Sri Waluyanti

Alat Ukur dan Teknik PengukuranuntukSekolah Menengah Kejuruan

A

LA

T U

KU

R D

AN

TE

KN

IK P

EN

GU

KU

RA

N

un

tuk S

MK

S

ri Walu

yanti

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan Nasional

HET (Harga Eceran Tertinggi) Rp. 80.762,00

ISBN XXX-XXX-XXX-X

Buku ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP) dan telah dinyatakan layak sebagai buku teks pelajaran berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 46 Tahun 2007 tanggal 5 Desember 2007 tentang Penetapan Buku Teks Pelajaran yang Memenuhi Syarat Kelayakan untuk Digu-nakan dalam Proses Pembelajaran.

i

Sri Waluyanti; Djoko Santoso; Slamet; dkk.

ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN Untuk SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

ii

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang

ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN Untuk SMK Penulis : Sri Waluyanti Djoko Santoso Slamet Umi Rochayati. Ilustrasi, Tata Letak : Perancang Kulit : Ukuran Buku : Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

410 WAL WALUYANTI, Sri, Djoko Santoso, Slamet, Umi Rochayati. a Alat Ukur dan Teknik PengukuranUntuk SMK/oleh Sri Waluyanti, Djoko

Santoso, Slamet, Umi Rochayati. ---- Jakarta:Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

iii

Penulis 1. Ketua

a. Nama : Sri Waluyanti, M.Pd b. Institusi : Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY c. Jabatan : Lektor

2. Anggota 1

a. Nama : Djoko Santoso, M.Pd b. Institusi : Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY c. Jabatan : Lektor

3. Anggota 2

a. Nama : Slamet, M.Pd b. Pekerjaan : Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY c. Jabatan : Lektor

4. Anggota 3 a. Nama : Umi Rochayati, M.T b. Pekerjaan : Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY c. Jabatan : Lektor

Editor Nama : Drs. Ganefo Ginting, MT Institusi : P4TK Teknologi Bangunan dan Listrik

Medan

iv

KATA PENGANTAR PENULIS

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kahadlirat Allah s.w.t. atas segala rahmat dan kuruniaNya hingga penyusunan buku kejuruan SMK Alat Ukur dan Teknik Pengukuran ini dapat terselesaikan. Buku ini disusun dari tingkat pemahaman dasar besaran listrik, jenis-jenis alat ukur sederhana hingga aplikasi lanjut yang merupakan gabungan antar disiplin ilmu. Untuk alat ukur yang wajib dan banyak digunakan oleh orang yang berkecimpung maupun yang mempunyai ketertarikan bidang elektronika di bahas secara detail, dari pengertian, cara kerja alat, langkah keamanan penggunaan, cara menggunakan, perawatan dan perbaikan sederhana. Sedangkan untuk aplikasi lanjut pembahasan dititik beratkan bagaimana memaknai hasil pengukuran. Penyusunan ini terselesaikan tidak lepas dari dukungan beberapa pihak, dalam kesempatan ini tak lupa kami sampaikan rasa terimakasih kami kepada : 1. Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Ditjen Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah Deparmeten Pendidikan Nasional yang telah memberi kepercayaan pada kami

2. Kesubdit Pembelajaran Direktorat Pembinaan SMK beserta staff yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan dukungan hingga terselesaikannya penulisan buku.

3. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta beserta staff yang telah membantu kelancaran administrasi

4. Ketua Jurusan beserta staff Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY atas fasilitas dan dukungannya hingga terselesaikannya tugas ini.

5. Teman-teman sesama penulis buku kejuruan SMK di lingkungan FT-UNY atas kerjasama, motivasi, pengertian dan dukungan kelancaran pelaksanaan.

6. Para teknisi dan staff pengajaran yang memberi kelonggaran penggunaan laboratorium dan kelancaran informasi.

7. Dan orang yang selalu ada di hati dan di samping penulis dengan segala pengertian, dukungan semangat dan motivasi hingga terselesaikannya penyusunan buku ini.

Tak ada yang sempurna kecuali Dia yang memiliki segala puji. Oleh karena itu masukan dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan penulisan ini, atas saran dan masukannya diucapkan banyak terimakasih. Yogyakarta, 15 Nopember 2007 Tim penyusun :

1. Sri Waluyanti Ketua 2. Djoko Santoso Anggota 3. Slamet Anggota 4. Umi Rochayati Anggota

v

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah melaksanakan penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagi siswa SMK. Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia. Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkannya soft copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakat untuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan pendidik di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Selanjutnya, kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Direktur Pembinaan SMK

vi

DAFTAR ISI

BAB Halaman Penulis iii KATA PENGANTAR PENULIS iv KATA SAMBUTAN v DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL xvi DAFTAR GAMBAR xviii LEMBAR PENGESAHAN xxxvi GLOSARRY xxxvii SINOPSIS xlii PETA KOMPETENSI xliii KONSEPSI PENULISAN xlviii 1. PENDAHULUAN 1 1.1. Parameter Alat Ukur 1 1.1.1. Sistem Satuan Dalam Pengkuran 3 1.1.2. Satuan Dasar dan Satuan Turunan 3 1.1.3. Sistem-sistem satuan 4 1.1.4. Sistem Satuan Lain 6 1.2. Kesalahan Ukur 6 1.2.1. Kesalahan kesalahan Umum 6 1.2.2. Kesalahan-kesalahan sistematis 8 1.2.3. Kesalahan-kesalahan Tidak Sengaja 9 1.3. Klasifikasi Kelas Meter 9 1.4. Kalibrasi 10 1.4.1. Kalibrasi Ampermeter Arus Searah 10 1.4.2. Kalibrasi Voltmeter Arus Searah 11 1.5. Macam-macam Alat Ukur Penunjuk Listrik 12 1.5.1. Alat Ukur Kumparan putar 13 1.5.2. Alat Ukur Besi Putar 19 1.5.2.1. Tipe Tarikan (Attraction) 20 1.5.2.2. Tipe Tolakan (Repolsion) 22 1.5.3. Alat Ukur Elektrodinamis 24 1.5.4. Alat Ukur Elektrostatis 27 1.6. Peraga Hasil Pengukuran 28 1.6.1. Light Emitting Dioda (LED) 28 1.6.2. LED Seven Segmen 30 1.6.3. LCD Polarisasi Cahaya 33 1.6.4. Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube/CRT) 35 1.6.4.1. Susunan Elektroda CRT dan Prinsip Kerja 35 1.6.4.2. Layar CRT 38 1.6.4.3. Gratikulasi 40 2. MULTIMETER 2.1. Multimeter Dasar 42 2.1.1. Ampermeter Ideal 42 2.1.2. Mengubah Batas Ukur 43 2.1.3. Ampermeter AC 47 2.1.4. Kesalahan Pengukuran 48 2.1.4.1. Kesalahan Paralaks 48 2.1.4.2. Kesalahan Kalibrasi

49

vii

2.1.4.3. Kesalahan Pembebanan 50 2.2. Voltmeter 55 2.2.1. Mengubah Batas Ukur 55 2.2.2. Hambatan Masukkan Voltmeter 58 2.2.3. Kesalahan Pembebanan Voltmeter 59 2.3. Ohmmeter 63 2.3.1. Rangkaian Dasar Ohmmeter Seri 63 2.3.2. Ohmmeter Paralel 66 2.4. Multimeter Elektronik Analog 67 2.4.1. Kelebihan Multimeter Elektronik 67 2.4.2.. Konstruksi Multimeter Analog 69 2.4.3. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan DC 69 2.4.4. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan AC 70 2.4.5. Multimeter Elektronik Fungsi Ohm 71 2.4.6. Parameter Multimeter Elektronik Analog 72 2.4.6.1. Spesifikasi dan Parameter Multimeter Elektronik 72 2.4.6.1.1. Spesifikasi Umum 72 2.4.6.1.2. Range Pengukuran dan Akurasi 72 2.4.6.2. Langkah Keselamatan Alat 73 2.4.7. Prosedur Pengoperasian 74 2.4.7.1. Persiapan Pengukuran 74 2.4.7.2. Panel Depan dan Fungsi Multimeter 75 2.4.7.3. Pengukuran Tegangan 78 2.4.7.3.1. Pengukuran Tegangan DC 78 2.4.7.3.2. Pengukuran Tegangan AC 80 2.4.7.4. Kalibrasi Voltmeter 81 2.4.7.4.1. Kalibrasi Uji Kelayakan Meter 82 2.4.7.4.2. Harga Koreksi Relatif dan Kesalahan Relatif 84 2.4.7.5. Pengukuran Arus DC 85 2.4.7.5.1. Kalibrasi Arus 87 2.4.7.5.2. Harga Koreksi Relatip dan kesalahan relatip 89 2.4.8. Pengukuran Tahanan 90 2.4.9. Pengukuran Keluaran Penguat Audio Frekuensi (dB) 94 2.4.10. Pengukuran Arus Bocor (ICEO) transistor 95 2.4.11. Pengukuran Dioda ( termasuk LED) 96 2.4.12. Pengukuran Kapasitor 98 2.4.12. Pengetesan Komponen 99 2.4.13.1. Pengetesan Dioda 99 2.4.13.2. Pengetesan Transistor 102 2.4.13.3. Pengetesan SCR 104 2.4.14. Perawatan 106 2.4.14.1. Mengganti Sekering 106 2.4.14.2. Perawatan Penyimpanan Meter 107 2.4.15. Perbaikan 107 2.5. Multimeter Elektronik Digital 109 2.5.1. Bagian-bagian Multimeter Digital 109 2.5.2. Spesifikasi Digital Multimeter 112 2.5.3. Prinsip Dasar Pengukuran 115 2.5.3.1. Voltmeter 115 2.5.3.2. Ohmmeter 117 2.5.3.3. Pengukuran Frekuensi 117 2.5.3.4. Pengukuran Perioda dan Interval Waktu 118

viii

2.5.3.5. Kapasitansimeter 120 2.5.4. Petunjuk Pengoperasian 122 2.554. Mengatasi Gangguan Kerusakan 123 3. LCR METER 3.1. Prinsip Dasar Pengukuran Komponen LCR 126 3.1.1. Prinsip pengukuran Resistansi 126 3.1.1.2. Jembatan Kelvin 128 3.1.1.3. Jembatan Ganda Kelvin 130 3.1.2. Prinsip Dasar Pengukuran L 132 4.2. LCR meter model 740 140 3.2.1 Spesifikasi LCR meter 140 3.2.2. Pengoperasian 143 3.3. Pembacaan Nilai Pengukuran 145 3.3.1. Pengukuran Resistansi 146 3.3.2. Pengukuran Kapasitansi 149 3.3.3. Pengukuran Induktansi 153 3.4. Pengukuran Resistansi DC Dengan Sumber Luar 156 3.5. Pengukuran resistansi DC 158 4. PENGUKURAN DAYA 4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC 160 4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC 162 4.2.1 Metoda tiga Voltmeter dan metode tiga Ampermeter 163 4.3. Wattmeter 164 4.3.1. Wattmeter satu fasa 164 4.3.2. Wattmeter tiga fasa 166 4.3.3. Pengukuran Daya Reaktif 168 4.3.4. Konstruksi dan Cara Kerja Wattmeter 168 4.3.4.1. Wattmeter tipe elektrodinamometer 168 4.3.4.2. Wattmeter tipe induksi 169 4.3.4.3. Wattmeter tipe thermokopel 170 4.3.4.4. Prinsip Kerja Wattmeter Elektrodinamometer 171 4.3.5. Spesifikasi Alat 175 4.3.6. Karakteristik 175 4.3.7. Prosedur Pengoperasian 175 4.3.7.1. Pengukuran daya DC atau AC satu fasa 175 4.3.7.2. Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai

perkiraan 176

4.3.7.3. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan melebihi nilai perkiraan

176

4.3.7.4. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan dan arus melebihi nilai perkiraan

177

4.3.7.5. Pengukuran daya tiga fasa (metode dua watt meter) 177 4.3.7.6. Pengukuran daya tiga fase jika tegangan dan arus

melebihi nilai perkiraan 178

4.3.8. Pemilihan Range 179 4.3.9. Keselamatan Kerja 179 4.3.10. Error (Kesalahan) 179 4.4. Error Wattmeter 180 4.5. Watt Jam meter 183 4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Wattjam meter 184 4.5.2. Pembacaan 186 4.6. Meter Solid States 187

ix

4.7. Wattmeter AMR 187 4.8. Kasus Implementasi Lapangan 188 4.9. Faktor Daya 191 4.9.1. Konstruksi 191 4.9.2. Cara Kerja 192 4.9.3. Faktor Daya dan Daya 195 4.9.4. Prosedur Pengoperasian Cos Q meter 198 4.10. Metode Menentukan Urutan Fasa 200 4.10.1. Kawat Penghantar Tiga Fasa 200 4.10.2. Prinsip Dasar Alat Indikator Urutan Fasa 203 4.10.3. Cara Kerja Alat 203 4.10.4. Prosedur Pengoperasian Alat 206 5. PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN KUAT MEDAN 5.1.1. Pengujian Tahanan Isolasi 210 5.1.2. Pengukuran Tahanan Isolasi 212 5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance) 216 5.2.1. Cara Menguji Sistem Pentanahan 217 5.2.2. Pentanahan dan Fungsinya 217 5.2.3. Nilai Tahanan yang Baik 218 5.2.4. Dasar-dasar Pentanahan 219 5.2.4.1. Komponen elektroda pentanahan 219 5.2.4.2. Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah 220 5.2.5. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah 222 5.2.5.1. Ukuran tahanan tanah 223 5.2.5.2. Cara menghitung tahanan tanah 223 5.2.5.3. Cara mengukur tahanan tanah 224 5.2.6. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah 224 5.2.6. 1. Cara kerja uji Drop Tegangan 225 5.2.6. 2. Cara Menempatkan Tiang Pancang 225 5.2.6. 3. Ukuran selektif 226 5.2.7. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah Ukuran Tanpa

Pancang 227

5.2.7.1. Ukuran impedansi tanah 229 5.2.7.2. Tahanan tanah dua kutub 229 5.2.7.3. Mengukur Tahanan Tanah di Kantor Pusat 230 5.2.8. Aplikasi Tahanan Pentanahan yang Lain 233 5.2.8. 1. Lokasi aplikasi 233 5.2.8. 2. Uji-uji yang direkomendasikan 234 5.3. Pengukuran Medan 235 5.3.1. Field meter Statik : 235 5.3.1.1. Data Teknik 239 5.3.1.1.1. Ukuran Fieldmeter Statik 239 5.3.1.1.2. Letak Pin : 240 5.3.1.2. Metode Pengukuran 240 5.3.1.2.1. Pengaturan Offset 240 5.3.1.2.2. Penghitungan Pengisian Muatan 240 5.3.1.3. Perawatan 241 5.3.1.4. Instruksi Peringatan 241 5.3.2. Field meter Statik Digital 241 5.3.2.1. Diskripsi Instrument 241 5.3.2.2. Fungsi Display 242 5.3.2.3. Prosedur Pengukuran 242

x

5.3.2.3.1. Set-up 242 5.3.2.3.2. Persiapan Pengukuran 243 5.3.2.4. Data Teknik 243 5.3.3. Smart Field Meter 243 6. PEMBANGKIT SINYAL 6.1. Fungsi Generator 247 6.1.1. Pendahuluan 247 6.1.2. Konstruksi dan Cara kerja 247 6.1.3. Spesifikasi 249 6.1.4. Prosedur Pengoperasian 250 6.1.4.1.Troubleshooting dengan teknik signal tracing 250 6.1.4.2. Troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti 251 6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber

sinyal 252

6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifier 253 6.1.5.2. Pengukuran Respon Frekuensi 253 6.1.5.3. Setting Peralatan Tes 254 6.1.5.4. Peraga Respons Frekuensi 254 6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem Audio 255

6.1.4.6. Pengetesan speaker dan rangkaian impedansi 256 6.1.4.7 Keselamatan Kerja 258 6.2. Pembangkit Frekuensi Radio 258 6.2.1. Konstruksi dan Cara Kerja 259 6.2.1.1. Direct Digital Synthesis 259 6.2.1.2. Creating Arbitrary Waveform 262 6.2.1.3. Pembangkit Gelombang 265 6.2.1.4. Generasi Bentuk Gelombang Pulsa 265 6.2.2. Ketidaksempurnaan Sinyal 266 6.2.2.1. Cacat Harmonis 266 6.2.2.2. Cacat Non-Harmonis 267 6.2.2.3. Pasa Noise 267 6.2.2.4. Kesalahan Kuantisasi 268 6.2.2.5. Pengendali Tegangan Keluaran 268 6.2.3. Pengendali Tegangan Keluaran 270 6.2.3.1. Rangkaian Tertutup Ground 270 6.2.3.2. Atribut Sinyal AC 271 6.2.4. Modulasi 273 6.2.4.1. Modulasi Amplitudo (AM) 274 6.2.4.2. Frequency Modulation (FM) 274 6.2.4.3. Frequency-Shift Keying (FSK) 275 6.2.4.5. Sapuan Frekuensi 276 6.2.4.6. Sinyal Sinkron dan Marker 277 6.2.4.6.1. Burst 277 6.2.4.6.2. Gated Burst 279 6.2.5. Spesifikasi Alat 279 6.2.6. Prosedur Pengoperasian Pengukuran Pulsa noise 280 6.3. Pembangkit Pulsa 282 6.4. Sweep Marker Generator 282 6.4.1. Prosedur Pengoperasian 282 6.4.1.1. Alignment penerima AM 282 6.4.1.2. Alignment penerima Komunikasi FM 284

xi

7. Osiloskop 7.1. Pengantar 287 7.1.1. Pemahaman Dasar Sinyal 287 7.1.2. Pengetahuan dan Pengukuran Bentuk Gelombang 289 7.1.2.1. Gelombang kotak dan segiempat 291 7.1.2.2. Gelombang gigigergaji dan segitiga 292 7.1.2.3. Bentuk Step dan Pulsa 292 7.1.2.4. Sinyal periodik dan Non periodik 292 7.1.2.5. Sinyal sinkron dan tak sinkron 292 7.1.2.6. Gelombang kompleks 293 7.1.3. Pengukuran Bentuk Gelombang 294 7.1.3.1. Frekuensi dan Perioda 294 7.1.3.2. Tegangan 294 7.1.3.3. Amplitudo 294 7.1.3.4. Pasa 295 7.1.3.5. Pergeseran Pasa 295 7.2. Operasi Dasar CRO 295 7.2.1. Prinsip Kerja Tabung Sinar Katoda 298 7.2.2. Sensitivitas Tabung 300 7.3. Jenis-Jenis Osiloskop 301 7.3.1. Osiloskop Analog 301 7.3.2. Jenis- jenis Osiloskop Analog 302 7.3.2.1. Free Running Osciloscope 302 7.3.2.2. Osiloskop sapuan terpicu 303 7.3.2.3. CRO Dua Kanal 305 7.3.2.4. CRO Penyimpanan Analog (Storage Osciloscope) 308 7.4. Osiloskop Digital 313 7.4.1.Prinsip Kerja CRO Digital 313 7.4.2. Metoda Pengambilan Sampel 314 7.4.3. Pengambilan Sampel Real-Time dengan Interpolasi 314 7.4.4. Ekuivalensi Waktu Pengambilan Sampel 316 7.4.5. Osiloskop Penyimpan Digital 316 7.5. Spesifikasi Osiloskop 318 7.5.1. Spesifikasi Umum 318 7.5.2. Mode Peraga Vertikal 318 7.5.3. Perhatian Keamanan 319 7.6. Pengukuran Dengan Osikoskop 319 7.6.1. Pengenalan Panel Depan dan Fungsi 319 7.6.2. Pengukuran Tegangan DC 321 7.6.3. Pengukuran Tegangan AC 323 7.6.4. Pengukuran Frekuensi 326 7.6.4.1. Peralatan yang Dibutuhkan 326 7.6.4.2. Pengukuran Frekuensi Langsung 327 7.6.4.3. Pengukuran Frekuensi Model Lissayous 328 7.6.5. Pengukuran Pasa 329 7.7.1. MSO Sumbu XYZ Aplikasi Pada Pengujian Otomotif 331 7.7.2. Mixed Signal Oscilloscope 331 7.7.3. Osiloskop Digital Pospor (Digital Phospor Osciloscope /

DPO) 331

7.7.4. Arsitektur Pemrosesan Paralel 332 7.7.5. Mudah Penggunaan 335 7.7.6. Probe 336 7.8. Pengoperasian Osiloskop 338 7.8.1. Pengesetan 338 7.8.2. Menggroundkan osiloskop 338 7.8.3. Ground Diri Pengguna 339

xii

7.8.4. Pengaturan Pengendali 339 7.8.5. Penggunaan Probe 339 7.8.6. Pengukuran Tegangan 342 7.8.7. Pengukuran Waktu dan Frekuensi 342 7.8.8. Pengukuran Lebar dan Waktu Naik Pulsa 343 7.8.9. Pengukuran Pergeseran Pasa 344 8. FREKUENSI METER 8.1. Frekuensi Meter Analog . 345 8.1.1. Alat ukur frekuensi jenis batang atau lidah bergetar 345 8.1.2. Alat pengukur frekuensi dari type alat ukur rasio 347 8.1.3. Alat ukur frekuensi besi putar 348 8.2. Frekuensi Meter Digital 349 8.2.1. Prinsip kerja 349 8.2.2. Rangkaian frekuensi meter digital yang disederhanakan 353 8.3. Metode Pengukuran 354 8.3.1. Pengukuran Frekuensi dengan counter 354 8.3.2 Pengukuran Frekuensi System Heterodyne 355 8.3.3. Pengukuran Perioda Dengan Counter Perioda Tunggal 357 8.3.4. Pengukuran Perbandingan atau Perbandingan Ganda 359 8.3.5. Pengukuran Interval Waktu dengan Counter 359 8.3.6. Pengukuran Interval Waktu 360 8.3.7. Totalizer 362 8.4. Kesalahan pengukuran 365 8.4.1. Kesalahan pada “gate” 365 8.4.2. Kesalahan Time Base 366 8.4.3. Kesalahan “Level trigger”. 368 9. PENGANALISA SPEKTRUM 9.1. Pengantar dan Sejarah Perkembangan Spektrum Analiser 370 9.1.1.Tantangan Pengukuran Sinyal RF Modern 372 9.1.2. Pertimbangkan Pengukuran 372 9.2. Jenis-jenis Penganalisa Spektrum 373 9.2.1. Penganalisa Spektrum tersapu 373 9.2.2. Penganalisa Vektor Sinyal dengan Analisis Modulasi

Digital 374

9.2.3. Kunci Konsep Analisis Spektrum Waktu Riil 377 9.3. Dasar Analisa Spektrum Waktu Riil 381 9.3.1. Analisa Multi Ranah Korelasi Waktu 381 9.3.2. Prinsip Kerja Spektrum Analisa Waktu Riil 383 9.3.3. Penganalisa Spektrum Waktu Riil 384 9.3.4. Pengaruh Ranah Frekuensi dan Waktu Terhadap

Kecepatan Pencuplikan 388

9.3.5. Pemicuan Waktu Riil 389 9.3.5.1. Sistem Picu dengan Akuisis Digital 390 9.3.5.2. Mode Picu dan Corak 392 9.3.5.3. Sumber-sumber Picu RSA 392 9.3.5.4. Membangun Topeng Frekuensi 394 9.3.5.5. Pewaktuan dan Picu 395 9.3.5.6. Baseband DSP 396 9.3.5.7. Kalibrasi / Normalisasi 396 9.3.5.8. Penyaringan 396 9.3.5.9. Analisa Transformasi Fast Fourier 397 9.3.5.10. Modulasi Amplitudo, Frekuensi dan pasa 401

xiii

9.3.5.11. Pengukuran Ranah frekuensi 404 9.4. Aplikasi Dalam Penggunaan 415 9.4.1. Informasi Keselamatan 415 9.4.2. Mengukur Perbedaan antara Dua Sinyal Pada Layar 416 9.4.3. Resolving SInyal of Equal Amplitudo 418 9.4.4. Pemecahan Sinyal 419 9.4.5. Pengukuran Frekuensi 421 9.4.6. Pengukuran Sinyal Terhadap Noise 422 9.4.7. Demodulasi Sinyal AM 423 10. PEMBANGKIT POLA 10.1. Latar Belakang Sejarah 431 10.2. Sinyal Pengetesan 432 10.2.1. Komponen Sinkronisasi 432 10.2.2. Sinyal Luminansi (Video Monokrom) 433 10.2.3. Informasi Warna (Krominansi) 433 10.2.4. Ukuran IRE 434 10.2.5. Sinyal Tes TV 434 10.3. Pola Standar 435 10.3.1. Pola Pengetesan EIA 436 10.3.2. Penyusunan Bingkai 436 10.3.3. Pemusatan 436 10.3.3. Linieritas Pembelokan 437 10.3.4. Aspek Perbandingan 439 10.3.5. Cakupan Kontras 439 10.3.6. Penjalinan Gambar (Interlacing) 439 10.3.7. Resolusi 440 10.4. Pola Pengetesan Batang Untuk Pengecekan Lapisan 442

10.4.1. Pengetesan Ringing Dalam Gambar 442 10.4.2. Sinyal Monoscope 444 10.4.3. Chart Bola Untuk Pengetesan Linieritas Kamera 444

10.4.4. Sinyal Batang Warna Standar EIA 446 10.4.5. Batang SMPTE 447

10.4.6. Batang Bidang Putih Penuh 100% 449 10.4.7. Batang Warna Putih EIA 75% 450 10.4.8. Jendela 450 10.5. Pengembangan Pola 451 10.6. Pembangkit Pola 453 10.6.1. Blok diagram Pattern generator 455 10.6.2. Kontrol dan Spesifikasi Pola generator 458 10.7. Spesifikasi 459 10.8. Aplikasi 459 10.8.1. Prosedur Penggunaan Pembangkit Pola 459 10.8.2. Pengukuran Lebar Penalaan Tuner Televisi 461

10.8.3. Pengaturan Gambar dan Suara Menggunakan Pattern generator

462

10.8.4. Pembangkit pola dipasaran 464 10.8.5. Pola Pengetesan Sinyal Video 467 11.MESIN TESTER 11.1. Pengantar 468

11.1.1. MSO 470 11.1.2. Verivikasi Sifat operasi Sistem Whindshield Wiper 471

xiv

Automatis 11.1.3. Pemicuan MSO Pada Bingkai Kesalahan 474 11.1.4. Pemicuan MSO Mengungkapkan Glitch Acak 476 11.1.5. Penambahan Pengetesan Throughput ECU Otomotip 477 11.1.6. Karakteristik Input dan Output 478 11.2. Elektronik Pengetesan Fungsi Otomotif Menggunakan 479

Sistem Komponen 11.2.1. Penghitungan 479 11.2.2. Komunikasi Serial 481 11.2.3. Instrumentasi Pengukuran Frekuensi Rendah 482 11.2.4. Pensaklaran Beban dan Pengukuran 483 11.2.5. Peletakkan Semua Bersama 485 11.3. Aplikasi 486 11.3.1. Pengetesan Rem Anti-lock dan Kontrol Daya Tarik 486 11.3.1.1. Sensor Reluktansi yang dapat divariasi 486 11.3.1.2. Deteksi Kelicinan Roda 486 11.3.1.3. Pengetesan Deteksi Kelicinan Roda 487 11.3.2. Pengetesan Ambang Kecepatan Roda 487 11.3.3. Pengetesan Selenoid Pengarah 488 11.3.4. Pengetsan Smart Drivers 490 11.3.5. Pengujian Remote Keyless Elektronik Otomotif 491 11.3.6. Perlindungan Immobilizer 492 11.3.7. Pengetesan Pengapian 494 11.3.8. Pengetesan Kepemilikan 495 11.3.9. Pengetesan Sistem Pemantauan Tekanan Ban (TPMS) 496 11.3.10. Kalibrasi Pengukuran Kerugian Jalur 499 11.3.11. Kerugian Jalur Pengukuran dan Kalibrasi Pesawat 500 11.3.12. Mesin Tester 501 11.3.13. Spesifikasi 502 11.3.14. Keunikan Pengetesan Fungsi Otomotif 502 11.4. Rupa rupa Penguji Mesin 504 11.5. Penganalisa Gas 505 12. SISTEM POSISI GLOBAL (GPS) 12.1. Pengantar Teknologi GPS 518 12.1.1. Segemen ruang 521 12.1.2. Gerakan Satelit 522 12.1.3. Konstruksi GPS Satelit 523 12.1.4. Sinyal Satelit 525 12.1.5. Segmen Kontrol 526 12.1.6. Segmen Pemakai 527 12.2. Cara Bekerja GPS 528 12.2.1. Koreksi Perbedaan Posisi 528 12.2.2. Navigasi Sederhana 529 12.2.3. Menghitung Jarak Satelit 531 12.2.4. Perhitungan Posisi 532 12.2.5. Sumber-sumber kesalahan 533 12.3. Differential GPS (DGPS) 539 12.3.1. Koreksi Perbedaan Posisi 539 12.3.2. Menentukan Nilai Koreksi 539 12.3.3. Penyiaran Nilai Koreksi 540 12.3.4. Koreksi Pengukuran Cakupan Semu 540 12.3.5. Penerima Acuan 541

xv

12.4. Petunjuk Pengoperasian GPS Maestro 4050 542 12.4.1. Instalasi GPS 543 12.4.2. Pengoperasian Dasar 544 12.4.3. Menu Utama 545 12.4.4. Point Of Interest (POI) 546 12.4.5. Perencana Perjalanan (Trip Planner) 547 12.4.6. Prosedur Point Of Interest (POI) 551 12.4.7. Prosedur Perencana Perjalanan (Trip Planner) 552 13. PERALATAN ELEKTRONIKA KEDOKTERAN 13.1.1 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 554 13.1.1.1.Scan MRI 556 13.1.1.2.Konstruksi Mesin MRI 557 13.1.1.3. Resonansi Magnetik 559 13.1.1.4. Keselamatan MRI 561 13.1.1.5. Magnet MRI 562 13.1.1.6.Magnit MRI Tambahan 563 13.1.2. Mesin MRI 564 13.1.2.1. MRI Images 565 13.1.2.2. Keuntungan MRI 566 13.1.2.3. Alasan Melakukan MRI 566 13.1.2.4. Kelemahan MRI 567 13.1.3. MRI Masa depan 568 13.1.3.1. Pengertian FMRI 568 13.13.2. Perbedaan Antara MRI dan FMRI 568 13.13.3. Tata cara pemeriksaan dan apa yang akan dialami

pasien saat pemeriksaan MRI : 569

13.2.1. Pengertian CT SCAN 569 3.2.1.1. Penemuan Sinar X 571 13.2.1. 2. Pengertian Sinar X 572 13.2.2. Mesin Sinar X 573 13.2.3. Prosedur Scanning 576 13.2.3.1. Cara kerja CT Scan dan Perkembangnnya 577 13.2.3.2. Pengoperasian Alat 579 13.2.3.3. Optimalisasi Peralatan Dengan Model jaringan 580 13.2.4.1. Perawatan 581 13.2.4.2. Kapan CT scan diperlukan 581 13.3.1. Diagnosis Medis Penggambaran Sonography 582 13.3.1.1. Pengertian Ultrasonik Medis 582 13.3.1. 2. Penggambaran Medis Ultrasonography 583 13.3.2. Aplikasi Diagnostik 584 13.3.2.1. Pengolahan Suara Menjadi Gambar 586 13.3.2.2. Produksi Gelombang Suara 586 13.3.2.3. Menerima Pantul 586 13.3.2.4. Pembentukan Gambar 587 13.3.2.5. Susunan transduser linier 588 13.3.3. Metoda Sonography 589 13.3.3.1. Sonography Doppler 589 13.3.3.2. Mesin Ultrasonik 591 13.3.4. Perbedaan Jenis Ultrasonik 594 13.3.5. Prosedur Pengujian Dengan Ultrasonik 596 13.3. Penggambaran Dari Kedokteran Nuklir 597 13.4.1. Prosedur Pengujian 597

xvi

13.4.2. Prosedur Pelaksanaan 601 13.4.3. Resiko 609 13.4.4. Keterbatas Tomograpi Emisi Positron 609 13.4.5. Teknik Cardiosvascular Imaging 610 13.4.6. Scanning Tulang 610 DAFTAR PUSTAKA

17

DAFTAR TABEL No. Tabel Nama Tabel Halaman Tabel 1-1 Besaran-besaran satuan dasar SI 3 Tabel 1-2 Beberapa contoh satuan yang diturunkan 4 Tabel 1-3 Perkalian desimal 5 Tabel 1-4 Satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama

dengan satuan 5

Tabel 1-5 Konversi Satuan Inggris ke SI 6 Tabel 1-6 Letak alat ukur waktu digunakan 9 Tabel 1-7 Beberapa Contoh Alat Ukur Penunjuk Listrik 13 Tabel 1-8 Tabel kebenaran decoder BCD 33 Tabel 1-9 Karakteristik beberapa fosfor yang lazim

digunakan 39

Tabel 2-1 Kalibrasi Arus 50 Tabel 2-2 Harga Rx dan D 64 Tabel 2-3 Spesifikasi Umum Meter Elektronik Analog 72 Tabel 2-4 Probe Multimeter Pengukuran Tegangan Tinggi 72 Tabel 2-5 Range Pengukuran dan Akurasi 73 Tabel 2-6 Kalibrasi Voltmeter 84 Tabel 2-7 Kesalahan dan Koreksi Relatip 85 Tabel 2-8 Kalibrasi Arus 89 Tabel 2-9 Kesalahan dan Koreksi Relatip 90 Tabel 2-10 Spesifikasi Multimeter Digital 114 Tabel 3-1 Pembacaan nilai pengukuran 145 Tabel 3-2 Pengaturan saklar NORMAL pada +1,00 146 Tabel 3-3 Range multiplier 158 Tabel 4-1 Rating, Internal Impedance, and rated power loss 175 Tabel 4-2 Konstanta Pengali (Tegangan perkiraan

120/240V, arus perkiraan 1/5A 179

Tabel 4-3 Range Tegangan dan Arus 194 Tabel 5-1 Tahanan pentanahan 221

Tabel 5-2 Panduan Penetapan Penyelidikan 226 Tabel 5-3 Spesifikasi Field Meter Statik 239 Tabel 5-4 Data Teknik 243 Tabel 5-5 Spesifikasi Smart Field Meter 246 Tabel 6-1 Spesifikasi generator fungsi 250 Tabel 6-2 Crest faktor dan bentuk gelombang 272 Tabel 6-3 Konversi dBm 273 Tabel 9-1 Span dipilih, dihapus dan kecepatan sampel

efektif 388

Tabel 9-2 Perbandingan pengaruh perubahan pengaturan span pada ranah frekuensi dan waktu

389

Tabel 9-3 Beberapa model penganalisa spectrum waktu riil 414 Tabel 9-4 Data Spesikasi 415 Tabel 9-5 Simbol-simbol keamanan 415 Tabel 9-6 Kebutuhan Alat Pelengkap 416

18

Tabel 10-1 Saklar pola gambar 456 Tabel 11-1 Spesifikasi 502 Tabel 11-2 Karakteristik Pengetesan Alat 503 Tabel 11-3 Cakupan Nilai Antara Kandungan Gas Aman 515

Tabel 12-1 Faktor-faktor kesalahan 538

19

DAFTAR GAMBAR No. Gambar Nama gambar Halaman Gambar 1-1 Alat ukur standar galvanometer 2 Gambar 1-2 Alat ukur sekunder 3 Gambar 1-3 Posisi pembacaan meter 7 Gambar 1-4a Pembacaan yang salah 7 Gambar 1-4b Pembacaan yang benar 7 Gambar 1-5 Pengenolan meter tidak tepat 7 Gambar 1-6 Posisi pegas 8 Gambar 1-7 Kalibrasi sederhana ampermeter 10 Gambar 1-8 Kalibrasi sederhana voltmeter 11 Gambar 1-9 Hukum tangan kiri Fleming 14 Gambar 1-10 Prinsip kerja alat ukur 15 Gambar 1-11 Momen penyimpang 16 Gambar 1-12 Penentuan dari penunjukkan alat ukur kumparan

putar 17

Gambar 1-13 Skala alat ukur kumparan putar 17 Gambar 1-14 Peredaman alat ukur kumparan putar 18 Gambar 1-15 Gerakan jarum penunjuk dari suatu alat ukur 19 Gambar 1-16 Prinsip kerja instrumen tipe tarikan 20 Gambar 1-17 Beberapa bagian instrumen tipe tarikan 21 Gambar 1-18 Besarnya momen gerak 21 Gambar 1-19 Beberapa bagian penampang jenis repulsion 23 Gambar 1-20 Dua buah lembaran besi yang berbentuk seperti

lidah 23

Gambar 1-21 Prinsip alat ukur elektrodinamis 25 Gambar 1-22 Rangkaian ampermeter elektrodinamis 26 Gambar 1-23 Rangkaian voltmeter elektrodinanmis 26 Gambar 1-24 Skema voltmeter elektrostatis 27 Gambar 1-25 Rekombinasi elektron 29 Gambar 1-26 Polaritas dan simbol LED 29 Gambar 1-27 LED 30 Gambar 1-28 Rangkaian LED 30 Gambar 1-29 Skematik seven segmen 31 Gambar 1-30 Peraga seven segmen 31 Gambar 1-31 Rangkaian dekoder dan seven segmen 32 Gambar 1-32 Macam-macam peragaan seven segmen 32 Gambar 1-33 Konstruksi LCD 33 Gambar 1-34 Contoh peraga LCD pada multimeter 34 Gambar 1-35 Perkembangan LCD pada implementasi monitor

TV 35

Gambar 1-36 Skema CRT 36 Gambar 1-37 Cutaway rendering of a color CRT 36 Gambar 1-38 Senapan elektron 37 Gambar 1-39 Tanda skala gratikul 40 Gambar 2-1 Basic meter unit 42 Gambar 2-2a Ampermeter shunt 43

20

Gambar 2-2b Ampermeter dengan basic meter unit 43 Gambar 2-3 Contoh soal ampermeter shunt 44 Gambar 2-4 Ampermeter dengan ring yang berbeda 45 Gambar 2-5 Ayrton shunt 46 Gambar 2-6 Rangkaian penyearah pada Ampermeter AC 47 Gambar 2-7 Contoh dasar ampermeter AC 48 Gambar 2-8 Posisi pembacaan meter 49 Gambar 2-9 Kalibrasi arus 49 Gambar 2-10a Rangkaian tanpa meter 50 Gambar 2-10b Rangkaian dengan meter 51 Gambar 2-11 Rangkaian ekivalen thevenin 51 Gambar 2-12 Contoh soal thevenin 52 Gambar 2-13 Contoh soal 52 Gambar 2-14 Contoh soal 54 Gambar 2-15 Voltmeter DC sederhana 54 Gambar 2-16 Voltmeter dengan basic meter unit dan multiplier 55 Gambar 2-17 Contoh soal voltmeter 56 Gambar 2-18 Contoh Implementasi 57 Gambar 2-19a Tegangan tanpa meter 60 Gambar 2-19b Tegangan dengan meter 60 Gambar 2-20a Rangkaian tanpa meter 60 Gambar 2-20b Rangkaian dengan meter 60 Gambar 2-21 Rangkaian penyelesaian aplikasi 1 61 Gambar 2-22 Rangkaian penyelesaian aplikasi 2 62 Gambar 2-23 Dasar ohmmeter seri 63 Gambar 2-24 Pembuatan tanda/skala ohmmeter 65 Gambar 2-25 Skala logaritmis pada ohmmeter seri 65 Gambar 2-26 Aplikasi ohmmeter seri 66 Gambar 2-27 Dasar ohmmeter parallel 67 Gambar 2-28 Skala ohmmeter parallel 67 Gambar 2-29 Jenis-jenis multimeter elektronik di pasaran 68 Gambar 2-30 Mulmeter elektronik 69 Gambar 2-31 Rangkaian voltmeter DC elektronik 69 Gambar 2-32 penyearah 70 Gambar 2-33 Rangkaian ohmmeter elektronik 71 Gambar 2-34 Gambar saklar jarum nol 74 Gambar 2-35 Gambar pemilih fungsi 74 Gambar 2-36 Panel depan 75 Gambar 2-37 Fungsi jarum penunjuk 75 Gambar 2-38 Fungsi skala 75 Gambar 2-39 Fungsi zero adjust secrew 76 Gambar 2-40 Fungsi ohm adjust knob 76 Gambar 2-41 Fungsi selector switch 77 Gambar 2-42 Fungsi lubang kutub (VAΩ terminal) 77 Gambar 2-43 Fungsi lubang kutub + (common terminal) 78 Gambar 2-44 Knob pemilih range 78 Gambar 2-45 Rangkaian pengukur tegangan DC 79 Gambar 2-46 Penunjukan pengukuran tegangan DC 79

21

Gambar 2-47 Pengawatan pengukuran tegangan DC salah 80 Gambar 2-48 Knob pemilih range 80 Gambar 2-49 Rangkaian pengukuran tegangan AC jala-jala

PLN 81

Gambar 2-50 Penunjukan pengukuran tegangan AC 81 Gambar 2-51 Rangkaian Kalibrasi Tegangan 83 Gambar 2-52 Rangkaian Pengukuran Arus DC 85 Gambar 2-53 Knob Pemilih Range 86 Gambar 2-54 Skala Penunjukkan Arus DC 86 Gambar 2-55 Knob Pemilih Range 87 Gambar 2-56 Rangkaian Pengukuran Arus DC yang Salah 87 Gambar 2-57 Rangkaian Kalibrasi Arus 88 Gambar 2-58 Cara Pemasangan Ohmmeter 91 Gambar 2-59 Posisi Pemindahan Range Ohmmeter 91 Gambar 2-60 Kalibrasi Ohmmeter 92 Gambar 2-61 Penempatan Resistor pada Pengukuran OHM 92 Gambar 2-62 Penunjukkan Hasil Pengukuran Ohm 93 Gambar 2-63 Rangkaian Pengukuran Resistansi 93 Gambar 2-64 Membuka Sekrup Pengunci 94 Gambar 2-65 Bagian Belakang Meter 94 Gambar 2-66 Posisi Skala dB Meter 95 Gambar 2-67 Pengenolan Sebelum Mengukur Hambatan 95 Gambar 2-68 Pengukuran Arus Bocor Transistor NPN 96 Gambar 2-69 Posisi Saklar Pembacaan ICEO 96 Gambar 2-70 Rangkaian Pengetesan LED dengan Ohmmeter 97 Gambar 2-71 Pengukuran Arus IF Dioda Bias Maju 97 Gambar 2-72 Pengukuran Arus IR Dioda Bias Mundur 98 Gambar 2-73 Posisi Skala Pembacaan LV 98 Gambar 2-74 Gerakan Jarum Pengukuran Kapasitor 99 Gambar 2-75 Posisi Skala Kapasitor 99 Gambar 2-76 Pengenolan jarum Ohmmeter 100 Gambar 2-77 Pengetesan Dioda Bias Maju 101 Gambar 2-78 Pengetesan Dioda Bias Balik 101 Gambar 2-79 Knob Selektor Posisi Ohmmeter 102 Gambar 2-80 Gambar Kalibrasi Ohmmeter 102 Gambar 2-81 Pengetesan Transistor NPN Emitor Negatip

Meter Nunjuk Nol 103

Gambar 2-82 Pengetesan Transistor NPN Kolektor Negatip Meter Nunjuk Nol

103

Gambar 2-83 Pengetesan Base Emitor Reverse 104 Gambar 2-84 Pengetesan Basis Kolektor Reverse 104 Gambar 2-85 SCR Anoda Gate dikopel Katoda Tegangan

Negatip 105

Gambar 2-86 Gate Dilepaskan Posisi Jarum Tetap Nol 105 Gambar 2-87 Elektroda SCR FIR 3D 106 Gambar 2-88 Pelepasan Skrup Pengunci Sekring 106 Gambar 2-89a Posisi Sekering dalam PCB 107 Gambar 2-89b Sekering 107

22

Gambar 2-90 Pengetesan sekering 107 Gambar 2-91 Pengukuran Baterai 108 Gambar 2-92 Pengecekan Colok Meter 108 Gambar 2-93 Pengubah analog ke digital 110 Gambar 2-94 Bentuk gelombang pencacah pengubah analog

ke digital 111

Gambar 2-95 Meter Digital 111 Gambar 2-96a Sistem Pengukuran Tegangan 115 Gambar 2-96b Bentuk Gelombang Tegangan 116 Gambar 2-97 Pengukuran Resistansi dengan Voltmeter Digital 117 Gambar 2-98 Sistem dan Bentuk Gelombang Pengukuran

Frekuensi 118

Gambar 2-99 Sistem dan Bentuk Gelombang Pengukuran Perioda

119

Gambar 2-100 Sistem Pengukuran Interval Waktu 120 Gambar 2-101 Sistem dan Bentuk Gelombang pengukuran

kapasitansi 121

Gambar 2-102 Macam-macam Meter Digital 122 Gambar 2-103 Multimeter Digital dengan Selektor dan Otomatis 124 Gambar 2-104 Macam-macam Multimeter Digital di Pasaran 125 Gambar 3-1 Jembatan Wheatstone 126 Gambar 3-2 Jembatan Kelvin 128 Gambar 3-3 Jembatan Ganda Kelvin 130 Gambar 3-4 Jembatan Pembanding Induktansi 132 Gambar 3-5 Jembatan Maxwell 133 Gambar 3-6 Jembatan Hay 135 Gambar 3-7 Jembatan Pembanding Kapasitansi 137 Gambar 3-8 Jembatan Schering 138 Gambar 3-9 Panel-panel LCR Meter 141 Gambar 3-10 Sisi Atas Case 142 Gambar 3-11 Panel Belakang LCR Meter 143 Gambar 3-12 Posisi Saklar Off 144 Gambar 3-13 Posisi Nol Meter 144 Gambar 3-14 Panel Depan LCR Meter 145 Gambar 3-15 Cara Mengukur Resistansi 146 Gambar 3-16 Posisi Selector 146 Gambar 3-17 Posisi DC R 147 Gambar 3-18 Posisi Normal 147 Gambar 3-19 Posisi On 147 Gambar 3-20 Range Multiplier 147 Gambar 3-21 Pengaturan Indikator Meter Nol 148 Gambar 3-22 Pembacaan Indikator RCL 148 Gambar 3-23 Selector pada Posisi C 149 Gambar 3-24 Saklar Source pada AC/RL 149 Gambar 3-25 Dial D Q pada 0 149 Gambar 3-26 Saklar D Q pada posisi x 1 150 Gambar 3-27 Saklar Normal +1,00 pada posisi Normal 150 Gambar 3-28 Saklar Power pada posisi On 150

23

Gambar 3-29 Kontrol Sensitivity 150 Gambar 3-30 Posisi Kapasitor yang diukur 151 Gambar 3-31 Mengatur Saklar Range Multiplier 151 Gambar 3-32 Mengatur Dial D Q 151 Gambar 3-33 Mengatur Knob RCL dan Dial D Q 152 Gambar 3-34 Mengatur Saklar D Q pada Posisi x 10 152 Gambar 3-35 Pembacaan Hasil Pengukuran 152 Gambar 3-36 Saklar Pemilih pada Posisi L 153 Gambar 3-37 Saklar Sumber Tegangan AC 153 Gambar 3-38 Saklar DQ x 1 – x 10 dipilih Posisi x1 154 Gambar 3-39 Saklar Normal pada Posisi Normal 154 Gambar 3-40 Saklar Range Pengali pada Posisi 1 mH 154 Gambar 3-41 Posisi Induktor yang Diukur 155 Gambar 3-42 Penunjukan Jarum 155 Gambar 3-43 Hubungan ke Sumber Tegangan Luar 157 Gambar 3-44 Pengukuran R dengan Sumber dari Luar 158 Gambar 3-45 Pengukuran C, L dengan Sumber dari Luar 158 Gambar 4-1 Pengukuran Daya dengan Memakai Voltmeter

dan Ampermeter 160

Gambar 4-2 Pengukuran Daya Metoda Tiga Voltmeter dan Tiga Ampermeter

163

Gambar 4-3 Wattmeter Satu Fasa 165 Gambar 4-4 Metode ARON 167 Gambar 4-5 Diagram Fasor Tegangan Tiga Fasa Vac, Vcb,

Vba dan Arus Tiga Fasa Iac, Icb, dan Iba 168

Gambar 4-6 Konstruksi Wattmeter Elektrodinamometer 169 Gambar 4-7 Diagram Vektor Wattmeter Jenis

Elektrodinamometer 170

Gambar 4-8 Diagram Vektor Wattmeter Jenis Induksi 170 Gambar 4-9 Prinsip Wattmeter Jenis Thermokopel 171 Gambar 4-10 Rangkaian Wattmeter Jenis Elektrodinamometer 172 Gambar 4-11 Variasi Penyambungan Wattmeter 173 Gambar 4-12 Konstruksi Wattmeter Tipe Portable Single

Phase 174

Gambar 4-13 Hubungan Internal Wattmeter Tipe Portable Single Phase

174

Gambar 4-14 Hubungan Kumparan Arus Seri terhadap Beban 176 Gambar 4-15 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Arus Melebihi

Nilai Perkiraan 176

Gambar 4-16 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Tegangan Melebihi Nilai Perkiraan

177

Gambar 4-17 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Arus dan Tegangan Melebihi Nilai Perkiraan

177

Gambar 4-18 Pengukuran Daya Tiga Fasa (Metode Dua Wattmeter)

178

Gambar 4-19 Pengukuran Daya Tiga Fasa jika Arus dan Tegangan Melebihi Nilai Perkiraan

178

Gambar 4-20 Rangkaian Wattmeter AC Satu Fasa 180

24

Gambar 4-21 Rangkaian Kumparan tegangan 181 Gambar 4-22 Konstruksi Wattjam Meter 184 Gambar 4-23 Mekanik Meter Induksi Elektromekanik 185 Gambar 4-24 Meter Induksi Elektromekanik, 100A 230/400 V

Cakram Baling-baling Aluminium Horizontal Merupakan Pusat Meter

186

Gambar 4-25 Meter Listrik Solid State 187 Gambar 4-26 Rangkaian Alat Ukur Faktor Daya Satu Fasa 191 Gambar 4-27 Konstruksi Alat Ukur Faktor Daya 192 Gambar 4-28 Rangkaian Alat Ukur Faktor Daya Tiga Fasa 193 Gambar 4-29 Alat Ukur Faktor Daya Tipe Daun Terpolarisasi 193 Gambar 4-30 Konstruksi Faktor Daya (Cos Q meter) 194 Gambar 4-31 Segitiga Daya 196 Gambar 4-32 Daya Bersifat Induktif 196 Gambar 4-33 Daya Bersifat Kapasitif 196 Gambar 4-34 Pengukuran Faktor Daya Satu Fasa 199 Gambar 4-35 Pengukuran Faktor Daya Tiga Fasa 200 Gambar 4-36 Metode Menentukan Urutan Fasa dengan R dan

C 200

Gambar 4-37 Fasor Diagram saat Urutan Fasa Benar 201 Gambar 4-38 Fasor Diagram saat Urutan Fasa Salah 201 Gambar 4-39 Metode Menentukan Urutan Fasa dengan

Lampu 202

Gambar 4-40 Konstruksi Indikator Tes Urutan Fasa 202 Gambar 4-41 Prinsip Indikator Tes Urutan Fasa 203 Gambar 4-42 Contoh Indikator Tes Urutan Fasa yang Lain 205 Gambar 4-43 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan R

dan C pada Urutan Benar 206

Gambar 4-44 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan R dan C pada Urutan Salah

207

Gambar 4-45 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan Lampu pada Urutan Benar

208

Gambar 4-46 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan Lampu pada Urutan Salah

209

Gambar 5-1 Penguji Tahanan Isolasi 211 Gambar 5-2 Penguji tahanan Isolasi Menggunakan Baterai 212 Gambar 5-3 Pengecekan Kondisi Baterai 213 Gambar 5-4 Baterai dalam Kondisi Baik 213 Gambar 5-5 Meter Siap Digunakan 214 Gambar 5-6 Pengukuran Tahanan isolasi 214 Gambar 5-7 Pengukuran Tahanan Isolasi antara Fasa

dengan Nol N 214

Gambar 5-8 Pengukuran tahanan isolasi antara Fasa dengan Tanah G

215

Gambar 5-9 Pengukuran tahanan isolasi antara nol N dengan Tanah G

Gambar 5-10 Pengukuran Tahanan Isolasi antara Instalasi dengan Tanah G

215

Gambar 5-11 Elektroda yang Mempunyai Pengaruh Lapisan 216

25

Gambar 5-12 Tanah yang korosif 217 Gambar 5-13 Sambaran petir 218 Gambar 5-14 Nilai Tahanan Pentanahan yang Ideal 218 Gambar 5-15 Hubungan antara Penghantar Tanah dan

Elektroda Tanah 219

Gambar 5-16 Elektroda yang mempunyai pengaruh lapisan 221 Gambar 5-17 Elektroda Pentanahan 222 Gambar 5-18 Hubungan Beberapa Elektroda Pentanahan 222 Gambar 5-19 Jaringan Bertautan 222 Gambar 5-20 Pelat Tanah 222 Gambar 5-21 Cara Mengukur Tahanan Tanah 224 Gambar 5-22 Uji drop tegangan 225 Gambar 5-23 Uji Selektif 227 Gambar 5-24 Pengetesan alur arus metoda tanpa pancang 228 Gambar 5-25 Susunan Metoda tanpa Pancang 229 Gambar 5-26 Mengukur Tahanan Tanah dengan Dua Kutub 230 Gambar 5-27 MGB Mentanahkan Tanah 230 Gambar 5-28 Pengetesan kantor pusat tanpa pancang 231 Gambar 5-29 Pelaksanaan Pengujian Jatuh Tegangan pada

Sistem Pentanahan Secara Keseluruhan 232

Gambar 5-30 Pengukuran Tahanan Tanah Masing-masing pada Sistem Pentanahan Menggunakan Pengujian Terpilih

232

Gambar 5-31 Susunan Khas Sistem Pentanahan pada Suatu Instalasi Menara Seluler

233

Gambar 5-32 Susunan Khas Sistem Pentanahan pada Gardu Induk

235

Gambar 5-33 Penggunaan Pengetesan tanpa Pancang pada Instalasi Switching Jarak Jauh

235

Gambar 5-34 Penggunaan Pengetesen Tahanan Tanah Terpilih pada Sistem Penangkal Petir

235

Gambar 5-35 Mekanik field meter 235 Gambar 5-36 Rangkaian Elektronik Field Meter Statik 236 Gambar 5-37 Hasil pengukuran tegangan 237 Gambar 5-38 Field Meter Statik 237 Gambar 5-39a Rotating Shutters pada Permukaan Belakang

Field Meter 238

Gambar 5-39b Field Meter Digunakan Diluar Ruangan 238 Gambar 5-40 Ukuran field meter statik 239 Gambar 5-41 Letrak Pin Field Meter Statik 240 Gambar 5-42 Aluminium-Clamp dengan Ulir 240 Gambar 5-43 Instrumen Field Meter Digital 241 Gambar 5-44 Display Field Meter Digital 242 Gambar 5-45 Smart field meter 244 Gambar 5-46 Aplikasi smart field meter 245 Gambar 5-47 Frekuensi respon 245 Gambar 6-1 Contoh Generator Fungsi 247 Gambar 6-2 Blok Diagram Generator Fungsi 249

26

Gambar 6-3 Gambar Troubel Shooting Menggunakan Teknik Signal Tracing

251

Gambar 6-4 Penggunaan Generator Fungsi Sebagai Kombinasi Bias dan Sumber Sinyal

252

Gambar 6-5 Karakteristik Amplifier pada Overload 253 Gambar 6-6 Setting Peralatan dan Pengukuran Respon

Frekuensi 255

Gambar 6-7 Peragaan Respon Frekuensi Audio Amplifier 255 Gambar 6-8 Pengaruh Variasi Tone Kontrol 256 Gambar 6-9a Pengetesan Sistem Speaker 257 Gambar 6-9b Karakteristik Pengetesan Sistem Speaker dan

Rangkaian Impedansi 257

Gambar 6-10 Pengoperasian Generator RF 259 Gambar 6-11 Rangkaian Direct Digital Synthesis 260 Gambar 6-12 Presentasi Gelombang Sinus dalam Memori

Gelombang 261

Gambar 6-13 Phase Accumulator Circuitry 262 Gambar 6-14 Bentuk gelombang arbitrary dengan

diskontinyuitas 264

Gambar 6-15 Spektrum bentuk gelombang di atas pada 100 kHz

264

Gambar 6-16 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang kotak 265 Gambar 6 -17 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang pulsa 266 Gambar 6-18 Parameter bentuk gelombang pulsa 266 Gambar 6-19 Rangkaian kendali amplitudo output 269 Gambar 6-20 Impedansi keluaran generator fungsi 269 Gambar 6-21 Pengaruh rangkaian tertutup ground 271 Gambar 6-22 Nilai tegangan yang penting pada gelombang

sinus 272

Gambar 6-23 Modulasi amplitudo 274 Gambar 6-24 Modulasi frekuensi 275 Gambar 6-25 Frequensi shift keying 275 Gambar 6-26 Fekuensi sapuan 276 Gambar 6-27 Sweep with marker at DUT resonance 277 Gambar 6-28 Bentuk gelombang keluaran syn dan tiga siklus

bentuk gelombang burst 278

Gambar 6-29 Konfigurasi dua instrumen 278 Gambar 6-30 Pengukuran lebar band dari filter bandpass dan

penguat IF 280

Gambar 6-31 Bentuk gelombang keluaran generator fungsi 281 Gambar 6-32 Pelacakan Penganalisa spektrum 281 Gambar 6-33 Alignment penerima AM 283 Gambar 6-34 Alignment dari penerima IF komunikasi FM dan

diskriminator 284

Gambar 7-1 Pengambilan Data dengan CRO 288 Gambar 7-2 Peraga Bentuk Gelombang Komponen X, Y, Z 289 Gambar 7-3 Bentuk Gelombang pada Umumnya 290 Gambar 7-4 Sumber-sumber Bentuk Gelombang pada

Umumnya 290

27

Gambar 7-5 Gelombang Sinus 291 Gambar 7-6 Bentuk Gelombang Kotak dan Segiempat 291 Gambar 7-7 Bentuk Gelombang Gigi Gergaji dan Segitiga 291 Gambar 7-8 Step, Pulsa dan Rentetan Pulsa 292 Gambar 7-9 Bentuk Gelombang Komplek Video Komposit 293 Gambar 7-10 Frekuensi dan Perioda Gelombang Sinus 293 Gambar 7-11 Amplitudo dan Derajat Gelombang Sinus 294 Gambar 7-12 Pergeseran Pasa 295 Gambar 7-13 Operasi Dasar CRO 296 Gambar 7-14 Hubungan Basis Waktu Masukan dan Tampilan 298 Gambar 7-15 Struktur Tabung Gambar 298 Gambar 7-16 Sistem Pembelokan Berkas Elektron 299 Gambar 7-17 Blok Diagram CRO Analog 301 Gambar 7-18 Blok Diagram CRO Free Running 303 Gambar 7-19 Blok Diagram Osiloskop Terpicu 305 Gambar 7-20 Peraga Osiloskop Free Running 055 Gambar 7-21 Peraga Osiloskop Terpicu 305 Gambar 7-22 Blok Diagram CRO Jejak Rangkap 306 Gambar 7-23 Diagram Blok Osiloskop Berkas Rangkap yang

Disederhanakan 308

Gambar 7-24 Tabung Penyimpan dengan Sasaran Ganda dan Senapan Elektron

310

Gambar 7-25 CRT Menyimpan dengan Sasaran Ganda dan Dua Senapan Elektron

310

Gambar 7-26 Blok Diagram Osiloskop Digital 314 Gambar 7-27 Pengambilan Sampel Real Time 315 Gambar 7-28 Interpolasi Sinus dan Linier 315 Gambar 7-29 Akusisi Pembentukan Gelombang 316 Gambar 7-30 CRO Function Generator 316 Gambar 7-31 Fungsi Tombol Panel Depan CRO 320 Gambar 7-32 Pengawatan Kalibrasi 322 Gambar 7-33 Bentuk Gelombang Kalibrasi 322 Gambar 7-34 Berkas Elektron Senter Tengah 323 Gambar 7-35 Loncatan Pengukuran Tegangan DC 323 Gambar 7-36 Pengawatan Pengukuran dengan Function

Generator 324

Gambar 7-37 Pengaturan Function Generator Panel Depan 324 Gambar 7-38 Pengaturan Frekuensi Sinyal 324 Gambar 7-39 Bentuk Gelombang V/div Kurang Besar 325 Gambar 7-40 Bentuk Gelombang Intensitas terlalu Besar 325 Gambar 7-41 Bentuk Gelombang Sinus 326 Gambar 7-42 Bentuk Gelombang Mode XY 326 Gambar 7-43 Pengukuran Frekuensi Langsung 327 Gambar 7-44 Pengawatan Pengukuran Frekuensi Langsung 328 Gambar 7-45 Pengukuran Frekuensi Model Lissayous 329 Gambar 7-46 Pengukuran Beda Pasa Langsung 329 Gambar 7-47 Perbandingan Frekuensi 1 : 3 Beda Pasa 90o 330 Gambar 7-48 Beda Pasa dan Beda Frekuensi Model 330

28

Lissayous Gambar 7-49 Mixed Storage Osciloscope (MSO) 331 Gambar 7-50 Arsitektur Pemrosesan Parallel dari Osiloskop

Digital Pospor 332

Gambar 7-51 Peragaan Sinyal DPO 333 Gambar 7-52 Paket Pilihan Software 334 Gambar 7-53 Aplikasi Modul 334 Gambar 7-54 Modul Video 334 Gambar 7-55 Pengembangan Analisis 334 Gambar 7-56 Tombol Pengendali Tradisional 335 Gambar 7-57 Peraga Sensitif Tekanan 335 Gambar 7-58 Menggunakan Pengendali Grafik 335 Gambar 7-59 Osiloskop Portable 335 Gambar 7-60 Probe Pasip Tipikal beserta Asesorisnya 337 Gambar 7-61 Probe Performansi Tinggi 337 Gambar 7-62 Probe Sinyal Terintegrasi 338 Gambar 7-63 Probe Reliabel Khusus Pin IC 338 Gambar 7-64 Hasil dengan Probe Dikompensasi dengan

benar 340

Gambar 7-65 Hasil dengan Probe Tidak Dikompensasi 340 Gambar 7-66 Hasil dengan Probe Dikompensasi dengan

kompensasi berlebihan 340

Gambar 7-67 Tegangan Puncak ke Puncak 341 Gambar 7-68 Pengukuran Tegangan Senter Horizontal 341 Gambar 7-69 Pengukuran Tegangan Senter Vertikal 341 Gambar 7-70 Pengukuran rise time dan lebar pulsa 343 Gambar 8-1 Kerja frekuensi meter jenis batang getar 345 Gambar 8-2 Prinsip frekuensi meter jenis batang getar 346 Gambar 8-3 Bentuk frekuensi meter batang getar 346 Gambar 8-4 Prinsip frekuensi meter jenis meter pembagi 347 Gambar 8-5 Prinsip alat ukur frekuensi besi putar 348 Gambar 8-6 Bentuk frekuensi meter analog 348 Gambar 8-7 Rangkaian dasar meter frekuensi digital 349 Gambar 8-8 Blok Diagram Pembentukan Time Base 350 Gambar 8-9 Pernyataan simbolik dari rangkaian flip-flop 351 Gambar 8-10 Rangkaian flip-flop (multivibrator bistable) 351 Gambar 8-11 Rangkaian AND 351 Gambar 8-12 Tabel kebenaran dari suatu rangkaian AND 352 Gambar 8-13 Rangkaian untuk mengukur frekuensi 352 Gambar 8-14 Rangkaian digital frekuensi meter 353 Gambar 8-15 Blok diagram dari counter elektronik yang

bekerja sebagai pengukur frekuensi 355

Gambar 8-16 Konversi Frekuensi Hiterodin 356 Gambar 8-17 Gambar putaran drum menghasilkan 10 pulsa

perputaran untuk digunakan dengan counter 357

Gambar 8-18 Diagram blok counter pada mode kerja perioda tungal dan perioda ganda rata-rata

358

Gambar 8-19 Blok diagram counter yang bekerja sebagai 359

29

perbandingan dan perbandingan ganda Gambar 8-20 Blok diagram counter sebagai pengukur interval

waktu 360

Gambar 8-21 Trigger level control 361 Gambar 8-22 Slope triggering 361 Gambar 8-23 Pengukuran waktu delay suatu relay 362 Gambar 8-24 Gating error 365 Gambar 8-25 Kalibrasi sumber frekuensi lokal 367 Gambar 8-26 Perubahan frekuensi vs waktu untuk ”oven

controlled crystal” 368

Gambar 9-1 Langkah sapuan penganalisa spektrum pada serangkaian unsur frekuensi seringkali terjadi kesalahan transien diluar arus sapuan jalur yang digaris kuning

372

Gambar 9-2 Arsitektur tipikal penganalisa spektrum sapuan 374 Gambar 9-3 Blok diagram VSA sederhana 375 Gambar 9-4 Arsitektur tipikal penganalisa spektrum waktu riil 376 Gambar 9-5 Sampel, bingkai dan blok hirarki memori dari

RSA 377

Gambar 9-6 Penganalisa spektrum waktu riil blok akuisisi dan pemrosesan

378

Gambar 9-7 Penggunaan topeng frekuensi pada pemicuan ranah frekuensi waktu riil

379

Gambar 9-8 Topeng frekuensi pada level burst rendah 380 Gambar 9-9 Penggunaan topeng frekuensi untuk memicu

sinyal berada pada sinyal besar sinyal tertentu dalam lingkungan spectrum kacau

380

Gambar 9-10 Peraga spektogram 381 Gambar 9-11 Pandangan waktu dikorelasikan, peraga daya

terhadap frekuensi (kiri) dan spektogram (kanan) 381

Gambar 9-12 Ilustrasi dari beberapa waktu dikorelasikan disediakan untuk pengukuran pada RTSA

382

Gambar 9-13 Pandangan multi ranah menunjukan daya terhadap waktu, daya terhadap frekuensi dan demodulasi FM

383

Gambar 9-14 Pandangan multi ranah menunjukan spektogram daya terhadap frekuensi, daya terhadap waktu

383

Gambar 9-15 Blok diagram pemrosesan sinyal digital pada penganalisa spektrum waktu riil

385

Gambar 9-16 Diagram pengubah digital turun 386 Gambar 9-17 Informasi passband dipertahankan dalam I dan

Q terjadi pada setengah kecepatan sampel 387

Gambar 9-18 Contoh lebar band pengambilan lebar 388 Gambar 9-19 Contoh lebar band pengambilan sempit 388 Gambar 9-20 Pemicuan waktu riil 390 Gambar 9-21 Pemicuan sistem akuisisi digital 391 Gambar 9-22 Proses pemicuan penganalisa spektrum waktu

riil 393

Gambar 9-23 Definisi topeng frekuensi 395

30

Gambar 9-24 Spectrogram menunjukkan sinyal transien diatur pada pembawa. Kursor diatur pada titik picu sehingga data sebelum picu ditampilkan, diatas garis kursor dan data setelah picu diperagakan dibawah garis kursor. Garis sempit putih pada sisi kiri daerah biru dinotasikan data setelah picu.

