function generator, oscilloscope, dan cara menghitung beda phasa

 

1. Function Generator            
Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa.
Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator Utama menyediakan gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo Modulation (AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM dapat diatur dari 0% sampai 100%; FM dapat diatur frekwensi pembawanya hingga ±5%. Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20 Mhz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan puncak ke puncak) kondisi tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan puncak ke puncak) dengan beban sebesar 50Ω. Output utama ditetapkan oleh SYNC Output. Gambar 47 memperlihatkan salah satu bentuk Function Generator yang dimaksud.

Function generator juga memiliki pengertian sebuah instrumen terandalkan yang memberikan suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang frekwensi-frekwensinya diatur sepanjang rangkuman (range) yang lebar. Bentuk-bentuk yang lazim digunakan adalah sinusoida, segitiga, persegi, dan gigi gergaji. Frekuensi bentuk – bentuk gelombang ini dapat bisa diatur dari sati hertz sampai beberapa ratus kilokertz (kHz) bahkan sampai megahertz (MHz).generator fungsi juga bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara internal ataupun eksternal.Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator. menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.
Apa saja sih bagian-bagian FUNCTION GENERATOR itu??

Bagian-Bagian Function Generator yaitu :

1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
2. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS
3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.
5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).
6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐ Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.
7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan
8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.
11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB
    12. Hz LED
    Jika frekuensi  output  ada pada satuan Hz, LED warna hijau akan menyala.
    13. kHz LED
    Jika frekuensi output ada pada satuan kHz, LED warna merah akan menyala.
    14. 5 DIGIT DISPLAY
    Tampilan angka digital untuk menunjukkan besarnya frekuensi yang dihasilkan oleh patern generator, atau untuk menampilkan besarnya sinyal input yang disambungkan pada bagian external input.
    15. EXT COUNTER LED
    Jika frekuensi luar dikoneksikan dengan Patern Generator, LED mulai menghitung dan akan menampilkan angka tertentu.
    16. COUPLING SWITCH
    Saklar ini dapat diletakkan pada tiga posisi; frekuensi tinggi internal (Internal High Frequency), frekuensi tinggi eksternal (External High Frequency), dan frekuensi rendah eksternal (External Low Frequency).
    17. CMOS ADJUST KNOB
    Ketika tombol berada pada mode CMOS, level CMOS dari output  “SYNC” akan diatur.
    18. EXTERNAL INPUT BNC
    Konektor untuk menghitung sinyal frekuensi yang berasal dari luar.
    19. VCF INPUT BNC
    Untuk menghubungkan sinyal AC atau sinyal DC yang berasal dari luar, dari 0 hingga 10 Volt

Bagaimana sih cara pengoperasian FUNCTION GENERATOR itu??
Langkah-Langkah Pengoperasian Function Generator yaitu:

1. Hidupkan power supply
2. Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm
3. Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.
4. Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V.
5. Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0

Apa saja sih jenis output yang bisa dihasilkan dari FUNCTION GENERATOR ??          
Generator utama dan generator modulasi memberikan lima bentuk gelombang yang berbeda.
a.   Sinus
b.   Kotak
c.   Segitiga
d.   Ramp
e.   Pulsa
a.Output Gelombang Sinus
Distorsi harmonik Total (Total harmonic Distortian – THD) gelombang sinus utama, termasuk gangguan dan harmonik, lebih kecil 0,5% dari 10 Hz. hingga 50 kHz lebih besar 30 dB dibawah dasarnya dari 50 kHz hingga 13 MHz. Distorsi modulasi gelombang sinus lebih kecil 2% THD dari 10 Hz hingga 10 kHz.
b. Output Gelombang Kotak
Nilai RMS secara simetrik (50%) duty cycle) bentuk gelombang sama dengan nilai puncak. Waktu naik atau turun lebih kecil 18 ns antara 10% dan 90% gelombang output kotak p-p. Simpangan dari pengaturan amplitudo akhir bentuk gelombang kotak setelahovershoot, akan tidak lebih dari ±10% nilai a kh i r. Output Gelombang Segitiga Nilai RMS bentuk gelombang segitiga adalah 0,557 kali nilai puncak. Ramp segitiga menyimpang tidak kurang dari 1% dari nilai total puncak ke puncak ramp.
c.Ramp
Output ramp dapat diberikan dari generator utama dengan memilih bentuk gelombang segitiga dan mengatur knob kontrol simetri. Output ramp generator utama dapat diubah pada amplitudo dengan knob AMPLITUDO. Output ramp generator modulasi mempunyai amplitudo yang tetap, yang mana waktu slop dan retlace dapat diubah dengan knob SYM pada generator modulasi.
d. Pulsa
Pulsa dengan perubahan amplitudo dari 0 V hingga 20 Vp-ppada rangkaian terbuka, yang memungkinkan pada generator utama. Dengan cara ini memilih siklus tunggal burstmengatur awal (start) pada titik nol (zero point) dengan knobTRIGGER PHASE, dan menentukan lebar pulsa dengan dial FREQUENCY. Output SYNC dapat <10nsec dengan="" generator="" mengubah="" naik="" nbsp="" p="" pada="" pulsa="" simetri="" utama.="" waktu=""> Apa saja sih perawatan-perawatan yang dilakukan pada FUNCTION GENERATOR ??
Agar dalam penggunaan generator fungsi tidak merusakperalatan ada beberapa tips supaya tetap tahan lama:

