AMALI
: C1
TAJUK
: OSILOSKOP
OBJEKTIF AM
: Memahami asas kendalian dan penyelenggaraan osiloskop
OBJEKTIF KHUSUS : Selepas melakukan amali ini, pelajar boleh ; 1. Menerangkan spesifikasi-spesifikasi sebuah osiloskop, 2. Menerangkan asas pengoperasian osiloskop, 3. Menulis SOP bagi osiloskop, 4. Menrangkan penyelenggaraan pencegahan untuk osiloskop. TEORI
:
Osiloskop adalah alat yang digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Bagian-bagian pokok CRT seperti tampak pada gambar 1. 1
2
3
4
5
8 6
9
7
10
Gambar 1. Bagian-bagian pokok tabung sinar katoda
Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Pemanas / filamen Katoda Kisi pengatur Anoda pemusat Anoda pemercepat Pelat untuk simpangan horisontal Anoda untuk simpangan vertikal Lapisan logam Berkas sinar elektron Layar fluorosensi
Jelaskan bagaimana prinsip kerja dari tabung sinar katoda sampai bisa terbentuk pola gelombang pada layar osiloskop Tulis dan lukiskan persamaan gelombang sinus yang merambat dalam arah sumbu-x positif dan jelaskan masing-masing symbol yang dipakai Jelaskan arti istilah-istilah berikut : a. b. c. d. e.
amplitudo gelombang frekuensi gelombang periode gelombang fasa dan beda fasa Tegangan puncak ke puncak (Vpp)
Pengukuran tegangan menggunakan multimeter, maka tampilan nilai tegangan pada multimeter dapat dianggap menunjukkan nilai tegangan yang sebenarnya. Tapi tidak halnya untuk sumber tegangan AC. Karena seperti di ketahui bahwa tegangan AC merupakan tegangan dengan fungsi dari waktu.. Oleh karena itu dikenal istilah tegangan maksimum dan tegangan efektif yang dirangkai dengan persamaan : 2
Veff
Vmaks Vmaks = = 2
2
Apakah yang dimaksud dengan tegangan maksimum, tegangan effektif dan tegangan puncak ke puncak.? Untuk menghitung beda fase dari dua sinyal gelombang dapat di lakukan dengan mensuperposisikan dua sinyal gelombang tersebut. Pada osiloskop dapat dilakukan dengan membuat gaelombang lissajous. Dari lissajous yang terbentuk dapat di hitung beda fase sebagai berikut :
B
sin
A
θ=A B
, sehingga θ = arcsin
A B
Metode Percubaan Alat yang Digunakan 1. Osiloskop GOS 622G. 2. Function Generator FG-350. 3. Kabel penghubung 4. Multimeter 5. Seperangkat battery sebagai sumber arus DC 6. Kertas grafik (Bawa sendiri )
1.
Prosdur Percubaan Mempelajari bagian-bagian osiloskop dan fungsinya. Secara rinci panel dan modus osiloskop terdiri dari : a. layar display b. tombol ON-OFF c. pengatur intensitas d. pengatur focus e. Sumber tegangan 2 Vp-p f. Pemilih kecepatan horisontal g. Penggeser gambar arah horizontal h. Input Chanel-1 i. Pengatur nilai skala vertical Chanel-1 j. Penggeser arah gambar vertical Chanel-1 k. Input Channel-2 l. Pengatur nilai skala vertical Chanel-1 m. Penggeser gambar vertical Chanel-1 n. Pemilih channel dan modus kerja osiloskop o. Tombol AUTO harus selalu dalam keadaan tertekan p. Pengatur TRIGGER harus selalu terputar habis ke kiri.
Mintalah pada assisten untuk menunjukan tiap bagian beserta fungsinya Sebelum melakukan pengukuran lakukanlah langkah-langkah kerja sebagai berikut: i. Hubungkan osiloskop dengan sumber arus PLN ii. Hidupkan osiloskop dengan saklar POWER yang ditandai dengan menyalanya lampu indicator iii. Pilih LINE pada mode SOURCE, atur POSITION baik VERTIKAL maupun HORISONTAL, atur FOCUS dan INTENSITAS untuk mendapatkan gambar yang jelas. iv. Lakukan kalibrasi untuk memastikan bahwa osiloskop tersebut masih layak pakai. 2. Mengukur tegangan arus searah (DC) Ukurlah terlebih dulu dengan multimeter, batterey tunggal, terhubung seri dan terhubung parallel! Lakukan langkah-langkah berikut untuk mengukur tegangan batterey dengan menggunakan osiloskop. i. ii. iii. iv. v. vi.
