Jenis-jenis Osiloskop Analog
7.3.2. Jenis-jenis Osiloskop Analog
7.3.2.1. Free Running Osciloskop
Free running oscilloscope merupakan jenis CRO generasi awal yang sederhana, secara blok diagram prinsip kerjanya dijelaskan berkut ini. Pada kanal (Channel)
vertikal
terdapat
penguat sinyal yang fungsinya mengendalikan pelat defleksi vertikal. Penguat
vertikal
mempunyai penguatan yang tinggi sehingga keluaran berupa sinyal yang kuat ini harus dilewatkan attenuator. Penguat horisontal dihubungkan ke suatu sinyal time base internal dan dikontrol oleh pengontrol penguatan horisontal dan mengontrol dua frekuensi sapuan : pemilih sapuan dan
sapuan vernier.
Generator time base
mendefleksikan berkas dalam arah horisontal. Tegangan antara pelat defleksi horisontal CRT disusun supaya titik berkas elektron pada posisi sisi kiri dari layar pada saat tegangan gigi gergaji nol. Berkas elektron akan ditarik ke kanan sebanding dengan tegangan ramp yang diberikan. Jika pengaturan memberikan tegangan ramp mencapai maksimum berkas akan berada diujung sebelah kanan layar. Untuk satu ramp lengkap tegangan gigi gergaji, bentuk gelombang gigi gerjaji akan jatuh secara cepat kembali ke nol, berkas akan kembali diujung kiri layar; pada kasus ini titik pada layar mencapai posisi ujung dan mendefleksikan berkas dalam arah horisontal. Tegangan antara pelat defleksi horisontal CRT disusun supaya titik berkas elektron pada posisi sisi kiri dari layar pada saat tegangan gigi gergaji nol. Berkas elektron akan ditarik ke kanan sebanding dengan tegangan ramp yang diberikan. Jika pengaturan memberikan tegangan ramp mencapai maksimum berkas akan berada diujung sebelah kanan layar. Untuk satu ramp lengkap tegangan gigi gergaji, bentuk gelombang gigi gerjaji akan jatuh secara cepat kembali ke nol, berkas akan kembali diujung kiri layar; pada kasus ini titik pada layar mencapai posisi ujung dan
waktu flyback. Ini akan diselesaikan dengan pemberian
mengurangi garis retrace pada pulsa blanking pada saat retrace
layar.
Posisi vertikal
Attenuator
Tegangan Tingi dan Power
Posisi horisontal
Gambar 7-18. Blok diagram CRO free running
Osiloskop free running merupakan
waktu lintasan instrumen harga murah, time base
menyamakan
sapuan sinyal time base dengan generator harus disinkronisasikan
jumlah perioda gelombang dengan sinyal pada penguat
vertikal. Jadi bentuk gelombang vertikal agar peragaan pada layar
vertikal dapat terkunci pada layar CRT stabil. Dengan kata lain
CRT jika frekuensi sinyal masukan bentuk gelombang bergerak
vertikal merupakan kelipatan dari melintasi layar dan tetap tak stabil.
frekuensi sapuan (fv = n fs). Sinkronisasi diperlukan untuk
7.3.2.2. Osiloskop Sapuan Terpicu (Triggered – Sweep Osciloscope)
Osiloskop free running harga serbaguna dan merupakan murah mempunyai keterbatasan
standar industry. Dalam triggered- pemakaian. Misalnya rise time
sweep mode pembangkit gigi pulsa tidak dapat diukur dengan
gergaji tidak membangkitkan free running osiloskop, namun
tegangan ramp kecuali dikerjakan dapat diukur dengan
dengan trigger pulsa. Triggered menggunakan triggered-sweep
sweep memungkinkan peragaan osciloscpe. Triggered-sweep
sinyal vertikal pada CRT dalam sinyal vertikal pada CRT dalam
sweep generator menghasilkan dari bentuk gelmbang yang
sinyal ramp (F), kemudian diamati.
diperkuat dan diubah ke dalam Secara blok diagram dari dasar
bentuk sinal push pull oleh triggered-sweep oscilloscope
horisontal (G). digambarkan di bawah ini, meliputi
penguat
dihubungkan dengan pelat defleksi sumber tegangan, CRT, jalur
horisontal CRT dan menyebabkan tunda, sistem penguat vertikal,
penjejakan secara horisontal pada trigger pick-off amplifier, rangkaian
layar mengikuti kenaikan tegangan trigger, generator sapuan, penguat
ramp. Keluaran sweep generator horisontal dan rangkaian sumbu Z.
