober 2014

Penyusun

ii

Daftar Isi

Halaman Sampul..

Kata Pengantar. ii

Daftar Isi iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah.. 1

1.3 Tujuan. 1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengenalan Osiloskop . 2

2.2 Bagian-Bagian Osiloskop Beserta Fungsinya .. 3

2.3 Fungsi dan Kegunaan Osiloskop Secara Umum 6

2.4 Prinsip dan Cara Kerja Osiloskop 6

2.5 Penggunaan Osiloskop. 13

2.6 Kinerja Osiloskop. 15

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan. 18

3.2 Saran 18

DAFTAR PUSTAKA.. 19

iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses pengukuran dalam ilmu elektro merupakan salah satu prosedur standar yang

harus dilakukan. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaran-besaran yang

diperlukan, baik untuk pengambilan keputusan dan instrumen kontrol maupun hasil yang

diinginkan oleh seorang user.

Salah satu alat ukur yang tidak kalah penting untuk diketahui yaitu osiloskop.

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Dengan

mengunakan osiloskop kita dapat mengetahui besaran-besaran pada sinyal listrik seperti

tegangan, frekuensi, periode dan bentuk sinyal dari objek yang diukur. Oleh sebab itu

osiloskop penting untuk dipelajari karena dengan menggunakan osiloskop dapat lebih

memudahkan kita dalam mengukur beberapa besaran sekaligus. Selain itu dengan

osiloskop kita juga dapat membedakan gelombang AC dan gelombang DC, serta dapat

juga melihat atau mendeteksi gangguan-gangguan dalam sistem transmisi atau penyaluran

seperti gangguan noise.

Karena osiloskop sangat penting untuk diketahui dan dipelajari, terutama untuk

mahasiswa elektro, maka pada kesempatan ini kami membuat makalah mengenai

osiloskop yang disertai penjelasan dan prinsip kerjanya.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas maka kami mengambil rumusan masalah yang akan dibatasi dan

dibahas menurut pembagian di bawah ini.

1. Apa saja fungsi dari setiap bagian osiloskop?

2. Bagaimana prinsip kerja dari osiloskop?

3. Bagaimana cara menggunakan osiloskop dengan benar?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini yaitu sebagai berikut.

1. Mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian atau panel osiloskop beserta fungsinya.

2. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi dari osiloskop.

3. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja dari osiloskop.

4. Mahasiswa dapat memahami penggunaan osiloskop.

1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengenalan Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada

kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah

terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa

pada sumbu vertikal (Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horizontal (X)

menunjukkan besaran waktu t.

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.

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.

Sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi seperti yang terlihat pada Gambar

1. Sumbu vertikal (Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horizontal (X)

menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan

osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

Gambar 1 Representasi Sinyal Osiloskop Dinyatakan Dalam Tiga Dimensi

Wujud dari osiloskop terlihat pada Gambar 2 mirip sebuah pesawat televisi dengan

beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis (grid) pada layarnya.

2

Gambar 2 Wujud Osiloskop yang Mirip dengan Televisi Kuno

Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat

dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan

kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Ada beberapa jenis tegangan gelombang yang akan diperlihatkan pada layar monitor

osiloskop, yaitu :

1. Gelombang sinusoidal

2. Gelombang blok

3. Gelombang gigi gergaji

4. Gelombang segitiga.

Secara umum osiloskop hanya untuk circuit osilator ( VCO ) di semua perangkat yang

menggunakan rangkaian VCO. Meskipun sudah berpengalaman dalam hal menggunakan

osiloskop, kita harus mempelajari tombol instruksi dari pabrik yg mengeluarkan alat

tersebut. Untuk menggunakan osiloskop haruslah berhati-hati, bila terjadi kesalahan sangat

fatal akibatnya.

2.2 Bagian-Bagian Osiloskop Beserta Fungsinya

Gambar berikut menunjukkan contoh Panel Osiloskop Digital (DSO BK-2542B)

3

Gambar 3 Front Panel Osiloskop Digital

Gambar 4 Back Panel Osiloskop Digital

PANEL DEPAN PANEL BELAKANG

No. Nama Fungsi No. Nama Fungsi

1 Power

On/Off

Menyalakan atau

mematikan DSO BK-

2542B

1 Security

loops

Keamanan (Non

Teknis)