395

Gambar 9-25 Satu bingkai spektogram yang menunjukkan kejadian picu dimana sinyal transien terjadi disekitar topeng frekuensi

398

Gambar 9-26 Tiga bingkai sampel Sinyal Ranah Waktu 398 Gambar 9-27 Diskontinuitas yang disebabkan oleh ekstensi

periodic dari sampel dan bingkai tunggal 398

Gambar 9-28 Profil jendela Blackman-Harris 4B (BH4B) 399 Gambar 9-29 Sinyal akuisisi, pemrosesan dan peraga

menggunakan bingkai overlap 400

Gambar 9-30 Vektor besaran dan Pasa 401 Gambar 9-31 Typical Sistem Telekomunikasi digital 402 Gambar 9-32 Blok diagram analisa modulasi RSA 403 Gambar 9-33 Spektogram frekuensi sinyal hopping mode SA

waktu riil 405

Gambar 9-34 Beberapa blok yang diperoleh dengan menggunakan picu frekuensi untuk mengukur topeng pengulangan frekuensi transien pensaklaran

405

Gambar 9-35 Mode SA standar menunjukkan pengukuran frekuensi diatas 1GHZ menggunakan span maxhold

406

Gambar 9-36 Perbandingan spektogram frekuensi terhadap waktu

406

Gambar 9-37 Spektogram pengesetan frekuensi di atas 5 MHz of dan waktu 35 ms

408

Gambar 9-38 Frekuensi terhadap waktu pengesetan di atas 5 MHz of dan waktu 25 ms

408

Gambar 9-39 Pengesetan frekuensi di atas 50 Hz dari frekuensi dan waktu 1 ms yang diperbesar

408

Gambar 9-40 Peraga daya terhadap waktu 409 Gambar 9-41 Pengukuran CCDF 409 Gambar 9-42 Pengukuranpengaturan transien I/Q terhadap

waktu untuk data 410

Gambar 9-43 Analisa demodulasi AM sinyal pulsa dengan menggunakan pengunci pergeseran amplitudo

410

Gambar 9-44 Analisa demodulasi FM sinyal yang dimodulasi dengan sinus

410

Gambar 9-45 Analisa demodulasi PM pasa tak stabil melebihi panjang burst.

410

Gambar 9-46 Analisa EVM dari waktu ke waktu sinyal 16 QAM mengungkapkan distorsi amplitudo

411

31

Gambar 9-47 Peraga konstelasi menunjukkan pasa 411 Gambar 9-48 Peraga diagram mata menunjukkan kesalahan

besaran rendah dalam sinyal PDC 412

Gambar 9-49 Analisa modulasi W-CDMA handset dibuka loop penendali daya. Peragaan konstelasi (rendah kanan) menunjukkan kesalahan berkaitan dengan glitch besaryang terjad selama level transisi yang dapat dilihat dalam hubungan daya terhadap waktu (atas kiri)

412

Gambar 9-50 Spektogram, konstelasi, EVM dan kesalahan pasa terhadap waktu dari frekuensi hopping sinyal

412

Gambar 9-51 Ilustrasi peraga codogram 413 Gambar 9-52 Pengukuran kodogram dari mode W-CDMA

diringkas kesalahan pasa terhadap waktu dari frekuensi hopping sinyal

413

Gambar 9-53 Macam-macam model penganalisa spectrum di pasaran

414

Gambar 9-54 Penempatan Marker pada sinyal 10 MHz 417 Gambar 9-55 Penggunaan Marker Fungsi Delta 418 Gambar 9-56 Pengaturan Pencapaian Dua Sinyal 419 Gambar 9-57 Sinyal Amplitudo Sama Belum Terpecahkan 420 Gambar 9-58 Resolusi Sinyal Amplitudo Sama Sebelum Lebar

band Video Dikurangi 420

Gambar 9-59 Pencacah Menggunakan Penanda 422 Gambar 9-60 Pengukuran Sinyal Terhadap Noise 423 Gambar 9-61 Sinyal AM 425 Gambar 9-62 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 425 Gambar 9-63 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 426 Gambar 9-64 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 426 Gambar 9-65 Pengukuran Parameter Waktu 426 Gambar 9-66 Sinyal AM Demodulasi Kontinyu 427 Gambar 9-67 Menetapkan titik Offset 429 Gambar 9-68 Menentukan Offset 429 Gambar 9-69 Demodulasi Sinyal Broadcast 430 Gambar 10-1 Penjejakan bingkai gambar 432 Gambar 10-2 Pola standar EIA 435 Gambar 10-3 Tanda panah pengetesan bingkai 436 Gambar 10-4 Pengujian pemusatan dan sumbu horisontal 437 Gambar 10-5 Pengetesan linieritas vertikal horisontal 438 Gambar 10-6 Pengetesan aspek perbandingan dan kontras 439 Gambar 10-7 Pengetesan interfacing 440 Gambar 10-8 Pengetesan resolusi horisontal 441 Gambar 10-9 Pengetesan ringing 443 Gambar 10-10 Chart bola pengecekan linieritas 445 Gambar 10-11 Pola bola untuk pengetesan linieritas kamera 446 Gambar 10-12 Sinyal batang warna standar 447 Gambar 10-13 Pola putih, I dan Q 447 Gambar 10-14 Bentuk gelombang tangga 448

32

Gambar 10-15 Level sinkronisasi 449 Gambar 10-16 Pengetesan bidang putih penuh 449 Gambar 10-17 Pengetesan bidang warna putih 75% 450 Gambar 10-18 Pola jendela pengecekan frekuensi rendah 451 Gambar 10-19 Pengetesan puritas 451 Gambar 10-20 Pengetesan linieritas sistem 452 Gambar 10-21 Pengetesan ramp termodulasi 453 Gambar 10-22 Pengaturan konvergensi 454 Gambar 10-23 Pengetesan area gambar aman 454 Gambar 10-24 Blok diagram pembangkit pola 457 Gambar 10-25 Tombol panel depan pembagkit pola 458 Gambar 10-26 Pengawatan penggunan pola non video

komposit 460

Gambar 10-27 Pengawatan pengujian lebar penalaan tuner 461 Gambar 10-28 Pattern generator dengan TV pengetesan fungsi 464 Gambar 10-29 Model-model pembagkit pola di pasaran 465 Gambar 10-30 Blok Diagram Penerima Televisi BW 466 Gambar 10-31 Pola pengetesan sinyal video 467 Gambar 11-1 Bagan Serial Buses Mesin Tester 468 Gambar 11-2 Mesin tester 469 Gambar 11-3 Mixer Signal Osciloscope (MSO) 470 Gambar 11-4 Pengambilan Gambar Ganda SPI dan CAN

dengan Menggunakan MSO 471

Gambar 11-5 Kesalahan acak yang teramati dalam dekode CAN pada bingkai data 1D:07F HEX

473

Gambar 11-6 Pemicuan pada CAN bingkai error mengisolasi perbedaan akuisisi CAN pada bingkai transmisi pengulangan bentuk gelombang glitch

475

Gambar 11-7 Perbesaran bentuk gelombang glitch pada CAN 476 Gambar 11-8 Lebar pulsa pemicu pengulangan sumber acak

dan glitch 477

Gambar 11-9 Masukan dan keluaran ECU 478 Gambar 11-10 Rak PC Mountable 480 Gambar 11-11 Serial communications 481 Gambar 11-12 Modul variasi protocol serial 482 Gambar 11-13 Rangkaian Card breadboard 483 Gambar 11-14 Saklar beban tipikal 484 Gambar 11-15 Pengawatan "m" instruments x 4 2-wire busses x

"n" DUT pins "m" instruments x 4 2-wire busses x "n" DUT pins

485

Gambar 11-16 Perancangan system fungsi tes elektronik otomotif

486

Gambar 11-17 Bentuk gelombang sapuan untuk keempat sensor roda

487

Gambar 11-18 Respon ABS/TC ECM terhadap masukan VRS 488 Gambar 11-19 Pengarah solenoid sisi bawah 488 Gambar 11-20 Profil tegangan deaktivasi solenoid 489 Gambar 11-21 Penerapan pulsa pengetesan untuk menetukan 490

33

system integritas Gambar 11-22 Profil arus solenoid 491 Gambar 11-23 Modul bodi kontrol 492 Gambar 11-24 Pemancar 492 Gambar 11-25 Aliran fungsi aksi immobilizer 494 Gambar 11-26 Immobilizer 495 Gambar 11-27 Pohon keputusan yang digunakan respon ECM 496 Gambar 11-28 Aliran aksi fungsionalitas TPMS 497 Gambar 11-29 Deviasi frekuensi ESA4402B 498 Gambar 11-30 Data bit pada ESA4402B 499 Gambar 11-31 Pengaturan kalibrasi pada umumnya 500 Gambar 11-32 Mesin Tester 501 Gambar 11-33 Piranti Scan 504 Gambar 11-34 Macam-macam peralatan diagnosa mesin 505 Gambar 11-35 Pemasangan alat uji 505 Gambar 11-36 Tombol 24-56 penganalisa gas 507 Gambar 11-37 Halaman manajer aplikasi 507 Gambar 11-38 Halaman pilihan bahasa 507 Gambar 11-39 Halaman fole manajer 508 Gambar 11-40 Halaman inisialisasi 509 Gambar 11-41 Pilihan icon 510 Gambar 11-42 Tampilan hasil tes standar 511 Gambar 11-43 Halaman tes standar 512 Gambar 11-44 Pilihan bahan bakar 513 Gambar 11-45 Peraga jumlah kendaraan yang diuji 513 Gambar 11-46 Kurva kandungan gas 514 Gambar 11-47 Hitogram gas kendaraan 515 Gambar 11-48 Gambar posisi sensor oksigen 516 Gambar 11-49 Precleaner transparan eksternal 517 Gambar 12-1 Macam-macam Tampilan GPS 519 Gambar 12-2 Peralatan system posisi global 520 Gambar 12-3 Fungsi dasar GPS 521 Gambar 12-4 Segmen ruang 521 Gambar 12-5 Posisi satelit 522 Gambar 12-6 Menunjukan cakupan efektif 522 Gambar 12-7 Posisi 28 satelit pada jam 12 UTC pada

tanggal 14 April 2001 523

Gambar 12-8 Konstruksi satelit 523 Gambar 12-9 Blok diagram system posisi global 524 Gambar 12-10 Pseudo Random Noise 526 Gambar 12-11 Posisi Lokasi Segmen Kontrol 527 Gambar 12-12 Bidang implemenasi GPS 527 Gambar 12-13 Sinyal system posisi global 528 Gambar 12-14 Pendeteksian kapal 528 Gambar 12-15 Pendeteksian posisi oran ditengah lautan 529 Gambar 12-16 Pemanfaatan GPS untuk pengukuran tanah 529 Gambar 12-17 GPS portable sederhana 530 Gambar 12-18 Penentuan posisi dengan 3 satelit 530

34

Gambar 12-19 Penentuan posisi dengan 4 satelit 531 Gambar 12-20 Hubungan pulsa satelit dengan penerima 531 Gambar 12-21 Penentuan posisi dengan 4 satelit 532 Gambar 12-22 Gambar perhitungan ∆t 532 Gambar 12-23 Rambatan gelombang dari lapisan ionosper 534 Gambar 12-24 GPS dengan fekuensi ganda 535 Gambar 12-25 Antena cincin 536 Gambar 12-26 Terjadinya multipath 536 Gambar 12-27 Pengukuran DOP 536 Gambar 12-28 Satelit geometri PDOP 537 Gambar 12-29 Pengaruh Gugusan bintang pada nilai PDOP 538 Gambar 12-30 Koreksi perbedaan posisi 539 Gambar 12-31 Hubungan stasiun acuan dalam pengukuran 540 Gambar 12-32 Pengukuran nilai koreksi cakupan luas 540 Gambar 12-33 Pengkuran nilai koreksi cakupan semu 541 Gambar 12-34 GPS Maestro 4050 Berbagai Sudut Pandang 542 Gambar 12-35 Pemasangan GPS 543 Gambar 12-36 Pemasangan Piringan Perekat 544 Gambar 12-37 Pemasangan Baterai 544 Gambar 12-38 Pengaturan Volume 545 Gambar 12-39 Pengaturan Tingkat Kecerahan Gambar 545 Gambar 12-40 Menu Halaman 1 546 Gambar 12-41 Menu Halaman 2 547 Gambar 12-42 Keypad 548 Gambar 12-43 Layar Peta Mode Normal 549 Gambar 12-44 Layar Peta Mode Perjalanan 550 Gambar 12-45 Layar Peta Menunjukan Perjalanan 551 Gambar 12-46a Daftar Katagori 551 Gambar 12-46b Daftar Sub Katagori Belanja 551 Gambar 12-47 Perbelanjaan Terdekat dengan Posisi Saat itu 552 Gambar 12-48 Masukan Nama Perjalanan 552 Gambar 12-49 Tampilan Add 552 Gambar 12-50 Tampilan Save 553 Gambar 12-52 Pengaturan Tujuan 553 Gambar 12-53 Ketuk Sears Buka Menu 553 Gambar 13-1 Hasil scan otak MRI 555 Gambar 13-2 Mesin MRI 556 Gambar 13-3 MRI panjang terbuka tipikal 557 Gambar 13-4 Scaner MRI sebanding antara panjang dan

pendeknya 557

Gambar 13-5 Scaner MRI berdiri 557 Gambar 13-6 Scaner MRI terbuka 557 Gambar 13-7 Blok diagram rangkaian MRI 558 Gambar 13-8 Ruang pengendali pengoperasian MRI 559 Gambar 13-9 Scan MRI tangan patah 560 Gambar 13-10 Tampak dalam gambar dongkrak kasur jerami

terisi dihisap ke dalam sistem MRI 561

Gambar 13-11 Poto perbandingan gambar otak kiri laki-laki 562

35

atelitik muda (25t th), tengah (86 th) dan umur (76 th) mempunyai penyakit Alzheimer's semua digambar dalam tingkat yang sama

Gambar 13-12 menunjukkan pertumbuhan tumor dalam otak wanita dilihat dari irisan lateral.

563

Gambar 13-13 Organ dalam digambar dengan MRI 564 Gambar 13-14 Perbandingan CAT scan, dan MRI cenderung

lebih detail dan kontras 565

Gambar 13-15 Scan MRI menunjukkan tubuh bagian atas dilihat dari samping sehingga tulang tulang belakang kelihatan jelas

565

Gambar 13-16 Irisan Axial, coronal dan sagitall 567 Gambar 13-17 MRI gambar kepala irisan tunggal 569 Gambar 13-18 Urutan temporal scan FMRI (irisan tunggal) 569 Gambar 13-19 aktivasi otak 3D 569 Gambar 13-20 Posisi CT scan 570 Gambar 13-21 Scan irisan otak 570 Gambar 13-22 Scan dada 571 Gambar 13-23 Gambar tabung dasar CT scan 572 Gambar 13-24 Emisi cahaya atom 572 Gambar 13-25 Hasil CT scan otak 573 Gambar 13-26 Mesin sinar x 573 Gambar 13-27 Pancaran poton 574 Gambar 13-28 Hasil CAT jantung dan torax 575 Gambar 13-29 Ide dasar penyinaran sinar x 576 Gambar 13-30 Prinsip dasar penyinaran sinar x pada CAT dan

hasil 576

Gambar 13-31 CT scan multi irisan 578 Gambar 13-32 Tabung dasar mesin CT scan 579 Gambar 13-33 Ruang kontrol dan pelaksanaan scanning 579 Gambar 13-34 Jaringan sistem manajemen gambar 580 Gambar 13-35 Hasil CT scan otak 582 Gambar 13-36 ultrasonik pertumbuhan janin (umur 12 minggu)

dalam kandungan ibu. Pandngan samping bayi ditunjukkan (kanan ke kiri) kepala, leher, badan dan kaki

583

Gambar 13-37 bayi dalam kandungan dilihat dengan sonogram 584 Gambar 13-38 perkembangan bayi 29 minggu ultrasonik 3D 594 Gambar 13-39 Pengujian Ultasonik Selama kehamilan 585 Gambar 13-40 Sonograph menunjukkan gambar kepala janin

dalam kandungan 585

Gambar 13-41 Medical sonographic scanner 587 Gambar 13-42 Sensor suara 588 Gambar 13-43 Spektrum Doppler Arteri 590 Gambar 13-44 Spektrum warna Arteri yang sama 590 Gambar 13-45 Ultrasonik Doppler untuk mengukur aliran darah

melalui jantung. Arah aliran darah ditunjukkan pada layar dengan warna yangberbeda

590

36

Gambar 13-46 Bagian-bagian mesin ultrasonik 592 Gambar 13-47 Perkembangan janin dalam kandungan 594 Gambar 13-48 Peralatan Positron Emisi Tomography (PET) 599 Gambar 13-49 Gambar skeletal anomali 600 Gambar 13-50 Warna hijau kelenjar ludah, warna merah gonfok

adenomas 600

Gambar 13-51 Mesin PET 601 Gambar 13-52 Gambar Scanner PET lengkap 601 Gambar 13-53 Hasil Scan kepala dengan SPECT 602 Gambar 13-54 Refleksi sinar pada proses penggambaran 603 Gambar 13-55 Gambar otak normal yang digambarkan dalam 3

posisi yang berbeda 603

Gambar 13-56 Pengurangan alkohol 604 Gambar 13-57 Penambahan alkohol 604 Gambar 13-58 Hasil SPECT dan CT dari torso bagian atas

tubuh manusia ditunjukkan kedua tulang dan organ dalam

604

Gambar 13-59 Cylodran bagian instrumen PET yang digunakan untuk menghasilkan radioisoto umur pendek Menunjukkan cyclotron bagian instrumen PET

605

Gambar 13-60 PET mengungkapkan kemajuan kanker dada kiri pasien

605

Gambar 13-61 Rangkaian Irisan PET menunjukkan distribusi kondisi anomalous otak

606

Gambar 13-62 Scan PET dapat menunjukan pola dalam otak yang membantu dokter analisis parkinson

606

Gambar 13-63 Scan otak penderita Parkinson 606 Gambar 13-64 Perbandingan hasil MRI 607 Gambar 13-65 Hasil scan termal 608

37

LEMBAR PENGESAHAN

38

GLOSSARY

airbag deployment Airbag adalah suatu pengekangan pasif (tidak memerlukan campur tangan manusia) di rancang dalam bentuk tas memompa ketika terjadi benturan. Terbuat dari bahan fleksibel yang dapat memompa bila terjadi tabrakan mobil.

akuisisi Akuisisi data merupakan pencuplikan waktu riil untuk membangkitkan data yang dapat dimanipulasi oleh komputer.

amniocentesis Amniocentesis adalah prosedur yang digunakan dalam mendiagnosa cacat janin pada awal trimester kedua kehamilan.

anti-aliasing Dalam pemrosesan sinyal digital anti-aliasing merupakan teknik meminimkan aliasing pada saat merepresentasikan sinyal resolusi tinggi pada resolusi yang lebih rendah.

anti-lock brake Anti-lock brakes dirancang untuk mencegah peluncuran dan membantu pengendara mempertahankan kendali kemudi selama situasi pemberhentian darurat

attenuator Attenuator merupakan piranti elektronik yang mengurangi amplitudo atau daya sinyal tanpa membuat bentuk gelombang cacat. Attenuator biasanya biasanya berupa piranti pasip terdiri dari resistor.

Bandpass Filter Penyarring frekuensi yang hanya melewatkan frekuensi menengah.

chip Serpihan kristal tunggal yang berisi rangkaian terpadu.

claustrophobic Tidak nyaman di ruang sempit, gelap tertutup.

Common Mode Rejection Ratio

Besaran yang dapat menunjukkan kualitas penguat beda merupakan perbandingan antara besarnya penguatan common dan penguatan penguat beda.

cyclotron Unsur radiasi yang dihasikan oleh mesin scan sebelum pengujian dimulai.

Debug Mengidentifikasi dan melokalisir letak kesalahan .

39

densifying Perbandingan harga atas beribu-ribu nama merek

produk untuk semua kebutuhan.

distorsi Cacat gelombang

ECU test throughput

Piranti throughput misalnya perubahan RS 232 dengan CAN dan sebaliknya dapat membuat atau memecahkan performansi sitem pengetesan.

efek piezolistrik Bila sumbu mekanik dari Kristal diberi tekanan maka akan timbul beda tegangan pada sumbu listrik. Bila pada sumbu listrik diberi tegangan maka akan terjadi perubahan keadaan disepanjang sumbu mekanik. Bila pada sumbu listrik diberi tegangan AC maka akan terjadi getaran di sumbu mekanik dengan frekuensi naturalnya. Semakin tipis Kristal frekuensi getar semakin tinggi.

elektron gun Susunan elektroda yang menghasilkan berkas elektron yang dapat dikendalikan difokuskan dan dibelokkan sebagaimana dalam gambar tabung televisi.

electrocardiogram Electrocardiogram, juga dinakaman EKG atau ECG, merupakan pengetesan sederhana yang mendeteksi dan merekam aktivitas kelistrikan jantung.

encrypte code Kode yang digunakan dalam program Java , anda dapat menggunakan sistem manajemen menjaga profil pemakai dengan menggunakan passwaord.

fisiologi Istilah dalam fisiologi yang berasal dari kata physics yang berarti alami dan logos yang berarti kata. Fisiologi merupakan bidang ilmu yang mempelajari berbagai fungsi organisme hidup.

gastrointestinal Berkaitan dengan perut dan isi perut.

Glitch Dalam elektronika, glitch adalah suatu sinyal listrik jangka waktu pendek yang pada umumnya hasil suatu kesalahan atau kesalahan disain

High Pass Filter Penyaring frekuensi yang hanya melewatkan frekuensi tinggi

Immoblizer Tidak ada definisi standar, merupakan keadaan yang tidak sesuai dengan perancangan.

Interlace Dua bidang gambar yang tampak dalam satu layar televise, namun setiap bidang gambar di scan secara

40

terpisah.

Interpolasi Interpolasi adalah menghubungkan titik. Interpolasi linier sederhana menghubungkan titik sampel dengan garis lurus.

Indomitabel Tidak mampu untuk diperdaya, ditundukkan; lunak, atau ditaklukkan; tak tertundukkan .

interferensi Percampuan dua gelombang atau lebih dapat saling memperkuat atau melemahkan tergantung dari kedudukan pasa satu dengan yang lain.

intravascular

Dalam pembuluh darah

Intermittent Selang waktu mulai dan berhenti berselang-seling dengan sebentar-sebentar sinonim dengan periodik

Intuitif Tentang, berkenaan dengan, atau timbul dari intuisi

kompatibel Dapat digunakan secara bersama-sama dengan tanpa merubah dan menambah peralatan lain dalam sistem. Misal penerima TV warna dan hitam putih untuk menerima siaran dari pemancar yang sama

Low Pass Filter Penyaring frekuensi yang hanya melewatkan frekeunsi rendah.

luminansi Istilah yang digunakan untuk menandai kecerahan atau hitam putihnya gambar televisi.

neonatal Berkaitan dengan bayi baru.

noise Sinyal yang tidak dikehendaki keberadaannya dalam sistem.

noise figure Dalam telekomunikasi noise figure (NF) merupakan suatu ukuran degradasi dari perbandingan sinyal terhadap noise, yang disebabkan oleh komponen dalam sinyal RF.

osteoporosis Pengapuran / pengkeroposan tulang

Partikel Suatu bagian yang sangat kecil

Patologi forensic Ilmu penyakit forensik adalah suatu cabang kedokteran yang terkait dengan menentukan penyebab kematian, pada umumnya untuk kasus hukum pidana dan kasus hukum perdata dalam beberapa yurisdiksi.

41

pacemaker Pacemaker berupa alat kecil yang membantu detak jantung dengan simulasi listrik membantu mengendalikan irama jantung.

Penomena Suatu kejadian, keadaan, atau fakta yang dapat diterima oleh pikiran sehat.

peripheral Periperal merupakan piranti komputer seperti drive CD-ROM atau printer yang bukan merupakan bagian utama computer seperti memori, mikroprosesor. Periperal eksternal seperti mouse, keyboard, monitor, printer.

peripheral neuropathy

Peripheral neuropathy merupakan masalah dengan kegelisahan yang membawa informasi ke dan dari otak dan tulang belakang. Sakit ini mengakibatkan, hilangnya sensasi, dan ketidak-mampuan untuk mengendalikan otot.

portable Dapat dijinjing tidak ditempatkan secara permanen.

protocol Dalam teknologi informasi, protokol adalah satuan aturan yang khusus dalam koneksi telekomunikasi .

pseudo-range Cakupan pengukuran semu digunakan bersama-sama dengan estimasi posisi SV yang didasarkan pada data empiris yang dikirim oleh masing-masing SV. Data orbital (empiris) memungkinkan penerima untuk menghitung posisi SV dalam tiga dimensi pada saat pengiriman sinyal secara berunyun.

radio isotop Suatu versi elemen kimia yang memiliki inti tak sabil dan mengemisikan radiasi selama decay untuk membentuk kestabilan. Radio isotop penting digunakan dalam diagnosa medis untuk pengobatan dan penyelidikan.

radiactive decay Radioactive decay merupakan suatu proses ketidakstabilan inti atom karena kehilangan energi berupa emisi radiasi dalam bentuk partikel atau gelombang elektromagnetik.

real time waktu yang sebenarnya pada saat terjadinya proses.

Resolution Kejelasan atau ketajaman gambar,

retrace Kembalinya berkas elektron dari sistem scanning televisi sisi kanan layar ke sisi kiri layar monitor.

42

rise time Waktu yang diperlukan pulsa untuk naik dari 10% amplitudo maksimum sampai 90%.

ringing Dengan hanya satu sinyal yang diberikan pada terminal osiloskop dan yang lain tidak dihubungkan dapat dilihat adanya beberapa sinyal yang tidak berguna. Sinyal ringing tidak menambah amplitude tegangan, yang bertambah adalah frekuensinya karena factor ketiga.

scrambling CSS, Content Scrambling System, merupakan system enkripsi lemah yang digunakan pada kebanyakan DVD komersial.

shadow mask Lapisan logam berlubang di dalam monitor warna untuk meyakinkan bahwa berkas elektron hanya menumbuk titik pospor dengan warna yang benar dan tidak mengiluminasi lebih dari satu titik.

S/N Ratio Perbandingn sinyal terhadap noise meruakan perbandingan dari sinyal yang dikehendaki terhadap sinyal yang tak diinginkan.

sweep vernier Sapuan dari atas ke bawah untuk mengukur posisi terhadap skala.

tomography Berkaitan dengan scan medis.

Transduser Transduser merupakan suatu piranti yang dapat mengubah besaran non listrik menjadi besaran listrik dan sebaliknya.

transceiver Pemancar dan penerima sinyal yang ditempatkan dalam satu kemasan.

transien Transien dapat didefinisikan sebagai lonjakan kenaikkan arus yang mempunyai durasi 50 sampai 100 milidetik dan kembali normal pada tegangan sumber 28 Volt membutuhkan waktu 50 mili detik atau lebih.

troubleshooting Proses pencarian letak gangguan atau kerusakan.

Vasodilatation Pelebaran pembuluh darah.

Virtual Virtual sekarang ini secara filosofi distilahkan sebagai sesuatu yang tidak nyata, namun memungkinkan untuk diperagakan sepenuh kualitas nyata.

43

SINOPSIS

Alat Ukur dan Teknik Pengukuran disusun dimulai dari pengetahuan dasar tentang besaran listrik, satuan, kalibrasi, kesalahan ukur dan parameter alat ukur meliputi macam-macam alat ukur penunjuk listrik, macam-macam peraga. Pembahasan instrumen alat ukur diawali dari meter dasar yaitu multimeter yang merupakan pengetahuan wajib bagi seorang yang mempunyai ketertarikan elektronika perangkat keras. Oleh karena itu pembahsan sangat detail dari definisi, cara kerja, langkah keamanan, spefisikasi, cara penggunaan, perawatan, perbaikan sederhana. Pembahasan multimeter meliputi multimeter analog, digital dan perkembangannya hingga penulisan ini dilakukan. LCR meter dibahas untuk melengkapi cara pengukuran komponen yang pada prinsipnya menggunakan jembatan keseimbangan, pembahasan dari definisi, cara kerja, cara penggunaan dan perawatan. Berkaitan dengan aplikasi daya yang cukup besar dibahas wattmeter dan pengukuran tahanan isolasi.

Pembahasan juga meliputi sumber sinyal, meskipun ini bukan merupakan alat ukur tapi merupakan bagian yang tak terpisahkan dalam pengujian peralatan elektronika terutama dalam mensimulasi sinyal. Osiloskop merupakan pemahaman peralatan ukur wajib setelah multimeter, oleh karena itu pembahasan secara detail dari jenis-jenis osiloskop, prinsip dasar operasi cara menggunakan hingga perkembagan osiloskop MSO yang merupakan osiloskop khusus untuk mesin tester. Frekuensi meter merupakan alat ukur lain yang digunakan untuk mengukur frekuensi dibahas jenis analog maupun digital.

Penganalisa spektrum merupakan jenis instrumen tingkat lanjut cara pengoperasian tidak dibahas secara detail sebagaimana osiloskop dan multimeter. Pemahaman aplikasi spektrum analisa mendasari pemahaman pembacaan spektrum pada pengujian mesin. Sistem Posisi Global (GPS) merupakan contoh alat ukur yang baik dari sistim telemetri yang merupakan gabungan alat ukur dan sistim telekomunikasi. GPS juga merupakan target pengembangan aplikasi peralatan elektronika pada pengembangan otomotif terutama pada mobil penjelajah. Peralatan elektronika kedokteran merupakan gabungan yang baik antara sistim pengolah citra dan teknik pengukuran mampu menggambarkan anatomi tulang, otot hingga jaringan pembuluh darah. Pembahasan meliputi cara kerja sistim hingga kelebihan, kekuarangan serta bahayanya bagi tubuh manusia.

44

PETA KOMPETENSI Buku disusun dengan memperhatikan kompetensi yang ingin dicapai meliputi : 1. Kompetensi Dasar Kejuruan

Kompetensi dasar kejuruan untuk pemahanan alat dan teknik pengukuran meliputi : a. Menguasai Pelaksanaan Keselamatan dan Kesehatan kerja b. Menguasai Teori Dasar Listrik dan Elektronika c. Terampil melakukan dasar-dasar pekerjaan bengkel elektronika d. Menguasai teori Fisika terutama berkaitan dengan frekuensi, panjang

gelombang, amplitude dan perioda. e. Menguasai Teori Dasar Elektronika Digital dan Komputer

2. Kompetensi Kejuruan

Berdasarkan kompetensi dasar dan isi a. Menggunakan alat ukur analog dan digital dengan tingkat kesalahan

rendah b. Menggunakan dan memaknai hasil pengukuran dengan alat ukur

pengukur sinyal ranah waktu dan frekuensi c. Menggunakan alat ukur berbasis komputer d. Melakukan perawatan dan perbaikan sederhana

3. Blok Diagram Kompetensi

Untuk mencapai kompetensi yang diharapkan dari mata pendidikan dan pelatihan ini, diperlukan kompetensi pendukung yang terdiri dari mata diklat kesehatan dan keselamatan kerja, teori dasar listrik dan elektronika, dasar-dasar pekerjaan bengkel. Untuk pemahaman prinsip kerja osiloskop , osiloskop digital dan penganalisa spectrum perlu pemahaman dasar digital serta pemahaman tentang gelombang, frekuensi, amplitude dan perioda. Secara blok diagram peta kompetensi ditunjukkan pada gambar halaman berikut ini.

4. Pencapaian kompetensi

Setelah mempelajari buku ini, diharapkan pembaca mampu • Menguasai penggunaan alat ukur besaran listrik multimeter analog

maupun digital dengan tingkat kesalahan minimum. • Melakukan perawatan alat ukur dan perbaikan sederhana. • Melakukan pengukuran sinyal listrik ranah waktu dan frekuensi dengan

kesalahan minimum. • Memaknai hasil pengukuran sinyal listrik ranah waktu dan frekuensi • Mengenali Penggunaan GPS dalam aplikasi pemetaan tanah • Mendiskripsikan alat penganalisa kerusakanan mesin. • Mendiskripsikan jenis-jenis peralatan elektronika kedokteran.

45

PETA KOMPETENSI KEDUDUKAN MATA DIKLAT DALAM KURIKULUM

Tahun 1 Tahun ke 2 dan ke 3

OE.KKK.001.AELKA .MR-UM001.A

OE.PBE.005.A ELKA-

MR.UM.004A SMP sederajat

Fisika

Sensor, transduser,Akuisisi

data, Osiloskop,Sistem telekomunikasi, teknik antar muka, jaringan

komputer

Alat Ukura analog digital

ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

Alat Ukur analog dan digital

Alat ukur sinyal ranah waktu

Alat ukur Ranah frekuensi dan

berbasis komputer

46

Keterangan : OE.KKK.001A : Melaksanakan Kesehatan dan Keselamatan Kerja ELKA.MR-UM001.A : Menguasai dasar vteori elektronika OE.PBE.005A : Mengerjakan dasar-dasar pekerjaan bengkel elektronika ELKA-MR.UM.004A : Dasar elektronika digital dan komputer ELIND : Memprogram peralatan sistem otomasi elektronik yang berkaitan dengan I/O berbantuan :

Mikroprosessor dan Mikrokontroller

47

PETA KOMPETENSI ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

Bab I Pendahuluan

Terampil memilih, menggunakan, mengkoreksi kesalahan penggunaan alat ukur

Bab II Multimeter

- Terampil memodifikasi fungsi meter dasar

- Terampil menggunakan AVO meter analog dan digital dengan tingkat kesalahan rendah.

- Terampil merawat dan memperbaiki AVO meter analog dan digital

Bab III LCR meter

- Memahami prinsip pengukuran system jembatan keseimbangan

- Terampil menggunakan, merawat dan memperbaiki tingkat awal LCR meter

Bab IV Pengukuran Daya

- Memahami prinsip

integrasi system pengukuran arus dan tegangan pada wattmeter

- Terampil menggunakan wattmeter dan KWHmeter

Bab V Pengukuran tahan isolasi - Paham prinsip

pengisolasian - Terampil mengukur

dan meniliai kualitas pengisolasian

- Paham pengukuran medan listrik

Alat Ukur Penunjukkan Linier

Alat Ukur Ranah Waktu (Time Domain)

Bab VI Pembangkit sinyal

- Memahami jenis

sumber sinyal - Terampil

mengoperasikan pembangkit sinyal

Bab VII Osiloskop - Terampil

mendiskripsikan osiloskop sesuai jenis dan cara kerjanya

- Terampil mendiskripsikan jenis mengukur parameter sinyal periodic dengan CRO

Bab VIII Frekuensi meter

- Terampil mengukur besaran periodic dengan frekuensi meter analog maupun digital

Bab X Pembangkit Pola

- Memahami prinsip

kerja dan manfaat pembangkit pola pengetesan video

- Terampil menggunakan pembangkit pola

48

Bab IX Penganalisa Spektrum

- Memahami tahap

perkembangan penganalisa spektrum

- Memahami prinsip kerja penganalisa spectrum

- Mampu memaknai peraga sinyal ranah frekuensi

Bab XI Mesin Tester

- Mampu mendiskripsikan alat ukur otomotip menurut jenis dan fungsi

- Terampil memaknai peraga hasil pengukuran

Bab XII Sistem Posisi Global (GPS)

- Memahami prinsip

pengukuran posisi dengan GPS

- Memiliki wawasan aplikasi pengukuran integrasi system telekomunikasi, teknik pengukuran dan pencitraan

Bab XIII Peralatan Elektronika Kedokteran - Mampu

mendiskripsikan peralatan imaging kedokteran berdasarkan energy yang digunakan, kelebihan dan kekurangannya

Alat Ukur Ranah Frekuensi (Frequency Domain)

Pemahaman : 1. sensor, tranduser 2. Akuisisi data 3. Osiloskop (CRO) 4. Sistem Telekomunikasi 5. Teknik Antar Muka 6. Jaringan komputer

Alat Ukur Berbasis Komputer

49

KONSEPSI PENULISAN

Bab I

- Sistim Satuan - Karakteritik meter - Sumber-sumber

kesalahan - Kalibrasi - Macam-macam peraga

Bab II Multimeter - Mater Dasar - Perubahan batas ukur - Modifikasi Fungsi - Pengoperasian AVO

meter - Keselamatan kerja dan

alat - Perawatan

Bab III LCR meter

- Prinsip keseimbangan jembatan

- Jembatan AC pengukuran L dan C

- Jembatan DC pengukuran R

- Pengoperasian LCR meter

Bab IV Pengukuran Daya

- Prinsip pengukuran daya

- Prinsip wattmeter - Killowattjammeter - Pengoperasian

wattmeter - Kasus aplikasi

lapangan - Cos Ø meter - Pengurut fasa

Bab V Pengujian tahanan isolasi dan

kuat medan

Prinsip pengukuran tahanan isolasi

- Metode pengujian - Pengukuran medan

listrik

Bab VI Pembangkit Sinyal

- Generator fungsi - Prosedur

pengoperasian - Pulsa generator - Generator radio

frekuensi - Keselamatan kerja dan

alat

Bab VII Osiloskop - Prinsip dasar CRO - Macam-macam CRO

Analog - CRO digital - Pengoperasian CRO - MSO perkembangan

CRO digital

Bab VIII Frekuensi meter

- Jenis-jenis frekuensi meter

- Prinsip kerja frekuensi meter

- Pengukuran frekuensi dan perioda.

Bab IX Penganalisa Spektrum

‐ Perkembangan ‐ penganalisa spectrum ‐ Prinsip kerja

penganalisa spectrum ‐ Pengoperasian

penganalisa spektrum

Bab X Pembang kit Pola ‐ Jenis‐jenis pola

pengetesan video

‐ Makna pola pengetesan

‐ Pemanfaatan pola pada pengetesan sinyal video

Bab XI Mesin Tester ‐ Prinsip kerja mesin tester ‐ Pemanfaatan mesin tester untuk pengujian ‐ Spesifikasi ‐ Macam‐macam penguji mesin ‐ Penganalisa gas ‐ Pengoperasian dan perawatan penganalisa gas

Bab XII Sistem Posisi Global

- Pengertian kerja GPS - Prinsip kerja GPS - Instalasi dan pengporeasian GPS - Aplikasi GPS dalam pemandu

perjalanan

Bab XIII Peralatan Elektronika Kedokteran - Macam-macam alat scanner elektronika

kedokteran - Prinsip imaging pada MRI, CAT, PET dan

ultrasonograpi - Kelebihan dan kekurangan masing-

masing jenis scanner

1.1. Parameter Alat Ukur Alat ukur listrik merupakan peralatan yang diperlukan oleh manusia. Karena besaran listrik seperti : tegangan, arus, daya, frekuensi dan sebagainya tidak dapat secara langsung ditanggapi oleh panca indera. Untuk mengukur besaran listrik tersebut, diperlukan alat pengubah. Atau besaran ditransformasikan ke dalam besaran mekanis yang

berupa gerak dengan menggunakan alat ukur. Perlu disadari bahwa untuk dapat menggunakan berbagai macam alat ukur listrik perlu pemahanan pengetahuan yang memadai tentang konsep - konsep teoritisnya. Dalam mempelajari pengukuran dikenal beberapa istilah, antara lain :

Instrumen : adalah alat ukur untuk menentukan nilai atau besaran

suatu kuantitas atau variabel. Ketelitian : harga terdekat dengan mana suatu pembacaan

instrumen mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.

Ketepatan : suatu ukuran kemampuan untuk hasil pengukuran yang serupa

Sensitivitas : perbandingan antara sinyal keluaran atau respons instrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.

Resolusi : :perubahan terkecil dalam nilai yang diukur yang mana instrumen akan memberi respon atau tanggapan.

Kesalahan : penyimpangan variabel yang diukur dari harga (nilai) yang sebenarnya.

Tujuan Pembahasan bertujuan membekali kemampuan : 1. Mendefinisikan sistem satuan

besaran listrik 2 Memilih dan menempatkan alat

ukur yang baik berdasarkan parameter

3. Mampu menyebutkan macam-macam peraga penunjukkan alat ukur

Pokok Bahasan 1. Parameter Alat Ukur 2. Sistem Satuan 3. Klasifikasi kelas meter

dan kalibrasi 4. Macam-macam peraga

BAB 1

PENDAHULUAN

Alat ukur listrik dikelompokkan menjadi dua, yaitu : Alat ukur standar/absolut : Alat ukur absolut maksudnya adalah alat ukur yang menunjukkan besaran dari komponen listrik yang diukur dengan batas-batas pada konstanta dan penyimpangan

pada alat itu sendiri. Ini menunjukkan bahwa alat tersebut tidak perlu dikalibrasi atau dibandingkan dengan alat ukur lainnya lebih dahulu. Contoh dari alat ukur ini adalah galvanometer.

Gambar 1-1 Alat ukur standar galvanometer

Alat ukur sekunder : Alat ukur sekunder maksudnya adalah semua alat ukur yang menunjukkan harga besaran listrik yang diukur dan dapat ditentukan hanya dari simpangan alat ukur tersebut. Sebelumnya alat ukur

sudah dikalibrasi dengan membandingkan pada alat ukur standar/absolut. Contoh dari alat ukur ini adalah alat ukur listrik yang sering dipergunakan sehari-hari.

Gambar 1-2 Alat ukur sekunder 1.1.1. Sistem Satuan Dalam Pengukuran 1.1.1.1. Satuan Dasar dan Satuan Turunan Ilmu pengetahuan dan teknik menggunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan turunan. Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu. Biasa disebut dengan satuan - satuan dasar utama. Dalam beberapa besaran fisis tertentu pada ilmu termal, listrik dan penerangan juga

dinyatakan satuan-satuan dasar. Arus listrik, temperatur, intensitas cahaya disebut dengan satuan dasar tambahan. Sistem satuan dasar tersebut selanjutnya dikenal sebagai sistem internasional yang disebut sistem SI. Sistem ini memuat 6 satuan dasar seperti tabel 1-1.

Tabel 1-1 Besaran-besaran satuan dasar SI

Kuantitas Satuan Dasar Simbol Panjang Massa Waktu Arus listrik Temperatur Intensitas cahaya

meter kilogram sekon amper kelvin kandela

m kg s A K Cd

Satuan-satuan lain yang dapat dinyatakan dengan satuan-satuan dasar disebut satuan-satuan turunan. Untuk memudahkan

beberapa satuan turunan telah diberi nama baru, contoh untuk daya dalam SI dinamakan watt yaitu menggantikan j/s.

Tabel 1-2 Beberapa contoh satuan yang diturunkan

1.1.1.2. Sistem-sistem Satuan Asosiasi pengembangan Ilmu Pengetahuan Inggris telah menetapkan sentimeter sebagai satuan dasar untuk panjang dan gram sebagai satuan dasar untuk massa. Dari sini dikembangkan sistem satuan sentimeter-gram-sekon (CGS). Dalam sistem elektrostatik CGS, satuan muatan listrik diturunkan dari sentimeter, gram, dan sekon dengan menetapkan bahwa permissivitas ruang hampa pada hukum coulumb mengenai muatan listrik adalah satu. Satuan-satuan turunan untuk arus listrik dan

potensial listrik dalam sistem elektromagnetik, yaitu amper dan volt digunakan dalam pengukuran-pengukuran praktis. Kedua satuan ini beserta salah satu dari satuan lainnya seperti: coulomb, ohm, henry, farad, dan sebagainya digabungkan di dalam satuan ketiga yang disebut sistem praktis (practical system). Tahun 1960 atas persetujuan internasional ditunjuk sebagai sistem internasional (SI). Sistem SI digunakan enam satuan dasar, yaitu meter, kilogram, sekon, dan amper (MKSA) dan sebagai

Kuantitas Satuan yang diturunkan

Simbol Dinyatakan dalam satuan SI atau satuan yang diturunkan

Frekuensi Gaya Tekanan Enersi kerja Daya Muatan listrik GGL/beda potensial Kapasitas listrik Tahanan listrik Konduktansi Fluksi magnetis Kepadatan fluksi Induktansi Fluksi cahaya Kemilauan

hertz newton pascal joule watt coulomb volt farad ohm siemens Weber Tesla Henry Lumen lux

Hz N Pa J W C V F

S Wb T H lM lx

1 Hz = 1 s-1 1 N = I kgm/s2 1 Pa = 1 N/m2 1 J = 1 Nm 1 W = 1 J/s 1 C = 1 As 1 V = 1 W/A 1 F = 1 AsIV 1 = I V/A 1 S = 1 - 1 1 Wb = I Vs 1 T = 1 Wb/m2 1 H = 1 Vs/A l m = 1 cd sr l x = 1 lm/m2

satuan dasar tambahan adalah derajat kelvin dan lilin (kandela) yaitu sebagai satuan temperatur dan intensitas cahaya, seperti terlihat pada tabel 1-1. Demikian

pula dibuat pengalian dari satuan-satuan dasar, yaitu dalam sistem desimal seperti terlihat pada tabel 1-3.

Tabel 1-3 Perkalian desimal

Faktor perkalian dari satuan

Sebutan Nama Symbol

1012 109 106 103 102 10 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18

Tera Giga Mega Kilo Hekto Deca Deci Centi Milli Micro Nano Pico Femto atto

T G M K h da d c m

n p f a

Ada pula satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan SI. Beserta kelipatan -

kelipatannya, digunakan dalam pemakaian umum. Lebih jelasnya dapat diperhatikan pada tabel 1-4.

Tabel 1-4 Satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan

Kuantitas Nama Satuan Simbol Definisi Waktu menit

jam hari

menit jam hari

1 menit = 60 s 1 jam = 60 menit 1 hari = 24 jam

Sudut datar derajat menit sekon

, :

10 = (J /180 )rad 1, = ( 1/60 )o 1" = ( 1/60 )

Massa Ton T 1 t = 103 k9

1.1.1.3. Sistem Satuan Lain Di Inggris sistem satuan panjang menggunakan kaki (ft), massa pon (lb), dan waktu adalah detik. (s). Satuan-satuan tersebut dapat dikonversikan ke satuan SI, yaitu panjang 1 inci = 1/12 kaki ditetapkan = 25,4 mm, untuk

massa 1 pon (lb) = 0,45359237 kg. Berdasarkan dua bentuk ini memungkinkan semua satuan sistem Inggris menjadi satuan - satuan SI. Lebih jelasnya perhatikan tabel 1-5.

Tabel 1-5 Konversi satuan Inggris ke SI

1.2. Kesalahan Ukur Saat melakukan pengukuran besaran listrik tidak ada yang menghasilkan ketelitian dengan sempurna. Perlu diketahui ketelitian yang sebenarnya dan

sebab terjadinya kesalahan pengukuran. Kesalahan -kesalahan dalam pengukuran dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu :

1.2.1 Kesalahan-kesalahan Umum (gross-errors) Kesalahan ini kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia. Diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai dan kesalahan penaksiran. Kesalahan ini tidak dapat dihindari, tetapi harus dicegah dan perlu perbaikkan. Ini terjadi karena keteledoran atau kebiasaan -

kebiasaan yang buruk, seperti : pembacaan yang tidak teliti, pencatatan yang berbeda dari pembacaannya, penyetelan instrumen yang tidak tepat. Agar mendapatkan hasil yang optimal, maka diperlukan pembacaan lebih dari satu kali. Bisa dilakukan tiga kali, kemudian dirata-rata. Jika mungkin dengan pengamat yang berbeda.

Satuan Inggris Simbol Ekivalensi metrik Kebalikan Panjang 1 kaki

1 inci Luas 1 kaki kuadrat 1 inci kuadrat Isi 1 kaki kubik Massa 1 pon Kerapatan 1 pon per kaki kubik Kecepatan 1 kaki per sekon Gaya 1 pondal Kerja, energi 1 kaki-pondal Daya 1 daya kuda

ft In Ft2 In2

Ft3

lb lb/ft3

ft/s pdl ft pdl Hp

30,48 cm 25,40 mm 9,2903 x 102 cm2

6,4516 x 102

mm2

0,0283168 m3 0,45359237 kg 16,0185 kg/m3

0,3048 m/s 0,138255 N 0,0421401 J 745,7 W

0,0328084 0,0393701 0,0107639x102 0,15500 x 10-2 35,3147 2,20462 0,062428 3,28084 7,23301 23,7304 0.00134102

Gambar 1-3 Posisi pembacaan meter

Gambar 1-4 a Pembacaan yang salah Gambar 1-4 b Pembacaan yang benar

Gambar 1-5 Pengenolan meter tidak tepat

Pembacaan > harga senearnya

Hasil pembacaan < harga sebenarnya Posisi

pembacaan yang benar

1.2.2. Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors) Kesalahan ini disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri. Seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai. Kesalahan ini merupakan kesalahan yang tidak dapat dihindari dari instrumen, karena struktur mekanisnya. Contoh : gesekan beberapa komponen yang bergerak terhadap bantalan dapat menimbulkan pembacaan yang tidak tepat. Tarikan pegas (hairspring) yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat atau pembebanan instrumen yang berlebihan. Ini semua akan mengakibatkan kesalahan-kesalahan. Selain dari beberapa hal yang sudah disinggung di atas masih ada lagi yaitu kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan instrumen terlalu tinggi atau terlalu rendah dari yang seharusnya. Cara yang paling

tepat untuk mengetahui instrumen tersebut mempunyai kesalahan atau tidak yaitu dengan membandingkan dengan instrumen lain yang memiliki karakteristik yang sama atau terhadap instrumen lain yang akurasinya lebih tinggi. Untuk menghindari kesalahan-kesalahan tersebut dengan cara : (1) memilih instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu; (2) menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui banyaknya kesalahan; (3) mengkalibrasi instrumen tersebut terhadap instrumen standar. Pada kesalahan-kesalahan yang disebabkan lingkungan, seperti : efek perubahan temperatur, kelembaban, tahanan udara luar, medan-medan maknetik, dan sebagainya dapat dihindari dengan membuat pengkondisian udara (AC), penyegelan komponen-komponen instrumen tertentu dengan rapat, pemakaian pelindung maknetik dan sebagainya.

Pegas pegas

Gambar 1-6 Posisi pegas

1.2.3. Kesalahan acak yang tak disengaja (random errors) Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan -kesalahan ini biasanya hanya kecil. Tetapi untuk pekerjaan -pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi akan berpengaruh. Contoh misal suatu tegangan diukur dengan voltmeter dibaca setiap jam, walaupun instrumen yang digunakan sudah dikalibrasi dan kondisi lingkungan sudah diset sedemikian rupa, tetapi hasil pembacaan akan terjadi perbedaan selama periode

pengamatan. Untuk mengatasi kesalahan ini dengan menambah jumlah pembacaan dan menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan hasil yang akurat. Alat ukur listrik sebelum digunakan untuk mengukur perlu diperhatikan penempatannya / peletakannya. Ini penting karena posisi pada bagian yang bergerak yang menunjukkan besarannya akan dipengaruhi oleh titik berat bagian yang bergerak dari suatu alat ukur tersebut. Oleh karena itu letak penggunaan alat ukur ditentukan seperti pada tabel 1-6

Tabel 1-6 Posisi alat ukur waktu digunakan

1.3. Klasifikasi Kelas Meter Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang mendekati dengan harga sebenarnya. Perlu memperhatikan batas kesalahan yang tertera pada alat ukur tersebut. Klasifikasi alat ukur listrik menurut Standar IEC no. 13B-23 menspesifikasikan bahwa ketelitian alat ukur dibagi menjadi

8 kelas, yaitu : 0,05; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; dan 5. Kelas-kelas tersebut artinya bahwa besarnya kesalalahan dari alat ukur pada batas-batas ukur masing-masing kali ± 0,05 %, ± 0,1 %, ± 0,2 %, ± 0,5 %, ± 1,0 %, ± 1,5 %, ± 2,5 %, ± 5 % dari relatif harga maksimum. Dari 8

Letak Tanda Tegak Datar Miring (misal dengan Sudut 600)

< 600

kelas alat ukur tersebut digolongkan menjadi 4 golongan

sesuai dengan daerah pemakaiannya, yaitu :

(1) Golongan dari kelas 0,05, 0,1, 0,2 termasuk alat ukur presisi yang tertinggi. Biasa digunakan di laboratorium yang standar. (2) Golongan alat ukur dari kelas 0,5 mempunyai ketelitian dan presisi tingkat berikutnya dari kelas 0,2 alat ukur ini biasa digunakan untuk pengukuran-pengukuran presisi. Alat ukur ini biasanya portebel. (3) Golongan dari kelas 1,0 mempunyai ketelitian dan presisi pada tingkat lebih rendah dari alat ukur kelas 0,5. Alat ini biasa digunakan pada alat ukur portebel yang kecil atau alat-alat ukur pada panel. (4) Golongan dari kelas 1,5, 2,5, dan 5 alat ukur ini dipergunakan pada panel-panel yang tidak begitu memperhatikan presisi dan ketelitian. 1.4. Kalibrasi Setiap sistem pengukuran harus dapat dibuktikan keandalannya dalam mengukur, prosedur pembuktian ini disebut kalibrasi.

kalibrasi atau peneraan bagi pemakai alat ukur sangat penting. Kalibrasi dapat mengurangi kesalahan meningkatkan ketelitian pengukuran. Langkah prosedur kalibrasi menggunakan perbandingan instrumen yang akan dikalibrasi dengan instrumen standar. Berikut ini dicontohkan kalibrasi untuk ampermeter arus searah dan voltmeter arus searah secara sederhana. 1.4.1. Kalibrasi ampermeter arus

searah Kalibrasi secara sederhana yang dilakukan pada ampermeter arus searah. Caranya dapat dilakukan dengan membandingkan arus yang melalui ampermeter yang akan dikalibrasi (A) dengan ampermeter standar (As). Langkah-langkahnya ampermeter (A) dan ampermeter standar (As) dipasang secara seri perhatikan gambar 1- 7 di bawah.

+ - + - + Beban -

Gambar 1- 7. Kalibrasi sederhana ampermeter Sebaiknya ampermeter yang akan digunakan sebagai meter standar adalah ampermeter yang mempunyai kelas presisi yang tinggi (0,05, 0,1, 0,2) atau presisi tingkat berikutnya (0,5). Gambar 1

– 7 ditunjukkan bahwa IA adalah arus yang terukur pada meter yang akan dikalibrasi, Is adalah arus standar yang dianggap sebagai harga arus sebenarnya. Jika kesalahan mutlak (absolut)

IA Is

dari ampermeter diberi simbol dan biasa disebut kesalahan dari

alat ukur, maka dapat dituliskan :

= IA - Is ............................. (1 – 1) Perbandingan kesalahan alat ukur ( ) terhadap harga arus sebenarnya (Is), yaitu : / Is biasa disebut kesalahan relatif atau rasio kesalahan. DInyatakan

dalam persen. Sedangkan perbedaan atau selisih antara harga sebenanya atau standar dengan harga pengukuran disebut harga koreksi dituliskan :

Is - IA = k ........................... (1 – 2) Perbandingan harga koreksi terhadap arus yang terukur (k / IA )

disebut rasio koreksi atau koreksi relatif dinyatakan dalam persen

.

1.4.2. Kalibrasi voltmeter arus searah Sama halnya pada ampermeter, kalibrasi voltmeter arus searah dilakukan dengan cara membandingkan harga tegangan yang terukur voltmeter yang dikalibrasi (V) dengan voltmeter

standar (Vs). Langkah-langkahnya voltmeter (V) dan voltmeter standar (Vs) dipasang secara paralel perhatikan gambar 1- 8 di bawah.

+ + + Beban

- - - Gambar 1- 8. Kalibrasi sederhana voltmeter

V V

Contoh Aplikasi : Ampermeter digunakan untuk mengukur arus yang besarnya 20 mA, ampermeter menunjukan arus sebesar 19,4 mA. Berapa kesalahan, koreksi, kesalahan relatif, dan koreksi relatif. Jawab : Kesalahan = 19,4 – 20 = - 0,6 mA Koreksi = 20 – 19,4 = 0,6 mA Kesalahan relatif = -0,6/20 . 100 % = - 3 % Koreksi relatif = 0,6/19,4 . 100 % = 3,09 %

Voltmeter yang digunakan sebagai meter standar adalah voltmeter yang mempunyai kelas presisi tinggi (0,05, 0,1, 0,2) atau presisi tingkat berikutnya (0,5). Pada Gambar 1 – 8, V adalah tegangan yang terukur pada meter yang dikalibrasi, sedangkan Vs

adalah tegangan standar yang dianggap sebagai harga tegangan sebenarnya. Jika kesalahan mutlak (absolut) dari voltmeter diberi simbol dan biasa disebut kesalahan dari alat ukur, maka dapat dituliskan :

= V - Vs ............................. (1 – 3)

Perbandingan besar kesalahan alat ukur ( ) terhadap harga tegangan sebenarnya (Vs), yaitu :

/ Vs disebut kesalahan relatif atau rasio kesalahan dinyatakan

dalam persen. Sedangkan perbedaan harga sebenanya atau standar dengan harga pengukuran disebut koreksi dapat dituliskan :

Vs - V = k ........................... (1 – 4) Demikian pula perbandingan koreksi terhadap arus yang terukur (k / V ) disebut rasio koreksi atau

koreksi relatif dinyatakan dalam persen.

1.5. Macam-macam Alat Ukur Penunjuk Listrik Alat ukur listrik yang biasa dipergunakan dalam pengukuran ditunjukkan pada tabel 1-7 yang meliputi : jenis, tanda gambar,

prinsip kerja, penggunaan, daerah kerja penggunaan, dan kebutuhan daya.

Tabel 1-7 Beberapa contoh alat ukur penunjuk listrik

Contoh : voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang besarnya 50 V, voltmeter tersebut menunjukan tegangan sebesar 48 V. Berapa nilai kesalahan, koreksi, kesalahan relatif, dan koreksi relatif. Jawab : Kesalahan = 48 – 50 = - 2 V Koreksi = 50 – 48 = 2 V Kesalahan relatif = - 2/50 . 100 % = - 4 % Koreksi relatif = 2/48 . 100 % = 4,16 %

1.5.1. Alat Ukur Kumparan Putar 1.5.1. Alat Ukur Kumparan Putar Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur yang bekerja atas dasar prinsip kumparan listrik yang

ditempatkan dalam medan magnet yang berasal dari magnet permanen. Alat ukur jenis ini tidak terpengaruh magnet luar, karena telah memiliki medan magnet yang kuat terbuat dari logam alniko yang berbentuk U. Prinsip kerja

No Jenis Tanda Gambar

Prinsip Kerja Peng gunaan

Contoh Daerah Kerja dan Penggunaan Dayanya

Daya

Arus Tegangan Frekuensi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Kumparan

putar

M

Gaya elektro magnetik antar medan magnit suatu magnit tetap & arus

DC AVO 1,5 x 10-6 ~102 10-2~10-3 - Kecil

2

Penyearah

R

Kombinasi suatu pengubah memakai penyearah semi konduktor saat suatu alat ukur jenis kumparan putar

AC rata-rata

AVOF 5 x 10-4 ~10-1 1~103 < 104 Kecil

3

TermoMomen

T

Kombinasi suatu pengubah memakai termoMomen dan alat ukur jenis kumparan putar

AC Efektif DC

AVW 10-3 ~5 5x10-1 ~ 1,5x102

< 103 Kecil

4

Besi Putar

S

Gaya elektro magnetik yang bekerja pada suatu inti besi dalam suatu medan magnet

AC Efektif DC

AV 10-2 ~ 3x102

10~103 <5x102 Besar

5

Elektro dinamo meter

D

Gaya elektro magnetik yang bekerja pada suatu kumparan yang dialiri arus dalam medan elektro maknet

AC Efektif DC

AVMF 10-2 ~ 50 1~103 < 103 besar

6

Induksi

D

Gaya elektro magnetik yang ditimbulkan oleh medan bolak-balik dan arus yang terimbas oleh medan maknetmaknet

AC Efektif

AVW Wh

10-1 ~ 102 1~103 < 103 x 10 ~ 102

Besar

Catatan: A : Ammeter F : Frekuensimeter V : Voltmeter O: Ohmmeter Wh : Alat ukur energi listrik W : Wattmeter (Soedjana. S, 1976)

alat ukur kumparan putar menggunakan dasar percobaan Lorentz. Percobaan Lorentz dikatakan, jika sebatang penghantar dialiri arus listrik berada dalam medan magnet,

maka pada kawat penghantar tersebut akan timbul gaya. Gaya yang timbul disebut dengan gaya Lorentz. Arahnya ditentukan dengan kaidah tangan kiri Fleming.

Gambar 1-9 Hukum tangan kiri Fleming Gambar 1-10 menggambarkan magnet permanen yang berbentuk seperti tapal kuda yang dilengkapi dengan sepatu kutub. Diantara sepatu kutub ditempatkan sebuah inti dengan lilitan kawat yang dapat bergerak dan berputar dengan bebas melalui poros. Pada waktu melakukan pengukuran, arus mengalir pada kumparan dan menyebabkan adanya magnet. Magnet tersebut ditolak oleh

medan magnet tetap. Berdasarkan hukum tangan kiri Fleming, kumparan tersebut akan berputar sehingga jarum penunjuk akan bergerak atau menyimpang dari angka nol. Semakin besar arus yang mengalir dalam kumparan, makin kuatlah gaya tolak yang mengenai kumparan dan menyebabkan penyimpangan jarum bergerak semakin jauh.

1. Skala 5. Kumparan putar 2. Jarum penunjuk 6. Inti besi lunak 3. Magnet tetap 7. Pegas 4. Sepatu kutub 8. Poros

Gambar 1-10 Prinsip kerja alat ukur kumparan (www.tpub.com)

Pegas yang berbentuk ulir pipih ada dua, satu terletak di atas kumparan, yang lain berada di bawah kumparan. Pegas-pegas tersebut arah putarnya saling berlawanan, yaitu satu ke arah kiri yang lain ke arah kanan. Dengan demikian kalau yang satu mengencang, lainnya akan mengendor. Hal ini akan

menimbulkan keseimbangan pada kedudukan jarum dan membuat jarum selalu kembali ke titik nol bila tidak ada arus yang mengalir. Karena adanya arus yang mengalir melalui kumparan sehingga akan timbul gaya pada kedua sisi dan menghasilkan momen penyimpang, perhatikan gambar 1-11.

4 3

1

2

6

5

7

8

Gambar 1-11 Momen penyimpang

Jika arus yang mengalir pada kumparan adalah I amper, maka

besarnya gaya pada tiap sisi kumparan adalah :

F = B .I . l Newton ........................ (1 -1) Dengan pengertian : B = kerapatan fluks dalam Wb/m2 l = panjang kumparan dalam meter Apabila kumparan dengan N lilitan, maka gaya pada masing-masing kumparan adalah : N . B. I . l Newton. Besarnya momen penyimpang (Td) adalah gaya

dikalikan dengan lengan atau jarak tegak lurus. Jika lengan adalah b, maka :

Karena l X b merupakan luas penampang kumparan dan dinotasikan A, maka Momen penyimpang (Td) = N . B . I . A N-m ............. (1 -2) Dari persamaan I-2, jika B dinyatakan suatu konstanta, maka momen penyimpang (Td) akan sebanding dengan arus yang mengalir pada kumparan. Karena alat ukur menggunakan pegas kontrol yang tidak bervariasi, maka

momen pengontrol (Tc) sebanding dengan simpangan . Pada posisi simpangan akhir Td = Tc , sehingga simpangan adalah sebanding dengan arus I.

Momen penyimpang (Td) = gaya x lengan = N. B . I .l . b

Dengan demikian alat ukur ini dapat dikatakan mempunyai skala seragam. Untuk menentukan skala alat ukur kumparan putar

dipaparkan dengan grafik, yang menghubungkan persamaan sudut putar dengan momen T.

Gambar 1-12. Penentuan penunjukan

Gamnbar 1-13. Skala alat ukur kumparan putar Contoh, jika arus yang megalir pada alat ukur kumparan putar sebesar 5 mA mengakibatkan

kumparan berputar dengan sudut sebesar 1,2 radial. Jika momen penggerak yang disebabkan oleh

0 1 2 3 4 5

TD1

TD2

TD3

TD4

TD5 A

KOPEL

arus-arus sebesar 1, 2,3 ,4, dan 5 mA dinyatakan dengan TD1, TD2, TD3, TD4, , dan TD5,. Momen -momen tersebut dapat digambarkan sebagai garis-garis datar dan berjarak sama satu sama lain. Perlu diketahui bahwa momen-momen penggerak tersebut hanya ditentukan oleh besarnya arus yang mengalir dan tidak tergantung dari sudut putar dari penunjuk. Besarnya momen pengontrol berbanding lurus dengan sudut putar sehingga dalam grafik dapat digambarkan sebagai garis lurus yang menghubungkan titik mula dengan A (perhatikan gambar 1-12). Apabila momen penggerak dan momen pengontrol dalam keadaan seimbang, dan masing-masing momen penggerak dinyatakan sebagai 1, 2, 3, 4, dan 5, maka didapat 2 = 2 1, 3 = 3 1, 4 = 4 1, 5 = 5 1. Oleh karena itu yang dibentuk dengan membagi busur lingkaran sebesar 1,2 rad ke dalam lima bagian yang sama, dan diberikan angka-angka pada lima bagian dari skala tersebut 0, 1, 2, 3, 4, dan 5 seperti pada gambar 1-13 besarnya arus yang mengalir dapat dinyatakan pada waktu jarum penunjuk berhenti.

Jika gambar menunjukkan jarum berhenti pada angka 3,5, maka besarnya arus yang diukur adalah 3,5 mA.

Secara umum kumparan putar terbuat dari kerangka dari aluminium, sedangkan dilihat sifat kelistrikkannya kerangka tersebut merupakan jaringan hubung singkat dan memberikan pada kumparan momen peredam. Gambar 1-14 ditunjukan jika kumparan dialiri arus, maka kumparan akan berputar dan dalam kerangka akan timbul arus induksi. Tegangan yang menyebabkan arus induksi mengalir dalam kerangka kumparan. Sebaliknya arus induksi akan memotong fluksi magnet dalam celah udara, jika kumparan berputar membangkitkan momen yang berbanding lurus dengan kecepatan putar. Arah momen ini berlawanan dengan arah perputaran, maka akan menghambat arah perputaran, dan momen ini disebut momen peredam.

Gambar 1 – 14 Peredaman alat ukur kumparan putar

Proses penunjukan jarum alat ukur tidak secara langsung menunjukan harga yang dikehendaki tetapi masih terdapat nilai perbedaan. Perbedaan disebabkan karena adanya tahanan dalam dari alat ukur. Proses demikian juga dapat disebabkan adanya peredaman. Jika penampang kerangka kecil dan tahanan listriknya besar, maka arus induksi yang terjadi kecil sehingga mengakibatkan momen redam yang lemah dan penunjukan jarum akan berosilasi

di sekitar 0. Biasa disebut peredaman kurang (gambar 1-15 kurva A). Sebaliknya jika tahanan listrik kecil, arus induksi yang terjadi besar sehingga mengakibatkan pergerakan jarum akan lambat dan biasa disebut dengan peredaman lebih (gambar 1-15 kurva B). Yang terbaik adalah diantara peredaman kurang dan peredaman lebih biasa disebut dengan peredaman kritis (kurva C).

Waktu Gambar 1 – 15. Gerakan jarum penunjuk dari suatu alat ukur 1.5.2. Alat Ukur Besi Putar Alat ukur tipe besi putar adalah sederhana dan kuat dalam konstruksi. Alat ukur ini digunakan sebagai alat ukur arus dan tegangan pada frekuensi – frekuensi yang dipakai pada jaringan distribusi. Instrumen ini

pada dasarnya ada dua buah bentuk yaitu tipe tarikan (attraction) dan tipe tolakan (repulsion). Cara kerja tipe tarikan tergantung pada gerakan dari sebuah besi lunak di dalam medan magnit, sedang tipe tolakan

Redaman kurang

Redaman kritis

Redaman lebih

A

C

B

Harga penunjukkan alat

tergantung pada gaya tolak antara dua buah lembaran besi lunak yang telah termagnetisasi oleh medan magnit yang sama. Apabila digunakan sebagai ampermeter, kumparan dibuat dari beberapa gulungan kawat tebal sehingga ampermeter mempunyai tahanan yang rendah terhubung seri dengan rangkaian. Jika digunakan sebagai voltmeter, maka kumparan harus mempunyai tahanan yang tinggi agar arus yang melewatinya sekecil mungkin, dihubungkan paralel terhadap rangkaian. Kalau arus yang mengalir pada kumparan harus kecil, maka jumlah kumparan harus banyak agar mendapatkan amper penggerak yang dibutuhkan.

