LAPORAN PRAKTIKUM Alat Ukur Dan Pengukuran
No. Percoba Percobaan an
: 06
Judul
: Sistem Kerja Osiloskop
Nama Praktikan: Praktikan: Amanda Amanda Jati Jati Ayu Nim
: 3.33.11.0 3.33.11.0.03 .03
Kelas/Kelompok
: TK 1A/ 2
Tangg anggal al Pen Penye yera raha han n
: 24 24 Jan Janua uari ri 201 2012
Pengampu
: Tri Budi Wahyuningtyas,S.T,M.T
Nilai
:
Keterangan
:
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2012
1
1.NOMOR JOBSHEET
2.JUDUL
: 06
: SISTEM KERJA OSILOSCOPE
3.TUJUAN
1. Mempela Mempelajari jari prinsip prinsip kerja kerja oscil oscillos loscope cope 2. Mempela Mempelajari jari bermacambermacam-mac macam am penggun penggunaan aan oscillo oscillosco scope pe
4.TEORI SINGKAT
Oscilos Osciloscop copee merupa merupakan kan alat ukur ukur yang yang dapat dapat menamp menampilka ilkan n bentuk bentuk gelombang dari sinyal listrik yang diukur,bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur tergambar pada layar tabung sinar katoda.
Pada dasarnya suat oscilloscope dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu : 1. Bagi Bagian an sina sinarr kat katod odaa 2. Bagian Bagian meng menguat uat horiz horizonta ontall (X amplifi amplifier) er) 3. Bagian Bagian pengu penguat at vertic vertical(Y al(Y amplifie amplifier) r)
Tabung Tabung sinar katoda dapat dipandang dipandang sebagai inti dari oscilloscope. oscilloscope. Bagian ini berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi gambar yang teertera pada layar. Tabung sinar katode d ibuat dari bahan gelas yang didal didalam amny nyaa hamp hampaa udara udara,s ,sert ertaa dile dileng ngka kapi pi deng dengan an bagi bagian an pene penemb mbak ak elect electro ron,b n,bag agian ian plat plat pemb pembel elok ok berk berkas as electr electron on dan dan layar. layar. Pene Penemb mbak ak electron(“elektrong electron(“elektrongun”) un”) berfungsi berfungsi untuk membangkitk membangkitkan an electron dengan dengan kecepatan tinggi dan akhirnya electron tersebur menumbuk layar. Pada saat electron menumbuk layar maka pada layar akan terlihat cahaya terpendar. Bagian plat pembelok (defleksi) berfungsi untuk mengontrol arah berkas electron. electron. Jika Jika berkas berkas electron celah celah antara kedua kedua plat pembelo pembelok,maka k,maka
2
elect electro ron n terse tersebut but akan akan dibe dibelo lokk kkan. an. Kema Kemana na arah arah elect electro ron n dibe dibelo lokk kkan an bergantung bergantung pada pada arah arah dan besar besar tegangan tegangan yang diberika diberikan n pada plat tersebut. tersebut. Bagian layar merupakan bagian gambar yang dapat diamati. Pada sisi sisi dalam dalam layar layar dilapis dilapisii dengan dengan phaspo phaspor. r. Phospo Phosporr akan akan menge mengeluar luarkan kan cahay haya
berpe rpendar
jik jika
ada ada
elect lectrron
dengan
kecepata atan
ting inggi
menumbukny menumbuknya,sehin a,sehingga gga pada layar akan terdapat gambar cahay berpendar. berpendar. Karena simpangan bekas electron sesuai dengan sinyal input yang akan diberikan, maka gambar yang terdapat pada layar juga sesuai dengan bentuk gelombang tegangan input.