(F) menggerakkan berkas selama Pada saat sinyal diberikan pada
waktu naik dan kembali keposisi masukan
vertikal, segera awal selama off. diteruskan ke preamplifier (A) diubah dalam sinyal push-pull.
Attenuator dan sistem penguat Sinyal diteruskan ke vertikal output
memungkinkan amplifier (C) melalui rangkaian
vertikal
diperagakan pada layar penunda (B). Sinyal dari vertikal
pengukuran tegangan dari range output amplifier digunakan untk
beberapa mV sampai beberapa mengendalikan berkas elektron
ratus volt Volt/div, pemilihan CRT secara
control factor pembelok vertikal menyebabkan titik pada layar
vertikal,
dan pengkalibrasi sinyal. Time bergerak secara vertikal. Sebuah
/div dan control vernier memilih sample sinyal vertikal diambil dari
kecepatan sapuan dan masukan vertikal
preamplifier sebelum eksternal harisontal. Kontrol delay line diberikan ke penguat
Slope menentukan apakah trigger pick-off (D) diteruskan ke
sapuan ditrigger pada slope + atau rangkaian trigger (E). Sinyal ini
– dari sinyal trigger. Level control akan digunakan dengan sistem
memilih sautu titik dimana trigger time base (E.F.G). Sinyal trigger
sapuan diberikan. Kontrol digunakan untuk memaksa waktu
intensitas dan focus memungkin yang berhubungan antara sinyal
peragaan focus dengan tingkat vertikal dan time base. Sinyal kecerahan yang tepat. trigger pick-off dibentuk menjadi
V/div posisi vertikal
PS Trigger
Tegangan
tegangan pick off
tinggi
rendah
inte nsitas fokus
Time/div
posisi horisontal
leve l
Slope Gambar 7-19. Blok diagram osiloskop terpicu
Perbedaan peragaan sinyal hasil pengukuran antara osloskop free running dan triggered-sweep osciloskop seperti di bawah ini.
Gambar 7-20. Peraga osiloskop
Gambar 7-21.
free running Peraga osiloskop
terpicu( www.interq or jp/japan/se-inoue/e-oscilo0.htm)
7.3.2.3. CRO Dua Kanal 7.3.2.3.1. CRO Jejak Rangkap (Dual Trace CRO)
Pemakaian osloskop sekarang ini mencapai dual trace pada layar hampir semuanya memiliki peraga
dapat menggunakan satu dari dua yang mampu membandingkan
teknik : (1) berkas tunggal teknik : (1) berkas tunggal
input dengan saklar elektronik. (dual beam). Karena konstruksi
Saklar elektronik dioperasikan CRT dual beam dan split-beam
dengan menggunakan salah satu mahal, biasanya digunakan teknik
multivibrator free-running atau dual trace.
dengan pulsa yang berasal dari Dengan dual trace osiloskop
rangkaian time base, berturut-turut mempunyai dua rangkaian
dalam chopped mode atau masukan vertikal yang diberi tanda
alternate mode. Bila saklar
A dan B. Saluran A dan B modus berada pada posisi mempunyai pra penguat dan
alternate (bergantian), saklar saluran tunda yang identik.
elektronik secara bergantian Keluaran pra penguat A dan B
menghubungkan penguat vertikal diumpankan ke sebuah saklar
akhir ke saluran A dan saluran B. elektronik yang secara bergantian
Penyaklaran ini terjadi pada menghubungkan masukan
permulaan tiap-tiap penyapuan penguat vertikal akhir dengan yang baru. Kecepatan keluaran pra penguat. Saklar
pemindahan saklar elektronik elektronik juga berisi rangkaian
diselaraskan dengan kecepatan untuk memilih variasi mmodus
penyapuan, sehingga bintik CRT peragaan, Penguat vertikal akhir
mengikuti jejak sinyal saluran A menyediakan tegangan pelat
pada satu penyapuan dan sinyal defleksi, berturut-turut
saluran B pada penyapuan berikutnya.