1.5.2.1. Tipe Tarikan (Attraction) Pada gambar 1-16. terlihat bahwa jika lempengan besi yang belum termagnetisasi digerakkan mendekatai sisi kumparan yang dialiri arus, lempengan besi akan tertarik di dalam kumparan. Hal ini merupakan dasar dalam pembuatan suatu pelat dari besi lunak yang berbentuk bulat telur, bila dipasangkan pada batang yang berada diantara "bearings" dan dekat pada kumparan, maka pelat besi tersebut akan terayun ke dalam kumparan yang dialiri arus. Kuat medan terbesar berada ditengah - tengah kumparan, maka pelat besi bulat telur harus dipasang sedemikian rupa sehingga lebar gerakannya yang terbesar berada di tengah kumparan.

Gambar 1 – 16 Prinsip kerja instrumen tipe tarikan

Bila sebuah jarum penunjuk dipasangkan pada batang yang membawa pelat tadi, maka arus yang mengalir dalam kumparan

akan mengakibatkan jarum penunjuk menyimpang. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 1-17.

Gambar 1 – 17. Beberapa bagian dari instrumen tipe tarikan

Besar simpangan akan lebih besar, jika arus yang mengalir pada kumparan besar. Demikian pula simpangan penunjuk yang bergerak diatas skala, sebelumnya

skala harus sudah dikalibrasi. Besarnya momen gerak (deflecting torque) diperlihatkan pada gambar 1 – 18 di bawah.

Gambar 1 – 18. Besarnya momen gerak

Apabila pelat besi ditempatkan sedemikian rupa sehingga pada posisi nol membentuk sudut Ø dengan arah medan magnit H yang dihasilkan oleh kumparan. Simpangan yang dihasilkan adalah akibat arus yang melalui

kumparan. Dengan demikian pelat besi yang termagnetisasi itu mempunyai kemagnitan sebanding dengan besarnya H yang bekerja sepanjang sumbunya, yaitu sebanding dengan H sin ( Ø + ). Gaya F

Pelat besi

kumparan

Arah gaya

yang menarik pelat ke dalam kumparan adalah sebanding terhadap H2sin ( Ø + ). Jika

permeabilitas besi dianggap konstan, maka H ~ I, dengan demikian :

F ~ I2 sin (.Ø + ) . ( 1 - 3 )

Jika. gaya ini bekeria Pada jarak I dari sumbu putar pelat, maka

besarnya momen (Momen) penyimpang adalah :

Td = F.I.cos ( Ø + ) ... ( 1 - 4 )

Jika persamaan 1 - 3 dimasukkan dalam persamaan 1 - 4 dipatkan :

Td = I2sin ( Ø + ). 1. cos ( Ø + )

Karena besarnya I adalah konstan, maka :

Td = K.I2.sin ( Ø + ). cos ( Ø + )

Jika digunakan kontrol pegas (spring-control ) maka momen pegasnya :

Tc = K'. …… ( 1 – 5 )

Pada keadaan mantap (steady), maka Td = Tc

K.I2sin (Ø + ).cos (Ø + ) = K' sehingga : - I2 ( 1 - 6 ) Dengan demikian skala alat ukur besi putar adalah skala kuadratis. Jadi bila digunakan pada arus bolak-balik, maka :

- I2 rms ( 1 - 7 ) 1.5.2.2. Tipe Tolakan (Repolsion) Bagian-bagian instrumen jenis tolakan digambarkan pada Gambar 1 – 19. Dalam gambar terdapat kumparan tetap diletakkan didalamnya dua buah batang besi lunak A dan B sejajar

dengan sumbu kumparan. Salah satu dari besi tersebut A dipasang tetap, sedang B dipasang mudah bergerak dan membawa sebuah penunjuk yang mudah bergerak diatas skala yang telah dikalibrasi.

Gambar 1 – 19 Beberapa bagian penampang jenis repulsion

Apabila arus yang akan diukur dilewatkan melalui kumparan, maka akan membangkitkan medan magnit memagnetisir kedua batang besi. Pada titik yang berdekatan sepanjang batang besi mempunyai polaritas magnit yang sama. Dengan demikian akan terjadi gaya tolak menolak sehingga penunjuk akan menyimpang melawan momen pengontrol yang diberikan oleh

pegas. Gaya tolak ini hampir sebanding dengan kuadrat arus yang melalui kumparan; kemanapun arah arus yang melalui kumparan, kedua batang besi tersebut akan selalu sama - sama termagnetisasi dan akan saling tolak-menolak. Untuk mendapatkan skala uniform, digunakan 2 buah lembaran besi yang berbentuk seperti lidah (Gambar 1 - 20).

Gambar 1 – 20. Dua. buah lembaran besi yang berbentuk seperti lidah Pada Gambar 1-20 tampak besi tetap terdiri dari lempengan besi berbentuk lidah dililitkan dalam bentuk silinder, sedang besi yang bergerak terdiri dari lempengan besi dan dipasang sedemikian

rupa sehingga dapat bergerak sejajar terhadap besi tetap. Dengan adanya gaya. tolak-menolak antara dua batang besi yang sama-sama termagnetisasi tersebut akan timbul momen.

Besar momen sebanding dengan H2. Karena H sendiri berbanding lurus terhadap arus yang melalui kumparan (permeabilitas dianggap konstan), maka momen tersebut akan sebanding dengan I2. Dengan demikian momen simpangan, sebagai momen utama sebanding dengan I2. Jika

instrumen ini digunakan untuk arus bolak-balik akan menunjukkan nilai arus rms (Irms). Karena polaritas dari kedua batang besi tersebut berlawanan secara serentak, maka instrumen ini dapat digunakan untuk ac maupun dc.

1.5.3. Alat Ukur Elektrodinamis Alat ukur elektrodinamis adalah sebuah alat ukur kumparan putar, medan magnit yang dihasilkan bukan dari magnit permanen, tetapi oleh kumparan tetap/berupa kumparan diam didalamnya. Alat ukur elektrodinamis dapat dipergunakan untuk arus bolak-balik maupun arus searah, kelemahannya alat ukur tersebut menggunakan daya yang cukup tinggi sebagai akibat langsung dari konstruksinya. Karena arus yang diukur tidak hanya arus yang mengalir melalui kumparan putar, tetapi juga menghasilkan fluksi medan. Untuk menghasilkan suatu medan magnit yang cukup kuat diperlukan gaya gerak magnit yang tinggi, dengan demikian

diperlukan sumber yang mengalirkan arus dan daya yang besar pula. Prinsip kerja dari alat ukur elektrodinamis diperlihatkan pada gambar 1-21, kumparan putar M ditempatkan diantara kumparan-kumparan tetap (fixed coil) F1 dan F2 yang sama dan saling sejajar. Kedua kumparan tetap mempunyai inti udara untuk menghindari efek histerisis, bila instrumen tersebut digunakan untuk sirkuit ac. Jika arus yang melalui kumparan tetap I1 dan arus yang melalui kumparan putar I2. Karena tidak mengandung besi, maka kuat medan dan rapat flux akan sebanding terhadap I1. Jadi :

B = k . I1 .......................…………………………… ( 1 - 8 )

Di mana : B : Rapat flux k : kontanta

Gambar 1 – 21. Prinsip alat ukur elektrodinamis

Misal kumparan putar yang dipergunakan berbentuk persegi (dapat juga lingkaran) dengan ukuran paniang l dan lebar b, dan

banyaknya lilitan N. Besarnya gaya pada masing-masing sisi kumparan adalah :

N . B . I2 . l Newton.

Momen penyimpang atau momen putarnya pada kumparan besarnya adalah :

Td = N . B . I2 . l . b ------ > B = k . I1

Td = N . k . Il . I2 . l . b Nm ……………………….. ( 1 - 9 ) Keterangan : Td : Momen Putar N : Banyaknya lilitan l : panjang kumparan b : lebar kumparan

Besarnya N, k, 1, dan b adalah konstan, bila besaran-besaran

tersebut dinyatakan dengan K1, maka :

Td = Kl . Il . I2 …………… ( 1 - 10 )

Dari persamaan 1-10 terlihat bahwa besarriya momen putar adalah berbanding lurus terhadap hasil kali arus yang mengalir melalui kumparan tetap dan

kumparan putar. Pada kumparan putar ini spring kontrol (pegas pengatur), maka Momen pengontrol/pemulih akan berbanding lurus terhadap simpangan ; maka :

Kl . I1 . I2 = K2 .

~ I1 . I2 ……………………………………………………. ( 1 - 11 )

Apabila instrumen digunakan sebagai ammeter, maka arus

yang melalui kumparan tetap dan kumparan putar besarnya sama.

Jika I1 = I2 = I, maka : ~ I2

I ~ ............................................................... ( 1 - 12 )

a b Gambar 1 – 22. Rangkaian ammeter elektrodinamis Rangkaian Gambar 1-22a digunakan untuk mengukur arus yang kecil, sedangkan Gambar 1-22b digunakan untuk mengukur arus yang besar, Rsh dipasang guna membatasi besarnya arus yang melalui kumparan putar.

Gambar 1 - 23

Rangkaian voltmeter elektrodinamis

Apabila instrumen tersebut digunakan sebagai voltmeter, maka kumparan tetap F dan kumparan putar M dihubungkan seri dengan tahanan tinggi (RS).

Besarnya I1 = 12 = I, adalah ~ V.V --- > ~ V2

V ~ …………(1 - 13) Alat ukur elektrodinamis bila digunakan untuk arus bolak-balik biasanya skala dikalibrasi dalam akar kuadrat arus rata-rata, berarti alat ukur membaca nilai effektip. Dengan demikian jika alat ukur elektrodinamis dikalibrasi untuk arus searah 1 A pada skala diberi tanda yang menyatakan nilai 1 A, maka untuk arus bolak-balik akan menyebabkan jarum menyimpang ke tanda skala untuk I A dc dan memiliki nilai effektip sebesar 1 A. Jadi pembacaan yang dihasilkan oleh arus searah dapat dialihkan ke nilai arus bolak-balik yang sesuai, karena itu menetapkan hubungan antara AC dan DC. Artinya alat ukur ini dapat digunakan untuk membaca arus AC dan DC dengan skala yang sama.

1.5.4. Alat Ukur Elektrostatis Alat ukur elektrostatis banyak dipergunakan sebagai alat ukur tegangan (volt meter) untuk arus bolak-balik maupun arus searah, khususnya dipergunakan pada alat ukur tegangan tinggi. Pada dasarnya kerja alat ukur ini adalah gaya tarik antara muatan-muatan listrik dari dua buah pelat dengan beda tegangan yang tetap. Gaya

ini akan menimbulkan Momen penyimpang, bila beda tegangan ini kecil, maka gaya ini akan kecil sekali. Mekanisme dari alat ukur elektrostatis ini mirip dengan sebuah capasitor variabel; yang mana tingkah lakunya bergantung pada reaksi antara dua benda bemuatan listrik (hukum coulomb).

Gambar 1 – 24 Skema voltmeter elektrostatis Gaya yang merupakan hasil interaksi tersebut, pada alat ukur ini dimanfaatkan untuk penggerak jarum penunjuk. Salah satu konfigurasi dasar alat ukur elektrostatis diperlihatkan gambar 1-24. Pelat X dan Y membentuk sebuah kapasitor varibel. Jika X dan Y dihubungkan dengan titik-titik yang potensialnya berlawanan (Vab), maka antara X dan Y akan terjadi gaya tarik-menarik; karena X dan Y mempunyai muatan yang sama besarnya, tetapi berlawanan (hukum coulomb). Gaya yang terjadi ini dibuat sedemikian rupa hingga bisa menimbulkan Momen (momen putar) yang digunakan untuk menggerakkan jarum pada pelat X ke kanan. Jika harga Vab

semakin besar, maka muatan kapasitor semakin bertambah; dengan bertambahnya muatan ini akan menyebabkan gaya tarik menarik menjadi besar pula, sehingga jarum akan bergerak ke kanan. Momen putar yang disebabkan oleh gaya tersebut akan dilawan oleh gaya reaksi dari pegas. Apabila Momen dari kedua gaya ini sudah sama/seimbang, maka jarum yang berada pada pelat X akan berhenti pada skala yang menunjukkan harga Vab. Untuk menentukan Momen (momen putar) yang dibangkitkan oleh tegangan yang masuk adalah sebagai berikut : misal simpangan jarum adalah , jika C adalah kapasitansi pada posisi

tersimpang, maka muatan instrumen akan menjadi CV coulomb. Dimisalkan tegangannya berubah dari V menjadi V + dV, maka akibatnya , C, dan Q akan

berubah menjadi + d ; C + dC dan Q + dQ. Sekarang energi yang tersimpan dalam medan elektrostatis akan bertambah dengan :

dE = d (1/2 CV2) = 1/2 V2 . dC + CV . dV joule ……. (1 - 14 ) Keterangan : dE : Energi yang tersimpan CV : Muatan instrumen

Jika T adalah besarnya Momen pengontral terhadap simpangan , maka besarnya tambahan energi yang tersimpan pada pengontrol

ini adalah : T x d joule. Jadi energi total tambahannya adalah :

T x d + 1/2 V2. dC + CV . dV joule ……………… ( 1 – 15)

Dari sini terlitlat bahwa selama teriadi perubahan, sumbernya

mensupply muatan sebesar dQ pada potensial V.

Besar energi yang disupplykan = V x dQ = V x d(CV) = V2 x dC + CV.dV joule . (1 -16) Padahal energi supply harus sama dengan energi extra yang tersimpan di dalam medan dan

pengontrol, maka persamaan 1 -15 dan 1 -16 akan didapatkan :

T x d + ½ V2. dC + CV . dV = V2 . dC + CV . dV T x d = ½ V2 . dC T = ½V2 . dC/d Newton meter ………………….. (1 – 17)

Ternyata Momen yang diperoleh sebanding dengan kuadrat tegangan yang diukur, baik dc

maupun ac. Tetapi untuk ac, skala pembacaannya adalah harga rms-nya.

1.6. Peraga Hasil Pengukuran 1.6.1. Light Emiting Dioda (LED) Light Emiting Dioda (LED) secara konstruksi terbuat sebagaimana dioda PN junction bahan tipe P dan tipe N. Yang membedakan keduanya adalah bahanyang

digunakan. Dioda PN junction atau yang biasa disebut dioda saja terbuat dari bahan Silikon (Si) atau Germanium (Ge), aliran arusnya dapat melalui traping level yang

biasa dinamakan tingkat Fermi. Sedangkan LED terbuat dari bahan GaAs, GaP atau GaAsP yang mempunyai sifat direct gap. Artinya untuk dapat mengalirkan arus, elektron harus berpindah dari tingkat jalur konduksi langsung ke jalur valensi (perhatikan gambar jalur energi tanda panah biru). Keistimewaan bahan ini adalah energi ionisasi yaitu energi yang dibutuhkan elektron untuk lepas dari ikatan valensi, atau berpindah dari jalur konduksi ke jalur valensi, dilepaskan kembali dalam bentuk cahaya. Warna cahaya yang dihasilkan tergantung dari selisih energi jalur konduksi dan valensi. Daerah sambungan antara bahan tipe P dan N dibuat dari bahan bersifat reflektif dan diberi jendela tembus cahaya sehingga cahaya yang dihasilkan dapat dilihat. Energi untuk berpindah dari jalur konduksi ke valensi diperoleh dari tegangan bias.

Gambar 1 – 25 Rekombinasi elektron

Gambar 1 – 26 Polaritas dan simbol LED

Dioda Silikon mempunyai gelombang maksimum 900 mm mendekati cahaya infra merah. LED yang paling popular adalah

gallium arsenide (GaAsP) mempunyai emisi cahaya merah. Spektrum emisi merupakan fungsi intensitas relative (%) terhadap

Jalur valensi

Tipe p Tipe n

hole elektronJalur konduksi

Tingkat Fermi

Jalur terlarang

cahaya

Anoda katoda

fungsi panjang gelombang (μm) dalam range 0,62 sampai 0,76 μm dengan puncak (100%) pada panjang gelombang 0,66 μm. Juga tersedia LED warna oranye, kuning dan hijau untuk ketiga warna ini seringkali digunakan bahan gallium phospide. Karakteristik fungsi arus dan tegangan serupa dengan diode

bias maju kecuali bahwa arus tidak mengalir sampai tercapai tegangan threshold sekitar 1,4 sampai 1,8 volt. Dalam implementasi rangkaian LED dihubung seri dengan resistor yang berfungsi sebagai pembatas arus, agar arus yang mengalir dalam LED dalam batas yang aman.

Gambar 1 – 27. LED Gambar 1 – 28. Rangkaian LED

1.6.2. LED Seven SegmenPeraga tujuh segmen digunakan sebagai penunjuk angka pada kebanyakan peralatan uji. Seven segmen disusun terdiri dari LED yang diaktifkan secara individual, kebanyakan yang digunakan LED warna merah. LED disusun dan diberi label seperti gambar diagram di bawah. Jika semua segmen diaktifkan akan menunjukkan angka 8, sedangkan bila yang diaktifkan hanya segmen a, b, g, c dan d memperagakan angka 3. Angka yang dapat diperagakan dari 0 sampai dengan 9 sedangkan dp menunjukkan titik desimal.

Ada dua jenis seven segmen komon katoda dan komon anoda. Seven segmen dinyatakan sebagai komon anoda jika semua anoda dari LED seven segmen anoda di komen menjadi satu. Segmen yang aktif adalah segmen yang katodanya terhubung dengan sumber tegangan nol atau seven segemen aktif rendah. Sebaliknya untuk komon katoda semua katode dari LED seven segmen terhubung menjadi satu mendapat tegangan bias nol. Segmen yang aktif adalah segmen yang mendapat tegangan positip pada anoda atau aktif tinggi. Sebuah resistor ditempatkan seri dengan

R1

E

LED

masing-masing diode untuk pengaman terhadap arus lebih.

Gambar 1 – 29. Skematik seven segmen

Karena seven segmen merupakan peraga sinyal digital dimana angka berbasis dua atau biner, maka seven segmen dapat digunakan sebagai penunjukan hitungan desimal diperlukan pengubah hitungan biner menjadi desimal yang disebut dengan rangkaian BCD (Binery Code Desimal). Hubungan keluaran hitungan biner, keluaran decoder BCD dan tabel kebenarannya ditunjukkan dibawah ini.

Gambar 1 – 30. Peraga seven segmen

Gambar 1-31. Rangkaian dekoder dan seven segmen (Deboo Borrous :1982)

Dengan memvariasi masukan untuk memilih segmen yang aktif peragaan seven segmen dapat memperagakan huruf dan angka

diantaranya seperti gambar di bawah ini.

Gambar 1-32. Macam-macam peragaan seven segmen

Pengaturan pilihan segmen aktif dilakukan dengan mengenali karakteristik hubungan keluaran decoder dan seven segmen.

Karakteristik tersebut ditunjukkan dalam tabel kebenaran tabel di bawah ini.

Resistor pembatas

Vcc

Dekoder / Driver

A B C D E F G

A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’

a b c d

Masukan BCD Tes lampu Gnd

Vcc

RB0

RB1

B

C

F

E

A

D

G

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tabel 1 – 8 Tabel kebenaran decoder BCD Komon Katoda

Masukan BCD Keadaan Keluaran Peraga d c b a A B C D E F G

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0

0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0

0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0

0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0

0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0

1.6.3. LCD: Polarisasi cahaya LCD dalam bentuk sederhana tedapat pada peraga kalkulator. Beberapa krital cair meneruskan cahaya dan beberapa yang lain menutup sehingga gelap. Status

membuka atau menutup setiap kristal cair diatur melalui elektrode-elektrode.

Gambar 1 - 33. Konstruksi LCD

http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm

Gambar 1 – 34. Contoh peraga LCD pada multimeter

Jenis kristal cair yang digunakan dalam pengembangan teknologi LCD adalah jenis nematik, yaitu memiliki molekul dengan pola dan arah tertentu. Jenis yang paling sederhana adalah twisted nematic (TN) memiliki struktur molekul terpilin secara alamiah, mulai dikembangkan tahun 1967. Struktur TN terpilin secara alamiah 90, dapat dilepas pilinannya (untwist) dengan menggunakan arus listrik. Struktur LCD meliputi kristal cair TN (D) diletakkan di antara dua elektroda (C dan E) yang dibungkus lagi seperti sandwich dengan dua panel gelas (B dan F) pada sisi luar dilumuri lapisan tipis polarizing film. Lapisan A berupa cermin yang dapat memantulkan cahaya yang berhasil menembus lapisan-lapisan sandwich LCD. Kedua elektroda dihubungkan dengan baterai sebagai sumber arus. Panel B memiliki polarisasi yang berbeda 90 dari panel F. Cahaya masuk melewati panel F sehingga terpolarisasi, pada saat tidak ada arus listrik, dan cahaya

diteruskan menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekul- molekul TN (90), sampai memantul di cermin A dan keluar kembali. Ketika elektroda C dan E yang berupa elektroda kecil berbentuk segi empat dipasang di lapisan gelas mendapatkan arus, kristal cair D yang sangat sensitif terhadap arus listrik tidak lagi terpilin sehingga cahaya terus menuju panel B dengan polarisasi sesuai panel F. Panel B yang memiliki polarisasi berbeda 90 dari panel F menghalangi cahaya untuk menembus terus. Dikarenakan cahaya tidak dapat lewat, pada layar terlihat bayangan gelap berbentuk segi empat kecil yang ukurannya sama dengan elektroda E ini berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh cermin A. Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik ini dimanfaatkan sebagai alat pengatur ON/OFF LCD. Namun, sistem tidak menghasilkan cahaya sebagaimana LED melainkan

mengambil sumber cahaya dari luar. Dengan alasan seperti itulah mengapa LCD mempunyai sifat konsumsi daya rendah Dalam perkembanganya LCD banyak digunakan sebagai monitor TV, monitor computer maupun LCD. Polarisasi, membelokan cahaya

dengan warna tertentu. Pada posisi tertentu meneruskan warna kuning, posisi lain warna merah, juga warna-warna lain di antara kuning-merah (gabungan) ditunjukkan gambar 1-35. di bawah ini.

Gambar 1 – 35. Perkembangan LCD pada implementasi monitor TV http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm

Seven segmen LCD mempunyai beberapa keuntungan yaitu hanya memerlukan daya yang rendah dalam orde microwatt karena LCD tidak mengemisikan atau membangkitkan cahaya melainkan hanya memendarkan cahaya masukan, harga murah tidak tergantung ukuran sebagaimana yang lain, mempunyai contrast yang baik. Kelemahan LCD reliabilitas rendah, range temperature terbatas, visibility dalam penerangan lingkungan rendah, kecepatan rendah dan memerlukan tegangan ac pengaktif kristal.

1.6.4. Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube /CRT)1.6.4.1. Susunan Elektrode CRT dan Prinsip Kerja

Tabung sinar katoda ( cathode ray tube atau CRT), ditemukan oleh Ferdinand K. Brain ahli fisika German pada tahun 1879, struktur bagian dalam sebuah tabung sinar katoda ditunjukkan gambar di bawah. Komponen utama CRT untuk pemakaian pada umumnya berisi: (a) Senapan elektron yang terdiri

dari katoda, filamen, kisi pengatur, anoda pemercepat

(b) Perlengkapan pelat defleksi horisontal dan vertikal

(c) Layar flouresensi (d) Tabung gelas dan dasar

tabung. Senapan elektron

menghasilkan suatu berkas elektron sempit dan terfokus secara tajam pada saat meninggalkan senapan pada

kecepatan yang sangat tinggi dan bergerak menuju layar flourescent. Pada saat elektron membentur layar energi kinetik dari elektron-elektron berkecepatan tinggi diubah menjadi pancaran cahaya dan berkas menghasilkan suatu bintik cahaya kecil pada layar CRT. Dalam perjalanannya menuju

layar, berkas elektron melalui diantara dua pelat defleksi elektrostatik sehingga berkas akan dibelokkan ke arah resultante defleksi horisontal dan vertikal sehingga membentuk jejak gambar pada layar sesuai dengan tegangan masukan.

Gambar 1 - 36. Skema CRT "http://en.wikipedia.org/wiki/Cathode_ray_tube"

Gambar 1 – 37. Cutaway rendering of a color CRT

"http://en.wikipedia.org/wiki/Cathode_ray_tube" Keterangan : 1. Senapan elektron 2 Berkas elektron

Kumparan pembelok

Anoda

Kisi pemusat

pemanas Berkas elektron katoda

Kumparan pemfokus

Layar flouresen

3. Kumparan pemfokus 4. Kumparan defleksi 5. Anoda 6. Lapisan pemisah berkas untuk

merah, hijau dan biru bagian gambar yang diperagakan. 7. Lapisan pospor dengan zona

merah, hijau dan biru. 8. Lapisan pospor sisi bagian dalam

layar yang diperbesar.

Sebuah senapan elektron konvensional yang digunakan dalam sebuah CRT pemakaian umum, ditunjukan pada gambar di bawah ini. Sebutan senapan elektron berasal dari kesamaan antara gerakan sebuah elektron yang dikeluarkan dari senapan elektron CRT mempunyai kesamaan lintasan peluru yang ditembakkan oleh senapan.

Gambar 1 – 38. Senapan elektron (Electron Gun)

"http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube"

Elektron-elektron diionisasikan secara thermionik dengan pemanasan tak langsung pada katoda yang secara keseluruhan dikelilingi dengan kisi pengatur yang terdiri dari silinder nikel dengan lubang kecil ditengahnya satu sumbu dengan sumbu tabung. Elektron-elektron menuju layar dilewatkan melalui lubang kecil membentuk arus berkas. Besarnya arus berkas dapat diatur dengan mengatur alat kontrol yang berada pada panel depan yang diberi tanda INTENSITY. Mengatur intensitas sebenarnya mengubah tegangan negatif terhadap katoda pada kisi pengatur. Penambahan tegangan negatip pada kisi pengatur akan

menurunkan arus berkas, yang berarti menurunkan intensitas tabung atau tingkat terangnya bayangan pada layar CRT. Elektron-elektron yang dipancarkan oleh katoda dipusatkan pada lubang kecil di dalam kisi pengatur, dipercepat oleh adanya tegangan potensial tinggi yang diberikan pada kedua elektrode anoda pemercepat (accelerating anode). Kedua anoda ini dipisahkan oleh sebuah anoda pemusat (focusing anode) melengkapi metode pemusatan elektron ke dalam berkas terbatas yang sempit dan tajam. Kedua anoda pemercepat dan anoda pemusat juga berbentuk silinder dengan lubang-lubang kecil

ditengah-tengahnya masing-masing silinder satu sumbe dengan CRT. Lubang-lubang kecil di dalam elektrode-elektrode ini

memungkinkan berkas elektron dipercepat dan terpusat merambat melalui pelat defleksi vertikal dan horisontal menuju layar.

1.6.4.2. Layar CRT Bila berkas elektron membentur layar CRT yang berlapiskan fosfor akan menghasikan bintik cahaya. Bahan dibagian dalam CRT berupa fosfor sehingga energi kinetik tumbukan elektron pada layar akan menyebabkan perpendaran cahaya. Fosfor menyerap energi kinetik dari elektron-elektron pembombardir dan memancarkan kembali energi tersebut pada frekuensi yang lebih rendah dalam spektrum cahaya tampak. Bahan-bahan flourescen memiliki karakteristik fosforesensi yaitu memancarkan cahaya walaupun sumber eksitasi telah dihilangkan. Lama waktu cahaya yang tinggal setelah bahan yang bersinar hilang disebut ketahanan atau persistansi. Ketahanan biasanya diukur berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh bayangan CRT agar berkurang ke suatu persistansi tertentu biasanyab 10 persen dari keluaran cahaya semula. Intensitas cahaya yang dipancarkan CRT disebut luminansi tergantung beberapa

faktor. Pertama intensitas cahaya dikontrol oleh jumlah elektron pembombardir yang membentur layar setiap detik. Jika arus berkas diperbesar atau arus berkas dengan jumlah yang sama dipusatkan pada daerah yang lebih kecil dengan mengurangi ukuran bintik maka luminansi akan bertambah. Kedua luminansi bergantung pada energi benturan elektron pembombardir pada layar, energi benturan dapat ditingkatkan melalui penambahan tegangan pada anoda pemercepat. Ketiga luminansi merupakan fungsi waktu benturan berkas pada permukaan lapisan fosfor ini berarti kecepatan penyapuan akan mempengaruhi luminansi. Akhirnya luminansi merupakan fungsi karakteristik fisik dan fosfor itu sendiri. Oleh karena itu hampir semua pabrik melengkapi pembeli dengan pilihan bahan fosfor, tabel di bawah ini menyajikan karakteristik beberapa fosfor yang lazim digunakan.

Tabel 1-9 Karakteristik beberapa fosfor yang lazim digunakan (William Cooper : )

Jenis fosfor Fouresensi Fosforisensi Luminansi Penurunan

ke 0,1% Komentar

P1 Kuning-hijau Kuning-hijau 50% 95 Untuk pemakaian umum

P3 Biru-hijau Kuning-hijau 55% 120

Kecepatan rendah dan kecepatan tinggi,

P4 Putih Putih 50% 20 peragaan televisi

P5 Biru kuning -hijau 35% 1500

Pengamatan fenomena kecepatan rendah

P11 Ungu-biru Ungu-biru 15% 20 Pemakaian fotografi

P31 Kuning-hijau Kuning-hijau 100% 32 Pemakaian umum fosfor paling terang

Sejumlah faktor perlu dipertimbangkan dalam memilih fosfor agar sesuai kebutuhan. Contoh fosfor P11 memliki ketahanan singkat, sangat baik untuk pemotretan bentuk gelombang tetapi sama sekali tidak sesuai untuk pengamatan visual fenomena kecepatan rendah. P31 luminansi tinggi, ketahanan sedang, merupakan kompromi yang paling baik untuk penglihatan gambar secara umum, banyak dijumpai dalam kebanyakan CRO standar tipe laboratorium. Ada kemungkinan kerusakan berat pada CRT yang dikarenakan penanganan yang tidak tepat pada pengaturan alat-alat kontrol yang terdapat pada panel depan. Bila sebuah fosfor dieksitasi oleh

berkas elektron pada rapat arus yang berlebihan, akan menyebabkan panas pada fosfor sehingga keluaran cahaya berkurang. Dua faktor yang mengontrol terjadinya panas adalah kerapatan berkas dan lamanya eksitasi. Kerapatan berkas dikontrol oleh melalui tombol INTENSITY, FOCUS dan ASTIGMATISM pada panel depan CRO. Waktu yang diperlukan oleh berkas untuk mengeksitasi suatu permukaan fosfor diatur dengan penyapu atau alat kontrol TIME/DIV. Panas yang mungkin menyebabkan kerusakan fosfor, dicegah dengan mempertahankan berkas pada intensitas yang rendah dan waktu pencahayaan yang singkat.

1.6.4.3. Gratikulasi

Bentuk gelombang pada permukaan CRT secara visual dapat diukur pada sepasang tanda skala horisontal dan vertikal yang disebut gratikul. Tanda skala dapat ditempatkan dipermukaan luar tabung CRT dalam hal ini dikenal sebagai eksternal gratikul. Gratikul yang dipasang dipermukaan luar terdiri dari sebuah plat plastik bening atau berwarna dilengkapi dengan tanda pembagian skala. Gratikul di luar mempunyai keuntungan mudah

diganti dengan suatu pola gambar khusus, seperti tanda derajat, untuk analisis vektor TV warna, Selain itu posisi gratikul luar dapat dengan mudah diatur agar sejajar dengan jejak CRT. Kerugiannya adalah paralaksis sebab tanda skala tidak sebidang dengan bayangan gelombang yang dihasilkan pada fosfor, sebagai akibat penjajaran jejak dan gratikul akan berubah terhadap posisi pengamatan.

Gambar 1 – 39. Tanda skala gratikul Gratikul internal pemasangan tidak menyebabkan kesalahan paralaksis karena bayangan CRT dan gratikul berada pada bidang yang sama. Dengan internal gratikul CRO lebih mahal karena tidak dapat diganti tanpa

mengganti CRT. Disamping itu CRT dengan gratikul dipermukaan dalam harus mempunyai suatu cara untuk mensejajarkan jejak, membawa akibat menambah harga keseluruhan CRO.

Gratikul

Daftar Pustaka : Cooper, William D, 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik

Pengukuran. ((Terjemahan Sahat Pakpahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.(Buku asli diterbitkan tahun 1978)

Soedjana, S., Nishino, O. 1976. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Deboo and Burrous.1977. Integreted Circuit And Semiconductor Devices : theory and application. Tokyo Japan : Kogakusha.Ltd

http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm "http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube" www.tpub.com

Tujuan Setelah membaca

Multimeter merupakan alat ukur yang

paling banyak dipergunakan oleh para praktisi, hobist dan orang yang bekerja berkaitan dengan rangkaian listrik dan elektronika. Multimeter dapat dipergunakan untuk mengukur besaran listrik, seperti : hambatan, arus, tegangan. Karena dirancang untuk mengukur tiga besaran tersebut, maka multimeter sering disebut AVO meter (Amper Volt Ohm).

Fungsi multimeter

dapat untuk : (1). Mengukur

hambatan (Ohmmeter),

(2) Mengukur arus

(Ampermeter),

(3). Mengukur

tegangan

(Voltmeter).

Pembahasan : (1) Dasar AVO meter (2) Multimeter Analog (3) Multimeter Digital

Pokok Bahasan

BAB 2

MULTIMETER

1. Mampu menjelaskan prinsip kerja multimeter sebagai ampermeter, voltmeter dan ohmmeter.

2. Mampu melakukan tindak pencegahan kerusakan dalam menggunakan multimeter.

3. Mampu memilih meter yang mempunyai spesifikasi terbaik. 4. Mampu mengoperasikan multimeter sesuai dengan fungsi dan

dengan ketelitian yang optimal. 5. Mampu melakukan pemeliharaan multimeter.

Ampermeter ideal : (1) Simpangan

jarum sebanding arus (linier)

(2) Hambatan dalam meter nol

2.1. Multimeter Dasar

Ampermeter ideal mempunyai dua sifat dasar, yaitu: (1) hambatan dalamnya sama dengan nol, (2) simpangan jarum benar-benar sebanding dengan arusnya. Pembacaan arus yang diperoleh dari suatu ampermeter yang ideal adalah sempurna. Karena hambatan dalamnya nol, maka tidak akan menghambat arus yang mengalir dalam rangkaian bila dihubungkan. Lagi pula karena permukaan alat ukur ditandai secara sempurna, maka pembacaannya akan mencapai ketelitian 100 persen.

Ampermeter ideal hanya merupakan wacana yang susah direalisaikan. Dalam kenyataannya pasti mempunyai hambatan, selain itu simpangan jarum ampermeter biasanya tidak berbanding secara tepat dengan besar arusnya. Dalam hal pembuatan ampermeter-ampermeter DC masih dapat dibuat mendekati sifat-sifat ampermeter ideal. Hambatan dalamnya dibuat serendah mungkin dan penyimpangan jarumnya hampir linier.

Mikroampermeter sederhana dapat dikembangkan fungsinya sebagai AVO meter disebut Basic mater mempunyai tahanan dalam (Rm) tertentu yang dijadikan sebagai dasar pengembangan fungsi. Gambar di bawah ini merupakan mikroampermeter dengan arus skala penuh (Ifs ) sebesar 100 μA. dapat dijadikan sebagai Basic Meter.

Gambar 2-1. Basic meter unit

2.1.1. Ampermeter Ideal

Suatu ampermeter dengan arus skala penuh Ifs (I full scale) dapat diparalel dengan suatu hambatan agar dapat mengukur arus yang

lebih besar dari pada arus skala penuhnya. Gambar 2 – 2 mengilustrasikan suatu ampermeter shunt.

ItIt

Gambar 2-2a.Ampermeter shunt Gambar 2-2b.Ampmeter dengan basic meter unit Seperti ditunjukkan pada Gambar, saat simpangan penuh, mengalir arus total (It) dalam rangkaian. Sebagian arus mengalir melalui

hambatan shunt, (Rsh) sebesar Ish . Sehingga berlaku persamaan arus

It = Ish + Ifs ………………………………….. (2 – 1) atau Ish = It - Ifs Untuk menghitung besarnya hambatan shunt, dapat digunakan persamaan tegangan: Ish . Rsh = Ifs - Rm Sehingga : Rsh = Ifs/ Ish . Rm ………………..…………….(2 – 2) Dengan mensubstitusikan persamaan (2 – 1) ke persamaan (2– 2), maka diperoleh persamaan :

Jika : Rm : hambatan ampermeter sebelum dipasang Rsh Rm’ : hambatan ampermeter setelah dipasang Rsh

It IRsh Ifs

A

2.1.2. Mengubah Batas Ukur

3) -(2 . mR . fsI - tI

fsI shR

4) - (2 . mR . shR mR

shR . mR shR / / mR 'mR

5) - (2 ....................... mR . tI

fsI 'mR

ohm 12.5 50 . 1 - 5

1

mR . fsI -t I

fsI shI a).

mA 5 It mA; 1 fsI

Besarnya Rm ' dapat diperoleh dengan pendekatan sebagai berikut : Rm' = Vin/Iin dengan pengertian bahwa : Vin = tegangan input, yaitu tegangan pada ujung-ujung ampermeter

shunt. Iin = arus input, yaitu arus total yang melalui input (yang masuk ke

dalam rangkaian) Sehingga persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut

Dari persaamaan tersebut ternyata bahwa bila arus total (It) lebih besar dibanding arus skala penuh (Ifs) nya dengan suatu faktor, maka hambatan dari ampermeter shunt akan berkurang dengan faktor tersebut. Sebagai contoh, jika Rm = 50 ohm, Ifs = 1mA, dan akan

digunakan untuk mengukur arus total It = 10 mA; maka kita akan memperluas jangkauan arus dengan faktor 10 kali. Oleh karena itu, hambatan ampermeter shunt (Rm) menjadi 1/10 dari harga Rm’, atau sebesar 5 ohm.

Contoh Aplikasi 1. Suatu ampermeter dengan hambatan 50 ohm dan arus simpangan penuhnya 1 mA. Agar dapat untuk mengukur arus sebesar 5 mA, berapakah besarnya hambatan shunt dan berapakah besarnya hambatan ampermeter shunt (Rm’) ? Jawab :

ItI

Gambar 2-3. Ampermeter shunt

It Ifs IRsh

A

ohm 10 50 12,550 . 12,5

m/ /RshR ' mRatau ohm 10 50 . 51/

mR . t/IfsI ' mR a).

ohm 0,05 50 . 1 - 1000

1

mR . fsI -t I

fsI shR

2. Dari soal 1 di atas, tetapi digunakan untuk mengukur arus It = I A. Berapakah besarnya Rsh dan Rm’ nya ? Jawab :

Rm’ = Ifs/It . Rm = 1/1000 . 50 = 0.05 ohm Dari contoh soal di atas, dapat disimpulkan bahwa.

bila : It >> Ifs ; maka Rsh >> Rm dan Rm‘ = Rsh 3. Suatu ampermeter dengan hambatan 2000 ohm dan arus

simpangan penuh 50 A, maka akan dishunt seperti pada Gambar 2-4 dengan ring variasi arus: 5 mA; 50 mA; dan 500 mA. Berapakah besarnya Rm' dan Rsh pada masing-masing ring tersebut ?

Jawab : It Selektor Ifs = 50 μA 5mA 50mA 500mA Rm = 2K

Rm’

Gambar 2-4. Ampermeter dengan ring yang berbeda

A

Catatan :

Sebagai alternatif lain, maka rangkaian dapat dibuat seperti pada Gambar 2 - 5, yang sering disebut dengan Ayrton shunt.

5mA Selektor 50mA RA

+

500mA RB Ifs=50μA Rm = 2K RC

-

Gambar 2-5. Ayrton shunt

a) Rm’ = Ifs/It . Rm

Untuk ring 5 mA:

Rm’ = 50/5000 . 2000

= 20 ohm

Untuk ring 50 mA:

Rm’ = 50/50000 . 2000

= 20 ohm

Untuk ring 500 mA:

Rm’ = 50/500000 . 2000

= 0,2 ohm

b. Untuk ring 5 mA

ohm 20,2 2000 . 50 -5000

50 shR

Untuk ring 50mA

ohm 2,002 2000 . 50 -50000

50 shR

Untuk ring 500 mA

ohm 0,2 2000 . 50 -500000

50 shR

Sebagai catatan, bahwa rangkaian ampermeter shunt seperti pada Gambar 2-4 di atas mempunyai kekurangan, yaitu pada saat pergantian posisi saklar dari ring yang satu ke ring yang lain, terjadi keadaan terbuka sebentar. Hal membahayakan/ mengganggu gerakkan jarum meter.

A

Gambar 2-6. Rangkaian penyearah pada ampermeter AC

2.1.3. Ampermeter AC

Mikroampermeter DC ini dapat dikembangkan menjadi ampermeter AC dengan menambahkkan komponen penyearah masukan yang fungsinya menyearahkan tegangan masukan AC menjadi DC. Meskipun tegangan masukan berupa tegangan AC tetapi tegangan maupun arus yang masuk meter berupa arus DC, sehingga proses pengukuran sama sebagaimana dijelaskan diatas. Sehingga ampermeter AC terbentuk atas ampermeter ideal, Rm, Rsh dan rangkaian penyearah, sebagaimana digambarkan pada gambar 2-6 di bawah ini.

Sinyal Ac yang diukur sebelum masuk meter disearahkan dahulu sehingga arus yang masuk meter tetap berupa arus DC.

A 1 μF

Tegangan masukan AC

+ + Rsh

Rm

Gambar 2-7. Contoh dasar ampermeter

2.1.4. Kesalahan Pengukuran 2.1.4.1. Kesalahan Paralaks

Kesalahan paralaks adalah kesalahan yang disebabkan oleh manusia terutama berkaitan dengan pengamatan dan pembacaan pengukuran. Kesalahan tersebut antara lain : (1) kesalahan pembacaan pada skala yang tidak benar misal mengukur arus dibaca pada skala tegangan, (2). posisi pembacaan sehingga posisi jarum tidak berimpit dengan bayangan jarum di cermin. Hasil pembacaan dapat kurang atau lebih dari harga sebenarnya tergantung posisi pembaca terhadap meter.

Kesalahan paralaks: (1) pembacaan skala tidak

benar. (2) Posisi pembacaan

yang tidak tepat.

Gambar 2- 8. Posisi pembacaan meter

2.1.4.2. Kesalahan Kalibrasi Salah satu jenis kesalahan yang terjadi dalam suatu ampermeter yang nyata adalah kesalahan kalibrasi. Timbulnya kesalahan ini karena permukaan meter (alat ukur) mungkin tidak ditandai secara cermat, atau dengan kata lain pembuatan tanda/skala yang tidak cermat. Tidak jarang ampermeter yang mempunyai tanda/skala pada permukaan yang tidak seragam bagian-bagiannya.

Karena penyimpangan jarum tidak berbanding secara tepat dengan harga arusnya, maka penyimpangan tersebut biasanya menunjukkan harga arus yang kurang tepat. Untuk mengatasi hal ini dapat dilakukan dengan cara memasang suatu ampermeter standar yang dihubungkan seri dengan ampermeter yang akan dikalibrasi, yang dilihat seperti Gambar 2 - 9.

Pembacaan > harga

b

Pembacaan < harga sebenarnya

Posisi yang benar

Tabel 2-1. Kalibrasi arus

Gambar 2-9. Kalibrasi arus

Pada ampermeter ideal akan terbaca secara tepat harga arus sumber, sedangkan pada ampermeter kenyataan (yang akan dikalibrasi), yang mempunyai tanda/skala pada permukaan meter yang kurang tepat menghasilkan kesalahan pembacaan sedikit. Untuk

mengatasai kesalahan ini, maka pada meter yang belum diberi skala (yang dikalibrasi), lantas diberi skala disesuaikan dengan skala dari ampermeter yang ideal (standar). Dalam beberapa kejadian, kapan saja suatu ampermeter dipakai, akan terjadi kesalahan kalibrasi.

2.1.4.3. Kesalahan Pembebanan Kesalahan lain yang ditemukan dalam pemakaian ampermeter adalah kesalahan yang disebabkan oleh adanya

hambatan dari ampermeter tersebut. Pemasangan ampermeter pada cabang rangkaian, akan menambah

A

A

I I Ideal I kenyataan

1 mA

0,5 mA

0,25 mA

0

1 mA

0,5 mA

0,25 mA

0

0,97 mA

0,51 mA

0,26 mA

0

Contoh Aplikasi : Suatu ampermeter mempunyai kesalahan kalibrasi 3% dari arus simpangan penuh (full scale current). Jadi bila meter tersebut mempunyai arus simpangan penuh 1 mA, kesalahan kalibrasinya kurang lebih 0,03 mA. Sehingga untuk arus I mA pada ampermeter akan terbaca antara 0,97 mA dan 1,03 mA. Di lain fihak, jika arus yang mengalir pada ampermeter hanya 0,25 mA; meter akan menunjuk antara 0,22 mA dan 0,28 mA. Dengan demikian semakin besar, yaitu :

0,03/0,25 x 100% = 12% Jika dibandingkan dengan 3% pada arus 1 mA. Oleh karena itu, untuk praktek pengukuran sebaiknya dengan simpangan arus sebesar mungkin, karena kesalahan kalibrasi ditentukan dari arus simpangan penuhnya.

Sumber arus

I ideal

I kenyataan

hambatan. Penambahan hambatan menurunkan arus yang mengalir dalam rangkaian. Penurunan arus mungkin kecil sehingga dapat diabaikan atau

mungkin agak besar, tergantung dari hubungan antara hambatan ampermeter dan hambatan dari rangkaian dalam pengetesan.

Gambar 2-10a. Gambar 2-10b. Rangkaian tanpa meter Rangkaian dengan meter Pada Gambar 2 - 10a menunjukkan rangkaian tanpa meter, arus mengalir sebesar Itm. Ini merupakan arus sesungguhnya yang ingin diukur. Dengan dihubungkannya ampermeter secara seri dengan cabang tersebut Gambar 2 – 10 b; akibat adanya hambatan ampermeter, maka arus pada

cabang tersebut akan berubah yaitu menjadi sebesar Idm. Arus Idm ini merupakan arus yang ditunjukkan oleh ampermeter. Adapun hubungan secara matematik antara arus tanpa meter (Itm) dan arus dengan meter terlihat pada ilustrasi pada Gambar 2 - 11.

(a) (b)

Gambar 2-11. Rangkaian ekivalen Thevenin

B

Itm

Rangkaian DC dengan sumber dan hambatan

Idm

Rangkaian DC dengan sumber dan hambatan

B

A A

A

Vo

Vo Ro Idm A

Ro Itm

6) - 2 ( ........................................................ mR oR

oR

tmIdmI

Arus yang sesungguhnya, yang ingin diukur yaitu :

Itm = Vo/Ro

Arus yang terukur secara nyata yaitu:

Idm = Vo / ( Ro + Rm )

Sehingga perbandingan antara keduanya menghasilkan :

Persamaan 2-6 di atas membandingkan antara arus dengan meter terhadap arus tanpa meter dan ternyata perbandingan

tersebut hanya tergantung oleh hambatan thevenin dan hambatan meter. Perbandingan tersebut disebut juga ketelitian (accuracy).

Jadi ketelitian = Idm/Itm x 100% Bila ampermeter ideal, Rm = 0, maka Idm = Itm. Dalam hal ini berarti ketelitian = 100%. Prosentase kesalahan (efek) pembebanan = (1 - ketelitian) x 100% atau : (100% - % ketelitian). Hal ini memberikan pengertian, misalnya ketelitian pembacaan 100% berarti kesalahan pembebanan 0%. Ketelitian

pembacaan 99%, berarti kesalahan pembebanan 1%. Contoh Implementasi 1:

1K 500 2V 1K Itm

Gambar 2-12 . Contoh aplikasi Thevenin

A

Permasalahan : Dari rangkaian pada Gambar 2 - 12, akan diukur besar arus

yang mengalir melalui hambatan 500 ohm. (1) Berapa arus yang mengalir pada hambatan tersebut yang

sesungguhnya (arus tanpa meter) ?. (2) Berapa pula arus yang terbaca pada meter, bila meter

tersebut mempunyai hambatan sebesar 100 ohm ?. Berapa pula prosentase ketelitian dan prosentase efek pembebanannya ?.

Arus dengan meter : Vo 1V Idm = ________ = ___________ = 0.909 mA Ro +Rm 1000+100) Vo 1000 Ketelitian : _________ X 100 % = ----- X 100 % = 90,9 % Ro +Rm 1100 Efek Pembebanan = 100 % - 90,9 % = 9,1%

Solusi : Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, harus dihitung besarnya tegangan thevenin. (saat ujung-ujung A - B terbuka ) dan besarnya hambatan thevenin (sumber tegangan dihubung singkat).

AArus tanpa meter Itm = Vo/'Ro = 1 Volt/1 K = I mA

Gambar 2-13. Contoh implementasi

Penyelesaian :

Contoh Aplikasi 2 Suatau ampermeter dengan hambatan 1000 ohm, digunakan untuk mengukur arus yang melalui A - B pada rangkaian di bawah.

Gambar 2-14 Contoh implementasi

4K 2K 2K 4K 4K Itm

Permasalahan : Berapakah : a) Arus tanpa meter (Itm) b) Prosentase ketelitian c) Prosentase efek pembebanan, bila ampermeter menuniuk 40 A

dan kesalahan kalibrasi diabaikan,

Ro A Vo Rm=1K B

A

Gambar 2-15 Contoh implementasi

A 50

A 40 . 4

1 4

dmI . oR

mR oR tmI a).

)mR oR ( / oR tm/IdmIohmK 4

2 4 / / ) 2 4/4 ( Ro

2.2. Voltmeter 2.2.1. Mengubah Batas Ukur Suatu voltmeter DC yang sederhana dapat dibuat dengan memasang hambatan secara seri dengan ampermeter (Gambar 2 -16). Bila tegangan pada

ujung-ujung masukan adalah V, arus yang mengalir melalui ampermeter I, hambatan yang diseri adalah Rs maka hubungannya dapat dituliskan :

V = ( R S + R m ) I …………………………….. ( 2 - 7)

Rs I

Rm

Gambar 2-16. Voltmeter DC sederhana

(dengan menggunakan ampermeter)

% 20 % 80 - % 100 pembebananEfek c).

80% 100% . 1 4

4

100% . mR oR

R Ketelitian b).

A

Gambar 2-17. Voltmeter dengan basic meter unit dan multiplier

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa V merupakan fungsi dari I, artinya bahwa bila harga arusnya I, tegangan pada ujung-ujungnya (V), maka V besarnya sama dengan (Rs + Rm) kali besarnya I. Sebagai contoh, bila Rs + Rm = 10 K ohm dan I = 1 mA, tegangannya (V) adalah 10 Volt. Langkah terakhir dalam perubahan ampermeter ke

voltmeter ialah menandai permukaan meter ke dalam satuan volt dari satuan ampere, dengan berpedoman pada persamaan 2 -7. Untuk suatu arus simpangan penuh, besarnya hambatan seri akan menentukan besarnya tegangan maksimum yang dapat diukur. Untuk arus simpangan penuh, dari persamaan 2 -7 menjadi :

Vfs = ( Rs + Rm ) Ifs

dengan arti : Vfs adalah tegangan yang menghasilkan arus simpangan penuh. Dari

persamaan tersebut dapat diperoleh harga Rs sebagai berikut

Rs = Vfs / Ifs - Rm ……………………………… (2 – 8 )

Persamaan tersebut merupakan bentuk yang tepat untuk menghitung harga Rs bila harga Ifs

, Rm dan Vfs diketahui. Biasanya harga Rm sangat kecil dibanding harga Vfs / If , sehingga :

Rs = Vfs / Ifs …….……………………………… (2 – 9)

ohm M 3 2000 - 6-10 . 50

150 sR

Penyelesaian : Rs = Vfs / Ifs - Rm = 50/1 mA - 50

= 50 K ohm Untuk Vfs = 15 volt

Untuk Vfs = 50 volt

Untuk Vfs = 150 volt

Gambar 2-18 Contoh implementasi

Contoh Implementasi 1 : Suatu ampermeter dengan Ifs = 1 mA, Rm = 50 ohm, diubah menjadi suatu Voltmeter. Permasalahan : Berapakah besar hambatan seri yang diperlukan untuk mengukur dengan tegangan skala penuh (Vfs ) atau batas ukur = 15 Volt, 50 Volt dan 150 Volt ?

ohmK 300 2000 - 6-10 . 50

15 sR

ohm M 1 2000 - 6-10 . 50

50 sR

Volt Ohm

Volt/Ohm1

Ampere1

fsI1 S

2.2.2. Hambatan Masukkan Voltmeter Untuk voltmeter sederhana seperti Gambar 2-15, hambatan masukan adalah jumlah dari hambatan seri dan hambatan meter. Hambatan masukan :

Rin = Rs + Rm

Selain itu, hambatn masukan juga dapat dihitung dari :

Rin = V/I

Sedangkan harga Rin adalah tetap untuk suatu kondisi arus tegangan, sehingga secara pasti dapat dituliskan dengan :

Rin = Vfs/Ifs ......................................................... ( 2 - 10 ) Hambatan masukan adalah tegangan skala penuh dibagi arus skala penuh. Dengan demikian, bila suatu voltmeter mempunyai gerakan arus I mA pada skala tegangan 100 Volt, maka hambatan masukannya 100 kilo ohm. Bila jangkauan (batas ukur)

diganti menjadi 10 Volt maka hambatan masukannya menjadi 10 kilo ohm. Arus skala pertuh biasanya tidak tercantum pada meter. Biasanya yang tercantum adalah data sensitivitasnya, yang didefinisikan sebagai berikut

S = 1/Ifs ........ ( 2 - 11 )

Dengan arti bahwa S adalah sensitivitas dari Voltmeter dan Ifs adalah arus skala penuh dari voltmeter. Dikatakan bahwa sensitivitas adalah kebalikan dari

arus skala penuh. Satuan sensitivitas adalah 1 dibagi dengan ampere, atau ohm per volt.

Dengan demikian, untuk suatu voltmeter dengan arus 1mA, sensitivitasnya adalah

S = 1/1 mA = 1000 Ohm/Volt.

Definisi untuk sensitivitas dapat digunakan untuk mengubah persamaan II-10 :

Rin = Vfs/Ifs = S . Vfs.............................................. ( 2 - 12 )

Persamaan 2 -12 menyebutkan bahwa hambatan masukan dari Voltmeter pada suatu jangkauan/batas ukur sama dengan sensitivitas dikalikan dengan tegangan skala penuh dari jangkauan/batas ukur tersebut. Dengan demikian tercantumnya data sensitivitas pada voltmeter, hambatan masukan voltmeter dapat dihitung dengan cepat. Besarnya hambatan masukan

voltmeter perlu diketahui besarnya, karena besar atau kecilnya hambatan akan berpengaruh terhadap besar atau kecilnya kesalahan pembebanan. Besarnya kesalahan pembebanan lebih tergantung pada besarnya hambatan masukan voltmeter dari pada hambatan rangkaian. Hal ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya.

2.2.3. Kesalahan Pembebanan Voltmeter Seperti halnya pada ampermeter bila dipakai untuk mengukur arus yang mengalami penurunan arus akibat adanya hambatan dari ampermeter tersebut. Besar kecilnya penurunan arus tersebut tergantung atas perbandingan hambatan ampermeter terhadap hambatan thevenin dari rangkaian.

Demikian halnya pemakaian voltmeter untuk mengukur tegangan juga akan mengalami penurunan tegangan. Besar kecilnya penurunan tegangan tersebut tergantung atas perbandingan hambatan dalam. Gambar 2-18 merupakan ilustrasi suatu jenis pengukuran tegangan.

Contoh Aplikasi 1 Suatu voltmeter menggunakan arus skala penuh 1 mA. Hitunglah hambatan masukrun (Rin) pada batas ukur: 5 V ; 50 V dan 500 V. Penyelesaian :

S = 1/Ifs = 1/1 mA = 1000 Ohm per Volt Untuk B U 5 Volt ------- > Vfs 5 Volt Rin = S . Vfs = 1000.5 = 5 K ohm Untuk B U 50 Volt ------- > Vfs 50 Volt Rin = S . Vfs = 1000.50 = 50 K ohm Untuk B U 500 Volt ------ > Vfs 500 Volt

Rin = S.Vfs = 1000 . 500 = 500 K ohm Contoh Apikasi 2 Suatu voltmeter dengan arus skala penuh 50 A, mempunyai batas ukur 5 V ; 50 V; 500 Volt. Hitunglah hambatan masukan pada setiap ba-tas ukur. Penyelesaian : S = 1/Ifs = 1 / (50 A) = 20 K per Volt

Untuk Vfs = 5 Volt ------- > Rin = 20 . 5 = 100 K Ohm. Untuk Vfs = 50 Volt ------- > Rin = 20 . 50 = 1 M Ohm Untuk Vfs = 500 Volt ------ > Rin = 20 . 500 = 10 M Ohm

) 14 - 2 ( .......................................ketelitian oR inR

inR

tmVdmV

) 13 - 2 ( ................................................ tmV . oR inR

inR dmV

a. Tegangan tanpa meter b. Tegangan dengan meter

Gambar 2- 19. Tegangan dengan dan tanpa meter

Tegangan yang akan diukur yaitu tegangan pada ujung-ujung hambatan R. Vtm adalah tegangan tanpa meter, yaitu tegangan sebelum voltmeter dihubungkan. Tegangan yang benar inilah yang dikehendaki dalam pengukuran. Setelah voltmeter dihubungkan, ternyata

antara ujung-ujung hambatan R terbaca harga tegangan yang baru, yang disebabkan oleh hambatan dalam voltmeter. Untuk menghitung hubungan antara Vdm dan Vtm, maka Gambar 2-19 dapat digambarkan sebagai berikut :

a. Rangkaian tanpa meter b. Rangkaian dengan meter

Gambar 2- 20. Ekuivalen dengan dan tanpa meter

Dengan menggunakan Hukum Ohm, dapat dituliskan :

OhmK 100 K 200K / / 200 oR

V 50 V 100 . 200 200

200 dmV

Keterangan : Rm = Tahanan dalam voltmeter Rin = Tahanan masukan rangkaian dalam hal ini = Rm Vtm = Tegangan beban tanpa meter Vdm = Tegangan dengan meter Persamaan 2 -14 menuniukkan ketelitian voltmeter, sepanjang efek pembebanan diperhatikan.

Seperti halnya pada ampermeter dapat dituliskan juga prosentase kesalahan

pembebanannya. Prosentase kesalahan pembebanan = (1 - ketelitian ) x 100% Contoh Aplikasi 1 Voltmeter dengan sensitivitas 20 K Ohm/V, pada ukur 50 Volt digunakan untuk mengukur tegangan antara ujung-ujung AB dari Gambar di bawah. Hitung :

ketelitian pembacaan voltmeter dan tegangan yang terukur pada voltmeter; kesalahan kalibrasi diabaikan.

Gambar 2-21. Rangkaian penyelesaian aplikasi 1

Penyelesaian : Tegangan pada ujung AB sebelum meter dihubungkan

% 91 1/1,1

K 100 M 1M 1

oR inRinR

tmV

dmV Ketelitian

OhmK 400 800 800

800 oR

V 25 V 50 . 800 800

800 tmV

Volt 17,9 V 25 . 400000 1000000

1000000 dmV

Pada batas ukur 50 Volt, hambatan masukan (dalam) voltmeter :

Rin = S . Vfs = 20 K . 50 V = 1 M Ohm.

Ketelitian 91%, artinya bahwa voltmeter menunjukkan harga 91% dari tegangan yang sesungguhnya. Sehingga :

Vdm = 0,91 . Vtm = 0,91 . 50 = 45,5 Volt.

Contoh Aplikasi 2 Untuk menunjukkan bagaimana efek pembebanan sesungguhnya berpengaruh, pertimbangkan keadaan pengukuran yang

dilukiskan dalam Gambar 2-21. Hitung pembacaan voltmeter pada batas ukur 50 volt dan pada batas ukur 5 volt.

Gambar 2-22. Rangkaian penyelesaian aplikasi 2

Penyelesaian :

Pada batas ukur 50 Volt :

Rin = 20 K/V . 50 V = 1 M Ohm

Pada batas ukur 5 Volt :

Volt 5 V 25 . 400000 100000

100000 dmV

Rin = 20 K/V . 5 V = 100 K Ohm

Dari perhitungan pada kedua batas ukur di atas, ternyata kedua-duanya menunjukkan harga pengukuran yang tidak teliti, karena tegangan yang sesungguhnya adalah 25 Volt. Setiap digunakan batas ukur yang berbeda, maka akan diperoleh hasil pembacaan voltmeter yang

berbeda, dan dengan segera dapat diketahui bahwa voltmeter terbebani terlalu banyak rangkaian (hambatannya terlalu besar) dan akhirnya pembacaannya salah. Dilain pihak, jika batas ukur dirubah pembacaan yang bertentangan, dapat diyakinkan yang terjadi dapat diabaikan.

2.3. Ohmmeter 2.3.1. Rangkaian Dasar Ohmeter Seri Suatu ohmmeter sederhana dapat dibuat dengan menggunakan baterai, ammeter dan hambatan ; seperti ditunjukkan pada Gambar 2-23. RO merupakan hambatan thevenin dari ohmmeter, yang mencakup hambatan ammeter Rm.

Vo merupakan tegangan ohmmeter pada ujung-ujung AB saat terbuka. Rangkaian ini jenis ohmmeter seri Rx dipasang secara seri dengan meter, identik dengan pengukuran arus.

B

Seperti ditunjukkan pada gambar 2-23, bahwa Ro merupakan hambatan yang dapat diatur. Biasanya ohmmeter dinolkan lebih dahulu sebelum digunakan mengukur hambatan Rx yang belum diketahui besar

hambatannya, dengan cara ujung-ujung AB dihubung singkat dan hambatan Ro diatur, untuk menghasilkan arus skala penuh yang mengalir melalui ammeter. Ini berarti :

Ifs = Vo/Ro ............ ( 2 - 15 )

Ro A Vo

Rx

B

A

Gambar 2-23 Dasar ohmeter seri

) 16 - 2 (...................................................................... xR oV

Vo I

xR oR

Ro fsI

I

) 17 - 2 ....(.................................................. xR oR

Ro fsI

I D

) 18 - 2 ....(.................................................. .......... oR DD - 1 xR

Untuk mengukur hambatan Rx , ujung-ujung AB dihubungkan, sehingga arus yang mengalir :

Dengan membandingkan persamaan 2 -16 dengan persamaan 2 -15, maka diperoleh persamaan :

Perbandingan tersebut merupakan simpangan meter (D = deflection), sehingga dapat dituliskan :

Bila harga Rx = Ro , maka D = I/Ifs = 1/2 Dari persamaan 2 -17 dapat dituliskan :

D (Ro + Rx) = Ro

DRx = Ro - D Ro

Berdasarkan persamaan 2 -17, yaitu D = Ro/(Ro + Rx), maka dapat dibuat suatu tabel yang

memuat beberapa contoh harga Rx terhadap Ro dan harga D.

Tabel 2-2 Harga Rx dan D

Rx 0 Ro/4 Ro/3 Ro/2 Ro 2 Ro 3 Ro 4 Ro 9 Ro -

D 1 4/5 3/4 2/3 ½ 1/3 1/4 1/5 1/10 0

Contoh Aplikasi 1 Pada Ohmmeter Harga Rx = 0, maka D = Ro/(Ro, + Rs) = 1. Pada kedudukan ini, hambatan yang diukur nol, berarti arus yang mengalir besar dan menghasilkan arus skala penuh, atau simpangannya = 1.

Kedudukan ini ternyata bila. ujung-ujung AB dari ohmmeter dihubungsingkat. Bila harga Rx = Ro , maka D = Ro/(Ro + Ro) = ½ Pada kedudukan ini, jarum menyimpang setengah dari skala

OhmK 360 120 . 1/4

1/4 -1 oR . DD - 1 xR

OhmK 120 6-10 . 50

6 fsI

oV oR

penuh. Bila.harga Rx = ~ (tak terhirigga), atau pada keadaan terbuka, berarti tidak ada arus

yang mengalir, sehingga jarum tidak menyimpang atau simpangannya = 0.

Gambar 2-24. Pembuatan tanda/skala ohmmeter

Gambar 2-25. Skala logaritimis pada ohmmeter seri

Contoh Aplikasi 2 Pada Ohmmeter Ohmmeter mempunyai arus skala penuh 50 A dan hambatan dalam 2000 Ohm. Tegangan rangkaian terbuka = 6 Volt, ohmmeter menunjuk nol. Kemudian

digunakan untuk mengukur suatu hambatan dan menghasilkan 1/4 simpangan penuh. Berapakah besarnya hambatan yang diukur ?

Penyelesaian :

Catatan : harga Ro sudah meliputi harga Rm nya. Bila ditanyakan berapa harga Rv (Variabel), maka : Rv = Ro - Rm = 120 - 2 = 118 K Ohm. Ohmmeter dari contah 1 di atas, dishunt dengan hambatan 20 Ohm. Secara pendekatan, berapa

harga Rx (hambatan yang diukur), yang dapat menghasilkan 1/2 simpangan penuh ?

mA 5,05 μA 50 . 20

20 2000

fsI . shR

shR mR tI

tI . shR mR

shR fsI

OhmK 1,2 1,2 . 1/2

1/2 -1 oR . D

D - 1 xR

Gambar 2-26 Contoh aplikasi ommeter seri

Penyelesaian :

Karena. Rsh Rm’, maka secara pendekatan :

It = Rm / Rsh . Ifs

= 2000/20 . 50 A = 5 mA Sehingga :

Ro = Vo / It

= 6/5 . 10-3 = 1,2 K Ohm

2.3.2. Ohmmeter Paralel Ohmmeter dibangun dengan menggunakan voltmeter, sumber arus konstan dan resistor yang diukur. Prinsip yang digunakan adalah bila arus konstan dialirkan pada Rx yang tidak diketahui maka beda tegangan pada ujung-ujung Rx sebanding dengan nilai

Rx. Semakin besar nilai Rx semakin besar beda tegangan yang terukur. Batasan tegangan pada ujung-ujung resistansi menentukan cakupan pengukuran nilai resistansi. Rangkaian dasar ohmmeter parallel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Secara produk jenis ohmmeter paralel dikenali dengan skala nol berada disisi kiri sebagaimana skala nol pada tegangan dan arus. Contoh aplikasi prinsip ohmmeter paralel pada ohmmeter digital.

Sedangkan ohmmeter seri skala nol berada diujung sebelah kanan berlawanan dengan skala nol voltmeter dan ampermeter. Jenis ohmmeter seri seperti Sanwa, Heles.

.

Sumber arus konstan

Rx

Gambar 2-27. Dasar ohmmeter paralel

Gambar 2-28. Skala ohmmeter paralel

2.4. Multimeter Elektronik Analog 2.4.1. Kelebihan Multimeter Elektronik Dalam perkembangannya multimeter menggunakan komponen aktif elektronik yang biasanya berfungsi sebagai penguat. Multimeter elektronik lebih disukai karena beberapa alasan yang menguntungkan : 1. Resistansi masukan

multimeter elektronik lebih tinggi dan stabil disemua cakupan pengukuran

2. Pada saat berfungsi sebagai pengukur arus resistansi multimeter elektronik cukup rendah sehingga dapat mencegah kesalahan ukur karena efek pembebanan.

3. Skala resistansi dari multimeter elektronik arah penyimpangan jarum sama seperti pada pengukuran tegangan atau arus sehingga tidak membingungkan.