Pilih mode SOURCE pada LINE Pilh mode COUPLING pada DC Pilih DC pada tombol AC-DC Siapkan batterey yang akan di ukur Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan CH-2 Hal yang perlu diperhatiakn sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik mungkin. vii. Variasikan VOLTS/DIV pada angka 1, 1.5, 2 viii. Catat semua hasil pengukuran yang anda dapatkan 3. Mengukur tegangan AC Lakukan langkah-langkah sebagai berikut untuk mengukur tegangan AC i. ii. iii. iv. v.
Pilih mode SOURCE pada LINE Pilih mode COUPLING pada AC Pilh AC pada tombol AC-DC Hubungkan CH-2 dengan output pada Function Generator Pilih bentuk grafik sinusoidal pada waveform Function Generator vi. Mintalah persetujuan assisten sebelum anda menghidupkan function generator a. Untuk mendapatkan bentuk gelombang yang mudah di analisa aturlah frekuensi gelombang dengan mode frekuensi yang ada di function generator.
b. Hitung Vmaks, Veff, dan Vp-p serta frekuensi dan periodenya.Variasikan VOLTS/DIV pada angka 1, 1.5, 2 dan TIME/DIV pada angka 1, 1.5, 2 vii.
Catat semua hasil yang anda dapatkan.
PROSEDUR/ LANGKAH KERJA: A. Memahami spesifikasi dan fizikal osiloskop 1. Dapatkan unit osiloskop, prob dan manualnya. 2. Lakarkan unit osiloskop (Panel hadapan dan belakang dan labelkan (rujuk manual). 3. Senaraikan spesifikasi-spesifikasi umum bagi osiloskop dan apakah fungsi dan tujuannya. B. Mengoperasikan Osiloskop Jawapan soalan 1 Precaution Before Operating the Oscilloscope a. Unpacking the oscilloscope The oscilloscope is shipped form the factory after being fully inspected and tested. Upon receiving the instrument, immediately unpack and inspect it for any damages that might been sustained during transportation. If any sign of damage is found, immediately notify bearer and/or the dealer. b. Checking the line voltage The oscilloscope will operate on any one of the line voltage shown in the tabel below by inserting the line voltage selector plug in the corresponding position on the rear panel. Before connecting the power plug to an AC line outlet make sure the voltage selector is set to the correct position corresponding to the line voltage. Note the pscilloscope may be damaged if it is connected to the wrong AC line voltage.
WARNING : To avoid electrical shock the powder cord protective
!
grounding conductor must be connected to ground.
When line voltage are changed, replace the required fuses show below. Line voltage
Range
Fuse
Line voltage
Range
Fuse
100 V
90 – 110 V
T 0.63 A
220 V
198 – 242 V
T 0.13 A
120 V
108 – 132 V
250 V
230 V
207 – 250 V
250 V
WARNING: To aviod personal injurt, disconnect the power cord before
!
removing the fuse holder.
c. Environment The normal ambient temperature range of this instrument is from 0° to 40 °C (32 ° to 104 °F). To operate the instrument over this specific temperature range may cause damage to the circuits. Do not operate the instrument in a place where strong magnetic or electric field exists as it may disturb the measurement. d. Equipment Installation and Operation Ensure there is proper ventilation for the vent of the instrument. If it is not according to the specification to operate the instrument, the protection provided by the instrument may be impaired. e. CRT Intensity To prevent permanent damage to the CRT phosphor, do not let the CRT trace brighten excessively or stays the light spot for an unreasonable long time. f.
Withstanding Voltages of Input Terminals The withstanding voltage of the instrument input terminals and probe input terminal are shown in the following table. Do not apply voltage higher than the specification. Whe set probe switch at 1:1, the maximum effective readout is 40V p-p (14Vrms at Sine wave), set probe switch at 10:1, the maximum effective readout is 400Cp-p (140Vrms at Sine wave).
Input terminal CH1,CH2,inp uts EXT TRIG IN input 300 V oeak Probe inputs
Maximum input voltage 300V peak
600 V oeak 30V peak
! CAUTION: To avoid any damage, do not apply exceeding maximum input voltage of the frequency less than kHz to the instrument
If an AC voltage which is superimposed on a DC voltage is applied, the maximum peak value of CH1and CH2 input voltages must not exceed ± 300V, so is the AC voltages with a mean value of zero voltage, the maximum peak to peak value is 600Vp-p.