A elektronik
B Penunda
mode X-Y
Generator penyapu
Rangkaian pemicu
Trigger Ext Penguat
horisontal
Karena tiap penguat vertikal bayangan-bayangan terpisah dan mempunyai rangkaian pelemahan
kesinambungan peragaan masukan yang telah terkalibrasi
bayangan hilang. Dalam hal ini dan sebuah pengontrol posisi
akan lebih baik menggunakan vertikal, amplitudo sinyal masukan
modus alternate. dapat diatur secara tersendiri sehingga kedua bayangan
7.3.2.3.2. Osiloskop Berkas
ditempatkan secara terpisah pada
Rangkap (Dual Beam
layar. Alternate mode biasanya
CRO)
digunakan untuk melihat sinyal CRO jenis berkas rangkap frekuensi tinggi, kecepatan sweep
menerima dua sinyal masukan lebih cepat dari pada 0,1 ms/div
vertikal dan memperagakannya sehingga dapat diperoleh
sebagai dua bayangan terpisah peragaan sinyal yang simultan dan
pada layar CRT. Osiloskop berkas stabil.
rangkap menggunakan CRT Dalam mode
khusus yang menghasilkan dua (tercincang), saklar elektronik
chopped
berkas elektron yang betul-betul berkerja penuh pada kecepatan
terpisah yang secara bebas dapat 100 sampai 500 kHz, seluruhnya
disimpangkan kea rah vertikal. tidak bergantung pada frekuensi
Dalam beberapa CRT berkas generator penyapu. Dalam modus
rangkap keluaran senapan ini penyaklaran secara berturut-
elektron tunggal dipisahkan secara turut menghubungkan segmen-
mekanis menjadi dua berkas segmen kecil gelombang A dan B
terpisah yang disebut teknik ke penguat vertikal akhir. Pada
pemisahan berkas. Sedangkan laju pencincangan yang sangat
CRT jenis lain berisi dua senapan cepat misal 500 kHz, segmen 1 μs
elektron terpisah, masing-masing dari setiap bentuk elombang
menghasilkan berkas sendiri. CRT diumpankan ke CRT untuk
berkas rangkap mempunyai dua peragaan. Jika laju pencincangan
fasang pelat defleksi vertikal, satu jauh lebih cepat dari laju
fasang untuk tiap saluran dan satu penyapuan horisontal, segmen- fasang pelat deflesi horisontal. segmen terpisah yang kecil diumpankan ke penguat vertikal
Secara disederhanakan CRO akhir bersama-sama akan
berkas rangkap secara blok menyusun kembali bentuk
diagram digambarkan di bawah gelombang A dan B yang asli
ini. CRO berkas rangkap pada layar CRT, tanpa
mempunyai dua saluran vertikal mengakibatkan gangguan yang
yang identik yang ditandai dengan nyata pada kedua bayangan. Jika
A dan B. Tiap saluran terdiri dari kecepatan penyaklaran hampir
pra penguat dan pelemah sama dengan kecepatan
masukan, saluran tunda, penguat pencincangan segmen-segmen
vertikal akhir dan pelat-pelat vertikal akhir dan pelat-pelat
dipicu secara internal dari salah menyapu kedua berkas sepanjang
horisontal
satu saluran dari suatu sinyal layar pada laju kecepatanyang
pemicu yang dihubungkan dari sama. Geneator penyapu dapat
luar, atau dari tegangan jala-jala.