V

4. Digunakan tegangan rendah sehingga memungkinkan untuk mengukur resistansi

junction BJT tanpa merusakkan transistor.

Voltmeter elektronik dapat mencapai resistansi masukan dari 10 M hingga 100 M dan besar resistansi masukan ini sama untuk semua cakupan pengukuran. Bila dibandingkan dengan VOM besar resistansi masukan pada VOM berbeda untuk semua cakupan pengukuran tegangan. Pada cakupan pengukuran tegangan rendah resistansi masukan VOM cenderung rendah. Dalam kasus meter yang memiliki sensitivitas 20.000 /Volt pada cakupan 0–1 Volt besar resistansi masukan hanya (20.000 /V) (1V) = 20 K .

Solid state EVM tidak dapat digunakan dalam tempat yang ada medan listrik atau elektronik yang kuat seperti medan yang dihasilkan oleh transformator flyback televisi, pemancar radio dan sebagainya. Medan akan cenderung memberi bias pada transistor atau IC yang digunakan dalam EVM, dalam tempat seperti ini tidak akan bekerja dengan baik, sedangkan VOM lebih tahan terhadap pengaruh yang demikian. Jenis-jenis multimeter elektronik yang banyak dijumpai dipasaran, antara lain ditunjukkan gambar di bawah ini.

Gambar 2-29. Jenis-jenis multimeter elektronik di pasaran

2.4.2.. Konstruksi Multimeter Analog Dasar multimeter elektronik analog dapat dikelompokkan ke dalam tiga bagian utama yaitu jaringan pengukuran, rangkaian penguat dan penggerak meter analog (seperti jenis PM-MC). Dalam kasus pengukuran arus dan tegangan jaringan kerja berupa pembagi tegangan yang membatasi tegangan yang diberikan pada penguat terutama berkaitan dengan pengaturan cakupan instrumen. Multimeter Philip type PM 2505 dalam gambar 2-26 memiliki skala penuh tegangan DC dan AC yang

rendah sampai 100mV. Cakupan pengukuran arus DC, AC dari skala penuh 1uA sampai 10A. untuk cakupan pengukuran dari 100 sampai 30M (FSD). Saklar pemilih fungsi memberi pilihan cakupan Volt Amper dan Ohm. Multimeter ini dirancang menggunakan penguat IC monolitik dengan penguat masukan berupa FET, sehingga tahanan input tinggi (10 – 20M ), sehingga dapat mengurangi kemungkinan kesalahan ukur yang disebabkan oleh pembebanan rangkaian yang di uji.

2.4.3. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan DC Voltmeter elektronik menggunakan penggerak meter analog yang dikendalikan oleh suatu rangkaian

elektronik seimbang seperti ditunjukkan pada gambar 2-31 di bawah ini.

Vin

Gambar 2-31. Rangkaian voltmeter DC elektronik

Attenuator

Pre-Amplifier

Penguat Beda

Tegangan Referensi

Gambar 2-30. Multimeter elektronik

Rangkaian penguat beda terdiri transistor Q2 dan Q1 membentuk rangkaian jembatan seimbang, untuk keseimbangan ini dilengkapi dengan R variabel serta dilengkapi Q3 menggantikan RE dengan kelebihan kemampuan mencapai CMRR (Common Mode Rjection Ratio) yang tinggi. Penguat depan menggunakan JFET Q1 dalam konfigurasi rangkaian source follower berfungsi sebagai transformasi impedansi antara masukan dan base dari transistor Q2 sumber arus konstan. Kelebihan penguat depan FET kemampuannya dalam mencapai impedansi masukan yang tinggi. Bila tegangan tidak diketahui Vs nol, I2 = I3, VE2 = VE, sehingga tidak ada arus mengalir pada penggerak meter sehingga Im = 0.

Pada kondisi ini tegangan bias Q3 mendapat bias dan bias transistor Q2 merupakan fungsi dari beda tegangan pada Rs. Bila masukan diberi tegangan positip Vs, bias pada Q2 bertambah sehingga VE2 bertambah sehingga tegangan VE2 lebih besar dari pada VE3 dan mengalir arus Im sehingga jarum menyimpang sebanding dengan besarnya Vs. Pada fungsi pengukuran tegangan AC menggunakan attenuator kompensasi karena attenuator menggunakan resitor presisi kebanyakan berupa sejenis wire – wound. Resistor yang demikian memiliki induktansi yang signifikan, pengaruh induktansi di seimbangkan dengan pemasangan kapasitor paralel.

2.4.4. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan AC Rangkaian dasar voltmeter elektronik seperti di atas hanya digunakan untuk tegangan DC. Untuk memenuhi kebutuhan

pengukuran tegangan AC beberapa bagian harus ditambahkan pengubah tegangan AC ke DC.

Vin

Tegangan masukan

Gambar 2 - 32. Penyearah

2.4.5. Multimeter Elektronik Fungsi Ohm Jika arus konstan mengalir pada R yang tidak diketahui, nilai tegangan drop pada R akan memberikan data yang tidak diperlukan untuk dihitung nilai resistansinya dengan persamaan RX = V/I sesuai dengan rangkaian ohmmeter elektronik dapat dibentuk seperti dalam gambar 2-33. arus keluaran dari sumber arus konstan dan besarnya penguat tegangan dari penguat DC diatur dengan saklar pemilih sehingga dapat mengakomodasi pengukuran resistansi skala penuh dari milli ohm hingga mega ohm. Ohmmeter menggunakan baterai

1,5V atau lebih akan memberi bias maju dioda bila instrumen digunakan dalam rangkaian solid state, mengingat rangkaian 2-33 menggunakan level tegangan rendah tidak mampu memberi bias maju dioda. Bila demikian ohmmeter elektronik menjadi pilihan untuk digunakan menguji komponen yang membutuhkan tegangan bias seperti dioda, transistor. Beberapa Voltmeter elektronik yang diproduksi meliputi skala Ohmmeter daya tinggi sehingga dapat digunakan untuk pengetesan dioda dan transistor.

1A

-

Gambar 2-33. Rangkaian ohmmeter elektronik

DC Balance

Circuit

Rangkaian penyearah ditunjukkan pada gambar 2-32. menggunakan rangkaian Op-Amp sebagai penyearah presisi. Karakteristik non linier dari dioda PN-junction D1 dan D2 dalam arah maju memberi umpan balik negatip. Low pass filter mengeluarkan pulsa DC diumpankan ke rangkaian analog penyeimbang atau Voltmeter ke digital. Kebanyakan voltmeter AC dikalibrasi dalam rms, ini tidak akan terbaca harga rms sebenarnya, tanpa sinyal masukan berbentuk gelombang sinus murni.

2.4.6. Parameter Multimeter Elektronik 2.4.6.1. Spesifikasi dan Parameter Multimeter Elektronik Dalam pembahasan ini dipilih multimeter elektronik sanwa YX-360 TRe meskipun tidak sebagus multimeter elektronik Philip yang

dibahas di atas. Dengan alasan meter ini mudah didapat, mudah digunakan dan kualitas memadai untuk banyak pemakaian.

2.4.6.1.1. Spesifikasi Umum Tabel 2-3. Spesifikasi umum meter elektronik analog

Item Spesifikasi Proteksi rangkaian

Rangkaian dilindungi dengan sekering bila tegangan AC di atas 230V

Baterai dalam UM-3 1,5V x 2 Sekering dalam 0,5A/250V 5,2mm Ø x 20mm Kal temp standar/ dan cakupan kelembaban

23 2 C 45-75% rRH

Temperatur kerja dan range Kelembaban

0-40 C 80% retmark tanpa kondensasi

Tahanan tegangan 3KV AC antara terminal input dan case Dimensi dan berat 159,5 x 129 x 41,5 mm / mendekati 320

gr Assesoris Salinan pedoman instruksi (instruction

manual)

2.4.6.1.2. Cakupan Pengukuran dan Akurasi Probe pengukuran dilengkapi untuk pengukuran tegangan DC tinggi hingga mencapai 25 KV.

Tabel 2-4. Probe multimeter pengukuran tegangan tinggi

HV (DC) High Volt hFE

1000 pada cakupan x 10

DC 25KV HV – 10 T probe HFE – 6T probe

Tabel 2-5. Cakupan pengukuran dan akurasi Fungsi Akurasi Catatan DC V

0,1 0,25 / 2,5 / 10 / 50 250

5% dari skala penuh 3% dari skala penuh

3% dari skala penuh

Zi 20K /V 9K /V

AC V 10 / 50 /250 4% dari skala penuh Zi 9K /V 30Hz-100KHz dalam 3% fs (cakupan AC 10V)

50 uA 3% dari skala penuh Tegangan drop 0,1V

DC A 2,5mA/ 25mA /0,25 3% dari skala penuh Tegangan drop 0,25V

2K/20K/2M (1x) (10x) (x1K) 200M (x100K)

3% dari arc Nilai tengah 20 Harga maks 2 K Pengeluaran tegangan 3V

dB -10dB 22dB Untuk 10VAC 62 dB

L 0-150mA pd cakupan x 1 0-15mA pd cakupan x 10 0-150uA pd cakupan 1K 0-15uA pd cakupan x 100

2.4.6.2. Langkah Keselamatan Alat Hal-hal yang harus diperhatikan sebagai tindak pencegahan terjadinya kecelakaan yang dapat merusakkan meter dan kesalahan hasil pengukuran. 1. Jangan menggunakan tester

untuk pengukuran rangkaian listrik yang mempunyai kapasitas besar. Isikan sekering dalam tester 250V untuk mencegah terjadinya masalah-masalah pengukuran yang membahayakan keselamatan karena kesalahan pengaturan range.

2. Yakinkan sekarang yang digunakan mempunyai spesifikasi (0,5A/250V ukuran 5.2 x 20 mm) Jangan pernah mengganti ataupun menghubung singkat.

3. Jangan pernah menyentuh kaki tester selama pengukuran

4. Jangan pernah operasikan tester dalam keadaan tangan basah, menempatkan meter pada tempat kelembaban tinggi atau sangat lembab.

5. Yakinkan bahwa lapisan dan kawat colok meter (lead tester ) tidak berbahaya karena konduktornya terbuka jika colok meter berbahaya atau terbuka meter jangan digunakan.

6. Terdapat bahaya (electrical shock) kejutan listrik terutama bila digunakan untuk pengukuran tegangan di atas 60 V DC atau 25 Vrms AC.

7. Jangan melakukan pengukuran dengan case dibelakang atau menindihkan tutup meter

8. Setiap kali melakukan pengukuran yakinkan cakupan pengukuran tepat. Pengukuran dengan pengaturan cakupan salah atau melebihi cakupan pengukuran sebenarnya adalah berbahaya.

9. Jaga jangan sampai beban lebih terutama pada saat

mengukur tegangan atau arus yang mengandung sederetan pulsa.

Instrumen ini merupakan multimeter portabel dirancang untuk pengukuran rangkaian arus lemah.

2.4.7. Prosedur Pengoperasian 2.4.7.1 Persiapan pengukuran Sebelum pengoperasian meter dilakukan sesuai fungsinya dilakukan persiapan pengukuran untuk mendapatkan hasil pengukuran terbaik. Langkah-langkah persiapan tersebut melipti 1. Atur posisi nol meter tepat pada

harga nol.

2. Putar posisi nol sehingga menunjuk lurus kanan menunjuk nol.

3. Pilih cakupan yang tepat untuk item yang diukur atur knob pemilih cakupan yang sesuai.

Gambar 2-34. Gambar skala Gambar 2-35. Gambar pemilih

jarum nol fungsi Catatan untuk diperhatikan Dalam menentukan cakupan pengukuran, pilih cakupan tegangan yang lebih besar daripada nilai yang akan diukur

sebaiknya gunakan penunjuk masih dalam tingkat yang dapat dipertimbangkan yaitu 60 – 80% dari penunjukan maksimum.

2.4.7.2. Panel Depan dan Fungsi Multimeter Pada panel depan meter mempunyai beberapa komponen yang berfungsi sebagai pengatur. Pengaturan dilakukan untuk mendapatkan fungsi yang sesuai serta hasil pengukuran yang optimal akurat. Disamping sebagai komponen pengatur juga terdapat beberapa informasi penting

berkaitan dengan parameter alat ukur seperti sensitivitas meter, cara pemasangan meter yang sesuai, besaran-besaran yang dapat diukur. Untuk meter Sanwa YX-360TRe mempunyai tombol-tombol pengaturan sebagai berikut.

Gambar 2-36. Panel depan Gambar 2-37. Fungsi jarum penunjuk

Gambar 2-38. Fungsi skala

Gambar 2-39. Fungsi zero adjust secrew

Gambar 2-40. Fungsi Ohm adjust knob

Gambar 2-41.Fungsi selector switch

Gambar 2-42. Fungsi lubang kutub (VA terminal)

Gambar 2-43. Fungsi lubang kutub + (common terminal)

2.4.7.3. Pengukuran Tegangan 2.4.7.3.1. Pengukuran Tegangan DC 1. Atur knob pemilih cakupan pada cakupan yang tepat.

Gambar 2-44. Knob pemilih range

Colok meter positip

Colok meter negatip

2. Gunakan colok hitam pada tegangan negatip dari rangkaian yang diukur dan colok merah pada tegangan positip

Gambar 2-45. Rangkaian pengukuran tegangan DC

3. Baca gerakan penunjuk tegangan dan skala DCV A.

Gambar 2-46. Penunjukan pengukuran tegangan DC

4. Bila penunjukan kecil tak terbaca, cek kembali apakah rangkaian sudah benar.

5. Bila rangkaian sudah yakin benar, pindahkan pelan-pelan knob pemilih cakupan hingga

penunjuk berada pada posisi yang mudah dibaca.

6. Hindari pengawatan pengukuran tegangan DC yang salah seperti gambar di bawah.

Posisi VDC

Gambar 2-47. Pengawatan pengukuran tegangan DC salah

2.4.7.3.2. Pengukuran Tegangan AC 1. Pindahkan knob pemilih cakupan pada cakupan AC V yang tepat

Gambar 2-48. Knob pemilih range

2. Pasangkan colok meter pada

rangkaian yang diukur secara paralel.

3. Baca gerakan jarum penunjuk dengan skala V dan A (gunakan batas ukur 250 V AC

pada pengukuran sumber tegangan AC dari PLN).

4. Karena instrumen ini bekerja pada sistem nilai pengukuran rangkaian tegangan AC gelombang sinus, maka bila

Posisi VAC

Colok meter positip

Colok meter negatip

digunakan pada bentuk gelombang AC lainnya

mungkin terjadi kesalahan.

Gambar 2-49. Rangkaian pengukuran tegangan AC jala-jala PLN

Gambar 2-50. Penunjukan pengukuran tegangan AC

5. Baca hasil pengukuran dibaca pada skala AC V

2.4.7.4. Kalibrasi Voltmeter Kalibrasi diperlukan untuk melihat tingkat ketelitian meter dibandingkan dengan meter standar jika dimungkinkan atau meter yang mempunyai tingkat

ketelitian tinggi yang sudah diketahui. Karena kalibrasi dengan meter standar mahal maka mengkalibrasikan meter tidak perlu semua meter dikalbrasikan pada

lembaga yang berkompeten. Kalibrasi dapat dilakukan sendiri dengan membandingkan tingkat ketelitiannya dengan meter yang telah dikalibrasi. Prosedur kalibrasi dilakukan dengan langkah-langkah di bawah ini.

1. Pilih meter standar dengan

tingkat ketelitian 0,1 % sampai 0,5 %.

2. Rangkaian kalibrasi tegangan disusun seperti gambar di bawah ini.

3. Batas ukur meter ditetapkan misal pada batas ukur 10 Volt

4. Sumber tegangan diatur pada 10 Volt.

5. Membuat tabel pengamatan 6. Tegangan sumber divariasi

sepanjang harga dari 0 sampai 10 Volt misal dengan jangkah pengaturan 2 Volt.

2.4.7.4.1. Kalibrasi Uji Kelayakan Meter Meter dikatakan layak digunakan jika mempunyai kelas kesalahan yang diijinkan tergantung tempat meter digunakan. Meskipun meter pabrikasi mempunyai kelas kesalahan kecil sejalan dengan umur pemakaian akan mempengaruhi ketelitian meter. Tuntutan ketelitian meter

laboratorium tentu berbeda dengan meter yang digunakan di bengkel. Meter hasil rakitan sebelum digunakan juga perlu diuji kelayakannya untuk dilihat tingkat kesalahannya. Misal hasil pengujian dalam tabel di bawah ini.

Gambar 2-51. Rangkaian kalibrasi tegangan

Meter standar dengan kelas kesalahan + 0,5%

Meter yang dikalibrasi

Tegangan dapat di atur

Keterangan :

V1 = hasil pengukuran ke-1 V3 = hasil pengukuran ke-2

V2 = hasil pengukuran ke-2 V rerata = (V1+V2+V3)/3

Perhitungan persen kesalahan : Persen kesalahan dihitung dengan persamaan = (Rerata meter dikalibrasi – Meter standar ) / Batas Ukur X 100% Kesalahan 2.5 % artinya harga penunjukkan meter yang dikalibrasi pada batas ukur 10 Volt mempunyai kesalahan rata-rata 2.5 % terhadap meter standar.

2.4.7.4.2. Harga koreksi relatif dan kesalahan relatif Kesalahan dinyatakan dalam = V - Vs merupakan selisih dari harga penunjukkan meter yang dikalibrasi dikurangi penunjukkan meter standar. Kesalahan relatif merupakan perbandingan antara

kesalahan terhadap harga penunjukkan meter standar. Harga koreksi dinyatakan k = Vs - V merupakan selisih antara harga standar dan penunjukkan meter yang dikalibrasi.

No Meter

standar (V)

Meter dikalibrasi (V) Selisih

(V) Mutlak

Kelas Kes

V1 V2 V3 V rerata

2.50

%

1 10 9.8 9.9 9.7 9.8 -0.2 0.2

2 8 7.8 7.9 8.0 7.9 -0.1 0.1

3 6 5.95 5.90 6.0 5.95 -0.05 0.05

4 4 4.0 3.9 3.8 3.9 -0.1 0.1

5 2 2.0 1.8 1.9 1.9 -0.1 0.1

6 0 0 0.2 0.4 0.2 0.2 0.2

Jumlah -0.35 0.75 Rerata 0.25

Tabel 2-6. Kalibrasi voltmeter

2.4.7.5. Pengukuran Arus DC 1. Pemasangan meter seri terhadap beban yang akan di ukur arusnya.

Gambar 2-52. Gambar rangkaian pengukuran arus DC

2. Atur knob pemilih cakupan mendekati cakupan yang tepat atau di atas cakupan yang diprediksi berdasarkan perhitungan arus secara teori.

No Meter standar

Meter dikalibrasi Kesalahan

Kesalahan relatif (%) Koreksi Koreksi

relatip (%) V1 V2 V3 Vrerata

1 10 9.9 9.8 9.7 9.8 -0.2 -2.00 0.2 2.04

2 8 8,0 7.9 7.8 7.9 -0.1 -1.25 0.1 1.27

3 6 5.95 6.0 5.90 5.95 -0.05 -0.83 0.05 0.84

4 4 4.0 3.8 3.9 3.9 -0.1 -2.50 0.1 2.56

5 2 1.8 2.0 1.9 1.9 -0.1 -5.00 0.1 5.26

6 0 0 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 -0.2 -100 Rerata -1.93 -14.67

Tabel 2-7. Kesalahan dan koreksi relatip

Gambar 2-53. Knob pemilih range

3. Bila yakin rangkaian telah benar, hidupkan sumber tegangan dan baca gerakan jarum penunjuk pada skala V dan A. Hasil pembacaan baik bila posisi jarum lebih besar dari 60% skala penuh meter.

Gambar 2-54. Skala penunjukan arus DC

4. Bila simpangan terlalu kecil, lakukan pengecekan apakah cakupan sudah benar dan pembacaan masih dibawah cakupan pengukuran di bawahnya bila ya, matikan power supply pindahkan knob pada cakupan yang lebih kecil.

Posisi selektor

Gambar 2-55. Knob pemilih range

5. Nyalakan kembali sumber tegangan baca jarum penunjuk hingga pada posisi yang mudah dibaca.

6. Hindari kesalahan pemasangan polaritas sumber tegangan, karena akan menyebabkan arah simpangan jarum berlawanan dengan seharusnya. Bila arus terlalu besar dapat merusakkan jarum penunjuk.

Gambar 2-56. Rangkaian pengukuran arus DC yang salah

2.4.7.1.1. Kalibrasi Arus Kalibrasi diperlukan untuk melihat tingkat ketelitian meter dibandingkan dengan meter standar jika dimungkinkan atau meter yang mempunyai tingkat

ketelitian tinggi yang sudah diketahui. Karena kalibrasi dengan meter standar mahal maka mengkalibrasikan meter tidak perlu semua meter dikalibrasikan

Diputar pada nilai lebih kecil

pada lembaga yang berkompeten. Kalibrasi dapat dilakukan sendiri dengan membandingkan tingkat ketelitiannya dengan meter yang telah dikalibrasi. Prosedur kalibrasi dilakukan dengan langkah-langkah di bawah ini.

1. Pilih meter standar dengan tingkat ketelitian 0,1 % sampai 0,5 %. Misal meter standar yang digunakanmempunyai kelas kesalahan 0,5%.

2. Rangkaian kalibrasi arus disusun seperti gambar di bawah ini

Gambar 2-57 Rangkaian kalibrasi arus

3. Batas ukur meter ditetapkan misal pada batas ukur 250 mA untuk yang dikalibrasi dan 250 mA meter standar.

4. Sumber tegangan diatur pada arus maks 250 mA.

5. Membuat tabel pengamatan 6. Tegangan sumber divariasi

sepanjang harga dari 0 sampai 250 mA misal dengan jangkah pengaturan 25 mA.

Pindahkan batas ukur 250 mA

Yang dikalibrasi

Pilih batas ukur 0.25 A

Meter standar

7. Melakukan pengaturan tegangan sumber dan mencatat penunjukkan pada

kedua meter hasil pengamatan misal dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2-8. Kalibrasi arus

No Meter

standar (mA)

Meter dikalibrasi (mA)

Selisih (mA) Mutlak

Kelas Kes

A1 A2 A3 rerata

1.01

%

1 250 260 255 250 255 5 5

2 225 229 227 228 228 3 3

3 200 202 204 203 203 3 3

4 175 178 179 177 178 3 3

5 150 152 152 154 153 3 3

6 125 127 128 126 127 2 2

7 100 98 99 97 98 -2 2

8 75 71 73 72 72 -3 3

9 50 50 48 49 49 -1 1

10 25 25 27 29 27 2 2

11 0 0.5 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 Jumlah 15.7 27.7

Rerata 2.52 Keterangan : A1 = hasil pengukuran ke -1 A3= hasil pengukuan ke -3 A2 = hasil pengukuran ke 2 rerata + (A1 + A2 + A3 )/3

Perhitungan persentase kesalahan : Persen kesalahan dihitung dengan persamaan = (Rerata meter dikalibrasi – Meter standar ) / Batas Ukur X 100% Kesalahan 1 % artinya harga penunjukkan meter yang dikalibrasi pada batas ukur 250 mA mempunyai kesalahan rata-rata 1 % terhadap meter standar yang mempunyai kelas kesalahan 0,5%.

2.4.7.1.2. Harga koreksi relatif

dan kesalahan relatif Kesalahan dinyatakan dalam = IA - Is merupakan selisih dari harga penunjukkan meter yang

dikalibrasi dikurangi penunjukkan meter standar. Kesalahan relatif merupakan perbandingan antara kesalahan terhadap harga penunjukkan meter standar.

Harga koreksi dinyatakan k = Is - IA merupakan selisih antara harga standar dan

penunjukkan meter yang dikalibrasi.

2.4.8. Pengukuran Tahanan 1. Jangan mengukur resistansi rangkaian yang ada tegangannya. 2. Putar knob pemilih cakupan pada cakupan yang tepat.

No Meter

standar (mA)

Meter dikalibrasi (mA)

Kesalahan Kesalahan Relatif (%) Koreksi

Koreksi relatif

(%) A1 A2 A3 rerata

1 250 250 255 260 255 5 2.00 -5 -1.96

2 225 229 228 227 228 3 1.33 -3 -1.32

3 200 200 203 206 203 3 1.50 -3 -1.48

4 175 177 178 179 178 3 1.71 -3 -1.69

5 150 152 153 154 153 3 2.00 -3 -1.96

6 125 126 127 128 127 2 1.60 -2 -1.57

7 100 99 98 97 98 -2 -2.00 2 2.04

8 75 72 73 74 72 -3 -4.00 3 4.17

9 50 50 49 48 49 -1 -2.00 1 2.04

10 25 28 27 26 27 2 8.00 -2 -7.41

11 0 0.6 0.8 0.8 0.7 0.7 0.00 -0.7 -100.00 Jumlah 15.7 10.15 0 -109.13

Rerata 0.92 -9.92

Tabel 2-9. Kesalahan dan koreksi relatip

Gambar 2-58. Cara pemasangan ohmmeter

Secara rangkaian pemilihan cakupan skala pengukuran atau pengali sebenarnya adalah memilih resistansi shunt

sebagaimana pada penambahan batas ukur ampermeter. Pemindahan tersebut ditunjukkan gambar di bawah ini.

Gambar 2-59. Posisi pemindahan cakupan ohmmeter

3. Hubung singkat kaki meter merah dan hitam dan putar pengatur nol ohm, sehingga penunjuk lurus pada 0 . ( jika penunjuk gagal berayun ke nol

meskipun pengatur penunjuk

nol ohm sudah diputar penuh searah jarum jam, gantilah baterai yang berada di dalam meter dengan baterai yang baru).

Gambar 2-60. Kalibrasi ohmmeter

4. Tempatkan kaki meter pada resistansi yang diukur.

Gambar 2-61. Penempatan resistor pada pengukuran ohm

5. Baca jarum penunjuk pada skala

Gambar 2-62. Penunjukan hasil pengukuran ohm

6. Jika akan menganti posisi cakupan x10, maka sebelum mengukur hambatan harus mengkalibrasi ulang dengan

menghubung singkat colok meter, baru dilakukan pengukuran yang dikehendaki .

Gambar 2-63. Rangkaian pengukuran resistansi

Catatan untuk diperhatikan 1. Polaritas + dan – baterai berlawanan dengan polaritas colok meter

pada saat pengukuran resistansi. 2. Cara mengganti baterai

Lepaskan sekrup pengunci di belakang.

Gambar 2-64 Membuka sekrup pengunci

Keluarkan baterai kering UM-3 Ganti dengan baterai yang baru Letakkan kembali case belakang seperti semula dan kencangkan

sekrupnya.

Gambar 2 - 65. Bagian belakang meter

2.4.9. Pengukuran Keluaran Penguat Audio Frekuensi (dB) Desibel (dB) diukur caranya sama seperti pengukuran tegangan AC dibaca pada skala dB (decebell). Pada pengukuran cakupan 10 Volt dibaca langsung pada skala dB (-10dB - +22dB) tetapi pada saat pengukuran cakupan 50

Volt ditambah 14 dB, pada cakupan 250V ditambah 28 dB dan pada cakupan 1000V penambahnya 40dB. Jadi dB maksimum yang terbaca 22+40=62 dB diukur pada cakupan 1000V.

Gambar 2 - 66. Posisi skala dB meter

2.4.10. Pengukuran Arus Bocor (ICEO) transistor 1. Pertama lakukan kalibrasi

ohmeter dengan menghubung kedua colok meter dan mengatur posisi jarum ke 0

dengan menset knob pemilih cakupan pada cakupan yang tepat dari 1X sampai dengan X1k.

Gambar 2-67. Pengenolan sebelum mengukur hambatan

2. Untuk transistor NPN tempatkan colok berwarna hitam pada kolektor dan colok meter merah pada kaki emitor untuk transistor PNP sebaliknya.

Skala penunjukan pengukuran dB

Gambar 2-68. Pengukuan arus bocor transistor NPN

3. Arus bocor dibaca pada skala ICEO yang diindikasikan skala (dalam

satuan A, mA)

Gambar 2-69. Posisi skala pembacaan ICEO

2.4.11. Pengukuran Dioda ( termasuk LED) 1. Atur 0 dengan mengatur knob pemilih range, pada cakupan

yang tepat dari x1 sampai dengan x 100 K (1,5 A). 2. Tempatkan colok meter hitam pada kaki Anoda dan colok meter

merah ke katoda pada saat pengukuran IF (arus bias maju).

Skala pembacaan arus ICEO

Posisi Arus DC

emitor

basis

Pasangkan colok hitam meter ke kaki katoda dan colok merah meter ke kaki-kaki anoda pada mengukur IR (arus reverse).

Gambar 2-71. Pengukuran arus IF dioda bias maju

Posisi selektor

Gambar 2-70. Rangkaian pengetesan LED dengan ohmmeter

Katoda

Anoda

4. Baca harga nilai penunjukan meter dengan skala L1 (gerakan jarum penunjuk cukup besar untuk IF dan kecil untuk IR).

Gambar 2-72. Pengukuran arus IR dioda bias mundur

5. Nilai yang ditunjukkan pada skala LV selama pengukuran dioda bias tegangan maju.

Gambar 2-73. Posisi skala pembacaan LV

2.4.12. Pengukuran Kapasitor Pengukuran kapasitor dengan multimeter dilakukan dengan prosedur sebagai di bawah ini. 1 Atur knob pemilih cakupan

pada C(μF). 2 Kapasitansi diukur dengan

menyentuhkan colok meter pada kaki kapasitor yang diukur

setelah pengaturan nol , selanjutnya dilakukan seperti pada pengukuran resistansi.

3 Jarum akan bergerak ke skala penuh karena mendapatkan muatan dari arus meter. Oleh karena itu jarum akan bergerak naik (arah panah hijau),

Skala pembacaan LV

Posisi jarum

kemudian kembali menuju nol (arah panah biru). Nilai kapasitor dibaca pada saat

jarum menunjuk harga maksimum pada skala C(μF).

Gambar 2-74. Gerakan jarum pengukuran kapasitor

Gambar 2-75. Posisi skala kapasitor

2.4.13. Pengetesan Komponen Meter elektronik yang diproduksi dengan skala Ohmmeter daya tinggi dapat digunakan untuk pengetesan dioda, transistor dan SCR daya rendah.

2.4.13.1. Pengetesan Dioda Pengetesan dioda dilakukan untuk melihat konisi baik tidaknya dan atau untuk menentukan kaki elektroda dioda dengan benar. Pengetesan dioda dilakukan dengan prosedur sebagai berikut.

1. Tandai kutub positip baterai meter adakalanya polaritas baterai tidak sama dengan polaritas colok meter. Termasuk di dlamnya meter dalam pembahasan ini.

2. Melakukan kalibrasi ohmmeter dengan menghubung singkat kedua colok meter, jarum penunjuk ditepatkan pada nol melalui knob pengenolan jarum meter.

Skala C ( F)

Gambar 2-76. Pengenolan jarum ohmmeter

3. Setelah mengetahui baterai positip pada colok hitam meter dan polaritas negatip colok merah meter, polaritas baterai positip dihubungkan dengan anoda sedangkan polaritas negatip pada katoda dioda. Dioda kondisi baik jika jarum menyimpang menuju nol.

4. Jika semula tidak mengetahui elektroda dioda maka pada saat hubungan seperti tersebut di atas maka elektroda anoda

adalah yang terhubung polaritas positip baterai (colok meter hitam) dan elektroda katoda yang terhubung colok meter merah.

5. Hubungan dibalik untuk menguji bias balik dioda anoda yang semula mendapat positip baterai dihubungkan dengan polaritas negatip katoda sebaliknya. Dioda dikatakan baik jika jarum meter tidak menyimpang.

Diatur supaya jarum nol

Gambar 2-77. Pengetesan dioda bias maju

Gambar 2-78. Pengetesan dioda bias balik

Katoda

Anoda

2.4.13.2. Pengetesan Transistor

Pengetesan transistor dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut. 1. Knob pemilh cakupan pengukuran pada posisi ohm X1 atau X100

Gambar 2-79. Knob selektor posisi ohmmeter

2. Kalibrasi ohmmeter dengan menghubungsingkat kedua colok meter, knob pengenolan meter diatur untuk mendapatkan pembacaan tepat nol.

Gambar 2-80. Gambar kalibrasi ohmmeter

Pososi Ohmmeter

Diatur supaya jarum nol

3. Pengetesan transistor NPN basis dihubungkan dengan colok hitam (+ baterai) dan emitor colok meter merah (-baterai).

4. Transistor dalam kondisi baik jika jarum meter menyimpang menuju nol.

Gambar 2-81. Pengetesan transistor NPN emitor negatip meter nunjuk nol

5. Colok meter merah dipindahkan

dari emitor ke kolektor, transistor dalam kondisi baik

jika jarum meter bergerak menuju nol.

Gambar 2-82. Pengetesan transistor NPN kolektor negatip meter nunjuk nol

6. Colok meter hitam dipindahkan

dari basis diganti dengan colok meter merah, colok meter hitam dihubungkan dengan emitor.

Transistor dalam kondisi baik jika jarum penunjuk tidak bergerak.

Gambar 2-83. Pengetesan basis emitor reverse

7. Colok meter hitam dipindahkan dari emitor ke kolektor, transistor

dalam kondisi baik jika meter tidak bergerak.

Gambar 2-84. Pengetesan basis kolektor reverse

2.4.13.3. Pengetesan SCR Silicon Controlled Rectifier atau lebih dikenal dengan SCR daya rendah dapat diukur dengan menggunakan ohmmeter daya tinggi. Pengetesan dilakukan dengan prosedur di bawah ini. 1 Tempelkan colok meter hitam

(+baterai) dengan gate dan

anoda sekaligus, sedangkan colok meter ,merah dihubungkan dengan katoda. SCR dalam kondisi baik jika jarum meter bergerak menuju nol. Jika tidak maka sebaliknya.

Gambar 2-85. SCR Anoda gate dikopel katoda tegangan

negatip

2 Lepaskan gate dari colok meter hitam sedang hubungan dengan anoda dipertahankan, SCR kondisi baik jika jarum

tetap pada posisi menunjuk di angka nol. Jika tidak maka sebaliknya.

3 Jika semula tidak mengetahui elektroda SCR, dapat ditemukan dengan menandai kaki yang dilepas jarum tetap posisi menunjuk nol adalah elektroda gate. Sedangkan elektroda yang mendapatkan colok meter hitam (+baterai) anoda dan yang mendapat colok merah (- baterai) adalah katoda.

4 Berdasarkan pengetesan tersebut dperoleh kesimpulan untuk SCR type FIR 3D mempunyai urutan elektroda katoda (K), anoda (A) dan gate (G).

Gambar 2-86. Gate dilepaskan posisi jarum tetap nol

G

K A Gambar 2 – 87. Elektroda SCR FIR 3D

2.4.14. Perawatan 2.4.14.1. Mengganti Sekering Jika beban lebih di atas tegangan penyalaan (kira-kira 100 V) diberikan pada DC A dan range, sekering tidak berfungsi sebagai pelindung rangkaian.

1. Lepaskan sekrup pengunci di belakang case dan pindahkan

2. Posisi sekering di papan rangkain tercetak bagian dalam meter.

Gambar 2 - 88. Pelepasan skrup pengunci sekring

Gambar 2 - 89.b. Sekering

Gambar 2-89.a Posisi sekering dalam PCB 2.4.14.2. Perawatan Penyimpanan Meter 1. Penyimpanan mencegah kejutan berturut-turut pada multimeter dari

getaran oleh pembebanan pada sepeda motor atau sejenisnya. 2. Jaga multimeter dari debu kelembaban 3. Jangan meninggalkan multimeter untuk waktu yang lama di tempat

temperatur tinggi (lebih tinggi dari 55 C) kelembaban tinggi (lebih tinggi daripada 80 %) dan mengandung embun.

2.4.15. Perbaikan Jika meter gagal digunakan lakukan pengecekan berikut sebelum dikirim untuk di perbaiki

1. Apakah sekering tidak putus? . Untuk meyakinkan sekering tidak putus, sekering dikeluarkan dari tempatnya di papan rangkaian dan dilakukan pengetesan dengan ohmmeter. Sekering tidak putus jika jarum menyimpang menuju nol.

Sekering

Gambar 2-90. Pengetesan sekering

Gambar 2-91 Pengukuran baterai

Gambar 2-an Baterai

Gambar 2-92. Pengecekan colok meter

2. Apakah baterai tidak habis ?.

Pengecekan dilakukan dengan membuka meter dan mengukur tegangan baterai. Baterai baik jika jarum menyimpang dengan harga penunjukkan mendekati 9Volt. Dalam pengetesan ini baterai kondisi baik.

3. Apakah colok meter tidak putus? Pengecekan dilakukan dengan

mengetes konduksi colok meter dengan ohmmeter. Pengetesan meter ini kondisi colok baik tidak putus.

2.5. Multimeter Elektronik Digital Multimeter digital (Digital Multi Meter) tipikal ditunjukkan dalam gambar di bawah ini, memperagakan hasil pengukuran berupa angka diskrit ini lebih baik dari pada penunjukan simpangan jarum pada skala sebagaimana yang digunakan pada instrument analog. DMM bertambah popular karena harga instrument menjadi kompetitif. Keunggulan dibanding meter analog hasil pengukuran terbaca langsung mengurangi kesalahan manusia, kesalahan paralaks dan pengukuran lebih cepat. Pengembangan selanjutnya adanya otomasi

cakupan pengukuran dan polaritas sehingga dapat mengurangi kesalahan pengukuran dan lebih jauh lagi tidak ada kemungkinan kerusakan meter yang disebabkan oleh adanya beban lebih atau terbalik polaritasnya. Dalam beberapa kasus disediakan hard copy hasil pengukuran dalam bentuk kartu atau pita berlubang. Digital multimeter sampai sekarang masih terbatas dalam parameter non linier tidak dapat diukur.Lebih jauh lagi keakuratan sekarang ini tidak sebanding dengan harganya.

2.5.1. Bagian-bagian Multimeter Digital Pencacah / Peraga Bagian ini terdiri pencacah 3 ½ digit, memory, decoder dan piranti peraga. Bagian ini memiliki input, count, transfer dan reset. Dari bagian pencacah juga memberikan keluaran untuk mengontrol fungsi pengukuran analog. Control Logic Bagian ini berfungsi membangkitkan pulse yang diperlukan oleh rangkaian untuk perputaran masukan, dihitung dan mengontrol fungsi pencacah. Master Clock Rangkaian ini terdiri kristal osilator, pembagi frekuensi untuk pewaktuan semua pengukuran.

Pembentuk gelombang masukan (Input Wave Shaper) Rangkaian ini difungsikan selama pengukuran frekuensi, perioda mengubah sinyal masukan ke dalam bentuk yang tepat untuk dihubungkan ke rangkaian logic. Time Control Fungsi bagian ini digunakan untuk memulai dan menghentikan pencacah pada saat pengukuran. Voltmeter dan Pengubah Analog ke Digital Bagian ini berisi rangkaian impedansi masukan yang tinggi, penyearah, pengubah tegangan ke waktu dual-ramp digunakan untuk pengukuran tegangan dan resistansi. Prinsip perubahan tegangan analog ke digital dijelaskan di bawah ini.

Pengubah Analog ke digital Karena prinsip kerja dari rangkaian digital adalah 0 dan 1 atau ada dan tidak ada tegangan maka untu sinyal analog yang bersifat kontinyu harus diubah kedalam bentuk diskrit. Alat ini dinamakan pengubah analog ke digital atau ADC (Analog to digital converter).

Satu dari metode pengubah analog ke digital yang paling sederhana menggunakan tiga elemen utama yaitu pencacah , pengubah digital ke analog dan komparator dirangkai seperti gambar 2-93. . Untuk kesederhanaan kontrol logika dihilangkan dari diagram.

Pada siklus awal counter direset sehingga memberikan keluaran nol. Demkian juga keluaran pengubah digital ke analog Vb = 0 volt, ini diaplikasikan pada salah satu masukan komparator. Tegangan analog masukan diberikan melalui rangkaian sampel hold keluarannya Va diumpankan pada masukan lain dari komparator. Sepanjang tegangan analog Va masih lebih besar dari Vb keluaran komparator akan berlogika 1 dan gerbang

AND enable mengikuti pulsa-pulsa clock yang masuk pencacah. Pencacah menghitung diawali dari nol. Setiap menghitung keluaran tegangan pengubah digital ke analog Vb bertambah satu tangga (Gambar 2-94). Ini akan berlanjut sampai tangga bentuk gelombang melampuai nilai tegangan sinyal analog Va, pada saat inilah keluaran komparator nol gerbang disable dan menghentikan perhitungan pencacah.

Counter 4 bit 8 4 2 1

Pengubah Digital ke Analog (DAC)

Sampel & hold

Keluaran digital

A3

A2

A1

Ao

-+

Keluaran komparator =1 bila Va Vb

Vb

Va Masukan analog

Reset

clock

Gambar 2-93 Pengubah analog ke digital

Unit resistansi dan kapasitansi Terdiri dari sumber arus digunakan untuk pengukuran resistansi dan kapasitansi, juga rangkaian yang diperlukan untuk mengubah kapasitansi ke dalam fungsi waktu.

Hubungan pengawatan antar blok tergantung fungsi yang akan dibangun.Pengawatan tergantung fungsi yang diinginkan.

Gambar 2-95. Meter digital

control logic

Pencacah

Master clock

Input wave shaper

Attenuattor

Memory

Display

0 1 2 3 4 5 6 7

Gambar 2-94 Bentuk gelombang pencacah pengubah analog ke digital

6 5 4 3 2 1 0

Keluaran pencacah 0101

2.5.2. Spesifikasi Digital Multimeter Ada beberapa paremeter multimeter digital yang dapat dijadikan sebagai dasar penilaian kualitas meter. Parameter tersebut antara lain : 1. Resolusi Meter Digital

Banyaknya posisi digital yang dipakai pada suatu meter digital menentukan nilai resolusi. Jadi display 3 digit pada volt meter digital (DVM) untuk cakupan 0 – 1 V, akan mudah menunjukkan nilai dari 0 sampai 999 mV, dengan kenaikan atau resolusi terkecil sebesar 1 mV.

Dalam praktek digit ke 4 biasanya tepat menunjuk hanya 0 atau 1, yang ditempatkan pada kiri atau digit aktif. Ini mengijinkan kira-kira 999 sampai 1999 overlap secara bebas. Dan ini disebut ‘over ranging’. Type display demikian disebut sebagai display 3½ digit. Resolusi suatu meter digital, bagaimanapun ditentukan oleh banyaknya digit yang aktif penuh.

Jika n = banyaknya digit penuh (perubahan 0-9) resolusinya sebesar

n101

Maka suatu display 4 digit mempunyai sebuah resolusi sebesar

4

101

atau 0,0001 atau 0,01 persen. Resolusi ini juga dianggap

sebagai satu bagian dalam 10.000.

2. Sensitivitas Meter Digital Sensitivitas adalah perubahan terkecil dari suatu input meter digital yang mudah dilihat. Dengan demikian sensitivitas merupakan tegangan terendah dari skala penuh dikalikan oleh resolusi alat ukur (meter). Sensitivitas s = (f.s)min x R. Dimana (f.s)min = nilai terendah dari skala penuh alat ukur dan R = Resolusi yang ditulis sebagai desimal.

3. Spesifikasi Akurasi Meter

Digital Akurasi biasanya dinyatakan sebagai persentase dari pembacaan ditambah persentase dari skala penuh, bagian persentase dari skala penuh sering diberikan dalam bentuk digit. Apabila bekerja digit ditunjukkan pada signifikasi digit terkecil (LSD).

Penyelesaian :

Angka digit penuh pada 3½ digit = 3 jadi % resolusi = n101

= 3101

=

0,001 (0,1%).

Jadi meter (alat ukur) tidak dapat membedakan antara nilai yang dibedakan dari yang lain bila kurang dari 0,001 skala penuh.

a. Pembacaan skala penuh 1.000 resulusi pada cakupan 1V = 1x0,001 = 0,001 V

jadi dalam cakupan 1V, ini tidak akan dapat membedakan antara pembacaan yang berbeda kurang dari 0,001 V.

b. Pembacaan skala penuh 10V ini akan terjadi kesalahan baca kurang dari 0,01 V (tidak dapat membedakan perbedaan kurang dari 0,01V).

Contoh kasus 2 Sebuah voltmeter 4½ digit digunakan untuk mengukur tegangan. a. Berapa resulusinya ? b. Berapa penunjukan untuk mengukur 12’98 pada cakupan 10V ? c. Berapa pula jika 0,6973 didisplaykan pada cakupan 1V ? d. Berapa akan didisplay 0,6973 pada cakupan 10V ? Penyelesaian : a. Pada digit penuh, 4½ digit terbaca 4 angka

Jadi resulusi = 4101

= 0,0001 atau 0,01 %

b. Bila ada 5 digit ditempatkan dalam 4½ digit didisplay, maka 12,98 V akan didisplay sebagaimana 12,980 pada skala 10 V

c. Resulusikan lagi pada cakupan 1 V = 1 x 0,0001= 0.0001 V. Maka cakupan 1V akan terbaca pada desimal ke 4, disini 0,6973 V akan didisplay pada 0,6973 dalam cakupan 1 V.

d. Resulusikan lagi pada cakupan 10 V =10 x 0,0001=0.1 mV. Maka pada cakupan 10V akan terbaca hanya desimal ke 3. Digit 3 dalam desimal yang ke 4 akan hilang. Digunakan cakupan pendekatan, yaitu 1 V,digit 3 dapat diterima dalam pembacan.

Contoh kasus 1 a. Berapa resolusi dari display 3½ digit ? b. Cari resolusi alat ukur 3½ digit pada cakupan 1

V (berapa pabrik dapat menentukan cakupan seperti 2V dari 3½ digit dapat mencacah sampai 1999 mV.

c. Cari resolusi alat ukur untuk cakupan 10V ?

Contoh kasus 3 Spesifikasi ketepatan 3½ digit DVM adalah ± 5% pada pembacaan ± 1 digit. a. Kemungkinan apa yang terjadi pada kesalahan Volt, apabila pada

instrumen terbaca 5,00 V pada cakupan 10 V? b. Apa yang mungkin terjadi kesalahan pada Volt, apabila terbaca

0.10 V pada cakupan 10 ? c. Berapa persenkah pembacaan kesalahan ini yang diperbolehkan ? Penyelesaian : a. 0,5% terbaca = 0,005 x 5,00 = 0,025

didisplay untuk pembacaan 5,00 V Pada skala 10 V pada treter 3½ digit adalah 05,00 dengan kedudukan 4 digit. Digit pada LSD bernilai 0.01.Jadi kemungkinan kesalahan total adalah 0,025+0,01 = 0,035 V.

b. Jika pembacaan 0,10 V pada cakupan 10 V kita peroleh ± 5%, pembacaannya = 0,005 x 0,10 = ± 0,0005 V ± 1 digit = 0,01 V Kemungkinan kesalahan seluruhnya = ± 0,0105

c. Persen kesalahan adalah = 100,0

00105 10,5 %

Ini adalah suatu kesalahan besar dan mendemostrasikan bahaya yang terpadu dalam pembacaan skala yang rendah.

Tabel 2-10. Spesifikasi multimeter digital

Pengukuran tegangan DC indikasi polaritas otomatis Resistansi input 11,1 M Cakupan pengukuran 199,9 mV sampai 199 Volt akurasi ± 0,1 % Deviasi skala penuh (fsd) ± 0,2 % dari pembacaan Pengukuran tegangan AC Impedansi input 10 M paralel dengan kapasitor 25 pF Cakupan pengukuran 199,9 mV sampai 199, Volt akurasi ± 0,1 % pengukuran harga rata-rata dikalibrasi rms Deviasi skala penuh ± 0,5 % dari pembacaan Pengukuran frekuensi Cakupan frekuensi 50 Hz sampai 10kHz ± 1 % 50 sampai 50 kHz ± 5 % Pengukuran resistansi Cakupan pengukuran 1,999 K sampai 1,999 M akurasi ± 0,1 % fsd dan ± 0,5 % dari harga pembacaan Pengukuran kapasitansi Cakupan pengukuran 1999 pF sampai 1,999 μF akurasi ± 0,1 % fsd dan ± 0,5 % dari harga pembacaan Penghitung waktu Cakupan frekuensi 0 sampai 5 MHz Interval perioda min 20 s

2.5.3. Prinsip Dasar Pengukuran 2.5.3.1. VoltmeterDigital voltmeter (DVM) menggunakan sebuah pengubah tegangan analog ke digital (ADC) kemudian tegangan masukan DC diolah menjadi bentuk biner yang dikodekan dalam decimal (BCD). Kebanyakan voltmeter digital atau digital multimeter menerapkan integrator dual-slope sebagai rangkaian ADC, karena DVM dual-slope atau DMM relative lebih tahan terhadap nois tegangan masukan, juga kesalahan kecil. Dalam sistem DMM dengan pengubah analog ke digital dual ramp (atau dual slope) yang banyak digunakan ditunjukkan pada gambar 2-94. Penguat Op Amp A1, R1 dan C1 merupakan

kombinasi rangkaian integrator. Pada saat siklus pengukuran dimulai kapasitor C1 melakukan pengosongan muatan. Tegangan masukan integrator dihubungkan ke masukan tegangan negatip (-V1), sehingga kapasitor C1 mulai mengisi dengan arus – (V1/R1). Sementara itu keluaran integrator V01 mulai naik meninggalkan nol dan pencacah mulai menghitung pulsa clock dari pembangkit sinyal clock 100 KHz. Pengisian muatan C1 berlangsung sampai perhitungan pencacah mencapai 2000 ( misal untuk 2K/100K atau 20ms). Pada akhir perioda ini beda tegangan kapasitor C1 akan menjadi sama dengan

Vc = (Vi T1) / (R1C1) ……………………………….. (2 - 19 ) Jadi V1T1 = Vref T2 atau Vi = (T1/T2) Vref

Ref pos V+

saklar

Ein V-

Peraga

Store

Pembacaan

Control logic

Penghitung

Pembangkit clock

Decoder

Intgtr A1

Com p A2

Pembagi :2

2

1

3

A EDBR1

C1

a. Sistem Pengukuran tegangan

b. Bentuk bentuk tegangan

Gambar 2-96. Sistem pengukuran tegangan (Hai Hung Chiang : 1976)

Kondisi nol volt diindera oleh komparator, hingga menyebabkan control logic mensaklar masukan kapasitor ke tegangan nol (ground) hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya perubahan muatan pada kapasitor. Pada saat yang sama control logic memberi komando pada pencacah untuk menyimpan hasil perhitungan. Tegangan referensi dapat dipilih untuk mendapatkan cakupan pengukuran yang tepat. Misalnya tegangan referensi 2 V, cakupan pengukuran 2 V meskipun hanya memungkinkan untuk memperagakan nilai dari 0 sampai 1,999 V. Pencacah akan selalu menghitung sampai mencapai keadaan semua nol, kemudian siklus pengukuran diulang.

Istilah 3 ½ digit atau 4 ½ digit untuk produk DVM atau DMM, didasarkan pada fakta bahwa nilai digit tertinggi hanya 0 atau 1, sementara untuk semua digit yang lain dapat berada antara 0 dan 9. Terminologi demikian menunjukkan bahwa meter dapat membaca 100% cakupan pengukuran dari cakupan dasar. Misal voltmeter 3 ½ digit membaca 0 – 1,999 mV, sementara cakupan dasar hanya 0 – 999 mV. Jika cakupan ini dilampaui digit 1 (overflow) akan menyala, sebaliknya tetap gelap. Digital voltmeter biasanya memiliki resistansi masukan lebih dari 10 M dengan ketelitian lebih baik dari ± 0,2% dari harga pembacaan.

pewaktuan

20 ms

T1 0 t1

Keluaran Integrator Vy

t2T2

B

D Keluaran Komparator

E Store

A

2.5.3.2. Ohmmeter Sistem pengukuran resistansi ditunjukkan pada gambar 2-97. Metode yang digunakan dengan melewatkan arus pada R yang tidak diketahui besarnya, kemudian diukur besarnya tegangan drop pada R tersebut.

Oleh karena itu sistem ini hanya dapat digunakan untuk mengukur R dalam cakupan 100 sampai 100K dengan tingkat ketelitian yang cukup.

I tetap

R tak diketahui

Gambar 2-97. Pengukuran resistansi dengan voltmeter digital

2.5.3.3. Pengukuran Frekuensi Sinyal yang akan diukur frekuensinya kita hubungkan ke rangkaian input wave shaper , dalam bagian ini sinyal diperkuat atau dibatasi tergantung besarnya amplitude sinyal masukan. Kemudian sinyal diubah ke dalam bentuk (A) gelombang kotak dengan tegangan 5 Vp-p. Frekuensi mater clock (B) mempunyai perioda yang sama dengan durasi perhitungan yang dipilih. Misalnya jika durasi penguuran dipilih 10 ms, dipilih frekuensi 100Hz. Gerbang penghitung akan terbuka untuk waktu benar, frekuensi clock dibagi dua (C) sebelum diterapkan ke gerbang penghitung dan juga untuk mengontrol rangkaian

pembangkit pulsa untuk membangkitkan komando store atau reset. Asumsikan bahwa pencacah telah diatur nol, urutan operasinya sebagai berikut. Gerbang pencacah dilumpuhkan untuk satu perioda clock dengan keluaran dibagi dua. Shaped input waveform dihubungkan ke pencacah sehingga menghitung junlah siklus selama satu perioda clock. Pada akhir perioda sinyal pewaktu berada pada ujung menuju negatip ( C) menyebabkan generator pulsa membangkitkan dua pulsa berturut turut. Pulsa pertama mengkomando (E) pencacah untuk menyimpan dan memperagaan keadaan bagian penghitung. Pulsa kedua (F)

Voltmeter

mereset bagian penghitung sehingga keadaan nol untuk operasi pada siklus berikutnya. Proses ini akan restart bila sinyal pewaktu ( C) kembali berayun ke

positip. Dengan demikian maka peraga hasil hitungan akan selalu diupdate sengan frekuensi masukan yang konstan dihasilkan pembacaan yang stabil.

Peraga

Vin

Gambar 2-98. Sistem dan bentuk gelombang pengukuran frekuensi

A

B

C

D

E

Sinus

kotakGerban

g AND

Clock generator

Pembagifrekuen Pembangkit

pulsa

Pencacah

Decoder / BCD

Reset Store E F

Masukan

A

B

C

D

E

F

2.5.3.4. Pengukuran Perioda dan Interval Waktu Perbedaan besar antara pengukuran perioda dan frekuensi adalah penempatan clock generator dan input wave shaper berlawanan seperti ditunjukkan pada gambar. Sebagai pengganti jumlah siklus selama satu perioda clock, jumlah pulsa clock selama satu siklus masukan yang diberikan. Sebagaimana pengukuran frekuensi , bentuk gelombang masukan diubah dalam bentuk gelombang kotak (A) oleh input wave shaper. Deretan gelombang kotak ini dibagi dua ( B) dan diumpankan pada gerbang penghitung dan ke pulse generator. Keluaran clock generator juga diberikan ke gerbang penghitung sehingga pada saat terhalangi masukan, pulsa clock (C) diumpankan ke pencacah. Fungsi store, display

dan reset sama seperti pada pengukuran frekuensi. Perioda pengukuran difasilitasi untuk frekuensi rendah dimana penghitungan menjadi tidak akurat. Misal frekuensi 5Hz diukur dengan perioda perhitungan 1 s hanya dapat diukur dengan ketelitian ± 1 siklus atau ± 20%. Dengan mengukur perioda 200 ms ketelitian dapat ditingkatkan. Dalam kenyataannya keakuratan dapat diberikan lebih baik dari pada ± 0,1% tanpa noise pada bentuk gelombang yang diukur. Perbedaan antara fungsi pengukuran perioda dan waktu adalah perioda diukur secara kontinyu pada sepanjang siklus, sedangkan waktu diukur sebagai interval antara dua impulse yang diberikan secara terpisah.

Peraga

C

A

Gambar 2-99. Sistem dan bentuk gelombang

pengukuran perioda (Hai Hung Chiang : 1976)

B D E

Sinus kotak

GerbangPencacah

Clock generator

Pembagifrekuensi

Pembangkit pulsa

Pencacah

Decoder / BCD

save reset Masukan

2.5.3.5. Kapasitansimeter Jika arus I dan tegangan V konstan mempunyai hubungan C = (I t /V), juga kapasitansi C = kt, k adalah konstanta dan t waktu. Hubungan sederhana ini memberikan gambaran kemungkinan mengukur kapasitansi dengan membuat

katerkaitan antara waktu drop tegangan pada kapasitor, diberi muatan dengan sumber arus konstan, mencapai level tegangan yang telah ditentukan. Implementasi metode ini diilustrasikan pada gambar.

Masukan

A

B

C

D

E

Gambar 2-100. Sistem pengukuran interval waktu

Prime

run

stop

Timer control

GerbangAND

Pencacah

Pembangkit clock

Pembangkit pulsa

Pencacah

Decoder / BCD

store reset

I

A

B

C

komparator

Pewaktuan

d/dt

Pembangkit Clock

Pembagi frekuensi

Pencacah

Decoder / BCD

Tegangan acuan

Gambar 2-101. Sistem dan bentuk gelombang

pengukuran kapasitansi (Hai Hung Chiang : 1976)

Pewaktuan

20 ms

Tegangan acuan

Keluaran komparator

store

A

B

C

Gambar 2-102. Macam-macam meter digital

1. Pengukuran Tegangan DC Selektor ditempatkan pada posisi tegangan DC Colok colok merah pada meter positip dan colok hitam pada polaritas

negatip. Cakupan batas ukur dipilih tertinggi bila pembatas cakupan tidak

otomatis. Setelah yakin semua benar power meter di onkan.

2.5.4. Petunjuk Pengoperasian

2. Pengukuran Tegangan AC * Selektor di tempatkan pada posisi

tegangan AC. * Cakupan batas ukur dipilih pada

posisi terbesar jika pembatas cakupan tidak otomatis.

* Colok merah ditempatkan pada polaritas positip dan hitam pada negatip.

* Bila sudah yakin benar, baru power di onkan.

* Satuan diperhatikan agar tidak salah dalam membuat data pengukuran.

3. Pengukuran Ohmmeter * Selektor di tempatkan pada posisi Ohmmeter. * Colok merah ditempatkan pada polaritas positip dan hitam pada

negatip. * Bila sudah yakin benar, baru power di onkan. * Satuan diperhatikan agar tidak salah dalam membuat data

pengukuran.

4. Fungsi Lain-lain Selain sebagai AVO meter tiap multimeter mempunyai variasi pengukuran yangberbeda-beda. Secara umum penggunaan multimeter digital dengan langkah sebagai berikut : Sisipkan probe ke dalam hubungan yang benar sesuai

fungsinya. Langkah ini diperlukan karena kemungkinan ada sejumlah hubungan berbeda yang dapat digunakan.

Atur saklar pada jenis pengukuran dan cakupan pengukuran yang benar. Pada saat memilih cakupan yakinkan bahwa telah diantisipasi pada cakupan maksimum. Cakupan pada multimeter digital dapat direduksi bilamana diperlukan. Oleh karena itu dengan pemilihan cakupan yang terlalu tinggi dapat mencegah pembebanan meter.

2.5.5. Mengatasi Gangguan Kerusakan

1. Peraga Mati Dilakukan pengecekan polaritas

baterai kemungkinan salah dalam pemasangan. Pengawatan hubungan peraga dan periksa meter.

Dilakukan pengecekan baterai apakah masih dalam kondisi baik.

Dilakukan pengecekan peraga, diuji secara tersendiri.

2. Peraga Secara Permanen Over range

Kemungkinan titik acuan open Kemungkinan polaritas

tegangan 9V salah pasang Tegangan masukan melebihi

cakupan pengukuran Tegangan common mode

melampaui Meter mungkin jatuh, terpukul

lakukan pengetesan tersendiri.

3. Peraga secara intermitten over range

Titik acuan kemungkinan open kemungkinan sinyal masukan

mengambang masukan tegangan bukan dc

4. Hasil pembacaansemua logik rendah

Kaki common mungkin terground

Tegangan acuan tidak terhubung dengan baik

potensiometer pengatur penguatan tidak baik

Mengoptimumkan cakupan pengukuran untuk mendapatkan pembacaan yang baik.

Pada pembacaan yang lengkap lebih bijaksana diperhatikan tempat probe dalam soket pengukuran tegangan dan atur cakupan tegangan maksimum. Cara ini aman jika meter dihubungkan tanpa memikirkan cakupan yang digunakan sepanjang harga maksimum besaran yang diukur dibawah cakupan maksimum meter.

Perkembangan Multimeter Digital

Gambar 2-103. Multimeter digital dengen selektor dan otomatis

DMM dengan selektor

DMM cakupan otomatis

5. Peraga tidak dapat dibaca 000 * masukan tidak mungkin 0.0 V * kemungkinan loop pengawatan sinyal input terhubung grond

6. Tidak siap pembacaan * sistem pengawatan loop power

terhubung griund * sumber daya regulasi jelek sinyal input berlebihan Terdapat medan magnit yang kuat disekitar meter

Gambar 2-104. Macam-macam multimeter digital di pasaran

Multimeter Digital Otomotif

Meliputi : Sensor tes, pengetesan ground, baterai, alternator, tes sistem pengisian, Pengukuran RPM

Multimeter Otomotif

Akurat untuk mengukur RPM 2- dan 4- stroke Mesin otomotif 1 – 8 silinder dengan menggunakan pick up induktif

Digital multimeter cakupan otomatis 41 tes cakupan oto power off Pengukuran frekuensi, duty cycle

Digital multimeter cakupan otomatis

15 fungsi dan 32 otorange 295A

3.1. Prinsip Dasar Pengukuran Komponen LCR 3.1.1. Prinsip pengukuran Resistansi Prinsip dasar pengukuran resistor dengan LCR-740 Bridge adalah Jembatan WHEATSTONE. Jempatan wheatstone mempunyai empat lengan tahanan, sebuah sumber ggl dan sebuah detector nol yang biasanya berupa

galvanometer. Jempatan wheatstone dikatakan setimbang apabila beda tegangan pada galvanometer adalah nol volt, berarti disini tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer.

Gambar 3 – I Jembatan Wheatsone

lni terjadi apabila tegangan C ke A sama dengan tegangan dari D ke A, atau jika tegangan dari C

ke B sama dengan tegangan dari D ke B. Dalam hal ini dapat dituliskan:

I1 R1 = I 2 R 2............................................................... ( 3 – 1 )

Jika arus galvanometer menunjuk nol, maka :

Tujuan 1. Memahami prinsip dasar

pengukuran RCL metode jembatan keseimbangan.

2. Memahami tindak keselamatan pemanfaatan LCR meter

3. Melakukan pembacaan hasil pengukuran komponen R,C,L dengan meter LCR meter

Pokok Bahasan : 1. Prinsip dasar pengkuran LCR 2. Meter jembatan seimbang

Cara Penggunaan dan Perawatan LCR meter

BAB 3 LCR METER

I1

I3

G

I2

I4

C D

A

B

E R2

R4

R1

R3

E I 1 = I 3 = --------------------------------------- ( 3 – 2 ) R 1 + R 3 E I 2 = I 4 = --------------------------------------- ( 3 – 3 ) R 2 + R 4

Dengan mensubstitusikan persamaan ( 3 – 2 ) , ( 3 – 3 ) dan (3 – 1 ), maka didapatkan :

I1 E /(R1+R3) = I2 E / (R2+R4) I1 R2 + R4 = I2 R1 + R3 I1 ( R 1 + R 3 ) = I 2 ( R 2 + R 4 ) Jika I2 dari persamaan (3 -1) dimasukam, didapatkan : I1 R1 I1 ( R 1 + R 3 ) = . R2 + R4 R2

I1R1R4 I1 R1 + I1 R3 = I1 R1 +

R2 I1R2R3 = I1R1R4

R2 R3 = R1 R4 ...................... ( 3 – 4)

Persamaan 3 – 4 merupakan bentuk kesetimbangan jembatan Weatstone. Apabila ketiga tahanan tersebut diketahui dan

salah satu dari tahanannya tidak diketahui dan salah satu tahanannya tidak diketahui misal R4 = Rx , maka :

.......(3 – 5) R3 disebut lengan standar jembatan R1 dan R2 disebut lengan – lengan pembanding

R2 R3 Rx = --------

R1

3.1.1.2. Jembatan Kelvin Jembatan wheatstone mempunyai keterbatasan bila digunakan untuk mengukur tahanan rendah, dengan demikian maka jembatan wheatstone dimodifikasi menjadi jembatan kelvin. Hal tersebut

dilakukan dengan harapan agar menghasilkan ketelitian yang lebih tinggi bila digunakan untuk mengukur tahanan-tahanan rendah, biasanya dibawah 1 Ohm.

m p n

Gambar 3 – 2 Jembatan Kelvin Gambar 3-2 Ry menyatakan tahanan kawat penghubung dari R3 ke Rx. Jika galvanometer dihubungkan ke titik m, tahanan Ry dari kawat penghubung dijumlahkan ke tahanan Rx yang tidak diketahui dan menghasilkan Rx yang lebih besar. Jika dihubungkan ke titik n, Ry dijumlahkan dengan lengan

jembatan R3 dan hasil pengukuran Rx akan lebih kecil dari yang sebenarnya. Apabila galvanometer dihubungkan ke titik p (diantara titik m dan n) sehingga perbandingan tahanan dari n ke p dan dari m ke p sama dengan perbandingan tahanan-tahanan R1 dan R2 atau jika ditulis :

Rnp R1

---------- = ------- …………………… (3 – 6) Rmp R2

maka persamaan setimbang untuk jembatan :

7) - (3 .................. ) mpR 3R ( 2R 1R

npR xR

E

G

R1 R2

RX R3

Ry

Keterangan : R1 : tahanan lengan 1 R2 : tahanan lengan 2 R3 : tahanan lengan 3 Rx : Tahanan yang diukur Ry : tahanan variable dari

seutuas kawat yang terminalkan pada titik m, p dan n

1R 2R

yR 1R npR

2R1/R 1 1 .

2R

yR 1R npR

2R4R 1R

) 2R 1R

1 ( npR

yR 2R 1R

npR 2R 1R

npR

npR 2R 1R

yR 2R 1R

)npRy(R 2R 1R

mpR 2R 1R

npR

yR mpR npR

sedangkan Rmp bila dihitung dengan cara yang sama akan didapatkan :

2R1R

yR 1R mpR

Jika harga Rnp dan Rmp dimasukkan dalam persamaan (3 – 7), maka didapatkan :

8) - 3 ....(....................)......... 2R1R

yR 2R 3R (

2R 1R

2R1R

yR 1R x R

Apabila persamaan ( 3 - 8 ) disederhanakan, maka didapatkan

2R221R

yR2R 1R

2R 3R 1R

2R1R

yR 1R x R

RR

Keterangan : Rnp ; Tahanan antara titik m dan p Rmp : tahanan antara titik m dan p Ry : Rmp + Rnp

9) - 3 .......(............................................................ 2R

3R 1R x R

2R1R

yR 1R -

2R1R

yR2R 1R

2R 3R 1R

x R

3.1.1.3. Jembatan Ganda Kelvin Jembatan ganda kelvin digunakan secara khusus untuk pengukuran-pengukuran tahanan rendah. Rangkaian tersebut dinamakan jembatan ganda, karena rangkaian mempunyai pembanding lengan ke dua (dalam

Gambar adalah lengan a dan b). Perlu diketahui bahwa perbandingan tahanan a dan b sama dengan perbandingan R1, dan R2.

Gambar 3 – 3 Jembatan ganda Kelvin

Galvanometer akan menunjuk nol bila potensial di titik k sama dengan potensial di titik p atau Ekl = Elmp.