2 LCD Display

Screen

Menampilkan sinyal

dan parameter terukur 2

Carrying

Handle

Alat bantu untuk

memindahkan

osiloskop

3 Carrying

Handle

Alat bantu untuk

memindahkan

osiloskop

3 Power

On/Off

Menyalakan atau

mematikan DSO

BK-2542B

4

4 Menu

On/Off

Menampilkan atau

menyembunyikan

menu

4 AC Line

Input

Terminal kabel

power dari sumber

AC/PLN

5 Adjusment

Knob

Memilih item atau

merubah nilai

parameter terpilih

5 Pass/Fail

Output

Mengeluarkan

sinyal sisa

pemfilteran

6 Auto Set Pen-skalaan otomatis

kanal yang dipilih 6

LAN

Interface Port

Terminal untuk

kabel LAN

7 Utility &

Save/Load

Akses

I/O/Languange/Print

Setup dan

Penyimpanan

7 RS232 Serial

Interface Port

Terminal untuk

kabel jenis serial

8 Measure &

Cursor

Pengukuran nilai

parameter secara

otomatis atau manual

8 USB Device

Interface Port

Terminal untuk

komunikasi

dengan port USB

PC

9 Acquire &

Display

Pengaturan proses

akuisisi dan tampilan

pada DSO

9 Rear Rubber

Feet

Penyangga

osiloskop (Non

Teknis)

10 Run Control

Menjalankan atau

menghentikan

akuisisi sinyal

10 Ventilation

Fan

Pendingin utama

DSO

11 Trigger

Control

Mengatur mekanisme

trigger pada sinyal

12 Shortcut &

Local

Mempercepat tahap

tertentu (optional)

13 Horizontal

Control

Mengatur mekanisme

pengukuran pada

sumbu X

14 EXT TRIG

BNC

Terminal input

trigger dari sumber

luar

15 Channel 2

BNC Input Kanal 2 osiloskop

16 Vertical

Control

Mengatur mekanisme

pengukuran pada

sumbu Y

17 Channel 1

BNC Input Kanal 1 osiloskop

5

18 Function

Buttons

Memilih menu yang

ditampilkan pada

layar

19 Print Button

Mengatur dan

menjalankan fungsi

Print

20 Probe Comp.

Terminal

Terminal sumber

sinyal internal untuk

kalibrasi probe

21 USB Host

Interface

Terminal USB

Device (Flash Disk,

dll)

22 Tilt Feet Kaki penyangga

2.3 Fungsi dan Kegunaan Osiloskop Secara Umum

Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang

berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal

yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi,

periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda

fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya,

yaitu:

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.

2.4 Prinsip dan Cara Kerja Osiloskop

Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat

tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Secara

prinsip kerjanya ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - Analog Real Time

Oscilloscope) dan tipe digital (DSO - Digital Storage Osciloscope), masing-masing

memiliki kelebihan dan keterbatasan. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja

di laboratorium perlu mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat

osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang berkaitan

dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji kinerjanya.

6

2.4.1 Osiloskop Analog

Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan

berkas elektron dalam tabung sesuai bentuk sinyal kemudian menampilkannya pada

layar. Osiloskop ini menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik melalui gerakan

pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -

Cathode Ray Tube) dari kiri ke kanan. Pancaran elektron dari bagian senapan

elektron (electron gun) yang membentur atau menumbuk dinding dalam tabung

tersebut mengeksitasi elektron dalam lapisan fosfor pada layar tabung sehingga

terjadi perpendaran atau nyala pada layar yang menggambarkan bentuk dasar

gelombang atau sinyal.

Diagram atau rangkaian osiloskop ini disajikan pada gambar 5a dan 5b

sebagai berikut.

Gambar 5a Diagram Dasar Osiloskop Analog

7

Gambar 5b Diagram Blok 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). Untuk

menampilkan gambar garis pada layar, diperlukan gelombang gigi gergaji yang

diberikan kepada pasangan pelat horizontal tersebut. Tegangan gigi gergaji ini

dihasilkan oleh time base generator/sweep generator atau generator sapu, yang

kemudian diperkuat oleh penguat horizontal. Tegangan gigi gergaji ini naik secara

linier terhadap waktu sehingga berkas elektron pada layar bergerak dari kiri ke

kanan. Setelah sampai di bagian paling kanan layar, tegangan gigi gergaji turun

dengan cepat ke nol sehingga memulai gerakan berulang dari bagian kiri

layar. Secara mudahnya tegangan positif akan menyebabkan titik tersebut naik

sedangkan tegangan negatif akan menyebabkan titik tersebut turun.Gerakan balik

yang cepat ini tidak dapat ditangkap oleh mata sehingga yang terlihat adalah gambar

garis horizontal lurus pada layar yang tidak terputus. Agar osiloskop dapat

menggambarkan bentuk gelombang yang sedang diamati maka gelombang tersebut

diumpankan ke rangkaian vertikal. Rangkaian vertikal ini berfungsi memperkuat

atau melemahkan simpangan vertikal dari gelombang masukan, sehingga tegangan

yang diberikan ke pasangan pelat defleksi vertikal menghasilkan medan listrik yang

dapat mempengaruhi gerakan vertikal elektron secara proporsional selagi ia

8

bergerak menuju ke layar, yang berakibat bentuk gelombang pada layar dapat

diperbesar atau diperkecil.