Gambar 1. Kontruksi CRT dari CRO
a. Susu Susuna nan n tabu tabung ng sinar sinar kato katode de b. Simbol Simbol CRT c. Pres Presen entas tasii yang yang dise disede derha rhanak nakan an K=katode;M=modulator;A1=anode ke I;A2=anode ke II;X dan Y plat pembelok;A3=anode ke III;S=layar Bagian penguat hoisontal berfungsi untuk memperkuat sinyal yang diberik diberikan an pada pada sumbu sumbu X. Setelah Setelah sinyal sinyal tersebu tersebutt diperku diperkuat at output outputnya nya diberikan pada plat pembelok.Dengan demikian tegangan pad plat pembelok 3
akan sesuai dengan sinyal inputnya,sehingga arah gerakan berkas electron pad sumbu sumbu X juga juga sesuaideng sesuaidengan an sinyal sinyal inputnya. inputnya. Seperti Seperti halnya halnya bagian bagian pengua penguatt horizon horizontal, tal,peng penguat uat vertica verticall juga juga berfungsi berfungsi untuk memperkuat memperkuat sinyal input yang diberikan diberikan pada sumbu sumbu Y. Setelah Setelah sinyal sinyal tersebu tersebutt diperku diperkuat at maka maka output outputnya nya deberik deberikan an pada pada plat pembelok,se pembelok,sehingg hinggaa gambit atau simpangan simpangan berkas electron akan sesuai dengan sinyal inputnya. Dengan Dengan adanya adanya dua dua macam macam plat pembelo pembelok k berkas berkas electro electron,m n,maka aka pada layar akan terlihat gambar yang dibangun oleh dua buah sinyal X dan Y. Jika pada sumbu X dipasangkan suatu tegangan yang naik secara linear terhadap waktu,sedangkan pada input Y dipasang suatu sinyal yang periodic,maka periodic,maka pada layar akan trgambar trgambar suatu bentuk gelombang tegangan tegangan sinyal yang dipasang pada input Y sebagai fungsi waktu.
Gambar 2. Tampilan proyeksi tabung sinar katoda
a. Gelomb Gelombang ang tegang tegangan an defle defleksi ksi yang ideal ideal b. Gelombang Gelombang teganga tegangan n defleksi defleksi yang sesungguh sesungguhnya nya
4
Mengukur Mengukur tegangan searah dan bolak balik
1. Kesal esalah ahan an yang yang mung mungki kin n timb timbul ul dala dalam m peng pengu ukura kuran n tegangan disebabkan oleh kalibrasi oscilloscope,pengaruh impe impeda dans nsii
inpu input,k t,kab abel el
peng penghu hubu bung ng
serta serta
gang ganggu guan an
parasitic. 2. Untu ntuk meng mengur uran ang gi ksal ksalah ahan an yang yang dise isebabk babkan an oleh oleh impedensi
input
mem memperh perhit itun ungk gkan an
dapat mana manapu pun n
dilakukan deng dengan an
dengan
kali kalibr bras asii
dari dari
oscilloscope serta gangguan probe yang tidak sesuai atau kerusakan. 3. Besa Besarny rnyaa tega tegang ngan an siny sinyal al lang langsu sung ng dapat dapat dike diketah tahui ui dari dari gambar gambar pada pada layar layar denga dengan n menget mengetahu ahuii nilai nilai Volt/di Volt/divis visii yang digunakan. 4. Oscil Oscilos osco cope pe memp mempun unya yaii impe impeda dans nsii inpu inputt yang yang relati relative ve besar,jadi besar,jadi dalam mengukur mengukur rangkaian rangkaian dengan dengan impedensi impedensi rendah,maka impedansi input oscilloscope dapat dianggap “open circuit”
Vm
Sinyal yang diukur
Y
5
Gambar 3. Pengukuran Tegangan
Pengukuran Beda Phase
Pengukuran beda phase antara dua sinyal dapat dilakukan dengan dua cara,yaitu : 1. Deng Dengan an oscil oscillo losco scope pe dual dual trace trace 2. Deng Dengan an meto metode de lisajo lisajous usee Dengan Osciloscope Dual Trace
1. Siny Sinyal al perta pertama ma dihu dihubu bung ngka kan n pada pada kanal kanal A,se A,seda dang ngka kan n sinyal ke dua dihubungkan pada kanal B oscilloscope. 2. Pada Pada laya layarr akan akan dipe dipero role leh h tamp tampil ilan an bent bentuk uk tega tegang ngan an kedua sinyal tersebut,dan beda phasenya sekaligus dapat langsung ditentukan.
A
B
Sinyal I 3.
Sinyal II
4.
V
B
A t
V
6
t
Gambar 4. Rangkaian pengukuran beda phase
Besarnya beda phase dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :
Dengan Metode Lisajouse
Sinyal pertama dihubungkan pada input Y,sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada input X oscilloscope.
Y
X
Sinyal I 1.
Sinyal II
2.