G

R1R2

RR3

Ry

E

o l

p

n m

a b

k

] )yR b (a

yR b) (a

b a b 3R [ I lmpE

)yR b (a

yR b) (a x R 3R I

2R1R

2R klE

E 2R1R

2R klE

Ekl = Elmp, maka Rx dapat ditentukan :

)yR b (a

yR b) (a .

b a b 3R I

)yR b (a

yR b) (a x R 3R I

2R1R

2R

Bila R2 /(R1 + R2 ) dipindah ruas, maka :

10)3.......(..........).........b a -

2R

1R (

)yR b (a

yR b

2R

3R1R x R

b b

)yR b (a

yR a-.

)yR b (a

yR b .

2R

1R

2R

3R1R x R

)yR b (a

yR b-aRy -

)yR b (a

yR b

)yR b (a

yR b .

2R

1R

2R

3R1R x R

)yR b (a

yR b) (a -

)yR b (a

yR b

)yR b (a

yR b .

2R

1R

2R

3R1R x R

)yR b (a

yR b .

2R

2R1R 3R

2R

3R1R

)yR b (a

yR b) (a xR 3R

)yR b (a

yR b 3R

2R

2R1R

)yR b (a

yR b) (a xR 3R

Sesuai dengan syarat awal yang sudah ditetapkan : a/b = R1/R2, maka persamaan (VII - 10) dapat ditulis :

11) - .(3............................................................ 2R

3R 1R x R

3.1.2. Prinsip Dasar Pengukuran L 3.1.2.1. Jembatan Pembanding Induktansi

Secara prinsip jembatan arus bolak-balik dapat digunakan untuk mengukur induktansi yang tidak diketahui dengan membandingkan terhadap sebuah induktor standar yang diketahui. Gambar 8-2 menggambarkan jembatan pembanding induktansi; R1 dan R2 adalah lengan-lengan pembanding, sedang lengan standar adalah LS seri dengan RS, yang mana LS adalah induktor standar kualitas tinggi dan RS adalah tahanan variabel. Lx adalah induktansi yang belum diketahui dan Rx adalah tahanannya.

Gambar 3 – 4 Jembatan pembanding induktansi

Apabila lengan-lengan dari jembatan pembanding induktansi

dinyatakan dalam bentuk kompleks, maka :

Z1 = R1 Z3 = RS + j LS

Z2 = R2 Z4 = Rx + j Lx

Dalam setimbang, maka :

Z1 . Z4 = Z2 . Z3

R1 ( Rx + j Lx ) = R2 ( RS + j Ls )

R1Rx + R1j Lx = R2Rs + R2 j Ls …………… (3 – 12)

Lx

Detekt~

R2 R1

RX

LS

Rs

E

Keterangan : Ls : Induktansi

standar Lx : Induktansi yang

diukur

Dua bilangan kompleks adalah sama, apabila bagian-bagian nyata dan bagian-bagian khayalnya

adalah sama. Dengan menyamakan bagian-bagian nyata dari persamaan (3 – 12), maka :

R1 Rx = R2 RS

Rx = S1

2 R RR

……. …………………… (3 – 13)

Sedangkan bagian–bagian khayalnya :

R1 j Lx = R2 j Ls

Lx = S1

2 L RR

…….………….……………(3 – 14)

3.1.2.2. Jembatan Maxwell Jembatan Maxwell digunakan untuk mengukur induktansi yang belum diketahui dengan membandingkan terhadap

kapasitansi yang diketahui. Gambar 3 – 5 menggambarkan rangkaian jembatan Maxwell.

Gambar 3 – 5 Jembatan Maxwell

Apabila lengan-lengan dari jempatan Maxwell dinyatakan dalam bentuk kompleks, maka :

1 Z1 = Z3 = R3

1/ R1 + jwC1

LX

C1

Detektor~R2

R1

RX Rs

E Keterangan : Lx induktansi yang

diukur Rx adalah tahanan

kumparan Lx

Z2 = R 2 Z4 = RX + jwl x

Dalam keadaan seimbang, maka

Z1Z4 = Z2Z3

Z2Z3 Z4 = Z1 RX + jwL x = R2R3 ( 1/R1 + jwC 1 )

R2R3 RX + jwLx = + R2R3jwC1…… (3 – 15) R1

Jika bagian nyata dan bagian khayalnya dipisahkan, maka didapatkan

R2R3 RX = …………………………… (3 - 16) R1 J w Lx = R2 R3 jwC1

………… (3 – 17)

3.1.2.3. Jembatan Hay Jembatan Hay digunakan untuk mengukur induktansi yang belum diketahui dengan membandingkan terhadap kapasitansi yang diketahui. Jadi pada prinsipnya sama dengan jembatan maxwell, bedanya pada jembatan maxwell lengan pertama C1 paralel dengan R1, sedang pada jembatan hay C1 seri dengan R1. Pada jembatan maxwell terbatas pada pengukuran kumparan dengan Q menengah (

1 < Q < 10 ).ini dapat ditunjukkan dengan memperhatikan syarat setimbang dari jembatan arus bolak-balik bahwa jumlah sudut fasa satu pasang lengan yang berhadapan harus sama dengan jumlah sudut fasa pasangan lainnya. Sedang jembatan hay dapat digunakan untuk pengukuran kumparan-kumparan dengan Q yang tinggi.

Lx = R2R3 C1

Gambar 3 – 6 Jembatan Hay

Apabila lengan-lengan dari jembatan hay dinyatakan dalam bentuk kompleks, maka :

xLj xR 4 Z 2R 2Z3R 3 Z 1Cj/ - 1R 1Z

Dalam keadaan setimbang, maka :

)183.......(..........3R2R 1CxL

1CxRj

- xLj1R xR 1R

3R2R ) xLj x R )( 1Cj - 1(R

3 Z2 Z 4 Z1Z

Jika bagian nyata dan bagian khayal dipisahkan, maka didapatkan :

)203......(.................................................. 1RxL 1C

xR

)193.....(........................................ 3R2R 1CxL

xR1R

Dari persamaan (3 – 19) dan (3 – 20) keduanya mengandung Lx dan Rx. jika diselesaikan secara simultan, maka didapatkan

Rx

Lx Rs

C1

R1 R2

E Detektor

~

3R2R 1CxL

xR1R

1R1C2xR

xL --------------- 1RxL 1C

xR

Jika harga Lx dimasukkan didapatkan :

)1R1C2

xR xL

) 21 - (3........................................ 1 2

1R21C2

21C2

3R2R1R xR

1R1C2

1 )1R21C2 ( 1R

3R2R xR

)1R2

1C2/1 1(R

3R2R xR

3R2R )

12R1C21 R1 ( xR

2R3R

12R1C2xR

xR1R

Catatan : = 2 f Bila harga Rx dimasukkan maka didapatkan :

22) - (3........................................ 1 2

1R21C2

1C3R2R xL

1R1C2 1 .

1 21R2

1C2

21C2

3R2R1R xL

3.1.2.4. Prinsip Pengukuran Kapasitansi Prinsip yang digunakan dalam pengukuran kapasitansi adalah JEMBATAN PEMBANDING KAPASITANSI. Pada dasarnya jembatan pembanding kapasitansi juga hampir sama dengan jempatan pembanding induktansi. Gambar VIII-3 menggambarkan jembatan pembanding kapasitansi. R1 dan

R2 sebagai lengan – lengan pembanding, sedang lengan standar adalah Cs ( kapasitor kualitas tinggi ) yang diseri dengan Rs ( tahanan variable ). Cx adalah kapasitansi yang belum diketahui harganya dan Rx adalah tahanan kebocoran kapasitor.

Gambar 3 – 7 Jembatan pembanding kapasitansi

Apabila lengan-lengan dari jembatan pembanding kapasitansi dinyatakan dalam bentuk kompleks, maka dapat ditulis :

Z1 = R1 Z3 = RS – j / Cs

Z2 = R2 Z4= RX – j / Cx

Dalam keadaan setimbang, maka :

Z1Z4 = Z2Z3

j j R1 ( RX - ) = R2 ( Rs - )

Cx Cs j j R1 RX – R1 = R2 Rs – R2 ….. (3 - 23)

Cx Cs

R2

Cx

Rx Rs

C1

R1

E Detektor

~

Sama dengan jembatan pembanding induktansi, dua bilang kompleks adalah sama bila bagian-bagian nyata dan bagian-bagian khayalnya adalah

sama. Dengan menyamakan bagian-bagian nyata dari persamaan seperti di atas, maka didapatkan

R1 Rx = R2 Rs

Rx = (R2/R1) Rs ……………………………………… (3 -24)

Bagian-bagian khayalnya

(jR1/ Cx) = (JR2/ Cs) sehingga diperoleh hubungan :

…..(3 - 25)

3.1.2.5. Jembatan Schering Jembatan schering digunakan untuk mengukur kapasitansi yang belum diketahui dengan membandingkan terhadap kapasitansi yang diketahui (standard). Gambar 3 - 8 menggambarkan jembatan schering, yang mana lengan 1 adalah R1 paralel dengan C1 ( C1

dapat diatur); lengan 2 adalah resistor yang dapat diatur ; lengan 3 adalah lengan standard yaitu C3 (kapasitor bermutu tinggi) dan lengan 4 adalah terdiri dari Cx yaitu kapasitor yang belum diketahui harganya dan Rx yaitu tahanan kebocoran kapasitor.

Gambar 3 – 8 Jembatan Schering Apabila lengan-lengan dari jembatan schering dinyatakan dalam bentuk kompleks, maka :

Cx = (R1/R2) Cs

Cx

R2

Rx

C3

C1

R1 E

Detektor ~

xCj/ - xR 4 Z 2R 2Z

3C 3 Z

)1Cj 11/R (1 1Z j

Dalam keadaan setimbang :

)1Cj 1R

1 ( ) 3C

( 2R xC

- xR jj

26)- ........(3.................... 1R3C

2jR -

3C 1C2R

xC

- xR

3C1C2R

1R3C

2R

xC - xR

)1Cj 1R

1 ( 3C 2R

xC

- xR

j

jj

jj

Jika bagian-bagian nyata dan bagian-bagian khayalnya dipisahkan, maka didapatkan :

28)- .(3............................................................ 2R 1R3 xC

1R3C 2R

xC

27)- ..(3............................................................ 3C

1C2R xR

C

jj

1 Z3 Z2 Z

4Z

3 Z2 Z 4 Z1Z

3.2. LCR meter model 740 LCR meter model 740 sistem jembatan dirancang untuk mengukur resistansi (R), kapasitansi (C) dan induktansi (L) dalam rangkaian pengukuran yang luas. Meter dilengkapi baterai didalamnya sebagai sumber tegangan DC untuk pengukuran R, sedangkan untuk pengukuran C

dan L menggunakan osilator frekuensi 1 KHz dan system pendeteksi nol. Peraga hasil pengukuran menggunakan tiga digit. Koneksi masukan menggunakan sumber tegangan DC eksternal dan AC (950 Hz–40 KHz) dan adaptor AC.

3.2.1 Spesifikasi LCR meter Dalam pemilihan meter spesifikasi menjadi pertimbangan yang penting. Keputusan pilihan tergantung pada karakter mana yang lebih diperlukan, disesuaikan dengan tujuan pengukuran. Misal pemilihan meter untuk penelitian laboratorium tentu saja menggunakan pertimbangan yang

berbeda dengan meter yang digunakan dibengkel. Meter dilaboratorium harus memenuhi kriteria peralatan laboratorium dimana akurasi sangat diperlukan harga mahal sedangkan untuk meter bengkel hanya sebagai indikasi sehingga akurasi bukan hal yang penting, harga murah.

Pengukuran Resistansi Range 0,001 sampai 11 M terbagi dalam 8 range

dengan kesalahan + 10% untuk setiap range Resoluai minimum 1 m – 100 k Akurasi Pada (20o sampai ± 5o C)

1 sampai 100 k ± (0,5% +0,1 % f.s.) 1 M ± (0,1% +0,1 % f.s.) 0,1 ± (2 % +0,1 % f.s.)

Resistansi terminal residu Mendekati 3m Pengukuran Kapasitansi Range 1 pF sampai 11000μF dalam delapan range

sampai dengan kesalahan + 10% untuk setiap range

Resoluai minimum 1 pF Akurasi Pada (20o sampai ± 5o C)

Range 1000pF – 100 μF ± (0,5% +0,1 % f.s.) 100 pF ± (1% +0,1 % f.s.) 1000 μF ± (3 % +0,1 % f.s.)

Resistansi terminal residu Mendekati 3pF Pengukuran Induktasi Range 0,1 μF sampai 1100 H dalam delapan range

sampai dengan kesalahan + 10% untuk setiap range

Resoluai minimum 0,1 μH Akurasi Range 100 μH sampai 10H ± (0,5% +0,1 %

Pada (20o sampai ± 5o C) f.s.) 100 H ± (1% +0,1 % f.s.) 10 μH ± (3 % +0,1 % f.s.)

Resistansi terminal residu Mendekati 0,3 μH

Pengukuran Faktor Disipasi dan Kualitas Range 0,01 sampai 30 pada frekuensi 1KHz terbagi

dalam 2 range

Akurasi ± 10% + 3 skala divisi

Sumber pengukuran DC internal dan eksternal untuk pengukuran

resstansi.

AC internal 1kHz atau eksternal 50Hz sampai 40

kHz untuk pengukuran resistansi dan kapasitansi.

Kontrol Panel LCR -740 dan Koneksi

Gambar 3 – 9 Panel-panel LCR meter

1. Saklar POWER dan control SENSITIVITY : putar saklar POWER on atau off dan atur sensitivitas detector untuk pengaturan AC.

2. Indikator R,C,L peraga 3 digit yang dikontrol oleh

putaran knob, harga L sebenarnya tergantung pada saklar RANGE MULTIPLIER.

3. Knob pengunci L untuk penguncian indikator R,C,L 2 pada pengaturan sebelumnya bila pengujian

5

4

2

3 1

11

14 13

12

9

10

8

6

7

toleransi komponen, atur normally pada kanan atau posisi bebas.

4. Saklar NORMAL +1,00 L pengaturan normal pada umumnya untuk pengukuran pembacaan langsung dari indikasi R,C,L +1 : pengaturan digunakan bila pengukuran di atas batas yang diukur.

5. Saklar RANGE MULTIPLIER untuk memilih range komponen yang diukur.

6. Saklar SELECTOR diatur pada R,C, L tergantung komponen yang akan diukur.

7. Indikator NULL dengan skala 10 – 0 – 10 digunakan pada saat pengukuran resistansi DC dan skala 0 -10 (pada sisi kanan adalah 0) untuk pengukuran kapasitansi dan induktansi.

8. Pengaturan mekanis nol untuk indikator NULL.

9. Dial D Q : menggunakan dua skala, skala diluar untuk factor disipasi, D, dan skala di dalam untuk RE(ekuivalen

resistansi seri) yang dikalibrasi pada frekuensi 1 kHz. Harga ekuivalen resistansi seri yang sebenarnya harus dihitung Rs = RE/(CμF) = (REX106)/(CpF) yang mana RE adalah pembacaan dial.

10. Saklar X1 – X10 untuk memilih pengali untuk pembacaan D dan RE pada dial D,Q .

11. Saklar SOURCE untuk memilih sumber internal rangkaian jembatan, DC untuk pengukuran resistansi DC dan AC pada frekuensi 1kHz untuk pengukuran resistansi, kapasitansi dan induktansi.

12. RED HI 13. BLUE EXT + DC untuk

dihubungkan dengan komponen yang akan diukur keduanya merupakan terminal mengambang terhadap ground.

14. Terminal BLACK untuk grounding case.

Gambar 3 – 10 Sisi atas case

15 16

15. Penutup baterai. 16. Pegangan untuk membawa meter.

Gambar 3 – 11 Panel belakang LCR meter

17. Jack EXT, SIG, IN : untuk sumber AC eksternal dalam range 50 Hz sampai 40kHz, disisipkan dengan plug mini secara otomatis meng-offkan osilator 1kHz di dalam.

18. Jack telepon : untuk menyisipkan earphone plug bila menggunakan sinyal yang dapat didengar bersama-sama dengan

meter penunjuk kondisi null, memungkinkan dihubungkan ke scope untuk tujuan yang sama.

19. Jack EXT, PWR, IN : Untuk dihubungkan ke LPS-169 adapter AC, bila disisipkan baterai internal di-offkan secara otomatis.

3.2.2 Pengoperasian 3.2.2.1. Tindakan Pencegahan Kerusakan 1. Saklar power posisikan off selama perioda standby atau bila

jembatan tidak digunakan. Ini akan memberi dampak baterai lebih tahan lama.

17 18

19

Gambar 3 – 12 Posisi saklar off

2. Cek pengaturan 0 dari null meter, untuk mencegah kesalahan pengukuran resistansi DC . Jika off atur saklar power pada posisi OFF dan atur skrup pengenolan meter jika diperlukan sehingga posisi jarum seperti berikut :

Gambar 3 – 13 Posisi nol meter

3. Hubungkan komponen yang akan diukur pada terminal pengukuran merah dan biru sependek mungkin. Ini diperlukan terutama untuk pengukuran komponen yang mempunyai nilai rendah.

4. Ketika knob indikator RCL dikunci dengan knob pengunci jangan putar paksa.

5. Gunakan adapter AC khusus LPS -169 jangan menggunakan tipe lain.

Tepat nol

Gambar 3 -14 Panel depan LCR meter

3.3. Pembacaan Nilai Pengukuran Bila jembatan telah diseimbangkan dengan indikator R,C, L dan pengaturan RANGE MULTIPLIER

pembacaan dengan cara sebagai berikut :

Tabel 3 -1 Pembacaan nilai pengukuran

Range Pengali Indikasi RCL Harga yang diukur

R 100 6,85 685 (=100 X 6,85) 10k 6,85 68,5k (=10 X 6,85) 100k 6,85 685k (=100 X 6,85)

C 100pF 6,8 68pF (=100X0,68) 0,1 μF 6,85 0,685μF (=0,1X6,85) 10μF 6,85 68,5μF (=10X6,85)

L 10μH 0,68 6,8μH (=10X0,68) 10mH 6,85 68,5mH (=10X6,85) 10H 6,85 68,5 H (=10X6,85)

Penggunaan pengaturan saklar normal dari +1,00 Pada umumnya pengukuran saklar ini diatur pada posisi NORMAL. Oleh karena tu bila pengukuran yang lebih tinggi dari indikasi 9,99 diberikan range pengali, ini memungkinkan untuk memperluas range 10%. Ini dikerjakan dengan memutar knob indikator sampai 9,00 dan mengatur saklar pada

+1,00. Pembacaan akan dimulai dari 9,00 sampai 0,00 meskipun harganya akan fari 10,00 keatas sampai 11,00 (dengan menambahkan 1 pada pembacaan). Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 3 – 2 Pengaturan saklar NORMAL pada +1,00

Pembacaan Nilai yang diukur

9,00 10,00 (=9,00 + 1,00)

9,01 10,01

9,5 10,5 dan seterusnya

Setelah pengaturan +1,00 saklar direset NORMAL. Ini untuk mencegah terjadinya kesalahan akibat penambahan pengukuran

1,00 pada signifikan pertama, sehingga meter menunjuk 5,5 pada harga sebenarnya 6,5.

3.3.1. Pengukuran Resistansi

1. Hubungkan komponen yang akan diukur pada terminal merah dan biru.

Gambar 3 – 15 Cara mengukur resistansi

2. Atur saklar pemilih pada posisi R perhatikan gambar

Gambar 3 – 16 Posisi selector

Sumber tegangan DC dipilih pada DC/R

Gambar 3 – 17 Posisi DC R

NORMAL +1,00 PADA NORMAL

Gambar 3 – 18 Posisi normal

Saklar power pada posisi ON

Gambar 3 – 19 Posisi on

RANGE MULTIPLIER digunakan sesuai komponen yang akan diukur, bila belum diketahui atur pada range yang lebih tinggi agar memberi keleluasaan ayunan penunjuk kekanan dan kekiri.

Gambar 3 -20 Range multiplier

Posisi On

3. Putar knob RCL sampai indikator meter NULL berada ditengah. Jika diperlukan atur RANGE MULTIPLIER.

Gambar 3 – 21 Pengaturan indikator meter nol

4. Baca indikasi RCL dan terapkan range multiplier dalam menentukan

harga resistansi.

Gambar 3 – 22 Pembacaan indikator RCL

Diputar sampai indikator meter nol

Catatan : a. Jika menggunakan range 1M penunjuk null

mungkin tidak terdefinisikan dengan baik, dalam kasus demikian dapat digunakan tegangan DC eksternal. Alternatifnya jika resistor atau komponen yang diukur non induktif, dapat digunakan tegangan internal AC pada frekuensi 1 kHz. Yang berubah hanya saklar SELECTOR pasa R dan SOURCE pada AC /RCL

b. Pada pengukuran range 0,1 , resistansi residu terminal harus diperhitungkan.

3.3.2. Pengukuran Kapasitansi 1. Atur saklar SELECTOR pada C perhatikan gambar :

Gambar 3 – 23 Selector pada posisi C

Saklar SOURCE pada AC/RL

Gambar 3 – 24 Saklar source pada AC/RL

Dial D Q pada 0

Gambar 3 – 25 Dial D Q pada 0

Saklar D Q pada posisi X1

Posisi nol

Gambar 3 – 26 Saklar D Q pada posisi x 1

Saklar NORMAL +1,00 pada posisi NORMAL

Gambar 3 – 27 Saklar normal +1,00 pada posisi normal

Saklar POWER pada posisi ON

Gambar 3 – 28 Saklar power pada posisi on

Kontrol SENSITIVITY diatur untuk NULL pembacaan meter pada “5”.

Gambar 3 – 29 Kontrol sensitivity

2. Hubungkan komponen yang akan diukur pada terminal merah dan biru.

On

Putar ke kanan

Gambar 3 – 30 Posisi kapasitor yang diukur

3. Atur saklar RANGE MULTIPLIER dan knob RCL untuk mendapatkan ayunan minimum atau mengarah 0.

Gambar 3 -31 Mengatur saklar range multiplier

4. Atur dial D, Q dan catat kondisi pengenolan, atur control SENSITIVITY jika diperlukan.

Gambar 3 – 32 Mengatur dial D Q

5. Atur kembali knob RCL dan dial D, Q untuk mendapatkan kondisi pengenolan paling baik.

Kapasitor yang diukur

Dipilih

Atur dial DQ

Control Sensitivitas

Gambar 3 – 33 Mengatur knob RCL dan dial D Q

6. Jika pengaturan dial sampai mendekati 3 atur saklar D,Q pada posisi X10.

Gambar 3 – 34 Mengatur Saklar D Q pada Posisi x 10

7. Pembacaan hasil pengukuran

Gambar 3 – 35 Pembacaan hasil pengukuran

Pindahkan ke posisi X10

Knob RCL Atur kembali Dial DQ

Kapasitansi = Range multiplier X indikasi RCL. Faktor disipasi D pasa 1 kHz langsung dari hasil pembacaan dikalikan dengan 10 jika saklar A, Q pada posisi X10. Ekuivalen resistansi seri Rs, nilainya dihitung melalui hubungan Rs = (RE) /(CμF)= (RE X 106)/(CpF) dimana RE adalah pembacaan dial.

3.3.3. Pengukuran Induktansi 1. Pengaturan control saklar power pada posisi OFF dan saklar pemilih

pada posisi L.

Gambar 3 – 36 Saklar pemilih pada posisi L

Saklar sumber tegangan AC

Gambar 3 – 37 Saklar sumber tegangan AC

Saklar DQ X1 - X10 dipilih pada posisi X1

Catatan : 1. Kapasitor yang baik mempunyai nilai D yang

sangat rendah dan sebaliknya. 2. Pada pengukuran C diatas 1000pF kapasitansi

residu terminal harus diperhitungkan. 3. Untuk pengukuran kapasitansi yang

besar(elektrolitik, mempunyai polar diukur menggunakan frekuensi yang rendah misalnya 120 Hz menggunakan sumber AC eksternal).

Gambar 3 – 38 Saklar DQ x 1 – x 10 dipilih posisi x1

Saklar normal -+1,00 dipilih pada posisi normal

Gambar 3 – 39 Saklar normal pada posisi normal

Saklar range pengali pada posisi 1 mH

Gambar 3 – 40 Saklar range pengali pada posisi 1 mH

Dial DQ mendekati titik tengah (Q sekitar 0,3) Dial RCL digital mendekati 2,5 1. Hubungkan komponen yang akan diukur pada terminal merah dan

terminal biru (sumber tegangan eksternal DC). 2. Putar tombol SENSITIVIFY searah jarum jam secara perlahan –

lahan. Nyalakan, dan atur sampai jarum berpindah kesisi kanan titik NULL dan berada di posisi antara 2 dan 3.

Posisi 1mH

Diatur 2,5

Posisi 0,3

Gambar 3 – 41 Posisi induktor yang Diukur

Gambar 3 – 42 Penunjukan jarum

3. Pilih range pengukuran dengan mengikuti prosedur terutama pada saat mengukur L belum di ketahui. Bagaimanapun, jika komponen yang diukur diketahui nilai perkiraannya pilih range multiplier dan dial R,C, L pada harga yang sesuai. Putar dial DQ, dan

tempatkan disuatu titik dimana dip jelas terlihat. (Saat dial DQ diputar dalam arah yang sama, jarum meter bergerak kearah NULL, kemuadian begoyang kembali ke kanan. Di waktu yang sama, titik dimana jarum muncul bergerak mendekat

menuju titik NULL ini disebut sebagai Dip points). Meskipun jarum indikator bergerak menuju NULL, tombol DQ sampai akhirnya menjadi nol ( rotasi searah jarum jam menuju titik ekstrim ini) tanpa memperlihatkan dip point. Dalam kasusu demikian pilih range lain dengan menekan tombol range, dan mencoba meletak kan dip point dengan cara yang sama.

Seandainya dip point tidak bisa diletakkan meskipun tombol DQ berputar penuh searah jarum jam , atur

Putar ke kanan

jarum diantara 2 dan 3

tombol X1- X10 pada X10 dan coba untuk menempatkan sebuah titik. Saat dip point tetap tidak didapat, pilih range lain dengan menekan tombol range, dan coba untuk meletakkan dip point. Dalam waktu yang sama, coba untuk mencari sebuah titik sambil menyetel knob SENSITIVITY untuk mendapatkan jarum indikator point terletak dititik antara 2 dan 3 pada pegangan sisi kanan. (Apabila titik tidak dapat ditemukan, periksa bagian bagian nya apabila

kabelnya patah karena pengukuran resisten DC pada range R ).

5. Jika dip point sudah diperoleh, lakukan langkah-langkah berikut ini. Atur dial DQ pada titik dimana terjadi dip terbesar. Kemudian atur dial digital LCR untuk mendapatkan titik dip terbesar. (pada saat yang sama untuk mendapatkan dip point atur knob SENSITIVITY hingga jarum indikator menunjuk antara 2 dan 3).

6. Dengan cara yang sama lokasikan dip point dengan mengatur dial DQ dan RCL secara berturut-turut.

3.4. Pengukuran Resistansi DC Dengan Sumber Luar

Pada saat pengukuran resistansi DC dari komponen yang tidak diketahui pada nilai resistansi yang tinggi dengan sumber baterai dalam mungkin

pengenolan indikasi tidak dapat terjangkau. Dalam kasus demikian diperlukan sumber tegangan DC luar.

Perhatian Pengenolan nilai induktansi dengan memutar dial DQ minimum pada arah berlawanan jarum jam . Bila resistansi dc komponen induktansi yang diuji sangat besar, atau Q kumparan kurang dari 0,1 pengukuran dilakukan dengan frekuensi pengukuran (1kHz). Sebaliknya nilai maksimum dial Q diputar maksimum searah jarum jam 1X – 10X. Jika saklar sudah diatur pada posisi X10 ternyata Q lebih besar dari 30 diluar range pengukuran, maka tambahkan resistor seri beberapa ohm sampai beberapa ratus ohm ke inductor sehingga mengurangi Q sampai kurang dari 30.

Penting untuk diperhatikan : 1. Atur tegangan tinggi masukan, pada saat dihubungkan dengan

colok meter dalam keadaan Off.

Gambar 3 – 43 Hubungan ke sumber tegangan luar

2. Hati-hati jangan sampai

menyentuh tegangan tinggi.

3. Pelindung resistor harus selalu digunakan pada masukan rangkaian.

4. Bila akan merubah range MULTIPLIER atur dahulu masukan DC pada posisi Off, pastikan bahwa tegangan dan renge aman digunakan, jika ini tidak terpenuhi dapat merusak komponen rangkaian dalam.

3.4.2.Langkah-langkah Pengukuran :

1. Atur saklar POWER (knob control SENSITIVITY) pada posisi off.

2. Atur supply DC eksternal pada posisi off.

3. Hubungkan colok negatip meter ke terminal hitam dan colok positip meter ke biru (Ext +DC) perhatikan gambar.

4. Hubungkan komponen yang akan diukur pada terminal merah dan biru.

5. Putar knob RCL dan baca penunjukkan, pembacaan dengan multiplier sama seperti pengukuran dengan sumber tegangan dalam.

ke sumber tegangan

Off

Gambar 3- 44 Pengukuran R dengan sumber dari luar

Catatan : Besarnya tegangan DC yang digunakan tergantung pada pengaturan RANGE MULTIPLIER dengan table di bawah ini. Tabel 3 – 3 Range multiplier

Pengaturan RANGE MULTIPLIER 1 k 10 k 100 k 1 M

Tegangan Masukan Maks 30V 70V 220V 500V

Resistor seri pelindung >180 >2,2 k > 27k > 56k

3.5. Prosedur Pengukuran C 1. Menghubungkan masukan

Keluaran generator menggunakan cord asesori yaitu dihubungkan ke jack EXT, SIGN, IN pada casis bagian depan seperti ditunjukkan pada gambar. Sebuah kapasitor 1 μF dihubungkan seri dengan colok “hot”.

Gambar 3 - 45 Pengukuran C, L dengan sumber dari luar EXT, SIG, IN

Audio Osilator 1-5Vrms Keluaran

1μF

R pelindung

Resistor HI EXT +DC

Sumber Tegangan DC Luar

a. Saklar SELECTOR dipilih pada C atau L sesuai dengan komponen

yang akan diukur. b. Saklar SOURCE pada AC/RCL (Jika masukan esksternal dihubungkan

ke sumber internal 1 kHz dan rangkaian kondisi off). c. C atau L diukur dengan cara yang sama seperti pada pengukuran

sumber internal. Dial control SENSITIVITY diatur, D, Q dan indikator dan saklar RANGE MULTIPLIER untuk mencapai kondisi null.

d. Nilai C atau L ditentukan oleh pengaturan RANGE MULTIPLIER dan indikator RCL.

4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC Daya arus searah dapat diukur dengan alat pengukur volt dan alat pengukur amper, yang dihubungkan seperti terlihat pada

gambar 4-1. Dalam hal ini penting untuk diperhitungkan kerugian-kerugian daya yang terjadi, olah adanya alat-alat pengukuran.

Gambar 4-1. Pengukuran daya dengan memakai voltmeter dan ampermeter.

Misalkan, bila beban adalah R, tegangan beban adalah V dan arus beban adalah I, sedangkan voltmeter dan ampermeter mempunyai tahanan dalam Rv dan

Ra. Tegangan pada voltmeter adalah Vv dan arus pada ampermeter adalah Ia . Dengan mempergunakan rangkaian pada gambar 4-1, akan didapatkan :

Tujuan Pembahasan ini bertujuan membekali kemapuan : 1. Mendiskripsikan jenis dan

prinsip pengukuran daya 2. Menggunakan wattmeter

sebagai alat ukur daya 3. Menjelaskan prinsip kerja

wattjam meter 4. Memprediksi beaya

pemakain listrik.

Pokok Bahasan 1. Metoda pengukuran

daya 2. Jenis-jenis wattmeter

dan cara penggunaan 3. Prinsip kerja wattmeter

jam (WH) 4. Kasus aplikasi lapangan

wattmeter jam (WH).

BAB 4 PENGUKURAN DAYA

Keterangan : V : voltmeter A : Ampermeter

Vv Rv Rv

Vv R

Pada gambar (1b), bila dimisalkan tahanan dalam dari voltmeter adalah 10 K , sedangkan v

ltmeter menunjukkan 100 V, dan ampermeter menunjukkan 5 A, maka daya pada beban adalah :

WxW 49910/1005100 42

Ada dua cara penyambungan pengukuran daya dengan menggunakan voltmeter dan ampermeter seperti ditunjukkan pada gambar 1 diatas. Pada gambar (a) Ampermeter terhubung antara beban dan Voltmeter. Maka

voltmeter tidak hanya mengukur tegangan VL yang ada di beban tetapi juga mengukur tegangan yang drop di Ampermeter. Jika Ra merupakan tahanan dari Ampermeter, drop tegangan

Pada gambar (b) Voltmeter terhubung antara beban dengan Ampermeter. Maka ampermeter tidak hanya menunjukkan arus

yang melewati beban tetapi juga arus yang melewati voltmeter. Arus yang melalui voltmeter

VV R

VI

dimana Rv = tahanan dalam voltmeter.

IIRIRIV aav , Maka daya yang akan diukur adalah :

aaav RIIVRIW 22 Dengan cara yang sama, pada gambar 4-1b diperoleh :

v

vav R

VIVIVW2

aa RIV Konsumsi daya beban :

a

aaL

RIIVIVIVIVVIV

2

Konsumsi daya beban

VV

VL RVIV

RVIVIIVIV

2

Dalam kedua kasus, daya yang ditunjukkan oleh instrumen sama dengan konsumsi daya pada beban ditambah konsumsi alat ukur daya. Untuk memperoleh besarnya daya pada , perlu dilakukan koreksi pada kerugian daya yang disebabkan oleh alat ukur. Dalam

kondisi normal nilai kerugian daya pada alat ukur cukup kecil bila dibandingkan dengan daya beban. Bagaimanapun juga ampermeter dan voltmeter akan membebani rangkaian yang dapat menyebabkan kesalahan dalam pengukuran daya

4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC Dalam arus bolak-balik daya yang ada setiap saat berubah sesuai dengan waktu. Daya dalam arus bolak-balik merupakan daya rata-

ratanya. Jika sedang dalam kondisi steady state, daya yang ada pada saat itu dirumuskan P = V I.

Dimana P = merupakan harga daya saat itu, V = tegangan I = arus.

Jika sinyalnya adalah sinusoidal, maka arus akan tertinggal dengan

tegangan dalam fasanya dengan sudut ϕ , kemudian:

tSinIitSinVv

m

m

Maka besarnya daya adalah sebagai berikut :

tJika

tSintSinIVIVP mm

sehingga diperoleh

2

2CosCosIV

SinSinIVP

mm

mm

Daya rata-rata untuk tiap periode adalah :

Dimana V dan I merupakan harga rms dari tegangan dan arus. Cos ϕ merupakan faktor daya dari beban. Dari hasil yang diperoleh didapatkan bahwa faktor daya (cos

) berpengaruh dalam penentuan

besarnya daya dalam sirkit AC, ini berarti bahwa wattmeter harus digunakan dalam pengukuran daya dalam sirkuit AC sebagai pengganti Ampermeter dan Voltmeter

4.2.1 Metoda tiga Voltmeter dan metode tiga Ampermeter Daya satu fasa dapat diukur dengan menggunakan tiga Voltmeter atau tiga Ampermeter.

Gambar 4-2 memperlihatkan pengukuran daya dengan menggunakan metode tersebut.

Gambar 4-2. Pengukuran daya metoda tiga voltmeter dan tiga ampermeter

Dalam metoda tiga Voltmeter, masing-masing alat pengukur volt

menunjukkan V1, V2 dan V3, maka:

12

12

V1

V2

V3

A1

A2

A3

R

R

BebanBeban

V3 I

V1

V2=IR

V

I2 =V/R

I1 I 3

CosIV

CosIV mm 2

21

22

23

211

212

22

12

3

21

2

VVVRW

CosRVVCosIVW

CosVVVVV

Dalam menggunakan metode tiga Ampermeter, masing-masing alat

pengukur amper menunjukkan I1, I2, I3 maka:

21

22

23

121

212

22

12

3

2

2

IIIRW

CosIRICosIVW

CosIIIII

4.3. Wattmeter Wattmeter digunakan untuk mengukur daya listrik searah (DC) maupun bolak-balik (AC). Ada 3 tipe Wattmeter yaitu

Elektrodinamometer, Induksi dan Thermokopel. Jika ditinjau dari fasanya ada 2 yaitu wattmeter satu fasa dan wattmeter tiga fasa.

4.3.1. Wattmeter satu fasa Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya, wattmeter tipe Elektrodinamometer dapat dipakai untuk mengukur daya searah (DC) maupun daya bolak-balik (AC) untuk setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada gelombang sinus saja. Wattmeter tipe elektrodinamometer terdiri dari satu pasang kumparan yaitu

kumparan tetap yang disebut kumparan arus dan kumparan berputar yang disebut dengan kumparan tegangan, sedangkan alat penunjuknya akan berputar melalui suatu sudut, yang berbanding lurus dengan hasil perkalian dari arus-arus yang melalui kumparan-kumparan tersebut. Gambar 4-3 menunjukkan susunan wattmeter satu fasa.

Gambar 4- 3. Wattmeter satu fasa

Arus sesaat didalam kumparan yang berputar (kumparan tegangan) adalah Ip, besarnya Ip=e/Rp dimana e adalah tegangan sesaat pada jala - jala dan Rp adalah tahanan total

kumparan tegangan beserta tahanan serinya. Defleksi kumparan putar sebanding dengan perkalian Ic dan Ip , defleksi rata-rata selama satu perioda dapat dituliskan :

dtIIKratarata pc dimana: rata-rata = defleksi sudut rata-rata kumparan K = konstanta instrumen Ic = arus sesaat dalam kumparan arus Ip = Arus sesaat di dalam kumparan tegangan Dengan menganggap sementara Ic sama dengan arus beban I (secara aktual Ic = Ip + I) dan

menggunakan nilai Ip = e/Rp didapatkan :

*1 dtIeT

KdtReIKratarata

p

Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian adalah :

dtIeratarataP Elektrodinamometer yang dihubungkan dalam konfigurasi gambar 4-3 mempunyai defleksi yang sebanding dengan daya rata-

rata. Jika dan I adalah besaran sinus dengan bentuk e = Em sin wt dan I = Im sin (wt + ) maka persamaan (*) berubah menjadi :

CosIEKratarata

Kumparan kompensasi dibagian dalam kumparan arus

Kumparan arus

Kumparan tegangan R beban

Kumparan arus

Jala-jala

dimana E dan I menyatakan nilai -nilai rms tegangan dan arus menyatakan sudut fasa antara tegangan dan arus. Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan sejumlah daya untuk mempertahankan medan magnetnya, tetapi ini biasanya sangat kecil dibandingkan daya beban sehingga dapat diabaikan, Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, arus kumparan harus sama dengan arus beban, dan kumparan potensial harus dihubungkan diantara terminal beban. Kesulitan dalam menempatkan sambungan kumparan tegangan diatasi dengan wattmeter yang

terkompensasi. Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing-masing mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan menggunakan kawat lebih besar yang membawa arus beban ditambah arus untuk kumparan tegangan. Kumparan lain menggunakan kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus ke kumparan tegangan. Tetapi arus ini berlawanan dengan arus didalam kumparan besar, menyebabkan fluks yang berlawanan dengan fluks utama. Berarti efek I dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.

4.3.2. Wattmeter tiga fasa Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa banyak, memerlukan pemakaian dua atau lebih wattmeter. Kemudian daya nyata total diperoleh dengan menjumlahkan pembacaan masing-masing wattmeter secara aljabar. Teorema Blondel menyatakan bahwa daya nyata dapat diukur dengan mengurangi satu elemen wattmeter dan sejumlah kawat-kawat dalam setiap fasa banyak, dengan persyaratan bahwa satu kawat dapat dibuat common terhadap semua rangkaian potensial. Gambar 4-4 menunjukkan sambungan dua wattmeter untuk pengukuran konsumsi daya oleh sebuah beban tiga fasa yang

setimbang yang dihubungkan secara delta. Kumparan arus wattmeter 1 dihubungkan dalam jaringan A, dan kumparan tegangan dihubungkan antara (jala-jala, line) A dan C. Kumparan arus wattmeter 2 dihubungkan dalam jaringan B , dan kumparan tegangannya antara jaringan B dan C. Daya total yang dipakai oleh beban setimbang tiga fasa sama dengan penjumlahan aljabar dari kedua pembacaan wattmeter. Diagram fasor gambar 4-5 menunjukkan tegangan tiga fasa VAC, VCB, VBA dan arus tiga fasa IAC, ICB dan IBA. Beban yang dihubungkan secara delta dan dihubungkan secara induktif dan arus fasa ketinggalan dari tegangan fasa sebesar sudut .

Gambar 4-4. Metode ARON

Gambar 4-4 Konfigurasi Wattmeter Kumparan arus wattmeter 1 membawa arus antara IA’A yang merupakan penjumlahan vektor dan arus-arus fasa IAC dan IAB. Kumparan potensial wattmeter 1 dihubungkan ke tegangan antara VAC. Dengan cara sama kumparan arus wattmeter 2 membawa arus

antara IB’B yang merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus fasa IBA dan IAC, sedang tegangan pada kumparan tegangannya adalah tegangan antara VBC. Karena beban adalah setimbang, tegangan fasa dan arus-arus fasa sama besarnya dan dituliskan :

VAC = VBC = V dan IAC = ICB =IBA = I Daya dinyatakan oleh arus dan tegangan masing-masing wattmeter adalah:

W1 = VAC.IA’A Cos (30°- ) = VI Cos (30°- ) W2 = VBC.IB’B Cos (30°+ ) = VI Cos (30°+ )

dan W1+W2 = VI Cos (30°- ) + VI Cos (30°+ ) = VI Cos 30°Cos + Sin 30°Sin + Cos30°Cos -Sin30°sin ) = 3 VI Cos

Persamaan diatas merupakan besarnya daya total dalam sebuah rangkaian tiga fasa, dan karena itu kedua wattmeter pada gambar secara tepat mengukur daya total

tersebut. Dapat ditunjukkan bahwa penjumlahan aljabar dari pembacaan kedua wattmeter akan memberikan nilai daya yang benar untuk setiap kondisi yang tidak

Wattmeter 1

Kumparan arus Kumparan tegangan

Kumparan arus

Kumparan arus

Kumparan arus Kumparan tegangan

Wattmeter 2

R

R beban

A

B

C

setimbang. Jika kawat netral dari system tiga fasa juga tersedia seperti halnya pada beban yang tersambung dalam hubungan

bintang 4 kawat, sesuai dengan teorema Blondel, diperlukan tiga wattmeter untuk melakukan daya nyata total.

Gambar 4-5. Diagram fasor tegangan tiga fasa VAC, VCB, VBA dan arus tiga fasa IAC, ICB dan IBA.

4.3.3. Pengukuran Daya Reaktif Daya reaktif yang disuplai ke sebuah rangkaian arus bolak-balik sebagai satuan yang disebut VAR (Volt-Ampere-Reaktif), yang memberikan perbedaan antara daya nyata dan daya oleh komponen reaktif. Merupakan dua fasor E dan I yang menyatakan tegangan dan arus pada sudut fasa . Daya nyata adalah perkalian komponen-komponen sefasa dari tegangan dan arus (E.I.cos ), sedang daya reaktif adalah perkalian komponen-komponen reaktif yaitu E.I.sin atau E.I.cos ( - 90°).

4.3.4. Konstruksi dan Cara Kerja Wattmeter

Wattmeter analog terdiri dari 3 tipe yaitu wattmeter tipe elektrodinamometer, wattmeter tipe induksi dan wattmeter tipe thermokopel. 4.3.4.1. Wattmeter tipe

elektrodinamometer. Wattmeter tipe elektrodinamometer terdiri dari satu pasang kumparan yaitu kumparan yang tetap disebut kumparan arus dan kumparan yang berputar disebut dengan kumparan tegangan, sedangkan alat penunjuknya akan berputar melalui suatu sudut, yang

berbanding lurus dengan hasil perkalian pada arus-arus yang

melalui kumparan-kumparan tersebut (gambar 4-6).

Gambar 4-6. Konstruksi wattmeter elektrodinamometer

Kumparan arus dari Wattmeter dihubungkan secara seri dengan rangkaian (beban), dan kumparan tegangan dihubungkan parallel dengan line. Jika arus line mengalir melewati kumparan arus dari wattmeter, maka akan membangkitkan medan disekitar kumparan. Kuat medan ini sebanding dengan besarnya arus

line Kumparan tegangan dari wattmeter dipasang seri dengan resisitor yang mempunyai nilai resistansi sangat tinggi. Tujuannya adalah untuk membuat rangkaian kumparan tegangan dari meter mempunyai ketelitian tinggi. Jika tegangan dipasangkan ke kumparan tegangan, arus akan sebanding dengan tegangan line.

4.3.4.2. Wattmeter tipe induksi Seperti alat ukur wattmeter elektrodinamometer, alat ukur tipe induksi mempunyai pula sepasang kumparan-kumparan yang bebas satu dan lainnya. Susunan ini menghasilkan momen yang berbanding lurus dengan hasil kali dari arus-arus yang melalui kumparan-kumparan tersebut, dengan demikian dapat pula dipergunakan sebagai alat

pengukur watt. Untuk memungkinkan hal ini 1 dalam gambar 4-7 didapat dari arus beban I dan 2 dari tegangan beban V. Perlu diperhatikan bahwa

2 akan mempunyai sudut fasa sebesar 90° terlambat terhadap V. Hubungan antara fasa-fasa diperlihatkan dalam gambar 4-8, dan menurut persamaan di dapat :

cossin

Gambar 4-7. Gambar 4-8 Diagram vektor wattmeter Diagram vektor wattmeter jenis elektrodinamometer jenis induksi Untuk mendapatkan 2 mempunyai sudut fasa yang terlambat 90° terhadap V, maka jumlah lilitan kumparan dinaikkan sedemikian rupa, sehingga

kumparan tersebut dapat dianggap induktansi murni. Dengan keadaan ini maka 2 sebanding dengan V/ sehingga didapat :

cossin21 KVI Dengan cara ini pengukuran daya dapat dimungkinkan . Alat pengukur watt tipe induksi sering dipergunakan untuk alat ukur yang

mempunyai sudut yang lebar, dan banyak dipakai dalam panil-panil listrik.

4.3.4.3. Wattmeter tipe thermokopel Alat pengukur watt tipe thermokopel merupakan contoh dari suatu alat pengukur yang dilengkapi dengan sirkuit perkalian yang khusus.

Konfigurasi alat ukur ini diperlihatkan dalam gambar 4-9. Bila arus-arus berbanding lurus terhadap tegangannya, dan arus beban dinyatakan sebagai maka akan didapatkan :

ikidanvki 2211

ivkkiiiiii 21212

212

21 44

V

I2

I1=I

V

I 1

2

Gambar 4-9 Prinsip wattmeter jenis thermokopel Harga rata – rata dari hasil persamaan tersebut diatas, adalah sebanding dengan daya beban. Dalam gambar 4-9, i1 = k1v adalah arus sekunder dari transformator T1, dan 2i2 = 2k2i adalah arus sekunder dari transformator T2. Bila sepasang tabung thermokopel dipanaskan dengan arus-arus ( i1 + i2) dan ( i1 - i2 ), maka gaya listrik secara termis akan digerakkan berbanding lurus kwadrat dari arus-arus, dan akan didapat dari masing-masing thermokopel. Bila kedua thermokopel tersebut dihubungkan secara seri sedemikian rupa sehingga polaritasnya terbalik, maka

perbedaan tegangan tersebut pada ujung-ujungnya akan dapat diukur melalui suatu alat pengukur milivolt. Dengan demikian maka penunjukan dari alat ukur milivolt tersebut akan berbanding dengan daya yang akan diukur. Alat pengukur watt jenis thermokopel ini dipakai untuk pengukuran daya-daya kecil pada frekuensi audio. Pada saat ini terdapat banyak bentuk dari alat pengukur watt, yang dilengkapi dengan sirkit-sirkit kalkulasi khusus, dan berbagai detail dapat ditemukan pada alat-alat ukur tersebut.

4.3.4.4. Prinsip Kerja Wattmeter Elektrodinamometer Wattmeter pada dasarnya merupakan penggabungan dari dua alat ukur yaitu Amperemeter

dan Voltmeter, untuk itu pada Wattmeter pasti terdiri dari kumparan arus (kumparan tetap)

mA

Thermokopel

Hampa (Vacuum)T1

T2

i

i1

i1

i1 + i2

i1 - i2

V

dan kumparan tegangan (kumparan putar), sehingga pemasangannyapun juga sama yaitu kumparan arus dipasang seri dengan beban dan kumparan tegangan dipasang paralel dengan sumber tegangan. Apabila alat ukur Wattmeter dihubungkan dengan sumber daya (gambar 4-10), arus yang melalui kumparan tetapnya adalah i1 , serta arus yang melalui kumparan

putarnya i2 , dan dibuat supaya masing-masing berbanding lurus dengan arus beban i dan tegangan beban v, maka momen yang menggerakkan alat putar pada alat ukur ini adalah i1. i2 = Kvi untuk arus searah, dimaka K adalah adalah suatu konstanta, dengan demikian besarnya momen berbanding lurus dengan daya pada beban VI .

Untuk jaringan arus bolak balik maka :

tKVIKviii 2coscos21

Yang didapat dengan asumsi bahwa : tIitVV

m

m

sinsin

dan i2 adalah sefasa dengan V, maka penunjukan akan berbanding dengan VI cos , yang sama dengan daya yang dipakai oleh beban. Jadi dengan demikian untuk arus searah maupun untuk arus bolak-balik dapat dikatakan bahwa

penunjukan dari alat ukut Wattmeter tipe elektrodinamik akan berbanding lurus dengan daya beban.Gambar 4-11. menunjukkan beberapa variasi penyambungan alat ukur wattmeter tergantung dengan sistem yang dipilih.

F1 F2

M

R

Beban

i1

i2

i

V

Sumber Daya Sumber Daya Beban V

F1 F2i1 i

i2M

R

Gambar. 4-10. Rangkaian wattmeter jenis elektrodinamometer

Gambar 4-11. Variasi penyambungan wattmeter. Salah satu tipe wattmeter elektrodinamometer adalah tipe Portable Single Phase wattmeter. Alat ukur ini dapat dirancang untuk mengukur DC dan AC (25 ~ 1000 Hz) dengan akurasi tinggi.

Konstruksi wattmeter tipe Portable Single Phase ditunjukkan pada gambar 4-12. dan hubungan internal dari alat ukur ditunjukan pada gambar 4-13.

Gambar 4-12. Konstruksi wattmeter tipe Portable Single Phase

Seperti ditunjukkan pada gambar 4-12, alat ukur wattmeter ini dikemas dalam kotak bakelite yang kuat. Bagian-bagian external dari wattmeter dijelaskan sebagai berikut : (1) Jarum penunjuk (2) Kaca : dfungsikan untuk

mengeliminir kesalahan parallax dalam pembacaan.

(3) Pengatur Nol (Zero) : digunakan untuk mengatur posisi nol dari penunjukan

(4) Skala : terdiri dari 120 bagian (linear)

(5) Terminal tegangan : digunakan untuk menyambungkan tegangan. Terminal common tegangan

diberi tanda (±), dan terminal tegangan yang lain mengindikasikan ukuran tegangan terukur.

(6) Terminal arus : Salah satu terminal diberi tanda (±) untuk menunjukkan bahwa terminal ini dihubungkan dengan terminal common tegangan, dan terminal arus yang lain mengindikasikan ukuran arus terukur.

(7) Tabel Perkalian : letak tabel perkalian di sisi samping alat ukur, tabel ini digunakan untuk menentukan besarnya daya nyata dari nilai penunjukan.

Gambar 4-13. Hubungan internal wattmeter tipe Portable Single Phase

CC

CC

VC

1A

5A

+/-

+/-

120V 240V

6 5 4 21 3

7

4.3.5. Spesifikasi Alat Spesifikasi teknik dan karakteristik alat ukur wattmeter : Tipe : 2041 Akurasi : ± 0.5% dari nilai skala penuh Ukuran dimensi : 180 x 260 x 140 mm Berat : 2.8 Kg Panjang skala : 135 mm Skala : 120 bagian Frekuensi : DC, 25 – 1000 Hz Kapasitas Overload : Rangkaian tegangan ..... 50% Rangkaian arus ............ 100% 4.3.6. Karakteristik : Efek pemanasan diri : ± 0.15% Perbedaan Pengukuran antara DC dan AC : ± 0.1% Efek temperature eksternal : ± 0.2% /10° C Efek medan maghnit eksternal : ± 0.65% /400 A/m Respons Frekuensi : 45 – 65 Hz ....0.0% 50 – 1000 Hz ...0.1% Efek faktor daya : ± 0.1% Factor daya dari 1.0 sampai 0.5

Tabel 4-1. Rating, internal impedance, and rated power loss Range Rating Internal

Impedance Rated power loss

(VA) Voltage

Current 120 V Approx 12,000 Approx 1.2VA 240 V Approx 24,000 Approx 2.4VA

0.2 / 1 A 0.2 A 24 W 48 W Approx 16.35 Approx 0.66VA 1 A 120 W 240 W Approx 0.56 Approx 0.56VA

1 / 5 A 1 A 120 W 240 W Approx 0.93 Approx 0.93VA 5 A 600 W 1.2KW Approx 0.034 Approx 0.84VA

5 / 25 A 5 A 600 W 1.2KW Approx 0.068 Approx 1.72VA 25 A 3 KW 3KW Approx 0.0027 Approx 1.69VA

4.3.7. Prosedur Pengoperasian 4.3.7.1. Pengukuran daya DC atau AC satu fasa : Hubungkan kumparan arus secara seri terhadap beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan arus (.± ) ke sumber tegangan, sedangkan ujung kumparan arus yang lain (A) dihubungkan ke beban.

Hubungkan kumparan tegangan secara parallel

dengan beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan tegangan (±) ke beban, sedangkan ujung terminal tegangan yang lain (V) dihubungkan ke ujung beban yang lainnya.

Jika jarum penunjuk bergerak kearah kiri, tukar ujung-ujung kumparan tegangannya.

4.3.7.2. Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai perkiraan Seperti pada gambar 4-15, sambungkan trafo arus (CT) ke rangkaian arus. Kalikan rasio transformasi arus dengan W (nilai terukur dikalikan konstanta) untuk

mendapatkan daya beban. Jangan membuka rangkaian arus sampai pengukuran selesai.

Gambar 4 – 15 Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai perkiraan

4.3.7.3. Pengukuran daya satu fasa tegangan melebihi nilai

perkiraan Seperti pada gambar 4-16, sambungkan trafo tegangan (P.T) ke rangkaian tegangan. Untuk mendapatkan daya beban, kalikan rasio lilitan dari transformator

dengan W (nilai terukur dikalikan konstanta). Jika dimungkinkan, hubungkan grounding konduktor dari sumber daya ke rangkaian arus.

Power

Source Load

Gambar 4-14 Hubungan kumparan arus seri terhadap beban

Power

Source Load

± A A

Gambar 4 - 16 Pengukuran daya satu fasa jika tegangan melebihi nilai

perkiraan

4.3.7.4. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan dan arus melebihi nilai perkiraan

Seperti pada gambar 4-17, hubungkan trafo tegangan (P.T) ke rangkaian tegangan, dan trafo arus

( C.T ) ke rangkaian arus. Daya beban ditentukan dengan rumus :

W = ( nilai yang terindikasi x konstanta perkalian ) x rasio C.T x

rasio P.T Contoh, nilai terindikasi = 120, konstanta perkalian =5 ( 120V,5A)

Rasio P.T= 6600/110 Rasio CT= 50/5 W = 120x5x6600/110x50/5=360.000=360kW

Gambar 4-17 Pengukuran daya satu fasa jika arus dan tegangan melebihi nilai perkiraan

4.3.7.5. Pengukuran daya tiga fasa (metode dua watt meter) Pengukuran daya tiga fasa dilakukan dengan menghubungkan dua watt meter, seperti yang

ditunjukkan gambar 4-18. Nilai daya diindikasikan dengan penjumlahan aljabar dari nilai

Power

SourceLoad

Power

Source Load

Power

Source Load

Ground

indikasi pada dua wattmeter. Ketika faktor daya dari rangkaian yang diukur lebih besar dari 50%, kedua meter akan mempunyai nilai posotif. Total daya beban dihitung dengan penjumlahan dari dua nilai ini. Tetapi, jika faktor daya dari rangkaian lebih rendah dari 50%, satu atau dua wattmeter akan memberi indikasi negatif

(penunjuk akan bergerak ke kiri). Jika ini terjadi baliklah hubungan tegangan dari meter dengan defleksi negatif. Jika dibalik maka akan menunjukkan nilai positif. Kurangkan nilai ini dari nilai terindikasi pada meter yang lain, untuk menghasilkan daya beban total.

Gambar 4-18 Pengukuran daya tiga fasa (metode dua wattmeter) 4.3.7.6. Pengukuran daya tiga fase jika tegangan dan arus melebihi

nilai perkiraan Hubungkan dua wattmeter seperti ditunjukkan gambar 4-19 , lalu ikuti prosedur nomor (5) diatas. Daya beban total tiga fase dengan menjumlahkan perhitungan

pembacaan daya dari dua meter. Setiap perhitungan dihasilkan dengan mengalikan rasio PT dan rasio CT dengan W (nilai terindikasi x konstanta perkalian).

Gambar 4-19 Pengukuran daya tiga fasa jika arus dan tegangan melebihi

nilai perkiraan

± A A ± A A

R S

T

Load

R

S

T

Load

4.3.8. Pemilihan Range Ketika melakukan pengukuran, jika arus beban tidak diketahui, hubungkan rangkaian ke terminal arus yang lebih tinggi dari nilai perkiraan. Kemudian pasang wattmeter ke rangkaian. Range tegangan dan arus diatur dengan menggunakan saklar.Rasio dari range tegangan adalah 120 V dan

240 V sedangkan range arus adalah 1 A dan 5 A. Ketika menggunakan trafo arus, yakinlah tidak membuat loop terbuka dalam rangkaian sekunder ketika mengubah range arus. Jika trafo arus dilengkapi dengan sebuah lilitan sekunder , tutup rangkaian dengan kunci pertama, dan kemudian rubah range.

Tabel 4-2. Tabel konstanta pengali (tegangan perkiraan 120/240V, arus

perkiraan 1/5A)

Range ArusKonstanta Pengali Range Tegangan

120 V 240 V 1 A 1 2 5 A 5 10

Tabel konstanta pengali diatas ditempatkan disisi dari wattmeter, dan digunakan untuk mengkonversi nilai terbaca dari skala ke nilai daya. Daya beban = Nilai terindikasi x konstanta pengali 4.3.9. Keselamatan Kerja (1) Letakkan wattmeter pada

permukaan rata (2) Cek apakah penunjuk pada

posisi nol (0) pada skala. Jika tidak putarlah pengatur nol (lihat gambar 4-12) sampai jarum penunjuk pada posisi nol.

(3) Pastikan sumber daya pada rangkaian yang akan diukur pada posisi off sebelum rangkaian terangkai dengan benar.

4.3.10. Kesalahan (Kesalahan) Induktansi dari kumparan tegangan pada wattmeter adalah penyebab adanya kesalahan, tetapi dengan tahanan non-induktif yang tinggi yang dipasang seri dengan kumparan tegangan dapat mengurangi kesalahan ini. Penyebab lain adanya kesalahan adalah 1. Drop tegangan pada

rangkaian 2. Arus yang diambil oleh

kumparan tegangan

Pada wattmeter standar, kesalahan ini disebabkan karena adanya tambahan kumparan kompensasi, kesalahan yang disebabkan oleh adanya kumparan kompensasi ini dapat diatasi dengan memasang kumparan kompensasi sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan yang berlawanan arah dengan

medan yang dihasilkan oleh kumparan arus. 4.4. Kesalahan Wattmeter 1. Kesalahan akibat perbedaan

rangkaian.

Ada 2 kemungkinan untuk merangkai wattmeter pada rangkaian AC fase tunggal, seperti terlihat pada gambar 4-20, sekaligus dengan diagram vektornya.

(a)

(a) (b)

Gambar 4- 20. Rangkaian wattmeter AC satu fasa

Pada gambar 4-20(a) kumparan arus tidak dilalui arus, sedangkan pada rangkaian gambar 4-20(b) arus melalui kumparan arus. Sebuah wattmeter sebenarnya diharapkan dapat menunjukkan daya yang dipakai oleh beban, tetapi pembacaannya sebenarnya sedikit kelebihan yang disebabkan oleh rugi-rugi daya pada rangkaian instrument. Besarnya kesalahan tergantung dari banyaknya rangkaian. Perhatikan gambar 4-20(a). Jika cos adalah power faktor beban,

maka daya pada beban adalah = V I cos . Sekarang, tegangan pada kumparan tegangan adalah V1 yang merupakan jumlah vektor dari tegangan beban V dan drop tegangan pada kumparan arus = V’ (= I r. di , dimana r adalah resistansi pada kumparan arus). Maka pembacaan daya oleh wattmeter = V1 I cos , dimana adalah beda fase antara V1 dan I seperti terlihat pada diagram vektor gambar 4-20(a).

I

VR

V1

V1

I

IV

R

I

I1

V

V’

V

(c) (d)

2. Kesalahan akibat induktansi kumparan tegangan

Kesalahan pembacaan pada wattmeter disebabkan juga oleh induktansi pada kumparan tegangan.

Gambar 4-21. Rangkaian kumparan tegangan a. Jika induktansi kumparan tegangan diabaikan :

RV

RRVI

V )(2

, terlihat pada gambar 4-21 a. Jadi pembacaan wattmeter

= CosRVI1 ........................................(1)

b. Jika induktansi kumparan tegangan diperhitungkan :

PLLZV

XR

V

XRR

VI22222

)(

Dimana 2I ini tertinggal terhadap V dengan sudut (gambar 4-21 b ) sehingga

R

=V

I1

I2

I1

a)

b)

I2

V1 cos . I = ( V cos + V’) I = V.I cos + V’ I = V I cos + I2 . r = Daya beban + Daya pada

rangkaian kumparan tegangan.

(a) (b)

tan RL

RX

RRX VL

V

L

)(

Jadi pembacaan wattmeter :

= VZ

VI cos1 = VZ

VI )(cos1

Jadi pembacaan wattmeter

= )(cos1 RVI .................................(2)

Persamaan (1) untuk pembacaan wattmeter dimana induktansi kumparan tegangan diabaikan dan persamaan (2) untuk pembacaan wattmeter dimana induktansi kumparan

tegangan ikut diperhitungkan. Faktor koreksi yang diberikan oleh perbandingan antara pembacaan sesungguhnya (Wt) dengan pembacaan yang ada pada wattmeter (Wa) adalah :

)(coscoscos

)(coscos

cos

1

1

1

RIV

RIV

WW

a

t

Pada prakteknya karena sangat kecil, maka 1cos Maka :

)(cos

cos

a

t

WW

Kesalahan pembacaan adalah :

= Pembacaan yang ada – pembacaan sesungguhnya = pembacaan yang ada

adayangpembacaanx)(cos

cos

= pembacaan yang ada cos

cos1

adayangpembacaanxsinsincos

cossinsincos

= adayangpembacaanxsinsincos

sinsin

= adayangpembacaanxsincot

sin

Jadi presentase kesalahan = %100sincot

sin x

3. Kesalahan akibat medan

STRAY (Pengganggu) Karena medan yang bekerja pada instrument ini adalah kecil, maka mudah dipengaruhi oleh kesalahan akibat medan pengganggu dari luar. Oleh karena itu harus dijaga agar sejauh mungkin berada dari medan STRAY tadi. Tetapi , kesalahan akibat medan ini pada umumnya dapat diabaikan.

4. Kesalahan akibat kapasitansi dalam kumparan tegangan Pada bagian rangkaian kumparan tegangan , terutama pada bagian tahanan serinya akan selalu muncul kapasitansi walaupun kecil. Akibatnya akan mengurangi besarnya sudut, dengan demikian mengurangi kesalahan yang diakibatkan induktansi pada rangkaian kumparan tegangan. Pada kenyataannya pada beberapa wattmeter, sebuah kapasitor dihubungkan paralel terhadap tahanan seri untuk mendapatkan rangkaian kumparan tegangan yang non-induktif. Jelas bahwa kompensasi yang berlebihan akan membuat resultante reaktansi kapasitif, dengan demikian akan menyebabkan sudut negatif.

5. Kesalahan akibat EDDY-Current (Arus pusar)

Eddy-current adalah medan arus bolak-balik pada bagian-bagian logam yang padat dari instrument. Ini dihasilkan oleh medan bolak-balik pada kumparan arus akan mengubah besar dan kuat medan kerja, dengan demikian menimbulkan kesalahan bagi pembacaan wattmeter. Kesalahan ini tidak mudah dihitung meskipun dapat menjadi sangat besar jika tidak berhati-hati dalam memindahkan bagian padat dari dekat kumparan arus tadi.

4.5. Watt Jam meter Watt jam meter merupakan alat ukur untuk mengukur energi listrik dalam orde Kwh. Karena energi merupakan perkalian antara daya dengan waktu, maka watt jam meter membutuhkan kedua faktor ini. Pada prinsipnya, watt jam meter adalah sebuah motor kecil yang mempunyai kecepatan sebanding dengan daya yang melaluinya. Total putaran dalam suatu waktu sebanding dengan total energi, atau watt-jam, yang dikonsumsi selama waktu tersebut. Alat ukur watt jam tidak sering digunakan di laboratorium tetapi banyak digunakan untuk pengukuran energi listrik komersil. Kenyataannya adalah bahwa disemua tempat dimanapun, perusahaan listrik menyalurkan energi listrik ke industri dan

pemakai setempat (domestik). Alat ini bekerja berdasarkan prinsip

kerja induksi.

4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Wattjam meter Elemen alat ukur wattjam satu fasa ditunjukkan pada gambar 4-22 dalam bentuk skema. Kumparan arus dihubungkan seri dengan jala-jala, dan kumparan tegangan dihubungkan paralel. Kedua kumparan yang dililitkan pada sebuah kerangka logam dengan desain khusus melengkapi dua rangkaian maghnit. Sebuah

piringan aluminium ringan digantung di dalam senjang udara medan kumparan arus yang menyebabkan arus pusar mengalir di dalam piringan. Reaksi arus pusar dan medan kumparan tegangan membangkitkan sebuah torsi (aksi motor) terhadap piringan dan menyebabkannya berputar.

Gambar 4 - 22. Konstruksi wattjam meter

Torsi yang dibangkitkan sebanding dengan kuat medan kumparan tegangan dan arus pusar di dalam piringan yang berturut-turut adalah fungsi kuat medan kumparan arus. Berarti jumlah putaran piringan sebanding dengan energi yang telah dipakai oleh beban dalam selang waktu tertentu, dan diukur dalam kilowatt-jam (kWh, kilowatt jam). Poros yang menopang piringan aluminium dihubungkan melalui susunan roda gigi ke mekanisme jam dipanel alat ukur, melengkapi suatu pembacaan kWh yang terkalibrasi dalam desimal.

Redaman piringan diberikan oleh dua maghnit permanen kecil yang ditempatkan saling berhadapan pada sisi piringan. Bila piringan berputar, maghnit-maghnit permanen mengindusir arus pusar di dalamnya. Arus-arus pusar ini bereaksi dengan medan maghnit dari maghnit-maghnit permanen kecil dan meredam gerakan piringan. Kalibrasi alat ukur wattjam dilakukan pada kondisi beban penuh yang diijinkan dan pada kondisi 10% dari beban yang diijinkan. Pada beban penuh, kalibrasi terdiri dari pengaturan

magnit magnit

poros

piringan

Jala-jala

Kumparan tegangan

piringan

Magnit inti Kumparan arus beban

posisi maghnit-maghnit permanent kecil agar alat ukur membaca dengan tepat. Pada beban-beban yang sangat ringan, komponen tegangan dari medan menghasilkan suatu torsi yang tidak berbanding langsung dengan beban. Kompensasi kesalahan diperoleh dengan menyisipkan sebuah kumparan pelindung atau

pelat diatas sebagian kumparan tegangan dengan membuat alat ukur bekerja pada 10% beban yang diijinkan. Kalibrasi alat ukur pada kedua posisi ini biasanya menghasilkan pembacaan yang memuaskan untuk semua beban-beban lainnya. Sebuah alat ukur wattjam satu fasa ditunjukkan pada gambar 4-23.