Saluran A
Saluran B
Picu luar
A Rangkaian
Generator
penguat
B pemicu
Selektor picu
Gambar 7-23. Diagram blok osiloskop berkas rangkap yang disederhanakan
7.3.2.4. CRO Penyimpanan Analog (Storage Osciloscope)
Keistimewaan ekstra disediakan meninggalkan permukaan pospor. pada beberapa scope analog
Ini meninggalkan muatan positip. penyimpan. Keistimewaan ini
Osiloskop penyimpan mempunyai memungkinkan pola penjejakan
satu atau lebih elektron gun normal rusak dalam hitungan detik
sekunder yang dinamakan flood untuk tetap tinggal pada layar.
gun memberikan keadaan banjir Dalam rangkaian listrik kemudian
elektron bernergi rendah berjalan dapat dengan sengaja jejak pada
menuju layar pospor. Elektron- layar diaktifkan disimpan dan
elektron dari senapan banjir dihapus.
sangat lebih kuat menuju area Penyimpan disempurnakan
layar pospor dimana senapan dengan
menggunakan prinsip menulis telah meninggalkan emisi sekunder. Bila berkas titik
muatan positip, dengan cara ini elektron menulis dilewatkan pada
elektron-elektron dari senapan permukaan pospor, momen tidak
banjir mengeluminasi kembali hanya menyebabkan pospor
dengan memberikan beriluminasi, namun energi kinetik
pospor
muatan positip pada layar. Jika berkas elektron membentur
energi elektron dari senapan banjir energi elektron dari senapan banjir
satu peristiwa atau tidak sehingga mempertahankan
pospor,
menyimpan, hanya menghasilkan muatan positip daerah yang
satu level keterangan bayangan. diiluminasi. Dengan cara demikian
Tabung dengan dua kondisi stabil gambar asli yang telah ditulis
dan setengah nada keduanya dengan senapan tulis dapat tetap
mengunakan fenomena emisi tinggal dalam waktu yang lama.
sekunder guna Kelebihan CRO penyimpanan
elektron
dan menyimpan adalah mampu merekam hasil
membentuk
muatan elektrostatik pada pengukuran sinyal, dan tetap
permukaan satu sasaran yang diperagakan meskipun sinyal
terisolasi. Pembahasan berikut masukan telah dihilangkan. Ini
berlaku untuk kedua jenis tabung sangat membantu untuk
tersebut.
pengamatan suatu peristiwa yang Bila sebuah sasaran ditembak terjadi sekali saja akan lenyap dari
oleh satu aliran elektron primer, layar. CRT penyimpan dapat
satu pengalihan energy yang menyimpan peragaan jauh lebih
memisahkan elektron lain dari lama, sampai beberapa jam
permukaan sasaran akan terjadi setelah bayangan terbentuk pada
dalam satu proses yang disebut pospor. Ciri ingatan atau
emisi sekunder. Jumlah elektron penyimapanan
sekunder yang dipanaskan dari sewaktu memperagakan bentuk
bermanfaat
permukaan sasaran bergantung gelombang sinyal yang
pada kecepatan elektron primer, frekuensinya sangat rendah.
intensitas berkas elektron, Frekuensi sangat rendah bila
susunan kimia dari bahan sasaran diukur dengan CRO biasanya
dan kondisi permukaannya. bagian awal peragaan akan
Karakteristik ini dinyatakan dalam menghilang sebelum bagian akhir
perbandingan emisi sekunder, terbentuk pada layar. CRT
yang didefinisikan sebagai penyimpan dapat digolongkan
perbandingan antara arus emisi sebagai tabung dengan dua
sekunder terhadap arus berkas kondisi stabil dan tabung setengah
primer yaitu :
nada (half tone). Tabung dua
? = Is/Ip
Prinsip kerja tabung penyimpan rendah sasaran terhapus. Dengan dengan kondisi dua stabil yang
demikian tabung mempunyai elementer digambarkan gambar 7-
suatu penunjukan elektris dan
24 di bawah ini. Jika tegangan kondisi penyimpanannya tidak sasaran tinggi, sasaran ditulis
dapat dilihat.
Elektroda pengumpul
Senapan banjir
pulsa untuk menghapus
Senapan
Pengembalian perlahan
penulis
+200 V
Pulsa gerbang -2000 V
Senapan ganda