1. Setelah alat selesai digunakan matikanlah jangan dibiarkan
2. Untuk kabelnya gulunglah dengan rapi.
3. Simpanlah Generator fungsi ditempat kering untukmenghindari berkaratnya bagian dalam generator fungsi , danHindarkan dari tempat – tempat yang berdebu

2. Osiloskop
Apa sih OSILOSKOP itu??
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.
Apa sih Fungsi OSILOSKOP itu??
Fungsi Osiloskop diantaranya adalah :

1. Untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik.
2. Untuk melihat bentuk gelombang kotak dari tegangan
3. Untuk menganalisis gelombang dan fenomena lain dalam rangkaian elektronika
4. Dapat melihat amplitudo tegangan, periode, frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui
5. Untuk melihat harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus
6. Digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar
7. Mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
8. Mengukur keadaan perubahan aliran (phase) dari sinyal input
9. Mengukur Amlitudo Modulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator  pembangkit sinyal
10. Mengukur tegangan AC/DC dan menghitung frekuensi

Bagaimana sih prinsip kerja OSILOSKOP itu??              
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 sinusoida.
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.
Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekananmelalui 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.
Apa saja sih bagian-bagian OSILOSKOP itu??     

Fungsi masing-masing chanel yaitu;

1. Volt atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
2. CH1 (Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horisontal.
3. AC-DC : Untuk memilih besaran yang diukur.
4. Ground : Untuk memilih besaran yang diukur.
5. Posisi Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
6. Variabel : Untuk kalibrasi osciloskop.
7. Selektor pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
8. Layar : Menampilkan bentuk gelombang.
9. Inten : Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
10. Rotatin : Mengaur posisi garis pada layar.
11. Fokus : Menajamkan garis pada layar.
12. Position X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
13. Sweep time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi ( f ).
14. Mode : untuk memilih mode yang ada.
15. Variabel : Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
16. Level Menghentikan gerak tampilan layar.
17. Exi Trigger : Untuk trigger dari luar.
18. Power : untuk menghidupkan Osciloskop.
19. Cal 0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
20. Ground Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
21. CH2 ( input Y ): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.

Bagaimana sih Langkah-langkah pengoperasian OSILOSKOP itu??
Langkah-Langkah Penggunaan Osiloskop yaitu :

1. Tombol ON-OFF pada posisi OFF
2. Posisikan semua tombol yang memiliki tiga posisi pada posisi tengah.
3. Putar tombol INTENSITY pada posisi tengah.
4. Dorong tombol PULL 5X MAG ke dalam untuk memperoleh posisi normal.
5. Dorong tombol TRIGGERING LEVEL pada posisi AUTO
6. Sambungkan kabel saluran listrik bolak balik ke stop-kontak ACV
7. Putar tombol ON-OFF pada posisi ON. Kira-kira 20 detik kemudian satu jalur garis akan tergambar pada layar CRT. Jika garis ini belum terlihat, putar tombol INTENSITY searah jarum jam.
8. Atur tombol FOCUS dan INTENSITY untuk memperjelas jalur garis
9. Atur ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.
10. Sambungkan probe ke input saluran-A/ channel -A (CH-A) atau ke inputsaluran B/ channel -B (CH-B) sesuai kebutuhan.
11. Sambungkan probes ke terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5V_p-p.
12. Putar pelemah vertikal (vertical attenuator), saklar VOLTS/DIV  pada posisi 10 mV, dan putar tombol VARIABLE  searah jarum jam. Putar TRIGGERING SOURCE  ke CH-A, gelombang persegi empat (square-wave) akan terlihat di layar.
13. Jika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur  trimmer yang ada pada probe sehingga bentuk gelombang terlihat nyata.
14. Pindahkan probe dari terminal CAL 0,5V_p-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan.