Gambar 4-23. Mekanik meter induksi elektromekanik

Meter induksi elektromekanik beroperasi dengan menghitung putaran dari cakram aluminium yang dibuat berputar dengan kecepatan proporsional dengan power yang digunakan. Alat ini

mengkonsumsi power yang kecil sekitar 2 watts. Cakram metalik bekerja dengan dua kumparan. Kumparan satu disambungkan dengan sebuah benda yang menghasilkan flux magnetik yang

Keterangan : (1) Kumparan tegangan, yang dihubungkan paralel

dengan beban (2) Kumparan arus, dihubungkan seri dengan beban (3) Stator (4) Piringan Aluminium Rotor (5) rotor brake magnets (6) spindle dengan worm gear (7) Display dial : 1/10, 10 dan 1000 , 1, 100 dan

10000.dials berputar searah jarum jam

proporsional dengan tegangan dan kumparan kedua disambungkan dengan benda yang menghasilkan

flux magnetik yang proporsional dengan arus. Keadaan ini menghasilkan eddy currents di

cakram dan efeknya adalah gaya yang digunakan dalam cakram proporsional dengan hasil arus dan tegangan. Magnet permanen menggunakan gaya berlawanan yang proporsional dengan kecepatan rotasi cakram, hal ini menyebabkan sebuah

pengereman yang menyebabkan cakram berhenti berputar. Tipe meter yg didiskripsikan di atas digunakan pada AC fasa tunggal. Perbedaan konfigurasi antara fasa tunggal dan tiga fasa adalah terletak adanya tambahan kumparan tegangan dan arus.

Gambar 4-24. Meter induksi elektromekanik, 100 A 230/400 V. cakram

baling-baling aluminium horisontal merupakan pusat meter Pengukuran energi dalam sistem tiga fasa dilakukan oleh alat ukur wattjam fasa banyak. Kumparan arus dan kumparan tegangan dihubungkan dengan cara yang sama seperti wattmeter tiga fasa. Masing-masing fasa alat ukur

wattjam mempunyai rangkaian maghnetik dan piringan tersendiri, tetapi semua piringan dijumlahkan secara mekanis dan putaran total permenit dari poros sebanding dengan energi total tiga fasa yang dipakai.

4.5.2. Pembacaan Cakram aluminium dilengkapi dengan sebuah spindle yang mempunyai worm-gear untuk menggerakkan register. Register seri dengan dial yang berfungsi untuk merekam jumlah energi

yang digunakan. Dial termasuk tipe cyclometer, yaitu sebuah display seperti odometer yang menampilkan setiap dial digit tunggal lewat jendela pada permukaan meter, atau tipe pointer

dimana sebuah pointer menunjukkan setiap digit. Pointer biasanya berputar dalam arah berlawanan dengan mekanik ulir. Jumlah energi yang dipergunakan ditunjukkan oleh putaran cakram, dinotasikan dengan simbol KWh yang diberikan dalam unit watt jam per putaran. Dengan mengetahui nilai KWh, seorang pelanggan dapat menentukan konsumsi daya yang dipergunakan dengan cara menghitung putaran cakram dengan stopwatch. Jika waktu yang dibutuhkan cakram dalam detik untuk menyelesaikan satu putaran adalah t, dan daya dalam watt adalah P=3600xKWh/t. Contoh, jika KWh=7.2 dan satu putaran membutuhkan waktu 14.4

detik, maka dayanya adalah 1800 watts. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan konsumsi daya dari peralatan rumah tangga. Sebagian besar meter listrik domestik masih dicatat secara manual, dengan cara perwakilan/utusan dari perusahaan listrik atau oleh pelanggan. Dimana pelanggan membaca meter, pembacaan harus dilaporkan ke perusahaan listrik lewat telepon,post atau internet. Seorang karyawan perusahaan listrik biasanya mengunjungi pelanggan sedikitnya setiap tahun untuk mengecek pembacaan pelanggan serta melakukan pengecekan keselamatan dasar meter.

4.6. Meter Solid States Jenis meter meter listrik terbaru adalah solid state yang dilengkapi dengan LCD untuk menampilkan daya serta dapat dibaca secara otomatis. Selain dapat mengukur listrik yang digunakan , meter solid state dapat juga merekam parameter lain dari beban dan suplai seperti

permintaan maksimum, faktor daya, dan daya reaktif yang digunakan. Meter solid state dapat menghitung jumlah listrik yang dikonsumsi, dengan penetapan harga yang bervariasi menurut waktu setiap hari, minggu, dan musim.

4.7. Wattmeter AMR Sebagian besar meter solid state menggunakan arus transformer untuk mengukur arus. Ini artinya bahwa arus tidak melewati meter sehingga meter dapat di letakkan di lokasi yang jauh dari konduktor yang membawa arus. Teknologi meter solid state ini merupakan keuntungan bagi instalasi yang menggunakan daya besar, teknologi ini memungkinkan juga

Gambar 4-25. Meter listrik solid state

menggunakan transformer arus jarak jauh dengan meter elektromekanikal, hal ini jarang dilakukan. Meter elektronik sekarang ini dilengkapi dengan komunikasi teknologi antara lain low power radio, GSM, GPRS, Bluetooth, IRDA yang terpisah dari hubungan konvensional, dengan menggunakan RS-232 dan RS-485. Meter elektronik dapat menyimpan semua penggunaan daya dengan waktu penggunaan

dan dapat menayangkan kembali hanya dengan meng-klik tombol, data pembacaan disimpan dengan akurat. Profile data ini diproses dan hasilnya berupa laporan atau grafik. Pembacaan meter jarak jauh menerapkan aplikasi telemetri. Biasanya, meter yang di desain untuk pembacaan semi automatik mempunyai serial port untuk komunikasi dengan meletakkan LED infra merah diatas permukaan meter.

4.8. Kasus Implementasi Lapangan Pada dasarnya, besarnya energi yang telah dipakai oleh pelanggan ditunjukkan dengan angka-angka (register) yang tertera pada alat ukur kWh meter. Jumlah pemakaian yang sebenarnya dihitung berdasarkan angka-angka yang tertera pada register sebelumnya (awal) yang dikurangkan terhadap angka-

angka yang tertera pada register terakhir (akhir) atau dapat dinyatakan dengan rumus kWh = (selisih pembacaan meter kWh) x Faktor Meter. Selisih pembacaan meter kWh = Penunjukan meter bulan ini - Penunjukan meter bulan lalu. Faktor Meter = Rasio CT x Rasio PT x Faktor Register

Kasus Aplikasi Lapangan

4.8.1. Pelanggan Tegangan rendah (TR) yang tidak memerlukan CT (pelangan dengan tarif S2-R1-R2-R3-U1). Untuk tarif S2-R3-U1 :

Stand meter bulan lalu : 07139 Stand meter bulan lalu : 06825 Selisih pembacaan meter : 314 ( pemakaian kWh). Untuk tarif R2-R3 Stand meter bulan ini : 15762 Selisih pembacaan standmeter : 269 (pemakaian kWh). Pemakaian blok1= (60jamX daya

terpasang1300VA)/1000 = 78kWh

Pemakaian blok 2 = (pemakaian total – blok1) = 191 kWh.

Perhitungan biaya gunakan CT tariff S3-R4-U2.

4.8.2. Pelanggan Tegangan Rendah (TR) yang menggunakan CT (pelanggan dengan tarif: S3 - R4 - U2)

Stand meter bulan ini = 70495 Stand meter bulan lalu = 68231 selisih pembacaan meter = 2264 x Faktor meter (CT) = .......... Pemakaian kWh

4.8.3. Pelanggan TM dipasang kWh Meter merk Fuji tipe FF23HTI, 100v 5 A, 3 fase 4 kawat, dengan:

Trafo arus terpasang = 100/5 A, Rasio CT = 20 Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V, Rasio PT = 200 Faktor register = 1 Stand meter bulan ini : LWBP = 5.690 dan WBP Stand meter bulan lalu : LWBP = 5.600 dan WBP Jadi : Selisih pembacaan meter LWBP = 5.690 - 5.600 = 90 Selisih pembacaan meter WBP = 2.516 - 2.500 = 16 Maka: Pemakaian kWh LWBP = 20 x 200 x 1 90 = 360.000 kWh

Pemakaian kWh WBP = 20 x 200 x 1 16 = 64.000 kWh

4.8.4. Pelanggan dipasang kWh Meter merk Mecoindo tipe A6C1, 3 fase 4 kawat, 25/5 A, P/S 20.000/V3/100/V3, 50 Hz, dengan : Trafo arus terpasang = 100/5 A Untuk kWh meter jenis ini, arus pengenal meter 25/5 A, maka rasio CT sebenarnya menjadi = 100/5 : 25/5 = 4 Meter jenis ini dirancang untuk dipasang pada tegangan menengah 20.000 VOLT, jadi rasio PT tidak dihitung. Faktor register = 200

Stand meter bulan ini : LWBP = 08970 dan WBP = 03540 Stand meter bulan ini : LWBP = 07920 dan WBP = 03030 Selisih pembacaan meter LWBP = 8970 - 7920

= 1050 Selisih pembacaan meter WBP = 3530 - 3030 = 510 Maka : Pemakaian kWh LWBP = 4 x 200 x 1050 = 840.000 kWh Pemakaian kWh WBP = 4 x 200 x 510 = 408.000 kWh

Catatan: * Bila pada meter kWh tidak tercantum adanya faktor register (konstanta), maka faktor register dianggap = 1

* Untuk pengukuran tegangan rendah (TR), tidak ada rasio PT

4.8.5. Pembacaan pemakaian energi reaktif Cara pembacaan dan perhitungannya sama dengan pembacaan

kWh Meter. Pemakaian kVARh = (Selisih pembacaan kVARh) x Faktor meter Selisih pembacaan kVARh = Penunjukan kVARh bulan ini -

Penunjukan kVARh bulan lalu Faktor meter = Rasio CT x Rasio PT x Faktor register Pelanggan h-3/TM, pengukuran TM dipasang kVARH merk Osaki

tipe OR91SH, 58/100 V, 5A, dengan: Trafo arus (CT) terpasang = 125/5 A Trafo tegangan (PT) terpasang = 20.000/100 V Stand meter kVARh bulan ini = 7.860 kVARh bulan lalu = 6.750 Konstanta meter = 0,1 Faktor meter = 125/5 x 20.000/100 x 0,1 = 500 Selisih pembacaan kVARh = 7.860 - 6.750 = 1.110 Pemakaian kVARh = 1.110 x 500 kVARh = 555.000 kVARh

4.8.6. Cara pembacaan pemakaian daya listrik Pemakaian daya maksimum oleh pelanggan setiap bulannya. Meter jenis ini dipasang untuk mengetahui daya maksimum yang dipakai pelanggan tiap bulannya. Bila dipasang kW Max, maka hasil perhitungannya masih harus dibagi dengan faktor daya sebesar 0,85. Golongan pelanggan yang dipasangi alat ini adalah hotel (H-3) I5, dan industri Tanur Busur (I-4). kW Max atau kVA Max yang dipasang adalah dengan interval

15 menit. Yang dimaksud dengan istilah daya terukur maksimum dengan interval 15 menit adalah "Nilai daya terukur maksimum untuk tiap bulan sama dengan 4 (empat) kali nilai tertinggi dari kVA yang dipakai selama tiap 15 (lima belas) menit terus menerus dalam bulan tersebut". Untuk saat ini kVA Max yang terpasang kebanyakan dari jenis yang menggunakan jarum penunjuk.

Rumusnya dapat dituliskan : Daya terukur = Penunjukan meter x Faktor meter Faktor meter = CT terpasang : CT meter x PT terpasang x register Contoh: Pelanggan Tanur Busur I-4/TM, pengukuran TM, dipasang MW Max merk Enertec tipe A7A11, 3 fase 3 kawat, 50 Hz, 3 x 600/5A, 3 x 20.000/100 V, dengan :

Trafo arus terpasang = 300/5 A

Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V Penunjukan meter = 20 Faktor register = 1 Faktor meter = 300/5 : 600/5 x 20.000/100 : 20.000/100 x

= 0,5 Daya terukur = 20 x 0,5 = 10 MW

4.9. Faktor Daya (Cos ) Menurut definisi, faktor daya adalah cosinus sudut fasa antara tegangan dan arus, dan pengukuran faktor daya biasanya menyangkut penentuan sudut fasa ini. Pada dasarnya instrumen ini bekerja berdasarkan prinsip elektrodinamometer, dimana elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang dipasang pada poros yang sama tetapi tegak lurus satu sama lain. Kumparan putar berputar di dalam medan maknetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang membawa arus jala-jala. Ini ditunjukkan dalam kerja alat ukur faktor daya. 4.9.1. Konstruksi Alat ukur faktor daya kumparan bersilang (crossed-coil power faktor meter) seperti terlihat pada

gambar 4-26 dan 4-27. Instrumen ini mempunyai sebuah coil diam, yang terdiri dari F1 dan F2. Dengan dihubungkan seri dengan line supply maka akan dialiri arus. Jelaslah bahwa medan yang merata akan dihasilkan oleh F1 dan F2, yang sebanding dengan arus line. Pada medan ini diletakkan moving coil C1 dan C2 yang dipasang pada tangkai atau spindle yang sama. Kedua moving coil ini adalah coil tegangan C1 yang mempunyai tahanan seri R, sedangkan coil C2 mempunyai induktansi L. Harga R dan L seperti halnya lilitan C1 dan C2, diatur sedemikian hingga ampere-turn pada C1 dan C2 sama besar. Arus I1 sefasa dengan tegangan supply V, sedangkan I2 lagging (tertinggal) 90° (atau mendekati 90°) dibelakang V.

Gambar 4-26 Rangkaian alat ukur faktor daya satu fasa

F2F1 C1 C2

I2 I1

L R BebanSupply

I

skala

Gambar 4-27. Konstruksi alat ukur faktor daya

4.9.2. Cara Kerja Dianggap bahwa power-faktor (p.f) sama dengan satu, yaitu I (arus) sefasa dengan V (tegangan). Kemudian I1 sefasa dengan I sedangkan I2 lagging 90° terhadap I. Akibatnya timbul sebuah kopel yang bekerja pada C1, menimbulkan gaya gerak mengarah bidang tegak lurus terhadap sumbu magnit kumparan F1 dan F2. Secara bersamaan dengan posisi penunjuk pada p.f sama dengan 1. Sedangkan pada C2 tidak ada kopel. Sekarang anggap bahwa p.f = 0, yaitu I lagging 90° terhadap V. Dalam hal ini I2 dibuat sefasa dengan I sedangkan I1 berbeda fasa 90° dengan I. Akibatnya, tidak ada kopel pada C1 tetapi akan timbul kopel pada C2 sehingga bidangnya tegak lurus terhadap sumbu megnetis F1 dan F2.

Pada harga p.f pertengahan, simpangan penunjuk akan bersesuaian dengan simpangan sudut p.f, yaitu , atau cos . Jika instrumen ini dikalibrasi langsung menunjukkan besarnya p.f. Pada beban seimbang 3 fasa, instrumen ini dimodifikasi sedemikian agar C1 dan C2 bersudut 120° satu sama lain, bukannya 90° seperti pada supply fasa tunggal. Seperti terlihat pada gambar 4-28, C1 dan C2 dihubungkan seri terhadap fasa ketiga (sehingga mengalirkan arus line). Karena tidak diperlukan fasa bercelah diantara arus-arus pada C1 dan C2, I1 dan I2 tidak ditentukan oleh circuit fasa bercelah (fasa splitting), akibatnya instrumen ini tidak akan berpengaruh oleh perubahan frekuensi maupun bentuk gelombang arus.

Kumparan 1

Kumparan 2

Kumparan medan

skala

Gambar 4-28. Rangkaian alat ukur faktor daya tiga fasa

Alat ukur faktor daya dengan daun terpolarisasi (polarized vane power-faktor meter) ditunjukkan dalam sketsa konstruksi gambar 4-29. Instrumen ini terutama

digunakan dalam sistem daya tiga fasa sebab prinsip kerjanya bergantung pada pemakaian tegangan tiga fasa.

Gambar 4-29. Alat ukur faktor daya tipe daun terpolarisasi

Kumparan luar adalah kumparan potensial yang dihubungkan ke antaran-antaran sistem tiga fasa.

Penyambungan tegangan tiga fasa ke kumparan potensial menyebabkan bertindak seperti

F2F1 C1 C2

I2

I1

R

R Beban Supply 3 fasa

skala

120o

lead lag

Jarum penunjuk

Medan 3 fasa (potensial)

Daun putar

Daun putar

Kumparan arus

Daun redaman

stator motor induksi tiga fasa sewaktu membangkitkan fluksi magnit berputar. Kumparan ditengah atau kumparan arus dihubungkan seri dengan salah satu antaran fasa, dan ini mempolariser daun-daun besi. Daun-daun terpolarisasi bergerak di dalam medan magnit berputar dan mengambil suatu posisi dimana medan putar pada suatu saat mempunyai fluksi polarisasi paling besar (maksimal). Posisi ini merupakan indikasi sudut fasa dan berarti indikasi faktor daya.

Instrumen ini dapat digunakan dalam sistem satu fasa dengan syarat bahwa rangkaian pemisah fasa (serupa dengan yang digunakan dalam motor satu fasa) ditambahkan untuk membangkitkan medan magnit putar yang diperlukan. Konstruksi faktor daya digambarkan gambar 4-30. dapat digunakan untuk satu fasa maupun tiga fasa. Alat tersebut mempunyai range tegangan dan arus seperti tertera pada tabel 4-3.

Gambar 4-30 Konstruksi faktor daya (Cos meter)

Range Tegangan dan Arus 100 V 85 – 160 V 200 V 160 – 320 V 400 V 320 – 500 V

1 A 0,1 – 2 A 5 A 0,5 – 10 A 25 A 2,5 – 50 A

Tabel 4-3. Range tegangan dan arus

Seperti ditunjukkan pada gambar 4-30, alat ukur Cos meter

bagian-bagian eksternalnya dijelaskan sebagai berikut :

(1) Jarum penunjuk (2) Kaca : difungsikan untuk mengeliminir kesalahan parallax dalam

pembacaan. (3) Skala : bagian kanan pada beban induktif, faktor dayanya

ketinggalan (lag). (4) Skala : bagian kiri pada beban kapasitif, faktor dayanya mendahului

(lead). (5) Tabel range tegangan dan arus, tabel ini digunakan untuk

memilih tegangan pada selektor. (6) Terminal arus, salah satu terminal diberi tanda (±) untuk

menunjukkan bahwa terminal ini dihubungkan dengan terminal common tegangan, dan terminal arus yang lain mengindikasikan ukuran arus terukur.

(7) Terminal arus, untuk memilih batas ukur sesuai dengan besaran yang diukur.

(8) Selektor tegangan. (9) Terminal tegangan : digunakan untuk menyambungkan tegangan.

Terminal common tegangan diberi tanda (±), dan terminal tegangan yang lain mengindikasikan ukuran tegangan dipilih.

(10) Terminal untuk menghubungkan kawat penghantar. 4.9.3. Faktor Daya dan Daya Secara umum daya listrik mengandung unsur resistansi dan reaktansi atau impedansi kompleks sehingga daya yang diserap tergantung pada sifat beban. Hal tersebut dikarenakan yang menyerap daya adalah beban yang bersifat resistif, sedang beban yang bersifat reaktif tidak menyerap daya. Dengan demikian perkalian antara tegangan efektif dengan arus efektif adalah merupakan daya semu ( S ) S = V I VA

Sedangkan besarnya daya nyata (P ) adalah : P = V I Cos Watt Disamping adanya daya nyata (P ), daya semu ( S ), ada daya yang disebabkan oleh beban reaktif (Q ), besarnya adalah : Q = V I Sin VAR Hubungan antara ketiga daya nyata, daya semu dan daya reaktif dapat dilukiskan dengan segitiga daya.

Gambar 4 – 30. Segitiga Daya Perbandingan antara daya nyata dengan daya semu disebut dengan faktor daya P V . I . Cos Faktor daya = --- = ----------------- = Cos S V . I Sewaktu menyebut faktor daya dikatakan ketinggalan jika > 0, karena arus ketinggalan dari tegangannya.

Gambar 4 – 31. Daya bersifat induktif Demikian daya juga dikatakan mendahului jika < 0, karena arusnya mendahului tegangannya.

Gambar 4 – 32. Daya bersifat kapasitif

P

Q

S

R

JX1

P

Q

S

R

-JX1

P

Q

S

Contoh Aplikasi :

1. Sebuah tahanan R = 22 seri dengan reaktansi kapasitip XC = 10 mempunyai tegangan efektif sebesar 100 V. Tentukan informasi daya lengkap. Solusi :

Z = R2 + XC2

= 222 + 102 = 24,17

Ueff 100 I eff = ---------- = -------- = 4,137 A Z 24,17 P = Ieff2 . R = 4,1372 . 22 = 376,52 Watt

Q = Ieff2 . XC = 4,1372 . 10 = 171,15 VAR S = Ieff2 . Z = 4,1372 . 24,17 = 413,66 VA

2. Rangkaian terdiri dari tahanan R seri dengan elemen yang belum diketahui, mempunyai tegangan effektif sebesar 50 V, daya 30 Watt, dan faktor daya 0,707 menyusul. Tentukan besarnya elemen-elemen tersebut, bila rangkaian bekerja pada frekuensi 100 Hz.

Solusi :

P = Veff . Ieff . Cos

30 = 50. I eff . 0,707 30 I eff = -------------- = 0,8486 A 50 . 0,707 P = I eff

2 . R 30 30 = ( 0, 8486 )2 . R R = ----------- = 41,659 ( 0, 8486 )2

Cos = 0,707 menyusul berarti bebannya induktif = arc Cos 0,707 = 45° Z = R + j XL XL = R Tg 45°

= 41,659

L = 2 f L

L 41,659 L = -------- = ------------- 2 f 2 .100 = 66,30 mH Atau : V eff 50 Z = -------- = ---------- = 58,9205 < 45° I eff 0,8486 R Cos = --- Z R = 58,9205 . 0,707 = 41,656 4.9.4. Prosedur Pengoperasian Cos Meter 4.9.4.1. Pengukuran Faktor Daya (Cos ) satu fasa : Hubungkan kumparan arus secara seri terhadap beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan arus (.± ) ke sumber tegangan, sedangkan ujung kumparan arus yang lain (A, pilih besar arus sesuai dengan tabel 4-3) dihubungkan ke beban.

Hubungkan kumparan tegangan secara parallel dengan beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan tegangan (±) ke (P1), sedangkan ujung terminal tegangan yang lain (P2) dihubungkan ke ujung beban yang lainnya.

Pilih selektor tegangan sesuai dengan tegangan sumber yang akan diukur faktor dayanya (perhatikan tabel 4-3).

Jika jarum penunjuk bergerak kearah kiri, berarti sifat bebanya kapasitif, maka faktor dayanya mendahului (lead).

Jika jarum penunjuk bergerak kearah kanan, berarti sifat bebanya induktif, maka faktor dayanya ketinggalan (lag) lebih jelasnya perhatikan gambar 4-33.

Gambar 4-33 Pengukuran faktor daya satu fasa

4.9.4.2. Pengukuran Faktor Daya (Cos ) tiga fasa : Hubungkan kumparan arus secara seri terhadap beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan arus (±) ke sumber tegangan, sedangkan ujung kumparan arus yang lain (A, pilih besar arus sesuai dengan tabel 4-3) dihubungkan ke beban.

Hubungkan kumparan tegangan secara parallel dengan beban. Dengan cara menghubungkan terminal kumparan tegangan (±) ke (P1 dan R), ujung terminal tegangan yang lain dihubungkan ke ujung beban yang lainnya, sedangkan (P2

dan S) serta (P3 dan T) dihubungkan ke sumber maupun ke beban.

Pilih selektor tegangan sesuai dengan tegangan sumber yang akan diukur faktor dayanya (perhatikan tabel 4-3).

Jika jarum penunjuk bergerak kearah kiri, berarti sifat bebanya kapasitif, maka faktor dayanya mendahului (lead).

Jika jarum penunjuk bergerak kearah kanan, berarti sifat bebanya induktif, maka faktor dayanya ketinggalan (lag) lebih jelasnya perhatikan gambar 4-34.

± 25A 5A P1 P2 P3

200V

` 100 V 400 V

Ke beban Ke sumber

P N

Gambar 4-34 Pengukuran faktor daya tiga fasa

4.10. Metode Menentukan Urutan Fasa 4.10.1. Kawat Penghantar Tiga Fasa Sebuah sumber berfasa tiga adalah sumber yang mempunyai tiga tegangan yang sama, tetapi berbeda fasa 1200 terhadap satu sama lain. Dari ketiga macam fasa terdapat bermacam-macam notasi, yaitu : Fasa I : 1 atau A atau R Fasa II : 2 atau B atau S Fasa III : 3 atau C atau T Untuk mengetahui mana fasa R, fasa S, atau fasa C dapat digunakan dengan metode sebagai berikut : Gambar 4-36. Metode menentukan urutan fasa dengan R dan C

± 25A 5A P1 P2 P3

200V

` 100 V 400 V

Ke beban R S T

Ke sumber

IR

R

S

T

VSR

VTS

VRT

IS

IT

VR

VC

R

C

NV

Jika urutan fasa seperti gambar 4-37 (urutan yang benar) maka besarnya tegangan yang terukur pada volt meter SN lebih kecil dari harga-harga VC dan VR atau lebih kecil dari VRT. IR mendahului VRT dengan sudut 45o dan berada di dalam segitiga tegangan. Jika fasa R dan T dibalik akan diperoleh urutan fasa yang terbalik (perhatikan gambar 4-38).

4-38 IR tetap mendahului VRT, tetapi berada di luar segitiga tegangan. Hal ini mengakibatkan besarnya tegangan SN (tegangan

R S

T

S

RT

Gambar 4–37. Phasor diagram saat urutan fasa

Gambar 4–38. Phasor diagram saat urutan fasa tidak

VSR

S R VR

VT

VC

VR VSR

T

N

IR

R

S

N

T VSR

VS

VST

VC

pada voltmeter ) jauh lebih besar dibanding dengan tegangan VRT (tegangan Line). Disamping metode di atas dapat juga digunakan metode lain, yaitu dengan menggunakan dua buah lampu pijar dengan daya yang sama dan sebuah kapasitor. Indikasi urutan fasa ditunjukkan dengan kondisi : Lampu yang terang merupakan urutan fasa I Lampu yang redup merupakan urutan fasa II Pada C adalah urutan fasa III.

Gambar 4-39. Metode menentukan urutan fasa dengan lampu Adapun alat ukur yang digunakan untuk mengetahui urutan fasa adalah indikator test urutan fasa. Gambar 4-40 menggambarkan konstruksi indikator test urutan fasa.

1 1 Gambar 4-40. Konstruksi indikator test urutan fasa

Seperti ditunjukkan pada gambar 4-40, alat ukur indikator test urutan fasa bagian-bagian externalnya dijelaskan sebagai berikut : (1) Piringan yang berputar (2) Arah panah piringan yang berputar

L1

L2

C

1

4

6 7

8 5

3

2

(3) Range tegangan yang tersedia (4) Range frekuensi yang tersedia (5) Kabel penghubung dari indikator test urutan fasa ke masing-masing

fasa (6) Fasa R atau 1 atau A warna kuning (7) Fasa S atau 2 atau B warna hijau (8) Fasa T atau 3 atau C warna ungu

4.10.2. Prinsip Dasar Alat Indikator Urutan Fasa Indikator urutan fasa ini mampu untuk menentukan urutan sistem 3 fasa 3 kawat. Karena supply 3 fasa – 3 kawat harus diketahui urutan fasanya. dengan indikator urutan fasa sederhana dapat menemukan fasa mana yang dipilih untuk diikuti dengan benar. 4.10.3. Cara Kerja Alat Cara kerja rangkaian sangat sederhana berdasarkan phasor bidang kompleks. Menghubungkan tiga reaktansi yang sama

Masukan kawat 3 fasa dengan

urutan yang tidak diketahui

Pilih 1 sebagai R kemudian lihat lampu yang paling terang adalah kawat yang fasanya mengikuti. Oleh karena itu urutan fasanya adalah 1-3-2.

Impedansi Z dari tiga cabang indikator harus sama dengan :

Setiap lampu memiliki resistansi ohmik sama dengan R (k ). Kapasitor harus mempunyai nilai :

Lampu paling terang menunjukkan fasa yang mengikuti R

Gambar 4-41. Prinsip indikator urutan fasa

nilainya ke dalam susunan sistem tiga bintang tanpa kabel netral. Jika semua reaktansi positip sistem akan seimbang dan tidak ada tegangan pada titik netral. Namun arus kapasitor akan tertinggal 90o terhadap tegangan, sehingga sistem tidak lama seimbang dan titik netral 0 mempunyai tegangan (Von). Karena tegangan line konstan, fasa tegangan akan menyusun kembali dalam rangka memberi tegangan pada titik netral Von. Secara matematis resolusi untuk 3 fasa – 3 kawat 3 X 220 V. Ini memungkin ditunjukkan titik 0 dari indikator hubungan bintang, yang akan mendapatkan tegangan Uon berkaitan dengan kawat netral N disupply : Uon = (Urn. Yr + Usn.Ys + Utn.Yt)/(Yr + Ys) + Yt. Oleh karena itu, akan digantikan tegangan fasa baru terhadap titik netral menggantikan referensi terhadap N. Tegangan fasa percabangan : Dikerjakan secara matematika dan mengingat bahwa ini berkaitan dengan phasor bidang kompleks maka akan diperoleh : UL = 220 v ; Uf = 127 Volt Uro = 170 v ( indikator percabangan kapasitor) Uso = 190 v (cabang yang mengikuti percabangan kapasitor ) Uto = 51 v (cabang yang mengikuti cabang dengan lampu yang diterang)

UL = tegangan line (220 V dari 3 X 220 V system bintang) Urs, Ust, Utr UF = tegangan fasa (UL / ) = 127 V, Urn, Usn, Utn Zr = Xc ; Zs = R dan Zt = R impedansi indikator Yr = 1/Zr ‘ Ys = 1/Zs ; Yt = 1/Zt admitansi percabangan

3

Uro = Urn - Uon Uso = Usn - Uon Uto = Utn – Uon arus fasa percabangan (arus line) Ir = Uro . Yr Is = Uso . Ys It = Uto . Yt

Sekarang verifikasi bahwa titik netral telah tergantikan : Uro + Uso + Uto = - 3 . Uon dan sebagai tegangan line konstan : Urs = Uro - Uso Ust = Uso - Uto Uto = Uto - Uro

Sebagaimana yang terlihat percabangan dengan tegangan terbesar (asumsikan indikator telah dihubungkan dalam urutan yang benar RST). Cabang dengan 190 Volt, misal lampu akan lebih terang dari pada yang hanya 51 Volt. Oleh karena itu fasa yang mengikuti percabangan kapasitor adalah yang dihubungkan pada terminal dengan lampu yang paling terang. Juga mungkin perlu diketahui mengapa harus menggunakan lampu pijar dengan tegangan yang sama, dengan tegangan line misal 190 – 220 Volt. Karena jika digunakan lampu pijar indikator 127 Volt akan bekerja namun, tidak diinginkan untuk membeli lampu baru setiap menggunakan peralatan untuk pengujian. Contoh lain yang ada dipasaran

Catatan : Dalam pengujian urutan fasa ini akan membutuhkan 2 lampu pijar dengan tegangan kerja sama dengan sistem tegangan line missal 3 X 380 Volt rating tegangan 380 Volt, dalam sistem 3 X rating 220 Volt. Kapasitor juga dengan tegangan kerja AC dengan rating tegangan sama dengan dua kali tegangan line (menjadikan lebih aman). Tiga elemen dihubungkan dalam hubungan bintang namun tanpa kabel netral. Mengukur resistansi kontak ohmik R dari lampu pijar. Kondisi sesuai bila ketiga reaktansi sama, sehingga reaktansi kapasitip menjadi : XC = R and Xc = 1 / (2. . f . C ) sehingga : C = 1 / ( 2. . f . R) dengan R dalam kilo ohms, C dalam mikro farad dan f = 50 Hz , didapatkan nilai kapasitor C [uF] = 1 / ( 0.12 R ) = 3.185 / R [kohm]

http://www.knoppinc.com/phase_seq.htm http://www.tesco-advent.com/tesco-phase-

sequence.html

Gambar 4-42. Contoh indikator urutan fasa yang lain

4.10.4. Prosedur Pengoperasian Alat Gambaran prosedur pengoperasian indikator test urutan fasa sebagai brikut :

Digunakan transformator tiga fasa, dengan rangkaian seperti gambar 4- 43.

Gambar 4 – 43. Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan R dan C pada urutan benar

Teliti rangkaian, jika telah yakin sumber tegangan AC 3 fasa

dihubungkan. RV diatur hingga diperoleh harga VR = VC, kemudian catat besarnya tegangan penunjukan VR, VC dan V. Apabila besarnya V lebih kecil dari VR dan VC, dan lead indikator urutan fasa dihubungkan dengan posisi R pada terminal a4 ;S pada terminal b4 ; dan T pada terminal c4 , maka arah putaran piringan dari lead indikator urutan fasa ke kanan (searah jarum

R

S

T

N

jam). Dengan demikian urutan fasanya sudah betul, dan urutan fasanya adalah R S T.

Selanjutnya sumber tegangan dimatikan, beban kapasitor dipindahkan pada terminal a4 ; resistor pada terminal c4. Lead indikator posisinya juga dipindahkan.

Gambar 4 – 44 Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan R

dan C pada urutan salah

Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, besarnya tegangan penunjukan VR, VC dan V dicatat. Apabila besarnya V lebih besar dari VR dan VC, dan lead indikator urutan fasa

R = 500

C = 6,5 μF

VR

S

T

N

V

VR

VC

dihubungkan dengan posisi R pada terminal c4 ; S pada terminal b4 ; dan T pada terminal a4 , maka arah putaran piringan dari lead indikator urutan fasa ke kiri (berlawanan arah jarum jam). Dengan demikian urutan fasanya salah, dan urutan fasanya T S R .

Dapat pula gambar 4-43 dilakukan dengan cara mengganti resistor dengan lampu pijar LP1 pada terminal a4; Voltmeter dengan lampu pijar LP2 pada terminal b4; posisi lead indikator tetap.

Gambar 4 – 45. Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan lampu pada urutan benar

Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, lampu yang terang LP1 dan

yang redup LP2, arah putaran piringan dari lead indikator urutan fasa ke kanan (searah jarum jam). Dengan demikian urutan fasanya sudah betul, dan urutan fasanya adalah R S T.

R

S

T

N

LP2

LP1

X

X

Selanjutnya sumber tegangan dimatikan , kemudian beban dipindahkan : lampu pijar LP2 pada terminal c4, kapasitor C pada terminal b4, dan posisi lead indikator tetap.

Gambar 4 – 46 Pengoperasian indikator test urutan fasa

dengan lampu pada urutan salah

Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, lampu yang terang LP2 dan yang redup LP1, arah putaran piringan dari lead indikator urutan fasa ke kiri (berlawanan arah jarum jam). Dengan demikian urutan fasanya salah, dan urutan fasanya adalah S R T.

X

X R

S

T

N

Daftar Pustaka Fluke. Principles testing methods and applications.

http://www.newarkinone.thinkhost.com/brands/promos/ Earth_Ground_Resistance.pdf

Knopp Intercorporated. http://www.knoppinc.com/phase_seq.htm

Le Magicien. 2000. 3 PHASE - 3 Wires Sequence Indikator. Tersedia dalam http://www.geocities.com/lemagicien_2000/elecpage/3phase/3phase.html diakses tanggal 19 Juni 2008

Phase Squence Indoicator . tesco dua kawat . http://www.tesco-advent.com/tesco-phase-sequence.html

5.1. Pengujian Tahanan Isolasi Tahanan isolasi adalah tahanan yang terdapat diantara dua kawat saluran yang diisolasi satu sama lain atau tahanan antara satu kawat saluran dengan tanah (ground). Pengukuran tahanan isolasi digunakan untuk memeriksa status isolasi rangkaian dan

perlengkapan listrik, sebagai dasar pengendalian keselamatan. Secara prinsip penguji tahanan isolasi adalah dua kumparan V dan C yang ditempatkan secara menyilang gambar 5 -1. Kumparan V besarnya arus yang mengalir adalah E/Rp dan kumparan C

Tujuan Setelah mengikuti pembahasan tentang penguji tahanan isolasi dan kuat medan, para pembaca diharapkan dapat : 1. Mampu menjelaskan prinsip dasar tahanan isolasi 2. Mampu menjelaskan cara mengukur tahanan pentanahan 3. Mampu menjelaskan prinsip dasar alat ukur medan

BAB 5

PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN KUAT MEDAN

Pokok Bahasan Tananan isolasi merupakan hal yang harus diperhatikan saat memasang instalasi listrik dengan menggunakan kawat tertutup. Demikian pula tahanan pentanahan juga harus diperhatikan. Kedua hal tersebut oleh konsumen sering diabaikan sehingga sering berakibat fatal bagi penggunanya. Oleh karena itu cara-cara pengukurannya perlu diketahui. Pelepasan muatan elektrostatik merupakan masalah utama pada kebanyakan tempat kerja yang menggunakan teknologi mikro elektronik, sebagai contoh Microchips. Pelepasan muatan elektrostatik juga sangat berbahaya untuk beberapa cabang industri, sebagai contoh industri telekomunikasi, industri plastik dan industri pembuatan bahan peledak. Pengisian muatan listrik lebih dari 10.000 V dapat membahayakan manusia, bahan dan peralatan. Elektrostatik field meter digunakan untuk pengukuran pengisian muatan listrik pada suatu obyek secara ”non kontak”. Alat ini mengukur medan elektrostatik dari suatu obyek dalam satuan Volt, dan banyak digunakan dalam industri kontrol statik.

besarnya arus yang mengalir adalah E/Rx. Rx adalah tahanan yang akan diukur. Jarum akan bergerak disebabkan oleh perbandingan dari kedua arus,

yaitu sebanding dengan Rp/Rx atau berbanding terbalik terhadap tahanan yang akan diukur.

Gambar 5 – 1 Pengujian tahanan isolasi

Variasi tegangan tidak akan berpengaruh banyak terhadap harga pembacaan, karena hasilnya tidak ditentukan dari sumber tegangan arus searah. Sumber tegangan arus searah adalah sumber tegangan tinggi, yang dihasilkan dari pembangkit yang diputar dengan tangan. Umumnya tegangannya adalah 100, 250, 500, 1000 atau 2000 V. Sedangkan daerah pengukuran yang efektif adalah 0,02 sampai

20 M dan 5 sampai 5.000 M . Tetapi sekarang pengujian tahanan isolasi menggunakan sumber tegangan tinggi dari tegangan tetap sebesar 100 sampai 1.000 V yang didapat dari baterai sebesar 8 sampai 12 V dan disebut alat pengujian tahanan isolasi dengan baterai. Alat ini membangkitkan tegangan tinggi lebih stabil dibanding dengan yang menggunakan generatar diputar dengan tangan.

Gambar 5–2 Konstruksi penguji tahanan isolasi menggunakan baterai Seperti ditunjukkan pada gambar 5-2, alat ukur penguji tahanan isolasi bagian-bagian externalnya dijelaskan sebagai berikut : (1) Jarum penunjuk (2) Kaca, difungsikan untuk mengeliminir kesalahan parallax dalam

pembacaan. (3) Skala (4) Check baterai (5) Tombol pengaktif meter

(6) Lubang line untuk colok oranye dan lubang earth untuk colok hitam (7) Probe meter dengan penjepit (8) Probe meter runcing, juga sebagai pencolok pengecekan beterai.

5.1.1. Pengukuran Tahanan Isolasi Pengukuran tahanan isolasi untuk perlengkapan listrik menggunakan pengujian tahanan isolasi, yang mana pengoperasiannya pada waktu perlengkapan rangkaian listrik tidak bekerja atau tidak dialiri arus listrik. Secara umum bahan isolasi yang digunakan sebagai pelindung dalam saluran listrik atau sebagai pengisolir bagian satu dengan bagian lainnya

harus memenuhi syarat-syarat yang sudah ditentukan. Harga tahanan isolasi antara dua saluran kawat pada peralatan listrik ditetapkan paling sedikit adalah 1000 x harga tegangan kerjanya. Misal tegangan yang digunakan adalah 220 V, maka besarnya tahanan isolasi minimal sebesar : 1000 x 220 =

6 1

5

4

2

3

7

8

220.000 atau 220 K . Ini berarti arus yang diizinkan di dalam tahanan isolasi 1 mA/V. Apabila hasil pengukuran nilai lebih rendah dari syarat minimum yang sudah ditentukan, maka saluran/kawat tersebut kurang baik dan tidak dibenarkan kalau digunakan. Waktu melakukan pengukuran tahanan isolasi gunakan tegangan arus searah sebesar 100 V atau lebih, ini disebabkan untuk mengalirkan arus yang cukup besar dalam tahanan

isolasi. Di samping untuk menentukan besarnya tahanan isolasi, nilai tegangan ukur yang tinggi juga untuk menentukan kekuatan bahan isolasi dari saluran yang akan digunakan. Walaupun bahan-bahan isolasi yang digunakan cukup baik dan mempunyai tahanan isolasi yang tinggi, tetapi masih ada tempat-tempat yang lemah lapisan isolasinya, maka perlu dilakukan pengukuran.

5.1.2. Prosedur Pengujian Tahanan Isolasi Sebelum menggunakan alat pengujian tahanan isolasi perlu dilakukan langkah sebagai berikut :

1. Melakukan pengecekan kondisi batere meter dengan menghubungkan colok oranye ke line dan B check (gambar 5- 3). Baterai masih dalam kondisi baik, jika jarum menunjuk pada tanda huruf B di peraga meter (gambar 5-4).

Gambar 5-3 Pengecekan kondisi Gambar 5-4 Baterai dalam baterai kondisi baik 2. Meter siap digunakan, dengan menghubungkan colok oranye ke

lubang line dan colok hitam ke lubang earth (gambar 5-5).

Gambar 5-5 Meter siap digunakan

Gambar 5-6 Mengukur tahanan isolasi

3. Yakinkan bahwa kawat yang akan diukur tahanan isolasinya tidak terhubung dengan sumber tegangan (tidak berarus)

4. Hubungkan colok oranye dan colok hitam dengan ujung-ujung kawat yang akan diukur tahanan isolasinya, tekan tombol pengaktif meter dan baca penunjukkan jarum (gambar 5-6).

5.1.3. Pengujian Tahanan Isolasi Pada Instalasi Listrik Jika kawat listrik terdiri dari dua kawat saluran misal kawat fasa dan kawat nol N, maka tahanan isolasinya adalah : (1) antara kawat fasa dengan kawat nol N, (2) antara kawat fasa dengan tanah G, (3) antara kawat nol N dengan tanah G. Pada saat

melakukan pengukuran tahanan isolasi antara fasa dan nol N, hal pokok yang perlu diperhatikan adalah memutus semua alat pemakai arus yang terpasang secara paralel pada saluran tersebut.

Gambar 5 – 7 Pengukuran tahanan isolasi antara fasa dengan nol N

Contoh : lampu-lampu, motor-motor, voltmeter, dan sebagainya. Sebaliknya semua alat pemutus seperti : kontak, penyambung-penyambung, dan sebagainya yang tersambung secara seri harus ditutup. Di samping digunakan untuk mengetahui keadaan tahanan

isolasi, juga untuk mengetahui kebenaran sambungan yang ada pada instalasi. Jika terjadi sambungan yang salah atau hubung singkat dapat segera diketahui dan diperbaiki. Gambar 5 - 8 di bawah mencontohkan pengukuran tahanan isolasi pada instalasi listrik bangunan baru.

Gambar 5 - 8 Pengukuran tahanan isolasi antara fasa dengan tanah G

Gambar 5 - 9 Pengukuran tahanan isolasi antara nol N dengan tanah G

Gambar 5-10 Pengukuran tahanan isolasi antara instalasi dengan tanah G

5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance) Tahanan pentanahan merupakan hal yang tidak boleh diabaikan dalam pemasangan jaringan instalasi listrik . Pentanahan yang kurang baik tidak hanya membuang-buang waktu saja, tetapi pentanahan yang kurang baik juga berbahaya dan meningkatkan resiko kerusakan peralatan. Tanpa sistem pentanahan yang effektif, maka akan dihadapkan pada resiko

kejutan listrik, disamping itu juga mengakibatkan kesalahan instrumen, distorsi harmonik. masalah faktor daya dan delima kemungkinan adanya intermitten. Jika arus gangguan tidak mempunyai jalur ke tanah melalui sistem pentanahan yang di desain dan dipelihara dengan baik, arus gangguan akan mencari jalur yang tidak diinginkan termasuk manusia.

Sebaliknya, pentanahan yang baik tidak hanya sekedar untuk keselamatan; tetapi juga digunakan untuk mencegah kerusakan peralatan industri. Sistem pentanahan yang baik akan meningkatkan reliabilitas peralatan dan mengurangi kemungkinan kerusakan akibat

petir dan arus gangguan. Miliyaran uang telah hilang tiap tahunnya di tempat kerja karena kebakaran akibat listrik. Kerugian-kerugian di atas tidak termasuk biaya pengadilan dan hilangnya produktivitas individu dan perusahaan.

Gambar 5 – 11 Elektroda yang mempunyai pengaruh lapisan

Organisasi pemberi rekomendasi standar untuk kemananan pentanahan • OSHA (Occupational Safety Health

Administration) • NFPA (National Fire Protection

Association) • ANSI/ISA (American National

Standards Institute and Instrument Society of America)

• TIA (Telecommunications I ndustry Association)

• IEC (International Electrotechnical Commission)

• CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization)

• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

5.2.1. Cara Menguji Sistem Pentanahan

Dalam waktu yang lama, tanah yang korosif dengan kelembaban tinggi, mengandung garam, dan suhu tinggi akan menurunkan batang pentanahan dan sambungan-sambungannya. Walaupun sistem pentanahan saat awalnya dipasang mempunyai harga tahanan pentanahan ke tanah rendah, tahanan sistem pentanahan akan meningkat jika batang pentanahan rapuh. Alat ukur pentanahan, yang dibuat industri, adalah alat pencari kesalahan yang tidak diragukan guna membantu pemeliharaan. Masalah-masalah listrik yang

sering mati berkaitan dengan pentanahan kurang baik atau kualitas daya yang rendah. Itulah sebabnya sangat dianjurkan semua pentanahan dan sambungan pentanahan harus diperiksa minimal satu tahun sekali sebagai bagian dari rencana pemeliharaan. Selama periode pemeriksaan, jika terjadi peningkatan nilai tahanan lebih dari 20 %, harus dilakukan pencarian sumber permasalahan dan dilakukan koreksi agar nilai tahanannya lebih rendah, dengan mengganti atau menambah batang pentanahan ke dalam sistem pentanahan.

Gambar 5 – 12 Tanah yang korosif

5.2.2. Pentanahan dan Fungsinya NEC, National Electrical Code (Kitab Undang-undang Kelistrikan Nasional), Pasal 100 mendefinisikan pentanahan. Pentanahan sebagai: “membuat hubungan, baik sengaja ataupun tidak sengaja antara rangkaian listrik dan tanah, atau menghubungkan dengan benda

konduksi yang berada di tanah.” Ketika berbicara tentang pentanahan, sebenarnya ada dua subjek yang berbeda: pentanahan bumi dan pentanahan alat. Pentanahan bumi adalah hubungan sengaja dari rangkaian konduktor, biasanya netral, ke elektroda tanah yang ditempatkan

di bumi. Peralatan pentanahan menjamin kerja peralatan dalam struktur bangunan ditanahkan dengan baik. Kedua sistem pentanahan perlu dijaga terpisah kecuali untuk sambungan antara kedua sistem. Ini untuk mencegah perbedaan tegangan potensial kemungkinan loncatan api kalau

terjadi sambaran petir. Perlunya pentanahan disamping melindungi manusia, tanaman, dan peralatan juga untuk memperoleh jalur yang aman untuk penghamburan arus liar, sambaran petir, listrik statis, interferensi elektromagnetik (EMI) dan sinyal gangguan frekuensi radio (RFI).

Gambar 5 – 13 Sambaran petir

5.2.3. Nilai Tahanan yang Baik Ada kerancuan antara pentanahan yang baik dan nilai tahanan yang seharusnya. Idealnya suatu pentanahan besar tahanannya nol ohm. Tidak ada satu standar mengenai ambang

batas nilai tahanan pentanahan yang harus diikuti oleh semua badan. Tetapi badan NFPA dan IEEE telah merekomendasikan nilai tahanan pentanahan lebih kecil atau sama dengan 5 Ohm.

Gambar 5 –14 Nilai tahanan pentanahan ideal

Badan NEC menyatakan bahwa untuk meyakinkan impedansi sistem ke tanah besarnya kurang dari 25 Ohm dan tercantum dalam NEC 250.56. Fasilitas dengan peralatan yang sensitif nilai tahanan tanahnya harus 5 ohm atau kurang. Industri telekomunikasi telah mengguna-

kan 5 ohm atau kurang sebagai nilai tahanan pentanahan dan sambungan. Tujuan nilai tahanan pentanahan adalah untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang serendah mungkin yang bisa dipertimbangkan baik secara ekonomis dan secara pisik

5.2.4. Dasar-dasar Pentanahan 5.2.4.1. Komponen elektroda pentanahan Elektroda pentanahan umumnya dibuat dari bahan yang sangat konduktif/tahanan rendah seperti baja atau tembaga, besar tahanan elektroda tanah dan sambungannya umumnya sangat rendah sehingga arus mengalir tidak terhambat. Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanah seperti gambar di bawah.

Tahanan kontak tanah di sekitar elektroda menurut National

Institute of Standards (lembaga pemerintah dalam Departemen Perdagangan AS) menunjukkan bahwa tahanan hampir dapat diabaikan dengan ketentuan bahwa elektroda pentanahan bebas cat, pelumas, dan lain-lain. Elektroda pentanahan harus dalam hubungan yang tetap dengan tanah. Sedangkan tahanan tanah di sekitar elektroda, pentanahan dikelilingi tanah yang secara konseptual terbentuk dari sel-sel yang melingkari semuanya memiliki ketebalan sama. Sel-sel yang paling dekat dengan elektroda pentanahan memiliki jumlah area terkecil yang menghasilkan tingkat tahanan terbesar. Masing-masing sel berikutnya membentuk area lebih besar yang menghasilkan tahanan lebih rendah. Pada akhirnya ini akan mencapai titik dimana sel-sel tambahan menawarkan tahanan kecil ke tanah di sekitar elektroda pentanahan. Jadi berdasarkan informasi ini,maka akan difokus pada cara-cara untuk mengurangi tahanan tanah ketika memasang sistem pentanahan.

Penghantar tanah

Elektrode tanah

Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda

Gambar 5 – 15 Hubungan antara penghantar tanah dan elektroda tanah

5.2.4.2. Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah Pertama, NEC code (1987, 250-83-3) mensyaratkan panjang elektroda pentanahan minimum 2,5 meter (8 kaki) dihubungkan

dengan tanah. Ada empat variabel yang mempengaruhi tahanan sistem pentanahan, yaitu:

1. Panjang/kedalaman elektroda pentanahan Satu cara yang sangat efektif untuk menurunkan tahanan tanah adalah memperdalam elektroda pentanahan. Tanah tidak tetap tahanannya dan tidak dapat diprediksi. Ketika memasang elektroda pentanahan, elektroda berada di bawah garis beku (frosting line). Ini dilakukan sehingga tahanan tanah tidak akan dipengaruhi oleh pembekuan tanah di sekitarnya. Secara umum, menggandakan panjang elektroda pentanahan bisa mengurangi tingkat tahanan 40%. Ada kejadian-kejadian dimana secara fisik tidak mungkin dilakukan pendalaman batang pentanahan daerah-daerah yang terdiri dari batu, granit, dan sebagainya. Dalam keadaan demikian, metode alternatif yang menggunakan semen pentanahan (grounding cement) bisa digunakan.

2. Diameter elektroda

pentanahan Menambah diameter elektroda pentanahan berpengaruh sangat kecil dalam menurunkan tahanan. Misalnya, bila diameter elektroda

digandakan tahanan pentanahan hanya menurun sebesar 10%.

3. Jumlah elektroda pentanahan Cara lain menurunkan tahanan tanah adalah menggunakan banyak elektroda pentanahan. Dalam desain ini, lebih dari satu elektroda dimasukkan ke tanah dan dihubungkan secara paralel untuk mendapatkan tahanan yang lebih rendah. Agar penambahan elektroda efektif, jarak batang tambahan setidaknya harus sama dalamnya dengan batang yang ditanam. Tanpa pengaturan jarak elektroda pentanahan yang tepat, bidang pengaruhnya akan berpotongan dan tahanan tidak akan menurun. Untuk membantu dalam memasang batang pentanahan yang akan memenuhi kebutuhan tahanan tertentu, maka dapat menggunakan tabel tahanan pentanahan di bawah ini. Ingatlah, ini hanya digunakan sebagai pedoman, karena tanah memiliki lapisan dan jarang yang sama (homogen). Nilai tahanan akan sangat berbeda-beda.

Gambar 5 – 16 Elektroda yang mempunyai ‘pengaruh lapisan

Tabel 5 – 1 Tahanan pentanahan

Jenis Tanah

Tahanan Jenis Tanah

RE

Tahanan Pentanahan Kedalaman Electroda

ke tanah ( Meter)

Potongan Pentanahan

( Meter) M 3 6 10 5 10 20

Tanah lembab,seperti rawa 30 10 5 3 12 6 3

Tanah Pertanian, tanah liat 100 33 17 10 40 20 10

Tanah liat berpasir 150 50 25 15 60 30 15 Tanah lembab berpasir 300 66 33 20 80 40 20

Campuran 1:5 400 - - - 160 80 40 Kerikil lembab 500 160 80 48 200 100 50 Tanah kering berpasir 1000 330 165 100 400 200 100

Kerikil kering 1000 330 165 100 400 200 100 Tanah berbatu 30.000 1000 500 300 1200 600 300 Batu karang 107 - - - - - -

4. Desain sistem pentanahan Sistem pentanahan sederhana terdiri dari satu elektroda pentanahan yang dimasukkan ke tanah. Penggunaan satu elektroda pentanahan adalah hal yang

umum dilakukan dalam pentanahan dan bisa ditemukan di luar rumah atau tempat usaha perorangan lebih jelasnya perhatikan gambar 5 – 17.

Gambar 5 – 17 Elektroda pentanahan

Ada pula sistem pentanahan kompleks terdiri dari banyak batang pentanahan yang

terhubung, jaringan bertautan atau kisi-kisi, plat tanah, dan loop tanah (gambar 5 – 18) .

Gambar 5– 18 Hubungan

beberapa elektrode pentanahan Sistem-sistem ini dipasang secara khusus di substasiun pembangkit listrik, kantor pusat, dan tempat-tempat menara seluler. Jaringan kompleks meningkatkan secara dramatis jumlah kontak dengan tanah sekitarnya dan menurunkan tahanan tanah.

Gambar 5 – 19 Jaringan bertautan

Gambar 5 – 20 Pelat tanah

5.2.5. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah Ada empat jenis metode pengetesen pentanahan tanah: • Tahanan tanah (menggunakan tiang pancang)

• Gerak benda potensial (menggunakan tiang pancang) • Selektif (menggunakan 1 klem 1 dan tiang pancang) • Tanpa tiang pancang (hanya menggunakan 2 klem) 5.2.5.1. Ukuran tahanan tanah Hal-hal yang menentukan tahanan tanah Resistivitas tanah (Soil Resistivity) paling penting dalam menentukan desain sistem pentanahan untuk instalasi baru (aplikasi lapangan hijau) guna memenuhi syarat tahanan tanah. Idealnya, harus menemukan lokasi dengan tahanan tanah serendah mungkin. Tapi seperti yang dibahas sebelumnya, kondisi tanah yang buruk bisa diatasi dengan sistem pentanahan yang lebih rumit. Komposisi tanah, kandungan embun, dan suhu mempengaruhi tahanan tanah. Tanah jarang bersifat homogen dan tahanan tanah akan sangat berbeda secara geografis dan pada kedalaman tanah berbeda. Kandungan uap berubah berdasarkan musim, berbeda-beda menurut sifat sublapisan tanah, dan kedalaman posisi air permanen. Karena tanah dan air umumnya lebih stabil di tempat yang lebih dalam, direkomendasikan agar batang pentanahan ditempatkan sedalam mungkin di dalam tanah, pada permukaan air tanah jika memungkinkan. Juga, batang pentanahan harus dipasang di tempat yang suhunya stabil, yaitu di bawah garis beku. Agar sistem pentanahan efektif, maka harus dirancang agar tahan pada kondisi terburuk. 5.2.5.2. Cara menghitung

tahanan tanah

Prosedur pengukuran yang digambarkan di bawah ini menggunakan metode Wenner yang diterima secara universal yang dikembangkan oleh Dr. Frank Wenner dari US Bureau of Standards (Biro Standar AS) tahun 1915. (F. Wenner, A Method of Measuring Rumusnya adalah sebagai berikut: = 2 A R ( = rata-rata tahanan tanah pada kedalaman A dalam ohm-cm) = 3,1416

A = jarak antara elektroda dalam cm

R = nilai tahanan terukur dalam ohm dari uji instrumen

Catatan: Ohm-centimeter pada nilai 100 dapat diubah ke ohm-meter. Perhatikan satuannya. Contoh: Memasang batang pentanahan sepanjang tiga meter sebagai bagian dari sistem pentanahan. Untuk mengukur tahanan tanah pada kedalaman tiga meter tersebut, jarak antara elektroda tes dihitung tiga meter. Bila tahanan tanah diukur dengan menggunakan alat ukur, maka nilai tahanan dibaca dalam ohm. Dalam hal ini diasumsikan nilai tahanan adalah 100 ohm. Jadi, dalam soal ini diketahui:

A = 3 meter, dan R = 100 ohm. Maka tahanan tanahnya adalah: = 2 x x A x R

= 2 x 3,1416 x 3 meter x 100 ohm

= 1885 m 5.2.5.3. Cara mengukur tahanan tanah Untuk mengetes tahanan tanah, hubungkan pengetes pentanahan seperti ditunjukkan gambar 5-19. Seperti terlihat, empat tiang pancang tanah ditempatkan di tanah dalam posisi garis lurus, jarak satu sama lain sama. Jarak antara tiang pancang tanah minimal tiga kali lebih besar dari kedalaman tiang. Jadi jika kedalaman masing-masing tiang pancang adalah satu kaki (0,30 meter), pastikan jarak antar tiang pancang lebih dari tiga kaki (0,91 meter). Alat ukur menghasilkan satu arus yang diketahui melalui dua tiang pancang luar dan penurunan beda tegangan diukur antara dua tiang pancang bagian dalam. Dengan menggunakan hukum Ohm (V=IR), alat uji tersebut secara otomatis menghitung tahanan tanah.

Karena hasil pengukuran sering terdistorsi dan dibuat tidak valid yang dikarenakan oleh potongan-potongan logam di bawah tanah, maka diperlukan ukuran tambahan sumbu tiang pancang diputar 90 derajat. Dengan mengubah kedalaman dan jarak beberapa kali, profil bisa dihasilkan guna menentukan sistem tahanan tanah yang sesuai. Ukuran tahanan tanah sering berubah dipengaruhi oleh adanya arus tanah dan harmonisnya. Untuk mencegah hal ini, maka alat ukur dilengkapi Automatic Frequency Control (AFC) System (Sistem Kendali Frekuensi Otomatis). Ini biasanya memiliki frekuensi pengetesan dengan jumlah noise minimal sehingga memungkinkan untuk mendapat hasil pembacaan yang jelas.

Gambar 5 – 21 Cara mengukur tahanan tanah

5.2.6. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah Ukuran Drop Tegangan Metode uji drop Tegangan (Fall-of-Potential) digunakan untuk

mengukur kemampuan sistem pentanahan tanah atau elektroda

individual untuk menghamburkan energi dari suatu tempat.

Gambar 5 – 22 Uji drop tegangan

5.2.6. 1. Cara kerja uji drop tegangan Pertama, elektroda kepentingan tanah harus dilepaskan dari tempat itu. Kedua, alat uji dihubungkan ke elektroda tanah. Kemudian, uji drop tegangan 3 kutub, dua tiang pancang tanah di tanah dalam garis lurus – jatuh dari elektroda tanah. Biasanya, jarak 20 meter (65 kaki) sudah cukup. Untuk lebih rinci tentang penempatan tiang pancang, lihat bagian berikutnya. Arus yang dikenal dihasilkan oleh alat ukur antara tiang pancang luar (tiang pancang tanah bantuan) dan elektroda tanah, sedangkan jatuhnya potensi tegangan diukur

antara tiang pancang tanah dalam dan elektroda tanah. Dengan menggunakan Hukum Ohm (V = IR), alat uji tersebut secara otomatis menghitung tahanan elektroda tanah. Hubungkan alat uji pentanahan seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Tekan START dan baca nilai RE (tahanan). Ini adalah nilai sebenarnya dari elektroda pentanahan pada tes. Jika elektroda pentanahan paralel atau seri dengan batang pentanahan lain, maka nilai RE adalah nilai total semua tahanan.

5.2.6. 2. Cara Menempatkan Tiang Pancang Untuk mencapai tingkat akurasi tertinggi ketika melakukan uji tahanan tanah 3 kutub, diperlukan agar penyelidikan dilakukan di luar bidang pengaruh elektroda pentanahan pada uji dan tanah bantuan. Jika Anda tidak berada di luar bidang pengaruh, daerah efektif tahanan akan tumpang tindih dan membuat pengukuran

tidak valid. Tabel adalah panduan penetapan penyelidikan secara tepat (tiang pancang dalam) dan tanah bantuan (tiang pancang luar). Untuk menguji ketepatan hasil dan untuk memastikan bahwa tiang pancang luar di luar bidang pengaruh, reposisi (pemindahan posisi) tiang pancang luar

(penyelidikan) 1 meter (3 kaki) dalam salah satu arah dan lakukan pengukuran baru. Jika ada perubahan yang signifikan dalam pembacaan (30%), Anda harus menambah jarak antara uji batang pentanahan pada uji, tiang

pancang dalam (penyelidikan) dan tiang pancang luar (pentanahan bantuan) sampai nilai-nilai yang diukur benar-benar tetap ketika memindahkan tiang pancang dalam (penyelidikan).

Tabel 5 – 2 Panduan penetapan penyelidikan

5.2.6.3. Ukuran selektif Pengetesen selektif sangat mirip dengan pengujian drop tegangan, keduanya menghasilkan ukuran yang sama, tapi dengan cara yang jauh lebih aman dan lebih mudah. Ini dikarenakan dengan pengujian selektif elektroda tanah tidak harus dilepaskan dari sambungannya ke tempat itu. Teknisi tidak harus membahayakan dirinya dengan melepaskan pentanahan, juga tidak membahayakn orang lain atau perlengkapan listrik di dalam bangunan tanpa pentanahan. Seperti halnya uji drop tegangan, dua tiang pancang tanah ditempatkan di tanah secara segaris, jauh dari elektroda tanah. Biasanya, jarak 20 meter (65 kaki) sudah cukup. Alat uji tersebut kemudian dihubungkan ke elektroda tanah terkait, dengan kelebihan bahwa koneksi (hubungan) di pada tempat itu tidak perlu dilepaskan. Akan tetapi, kelem khusus ditempatkan di

sekitar elektroda tanah, yang menghilangkan pengaruh tahanan paralel dalam sistem yang ditanahkan, jadi hanya elektroda tanah terkait yang diukur. Seperti sebelumnya, arus yang diketahui dihasilkan oleh alat ukur antara tiang pancang luar (tiang pancang tanah bantu) dan elektroda tanah, sedangkan jatuhnya potensi tegangan diukur antara tiang pancang tanah dalam dan elektroda tanah. Hanya arus yang mengalir melalui elektroda tanah terkait yang diukur menggunakan kelem tersebut. Arus yang dihasilkan juga akan mengalir melalui tahanan paralel lain, tapi hanya arus melalui kelem (yakni, arus yang melalui elektroda tanah terkait) yang digunakan untuk menghtiung tahanan (V=IR). Jika tahanan total sistem pentanahan harus diukur, maka masing-masing tahanan elektroda tanah harus diukur dengan menempatkan

Kedalaman Electroda ke tanah

Jarak pancang bagian dalam

Jarak pancang bagian luar

2 m 15 m 25 m 3 m 20 m 30 m 6 m 25 m 40 m

10 m 30 m 50 m

kelem di sekitar masing-masing elektroda tanah individual. Kemudian total tahanan sistem pentanahan bisa ditentukan dengan kalkulasi. Menguji tahanan elektroda tanah individu dari menara transmisi tegangan tinggi dengan pentanahan overhead atau kawat statis mengharuskan agar kawat-kawat ini dilepaskan. Jika sebuah menara memiliki lebih dari satu pentanahan di landasannya,

maka harus dilepaskan juga satu per satu. Meskipun demikian alat ukur ini memiliki aksesoris pilihan, kelem berdiameter 320 mm (12,7 inchi) pada transformator arus, yang bisa mengukur tahanan satuan masing-masing kaki, tanpa melepaskan timah pentanahan atau kawat statis overhead / pentanahan.

Gambar 5 – 23 Pengetesen selektif

Hubungkan penguji tahanan tanah seperti ditunjukkan. Tekan START

dan baca nilai RE. Ini adalah nilai tahanan elektroda tanah yang diuji

5.2.7. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah Ukuran tanpa tiang pancang Alat uji pentanahan tanah buatan industri dapat mengukur tahanan loop pentanahan tanah untuk sistem multipentanahan hanya menggunakan klem arus. Teknik uji ini menghilangkan bahaya dan kegiatan yang memakan waktu untuk melepaskan pentanahan paralel, dan juga proses untuk menemukan lokasi yang cocok untuk tiang pancang pentanahan bantu. Dapat juga melakukan uji

pentanahan tanah di tempat-tempat yang tidak dipertimbang-kan sebelumnya: dalam gedung, di tonggak menara pembangkit atau di manapun tidak bisa diketemukan tanah. Dengan metode uji ini, dua klem ditempatkan di sekitar batang pentanahan tanah atau kabel penghubung dan masing-masing dihubungkan ke alat uji. Tiang pancang pentanahan tanah tidak

digunakan sama sekali. Tegangan yang diketahui diinduksi oleh satu

klem, dan arus diukur mengguna-kan klem kedua.

Gambar 5 – 24 Pengetesen alur arus metoda tanpa pancang

Alat uji tersebut secara otomatis menentukan tahanan loop tanah pada batang pentanahan ini. Jika hanya ada satu jalan ke tanah, seperti di banyak tempat pemukiman, metode tanpa tiang pancang ini tidak akan memberikan nilai yang cocok dan metode uji drop tegangan bisa digunakan. Alat ukur tersebut bekerja berdasarkan prinsip bahwa dalam sistem yang ditanahkan secara paralel/multi tahanan bersih dari semua cara pentanahan akan

sangat rendah ketika dibandingkan dengan jalan tunggal (yang sedang diuji). Jadi, tahanan murni dari semua tahanan jalan hasil paralel secara efektif adalah nol. Ukuran tanpa tiang pancang hanya mengukur tahanan batang pentanahan secara paralel dengan sistem pentanahan bumi. Jika sistem pentanahan tersebut tidak paralel dengan tanah maka akan memiliki sirkuit terbuka atau mengukur tahanan loop tanah.

Gambar 5 – 25 Susunan metoda tanpa pancang

5.2.7.1. Ukuran impedansi tanah Ketika mencoba menghitung arus hubung pendek yang mungkin terjadi dalam pembangkit listrik atau keadaan arus/tegangan tinggi, maka menentukan impedansi pentanahan yang kompleks adalah penting. Hal ini dikarenakan impedansi akan membentuk elemen induktif dan kapasitif. Karena induktifitas dan tahanan diketahui dalam sebagian besar kasus, maka impedansi aktual bisa ditentukan dengan menggunakan perhitungan kompleks. Karena impedansi tergantung frekuensi, maka peralatan yang menggunakan sinyal gelombang 55 Hz untuk keperluan perhitungan mendekati frekuensi operasi tegangan. Ini

memastikan bahwa ukuran tersebut mendekati nilai frekuensi operasi sebenarnya. Dengan menggunakan peralatan tersebut, kemungkinan bisa didapat ukuran langsung yang akurat tentang impedansi pentanahan. Teknisi alat pembangkit listrik, yang menguji jalur transmisi tegangan tinggi, tertarik dengan dua hal. Tahanan tanah dalam kasus hantaman petir dan impedansi dari seluruh sistem dalam kasus arus pendek pada titik tertentu. Arus hubung pendek (short circuit) dalam kasus ini berarti kawat aktif yang putus lepas dan menyentuh benda logam suatu menara (tower).

5.2.7.2.Tahanan tanah dua kutub Dalam keadaan dimana memasukkan tiang ke tanah tidak praktis atau tidak memungkinkan, alat uji tersebut memberikan kepada pengguna kemampuan untuk melakukan ukuran tahanan tanah dua kutub, seperti

ditunjukkan di bawah ini. Untuk melakukan uji ini, teknisi harus memiliki akses ke tanah yang baik, dikenal seperti semua pipa air logam. Pipa air harus cukup panjang dan terbuat dari logam keseluruhan tanpa kopling atau

Pengaturan menggunakan metode 1625

flens penyekat. Alat seperti balat melakukan pengujian dengan arus yang relatif tinggi (arus sirkuit

pendek> 250 mA) yang memastikan hasil stabil.

Gambar 5 – 26 Mengukur tahanan tanah dengan dua kutub

5.2.7.3.Mengukur Tahanan Tanah Di kantor pusat (central offices) Ketika melakukan pemeriksaan pentanahan di kantor pusat ada tiga ukuran berbeda yang diperlukan. Sebelum pengujian, tempatkan MGB (Master Ground Bar/Batang Pentanahan Utama) dalam kantor pusat untuk menentukan jenis sistem pentanahan yang ada. Seperti

ditunjukkan gambar 5 – 27 di bawah, MGB akan mentanahkan tanah yang terhubung ke: • MGN (Multi-Grounded Neutral)

atau jasa pendapatan, • bidang tanah, • pipa air, dan • baja gedung atau bangunan

Gambar 5 – 27. MGB mentanahkan tanah

Rangkaian ekuivalen untuk pengukuran dua titik

Bidang ground

Pipa air

Bangunan baja

* Pertama, lakukan uji tanpa tiang pancang pada seluruh pentanahan yang lepas dari MGB. Tujuannya untuk memastikan bahwa semua pentanahan terhubung, khususnya MGN. Penting untuk dicatat bahwa pengguna tidak sedang mengukur tahanan individu, tapi tahanan loop dari apa yang dikelemkan di sekitarnya. Seperti ditunjukkan gambar 5 - 28, sambungkan alat ukur tersebut dan kelem induksi dan sensing, yang terletak di sekitar masing-masing hubungan untuk mengukur tahanan MGN, bidang pentanahan, pipa air, dan baja gedung.

* Kedua, lakukan uji drop tegangan 3 kutub pada seluruh sistem pentanahan, yang terhubung ke MGB seperti diilustrasikan pada gambar 5 -29. Untuk mendapatkan tanah yang jauh, banyak perusahaan telepon memanfaatkan pasang-an kabel tak terpakai yang keluar sejauh satu mil. Catat hasil pengukuran dan ulangi uji ini setidaknya setahun sekali.

* Ketiga, ukur tahanan individu sistem pentanahan dengan menggunakan uji selektif dari alat

ukur tersebut. Hubungkan alat uji ukur tersebut seperti yang ditunjukkan dalam gambar 5 - 30. Ukur tahanan MGN; nilainya adalah tahanan kaki MGB tertentu. Kemudian ukur bidang tanah. Hasil pembacaan menunjukkan nilai tahanan sebenarnya dari bidang tanah kantor pusat. Sekarang berpindah ke pipa air, dan kemudian ulangi untuk tahanan baja gedung.

Penguna alat bisa dengan mudah memeriksa (memverifikasi) akurasi pengukuran ini melalui Hukum Ohm. Tahanan baku satuan, ketika dihitung, harus sama dengan tahanan seluruh sistem yang diberikan (memungkinkan untuk kesalahan yang beralasan karena semua elemen tanah mungkin tidak bisa diukur). Metode-metode uji ini memberikan ukuran paling akurat dari suatu kantor pusat, karena memberikan kepada pengguna tahanan individu dan perilaku nyata dalam suatu sistem pentanahan. Meskipun akurat, ukuran-ukuran tersebut tidak akan menunjukkan cara sistem bekerja sebagai suatu jaringan, karena jika terjadi ledakan petir atau gagal arus, semuanya terhubung.

Gambar 5 – 28 Pengetesen kantor pusat tanpa pancang

Gambar 5 – 29 Pelaksanaan pengetesen drop tegangan pada sistem

pentanahan secara keseluruhan

Gambar 5 – 30 Pengukuran tahanan tanah masing-masing pada sistem pentanahan menggunakan pengetesen terpilih

Untuk membuktikan ini, pengguna perlu melakukan beberapa uji tambahan pada tahanan individu. Pertama, lakukan uji drop tegangan 3 kutub pada masing-masing kaki lepas dari MGB dan catat masing-masing ukuran. Gunakan lagi Hukum Ohm, ukuran-ukuran ini harus sama dengan tahanan seluruh sistem. Dari perhitungan-perhitungan tersebut pengguna akan melihat bahwa dari 20 % hingga 30 % lepas dari nilai RE total. Yang terakhir, ukur tahanan berbagai kaki MGB dengan menggunakan

metode tanpa tiang pancang selektif. Cara ini bekerja seperti metode tanpa tiang pancang, tapi berebda dalam cara penggunaan dua kelem terpisah. Penempatkan kelem tegangan induksi sekitar kabel yang mengarah ke MGB, dan karena MGB terhubung dengan sumber arus, yang paralel dengan sistem pentanahan, pengguna alat telah mencapai syarat itu. Tempatkan kelem sensing dan letakkan di sekitar kabel pentanahan yang mengarah ke bidang tanah. Ketika kita mengukur tahanan, ini adalah

tahanan sebenarnya bidang tanah, ditambah jalan paralel MGB. Dan karena harus sangat rendah ohm-nya, maka pasti tidak memiliki pengaruh nyata pada bacaan terukur. Proses ini bisa diulang untuk kaki-kaki lain dari batang pentanahan, yaitu pipa air dan baja bangunan. Untuk mengukur

MGB melalui metode selektif tanpa tiang pancang, tempatkan kelem tegangan induksi sekitar garis pipa air tersebut (karena pipa air tembaga memiliki tahanan yang sangat rendah) dan hasil pembacaannya adalah tahanan untuk MGN saja.

5.2.8. Aplikasi Tahanan Pentanahan yang Lain 5.2.8. 1. Lokasi aplikasi Ada empat aplikasi khusus untuk mengukur kemampuan sistem pentanahan tanah. Lokasi aplikasi sebagian besar, ada menara 4 kaki dengan masing-masing kaki terpasang ke tanah sendiri-sendiri. Tanah-tanah ini kemudian dihubungkan dengan kabel tembaga. Di dekat menara ada gedung tempat sel, tempat semua perlengkapan transmisi. Dalam gedung tersebut ada

pentanahan halo dan MGB, dengan tanah halo yang terhubung ke MGB. Gedung tempat sel ditanahkan pada 4 pojok yang terhubung dengan MGB melalui kabel tembaga dan 4 pojok tersebut terinterkoneksi melalui kawat tembaga. Juga ada sambungan antara cincin pentanahan gedung dan cincin pentanahan tower (menara).

Gambar 5 – 31 Susunan khas sistem pentanahan pada suatu

instalasi menara selular. Substasiun listrik adalah pangkalan pada sistem transmisi dan distribusi dimana tegangan biasanya diubah dari nilai tinggi ke nilai rendah. Substasiun khusus akan berisi struktur pemutusan

jalur, pengalih tegangan tinggi (high-voltage switchgear), satu atau lebih transformator daya, pengubah tegangan rendah (low-voltage switchgear), perlindungan

gelombang, kontrol, dan pengukuran (metering). Tempat pengubah jarak jauh yang juga dikenal sebagai slick sites, dimana konsentrator jalur digital dan perlengkapan telekomunikasi lain beroperasi. Tempat jarak jauh ditanahkan secara khusus pada ujung kabinet lain dan kemudian akan memiliki serangkaian tiang pancang tanah sekitar kabinet yang terhubung dengan kawat tembaga.

Sebagian besar sistem perlindungan gagal arus karena petir mengikuti desain setelah desain yang keempat pojok gedungnya ditanahkan dan biasanya terhubung lewat kabel tembaga. Tergantung pada ukuran gedung dan nilai tahanan yang dirancang untuk dicapai, jumlah batang tahanan akan berbeda-beda.

5.2.8.2. Uji-uji yang direkomendasikan Pengguna akhir diharuskan melakukan tiga uji yang sama untuk masing-masing aplikasi: ukuran tanpa tiang pancang, ukuran drop tegangan 3 kutub dan ukuran selektif. Ukuran tanpa tiang pancang, pertama lakukan ukuran tiang pancang pada: • Kaki-kaki individu menara dan

empat pojok gedung (tempat/menara sel)

• Semua sambungan pentanahan (substasiun listrik)

• Jalur yang berjalan ke tempat jarak jauh (remote switching)

• Tiang pancang tanah gedung tersebut (perlindungan dari petir).

Untuk seluruh aplikasi, ini bukan ukuran tahanan tanah yang sebenarnya karena merupakan tanah jaringan tersebut. Cara ini terutama berfungsi sebagai uji kontinuitas guna memastikan apakah tempat itu ditanahkan, hingga kita bisa melakukan sambungan listrik, dan bahwa sistem tersebut bisa dilewati arus. Ukuran drop tegangan 3 kutub, kedua saat mengukur tahanan

seluruh sistem melalui metode drop tegangan 3 kutub, pikirkan tentang aturan untuk penetapan tiang pancang. Ukuran ini harus direkam dan pengukuran harus dilakukan setidaknya dua kali per tahun. Ukuran ini adalah nilai tahanan untuk seluruh tempat. Terakhir, lakukan ukur pertanahan individu dengan uji selektif. Ini akan membuktikan integritas pertanahan individu, sambungan-sambungannya, dan tentukan apakah potensi pentanahan benar-benar sama secara keseluruhan. Jika ukuran menunjukkan itngkat variabilitas yang lebih besar dari yang lain, alasannya harus ditentukan. Tahanan harus diukur pada: Masing-masing kaki menara

dan keempat pojok gedung (tempat/menara seluler) Batang pentanahan individu dan

sambungan-sambungannya Kedua ujung dari tempat jarak

jauh (remote switching) Keempat pojok gedung

(perlindungan dari petir)

Gambar 5 – 32 Susunan khas sistem

pentanahan gardu induk

Gambar 5 – 34 Penggunaan pengetesan tahanan tanah terpilih pada sistem penangkal petir

5.3. Pengukuran Medan 5.3.1. Field meter Statik :

Gambar 5 - 35 Mekanik field meter (www.ee.nmt.edu/`langmuir)

Field meter statik dikenal juga sebagai field mills. Dalam sebuah field meter, penghantaran, pentanahan, rotating shutter dan

elektrode digunakan sebagai elemen pengukuran. Field meter berfungsi untuk mengukur suatu kuat medan, prinsip kerja field

Gambar 5 – 33 Penggunaan pengetesan tanpa pancang pada instalasi swtching jarak jauh.

meter yaitu mengubah medan menjadi tegangan yang sebanding dengan medan listrik. Prinsip kerjanya menggunakan prinsip induksi dari suatu muatan listrik pada elektrode yang ada pada field meter, setelah dikuatkan pada suatu amplifier, sinyal dimodulasikan dan di filter untuk menghasilkan tegangan. Gambar 5-35 menunjukkan komponen mekanik field meter statik. Motor memutar shutter dan

light chopper. Medan listrik diinduksikan pada elektrode, sinyal dari light chopper digunakan untuk demodulasi sinyal periodik dari elektrode. Rangkaian elektronik dari field meter statik terdiri dari rangkaian Transient Protection, Charge Ampifier, Differential Amplifier, Decommutator, Filter, Buffer dan Photo Transistor. Secara lengkap ditunjukkan pada gambar 5 - 36.

Gambar 5 -36 Rangkaian elektronik field meter statik.

Gambar 5-35 menunjukkan komponen mekanik dari field meter dimana salah satu komponen utamanya adalah elektrode, dari gambar terlihat ada 4 buah elektrode yaitu satu pasang elektrode A dan satu pasang elektrode B. Pasangan elektrode A terbuka ketika pasangan elektrode B tertutup dan sebaliknya. Sinyal periodik dari satu pasangan berbeda 180 derajat dengan sinyal periodik pasangan yang lainnya. Berdasarkan gambar 5-36, keluaran setiap pasang elektrode dikuatkan oleh sebuah amplifier, muatan yang terinduksi dirubah ke tegangan. Differential amplifier berfungsi untuk menguatkan

output dari amplifier. Modulator adalah suatu amplifier sederhana yang mempunyai penguatan +/- 1 tergantung sinyal dari light chopper, sinyal searah yang dihasilkan oleh demodulator

A

K

E

C

12 1

2

12

+

-

3

26

74

+

-

3

26

74

+

-

3

26

74

+

-

3

26

74

500300

100

100

500

12

300 +

-

3

26

74

12

33 K

33 K

82 K

100 K

100 K

100 K

82 K

+

-

3

26

74

470 K 560 K

200

470 K

68 K

7 K

10 K

0,1

0,01

10 K

Pair A

Pair B

+

VA

VBVC

V4

Transient ProtectionCharge Amplifier

LED / Photo Transistor

Differential Amplifier Decommutator Filter Buffer

Switch Analog

seperti ditunjukkan pada gambar 5-36. Filter dan buffer melengkapi demodulasi dan menghasilkan tegangan yang sebanding dengan besaran medan elektrik. Penambahan komponen-komponen pada input dan output berfungsi untuk perlindungan terhadap tegangan transient.

Semua resistansi yang digunakan dalam ohm, nilai kapasitansi lebih besar dari 1 piko farad dan lebih kecil dari 1 mikro farad. Bentuk gelombang dari tegangan VA, VB, VC, V2, V3 dan V4 ditunjukkan pada gambar berikut.

VA

VB

V2

V3

VC

V4

0 5 10 15 20Time (mS)

Gambar 5 – 37. Hasil pengukuran tegangan Field meter statik mempunyai parametrik amplifier. Medan listrik menyebabkan terbangkitnya arus AC, arus yang terbangkit sebanding dengan besarnya kekuatan medan. Arus ini dapat diukur dengan menggunakan

sebuah selektive amplifier yaitu dengan menggunakan elektrode influenz berupa logam emas. Elektrode ini merupakan sebuah elektrode non galvanis. Metode pengukuran yang diterapkan tidak menggunakan bahan radioaktif.

Gambar 5 - 38. Field meter Statik

Gambar 5-38. menunjukkan bentuk phisik field meter statik dan rangkaian elektronik yang ada di dalam field meter statik. Sistem modulator dengan sistem elektronik diintegrasikan dalam sebuah tabung metal yang dihubungkan ke ground. Elektrode influenz berbentuk bintang (star). Di ujung elektrode ini dipasangkan sebuah ground yang dihubungkan dengan roda baling-baling. Bagian ini berupa logam emas yang keras untuk melindungi distorsi galvanik. Elektrode influenz berfungsi untuk melindungi ring elektrode dari gerakan mekanik. Disisi belakang

ada sebuah tombol untuk mengaktifkan pengaturan offset. Transfer data ke elektronik menggunakan interface serial RS-485, panjang kabel maksimal yang diijinkan 10 meter. Gambar 5-39 (a) menunjukkan rotating shutters yang berada pada permukaan belakang field meter. Salah satu pemakaian field meter di luar ruangan ditunjukkan pada gambar 5-39 (b), pada gambar tersebut field meter digunakan untuk mengukur medan yang ditimbulkan oleh suatu pemancar.

Gambar 5 - 39. a. Rotating shutters pada permukaan belakang field meter

b. Field meter digunakan di luar ruangan

(a)

(b)

5.3.1.1. Data Teknik 5.3.1.1.1. Ukuran Fieldmeter Statik

Gambar 5 - 40 Ukuran fieldmeter statik

Tabel 5 - 3 Spesifikasi field meter statik

Karakteristik Parameter

Range Pengukuran 20kV/m, 80kV/m, 200kV/m, 800kV/m

Ketelitian ± 5% dalam medan homogen

Kalibrasi

Dalam sebuah medan homogen dari plate kondens Ukuran plate : 200mm x 200mm Jarak plate : 25mm Sistem modulator centric terintegrasi dalam sebuah grounded-plate

Power supply 5V DC ± 5% / e.g. 80mA

Interface serial RS-485

Penguat aluminium – clamp dengan ulir

Waktu operasi 8 jam setiap hari minimal 2 tahun

Dapat dihubungkan dengan Kompatibel PC. 5.3.1.1.2. Letak Pin :

Gambar 5 - 41 Letak pin fieldmeter statik

Gambar 5 - 42 Aluminium-clamp dengan ulir

1 = RS-485 Data B 2 = RS-485 Data A 3 = Power-supply (+5V DC ±5%) 4 = Ground (GND) Aluminium-Clamp difungsikan sebagai penguat fieldmeter ketika dipergunakan untuk melakukan pengukuran. 5.3.1.2. Metode Pengukuran : 5.3.1.2.1. Pengaturan Offset

Untuk mengatur offset, aturlah protection-cap ke system modulator.

Tekan tombol offset sesaat. Setelah ± 2 detik, pengaturan offset otomatik dilakukan.

5.3.1.2.2. Penghitungan Pengisian Muatan : Nilai pengukuran dikirim berupa sinyal digital dengan lebar data 8 bit. Bit pertama merupakan 200-an bagian dari range pengukuran. Range pengukuran dimasukkan dalam bit kedua. Pengukuran kuat medan (E) dihitung dengan cara range pengukuran dikalikan dengan arus output dalam mA. Untuk menghitung pengisian muatan (V) = kuat medan (E) x jarak (A). Contoh Aplikasi : Range (MB) 200kV/m, Nilai biner yang terkirim (GB) 64h 100 Bit E = MB/200 x GB = 200 kV/m / 200 x 100 = 100kV/m

Jarak objek Fieldmeter statik = 5 cm ( 0,05m) Pengisian muatan (U) = Kuatmedan (E) x Jarak (A) (dalam meter)

5.3.1.3. Perawatan :

U = E x A = 100.000 V/m x 0,05 m = 5.000 V

Sistem modulator membutuhkan perawatan untuk dibersihkan serta pengaturan offset yang harus dilakukan secara rutin. 5.3.1.4. Instruksi Peringatan :

Pengukuran ini tidak untuk pengukuran dalam area explosive

Untuk medan elektrostatik yang sangat kuat,

fieldmeter statik harus di ground kan.

Pengosongan muatan sparkle ke sistem modulator dapat merusak rangkaian elektronik

5.3.2. Field meter Statik Digital Field meter di bawah ini termasuk statik field meter yang mampu untuk mengukur medan listrik AC, medan maghnit AC dan tegangan body.

5.3.2.1. Diskripsi Instrument

Gambar 5 - 43 Instrumen field meter digital

A) AC/DC-output B) Earthing socket

Jika digunakan untuk pengukuran medan listrik dan tegangan body, kabel hitam (grounding) disambungkan ke soket ground. Ujung yang lainnya disambungkan dengan jepitan buaya untuk membuat sebuah pentanahan (jangan disambungkan ke lubang)

C) Measuring probe socket

Probe pengukuran untuk mengukur medan maghnit atau medan listrik, kabel pengukuran warna merah untuk pengukuran tegangan body.

D) Display Display digunakan menampilkan nilai terukur (digital).

E) On/Off Switch F) Filter button

Tekan tombol filter untuk mengaktifkan fungsi ini, pada display akan nampak seperti simbol sebuah gelombang ~. Penekanan kembali tombol filter akan meng-non aktifkan fungsi ini. Filter aktif mengukur frekuensi antara 500Hz sampai 100kHz.

G) Low Pass push button H) Push button untuk tone I) Field dial

Putar field dial untuk mengaktifkan pengukuran medan berikut : Medan listrik dalam V/m (Volt per meter)

* 0 - 20 V/m * 0 - 200 V/m * 0 - 2000 V/m Medan maghnit dalam nT (Nanotesla) * 0 - 200 nT * 0 - 2000 nT * 0 - 20 000 nT.

J) Battery Battery berada di sisi belakang instrument, tempat battery dapat dibuka dengan menggunakan kunci atau obeng. Instrumen ini membutuhkan battery 9 Volt.

5.3.2.2. Fungsi Display : Bagian-bagian display ditunjukkan dalam gambar berikut :

Gambar 5 – 44 Display field meter digital

(K) Fungsi Filter (low pass 2kHz).

Jika ” ” ditunjukkan berarti fungsi filter aktif.

[L] Fungsi Filter (high pass 50Hz) Jika "~" ditunjukkan berarti fungsi filter aktif.

[N] Measurement value

[O] Measurement field indicator [M] : Battery warning

Jika muncul “ BAT “ , battery harus diganti jika tidak maka akan terjadi kesalahan pengukuran.

5.3.2.3. Prosedur Pengukuran : 5.3.2.3.1. Set-up : Sebelum melakukan pengukuran. Ikuti langkah-langkah berikut :

Buka tempat battery pada bagian belakang instrument dengan menggunakan obeng

Masukkan battery 9 Volt atau accu

Tutup tempat battery Masukkan probe untuk

pengukuran medan maghnit

dan listrik atau untuk pengukuran tegangan body

Jika dibutuhkan pentanahan hubungkan dengan kabel grounding

ON kan instrumen Putar dial ke tipe medan yang

diinginkan dan level sensitivitas

5.3.2.3.2. Persiapan Pengukuran Untuk membuat pengukuran efektif dan memperoleh hasil valid membutuhkan persiapan. Ikuti langkah-langkah berikut :

- Pertama, ruangan yang akan diukur dibersihkan. Pengukuran kekuatan medan ditulis pada suatu plan.

- Semua peralatan dalam kondisi ON

- Nilai ambang yang direkomendasi adalah : Medan listrik : 10 - 100 V/m Medan maghnit: 10- 1000 nT body voltage: 0- 1 V

- Catatan bahwa kekuatan medan maghnit dan listrik naik apabila jaraknya semakin dekat.

5.3.2.4. Data Teknik Tabel 5 - 4 Data teknik

5.3.3. Smart Field Meter Smart Field Meter (Electromagnetic Field meter) mempunyai tampilan kombinasi antara ciri utama peralatan monitoring kualitas medan dengan kenyamanan dan kesederhanaan multi meter. Pengoperasian multimode (rerata, puncak dan pulsa) memungkinkan pengukuran

sinusoidal dan medan modulasi dengan penampilan rerata atau nilai puncak secara bersama. Respon cepat dapat digunakan untuk analisis data secara jarak jauh dan kontrol medan loop tertutup. Disain ringan mudah dibawa dengan battery tahan lama dan probe isotropik dapat

Property Ukuran dimensi dalam mm

Phisik 155 x 80 x 36

Probe 130 x 40 x 24

Cable 1,50 m

Weight with Battery : 215 g Probe : 118 g

Display LCD, 2 1/2

Parallel direction TRMS

Frequency band Tanpa Filter : 16 Hz - 100 kHz ± 1 dB dengan Filter: 16 Hz - 500 Hz ± 1 dB

Measuring fields electric field : 20/200/2000 V/m magnetic field : 200/2000/20000 nT

AC Voltage 20/200 (/2000) V

dipisahkan memberi keuntungan bagi para pengguna.

Gambar 5 – 45 Smart field meter 5.3.3.1. Aplikasi Smart Field Meter Smart Field Meter dapat digunakan untuk mengevaluasi dan mengukur medan

elektromaghnit dari beberapa sumber medan yaitu :

Gambar 5-46, menunjukkan salah satu pemakaian Smart Field Meter untuk mengukur medan suatu Stasiun pemancar. Gambar 5-47. menggambarkan respon frekuensi hasil pengamatan. Sumbu

mendatar menunjukkan frekuensi dimulai dari 600 MHz sampai dengan 2.100 MHz. Sumbu tegak menunjukkan display field meter dalam dB mulai dari – 20 dB sampai dengan 5 dB.

AM, FM, TV dan Stasiun Seluler Pemancar dan Radio CB Komputer dan Monitor Peralatan Ponsel Oven mikrowave Industri, Peralatan Kedokteran Sistem test EMC

Gambar 5 - 46 Aplikasi smart field meter

Gambar 5 - 47 Frekuensi respon

5.3.3.2. Spesifikasi Smart Field Meter

Pemahaman spesifikasi peralatan diperlukan sebagai pembekalan kemampuan penilaian produk. Disamping penilaian kesesuaian kebutuhan, juga optimalisasi penggunaan secara aman. Spesifikasi field meter salah satu produk ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Tabel 5 – 5 Spesifikasi smart field meter Karakteristik Parameter Lebar Cakupan 0.2 - 600 V/m Cakupan frekuensi 0.2 MHz-3000 MHz Probe langsung Omni directional Cakupan (V/m, skala penuh) 2, 20, 200, 600

Akurasi kalibrasi +/- 0.5 dB

Deviasi linieritas +/- 1.5 dB (cakupan 10-100% dari skala penuh).

Probe respon frekuensi +/- 2.5 dB (0.5 MHz–3GHz), -3 dB @ 0.2MHz

Probe isotropik +/- 1.5 dB (100, 500, and 2500 MHz). Mode operasi Rerata, pulsa dan puncak Pengenolan Otomatis dan / atau pengaturan Umur baterai 100 jam (9V batere alkalin).

6.1. Fungsi Generator 6.1.1. Pendahuluan Function Generator (generator fungsi) adalah alat tes elektronik yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal atau gelombang listrik. Bentuk gelombang pada umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu sinusoida, persegi, dan segitiga. Pada gambar 6-1 dapat dilihat salah satu jenis generator fungsi.

Dengan generator fungsi ini seorang teknisi dapat melakukan pengetesan suatu alat yang akan dites (devices under test). Dari analisis terhadap hasil berbagai bentuk gelombang respons alat tersebut, akan dapat diketahui ketepatan karakteristik sesuai dengan ketentuan yang dikehendaki.

Gambar 6-1. Contoh generator Fungsi

6.1.2. Konstruksi dan Cara Kerja Blok diagram generator fungsi dapat dilihat pada gambar 6-2. Pada umumnya frekuensi yang dibangkitkan dapat divariasi dengan mengatur kapasitor dalam rangkaian LC atau RC. Dalam instrumen ini frekuensi dikendalikan oleh variasi arus yang

mengemudikan integrator. Generator fungsi memberikan keluaran berbentuk gelombang sinus, segitiga dan kotak dengan jangkauan frekuensi dari 0,01 Hertz sampai 100 kilo Hertz. Frekuensi terkendali tegangan (frequency controlled voltage)

Tujuan : Setelah mempelajari bab pembangkit sinyal diharapkan akan dapat : 1. Mendiskripsikan jenis-jenis pembangkit sinyal 2. Menjelaskan konstruksi dan cara kerja pembangkit sinyal generator 3. Menjelaskan spesifikasi pmbengkit sinyal 3. Menjelaskan kegunaan sinyal generator dalam pengetesan

BAB 6

PEMBANGKIT SINYAL

mengatur dua sumber arus Upper dan Lower Constant Current Source. Upper Constant Current Source mensuplai arus tetap ke integrator yang menghasilkan tegangan output naik secara linier terhadap waktu, menurut persamaan berikut : Kenaikan dan penurunan arus akan mengakibatkan naik atau turunnya slope tegangan output, yang akan mengatur besarnya frekuensi. Tegangan komparator akan mengubah keadaan ke level maksimum tegangan output integrator yang telah ditetapkan. Perubahan ini akan memutus sumber arus konstan Upper beralih ke Lower constant current source Sumber arus konstan Lower akan mencatu arus balik ke integrator, sehingga tegangan output turun secara linier terhadap waktu. Bila output mencapai batas minimum yang ditetapkan, maka tegangan komparator akan berubah keadaan dan menyambung ke Upper constant current source, demikian seterusnya kembali seperti semula. Dengan demikian terjadilah siklus yang terus menerus.Tegangan output

integrator adalah bentuk gelombang segitiga yang besar frekuensinya tergantung pada besar kecil arus yang dicatu oleh kedua sumber arus konstan Upper dan Lower. Keluaran komparator memberikan tegangan gelombang kotak (SQUARE) dengan duty cycle 50%. Rangkaian diode resistance mengatur slope dari gelombang segitiga (TRIANGLE) sehingga amplitudonya berubah menghasilkan gelombang SINUS dengan distorsi kurang dari 1 %. Jenis konektor yang dipakai tergantung frekuensi kerjanya. Kebanyakan generator fungsi generasi terbaru frekuensi kerjanya sampai 20MHz memakai konektor jenis-BNC, dengan terminasi 50 ~ 75 . Generator fungsi seperti lazimnya kebanyakan generator sinyal, terdapat juga bagian attenuator, beberapa jenis gelombang modulasi output, dan memiliki fasilitas frekuensi gelombang sapuan yang memberi kemampuan untuk pengetesan respons frekuensi dari rangkaian elektronik yang diberikan. Beberapa generator fungsi dilengkapi kemampuan membangkitkan sinyal derau putih (pink noise).

Voutput = - idtC1

Gambar 6 – 2 Blok diagram generator fungsi

6.1.3. Spesifikasi Sebagai produk dari pabrik pembuat instrumen elektronik generator fungsi dilengkapi spesifikasi instrumen. Para pemakai (users) akan mendapatkan informasi teknik

penting tentang produk yang mereka pakai. Berikut diberikan contoh sebuah spesifikasi dari sebuah generator fungsi yang lazim dipakai.

Gambar 6-2. Blok diagram generator fungsi

Sumber arus konstan atas

Pengendali frekuensi

IntegratorKomparator

tegangan

Sumber arus konstan bawah

Tahanan diode rangkaian pembentuk

Keluaran penguat 2

Keluaran penguat 1

C

square

triangle

sinus

Tabel 6.1 Spesifikasi generator fungsi

6.1.4. Prosedur Pengoperasian

Dalam uraian tentang prosedur

pengoperasian generator fungsi akan dijelaskan berbagai aplikasi dari generator fungsi, antara lain : troubleshooting dengan teknik signal tracing, troubleshooting dengan teknik signal substitution atau teknik sinyal pengganti, penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber sinyal, karakteristik penguat dengan

beban lebih (overload), berbagai pengukuran respons frekuensi, pengetesan performansi penguat dengan gelombang persegi, pengetesan speaker dan rangkaian impedansi. Uraian berikut akan berisi penjelasan cara pengetesan, setting up peralatan, dilengkapi dengan uraian dan gambar kerja tentang pelaksanaan pengetesan masing-masing.

6.1.4.1. Troubleshooting dengan teknik signal tracing Salah satu teknik troubleshooting untuk mencari kerusakan pada komponen system audio adalah, dengan mengijeksikan sinyal dari generator fungsi pada bagian input alat yang akan dites. Kemudian

osiloskop dipakai untuk memeriksa output setiap tingkat dari penguat. Hal ini dimulai dari bagian input dan bergerak kearah output. Bila suatu tingkat memberikan sinyal output yang cacat atau tidak ada

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%

output sama sekali, maka dapat diduga pada tingkat tersebut terdapat kerusakan. Sinyal input yang lazim digunakan berbentuk sinusoida dengan amplitudo rendah, sedemikian rupa supaya tidak menimbulkan cacat bentuk pada tingkat berikutnya. Pada gambar 6-3 dapat dilihat troubleshooting pada rangkaian penguat audio menggunakan teknik signal tracing.

Teknik yang sama dapat diterapkan pada peralatan non-audio. Umumnya generator fungsi dapat menghasilkan sinyal sampai 2 MHz, bahkan beberapa model mampu memberikan frekuensi sampai 10 MHz atau lebih tinggi. Pada teknik sinyal tracing ini tidak diperlukan tegangan DC-offset dari generator fungsi, walaupun rangkaian penguat audio menggunakan kopling kapasitor yang mampu memblokir tegangan DC yang berasal dari sumber.

Gambar 6.3. Gambar troubleshooting menggunakan teknik pelacakan sinyal

6.1.4.2.Troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti Variasi dari metode signal tracing adalah dengan memanfaatkan sinyal frekuensi audio yang berfungsi sebagai sinyal pengganti, diinjeksikan pada berbagai titik dalam peralatan yang sedang dites. Dalam teknik ini pertama kali sinyal diinjeksikan pada titik terdekat dengan speaker, kemudian bergerak maju menuju tingkat sebelumnya secara bertahap sampai tidak terdengar suara pada speaker. Tingkat yang tidak menghasilkan suara pada speaker diduga mengandung kerusakan. Gambar 6-3 dapat

dipakai sekaligus untuk troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti. Perlu diperhatikan bahwa pada teknik sinyal pengganti ini pengaturan tegangan DC offset sumber sinyal dijamin harus cocok dengan tegangan bias masing-masing tingkat pada sistem audio tersebut. Ketidak sesuaian tegangan offset dari operasi normal rangkaian, dapat berakibat operasi tingkat tersebut cut-off dan akan nampak seolah-olah terjadi kerusakan, bahkan dapat juga menyebabkan kerusakan pada bagian tersebut.

Penguat

Audio Driver Penguat daya

Generator fungsi

Oleh karena itu dapat digunakan kapasitor kopling pada probe sehingga tegangan DC offset tidak akan masuk menggangu titik kerja karena sinyal tetap mengambang pada titik kerja yang dikehendaki.

Teknik sinyal pengganti ini cukup menggunakan indikator speaker saja, karena suara yang keluar dari speaker sudah cukup untuk mendeteksi ada / tidaknya kerusakan.

6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber

sinyal Beberapa generator fungsi modern mampu mencampurkan tegangan

DC-offset pada tegangan output ACnya.

Gambar 6.4. Penggunaan generator fungsi sebagai kombinasi bias dan

sumber sinyal

Seperti nampak pada gambar 6-4 kemampuan ini dapat dipakai

untuk membias transistor penguat yang dites dengan melengkapi

Osiloskop

atau

Ch B

Generator fungsi

Ch A

komponen AC dari sinyal input. Dengan mengamati output penguat pada osiloskop, amplitudo dan bias transistor dapat dioptimalkan pada output tidak

cacat. Dengan melakukan variasi DC-offset, maka pengaruh beberapa bias (klas A, B dan C) dapat ditentukan.

6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifier Titik beban lebih (overload) dari beberapa penguat sulit ditentukan dengan cara pengetesan menggunakan input gelombang sinusoida. Bentuk gelombang segitiga merupakan bentuk gelombang ideal untuk keperluan ini, karena setiap titik awal dari

linieritas mutlak suatu gelombang dapat dideteksi dengan baik. Dengan output segitiga kondisi puncak pembebanan lebih dari sebuah penguat akan mudah ditentukan. Kondisi overload tersebut dapat dilihat pada gambar 6-5.

Gambar 6-5. Karakteristik penguat kondisi overload 6.1.5.2. Pengukuran Respon Frekuensi Generator fungsi dengan kapabilitas sweep adalah ideal untuk pengecekan respons frekuensi pada peralatan seperti penguat, kendali bass dan treble, filter band-pass, filter High Pass dan Low Pass, rangkaian kopling, dan speaker maupun rumah speaker. Penguat IF, tuned circuit, notch filter dan rangkaian impedansi lainnya. Dengan range frekuensi generator fungsi sampai minimal 1 MHz, maka dapat dipakai untuk pengukuran, mengaturan dan analisis respons

peralatan pasip atau aktip sampai batas frekuensi tersebut. Sebagai tambahan pada fasilitas sweep internal, beberapa generator memiliki input frekuensi terkontrol tegangan (VCF = voltage controlled frequency), yang memungkinkan pengendalian sinyal sweep oleh gelombang sinus atau pola khusus lainnya. Juga beberapa unit tercakup rentang audio dari 20 Hz ~ 20 kHz dapat masuk dalam satu sweep dengan mudah.

Bentuk gelombang masukan

Bentuk gelombang keluaran

6.1.5.3. Setting Peralatan Tes Prosedur berikut ini mengacu gambar. 6-6 . menjelaskan cara penyiapan dan metode pengukuran respons frekuensi. 1. Pilih rentang frekuensi yang

dikehendaki pada generator. 2. Sambungkan kabel dari

terminal output pada generator ke input horisontal (X) dari osiloskop.

3. Pasang osiloskop pada posisi input X-Y.

4. Dengan pembangkit sweep pada posisi OFF, variasikan operasi dari alat pada frekuensi dasar.

5. Nyalakan signal sweep dan atur lebar dan titik awal untuk melacak semua arah yang dikehendaki oleh ”marker” pada layar. Atur kecepatan sweep sehingga displai bebas dari derau.

6. Sambungkan output generator dengan input rangkaian yang akan dites. Bila perlu sisipkan terminasi untuk matching impedance antara output generator dengan input rangkaian. Hal ini tidak perlu kalau impedansi input dan output telah cocok misalkan sebesar 50 .

7. Sambungkan input vertical (Y) osiloskop untuk mengukur tegangan output beban dari rangkaian yang dites.

8. Pilih bentuk sinyal sinus, segitiga, atau persegi manakah yang sesuai. Sinyal sinus yang lazim dipakai pada pengecekan respons frekuensi. mengendalikannya sesuai tegangan sweep.

6.1.5.4. Peraga Respon Frekuensi Bila menggunakan osiloskop kovensional, maka peraga yang diperoleh akan nampak seperti gambar 6-7 Penguatan atau atenuasi relatip dari seluruh frekuensi dalam pita tersebut akan ditampilkan. Tampilan akan dapat dianalisis untuk menerima atau menolak karakteristik respons

frekuensi. Dalam penguat pita-lebar, tujuan analisis umumnya adalah untuk menjaga respons frekuensi rata pada lebar-pita selebar mungkin. Tampilan respons frekuensi dari rangkaian filter dan kopling menunjukkan frekuensi dan ketajaman cut-off.

Gambar 6-7. Peragaan respon frekuensi penguat audio

6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem Audio Bila penguat audio yang dites dilengkapi dengan kendali bass dan treble, pengaruh pengendalian itu pada keseluruhan respons dapat ditentukan degan tes respos frekuensi jalan kalau pengendalian

dilakukan pada range frekuensi secara penuh. Gambar berikut memberikan gambaran hasil respons frekuensi dari variasi tone control.

Komponen yang dites

Osiloskop

Sweep Generator Peragaan osiloskop

Gambar 6-6. Setting Peralatan dan Pengukuran Respon Frekuensi

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 untuk memperoleh informasi mengenai impedansi input suatu speaker atau sembarang rangkaian impedansi yang lain terhadap frekuensi. Dengan kata lain frekuensi resonansi rangkaian dapat ditentukan. Adapun prosedur pengetesannya adalah sebagai berikut: 1. Hubungkan peralatan seperti

tertera pada gambar 6-9 osiloskop dapat dipakai untuk memastikan apakah output

generator fungsi tidak dalam kondisi terpotong.

2. Bila menggunakan metode voltmeter, variasikan nilai frekuensi sampai range penuh dan logaritmik tegangan terukur pada terminal speaker terhadap frekuensi. Skala dB dari Voltmeter AC sesuai untuk mengkonversi data ke dalam satuan respons standar.

3. Bila memilih menggunakan CRO, maka gunakan sweep untuk pengukuran respons frekuensi.

Frekuensi Hz

Gambar 6-9a. Pengetesan sistem speaker

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

4. Dalam pengetesan speaker tegangan sinyal percakapan

akan naik pada frekuensi rendah. Frekuensi resonansi

Zf f

Speaker system Function Generator

Speaker

Generator Fungsi

Voltmeter db

Osiloskop

Frekuensi Hertz c. Hasil Grafik 100 10K1K 100K 10 0

-20 -15 -10

0 +5

+10 +15 +20

-5

b. Rangkaian ekuivalen dari pengaturan pengetesan R = Z

dihasilkan seperti pada kurva gambar 6.9.c. Hal ini sangat dipengaruhi oleh konstruksi kotak speaker. Para perancang kotak speaker dapat menggunakan karakteristik yang dihasilkan, untuk mengevaluasi pengaruh berbagai faktor seperti bahan peredam, jenis bahan kotak speaker, dan tentu saja jenis speakernya sendiri.

5. Dalam pengetesan rangkaian impedansi, tidak perlu terjadi resonansi pada frekuensi rendah. Tetapi bila mendekati resonansi level sinyal akan naik.

Impedansi rangkaian dapat diukur pada frekuensi resonansi, atau pada frekuensi lain bila dikehendaki, dengan cara seperti berikut : (a) Hubungkan resistor variabel

non-konduktif, seperti pada gambar 6.9b.

(b) Ukur tegangan pada titik E1 dan E2 dan atur resistor variabel R1, sehingga tegangan E2 = ½ dari E1.

(c) Impedasi dari rangkaian = nilai resistor variabel R1 yang diperoleh.

6.1.4.7. Keselamatan Kerja 1. Periksa apakah tegangan pada

ground Generator fungsi terhadap netral stop kontak tetap 0 Volt.

2. Bila ternyata tegangan ground tersebut tidak sama dengan nol, laporkan pada teknisi atau instruktur, hentikan sementara percobaan.

3. Jangan biasakan memutar tombol-tombol kontrol diluar ketentuan praktikum

4. Jangan coba masukkan tegangan DC atau apapun ke terminal output Generator fungsi.

5. Jangan coba memasukkan tegangan apapun ke input.

terminal EXT SYNC, selain tegangan eksternal sinkronisasi yang diperlukan (tanyakan pada instruktur).

6. Jangan menggunakan Generator fungsi pada tempat yang bersuhu sangat tinggi, kelembaban tinggi dan dalam medan elektromagnetik tinggi.

7. Simpanlah Generator fungsi di tempat yang sejuk, dan bebas debu. Sebaiknya disimpan dalam almari tertutup dan berilah silika-gel untuk menghindari kelembaban dalam almari.

6.2. Pembangkit Frekuensi Radio

Dalam penggunaan RF generator banyak dipakai pada bidang telekomunikasi atau dalam bidang RF (radio frequency). Peralatan dan komponen di bidang telekomunikasi sering membutuhkan pengetesan, baik dalam masa pembuatan,

pemasangan maupun pemeliharaan. Simulasi sinyal input kadang diperlukan untuk mengganti komponen rusak, atau menganalisis karakteristik piranti di bawah kondisi sinyal yang berbeda.

Pada gambar nampak seorang ahli teknik sedang melakukan pengujian sistem elektronik dengan menggunakan generator RF modern, yang disebut Arbitrary/Generator fungsi. Alat ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti pengetesan frekuensi respons piranti RF, seperti pengukuran lebar pita filter atau penguat IF, pengukuran distorsi intermodulasi, simulasi sinyal radar, maupun pengukuran

bilangan derau (NF, noise figure). Instrumen ini mampu membangkitkan sinyal Continous Wave (CW) sampai 240 MHz, dan sinyal pulsa sampai 120 MHz, dengan daya output sampai 16 dBm. Sinyal ini dapat dimodulasi dalam frekuensi, amplitudo dan fasa melalui generator modulasi internal yang tersedia atau sumber dari luar sampai modulasi frekuensi 50 kHz.

6.2.1. Konstruksi dan Cara kerja 6.2.1.1. Direct Digital Synthesis Metoda DSP (digital signal processing) dipakai pada banyak pemakaian. Dengan metoda ini banyak hal dapat dilakukan, seperti : digital audio CD Player, piano, bentuk gelombang kompleks dapat dengan mudah dibuat atau direproduksi menggunakan metode pembangkitan sinyal digital. AFG ini menggunakan teknik pembangkitan gelombang yang disebut DDS (Direct Digital

Synthesis) untuk semua jenis gelombang fungsi kecuali pulsa. Seperti nampak pada gambar di bawah nampak aliran data digital menyatakan gelombang yang diinginkan, dibaca secara beruntun dari memori bentuk gelombang dan dipasang pada input konverter DAC. DAC diberi input clock pada frekuensi sampling generator fungsi sebesar 200 MHz dan outputnya merupakan sederet tegangan undak (step) mendekati

bentuk gelombang yang diinginkan. Filter low pass “anti-aliasing” kemudian menghaluskan

gelombang undak untuk membangkitkan bentuk gelombang akhir.

Jenis AFG ini menggunakan dua buah filter “anti aliasing”. Sebuah filter eliptik orde ke-9 dipakai untuk gelombang sinus kontinyu, sebab mempunyai lebar pita yang rata dan frekuensi cut-off yang tajam diatas 80MHz. Karena filter eliptik menghasikan beberapa “ringing” untuk bentuk gelombang selain sinus kontinyu, filter orde ke-7 berfasa linier dipakai untuk semua bentuk gelombang fungsi. Untuk bentuk gelombang standar, arbitrary waveform didefinisikan dengan lebih kecil dari 16.384 (16K) titik, generator fungsi memakai memori bentuk gelombang sebesar 16K kata. Sedangkan untuk generator fungsi yang didefinisikan lebih dari 16K titik, generator fungsi memakai memori bentuk gelombang sebesar 65.536 (64K) kata (words).

AFG ini mempunyai nilai amplitudo 4.096 level tegangan diskrit atau 12-bit resolusi vertikal. Data bentuk gelombang spesifik dibagi kedalamsampel sedemikian rupa, sehingga satu siklus bentuk gelombang dengat tepat mengisi memori bentuk gelombang (lihat gambar di bawah untukgemombang sinus). Bila anda membangkitkansembarang bentuk gelombang yang tidak berisi tepat 16 K atau 64K titik, bentuk gelombang akan secara otomatik direntang oleh titik-titik perulangan atau oleh interpolasi antara titik-titik yang ada yang diperlukan untuk mengisi memori bentuk gelombang. Bilasemua memori bentuk gelombang terisi satu siklus gelombang, setiap lokasi memori sesuai dengan sudut fasa 2pi/16.384 radian atau 2pi/65.536 radian.

Generator DDS menggunakan teknik akumulasi fasa untuk mengendalikan pengalamatan memori bentuk gelombang. Selain penghitung untuk membangkitkan alamat memori sekuensial, juga dipakai ”adder”. Pada setiap siklus clock, konstanta dibebankan pada register kenaikan fasa (the phase increment register, PIR ) ditambahkan pada hasil yang ada dalam akumulator fasa. MSB (the most-significant bits) dari output akumulator fasa dipakai untuk pengalamatan memori bentuk gelombang. Dengan mengubah konstanta PIR, jumlah siklus clock yang diperlukan untuk menaiki tangga meliputi seluruh memori bentuk gelombang ikut berubah,

sehingga terjadi perubahan pada frekuensi output. Bila konstanta PIR baru dibebankan pada register, frekuensi bentuk gelombang mengubah fasa secara kontinyu mengikuti siklus clock berikutnya. PIR menentukan kecepatan nilai fasa berubah terhadap waktu dan akhirnya mengendalikan frekuensi yang disintesis. Semakin besar bit dalam akumulator fasa akan menghasilkan resolusi frekuensi yang makin halus. Bila PIR hanya mempengaruhi nilai kecepatan perubahan nilai fasa (bukan fasanya itu sendiri), perubahan dalam frekuensi bentuk gelombang mempunyai fasa kontinyu.

AFG ini menggunakan akumulator fasa 64-bit yang dapat menghasilkan 2 ~ 64 X 200 MHz atau 10,8 picoHertz resolusi frekuensi internal. Perlu dicatat bahwa 14 atau 16 MSB dari register fasa dipakai sebagai alamat memori bentuk gelombang. Akan tetapi bila menyintesis

frekuensi rendah ( < 12,21 KHz ), alamat tidak akan berubah sepanjang siklus clock dan beberapa titik akan diloncati. Bila cukup banyak titik diloncati, gejala ”aliasing” akan terjadi dan bentuk gelombang output akan mengalami distorsi.

6.2.1.2. Creating Arbitrary Waveforms Untuk aplikasi pada umumnya, tidak perlu menciptakan suatu bentik gelombang sembarang (arbitrary) dengan sejumlah titik khusus selama generator fungsi mengulang titik (atau interpolasi)

yang perlu untuk mengisi memori bentuk gelombang. Contoh kalau anda memilih 100 titik, setiap titik bentuk gelombang akan diulang dengan rerata 16.384 / 100 atau 163,84 kali. Pada alat ini anda

Gambar 6-13 Phase accumulator circuitry

Teorema Sampling Nyquist menyatakan bahwa untuk mencegah terjadinya aliasing, komponen frekuensi tertinggi dari bentuk gelombang output yang diinginkan harus lebih kecil dari setengah frekuensi sampling (dalam alat ini dipakai 100 MHz)

tidak perlu menubah panjang bentuk gelombang untuk mengubah frekuensi output. Semua yang harus dikerjakan menciptakan bentuk gelombang dengan panjang berapapun, dan kemudian mengatur frekuensi output generator fungsi. Tetapi untuk memperoleh hasil yang terbaik (dan meminimalkan kekeliruan kuantisasi tegangan, direkomendasikan bahwa penggunaan rentang penuh (full range) dari pembentuk gelombang DAC ( digunakan 4.096 semua tingkat ). Hanya melaui panel belakang dapat menggunakan interpolasi linier untuk menghaluskan transisi antar titik bentuk gelombang. Hal itu memungkinkan menciptakan bentuk gelombang sembarang dengan titik-titik yang relatip sedikit. Frekuensi dapat diperoleh maksimal 25 MHz. Tetapi perlu dicatat bahwa manfaat frekuensi batas atas, biasanya kurang dipengaruhi keterbatasan bandwidth generator fungsi dan aliasing. Komponen bentuk gelombang di atas bandwidth 3 dB akan diredam. Ketika memilih bentuk gelombang pada fungsi panel belakang generator, tidak perlu memasukkan pilihan interval waktu. Pilihan interval waktu ditambahkan bilamana diperlukan bentuk gelombang yang sangat komplek. Hanya melalui panel belakang, dapat digunakan interpolasi linier untuk memperhalus peralihan antar bentuk gelombang. Dalam perkembangannya memungkinkan

membentuk gelombang acak yang dengan sejumlah titik yang relatip sedikit. Instrumen 33250A, keluaran gelombang acak frekuensi tertinggi MHz. Bagaimanapun, perlu dicatat bahwa batas atas yang biasa digunakan sedikit lebih rendah dari pada pembatasan luas bidang pada fungsi generator. Komponen bentuk gelombang generator fungsi di atas lebar band -3 dB akan diperlemah. Bila pada keluaran frekuensi diatur sampai 5 MHz frekuensi keluaran sebenarnya akan menjadi 5 MHz dan amplitudo akan dilemahkan 3dB. Pada frekuensi sekitar 8 MHz, distorsi bentuk gelombang dalam kaitan dengan aliasing akan menjadi penting. Beberapa aliasing akan ada dalam bentuk gelombang arbitrary, tetapi akan menyusahkan atau tidaknya tergantung pada aplikasi spesifik pemakaian. Pada saat membentuk gelombang arbitrary, generator fungsi akan selalu berusaha untuk replicate pada saat merekam, sehingga menghasilkan versi data periodik dalam memori bentuk gelombang. Bagaimanapun, dimungkinkan bentuk dan pasa sinyal yang terjadi diskontinyuitas pada bagian akhir. Bila bentuk gelombang diulangai sepanjang waktu, titik akhir diskontinyuitas ini akan mengantarkan kesalahan kebocoran dalam ranah frekuensi yang dikarenakan banyak spektrum diperlukan untuk menguraikan diskontinuitas. Kesalahan kebocoran disebabkan bila rekaman bentuk gelombang tidak meliputi jumlah siklus

keseluruhan dari frekuensi dasar. Daya frekuensi dasar, dan harmonisnya ditransfer pada komponen spektrum segi empat fungsi pencuplikan. Kesalahan kebocoran dapat dikurangi dengan mengatur panjang jendela meliputi jumlah integer dari siklus dalam jendela, untuk mengurangi ukuran residu titik akhir diskontinuitas. Beberapa sinyal

dikomposisikan dari diskrit, yang berkaitan dengan frekuensi non harmonis. Karena sinyal ini tidak diulang-ulang, semua komponen frekuensi tidak dapat menjadi harmonisasi berkaitan dengan panjang jendela. Penanganan situasi ini harus secara hati-hati untuk meminimkan bagian akhir diskontinyuitas dan kebocoran spektrum.

Gambar 6-14 Bentuk gelombang arbitrary dengan diskontinyuitas

Gambar 6-15 Spektrum dari bentuk gelombang diatas pada 100 kHz

6.2.1.3. Pembangkit Gelombang Untuk mengeliminasi distorsi aliasing pada frekuensi yang lebih tinggi, 3325E menggunakan teknik pembangkit gelombang kotak yangberbeda untuk menghasilkan gelombang kotak. Untuk frekuensi di atas 2 MHz, gelombang kotak dibuat dengan routing DDS pembangkit gelombang sinus ke dalam komparator. Keluaran digital dari

komparator kemudian digunakan sebagai basis keluaran bentuk gelombang kotak. Duty cycle bentuk gelombang dapat divariasi dengan mengubah threshold komparator . Untuk frekuensi di bawah 2 MHz pembentuk gelombang berbeda dibebankan kepada pembentuk gelombang memory untuk meminimkan jitter.

Gambar 6-16 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang kotak

6.2.1.4. Generasi bentuk gelombang pulsa Untuk mengeliminasi distorsi aliasing pada frekuensi yan lebih tinggi, 33250 A juga menggunakan teknik pembangkitan bentuk gelombang yang berbeda untuk membuat gelombang pulsa. Pembangkitan gelombang pulsa, siklus clock dihitung diturunkan pada kedua perioda dan lebar pulsa. Untuk mencapai resolusi amplitudo yang halus frekuensi clock divariasi dari 100 Mhz sampai 200 MHz dengan

menggunakan PLL (Phase Lock Loop). Untuk mencapai resolusi lebar pulsa yang halus, analog ditunda (0 sampai 10 ns) diaplikasikan pada ujung akhir perioda. Waktu naik dan turun dikontrol oleh rangkaian yang memvariasi muatan arus dalam kapasitor. Perioda, lebar pulsa dikendalikan secara independen dalam batasan yang pasti.

Anti-Aliasing Filter

Comparatorr DAC

DAC

Gambar 6-17. Rangkaian pembangkit bentuk gelombang pulsa

Gambar 6-18 Parameter bentuk gelombang pulsa 6.2.2. Ketidaksempurnaan sinyal Untuk bentuk gelombang sinus, ketidaksempurnaan sinyal paling mudah untuk diuraikan dan diamati dalam ranah frekuensi dengan menggunakan penganalisa spektrum. Banyak komponen sinyal keluaran yang mempunyai frekuensi berbeda dengan frekuensi dasar (pembawa) dipandang sebagai sinyal palsu. Ketidaksempurnaan sinyal dapat dikatagorikan sebagai harmonis, non harmonis atau pasa noise dan dispesifikasikan relatip terhadap tingkat pembawa atau dBc.

6.2.2.1. Cacat Harmonis Komponen harmonis selalu muncul pada kelipatan dari frekuensi dasar yang disebabkan oleh sifat non linieritas dalam pembentuk tegangan DAC dan elemen jalur sinyal lain. Tipe 30250A menggunakan filter frekuensi rendah 100 MHz untuk melemahkan harmonis frekuensi yang sangat tinggi. Pada frekuensi lebih rendah dan amplitudo lebih rendah, mungkin ada sumber distorsi harmonis lain yang menyebabkan arus mengalir melalui kabel yang dihubungkan

ke penghantar keluaran serempak (syn). Arus ini menyebabkan timbulnya tegangan gelombang kotak dengan amplitudo rendah pada ujung-ujung resistansi kabel pengaman. Tegangan ini dapat bercampur dengan tegangan sinyal utama. Jika dalam aplikasi tidak bisa diabaikan kabel dapat

dipindahkan atau dilemahkan. Jika dalam aplikasi membutuhkan penggunaan penghantar keluaran serempak, pengaruh ini dapat diminimkan dengan menterminasikan dengan kabel yang mempunyai impedansi beban tinggi.

6.2.2.2. Cacat Non-Harmonis Sumber terbesar dari komponen non harmonis spurs ( dinamakan "spurs/taji") adalah bentuk gelombang DAC. Ketaklinearan dalam DAC mengarah pada timbulnya harmonic alias atau “folded back”, ke dalam bandpass dari generator fungsi. Harmonis spur ini sangat signifikan pada saat terdapat hubungan sederhana antara frekuensi sinyal dan frekuensi pencuplikan generator fungsi (200MHz). Misal pada frekuensi 75 MHz, DAC menghasilkan harmonis pada 150 MHz dan 225 MHz. Harmonis yang 50 MHz dan 25 MHz berasal dari frekeunsi pencuplikan generator fungsi 200 MHz, akan

muncul seperti taji pada 50 MHz dan 25 MHz. Sumber lain dari non harmoni spurs adalah penghubung sumber-sumber sinyal yang tidak berkaitan dengan sinyal keluaran (seperti clock mikroprossor). Spurs ini biasanya mempunyai amplitudo tetap ( - 75 dBm atau 112 μVpp) amplitudo ini tidak bias diabaikan terutama sinyal di bawah 100 mVpp. Untuk mencapai amplitudo rendah dengan kandungan spurs minimum, keluaran generator fungsi dipertahankan pada level relatip tinggi dan menggunakan attenuator eksternal jika dimungkinkan.

6.2.2.3. Fasa Noise Pasa noise diakibatkan dari perubahan kecil frekuensi keluaran sesaat (jitter). Noise datar pada sekitar frekuensi dasar dan bertambah sebesar 6 dBc/oktaf terhadap frekuensi pembawa. Pada 33250A noise pasa

ditampilkan jumlah dari semua komponen noise dengan band 30 KHz berpusat pada frekuensi dasar. Hubungan integrasi noise pasa terhadap jitter memenuhi persamaan berikut.

6.2.2.4. Kesalahan Kuantisasi Resolusi DAC terbatas (12 bit) menjadi penyebab utama kesalahan kuantisasi tegangan. Asumsi kesalahan secara seragam didistribusikan melebihi cakupan ± 0,5 nilai bit terendah (least-significant bit /LSB), ekuivalen tingkat noise -74 dBc untuk gelombang sinus yang menggunakan cakupan DAC penuh (4096 tingkatan). Panjang memori bentuk gelombang terbatas menjadi penyebab utama terjadinya kesalahan pasa kuantisasi. Perlakuan kesalahan ini seperti modulasi pasa tingkat rendah dan dengan asumsi

distribusi merata melampaui cakupan LSB, tingkat ekuivalen noise -76 dBc untuk gelombang sinus yang mempunyai panjang sampel 16K. Standarisasi bentuk gelombang menggunakan cakupan masukan DAC dan panjang sampel 16K. Beberapa bentuk gelombang arbitrary yang menggunakan kurang dari cakupan masukan DAC, atau ditetapkan dengan lebih sedikit dibanding 16.384 poin-poin, akan memperlihatkan secara proporsional kesalahan kuantisasi relatip lebih tinggi.

6.2.2.5. Pengendali Tegangan Keluaran Multiplier analog digunakan untuk mengendalikan sinyal yang mempunyai amplitudo melampaui 10 dB. Seperti ditunjukkan pada gambar 6-19. satu dari beberapa masukan multiplier dilewatkan dalam sebuah filter anti-aliasing. Masukan lain berasal dari control tegangan DC yang merupakan jumlah dari dua keluaran DAC. Salah satu DAC diatur sesuai dengan tegangan nominal amplitudo keluaran yang dikehendaki. DAC kedua memberikan suatu tegangan untuk

mengkoreksi variasi respon frekuensi generator fungsi. Prosedur kalibrasi 33250A dilengkapi semua informasi yang diperlukan untuk menghitung nilai DAC. Dua attenuator (- 10 dB dan – 20 dB) dan penguat (+20 dB) digunakan sebagai variasi kombinasi untuk mengendalikan tegangan keluaran dalam step 10 dB melampaui lebar cakupan nilai amplitudo ( 1 mVpp sampai 10 Vpp).

Catatan : Perlu diperhatikan bahwa offset dc merupakan jumlah sinyal ac setelah attenuator, sebelum penguat keluaran. Ini memungkinkan sinyal ac kecil di offsetkan dengan tegangan dc yang relatip besar. Misal tegangan 100mVpp dapat dioffsetkan dengan hampir 5Vdc (dalam beban 50 ). Pada saat merubah cakupan, selalu mensaklar attenuator yang demikian ini menyebabkan tegangan keluaran tidak pernah melampaui pengaturan awal amplitudo arus. Bagaimanapun, gangguan sesaat atau glitch yang disebabkan oleh pensaklaran, dalam beberapa aplikasi dapat menyebabkan masalah. Untuk alasan inilah, 33250A mengembangkan range hold untuk menyegarkan saklar attenuator dan amplifier dalam arus kerjanya. Bagaimanapun, amplitudo, akurasi dan resolusi offset (seperti halnya ketepatan bentuk gelombang) mungkin berpengaruh kurang baik ketika mengurangi amplitudo di bawah cakupan yang diharapkan. Sebagaimana ditunjukkan di bawah ini 33250A memiliki impedansi seri keluaran yang tetap 50 , membentuk pembagi tegangan dengan tahanan beban.

Gambar 6-19 Rangkaian kendali amplitudo output

50 Zo

Rl VL V gen

Gambar 6-20 Impedansi keluaran generator fungsi

Sebagai kenyamanan, impedansi beban dapat ditetapkan sebagimana diperlihatkan oleh generator fungsi dan dengan demikian dapat diperagakan tegangan beban dengan benar. Jika impedansi beban sebenarnya berbeda dengan nilai yang ditetapkan, amplitudo yang

diperagakan, offset, dan tingkatan tinggi / rendah menjadi salah. Variasi tahanan sumber diukur dan diperhitungkan selama instrumen dikalibrasi. Oleh karena itu akurasi tegangan beban terutama bergantung pada akurasi tahanan beban dengan persamaan ditunjukkan di bawah ini.

6.2.3.Pengendali Tegangan Keluaran 6.2.3.1. Rangkaian Tertutup Ground Kecuali untuk antar muka hubungan jarak jauh dan pemicu, 33250A diisolasi dari ground chasis (tanah). Isolasi ini membantu mengeliminasi rangkaian tertutup ground dalam system dan juga memungkinkan ke acuan sinyal keluaran tegangan selain terhadap ground. Ilustrasi di bawah ini menunjukkan generator fungsi dihubungkan ke beban melalui kabel koaksial. Terdapat banyak perbedaan dalam tegangan ground (VGND) yang akan cenderung membuat arus

IGND mengalir ke dalam pengaman kabel, sehingga menyebabkan penurunan tegangan pada impedansi pengaman (Zshield). Akibatnya penurunan tegangan (IGND X Zshiled) mengakibatkan kesalahan tegangan beban. Bagaimanapun, karena instrumen diisolasi, terdapat impedansi seri yang besar (umumnya 1 M parallel 45 nF) dalam jalur yang berlawanan dengan aliran arus IGND dengan demikian mengurangi efek ini.

Gambar 6-21 Pengaruh rangkaian tertutup ground Pada frekuensi di atas beberapa KHz pengaman kabel koaksial menjadi bersifat induktif, lebih baik dari pada resistif dan kabel berfungsi seperti transformator. Bila ini terjadi, ada kecenderungan daya pengaman arus konduktor sama besarnya namun dalam arah yang berlawanan. Tegangan drop dalam pengaman serupa dengan tegangan drop pada konduktor. Ini dikenal sebagai balun effect dan pada frekuensi yang lebih tinggi ini mengurangi rangkaian tertutup ground.Perlu diperhatikan bahwa resistansi pengaman lebih rendah menyebabkan balun effect menjadi lebih banyak, merupakan faktor

frekuensi lebih rendah. Oleh karena itu, kabel koaksial dengan dua atau tiga pita rambut pengaman sangat lebih baik dari pada dengan pita rambut pengaman tunggal. Untuk mengurangi kesalahan karena rangkaian tertutup ground, hubungan generator fungsi dan beban menggunakan kabel koaksial kualitas tinggi. Ground pada beban dilewatkan melalui kabel pengaman. Jika dimungkinkan, generator fungsi dan beban dihubungan dengan saluran listrik yang sama untuk memperkecil perbedaan tegangan ground.

6.2.2.4. Atribut Sinyal AC Kebanyakan sinyal ac berupa gelombang sinus. Dalam faktanya, beberapa periodik sinyal dapat ditampilkan sebagai penjumlahan dari gelombang sinus yang berbeda. Besaran gelombang sinus biasanya di spesifikasi

dengan harga puncak, puncak ke puncak atau efektif (root meansquare /rms). Semua besaran ini dengan asumsi bahwa bentuk gelombang memiliki tegangan offset nol.

Gambar 6-22 Nilai tegangan yang penting pada gelombang sinusoida

Tegangan puncak bentuk gelombang merupakan harga absolute dari semua titik dalam bentuk gelombang. Tegangan puncak ke puncak merupakan perbedaan antara harga maksimum dan minimum. Tegangan rms diperoleh dengan menjumlahkan kuadrat tegangan disetiap titik bentuk gelombang, dibagi jumlah titik dan kemudian hasil bagi diakar pangkat dua.

Harga rms bentuk gelombang juga menunjukkan daya rata-rata sinyal satu siklus . Daya = (Vrms)2 / Rl Crest faktor merupakan perbandingan harga sinyal puncak terhadap harga rms dan harganya akan berbeda sesuai dengan bentuk gelombang. Tabel di bawah ini menunjukkan beberapa bentuk gelombang pada umumnya dengan besanrnya crest faktor dan harga rms.

Tabel 6-2 Crest faktor dan bentuk gelombang

Vp-p

T = 1/f

Vrms = 0.77 Vp

Adakalanya tingkatan arus bolak-balik ditetapkan dalam " desibel relatip terhadap 1 milliwatt" ( dBm). Karena dBm menampilkan tingkat

daya yang diperlukan untuk mengetahui tegangan rms sinyal dan resistansi beban dalam hal ini dapat diperhitungkan :

Untuk gelombang sinus beban 50

berkaitan dengan tegangan dBm ditunjukan dalam tabel berikut.