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 tampilan sinyal berulang. Untuk meyakinkan bahwa sapuan dimulai

pada titik yang sama dari sinyal berulang, hasilnya bisa tampak pada gambar berikut.

Gambar 6 Perbandingan Tampilan Sinyal Sebelum dan Setelah di-Triger

Selain menyangkut vertikal dan horizontal, osiloskop analog mempunyai

dimensi ketiga yang disebut dengan gray scaling (skala/tingkatan atau intensitas

kelabu). Tingkatan kelabu ini diciptakan melalui intensitas pancaran elektron pada

tabung gambar, yang meragakan detil gambar bagian tertentu secara sekilas saja.

Kondisi ini terjadi karena kecepatan pancaran elektron mempengaruhi kecerahan

jejaknya. Makin cepat pancaran bergerak dari satu titik ke titik lain pada bagian

tertentu, makin sedikit waktu ia dapat mengeksitasi elektron-elektron pada fosfor

yang terdapat pada dinding layar. Akibatnya jejak yang membentuk gambar

gelombang bagian tersebut akan lebih redup daripada gambar bagian gelombang

yang lainnya.

Skala kelabu ini juga menunjukkan frekuensi relatif dari event-event

individual (gejala khusus) yang terjadi dalam suatu gelombang yang sifatnya

berulang (repetitif). Pancaran elektron yang mengambarkan bagian gelombang yang

bentuknya sama secara berulang akan menyebabkan bagian yang dapat tergambar

dengan terang di layar, sedangkan event lekuk gelombang yang jarang terjadi akan

mendapat lebih sedikit waktu eksitasi. Akhirnya menjadi jelas bahwa daerah dari

9

lapisan fosfor yang dirangsang/dieksitasi secara berulang nampak lebih terang

daripada daerah yang kurang distimulasi.

Kesimpulannya, gambar yang diragakan oleh ART kadang begitu redupnya

sehingga sulit untuk dilihat baik karena sinyal masukannya mempunyai sisi-sisi

yang begitu cepat (seperti halnya gelombang kotak dari suatu astable multivibrator

yang bagian sisi tegak gelombangnya hampir tak terlihat), atau karena gelombang

repetitif menghasilkan event-event tertentu yang demikian jarangnya.

Cahaya yang dihasilkan oleh fosfor mempunyai waktu hidup yang sangat

pendek setelah pancaran elektron berlalu. Untuk fosfor yang sering digunakan pada

CRT yaitu P31, cahaya yang dihasilkan akan turun sampai ke suatu harga yang

masih dapat dilihat dengan nyaman dalam ruang yang bercahaya sedang dalam

waktu 38 mikrodetik. Jika laju kecepatan pancaran elektron untuk mengeksitasi

ulang terjadi di bawah 1/38 mikrodetik atau 26 kHz, maka akan terjadi penurunan

cahaya secara dramatis di layar.

Kedipan (flicker) merupakan suatu fenomena lain yang membatasi kinerja

CRT. Jika laju eksitasi ulang jatuh dibawah harga minimum tertentu, umumnya

sekitar 15 sampai 20 Hz, maka akan terjadi kedipan, yakni peragaan di layar akan

tampak nyala dan padam bergantian. Peragaan bagian gelombang yang nampak

redup baik karena sinyal yang diamati mempunyai sisi-sisi atau tebing gelombang

yang begitu cepat atau pada gelombang repetitif yang menghasilkan event-event

tertentu yang demikian jarang, kini dapat diatasi dengan dengan teknologi MCP (

Microchannel Plate) dari Tektronix, yang mampu meningkatkan intensitas peragaan

bagian-bagian yang redup dari sebuah gelombang sampai 1000 kali kecerahan

aslinya tanpa menaikkan intensitas peragaan pada bagian-bagian yang lebih kuat.