Bagaimana sih cara mengalibrasi OSILOSKOP ?


Langkah-langkah mengalibrasi osiloskop yaitu :
1. Masukan Kabel Power Pada Socket In Put 220 V Yang Terdapat Pada Bagian Belakang Osiloscope.
2. Masukan Socket Probe Osiloscope Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
3. Masukan Kabel Power ( Steker ) Pada Stop Kontak.
4. Atur MODE Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
5. Atur COUPLING Pada AC / DC & SOURCE Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
6. Hidupkan Osiloscope Dengan Menekan Tombol Power & Lampu Indikatorpun Akan Menyala.
Kalau Di Layar Osiloscope Belum Ada Tampilan Garis Horisontal Maka Atur HOLDOFF Pada Posisi AUTO & Pada LEVEL
Tombol LOCK Di Tekan.
7. Setelah Ada Tampilan Garis Horisontal Pada Layar Osiloscope Atur Focus & Intensitas Cahaya Agar Tampilan
Gelombang Enak Di Lihat.
8. Hubungkan Ujung Probe Osiloscope Pada Calibrasi ( CAL ), Maka Pada Layar Akan Tampil Gambar Gelombang (
Gelombang Kotak ).
9. Atur Posisi Vertikal & Horisontal Gelombang Agar Mudah Dalam Melakukan Penghitungan ( Perioda, frekuensi & Volt
Peak to Peak ) Untuk PengKalibrasian Osiloscope.
10. Atur Volt / Div Pada Posisi 1 V & Time / Div Pada 0,5 mS ( .5 mS ).
Tinggi Gelombang Harus 2 Div Karena Pada Kalibrasi Tercatat 2 Vpp, Kalau Tidak Sampai 2 Vpp Atur Variable Pada
Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ) Untuk Mengatur Tinggi Gelombang Agar Mencapai 2 Vpp.
Panjang 1 Gelombang Penuh Harus 2 Div Horisontal.
Untuk Menghitung Perioda Menggunakan Rumus :
T = Div Horisontal x Time / Div
= 2 Kotak x 0,5 mS
= 2 x 0,5 . 10^-3
= 1 . 10^-3 S
Untuk Menghitung Frekuensi Menggunakan Rumus :
F = 1
T= 1
1 . 10^-3 = 1000
1= 1000 Hz ( 1 KHz )
Untuk Menghitung Volt Peak to Peak Menggunakan Rumus :
Vpp = Div Vertikal x Volt / Div
= 2 Kotak x 1 V
= 2 Vpp
Karena Pada Kalibrasi ( CAL ) Tertulis 2 Vpp & 1 KHz Maka Untuk Penghitungan Di Atas Menandakan Osiloscope Sudah Sesuai Dalam Pengkalibrasian.
Apa saja sih kesalahan-kesalahan yang terjadi pada saat pengoperasian OSILOSKOP ??
Kesalahan dalam pengoperasian osiloskop diantaranya :

1. Dapat tarjadi kebakaran pada lapisan fosfor layar jika membiarkan ada titik terang pada layar walaupun sesaat
2. Lupa memastikan alat yang diukur dan oscilloscope ditanahkan (digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensiradio atau jala-jala.
3. Lupa memastikan probe dalam keadaan baik
4. Dapat merusak  oscilloscope jika pada saat menyalakan, power saklar masih dalam keadaan on
5. Dapat terjadi sengatan listrik jika pada saat memperbaiki atau membersihkan Oscilloscope masih terhubung dengan jaringan listrik 220V.

3. Cara Menghitung Beda Phasa
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.

Bagian ini telah menjelaskan dasar-dasar teknik pengukuran. Pengukuran lainnya membutuhkan setting up osiloskop untuk mengukur komponen listrik pada tahapan lebih mendalam,melihat noise pada sinyal, membaca sinyal transien, dan masih banyak lagi aplikasi lainnya. Teknik pengukuran yang akan kita gunakan bergantung jenis aplikasinya, tetapi kita telah mempelajari cukup banyak untuk seorang pemula. Praktek menggunakan osiloskop dan bacalah lebih banyak mengenai hal ini. Dengan terbiasa maka pengoperasian dan pengukuran akan menjadi lebih mudah.