Osiloskop Analog

Osiloskop (Oscilloscope) adalah serangkaian alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang serta gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik dengan memanfaatkan masukan berupa sinyal-sinyal listrik. Osiloskop pada dasarnya bermanfaat untuk menganalisa besaran-besaran dalam kelistrikan (frekuensi, periode, amplitudo, sudut fasa, dan tegangan) yang berubah terhadap waktu.

Bagian – Bagian Fisik Osiloskop Analog

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. Bentuk dari osiloskop ini menyerupai sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur, namun terdapat garis-garis (grid) pada layarnya.

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. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang berguna untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Bagian-bagian fisik luar osiloskop dapat dilihat melalui gambar berikut:











Lingkaran 1 menyatakan sumber signal (CH1, CH2, LINE, dan EXT).
Lingkaran 2 menyatakan input Channel 1.
Lingkaran 3 menyatakan channel mana yang ditampilkan pada layar (CH1, CH2, DUAL, dan ADD).
Lingkaran 4 menyatakan jenis signal input (AC, GND, dan DC).
Lingkaran 5 menyatakan Volts/Div.
Lingkaran 6 menyatakan Vertical Position (posisi secara vertikal).
Lingkaran 7 menyatakan Horizontal Position (posisi secara horizontal).
Lingkaran 8 menyatakan Time/Div (waktu per kotak pada layar osiloskop).

Prinsip Kerja Osiloskop Analog
Prinsip kerja osiloskop analog dapat dijelaskan melalui skema berikut ini:

Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog:

· Saat kita menghubungkan probe ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.

· Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah).

· Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.

· Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah.

· Sinyal yang keluar dari Vertical System tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar).

· Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.

· Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT.

Cara Mengukur Frekuensi, Tegangan, Arus Searah dan Arus Bolak-Balik (DC dan AC) dengan Osiloskop Analog

Pengukuran tegangan dilakukan dengan menghitung jumlah pembagi yang meliputi muka gelombang pada bagian skala vertikal. Sinyal dapat diatur dengan mengubah-ubah kontrol vertikal, untuk pengukuran terbaik pilihlah skala volts/div (volt per kotak) yang paling cocok.

Waktu dapat diukur dengan menggunakan skala horizontal pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi periode, lebar pulsa (pulse width), dan waktu dari pulsa. Pengukuran waktu akan lebih akurat bila mengatur porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Pengukuran waktu yang lebih akurat dapat dilakukan dengan mengatur tombol time/div.

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

· Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.

· Distel saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.

· Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan beberapa gelombang.

· Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.

· Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.

· Hitunglah tegangan puncak- kepuncak ( Peaks to peaks ) dengan menggunakan persamaan:

VOLT ( p.p ) = ( difleksi vertikal ) x ( penempatan saklar VOLT/ DIV ).

Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Searah (DC)

Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengukur tegangan arus searah (misalnya mengukur tegangan baterai) dengan menggunakan osiloskop.

· Pilih mode SOURCE pada LINE.

· Pilh mode COUPLING pada DC.

· Pilih DC pada tombol AC-DC.

· Siapkan baterai yang akan diukur.

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

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

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

· Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan.

Langkah-Langkah Mengukur Periode dan Frekuensi

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

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

· Ditentukan periode gelombang dengan mengalikan jumlah pembagi dengan faktor pengali.

· Ditentukan frekuensi gelombang (1/ periode).

Jenis-Jenis Osiloskop Analog

Osiloskop analog terdiri dari dua jenis utama, yaitu osiloskop analog standard dan osiloskop dual trace. Osiloskop standard hanya mampu memperagakan sebuah sinyal untuk diamati. Sedangkan osiloskop dual trace dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Osiloskop jenis ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.

Kelebihan dan Kekurangan Osiloskop Analog

Kelebihan osiloskop analog antara lain:

1. Mampu menggambarkan nilai-nilai arus atau tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan bentuk gelombang.

2. Osiloskop analog dapat digunakan untuk menentukan periode, frekuensi, tegangan, dan amplitudo sinyal listrik sekaligus dengan cara yang relatif mudah.

Selain kelebihan, osiloskop analog juga memiliki kekurangan, yaitu:

1. Pengamatan sinyal-sinyal listrik dengan osiloskop mempunyai keterbatasan dalam perbandingan frekuensi antar sinyal-sinyal tersebut (perbandingan maksimum 10:1) sehingga penggunaannya cukup terbatas.

2. Harganya relatif mahal. Kelemahan tersebut semakin terasa sejak terciptanya penghitung frekuensi digital dengan harga yang lebih rendah dipasarkan ke publik.

Tahapan Penyetaraan (Kalibrasi) Osiloskop Analog

1. Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop sebelum kabel daya AC dimasukkan stop kontak PLN.

2. Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power.

3. Set saluran pada tombol CH_1.

4. Set mode pada Auto.

5. Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN.

6. Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur tombol yang bernama horizontal dan vertikal.

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

8. Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan memperkirakan terhadap tegangan masukan.

9. Pasang probe pada salah satu saluran, (misal CH₁) dengan tombol pengalih AC/DC pada kedudukan AC.

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

11. Tempelkan ujung probe pada titik kalibrasi.

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

13. Setelah tahapan 11, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan.