Fungsi Generator

6.1. Fungsi Generator

6.1.1. Pendahuluan

Function Generator (generator Dengan generator fungsi ini fungsi) adalah alat tes elektronik seorang teknisi dapat melakukan

yang berfungsi sebagai pengetesan suatu alat yang akan pembangkit sinyal atau gelombang

dites ( devices under test). Dari listrik. Bentuk gelombang pada analisis terhadap hasil berbagai umumnya terdiri dari tiga jenis, bentuk gelombang respons alat yaitu sinusoida, persegi, dan tersebut, akan dapat diketahui segitiga. Pada gambar 6-1 dapat

ketepatan karakteristik sesuai dilihat salah satu jenis generator

dengan ketentuan yang fungsi.

dikehendaki.

Gambar 6-1. Contoh generator Fungsi

6.1.2. Konstruksi dan Cara Kerja

Blok diagram generator fungsi mengemudikan integrator. dapat dilihat pada gambar 6-2. Generator fungsi memberikan Pada umumnya frekuensi yang keluaran berbentuk gelombang dibangkitkan dapat divariasi sinus, segitiga dan kotak dengan dengan mengatur kapasitor dalam

jangkauan frekuensi dari 0,01 rangkaian LC atau RC. Dalam Hertz sampai 100 kilo Hertz. instrumen ini frekuensi Frekuensi terkendali tegangan dikendalikan oleh variasi arus yang

( frequency controlled voltage) ( frequency controlled voltage)

Lower Constant Current gelombang segitiga yang besar Source. Upper Constant Current

frekuensinya tergantung pada Source mensuplai arus tetap ke besar kecil arus yang dicatu oleh integrator yang menghasilkan kedua sumber arus konstan Upper tegangan output naik secara linier

dan Lower.

terhadap waktu, menurut Keluaran komparator memberikan persamaan berikut :

tegangan gelombang kotak (SQUARE) dengan duty cycle

1 50%. Rangkaian diode resistance

V output =-

idt mengatur slope dari gelombang

segitiga (TRIANGLE) sehingga amplitudonya berubah menghasilkan gelombang SINUS

Kenaikan dan penurunan arus dengan distorsi kurang dari 1 %. akan mengakibatkan naik atau turunnya slope tegangan output, Jenis konektor yang dipakai yang akan mengatur besarnya tergantung frekuensi kerjanya. frekuensi. Tegangan komparator Kebanyakan generator fungsi akan mengubah keadaan ke level

generasi terbaru frekuensi maksimum tegangan output kerjanya sampai 20MHz memakai integrator yang telah ditetapkan. konektor jenis-BNC, dengan Perubahan ini akan memutus terminasi 50 ~ 75 Ω. sumber arus konstan Upper

Generator fungsi seperti lazimnya beralih ke Lower constant current

kebanyakan generator sinyal, source

terdapat juga bagian attenuator, Sumber arus konstan Lower akan

beberapa jenis gelombang mencatu arus balik ke integrator,

modulasi output, dan memiliki sehingga tegangan output turun fasilitas frekuensi gelombang secara linier terhadap waktu. Bila

sapuan yang memberi output mencapai batas minimum kemampuan untuk pengetesan yang ditetapkan, maka tegangan respons frekuensi dari rangkaian komparator akan berubah keadaan

elektronik yang diberikan. dan menyambung ke Upper

Beberapa generator fungsi constant current source, demikian

dilengkapi kemampuan seterusnya kembali seperti membangkitkan sinyal derau putih semula. Dengan demikian ( pink noise). terjadilah siklus yang terus menerus.Tegangan output

Keluaran

Sumber arus penguat 1

konstan atas

square

Komparator

tegangan Pengendali

Integrato r

frekuensi

triangle

Tahanan diode

rangkaian

Sumber arus pembentuk

konstan bawah

Keluaran penguat 2

sinus

Gambar 6-2. Blok diagram generator fungsi

Gambar 6 – 2 Blok diagram generator fungsi

6.1.3. Spesifikasi

Sebagai produk dari pabrik penting tentang produk yang pembuat instrumen elektronik mereka pakai. Berikut diberikan generator fungsi dilengkapi contoh sebuah spesifikasi dari

spesifikasi instrumen. Para sebuah generator fungsi yang pemakai ( users) akan lazim dipakai. mendapatkan informasi teknik

Tabel 6.1 Spesifikasi generator fungsi

OUTPUT UTAMA

Rentang Frekuensi. . ........0.5Hz sampai 3MHz dalam 6 Rentang Bentuk Gelombang ........... 6 (Sinus, persegi, segitiga, Ramp, +Pulse, - Pulse) Amplitudo . . . . . . . . . . . . .20Vp-p sampai Open (10Vp-p in to 50W) Attenuator . . . . . . . . . . . . .0dB, -20db (+2%) Impedansi Output . . . . . . .50W (+2%) DC Offset . . . . . . . . . . . . .+10V (pull ADJ.) Frequency Adjust . . . . . . .Counter Accuracy Distorsi . . . . . . . . . . . . .<1%, 1Hz to 100KHz Rise/Fall Time. . . . . . . . . .<60nS

V.C.F. Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0 to +10V control

SYNC OUTPUT

Rise Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<40nS Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . >3Vp-p (open) Bentuk gelombang . . . . . . . . . . . . . .Square, Pulse

SWEEP Modus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Linear/Log Sweep Lebar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .>100:1 Continously Variable Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .From 10mS to 5S Continuously

Variable Output Sweep. . . . . . . . . . . . . . . . . .10Vp-p (open)

Impedansi Output . . . . . . . . . . . . . . .1KW +2%

6.1.4. Prosedur Pengoperasian

Dalam uraian tentang prosedur beban lebih ( overload), berbagai

pengoperasian generator fungsi pengukuran respons frekuensi, akan dijelaskan berbagai aplikasi pengetesan performansi penguat dari generator fungsi, antara lain :

dengan gelombang persegi, troubleshooting dengan teknik pengetesan speaker dan

signal tracing,

rangkaian impedansi. Uraian dengan teknik signal substitution

troubleshooting

berikut akan berisi penjelasan cara

atau teknik sinyal pengganti, pengetesan, setting up peralatan, penggunaan generator fungsi dilengkapi dengan uraian dan sebagai bias dan sumber sinyal, gambar kerja tentang pelaksanaan karakteristik penguat dengan pengetesan masing-masing.

6.1.4.1. Troubleshooting dengan teknik signal tracing

Salah satu teknik troubleshooting osiloskop dipakai untuk memeriksa

untuk mencari kerusakan pada output setiap tingkat dari penguat. komponen system audio adalah,

Hal ini dimulai dari bagian input dengan mengijeksikan sinyal dari

dan bergerak kearah output. Bila generator fungsi pada bagian input

suatu tingkat memberikan sinyal

alat yang akan dites. Kemudian output yang cacat atau tidak ada alat yang akan dites. Kemudian output yang cacat atau tidak ada

menggunakan kopling kapasitor yang mampu memblokir tegangan DC yang berasal dari sumber.

Penguat

Driver

Penguat daya

Audio

Generator fungsi

Gambar 6.3. Gambar troubleshooting menggunakan teknik pelacakan sinyal

6.1.4.2.Troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti

Variasi dari metode signal tracing dipakai sekaligus untuk

adalah dengan memanfaatkan troubleshooting menggunakan sinyal frekuensi audio yang teknik sinyal pengganti. Perlu berfungsi sebagai sinyal diperhatikan bahwa pada teknik pengganti, diinjeksikan pada sinyal pengganti ini pengaturan berbagai titik dalam peralatan yang

tegangan DC offset sumber sinyal

sedang dites. Dalam teknik ini dijamin harus cocok dengan pertama kali sinyal diinjeksikan tegangan bias masing-masing pada titik terdekat dengan tingkat pada sistem audio tersebut. speaker, kemudian bergerak maju

Ketidak sesuaian tegangan offset menuju tingkat sebelumnya secara

dari operasi normal rangkaian, bertahap sampai tidak terdengar dapat berakibat operasi tingkat suara pada speaker. Tingkat yang

tersebut cut-off dan akan nampak

tidak menghasilkan suara pada seolah-olah terjadi kerusakan, speaker diduga mengandung bahkan dapat juga menyebabkan kerusakan. Gambar 6-3 dapat kerusakan pada bagian tersebut.

Oleh karena itu dapat digunakan Teknik sinyal pengganti ini cukup kapasitor kopling pada probe menggunakan indikator speaker sehingga tegangan DC offset tidak

saja, karena suara yang keluar akan masuk menggangu titik kerja

dari speaker sudah cukup untuk karena sinyal tetap mengambang

mendeteksi ada / tidaknya pada titik kerja yang dikehendaki.

kerusakan.

6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber sinyal

Beberapa generator fungsi modern DC-offset pada tegangan output mampu mencampurkan tegangan ACnya.

Generator fungsi

Gambar 6.4. Penggunaan generator fungsi sebagai kombinasi bias dan

sumber sinyal

Seperti nampak pada gambar 6-4 untuk membias transistor penguat kemampuan ini dapat dipakai yang dites dengan melengkapi Seperti nampak pada gambar 6-4 untuk membias transistor penguat kemampuan ini dapat dipakai yang dites dengan melengkapi

beberapa bias (klas A, B dan C) dan bias transistor dapat dapat ditentukan. dioptimalkan pada output tidak

6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifier

Titik beban lebih ( overload) dari linieritas mutlak suatu gelombang beberapa penguat sulit ditentukan

dapat dideteksi dengan baik. dengan cara pengetesan Dengan output segitiga kondisi menggunakan input gelombang puncak pembebanan lebih dari sinusoida. Bentuk gelombang sebuah penguat akan mudah segitiga merupakan bentuk ditentukan. Kondisi overload gelombang ideal untuk keperluan tersebut dapat dilihat pada gambar ini, karena setiap titik awal dari 6-5.

Bentuk gelombang masukan

Bentuk gelombang keluaran

Gambar 6-5. Karakteristik penguat kondisi overload

6.1.5.2. Pengukuran Respon Frekuensi

Generator fungsi dengan peralatan pasip atau aktip sampai kapabilitas sweep adalah ideal batas frekuensi tersebut. untuk pengecekan respons Sebagai tambahan pada fasilitas frekuensi pada peralatan seperti sweep internal, beberapa penguat, kendali bass dan treble,

generator memiliki input frekuensi filter band-pass, filter High Pass

terkontrol tegangan ( VCF = dan Low Pass, rangkaian kopling,

voltage controlled frequency), yang dan speaker maupun rumah memungkinkan pengendalian speaker. Penguat IF, tuned circuit,

sinyal sweep oleh gelombang notch filter dan rangkaian sinus atau pola khusus lainnya. impedansi lainnya. Dengan range

Juga beberapa unit tercakup frekuensi generator fungsi sampai

rentang audio dari 20 Hz ~ 20 kHz minimal 1 MHz, maka dapat dapat masuk dalam satu sweep dipakai untuk pengukuran, dengan mudah. mengaturan dan analisis respons

6.1.5.3. Setting Peralatan Tes

Prosedur berikut ini mengacu

6. Sambungkan output generator gambar. 6-6 . menjelaskan cara

dengan input rangkaian yang penyiapan dan metode pengukuran

akan dites. Bila perlu sisipkan respons frekuensi.

terminasi untuk matching

1. Pilih rentang frekuensi yang impedance antara output dikehendaki pada generator.

generator dengan input

2. Sambungkan kabel dari rangkaian. Hal ini tidak perlu terminal output pada generator

kalau impedansi input dan ke input horisontal (X) dari

output telah cocok misalkan osiloskop.

sebesar 50 Ω.

3. Pasang osiloskop pada posisi

7. Sambungkan input vertical (Y) input X-Y.

osiloskop untuk mengukur

4. Dengan pembangkit sweep tegangan output beban dari pada posisi OFF, variasikan

rangkaian yang dites.

operasi dari alat pada frekuensi

8. Pilih bentuk sinyal sinus, dasar.

segitiga, atau persegi manakah

5. Nyalakan signal sweep dan yang sesuai. Sinyal sinus yang atur lebar dan titik awal untuk

lazim dipakai pada pengecekan melacak semua arah yang respons frekuensi.

dikehendaki oleh ”marker” mengendalikannya sesuai pada layar. Atur kecepatan

tegangan sweep.

sweep sehingga displai bebas dari derau.

6.1.5.4. Peraga Respon Frekuensi

Bila menggunakan osiloskop frekuensi. Dalam penguat pita- kovensional, maka peraga yang lebar, tujuan analisis umumnya diperoleh akan nampak seperti adalah untuk menjaga respons gambar 6-7 Penguatan atau frekuensi rata pada lebar-pita atenuasi relatip dari seluruh selebar mungkin. Tampilan frekuensi dalam pita tersebut akan

respons frekuensi dari rangkaian ditampilkan. Tampilan akan dapat

filter dan kopling menunjukkan dianalisis untuk menerima atau frekuensi dan ketajaman cut-off. menolak karakteristik respons

Sweep Generator

Peragaan osiloskop

Osiloskop

Komponen yang dites

Gambar 6-6. Setting Peralatan dan Pengukuran Respon Frekuensi

Gambar 6-7. Peragaan respon frekuensi penguat audio

6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem Audio

Bila penguat audio yang dites dilakukan pada range frekuensi dilengkapi dengan kendali bass secara penuh. Gambar berikut dan treble, pengaruh pengendalian

memberikan gambaran hasil itu pada keseluruhan respons respons frekuensi dari variasi tone dapat ditentukan degan tes respos

control.

frekuensi jalan kalau pengendalian

Frekuensi Hz

Gambar 6-8 Pengaruh variasi tone control pada

frekuensi respons system audio

6.1.4.6. Pengetesan speaker dan rangkaian impedansi

Generator fungsi dapat dipakai generator fungsi tidak dalam untuk memperoleh informasi

kondisi terpotong. mengenai impedansi input suatu

2. Bila menggunakan metode speaker atau sembarang voltmeter, variasikan nilai rangkaian impedansi yang lain

frekuensi sampai range penuh terhadap frekuensi. Dengan kata

dan logaritmik tegangan terukur lain frekuensi resonansi rangkaian

pada terminal speaker terhadap dapat ditentukan.

frekuensi. Skala dB dari Adapun prosedur pengetesannya

Voltmeter AC sesuai untuk adalah sebagai berikut:

mengkonversi data ke dalam

1. Hubungkan peralatan seperti satuan respons standar. tertera pada gambar 6-9

3. Bila memilih menggunakan osiloskop dapat dipakai untuk

CRO, maka gunakan sweep memastikan apakah output

untuk pengukuran respons frekuensi.

Generator Fungsi

Voltmeter db

Speaker

Osiloskop

Gambar 6-9a. Pengetesan sistem speaker

Function Generator Speaker system

b. Rangkaian ekuivalen dari pengaturan pengetesan R = Z +20 +15

c. Hasil Grafik

Frekuensi Hertz

Gambar 6-9b. Karakteristik sistem speaker dan rangkaian impedansi

4. Dalam pengetesan speaker akan naik pada frekuensi

tegangan sinyal percakapan rendah. Frekuensi resonansi tegangan sinyal percakapan rendah. Frekuensi resonansi

diukur pada frekuensi resonansi, dipengaruhi oleh konstruksi atau pada frekuensi lain bila kotak speaker. Para perancang

dikehendaki, dengan cara kotak speaker dapat seperti berikut : menggunakan karakteristik yang

(a) Hubungkan resistor variabel dihasilkan, untuk mengevaluasi

non-konduktif, seperti pada pengaruh berbagai faktor seperti

gambar 6.9b.

bahan peredam, jenis bahan (b) Ukur tegangan pada titik E1 kotak speaker, dan tentu saja

dan E2 dan atur resistor jenis speakernya sendiri.

variabel R1, sehingga

5. Dalam pengetesan rangkaian tegangan E2 = ½ dari E1. impedansi, tidak perlu terjadi

(c) Impedasi dari rangkaian = resonansi pada frekuensi

nilai resistor variabel R1 rendah. Tetapi bila mendekati

yang diperoleh. resonansi level sinyal akan naik.

6.1.4.7. Keselamatan Kerja

1. Periksa apakah tegangan pada terminal EXT SYNC, selain ground Generator fungsi tegangan eksternal sinkronisasi terhadap netral stop kontak tetap

yang diperlukan (tanyakan pada

0 Volt.

instruktur).

2. Bila ternyata tegangan ground

6. Jangan menggunakan Generator tersebut tidak sama dengan nol,

fungsi pada tempat yang laporkan pada teknisi atau bersuhu sangat tinggi, instruktur, hentikan sementara kelembaban tinggi dan dalam percobaan.

medan elektromagnetik tinggi.

3. Jangan biasakan memutar 7. Simpanlah Generator fungsi di tombol-tombol kontrol diluar tempat yang sejuk, dan bebas ketentuan praktikum

debu. Sebaiknya disimpan

4. Jangan coba masukkan dalam almari tertutup dan berilah tegangan DC atau apapun ke

silika-gel untuk menghindari terminal output Generator fungsi.

kelembaban dalam almari.

5. Jangan coba memasukkan tegangan apapun ke input.