Bentuk gelombang keluaran
7.3. Jenis-jenis Osiloskop 1 Osiloskop Analog
Pada dasarnya sebuah osiloskop analog bekerja dengan menerapkan sinyal tegangan yang diukur secara langsunng diberikan pada sumbu vertikal dari berkas elektron yang berpindah dari kiri
melintasi layar osiloskop –
biasanya tabung sinar katoda.
Disisi sebaliknya dari layar
diberlakukan dengan perpendaran pospor yang menyala dimana saja
berkas elektron membenturnya. Sinyal tegangan membelokkan berkas ke atas dan turun berpindah secara proporsional sebagaimana perindahan secara hrisontal, pelacakan bentuk
gelombang pada layar. Lebih
sering berkas membentur lokasi layar tertentu, semakin terang nyalanya.
Gambar 7-17. Blok diagram CRO analog ? Y KLD Sensitivitas = --- = --- V 2 Va d attenuator Penguat vertikal System triger System vertikal Generator sinkronisasi Penguat horisontal Time base System horisontal System pembangkit elektron Probe masukan CRT
CRT membatasi cakupan frekuensi yang dapat diperagakan dengan osiloskop analog. Pada frekuensi yang sangat rendah, sinyal muncul sebagai titik terang bergerak lambat yang sulit membedakan sebagai ciri bentuk gelombang. Pada frekuensi tinggi kecepatan penulisan CRTterbatas. Bila frekuensi sinyal melbihi kecepatan menulis CRT, peraga menjadi sangat samar untuk dilihat. Osiloskop analog tercepat dapat memperagakan frekuensi sampai sekitar 1 GHz.
Bila sinyal dihubungkan rangkaian probe osiloskop, tegangan sinyal berjalan melalui probe ke sistem vertikal dari osiloskop. Gambar 7- 17. mengilustasikan bagaimana
osiloskop analog memperagakan sinyal yang diukur. Tergantung pada bagaimana pengaturan skala vertikal (control Volt/div), attenuator mengurangi tegangan sinyal dan sebuah penguat menambah tegangan sinyal. Selanjutnya sinyal berjalan langsung ke pelat pembelok vertikal dari CRT. Tegangan yang diberikan pada pelat pembelok menyebabkan perpendaran pada titik yang bergerak melintasi layar. Nyala titik dibuat oleh berkas elektron yang membentur pospor luminansi di dalam CRT.Tegangan positip menyebabkan titik berpindah ke atas sementara tegangan negatip menyebabkan titik bergerak ke bawah.
7.3.2. Jenis-jenis Osiloskop Analog 7.3.2.1. Free Running Osciloskop
Free running oscilloscope
merupakan jenis CRO generasi
awal yang sederhana, secara blok diagram prinsip kerjanya dijelaskan berkut ini. Pada kanal
(Channel) vertikal terdapat
penguat sinyal yang fungsinya mengendalikan pelat defleksi
vertikal. Penguat vertikal
mempunyai penguatan yang tinggi sehingga keluaran berupa sinyal yang kuat ini harus dilewatkan
attenuator. Penguat horisontal
dihubungkan ke suatu sinyal time base internal dan dikontrol oleh pengontrol penguatan horisontal dan mengontrol dua frekuensi sapuan : pemilih sapuan dan sapuan vernier.
Generator time base menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji yang berguna untuk
mendefleksikan berkas dalam
arah horisontal. Tegangan antara
pelat defleksi horisontal CRT
disusun supaya titik berkas elektron pada posisi sisi kiri dari layar pada saat tegangan gigi gergaji nol. Berkas elektron akan ditarik ke kanan sebanding dengan tegangan ramp yang diberikan. Jika pengaturan memberikan tegangan ramp mencapai maksimum berkas akan berada diujung sebelah kanan layar. Untuk satu ramp lengkap tegangan gigi gergaji, bentuk gelombang gigi gerjaji akan jatuh secara cepat kembali ke nol, berkas akan kembali diujung kiri layar; pada kasus ini titik pada layar mencapai posisi ujung dan secara cepat dikembalikan ke posisi awal, Akibat aksi ini garis
retrace (flyback) digambarkan pada layar. Masalah ini diselesaikan dengan pemberian pulsa blanking pada saat retrace
memadamkan berkas selama waktu flyback. Ini akan mengurangi garis retrace pada layar.
Gambar 7-18. Blok diagram CRO free running
Osiloskop free running merupakan instrumen harga murah, time base generator harus disinkronisasikan dengan sinyal pada penguat vertikal agar peragaan pada layar CRT stabil. Dengan kata lain bentuk gelombang bergerak melintasi layar dan tetap tak stabil. Sinkronisasi diperlukan untuk
menyamakan waktu lintasan
sapuan sinyal time base dengan
jumlah perioda gelombang
vertikal. Jadi bentuk gelombang vertikal dapat terkunci pada layar CRT jika frekuensi sinyal masukan vertikal merupakan kelipatan dari frekuensi sapuan (fv = n fs).
7.3.2.2. Osiloskop Sapuan Terpicu (Triggered – Sweep Osciloscope)
Osiloskop free running harga murah mempunyai keterbatasan pemakaian. Misalnya rise time pulsa tidak dapat diukur dengan free running osiloskop, namun dapat diukur dengan menggunakan triggered-sweep osciloscpe. Triggered-sweep osciloskop dipandang lebih
serbaguna dan merupakan standar industry. Dalam triggered- sweep mode pembangkit gigi gergaji tidak membangkitkan tegangan ramp kecuali dikerjakan dengan trigger pulsa. Triggered sweep memungkinkan peragaan sinyal vertikal pada CRT dalam durasi yang sangat pendek, pada
Posisi vertikal Posisi horisontal Attenuator Tegangan Tingi dan Power Supply Sinkronisas Time
bidang layar yang cukup besar, sederhana karena sapuan dimulai dengan pulsa trigger yang diambil dari bentuk gelmbang yang diamati.
Secara blok diagram dari dasar triggered-sweep oscilloscope digambarkan di bawah ini, meliputi sumber tegangan, CRT, jalur
tunda, sistem penguat vertikal,
trigger pick-off amplifier, rangkaian trigger, generator sapuan, penguat horisontal dan rangkaian sumbu Z. Pada saat sinyal diberikan pada
masukan vertikal, segera
diteruskan ke preamplifier (A) diubah dalam sinyal push-pull. Sinyal diteruskan ke vertikal output amplifier (C) melalui rangkaian penunda (B). Sinyal dari vertikal output amplifier digunakan untk
mengendalikan berkas elektron
CRT secara vertikal,
menyebabkan titik pada layar bergerak secara vertikal. Sebuah sample sinyal vertikal diambil dari
vertikal preamplifier sebelum
delay line diberikan ke penguat trigger pick-off (D) diteruskan ke rangkaian trigger (E). Sinyal ini akan digunakan dengan sistem time base (E.F.G). Sinyal trigger digunakan untuk memaksa waktu yang berhubungan antara sinyal
vertikal dan time base. Sinyal
trigger pick-off dibentuk menjadi
sinyal trigger oleh rangkaian trigger (E). Trigger ini memicu sweep generator menghasilkan sinyal ramp (F), kemudian diperkuat dan diubah ke dalam bentuk sinal push pull oleh
penguat horisontal (G).
dihubungkan dengan pelat defleksi horisontal CRT dan menyebabkan penjejakan secara horisontal pada layar mengikuti kenaikan tegangan ramp. Keluaran sweep generator (F) menggerakkan berkas selama waktu naik dan kembali keposisi awal selama off.
Attenuator dan sistem penguat
vertikal memungkinkan
diperagakan pada layar pengukuran tegangan dari range beberapa mV sampai beberapa
ratus volt Volt/div, pemilihan
control factor pembelok vertikal dan pengkalibrasi sinyal. Time /div dan control vernier memilih kecepatan sapuan dan masukan eksternal harisontal. Kontrol Slope menentukan apakah sapuan ditrigger pada slope + atau – dari sinyal trigger. Level control memilih sautu titik dimana trigger sapuan diberikan. Kontrol intensitas dan focus memungkin peragaan focus dengan tingkat kecerahan yang tepat.
Gambar 7-19. Blok diagram osiloskop terpicu
Perbedaan peragaan sinyal hasil pengukuran antara osloskop free running dan triggered-sweep osciloskop seperti di bawah ini.