Gambar 5. Rangkaian dengan metode lissajouse
Swicth time/div diatur pada posisi XY,tampilan oscilloscope secara grafis dapat diproyeksikan diproyeksikan dalam bentul lingkaran,ellip,g lingkaran,ellip,garis aris lurus,sebagai berikut :
7
Gambar 6. Tampilan grafis proyeksi bentuk lissajouse Gambar proyeksi tampilan lissajouse untuk dua frekuensi yang sama tetapi beda phase. a. Konstr Konstruks uksii gamba gambarr yang yang terja terjadi di pada pada layar layar b. Gambar yang terjadi terjadi untuk untuk beberapa beberapa harga harga beda phase phase Beda phase antar dua sinyal tersebut juga dapat dihitung dengan cara
c
d
d
Gambar 7. Tampilan lissajouse beda phase
5.
ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
1. 1bua 1buah h oscil oscillo losco scope pe dual dual trac tracee 2. 1bua 1buah h gen genera erato torr fung fungsi si 3. 1bua 1buah h sum sumbe berr day day seara searah h
8
c
4. 1bua 1buah h rangkai rangkaian an perg perges esera eran n fasa 5. Kabe Kabel-k l-kab abel el peng penghu hubu bung ng
6.
LANGKAH KERJA
Pelajari pelajaran oscilloscope terlebih dahulu. Selama percobaan berlangsung,posisi switch Volt/div,time/div dan gain X amplifier harus pada kedudukan terkalibrasi. 1. Mela Melaku kuka kan n kalib kalibra rasi si
a. Hubun Hubungka gkan n oscillosco oscilloscope pe dengan dengan tegangan tegangan jala-jala jala-jala listrik listrik(pow (power er cord) b. Switch power power pada posisi posisi ON ON Tunggu beberapa saat sampai pada layar muncul pendas berkas electron c. Aturlah Aturlah posis posisii gambar gambar pada layar layar sehing sehingga ga terletak terletak pada pada posisi posisi tengah-tengah. tengah-tengah.Jika Jika gambar masih bergerak bergerak terus,maka terus,maka aturlah posisi posisi tombol tombol sinkronisasi sinkronisasi sampai sampai memperoleh memperoleh gambar yang diam d. Hubu Hubung ngka kan n termi terminal nal input input A deng dengan an term termina inall kalib kalibras rasii yang yang pada panel panel depan depan oscillosco oscilloscope. pe. e. Amati Amati bent bentuk uk gelo gelomb mbang ang dan dan ting tinggi gi ampl amplitu itudo dony nya. a.Am Ampl plitu itudo do siny sinyal al kali kalib brasi rasi haru haruss sesu sesuai ai deng dengan an yang yang tert terter eraa pada ada oscilloscope,yaitu sebesar 1Vpp. f. Ukur Ukur teganga tegangan n serta serta perioden periodenya ya untuk untuk beber beberapa apa harda harda Volt/d Volt/div iv dan time/div. g. Ulangi Ulangi langk langkah-l ah-lang angkah kah diata diatass untuk untuk input input kanal kanal B.