2.4.2 Osiloskop Digital (Digital Storage Oscilloscope)

Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan

menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) yang terlihat pada Gambar 7

untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Dalam

osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu di-sampling

(dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai

tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada

prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak

nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai

10

dihentikan. Beberapa DSO memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang

disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur.

Gambar 7 Blok Diagram Osiloskop Digital

Seperti halnya ART, DSO melakukan akuisisinya dalam satu event

pemicuan. namun demikian ia secara rutin memperoleh, mengukur dan menyimpan

sinyal masukan, mengalirkan nilainya melalui memori dalam suatu proses kerja

dengan cara; pertama yang disimpan, yang pertama pula yang akan dikeluarkan,

sambil menanti picu terjadi. Sekali osiloskop ini mengenali event picu yang

didefinisikan oleh penggunanya, osiloskop mengambil sejumlah cuplikan yang

kemudian mengirimkan informasi gelombangnya ke peraga (layar). Karena kerja

pemicuan yang demikian ini, ia dapat menyimpan dan meragakan informasi yang

diperoleh sebelum picu (pretrigger) sampai 100 persen dari lokasi memori yang

disediakan.

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. Sayangnya laju

cuplik DSO membatasi lebar pita osiloskop ketika beroperasi dalam waktu nyata

(real time). Secara teori (sesuai dengan Nyquist sampling theorema), osiloskop

digital membutuhkan masukan dengan sekurang-kurangnya 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

11

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. Bergantung dari osiloskopnya, kadang-

kadang kedua lebar pita tersebut mempunyai harga yang sama, kadang mempunyai

nilai yang berbeda jauh. Sebagai contoh misalnya lebar pita analog dari suatu DSO

350 MHz dan lebar pita real time-nya hanya 40MHz.

Dengan metode alternatif yakni menggunakan equivalent-time 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.

Kebanyakan DSO, apakah ia menggunakan teknik real time atau equivalent

time akan mencuplik pada laju maksimum tanpa mengacu berapa dasar waktu (time

base) yang di pilih. Pada kecepatan sapuan yang lebih rendah osiloskop digital

menerima jauh lebih banyak cuplikan daripada yang dapat disimpannya.

Bergantung kepada mode akuisisi yang kita pilih, suatu DSO akan membuang

cuplikan ekstra atau menggunakannya untuk pemrosesan sinyal-sinyal tambahan

seperti deteksi puncak gelombang (peak detect), maupun sampul gelombang

(envelope).

Dalam menangkap bentuk bagian gelombang yang diukur sebelum

terjadinya picu pada time base generator-nya, 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.

12

2.5 Penggunaan Osiloskop

Pada saat menggunakan osiloskop perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop dihubungkan pada ground. Disamping

untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio atau jala-jala.

2. Memastikan probe dalam keadaan baik.

3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

4. Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada

posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala

Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan

attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi

paling besar.

5. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.

6. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.

7. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.

8. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.

Tahapan Penyetaraan (Kalibrasi) Osiloskop Analog

Sebelum menggunakan osiloskop, osiloskop harus di kalibrasi terlebih dahulu. Langkah-

langkahnya adalah sebagai berikut.

a) Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop

sebelum kabel daya AC dimasukkan stop kontak PLN

b) Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power.

c) Set saluran pada tombol CH1.

d) Set mode pada Auto.

e) Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN.

f) Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur tombol yang

bernama horizontal dan vertikal.

g) Set level mode pada tengah-tengah (-) dan (+).

h) Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan

memperkirakan terhadap tegangan masukan.

i) Pasang probe pada salah satusaluran, (misal CH1) dengant ombol pengalih AC/DC

pada kedudukan AC.

j) Atur saklar/switch pada pegangan probe dengan posisi pengali 1x.

k) ujung probe pada titik kalibrasi.

l) Atur Time/Div pada posisi 1 ms agar tampak garis kotak-kotak yang cukup jelas.

13

m) Setelah tahapan K, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan.

Mengukur Tegangan AC

Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Bolak-Balik (AC)

1. Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk

gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.

2. Diatur saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.

3. Diatur saklar SEC/DIV untuk menampilkan beberapa gelombang.

4. Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif,

gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.

5. Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat

garis gratikul vertikal.

6. Hitunglah tegangan puncak- kepuncak (peaks to peaks) dengan menggunakan

persamaan:

Vpeak to peak = (defleksi vertikal) x (penempatan saklar VOLT/ DIV).