Kegunaan Asas Osiloskop Dalam Pengukuran * Pengukuran Voltan Puncak-ke-puncak - Amplitud puncak ke puncak bentuk gelombang yang terpapar pada osiloskop boleh diukur dengan mudah . - Pastikan bahawa tombol vernier pusat pada kawalan VOLT/DIV pada kedudukan tentukur (CAL) sebelum mengukur amplitud bentuk gelombang . Vpp = (jumlah bahagian p ke p ) x ( volt/div ) - Voltan Puncak , Vp = Vpp / 2 * Penentuan Frekuensi - Tempoh ialah masa yang dilalui oleh satu kitar gelombang . Tempoh masa T boleh ditentukan dengan mengukur masa bagi satu kitar mengikut bahagian mendatar dan mendarab nilai tersebut dengan nilai time/div yang disetkan pada osiloskop . T = ( jumlah bahagian mendatar/kitar ) ( time/div ) - Frekuensi dikira sebagai songsangan tempoh masa , T . * Pengukuran Arus - Osiloskop merupakan alatan bergalangan masukan tinggi . Oleh itu , ia tidak boleh digunakan secara langsung untuk mengukur arus . - Arus diukur melalui jatuhan voltan pada satu perintang . - Untuk tujuan itu , perlu berhati-hati dengan sambungan osiloskop kepada perintang kerana salah satu hujung perintang perlu berada pada keupayaan bumi kecuali jika penguat masukan kebezaan digunakan . * Pengukuran Fasa * Pengukuran Denyut
Operasi Osiloskop * Alur elektron bergerak dan menghentam lapisan fosfor di skrin . * Satu titik terbentuk di seluruh skrin dan kecerahannya ditentukan oleh banyaknya elektron yang terkena pada lapisan fosfor . * Alur elektron dipesong pada paksi-x dan paksi-y untuk mempamerkan bentuk 2 dimensi pada skrin . * Paksi-x dipesong dengan satu kadar malar yang dirujuk kepada masa ( time/div ) . * Paksi-y dipesong sebagai sambutan kepada masukan yang diberkan ( volt/div ).
Prinsip Kendalian * Osiloskop terdiri daripada tabung sinar katod (C.R.T.) dan litar-litar kawalan dan masukan yang berkaitan . * Dalam tabung sinar katod , elektron terjana oleh katod yang dipanaskan dibentukkan kepadaalur halus dan dipecutkan ke arah skrin pendarflour . * Skrin tersebut mengeluarkan cahaya pada tempat yang terkena elektron . * Alur elektron terpesong pada arah menegak dan mengufuk oleh voltan yang dikenakan pada plat memesong .
DUAL – CHANNEL OPERATION • • • • • • •
Change the VERT MODE SWITCH to the DUAL States so that trace (CH-2) is also displayed. The explanation in the proceeding section is of (CH1). At this state of prosodure, the (CH1) trace is the square wave of calibration sign and the (CH2) trace is a straight line since no signal as is applied to this channel yet. Now apply the calibtrator signal to the vertical input terminal of (CH 2) with the probe as is the case for CH1. Set the AC-DC-GND switch to the AC state. Adjust vertical position (knobs,40) abd (37) so that both channel are display as show in figure 4-4.
FIGURE 4-4 •
When in the dual shannel operation DUAL or ADD mode, the CH1 or CH2 sgnal must be selected for the triggering source signal by means of the source switch. If both CH1 and CH2 signal are in a synchrpnized relationship both waceforms can be displayed stationry, if not, only the signal are selected by the source switch can be stationary.
•
If the TRIG, ‘ALT’ triggering source switch at the same time.
•
Selection between CHOP mode and ALT mode is automatically made by the TIME / DI switch shown in Figure 4-5. The 5M SSC / DIV and lower ranges are used in the CHOP mode and the 2MS / DIV and higher range are used in the ALT mode.
•
When the CHOP push switch is engages, the two traces are displayed inthe CHOP operation at all tanges.
•
The CHOP operation has priority over the ALT operation.
CALIBRATION OF PROBE As explained previously, the probe make up a wide range at temator. Unless phase compensation is properly done, the displayed waveform is distorted before use. Connect the probe BNC to the input terminal of CH1 r CH2 and set volts / Div switch at 50mV. Connect the probe tip to the calibration voltage output terminal and adjust the compensation trimmer on probe for optimum square wave (minimum overshoot, rounding off and tilt).
PERBINCANGAN DAN KESIMPULAN