9
2. Mengukur tegangan searah a. Atur Atur tegangan tegangan outpu outputt sumber sumber daya daya searah searah sebesar sebesar 4 Volt,diu Volt,diuku kur r dengan voltmeter b. Hubungkan Hubungkan input kanal kanal A dengan dengan output output sumber sumber daya daya searah c. Switc witch h
osci oscill llo osco scope pada pada posis osisii
peng penguk uku uran ran
DC,bac ,bacal alah ah
beberapa beberapa tegangan tegangan yang diukur diukur oleh oscillosc oscilloscope ope
3. Meng Menguku ukurr tega teganga ngan n bola bolak-b k-bali alik k
a. Atur Atur generat generator or siny sinyal al pada frekue frekuens nsii 1 kHz kHz gelo gelomb mbang ang sinus sinus,, dengan dengan tegangan tegangan 2 Volt Volt rms yang diukur diukur dengan dengan voltmeter voltmeter elektronik b. Selanjutnya Selanjutnya ukur ukur tegangan tegangan tersebut tersebut dengan dengan oscilloscope oscilloscope
4. Meng Menguk ukur ur frek frekue uens nsii
a. Hubung bungka kan n out output put gene enerato ratorr fung fungssi deng dengaan inp input kanal anal A.Switch fungsi dari generator dipasang pada posisi sinus. b. Amati bentuk gelombang gelombang yang tertera pada layar,ukurlah layar,ukurlah frekuen frekuensiny sinya. a. Kemudia Kemudian n catatlah catatlah penunj penunjuka ukan n frekuen frekuensi si dari generator fungsi c. Band Banding ingka kan n hasi hasill peng penguk ukur uran an freku frekuens ensii deng dengan an oscil oscillo losc scope ope dengan frekuensi yang ditunjukkan oleh generator fungsi,apakah ada perbedaan? d. Ulangi Ulangi langkah langkah b,c untuk bentuk bentuk gelombang gelombang gigi gergaji,se gergaji,segitiga gitiga dan gelombang segiempat
5. Meng Menguk ukur ur beda beda ph phas asee
a. Atur Atur generat generator or sinyal sinyal pada pada posi posisi si freku frekuen ensi si 1kHz 1kHz gelomb gelombang ang sinus,dengan tegangan 2Vpp
10
b. Hubungkan Hubungkan generator generator sinyal ini dengan dengan input rangkaian rangkaian penggeser penggeser fasa c. Hubu Hubung ngka kan n kana kanall A deng dengan an inpu inputt peng pengge gese serr phas phase( e(ka kana nall A mengukur tegangan generator),dan kanal B dihubungkan dengan output penggeser phase d. Ukur Ukur beda phase phase antara antara sinyal sinyal output output rangkaian rangkaian pengg penggese eserr phase ini dengan menggunakan 1. Meto Metode de oscil oscillo losc scop opee dual dual trace trace 2. Meto Metode de liss lissaj ajou ouse se Untuk beberapa kedudukan potensio R 7.
DATA PERCOBAAN
Berikut ini adalah gambar sinyal pada osiloscope 1. Mela Melaku kuka kan n Kali Kalibr bras asii Gambar sinyal pada osciloscope Sebelum Kalibrasi
Data Sinyal
Setelah Kalibrasi
Amplitudo = 1 Vpp Volt/div = 0,5 volt Time / div = 50 ms T (periode) =4 . 50 ms= 200 µs = 2.10⁻ ⁴ s
Gambar 1.1 setelah kalibrasi
F=
=
= 5000 Hz = 5 KHz
Amplitudo = 2 Vpp 11
Volt / div = 1 Vpp Time/div = 0,5 ms T (periode) = 2. 0,5 ms = 1 ms = 10 ⁻⁻ s F=
=
= 1000 Hz = 1 KHz
Gambar 1.2 setelah kalibrasi
2. Meng Menguk ukur ur Teg Tegang angan an Sea Searah rah Gambar Sinyal pada Osciloscope
Data Sinyal
Tegangan output searah terukur oleh
multimeter = 4 volt, dan V max yang terbaca pada osiloscope = 1,4 volt
Vrms = Gambar 2 dengan Tegangan output searah terukur oleh multimeter sebesar 4 volt, dan V max yang terbaca pada osiloscope sebesar 1,4 1,4 volt
12
= 2,8 volt
3. Mengu Mengukur kur Tegang Tegangan an BolakBolak- Balik Balik Gambar Sinyal pada Osciloscope
Data Sinyal
Gambar sinyal yang berupa garis lurus merupakan sinyal dari function dari function generator dengan Frekuensi = 1 KHz
Gambar sinyal yang berupa
Gambar 3
gelombang F = 1 KHz V = 1 volt Amplitudo = 2 Vpp T = 2 . 0,5 ms = 1 ms = 10 ⁻⁻ s F=
=
= 1KHz
4. Meng Menguk ukur ur Fre Freku kuen ensi si Gambar Sinyal pada Osciloscope
Data Sinyal
(Semua data sama pada sinyal sinus, segitiga , dan kotak. )
13
Time/div = 0,1 ms T = 2 x 0,1 ms = 0,2 ms = 2.10 ⁻ ⁴ s F=
Gambar 4.1 sinyal sinus
Gambar 4.2 sinyal segitiga
Gambar 4.3 sinyal kotak
14
=
= 5 KHz
5. Meng Menguk ukur ur Bed Bedaa Pha Phase se Gambar Sinyal pada Osciloscope
Data Sinyal
a. Meto Metode de osil osilos osco cope pe dua duall trace trace F = 2 KHz VR minimum Beda phase = =
x 360° x 360 =
169,411° Gambar 5.1 sinyal dengan pengukuran secara langsung langsung dengan dengan nilai minimum minimum dari potensiometer
F = 2 KHz VR maximum Beda phase = = Gambar 5.2 sinyal dengan pengukuran secara langsung langsung dengan dengan nilai maximum maximum dari potensiometer
15
x 360° x 360 360 = 180° 180°
b. Metode Metode lissajouse lissajouse
F = 2 KHz KHz VR minimum Beda phase = = 169,411°
16
x 360° x 360 =
F = 2 KHz VR maximum Gambar 5.3 sinyal dengan pengukuran
Beda phase =
x 360°
metode Lissajouse dengan nilai minimum =
dari potensiometer
Gambar 5.3 sinyal dengan pengukuran metode Lissajouse dengan nilai minimum dari potensiometer
8.