Mengukur Tegangan DC

1. Pilih mode SOURCE pada LINE.

2. Pilh mode COUPLING pada DC.

3. Pilih DC pada tombol AC-DC.

4. Siapkan baterai yang akan diukur.

5. Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan salah satu channel.

6. Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik

mungkin.

7. Variasikan VOLTS/DIV pada beberapa angka (misalnya 1, 1.5, dan 2).

8. Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan.

Mengukur Beda Fasa

Pengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

1. Dengan osiloskop Dual Trace

Sinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan

pada kanal B dari osiloskop.

14

Gambar 8 Metode Dual Trace

2. Dengan metode Lissajous

Sinyal pertama dihubungkan pada input Y, dan sinyal kedua dihubungkan pada

input X osiloskop.

Gambar 9 Metode Lissajous

Mengukur Periode dan Frekuensi

1. Distel saklar SEC/DIV untuk menampilkan siklus gelombang kompleks.

2. Diukur jarak horizontal antara titik-titik pengukuran waktu (satu panjang gelombang).

3. Tentukan periode gelombang dengan mengalikan jumlah pembagi dengan faktor

pengali.

4. Tentukan frekuensi gelombang (1/periode).

2.6 Kinerja Osiloskop

Istilah yang dijelaskan pada bagian ini akan sering digunakan untuk membicarakan

kehandalan sebuah osiloskop.

1. Lebar Pita (Bandwidth)

Spesifikasi bandwidth menunjukan daerah frekuensi yang dapat diukur oleh osiloskop

dengan akurat. Sejalan dengan peningkatan frekuensi, kapabilitas dari osiloskop untuk

15

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).

2. 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 risetime-nya lebih rendah dari rise time osiloskop.

3. 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.

4. 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)

5. Akurasi Gain

Akurasi penguatan menunjukkan seberapa teliti sistem vertikal melemahkan atau

menguatkan sebuah sinyal.

6. Basis Waktu dan Akurasi Horizontal

Akurasi horizontal menunjukkan seberapa teliti sistem horizontal menampilkan waktu

dari sinyal. Biasanya hal ini dinyatakan dengan prosentase eror.

7. 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.

8. Resolusi ADC (Resolusi Vertikal)

Resolusi dari ADC (dalam bit) menunjukkan seberapa tepat ADC dapat mengubah

tegangan masukan menjadi nilai digital.

16

9. 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.

17

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari penjelasan di atas, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut.

1. Fungsi osiloskop secara umum adalah untuk menganalisa tingkah laku besaran yang

berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal

yang sedang diamati.

2. Pada prinsip kerjanya, antara osiloskop analog dan digital memiliki prinsip dasar yang

sama. Hanya saja pada osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu

di-sampling (dicuplik) dan didigitalisasikan dengan ADC.

3. Cara penggunan osiloskop adalah yang pertama pengkalibrasian, kemudian mengatur

fokus, intensitas, kemiringan, x-position, dan y-position, setelah probe dikalibrasi maka

dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan

persegi pada layar.

3.2 Saran

Untuk lebih mengetahui dan mengerti tentang osiloskop ada baiknya langsung melihat

dan mempraktekan materi ini, agar bisa lebih memahami mengenai osiloskop. Menyadari

bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, kedepannya penulis akan lebih fokus dan

detail dalam menjelaskan tentang makalah di atas dengan sumber-sumber yang lebih

banyak yang tentunya dapat di pertanggung jawabkan.

18

DAFTAR PUSTAKA

Moris, Alan S. 2001. Measurement & Instrumentation Principles. Edisi Ketiga. Woburn:

Butterworth-Heinemann. 114-118.

B+K Precision Corp. 2001. Oscilloscope Applications Guidebook. Edisi Ketiga. Placentia: B+K

Precision. 4-23.

Sunomo. (1997). Osiloskop Analog versus Digital. From

http://www.elektroindonesia.com/elektro/instrum8, 24 Oktober 2014

Rian Priyadi. (2013). Pengukuran Tegangan AC/DC dengan Multimeter dan Osiloskop. From

http://rian-priyadi.blogspot.com/2013/12/pengukuran-tegangan-ac-dc-dengan_6, 25 Oktober

2014.

Joe. (2010). Osiloskop Analog. From http://joe-proudly-

present.blogspot.com/2010/11/osiloskop-analog, 25 Oktober 2014.

19

http://rian-priyadi.blogspot.com/2013/12/pengukuran-tegangan-ac-dc-dengan_6http://joe-proudly-present.blogspot.com/2010/11/osiloskop-analoghttp://joe-proudly-present.blogspot.com/2010/11/osiloskop-analog