a.
ANALISIS DATA
Kalibrasi 2 Vpp, 1KHz
17
x 360 360 = 180° 180°
V/div = 2V/div T/div /div = 0,2 0,2 ms/div V
= 0,8 div x 2 v/div = 1,6 v
T
= 5div x 0,2 ms/div = 1 ms
F
= 1 = 1Khz 1ms
Mengukur tegangan searah Pengukuran dengan multimeter = 4 v
Pengukuran tegangan dengan oscilloscope V = 1,8 div x 2v/div = 3,6 V Mengukur tegangan bolak balik Pengukuran dengan multimeter = 2Vms
18
v/div = 2v/div Pergukuran dengan oscilloscope Vp = 1,2 div x 2v/div = 2,4 Vp Vrsm = 2,4 Vp = 1,69 Vrms 2 Mengukur frekuensi Pada function generator 1 KHz
T/div = 0,2 ms/div Pengukuran dengan oscilloscope T = 3,8 div x 0,2 ms/div F=
1
= 1315 1315 Hz =1,3 Khz
0,76ms Mengukur beda phase Metode Dual Trace
19
Phase input T/div /div = 0,2 0,2 x 5 div div = 1KHz 1KHz Output, time/div = 0,2 x 5 div = 1 Khz ii. ii. Meto Metode de Lis Lissa sajo jous usee
Phase 1
9.
Phase 2
Phase 3
TUGAS DAN PERTANYAAN
a. Sing Single le trace adalah adalah menamp menampilk ilkan an 1 peng pengop oper erasi asian an saja (CH1 (CH1 atau CH2). b. Dual trace adalah adalah menampilkan menampilkan 2 pengoperasia pengoperasian n sekaligus sekaligus (CH1 dan CH 2). c. Defleks Defleksii adalah penguata penguatan n gelomban gelombang g input untuk untuk mendap mendapatka atkan n gelombang output yang diinginkan. d. Atte ttenua nuasi
adal adalaah
melem lemahka hkan
gelom lombang
inp input
untu ntuk
mendapatkan gelombang output yang diinginkan atau sesuai.
20
e. Time ime base ase adal adalah ah meng mengat atu ur sebe sebera rapa pa seri sering ng titi titik k berg berger erak ak melintasi layar.
10.
KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan sistem kerja osciloskop, mengumpulkan data, menganalisa kemudian dapat disimpulkan bahwa : 1. Sebelu Sebelum m melaku melakukan kan percoba percobaan an menggun menggunaka akan n osilos osiloskop kop kita harus harus melaku melakukan kan kalibra kalibrasi si pada pada osilos osiloskop kop (satu (satu persatu persatu pada pada masing masing-masing kanal CH1 dan CH2) 2. Peng Penguk ukura uran n freku frekuen ensi si meng menggu gunak nakan an mult multime imeter ter,, diba diband nding ingka kan n meng menggu gunak nakan an osilo osilosk skop op dan dan func functio tion n gene generat rator or menu menunju njukk kkan an perbedaan perbedaan hasil pengukuran. pengukuran. 3. Pengukuran Pengukuran beda phasa phasa dengan dengan metode metode lissajouse lissajouse dilakukan dilakukan dengan dengan mepo meposis sisika ikan n tampil tampilan an yang yang suda sudah h memil memiliki iki beda beda phas phasee deng dengan an tombol XY.
21