Tabel 6-3 Konversi dBm

6.2.4. Modulasi Modulasi merupakan proses memodifikasi sinyal frekuensi tinggi (disebut sinyal pembawa, carrier signal) dengan sinyal informasi frekuensi rendah (disebut sinyal pemodulasi, modulating signal). Bentuk gelombang sinyal pemodulasi bisa beraneka ragam, sedangkan bentuk sinyal pembawa biasanya gelombang sinusoida. Dua jenis modulasi yang terkenal adalah AM (amplitudo modulation) dan FM (frequency modulation). Kedua jenis modulasi tersebut memodifikasi amplitudo, frekuensi

pembawa sesuai dengan harga sesaat sinyal pemodulasi. Jenis modulasi ketiga adalah frequency-shift keying (FSK), yang memiliki frekuensi output bergeser antara dua frekuensi tergantung pada keadaan sinyal pemodulasi digital. Generator fungsi akan menerima sumber modulasi internal dan eksternal. Bila anda memilih sumber internal, maka gelombang termodulasi dibangkitkan oleh proses pembangkit DDS dari prosesor signal digital (DSP, digital signal processor). Namun bila dipilih sumber eksternal, maka

dBm = 10 x log10(P / 0.001)

dimana P = VRMS 2/ RL

gelombang termodulasi dikendalikan oleh level sinyal dari panel belakang generator fungsi bertanda MODULATION IN. Sinyal eksternal disampel dan didigitalkan oleh konverter analog ke digital (ADC) dan kemudian disambung ke DSP. Sumber sinyal

pemodulasi, dapat dihasilkan stream sampel digital yang mewakili gelombang pemodulasi. Perlu dicatat bahwa pada FSK, frekuensi output ditentukan oleh level sinyal dari konektor TRIGGER IN pada panel belakang.

6.2.4.1. Modulasi Amplitudo (AM) Untuk AM, DSP merupakan contoh modulasi DAC yang kemudian mengendalikan amplitudo keluaran melalui sebuah pengali analog. DAC dan pengali sama seperti yang digunakan untuk mengatur

tingkat keluaran generator fungsi. Bentuk AM pemancar menggunakan pembawa double sideband dan merupakan jenis modulasi yang digunakan pada kebanyakan stasiun radio AM.

Gambar 6-23 Modulasi amplitudo Jumlah modulasi amplitudo merupakan apa yang dinamakan kedalaman modulasi yang direferensikan sebagai bagian dari cakupan amplitude. Misalnya seting kedalaman 80% menyebabkan amplitudo bervariasi dari 10% sampai 90% dari seting amplitudo (90% - 10%) = 80%) dengan salah satu siyal pemodulasi (± 5V) internal atau eksternal. 6.2.4.2. Frequency Modulation

(FM) Frekuensi modulasi dan DSP menggunakan sampel modulasi

untuk memodifikasi frekuensi keluaran instrumen dengan mengubah isi PIR. Perlu dicatat bahwa karena panel belakang masukan modulasi dihubungkan langsung, 33250A dapat digunakan untuk menandingi osilator yang frekuensinya dikendalikan dengan tegangan (VCO). Variasi frekuensi bentuk gelombang modulasi dari frekuensi pembawa dinamakan deviasi frekuensi. Bentuk gelombang dengan frekeunsi deviasi di bawah 1% dari lebar sinyal modulasi direferensikan sebagai FM band

sempit. Bentuk gelombang dengan deviasi yang lebih besar direferensikan sebagai FM band lebar. Bandwidth sinyal yang dimodulasi dapat didekati dengan persamaan berikut. BW 2 X (lebar band sinyal modulasi) untuk FM band sempit

BW 2 X )Deviasi + lebar band sinyal modulasi ) untuk FM band lebar. Stasiun FM komersial di Amerika pada umumnya mempunyai lebar band modulasi 15 kHz dan deviasi 75 kHz, membuat band lebar. Oleh karena itu, lebar band modulasi = 2 X (75 kHz + 15 kHz) = 180 kHz. Jarak antar kanal 200 kHz.

Gambar 6-24. Modulasi frekuensi

6.2.4.3. Frequency-Shift Keying (FSK) FSK serupa dengan FM kecuali perubahan frekuensi antara dua harga preset. Kecepatan pergeseran keluaran antara dua frekeunsi (dinamakan frekuensi pembawa dan frekuensi harapan) ditentukan oleh kecepatan generator internal atau level sinyal

Trig In pada panel belakang. Perubahan frekuensi seketika dan pasa kontinyu. Sinyal internal modulasi berbentuk gelombang kotak dengan duty cycle 50%. Kecepatan FSK dapat diatur secara internal dari 2 mHz sampai 100 kHz.

Gambar 6-25. Frequency shift keying

6.2.4.5. Sapuan Frekuensi Sapuan frekuensi serupa dengan FM namun tidak menggunakan bentuk gelombang pemodulasi. DSP internal mengatur frekuensi keluaran yang didasarkan pada salah satu fungsi linier atau logaritmis. Dalam sapuan linier, perubahan frekuensi keluaran konstan hertz per detik. Dalam sapuan logaritmis, perubahan frekuensi keluaran dalam konstanta oktaf/detik atau decade per detik. Sapuan logaritmis sangat berguna untuk meliputi cakupan frekuensi yang luas dimana resolusi pada frekuensi rendah secara potensial akan kehilangan sapuan linier. Sapuan dibangkitkan dengan menggunakan sumber pemici dari dalam atau luar berupa perangkat

keras sumber pemicu. Bila sumber eksternal dipilih, generator fungsi akan menerima perangkat keras pemicu yang diterapkan pada konektor panel belakang Trig In. Generator Fungsi memulai satu sapuan pada setiap menerima Trig In berupa pulsa TTL. Satu sapuan terdiri dari sejumlah langkah-langkah kecil frekuensi. Karena setiap langkah mengambil waktu yang sama, sapuan waktu yang lebih lama menghasilkan langkah lebih kecil dan oleh karena itu resolusinya lebih baik. Jumlah titik titik frekuensi diskrit dalam sapuan secara otomatis dihitung oleh generator fungsi dan didasarkan pada waktu sapuan yang telah dipilih.

Gambar 6-26 Frekuensi sapuan

Pemicu sapuan, sumber picu dapat berupa sinyal eksternal, kunci atau komentar yang diterima dari antarmuka jarak jauh. Masukan sinyal picu eksternal dihubungkan Trig In yang berada pada panel belakang. Penghubung ini kecuali TTL, berada pada tingkat kompatibel dan direferensikan terhadap

ground chasis (bukan ground mengambang). Bila tidak digunakan sebagai masukan, konektor Trig In dapat dikonfigurasikan sebagai keluaran sehingga memungkinkan instrument 33250A untuk memicu instrumen lain pada waktu yang sama sebagai pemicu kejadian internal.

6.2.4.6. Sinyal Sinkron dan Marker Keluaran penghantar sync pada panel belakang menuju tinggi pada setiap permulaan sapuan. Jika fungsi marker disable (lumpuh), sinyal sync menuju rendah pada titik tengah sapuan. Jika fungsi marker memungkinkan, sinyal syn menuju rendah pada saat frekuensi keluaran mencapai frekuensi marker tertentu. Frekuensi marker harus berada diantara frekuensi mulai dan frekuensi berhenti. Penggunaan fungsi marker untuk mengidentifikasi frekuensi tertentu dalam respon piranti yang diuji (Device under test/DUT) missal

jika diinginkan untuk identifikasi frekuensi resonansi. Untuk mengerjakan ini, hubungkan keluaran sync ke satu kanal osiloskop dan hubungkan keluaran DUT pada kanal osiloskop yang lain. Kemudian, picu osiloskop dengan ujung awal dari sinyal sync pada posisi permulaan frekuensi pada sisi kiri osiloskop. Lakukan penyesuaian frekuensi marker sampai sinyal syn menuju keadaan rendah, respon piranti akan membentuk corak yang menarik. Frekuensi dapat dibaca pada peraga panel belakang instrument 33250A.

Gambar 6-27 Sweep with marker at DUT resonance

6.2.4.6.1. Burst Keluaran generator fungsi dapat diatur pada bentuk gelombang dengan jumlah siklus tertentu yang dinamakan burst. Burst dapat digunakan dalam salah satu dari dua mode burst siklus N (juga dinamakan triggered burst atau gated burst). Burst siklus N merupakan burst siklus N yang

terdiri dari bentuk gelombang dengan jumlah siklus tertentu (1 sampai 1.000.000) dan selalu diaktifkan dengan peristiwa picu. Burst juga dapat diset untuk menghitung tak hingga yang dihasilkan pada bentuk gelombang kontinyu pada generator fungsi terpicu.

Gambar 6-28 Bentuk gelombang keluaran sync dan tiga siklus bentuk

gelombang burst Untuk burst, sumber picu dapat berupa sinyal eksternal, suatu pewaktu internal, kunci, atau komand yang diterima dari antarmuka jarak jauh. Masukan sinyal picu eksternal melalui penghantar Trig In yang berada pada panel belakang. Penghantar ini kecuali TTL, berada pada tingkat kompatibel dan direferensikan terhadap ground chasis (bukan ground mengambang). Bila tidak digunakan sebagai masukan, penghantar dapat dikonfigurasikan sebagai keluaran sehingga memungkinkan 33250A untuk memicu instrumen lain pada saat yang sama sebagai pemicu kejadian internal. Pengaruh picu dapat ditunda sampai 85 detik (penambahan 100 picodetik) untuk menyerempakkan permulaan burst dengan kejadian lain. Trigger delay juga dapat disisipkan untuk mengkompensasi peundaan kabel dan waktu respon instrumen lain dalam system. Pada burst N siklus selalu dimulai dan diakhiri pada titik yang sama pada bentuk gelombang, yang dinamakan start

phase. Pasa permulaan pada 0° berhubungan dengan awal perekaman bentuk gelombang dan 360° berhubungan dengan akhir perekaman bentuk gelombang. Misal perkiraan aplikasi memerlukan dua bentuk gelombang sinus frekuensi 5 MHz yang secara pasti satu sama lain berbeda pasa 90°. Dapat menggunakan dua 33250A seperti diuraikan berikut ini. Pertama rencanakan satu generator fungsi sebagai master dan yang lain sebagai slave. Seperti ditunjukkan 6-29. hubungkan penghantar keluaran master 10 MHz ke penghantar masukan slave 10 MHz dengan menggunakan kabel koaksial kualitas tinggi. Konfigurasi ini akan meyakinkan bahwa kedua instrumen akan membangkitkan secara pasti frekuensi sama dan tidak akan terdapat istilah pergeseran pasa diantara kedua instrumen. Berikutnya, hubungkan dua penghantar masukan dan keluaran trigger bersama-sama untuk memungkinkan master memicu slave.

Keluaran sinkronisasi

Keluaran utama

Gambar 6-29 Konfigurasi dua instrumen

Setelah membuat hubungan seperti yang ditunjukan gambar 6-29. ikuti langkah-langakh di bawah ini. 1. Atur kedua instrumen pada

keluaran bentuk gelombang sinus dengan frekuensi 5 MHz.

2. Pada kedua instrumen, diatur pada mode N siklus burst, set burst menghitung sampai tiga siklus, dan set pasa permulaan 0 derajat.

3. Pada master, pilih sumber picu internal dan memungkinkan sinyal keluaran picu dengan rising edge dari penghantar Trig Out.

4. Pada slave, pilih sumber picu eksternal dan memungkinkan pemicuan pada rising edge dari sinyal picu.

5. Dengan menggunakan osiloskop, verifikasi bahwa kedua instrumen sekarang membangkitkan bentuk gelombang burst tiga siklus. Kemudian lakukan penyesuaian parameter penundaan picu satu instrumen untuk membawa burst keduanya ke dalam kelurusan satu sama lain. Sekarang dua

instrumen diserempakkan dan akan tetap diserempakkan sampai pengaturan parameter penundaan picu.

6. Atur pasa permulaan dari satu instrumen pada 90°. Kemudian, atur penjumlah burst pada masing-masing instrumen sebagaimana diperlukan untuk aplikasi. Jika diperlukan bentuk gelombang burst kontinyu, pilih jumlah burst tak hingga pada kedua instrumen dan memungkinkan pemicuan manual pada master. Dalam contoh ini, menjadi parameter penunda picu, konstanta system kalibrasi. Sekali ditetapkan, kedua instrumen dipertahankan lurus dalam waktu, sekalipun jika frekuensi atau pasa permulaan diubah. Setiap waktu master dipicu slave, kedua instrumen diserempakkan kembali. Jika tenaga diedarkan, instrumen dapat distel kembali dengan pemugaran keterlambatan picu sebelumnya. Perlu dicatat bahwa perbedaan harga

penundaan mungkin diperlukan jika pasangan instrumen yang digunakan berbeda atau jika

bentuk gelombang fungsi yang dipilih berbeda.

6.2.4.6.2. Gated Burst Dalam mode gated burst, bentuk gelombang keluaran merupakan salah satu on atau off didasarkan pada level sinyal eksternal yang diaplikasikan pada konektor panel dengan Trig In. Pada saat sinyal gate benar keluaran generator fungsi bentuk gelombang kontinyu. Bila sinyal gate menuju salah,

siklus bentuk gelombang arus dilengkapi dan kemudian generator fungsi berhenti selagi tetap berada pada level tegangan yang sesuai dengan pasa burst awal dari bentuk gelombang yang dipilih. Bentuk gelombang noise, keluaran berhenti seketika bila sinyal gate menuju salah.

6.2.5. Spesifikasi Alat

Model : AFG3251 / AFG3252Channels : 1 / 2 Sine Wave : 1 Hz to 240 MHz

Amplitudo <200 MHz : 50 mVp-p to 5 Vp-p / –30 dBm to 18.0 dBm >200 MHz : 50 mVp-p to 4 Vp-p / –30 dBm to 16.0 dBm Harmonic Distortion (1 Vp-p) 10 Hz to 1 MHz : <–60 dBc 1 MHz to 5 MHz : <–50 dBc 5 MHz to 25 MHz : <–37 dBc >25 MHz : <–30 dBc THD (10 Hz – 20 kHz, 1 Vp-p) : <0.2% Spurious (1 Vp-p) 10 Hz to 1 MHz : <–50 dBc 1 MHz to 25 MHz : <–47 dBc >25 MHz :<–47dBc+ 6 dBc/octave

Phase Noise, typical : <–110 dBc/Hz at 20 MHz, 10 kHz offset, 1 Vp-p Residual Clock Noise : –57 dBm

Modulation : AM, FM, PM Source : Internal/External Internal Modulation Frequency : 2 mHz to 50.00 kHz

Frequency Shift Keying : 2 keys Source : Internal/External Internal Modulation Frequency : 2 mHz to 1.000 MHz

Sweep : Linear, logarithmic Burst :Triggered, gated

Internal Trigger Rate : 1.000 ms to 500.0 s Gate and Trigger Sources : Internal, external, remote interface

ArbitraryWaveforms : 1 mHz to 120 MHz Sample Rate : 2 GS/s Waveform Memory : 2 to 128 K

6.2.6. Prosedur Pengoperasian Pengukuran bilangan pulsa noise Bilangan derau atau NF (Noise Figure) adalah suatu parameter penting dari amplifier telekomunikasi, yang menyatakan berapa besar sumbangan noise pada output amplifier. Hal itu menjelaskan turunnya nisbah sinyal ke derau SNR (signal to noise ratio), yang disebabkan oleh komponen dalam rantai sinyal. Definisinya merupakan nisbah

antara signal terhadap derau dari output terhadap input. Misalnya dari : ponsel dan penguat pada stasiun pangkalan TDMA, GSM dan standar radio burst-type lainnya. Untuk memperoleh hasil pengukuran yang teliti, bilangan noise harus diukur dengan amplifier yang dioperasikan pada kondisi mode pulsa seperti kondisi operasi normalnya.

Gambar 6-30 Pengukuran lebar band dari filter bandpass dan penguat IF

Setiap penguat RF baru dan filter dirancang memiliki karakteristik bandpass yang harus diukur untuk meyakinkan hasil sesuai tujuan rancangan. Kebanyakan peguat dirancang memiliki respon linier sepanjang cakupan frekuensi aplikasi. Hal serupa, filter dirancang untuk melewatkan band frekuensi yang telah ditetapkan sebelumnya dan menolak yang lain. Kedua jenis komponen yang cenderung memiliki cakupan frekuensi dimana respon amplitudo

relatip datar. Pada salah satu ujung cakupan respon amplitudo ini secara mantap berkurang. Titik dimana respon turun -3 dB dari amplitudo puncak ke puncak didefinisikan sebagai batasan lebar band. Dalam aplikasi ini misalnya kita akan menguji penguat IF 140 MHz dan mengukur batas frekuensi atas dan bawah lebar band dimana amplitudo keluaran turun -3 dB. Turun -3dB ekuivalen dengan 70,71% harga puncak ke

puncak. AFG memberikan sapuan gelombang sinus seperti sinyal masukan ke penguat dan penganalisa spektrum melacak sinyal keluaran dalam mode hold peak. Menekan tombol mode sweep AFG mengantarkan layar dengan semua bentuk gelombang yang perlu dilihat, meliputi tampilan bentuk gelombang itu sendiri (gambar 6-31). Tampak bentuk gelombang pada bingkai didekat layar bagian bawah. Meringkas semua detil yang

menyolok berkaitan dengan sinyal yang dibangkitkan : amplitudo, frekuensi, slope dari gelombang ramp yang meningkatkan frekuensi dan panjang total sapuan (waktu). Gambar 6-32 melukiskan instrumen pelacak dari penganalisa spektrum. Penggunaan marker, instrumen menghasilkan cakupan frekuensi dari 133 MHz sampai 147 MHz. Diluar lebar band ini respon penguat di bawah titik -3 dB.

Gambar 6-31 Bantuk gelombang keluaran generator fungsi

Gambar 6-32 Pelacakan penganalisa spektrum

6.3. Pembangkit Pulsa 6.3.1. Pendahuluan Generator pulsa ini dipakai pada pengukuran dengan dikombinasikan pemakaian CRO. Dengan pengukuran ini dihasilkan informasi kualitatif dan kuantitatif tentang peralatan yang sedang dites. Pengetesan yang sering dilakukan dengan generator pulsa ini adalah pengetesan transient

respons dari amplifier. Perbedaan pokok antara generator pulsa dengan generator gelombang kotak, adalah pada duty cyclenya. Pada generator gelombang kotak duty cyclenya 50%. Pada generator pulsa, duty cyclenya bervariasi, dimana duty cycle dirumuskan sebagai berikut.

6.3.2. Spesifikasi Alat Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh sebuah generator pulsa. 1. Pulsa harus mempunyai distorsi

minimal, sehingga setiap distorsi yang terjadi pada

peraga murni hanya disebabkan oleh alat yang dites.

2. Karateristik dasar dari pulsa adalah rise time, overshoot, ringing, sag dan undershoot.

6.4. Sweep Marker Generator 6.4.1. Prosedur Pengoperasian 6.4.1.1. Alignment penerima AM Prosedur pelaksanaan alignment penerima AM dilakukan sebagai berikut 1. Gunakan rangkaian pengetesan

seperti nampak pada gambar 6-33, dengan snyal generator pada posisi output gelombang sweep linier.

2. Menggunakan pengetesan gambar 6-33 dengan mengatur generator untuk menghasilkan peragaan sapuan linier.

3. Jika penghitungan frekuensi senter teliti akan digunakan selama pengetesan. Generator fungsi dengan penghitung frekuensi (peraga digital) merupakan langkah sederhana. Sebelum operasi sapuan

dimulai, atur pemutar frekuensi pada generator untuk mencapai frekuensi yang diinginkan. Cek melalui penghitung dan tempatkan marker pada layar osiloskop dengan menggunakan lemak pinsil.

4. Sinyal dapat dinjeksikan melalui salah satu mixer (455 kHz) atau pada antenna. Bila injeksi sinyal 455 kHz pada masukan mixer, osilator harus dipasipkan.

5. Bila respon IF yang diamati pada masukan detektor AM, probe detektor RFdiperlukan kecuali jika titik demodulasi telah ditetapkan oleh pabrikan.

Duty cycle = depulseperio

pulsewidth

6. Pengaturan tuning penguat IF dapat dilakukan seperti yang diinginkan memperoleh kurva respon IF yang dikehendaki. Seringkali, setiap rangkaian tune diatur untuk memperoleh amplitudo maksimum pada titik tengah frekuensi IF. Bagaimanapun, beberapa penguat IF tune bertingkat untuk mencapai lebar band yang diinginkan.

Sapuan eksternal mungkin digunakan jika diinginkan gelombang sinus atau pola sapuan lain. Menghubungkan sumber tegangan sapuan eksternal ke jack masukan VCF dari generator. Tegangan sapuan eksternal dapat juga diaplikasikan pada masukan

horisontal osliloskop. Pengaturan frekuensi marker, dapat dilakukan dengan power suplly yang dapat divariasi diumpankan pada jack masukan VCF. Masukan horisontal osiloskop dan penghitung mungkin dapat digunakan untuk mengukur frekuensi keluaran. Bagaimanapun, sama dengan operasi sapuan eksternal, mungkin ini lebih nyaman dalam pengaturan frekuensi marker menggunakan tegangan keluaran GCV untuk mengendalikan masukan horisontal osiloskop. Karena memungkinkan berkorelasi langsung antara peraga osiloskop, penghitung frekuensi dan pengaturan frekuensi generator.

Gambar 6-33 Alignment penerima AM

RF Amplifier

Mixer IF Amp AM detektor

Audio Amp

Osilator

Hor

455 kHz

Vert

CRO

Sweep Function Generator

6.4.1.2. Aligment penerima komunikasi FM Pengetesan pada gambar 6.-33 dapat dipakai untuk proses alignment pesawat penerima FM, yaitu bagian frekuensi menengah

(intermediate frequency = IF) 455 kHz, dan bagian diskriminator. Untuk ketepatan pengaturan frekuensi tersebut dapat dipakai

sumber marker kristal-terkontrol (crystal-controlled marker source) 455 kHz, dengan cara sebagai berikut: 1. Pilih bentuk gelombang sweep,

dan gunakan sinyal ke bagian IF 455 kHz.

2. Bila sinyal output bagian IF 455 kHz didisplaikan, kurva respons akan nampak seperti gambar 6-34.a marker (marker) “pip” seharusnya pada pusat kurva respons.

3. Bila kurva respons diskriminator diperagakan, kurva respons akan nampak seperti gambar 6-34b. Kurva ”S” harus setimbang pada setiap sisi dari “pip” marker.

Dalam skenario alignment penerima hanya dapat dievaluasi dan diverifikasi tanpa pengaturan. Dimana rangkaian tune dapat diatur, dengan mengikuti prosedur pabrikan untuk meyakinkan bahwa respon keseluruhan dicapai dengan tepat.

Gambar 6-34 Alignment dari penerima IF komunikasi FM dan diskriminator

CRO

Sweep Function Generator

RF Amplifier

Fst Mixer

Fst IF Amp

demodulator Audio Amp

Osilator

2nd Mixer

Osilator

2nd IF Amp

475 455 435 kHz 455 kHz

Penerima radio FM

A B

6.4.1.3 Pengukuran Noise Figure Noise figure merupakan parameter penting dalam penguat telekomunikasi seperti seberapa banyak noise yang dikonstribusikan oleh penguat dalam sinyal keluaran. Ini menguraikan degradasi perbandingan sinyal terhadap noise yang disebabkan oleh komponen sinyal. Ini didefiniskan sebagai perbandingan sinyal terhadap noise pada keluaran yang pada inputnya dapat berupa :Telpon seluler dan penguat pangkalan stasiun TDMA, GSM dan jenis burst radio standar yang hanya bertenaga mesin sepanjang slot waktu aktip untuk memelihara tenaga. Untuk mencapai ketelitian hasil pengukuran, noise figure harus diukur dengan penguat yang dioperasikan dalam mode pulse seperti selama operasi normal. Suatu metoda pengukuran SNR yang populer adalah metoda faktor Y. Hal ini terletak pada kalibrasi sumber derau dengan nisbah derau lebih (ENR = excess noise ratio) yang dihubungkan ke input amplifier yang dites (lihat gambar 6-34). Kanal 1 dari AFG3252

menyebabkan amplifier ON dan OFF melalui signal pulsa yang mengemudikan input bias penguat. Lebar dan kecepatan pengulangan pulsa di atur sesuai dengan standar pengetesan. Penganalisa spektrum dikonfigurasikan dalam mode gated time hanya untuk mengukur keluaran penguat selama saklar pada posisi pasa. Kanal 2 dari sinyal picu AFG pada spektrum serempak untuk mengendalikan pulsa pembias penguat. Penurunan noise figure dengan metoda ini pertama diperlukan untuk menentukan apa yang dinamakan faktor Y yang merupakan perbandingan kepdatan noise keluaran dari sumber noise dalam keadaan ON dan OFF. Untuk dapat mencapai reproduksi hasil pengukuran rerata dari pengukuran yang dikehendaki. Dengan faktor Y diukur dan ENR dibagi dengan sumber yang menghasilkan noise untuk frekuensi tertentu, noise figure sekarang dapat dihitung sebagai berikut :

Sebagai contoh asumsikan bahwa ENR adalah 5,28 dB dan kepadatan noise yang diukur ditingkatkan dari -90 dBm/Hz sampai -87 dBm/Hz setelah sumber noise ditune. Faktor Y dari 3dB yang diperlukan untuk diubah ke nilai linier untuk digunakan

dalam persmaan di atas. Penggunaan formula Y(lin) = 10Y(dB)/10 dcapai Y(lin) =1,995. Pengisian harga ini ke dalam formula di atas untuk noise figure NF=5,3 dB. Keuntunga penggunaan AFG dalam aplikasi ini bahwa

NF= ENR dB – (10log (Y-1)).

menawarkan dua kanal yang dapat disinkronkan dalam frekuensi dan pengaturan ampitudo secara independen disesuaikan level bias

yang diperlukan penguat dan masukan picu dari penganalisa spektrum atau pengukur noise figure.

7.1 Pengantar 7.1.1. Pemahaman Dasar Sinyal Gerakan alami dalam bentuk gelombang sinus, serupa ombak lautan, gempa bumi, suara bising dan bergetar, suara melalui udara atau frekuensi alami dari gerakan tubuh. Energi, getaran partikel dan gaya yang tidak tampak meliputi pisik alam semesta. Cahaya merupakan bagian partikel, bagian gelombang berupa frekuensi dasar, yang dapat diamati sebagai warna. Pengamatan dan pengukuran untuk melihat perbedaan gerakan diperlukan alat yang mampu memvisualisasi. Berdasarkan visualisasi tersebut gerakan dapat dibedakan kekuatan, besarnya perioda pengulangan. Alat yang mampu mevisualisasikan gerakan periodik ini dinamakan osiloskop. Osiloskop merupakan perangkat yang sangat dibutuhkan untuk perancangan, pabrikasi atau perbaikan peralatan elektronika.

Perkembangan teknologi sekarang ini para teknisi atau ahli membutuhkan ketersediaan perangkat terbaik untuk menyelesaikan tantangan pengukuran secara cepat dan tepat. Osiloskop merupakan kunci jawaban tantangan tuntutan pengukuran secara akurat. Kegunaan osiloskop tidak dibatasi pada dunia elektronik. Dengan transduser yang tepat osiloskop dapat mengukur semua jenis phenomena. Transduser merupakan piranti yang menciptakan sinyal listrik dalam respon terhadap rangsangan pisik seperti suara, tekanan mekanik, tekanan, cahaya atau panas. Sebuah mikropon merupakan transducer yang mengubah suara ke dalam sinyal listrik. Gambar 7-1 menunjukkan data ilmiah yang dapat dikumpulkan oleh osiloskop.

Tujuan Setelah mengikuti pembahasan osiloskop pembaca diharapkan mampu : 1. Mampu menjelaskan prinsip

dasar operasi CRO 2. Mampu mendiskripsikan

jenis-jenis CRO 3. Mampu menjelaskan prinsip

pengukuran sinyal dengan CRO.

Pokok Bahasan Pembahasan CRO meliputi : 1. Pengertian jenis-jenis sinyal,

amplitudo, frekuensi dan fasa. 2. Operasi dasar CRO 3. Jenis-jenis CRO Analog dan

digital 4. Pengoperasian CRO untuk

pengukuran karakteristik sinyal. 5. MSO perkembangan CRO

digital dalam aplikasi khusus.

BAB 7 OSILOSKOP

Gambar 7-1. Pengambilan data dengan CRO

Osiloskop digunakan oleh semua orang dari ahli fisika sampai teknisi perbaiki TV. Ahli mesin otomotif menggunakan osiloskop untuk mengukur getaran mesin. Peneliti medis menggunakan osiloskop untuk mengukur gelombang otak. Berbagai kemungkinan tidak ada akhirnya. Setelah membaca bahasan ini akan mampu : 1. Menguraikan bagaimana

osiloskop bekerja 2. Menguraikan perbedaan

antara osiloskop analog, penyimpan digital, phaspor digital dan pencuplikan digital.

3. Menguraikan jenis-jenis bentuk gelombang

4. Memahami pengendali dasar osiloskop

5. Melakukan pengukuran sederhana.

Buku manual yang disertakan dengan osiloskop akan memberi informasi khusus tentang

bagaimana menggunakan osiloskop. Beberapa penghasil osiloskop juga memberikan banyak aplikasi untuk membantu dalam aplikasi pengukuran tertentu. Osiloskop sinar katoda (cathode ray oscilloscope) selanjutnya disebut instrumen CRO merupakan instrumen yang sangat bermanfaat dan terandalkan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian elektronik yang bersifat dinamis. Pada dasarnya CRO merupakan alat pembuat grafik yang menunjukkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu : sumbu vertikal mempresentasikan tegangan dan sumbu horisontal mempresentasikan waktu. Intensitas atau kecerahan peragaan seringkali disebut sumbu Z.

Grafik yang digambarkan dapat menginformasikan banyak tentang sinyal yang diukur diantaranya :

harga tegangan dan waktu sinyal.

menghitung frekuensi sinyal osilasi.

gerakan bagian dari rangkaian yang direpresentasikan dalam bentuk sinyal.

kesalahan fungsi komponen seperti sinyal terdistorsi.

seberapa banyak sinyal DC atau sinyal AC.

seberapa banyak sinyal noise dan apakah noise berubah mengikuti perubahan waktu.

Gambar 7-2: Peraga bentuk gelombang komponen X, Y, Z. (www.interq or

japan/se-inoue/e-oscilo0.htm)

Dalam pemakaian CRO yang biasa, sumbu X masukan horisontal berupa tegangan tanjak (ramp voltage) linier yang dibangkitkan secara internal yang merupakan basis waktu (time base) secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri ke kanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diamati dimasukkan ke sumbu Y atau masukan vertikal CRO, menggerakkan bintik cahaya ke atas dan ke bawah sesuai dengan nilai sesaat tegangan masukan. Selanjutnya bintik cahaya akan menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukan

variasi tegangan masukan sebagai fungsi waktu. Bila tegangan masukan berulang dengan laju yang cukup cepat, gambar akan kelihatan sebagai pola yang diam pada layar. Dengan demikian CRO melengkapi suatu cara pengamatan tegangan yang berubah terhadap waktu. Disamping tegangan CRO dapat menyajikan gambaran visual dari berbagai fenomena dinamik melalui pemakaian transduser yang mengubah arus, tekanan, tegangan, temperatur, percepatan dan banyak besaran fisis lainnya menjadi tegangan.

7.1.2. Pengetahuan dan Pengukuran Bentuk Gelombang Istilah umum untuk suatu pola pengulangan dari waktu ke waktu adalah gelombang, misal gelombang suara, gelombang

otak, dan gelombang tegangan atau semua pola yang berulang. Osiloskop mengukur gelombang tegangan. Satu siklus dari

gelombang merupakan bagian dari pengulangan gelombang. Satu bentuk gelombang merupakan penampilan grafik dari pengulangan gelombang. Suatu

bentuk gelombang tegangan menunjukkan waktu pada sumbu horisontal dan tegangan pada sumbu vertikal.

Gambar 7-3. Bentuk gelombang pada umumnya Gambar 7-4. Sumber-sumber bentuk gelombang pada

umumnya

Mengungkapkan bentuk gelombang sebagian besar tentang sinyal. Kapanpun dapat dilihat perubahan tinggi bentuk gelombang, waktu dalam sumbu horisontal. Garis lurus diagonal merupakan perubahan linier tegangan naik ataupun turun tegangan keadaan mantap.

Ketajaman sudut pada bentuk gelombang menunjukkan perubahan mendadak. Gambar 7-3 menunjukkan bentuk gelombang pada umumnya dan gambar 7-4 menunjukkan sumber-sumber bentuk gelombang pada umumnya.

Jenis-jenis Gelombang Gelombang dapat diklasifikasi kedalam jenis : Gelombang sinus Gelombang kotak dan segi empat Gelombang segitiga dan gigi gergaji Bentuk step dan pulsa Sinyal periodik dan non periodik Sinyal sinkron dan asinkron

7.1.2.1 Gelombang Kotak dan Segi empat Gelombang kotak merupakan bentuk gelombang lain yang umum. Pada dasarnya gelombang kotak merupakan tegangan yang on dan off (tinggi dan rendah) pada interval yang teratur. Ini merupakan gelombang standar untuk menguji penguat – penguat baik amplitudo bertambah gelombang kotak mempunyai distorsi minimum. Rangkaian

televisi, radio dan komputer sering menggunakan gelombang kotak untuk sinyal pewaktuan. Gelombang segi empat menyerupai gelombang kotak kecuali bahwa interval waktu tinggi dan rendahnya tidak sama panjang. Terutama sekali diperlukan pada saat untuk menganalisa rangkaian digital.

7.1.2.1. Gelombang Sinus

Gelombang sinus merupakan bentuk gelombang dasar untuk beberapa alasan. Mempunyai sifat harmonis matematis Tegangan dalam saluran dinding bervariasi seperti gelombang sinus. Tes sinyal yang dihasilkan rangkaian osilator dari pembangkit sinyal seringkali berupa gelombang sinus. Kebanyakan sumber-sumber daya menghasilkan gelombang sinus (AC menandakan arus bolak-balik, meskipun tegangan bolak-balik jua, DC arus rata yang berarti arus dan tegangan seperti yang dihasilkan baterai.Gelombang sinus damped merupakan kasus tertentu yang dapat dilihat pada rangkaian yang berosilasi namun menurun dari waktu ke waktu. Gambar 7-5 menunjukkan macam-macam bentuk gelombang.

7.1.2.2. Gelombang gigigergaji dan segitiga Gelombang gigigergaji dan segitiga hasil dari rangkaian yang dirancang untuk mengendalikan tegangan secara linier, seperti sapuan horisontal dari osiloskop analog atau scan raster televisi.

Transisi antar tingkat tegangan dari perubahan gelombang ini kecepatannya konstan. Transisi dinamakan ramp ditunjukkn pada gambar 7-8.

Gambar 7-8. Step, pulsa dan rentetan pulsa

7.1.2.3. Bentuk Step dan Pulsa Sinyal seperti step dan pulsa jarang terjadi atau tidak secara periodik ini dinamakan single shot atau sinyal transien. Step menunjukkan perubahan tegangan mendadak seperti perubahan pada pemidahan saklar on power. Pulsa menunjukkan perubahan tegangan mendadak, serupa dengan perubahan tegangan jika memindahkan saklar power on dan kemudian off lagi. Pulsa mungkin ditunjukkan satu bit dari

informasi yang berjalan melalui rangkaian komputer atau mungkin glitch atau dalam rangkaian cacat. Kumpulan pulsa-pulsa berjalan bersama membuat pulsa train. Komponen digital dalam komputer komunikasi dengan setiap penggunaan pulsa yang lain. Pulsa biasanya juga dalam sinar X dan peralatan komunikasi. Gambar 7-8 menunjukan contoh bentuk step dan pulsa dan pulsa train.

7.1.2.4. Sinyal periodik dan Non periodik Pengulangan sinyal direferensikan sebagai sinyal periodik, sementara sinyal yang perubahannya konstan

dikenal sebagai sinyal non periodik.

7.1.2.5. Sinyal sinkron dan tak sinkron Bila pewaktuan berhubungan dengan keberadaan dua sinyal, sinyal direferensikan sebagai sinyal sinkron. Sinyal clock, data

dan alamat di dalam komputer merupakan contoh sinyal sinkron. Asinkron merupakan istilah yang digunakan untuk menguraikan sinyal antara yang tidak

berhubungan dengan keberadaan pewaktuan. Karena tidak ada korelasi waktu antara aksi penyentuhan kunci pada keyboard

komputer dan clock di dalam komputer, ini dipandang sebagai sinyal asinkron.

7.1.2.6. Gelombang kompleks Banyak bentuk gelombang yang mengkombinasikan karakteristik sinus, kotak, step dan pulsa untuk menghasilkan bentuk gelombang yang memenuh tantangan osiloskop. Sinyal informasi mungkin ditempelkan dalam bentuk variasi amplitudo, fasa dan atau frekuensi. Contoh meskipun sinyal dalam gambar 7-9 merupakan sinyal video komposit biasa, ini dicampur banyak siklus dari bentuk gelombang frekuensi yang lebih tinggi yang ditempelkan dalam amplop frekuensi yang lebih rendah. Misal ini biasanya sangat diperlukan untuk mengetahui tingkat relatip dan pewaktuan yang berhubungan dengan step. Untuk

melihat sinyal ini diperlukan sebuah osiloskop yang mengambil amplop frekuensi rendah dan campuran dalam gelombang frekuensi lebih tinggi dalam suatu intensitas peunjukan yang bernilai sehingga dapat dilihat keseluruhan kombinasi sebagai gambar yang dapat diinterpretasikan secara visual. Osiloskop phosphor analog dan digital sangat menyenangkan untuk melihat gelombang kompleks. Gambar 7-9. mengilustrasikan peraga yang memberikan informasi kejadian frekuensi yang diperlukan atau penilaian intensitas, penting untuk dipahami apa sebenarnya bentuk gelombang.

Gambar 7-9. Bentuk gelombang komplek video

1 2 3

Perioda

1 detik

1 3 siklus

perdetik

= 3 Hz

Gambar 7-10. perioda gelombang sinus

kompleks

7.1.3. Pengukuran Bentuk Gelombang Banyak istilah digunakan untuk menguaikan jenis - jenis pengukuran yang dilakukan dengan osiloskop. Pada bagian ini

menguraikan beberapa pengukuran dan istilah pada umumnya.

7.1.3.1. Frekuensi dan Perioda Jika ada pengulangan sinyal, ini memiliki frekuensi. Frekuensi diukur dalam Hertz dan sama dengan jumlah pengulangan sinyal dalam waktu satu detik direferensikan sebagai siklus perdetik. Pengulangan sinyal juga mempunyai perioda ini mengambil banyak waktu untuk sinyal

melengkapi satu siklus. Perioda dan frekuensi timbal balik satu sama lain, sehingga 1/perioda sama dengan frekuensi dan 1/frekuensi sama dengan perioda. Misal gelombang sinus dalam gambar 7-10 mempunyai frekuensi 3Hz dan perioda 1/3 detik.

7.1.3.2. Tegangan Tegangan merupakan jumlah potensial listrik atau kekuatan sinyal antara dua titik rangkaian. Biasanya satu dari titik ini adalah ground atau nol volt, namun tidak

selalu. Untuk mengukur tegangan dari puncak maksimum ke puncak minimum dari bentuk gelombang, direferensikan sebagai tegangan puncak ke puncak.

7.1.3.3. Amplitudo Amplitudo referensi terhadap sejumlah tegangan antara titik dalam rangkaian. Amplitudo biasanya direferensikan tegangan maksimum dari sinyal yang diukur

terhadap ground. Bentuk gelombang ditunjukkan dalam gambar 7-11 mempunyai amplitudo 1V dan puncak ke puncak 2V.

2

Gambar 7-11. Amplitudo dan derajat gelombang sinus

0 90 180 270

2

+1 V

1V

7.1.3.4. Fasa Fasa terbaik dijelaskan dengan melihat pada gelombang sinus. Level tegangan dari gelombang sinus didasarkan pada gerakan melingkar. Lingkaran mempunyai 360°, satu siklus gelombang sinus mempunyai 360° sebagaimana

ditunjukkan dalam gambar 7-11. Penggunaan derajat dapat digunakan sebagai acuan untuk sudut fasa gelombang sinus bila ingin menguraikan seberapa banyak perioda telah dilalui.

7.1.3.5. Pergeseran Fasa Pergeseran fasa menguraikan perbedaan antara dua sinyal serupa satu sama lain. Bentuk gelombang gambar 7-12 ditandai arus sehingga dikatakan tertinggal fasa dengan bentuk gelombang

yang ditandai tegangan, karena gelombang mencapai titik sama dalam siklus ¼ siklus (360°/4=90°). Pergeseran fasa biasanya dalam elektronik dinyatakan dalam derajat.

Gambar 7-12 Pergeseran fasa 7.2. Operasi Dasar CRO Subsistem utama CRO untuk pemakaian umum ditunjukkan gambar diagram di bawah ini terdiri atas : 1. Tabung sinar katoda (CRT) 2. Penguat vertikal (vertikal

amplifier) 3. Rangkaian trigger (Trigger

Circuit) 4. Penguat Horisontal

(Horisontal Amplifier). Tabung sinar katoda atau CRT merupakan jantung siloskop ,

pada dasarnya CRT menghasilkan berkas elektron yang dipusatkan secaravtajam dan dipercepat pada kecepatan yang sangat tinggi. Berkas yang tajam dan kecepatan tinggi bergerak dari sumbernya (senapan elektron) ke layar CRT bagian depan, membentur bahan lapisan flouresensi yang melekat di permukaan CRT. Akibat benturan ini menimbulkan energy yang cukup untuk membuat layar

tegangan Arus

Fasa 90

0

bercahaya dalam sebuah bintik kecil. Dalam perjalanannya menuju layar, berkas elektron melewati sefasang pelat defleksi vertikal dan sefasang pelat defleksi horisontal. Tegangan yang dimasukkan pada pelat defleksi vertikal dapat menggerakkan berkas elektron pada bidang vertikal sehinga bintik CRT bergerak dari atas ke bawah. Sedangkan tegangan yang dimasukkan pada pelat defleksi horisontal dapat menggerakkan berkas elektron pada bidang horisontal sehingga bintik akan bergerak dari kiri ke kanan. Gerakan-gerakan ini tidak saling bergantungan satu sama lain sehingga bintik CRT dapat ditempatkan di setiap tempat pada layar dengan menghubungkan masukan tegangan vertikal dan horisontal yang sesuai secara

bersamaan. Bentuk sinyal yang diamati dihubungkan ke masukan penguat vertikal dengan menggunakan probe. Penguat vertikal dilengkapi rangkaian attenuator atau pelemah yang telah dikalibrasi, biasanya diberi tanda Volt/Div. Setelah sinyal diperkuat cukup untuk mengendalikan bintik CRT diteruskan ke bagian defleksi vertikal. Generator basis waktu disediakan untuk operasi internal, sedangkan dalam pengoperasian eksternal basis waktu diambil dari sinyal masukan pada horisontal amplifier seperti pada gambar. Generator basis waktu membangkitkan gelombang gigi gergaji yang digunakan sebagai tegangan defleksi horisontal dalam CRT.

spot

Gambar 7-13. Operasi dasar CRO

Input

layar berlapis pospor

Attenuattor dan pra penguat

Penguat Vertikal

Rangkaian Triger

Penguat Horisontal

senapan elektron pembelok vertikal

trigger dalam

Pembelok horisontal

Trigger dari luar

Bagian gelombang gigi gergaji yang menuju positip bersifat linier, dan laju kenaikkan dapat disetel dengan alat control di panel depan yang diberi anda Time/Div. Tegangan diumpankan pada penguat horisontal, gigi geraji positip dimasukkan pada pelat defleksi horisontal CRT sebelah kanan dan gigi gergaji menuju negatip dumpankan pada pelat defleksi horisontal sebelah kiri. Tegangan-tegangan ini akan menyebabkan berkas elektron akan menyapu sepanjang layar dari arah kiri ke kanan, dalam satuan waktu yang dikontrol oeh Time/Div. Tegangan defleksi kedua fasangan pelat secara bersamaan menyebabkan bintik CRT meninggalkan berkas bayangan pada layar. Ini ditunjukkan pada gambar 7-14.. Pada gambar ini menunjukkan sebuah tegangan gigi gergaji dimasukkan ke pelat defleksi horisontal dan sinyal gelombang sinus dimasukkan pada pelat

defleksi vertikal. Karena tegangan penyapu horisontal bertambah secara lnier terhadap waktu, maka bintik CRT bergerak sepanjang layar pada kecepatan konstan dari kiri ke kanan. Pada akhir penyapuan bila tegangan gigi gergaji tiba-tiba turun dari harga maksimalnya ke nol, bintik CRT kembali dengan cepat ke posisi awal di bagian kiri layar dan tetap berada disana sampai ada penyapuan baru. Bila secara bersamaan diberikan sinyal masukan pada pelat defleksi vertikal, berkas elektron akan dipengaruhi oleh dua gaya, yaitu satu dalam bidang horisontal menggerakkan bintik CRT dengan laju linier, dan satu lagi dalam bidang vertikal menggerakan bintik CRT dari atas ke bawah sesuai dengan besar dan polaritas sinyal masukan. Dengan demikian gerak resultante dari berkas elektron menghasilkan peragaan sinyal masukan vertikal pada CRT sebagai fungsi waktu.

Gambar 7-14. Hubungan basis waktu masukan dan tampilan

7.2.1. Prinsip Kerja Tabung Sinar Katoda Tabung sinar katoda pada beberapa penganalisa logika (Logic Analysers) defleksi secara magnetik, dapat monokrom atau warna. Pada jenis ini peraga menggunakan teknik seperti yang digunakan pada TV . Dalam

tabung sinar katoda storage oscilloscope pada dasarnya serupa dengan defleksi elektrostatik jenis tabung yang akan dijelaskan di bawah ini hanya ditambahkan satu atau lebih storage meshes.

fokus akselerasi photon

F K 1 2 p vertikal p Horisontal

Gambar 7-15. Strktur tabung gambar

layar

sinyal masukan vertikal t (waktu)

V

layar CRO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

4

8

6

2

8, 2,2 6,

Basis waktu

Tabung sinar katoda merupakan komponen utama jantung oasiloskop, pada dasarnya terdiri dari susunan elektroda yang dilapisi kaca bejana. Elektroda-elektroda berfungsi sebagai berikut Susunan tiga elektroda (triode)

yang berfungsi membangkitkan berkas elektron, biasa disebut sinar katoda yang terdiri dari katoda (K) filamen pemanas (F), grid pengontrol (G) dan elektroda pemercepat berkas elektron (1).

Elektroda pemfokus berkas elektron (2).

Berkas elektron dipercepat sebelum mencapai pelat defleksi.

Pelat pembelok vertikal mengubah arah berkas sebanding dengan beda tegangan kedua pelat. Bila beda tegangan nol atau besar tegangan kedua pelat sama

berkas akan dilewatkan lurus. Disebut pelat defleksi vertikal karena dapat membelokkkan berkas ke arah vertikal, sehingga berkas dapat berada pada layar berupa titik yang bergerak dari atas ke bawah. Pelat defleksi horisontal serupa dengan defleksi vertikal hanya arah pembelokkan berkas elektron dalam arah horisontal dari kiri ke kanan. Setelah berkas dbelokkan

akan menumbuk lapisan flouresensi yang berada pada permukaan layar tabung sinar katoda. Lapisan terdiri dari lapisan tipis pospor, olahan kristal garam metalik yang sangat halus didepositkan pada kaca. Akibatnya berkas berpijar, semua emisi cahaya dalam arah maju.

Gambar 7-16. Sistem pembelokan berkas elektron

Beda tegangan pada elektroda focus diatur agar berkas yang menumbuk layar berupa bintik yang kecil. Sayangnya , jika tidak ada pengontrol lain seringkali didapati pengaturan control focus minimum titik yang terbentuk,

melebar berbeda dengan titik berkas tinggi minimum. Ini dapat dicegah dengan memberikan control astigmatism. Dalam kasus tabung sinar katoda sederhana terdiri dari potensiometer yang mengatur beda tegangan relatip

Y

D

V

L

d

pada elektroda Anoda akhir dan layar terhadap tegangan pelat defleksi. Pengaturan fokus dan astigmatism memungkinkan dicapai titik berkas elektron dalam ukuran sekecil mungkin. Pada saat berkas elektron

dilewatkan diantara dua pelat pembelok vertikal yang mempunyai beda tegangan V volt antara kedua pelat defleksinya maka berkas akan didefleksikan secara vertikal besarnya :

Dimana L = Panjang pelat D = jarak antara pelat dan titik pada sumbu dimana defleksi diukur. d = jarak antar pelat Va = tegangan pemercepat yang diberikan K = konstanta yang berhubungan dengan muatan dan masa Brilliance atau intensitas modulasi atau juga dinamakan modulasi Z dicapai dengan memberikan beda tegangan pada katoda atau grid yang mengontrol intensitas berkas elektron. Pada umumnya perubahan 5 V akan menghasilkan perubahan kecerahan yang nyata, ayunan maksimum sekitar 50V

akan memadamkan intensitas penjejakan berkas elektron. Secara normal berkas akan dipadamkan selama flayback atau penjejakan balik berupa elektroda pemadam yang dapat mendefleksikan berkas tanpa mencapai layar.

7.2.2. Sensitivitas Tabung Pelat defleksi dari tabung sinar katoda dihubungkan dengan penguat, yang dapat menjadikan perancangan relatip sederhana bila diperlukan amplitudo keluaran rendah, namun diperlukan tabung yang memiliki sensitivitas setinggi mungkin. Penguat yang diperlukan memiliki lebar band yang lebar, kapasitansi antar pelat harus dijaga rendah sehingga harus dalam ukuran kecil dan terpisah

secara baik. Untuk mencapai penjejakan yang jelas dari sinyal yang mempunyai pengulangan frekuensi rendah energy berkas harus tinggi. Idealnya tabung harus pendek (praktis) : D kecil Cerah (tegangan pemercepat tinggi) : V besar kapasitas pelat pembelok pemercepat rendah : L kecil, d besar. Ini menghasilkan tabung dengan sensitivitas sangat besar, diformulasikan :

KVLD Y = --------------------

2 Va d

Kebutuhan sensitivitas tinggi kontradiksi dengan persamaan. Praktisnya tabung sinar katoda diperoleh dari hasil kompromi. Oleh karena itu teknik yang dikembangkan untuk meningkatkan parameter yang dipilih dengan tanpa mengabaikan terhadap parameter yang lain.

Kecemerlangan penjejakan dengan sensitivitas tetap terjaga baik dapat ditingkatkan dengan melewatkan berkas melalui sistem defleksi dalam kondisi energy rendah. Ini dicapai dengan menggunakan tegangan beberapa kilovolt pada layar tabung sinar katoda.

7.3. Jenis-jenis Osiloskop 7.3.1. Osiloskop Analog Pada dasarnya sebuah osiloskop analog bekerja dengan menerapkan sinyal tegangan yang diukur secara langsunng diberikan pada sumbu vertikal dari berkas elektron yang berpindah dari kiri melintasi layar osiloskop – biasanya tabung sinar katoda. Disisi sebaliknya dari layar diberlakukan dengan perpendaran pospor yang menyala dimana saja

berkas elektron membenturnya. Sinyal tegangan membelokkan berkas ke atas dan turun berpindah secara proporsional sebagaimana perindahan secara hrisontal, pelacakan bentuk gelombang pada layar. Lebih sering berkas membentur lokasi layar tertentu, semakin terang nyalanya.

Gambar 7-17. Blok diagram CRO analog

Y KLD Sensitivitas = ---------- = ----------- V 2 Va d

attenuator Penguat

vertikal

System triger

System vertikal

Generator sinkronisasi

Penguat horisontal

Time base

System horisontal

System pembangkit

elektron

Probe masukan

CRT

CRT membatasi cakupan frekuensi yang dapat diperagakan dengan osiloskop analog. Pada frekuensi yang sangat rendah, sinyal muncul sebagai titik terang bergerak lambat yang sulit membedakan sebagai ciri bentuk gelombang. Pada frekuensi tinggi kecepatan penulisan CRTterbatas. Bila frekuensi sinyal melbihi kecepatan menulis CRT, peraga menjadi sangat samar untuk dilihat. Osiloskop analog tercepat dapat memperagakan frekuensi sampai sekitar 1 GHz. Bila sinyal dihubungkan rangkaian probe osiloskop, tegangan sinyal berjalan melalui probe ke sistem vertikal dari osiloskop. Gambar 7-17. mengilustasikan bagaimana

osiloskop analog memperagakan sinyal yang diukur. Tergantung pada bagaimana pengaturan skala vertikal (control Volt/div), attenuator mengurangi tegangan sinyal dan sebuah penguat menambah tegangan sinyal. Selanjutnya sinyal berjalan langsung ke pelat pembelok vertikal dari CRT. Tegangan yang diberikan pada pelat pembelok menyebabkan perpendaran pada titik yang bergerak melintasi layar. Nyala titik dibuat oleh berkas elektron yang membentur pospor luminansi di dalam CRT.Tegangan positip menyebabkan titik berpindah ke atas sementara tegangan negatip menyebabkan titik bergerak ke bawah.

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 menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji yang berguna untuk

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 secara cepat dikembalikan ke posisi awal, Akibat aksi ini garis

retrace (flyback) digambarkan pada layar. Masalah ini diselesaikan dengan pemberian pulsa blanking pada saat retrace

memadamkan berkas selama waktu flyback. Ini akan mengurangi garis retrace pada layar.

Gambar 7-18. Blok diagram CRO free running

Osiloskop free running merupakan instrumen harga murah, time base generator harus disinkronisasikan dengan sinyal pada penguat vertikal agar peragaan pada layar CRT stabil. Dengan kata lain bentuk gelombang bergerak melintasi layar dan tetap tak stabil. Sinkronisasi diperlukan untuk

menyamakan waktu lintasan sapuan sinyal time base dengan jumlah perioda gelombang vertikal. Jadi bentuk gelombang vertikal dapat terkunci pada layar CRT jika frekuensi sinyal masukan vertikal merupakan kelipatan dari frekuensi sapuan (fv = n fs).

7.3.2.2. Osiloskop Sapuan Terpicu (Triggered – Sweep Osciloscope)

Osiloskop free running harga murah mempunyai keterbatasan pemakaian. Misalnya rise time pulsa tidak dapat diukur dengan free running osiloskop, namun dapat diukur dengan menggunakan triggered-sweep osciloscpe. Triggered-sweep osciloskop dipandang lebih

serbaguna dan merupakan standar industry. Dalam triggered-sweep mode pembangkit gigi gergaji tidak membangkitkan tegangan ramp kecuali dikerjakan dengan trigger pulsa. Triggered sweep memungkinkan peragaan sinyal vertikal pada CRT dalam durasi yang sangat pendek, pada

Posisi vertikal

Posisi horisontal

Attenuator

Tegangan Tingi dan Power

Supply

Sinkronisas Time

bidang layar yang cukup besar, sederhana karena sapuan dimulai dengan pulsa trigger yang diambil dari bentuk gelmbang yang diamati. Secara blok diagram dari dasar triggered-sweep oscilloscope digambarkan di bawah ini, meliputi sumber tegangan, CRT, jalur tunda, sistem penguat vertikal, trigger pick-off amplifier, rangkaian trigger, generator sapuan, penguat horisontal dan rangkaian sumbu Z. Pada saat sinyal diberikan pada masukan vertikal, segera diteruskan ke preamplifier (A) diubah dalam sinyal push-pull. Sinyal diteruskan ke vertikal output amplifier (C) melalui rangkaian penunda (B). Sinyal dari vertikal output amplifier digunakan untk mengendalikan berkas elektron CRT secara vertikal, menyebabkan titik pada layar bergerak secara vertikal. Sebuah sample sinyal vertikal diambil dari vertikal preamplifier sebelum delay line diberikan ke penguat trigger pick-off (D) diteruskan ke rangkaian trigger (E). Sinyal ini akan digunakan dengan sistem time base (E.F.G). Sinyal trigger digunakan untuk memaksa waktu yang berhubungan antara sinyal vertikal dan time base. Sinyal trigger pick-off dibentuk menjadi

sinyal trigger oleh rangkaian trigger (E). Trigger ini memicu sweep generator menghasilkan sinyal ramp (F), kemudian diperkuat dan diubah ke dalam bentuk sinal push pull oleh penguat horisontal (G). dihubungkan dengan pelat defleksi horisontal CRT dan menyebabkan penjejakan secara horisontal pada layar mengikuti kenaikan tegangan ramp. Keluaran sweep generator (F) menggerakkan berkas selama waktu naik dan kembali keposisi awal selama off. Attenuator dan sistem penguat vertikal memungkinkan diperagakan pada layar pengukuran tegangan dari range beberapa mV sampai beberapa ratus volt Volt/div, pemilihan control factor pembelok vertikal dan pengkalibrasi sinyal. Time /div dan control vernier memilih kecepatan sapuan dan masukan eksternal harisontal. Kontrol Slope menentukan apakah sapuan ditrigger pada slope + atau – dari sinyal trigger. Level control memilih sautu titik dimana trigger sapuan diberikan. Kontrol intensitas dan focus memungkin peragaan focus dengan tingkat kecerahan yang tepat.

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 hampir semuanya memiliki peraga yang mampu membandingkan waktu dan amplitudo antara dua bentuk gelombang. Untuk

mencapai dual trace pada layar dapat menggunakan satu dari dua teknik : (1) berkas tunggal ditujukan dua sinyal kanal dengan alat elekctronic switching (dual

level Slope

posisi horisontal+

Attenuator Delay line

Penguat vertikal

PS tegangan

rendah

Trigger pick off

Tegangan tinggi

Rangkaian trigger

Sweep generator

Penguat horisontal

posisi vertikalV/div

fokusintensitas

CRT

Time/div

trace). (2). Dua berkas diberikan ke satu peraga setiap sinyal kanal (dual beam). Karena konstruksi CRT dual beam dan split-beam mahal, biasanya digunakan teknik dual trace. Dengan dual trace osiloskop mempunyai dua rangkaian masukan vertikal yang diberi tanda A dan B. Saluran A dan B mempunyai pra penguat dan saluran tunda yang identik. Keluaran pra penguat A dan B diumpankan ke sebuah saklar elektronik yang secara bergantian menghubungkan masukan penguat vertikal akhir dengan keluaran pra penguat. Saklar elektronik juga berisi rangkaian untuk memilih variasi mmodus peragaan, Penguat vertikal akhir menyediakan tegangan pelat defleksi, berturut-turut

menghubungkan ke dua kanal input dengan saklar elektronik. Saklar elektronik dioperasikan dengan menggunakan salah satu multivibrator free-running atau dengan pulsa yang berasal dari rangkaian time base, berturut-turut dalam chopped mode atau alternate mode. Bila saklar modus berada pada posisi alternate (bergantian), saklar elektronik secara bergantian menghubungkan penguat vertikal akhir ke saluran A dan saluran B. Penyaklaran ini terjadi pada permulaan tiap-tiap penyapuan yang baru. Kecepatan pemindahan saklar elektronik diselaraskan dengan kecepatan penyapuan, sehingga bintik CRT mengikuti jejak sinyal saluran A pada satu penyapuan dan sinyal saluran B pada penyapuan berikutnya.

Gambar 7-22. Blok diagram CRO jejak rangkap

Saluran B

mode X-Y

Trigger Ext

Saluran A

Attenuator Penunda Saklar elektronik

Penguat vertikal

Attenuator Penunda

Generator penyapu

Rangkaian pemicu

Penguat horisontal

Karena tiap penguat vertikal mempunyai rangkaian pelemahan masukan yang telah terkalibrasi dan sebuah pengontrol posisi vertikal, amplitudo sinyal masukan dapat diatur secara tersendiri sehingga kedua bayangan ditempatkan secara terpisah pada layar. Alternate mode biasanya digunakan untuk melihat sinyal frekuensi tinggi, kecepatan sweep lebih cepat dari pada 0,1 ms/div sehingga dapat diperoleh peragaan sinyal yang simultan dan stabil. Dalam mode chopped (tercincang), saklar elektronik berkerja penuh pada kecepatan 100 sampai 500 kHz, seluruhnya tidak bergantung pada frekuensi generator penyapu. Dalam modus ini penyaklaran secara berturut-turut menghubungkan segmen-segmen kecil gelombang A dan B ke penguat vertikal akhir. Pada laju pencincangan yang sangat cepat misal 500 kHz, segmen 1μs dari setiap bentuk elombang diumpankan ke CRT untuk peragaan. Jika laju pencincangan jauh lebih cepat dari laju penyapuan horisontal, segmen-segmen terpisah yang kecil diumpankan ke penguat vertikal akhir bersama-sama akan menyusun kembali bentuk gelombang A dan B yang asli pada layar CRT, tanpa mengakibatkan gangguan yang nyata pada kedua bayangan. Jika kecepatan penyaklaran hampir sama dengan kecepatan pencincangan segmen-segmen kecil dari gelombang yang tercincang akan kelihatan sebagai

bayangan-bayangan terpisah dan kesinambungan peragaan bayangan hilang. Dalam hal ini akan lebih baik menggunakan modus alternate. 7.3.2.3.2. Osiloskop Berkas

Rangkap (Dual Beam CRO)

CRO jenis berkas rangkap menerima dua sinyal masukan vertikal dan memperagakannya sebagai dua bayangan terpisah pada layar CRT. Osiloskop berkas rangkap menggunakan CRT khusus yang menghasilkan dua berkas elektron yang betul-betul terpisah yang secara bebas dapat disimpangkan kea rah vertikal. Dalam beberapa CRT berkas rangkap keluaran senapan elektron tunggal dipisahkan secara mekanis menjadi dua berkas terpisah yang disebut teknik pemisahan berkas. Sedangkan CRT jenis lain berisi dua senapan elektron terpisah, masing-masing menghasilkan berkas sendiri. CRT berkas rangkap mempunyai dua fasang pelat defleksi vertikal, satu fasang untuk tiap saluran dan satu fasang pelat deflesi horisontal. Secara disederhanakan CRO berkas rangkap secara blok diagram digambarkan di bawah ini. CRO berkas rangkap mempunyai dua saluran vertikal yang identik yang ditandai dengan A dan B. Tiap saluran terdiri dari pra penguat dan pelemah masukan, saluran tunda, penguat vertikal akhir dan pelat-pelat vertkal CRT. Generator basis waktu menggerakkan fasangan

tunggal pelat-pelat horisontal menyapu kedua berkas sepanjang layar pada laju kecepatanyang sama. Geneator penyapu dapat

dipicu secara internal dari salah satu saluran dari suatu sinyal pemicu yang dihubungkan dari luar, atau dari tegangan jala-jala.

Gambar 7-23. Diagram blok osiloskop berkas rangkap yang disederhanakan

7.3.2.4. CRO Penyimpanan Analog (Storage Osciloscope) Keistimewaan ekstra disediakan pada beberapa scope analog penyimpan. Keistimewaan ini memungkinkan pola penjejakan normal rusak dalam hitungan detik untuk tetap tinggal pada layar. Dalam rangkaian listrik kemudian dapat dengan sengaja jejak pada layar diaktifkan disimpan dan dihapus. Penyimpan disempurnakan dengan menggunakan prinsip emisi sekunder. Bila berkas titik elektron menulis dilewatkan pada permukaan pospor, momen tidak hanya menyebabkan pospor beriluminasi, namun energi kinetik berkas elektron membentur elektron lain sehingga bebas

meninggalkan permukaan pospor. Ini meninggalkan muatan positip. Osiloskop penyimpan mempunyai satu atau lebih elektron gun sekunder yang dinamakan flood gun memberikan keadaan banjir elektron bernergi rendah berjalan menuju layar pospor. Elektron-elektron dari senapan banjir sangat lebih kuat menuju area layar pospor dimana senapan menulis telah meninggalkan muatan positip, dengan cara ini elektron-elektron dari senapan banjir mengeluminasi kembali pospor dengan memberikan muatan positip pada layar. Jika energi elektron dari senapan banjir tepat seimbang, setiap elektron

Selektor picu

Attenuator saluran tunda

Penguat vertikal

Attenuator Saluran tunda

Penguat vertikal

Rangkaian pemicu

Generator penyapu

penguat horisontal

Saluran A

Saluran B

Picu luar A

B

Jala jala

senapan banjir merobohkan satu elektron sekunder pospor, sehingga mempertahankan muatan positip daerah yang diiluminasi. Dengan cara demikian gambar asli yang telah ditulis dengan senapan tulis dapat tetap tinggal dalam waktu yang lama. Kelebihan CRO penyimpanan adalah mampu merekam hasil pengukuran sinyal, dan tetap diperagakan meskipun sinyal masukan telah dihilangkan. Ini sangat membantu untuk pengamatan suatu peristiwa yang terjadi sekali saja akan lenyap dari layar. CRT penyimpan dapat menyimpan peragaan jauh lebih lama, sampai beberapa jam setelah bayangan terbentuk pada pospor. Ciri ingatan atau penyimapanan bermanfaat sewaktu memperagakan bentuk gelombang sinyal yang frekuensinya sangat rendah. Frekuensi sangat rendah bila diukur dengan CRO biasanya bagian awal peragaan akan menghilang sebelum bagian akhir terbentuk pada layar. CRT penyimpan dapat digolongkan sebagai tabung dengan dua kondisi stabil dan tabung setengah nada (half tone). Tabung dua

kondisi stabil akan menyimpan satu peristiwa atau tidak menyimpan, hanya menghasilkan satu level keterangan bayangan. Tabung dengan dua kondisi stabil dan setengah nada keduanya mengunakan fenomena emisi elektron sekunder guna membentuk dan menyimpan muatan elektrostatik pada permukaan satu sasaran yang terisolasi. Pembahasan berikut berlaku untuk kedua jenis tabung tersebut. Bila sebuah sasaran ditembak oleh satu aliran elektron primer, satu pengalihan energy yang memisahkan elektron lain dari permukaan sasaran akan terjadi dalam satu proses yang disebut emisi sekunder. Jumlah elektron sekunder yang dipanaskan dari permukaan sasaran bergantung pada kecepatan elektron primer, intensitas berkas elektron, susunan kimia dari bahan sasaran dan kondisi permukaannya. Karakteristik ini dinyatakan dalam perbandingan emisi sekunder, yang didefinisikan sebagai perbandingan antara arus emisi sekunder terhadap arus berkas primer yaitu :

Prinsip kerja tabung penyimpan dengan kondisi dua stabil yang elementer digambarkan gambar 7-24 di bawah ini. Jika tegangan sasaran tinggi, sasaran ditulis (direkam), jika tegangan sasaran

rendah sasaran terhapus. Dengan demikian tabung mempunyai suatu penunjukan elektris dan kondisi penyimpanannya tidak dapat dilihat.

= Is/Ip

Gambar 7-24 Tabung penyimpan dengan sasaran ganda dan dua senapan elektron

Gambar 7-25 CRT penyimpan sasaran ganda dan dua senapan elektron

Pada gambar 7-25 menunjukkan prinsip sebuah tabung penyimpan dengan dua kondis stabil yang mampu menuliskan, menyimpan

dan menghapus sebuah bayangan. Tabung penyimpan ini berbeda dengan tabung penyimpan dengan sasaran

Rasio emisi sekunder Tindakan senapan banjir

menulis

Tindakan senapan banjir

hapus

Titik potong

Tegangan sasaran

Kolektor 200 V Katoda senapan banjir

0 V

Katoda senapan penulis

-2000 Volt

= 1

= 0

pulsa untuk menghapus

Pengembalian perlahan

-2000 V

Senapan banjir

Pulsa gerbang

Senapan penulis

Elektroda pengumpul

+200 V

Senapan ganda

mengambang, mempunyai dua aspek perbedaan yaitu : (1) memiliki permukaan sasaran ganda dan memiliki senanpan berkas elektron kedua. Senapan berkas elektron kedua disebut senapan banir (flood gun), fungsinya memancarkan berkas elektron primer kecepatan rendah membanjiri seluruh permukaan sasaran. Ciri yang menonjol dari senapan banjir adalah membanjiri sasaran sepanjang waktu dan tidak hanya sebentar seperti halnya yang dilakukan senapan penulis. Titik stabil rendah adalah beberapa volt negative terhadap katoda senapan banjir, dan titik stabil atas adalah + 200V, yaitu tegangankolektor. Sedangkan tegangan katoda senapan penulis -2000V, dan kurva emisi sekundernya ditindihkan di atas kurva senapan banjir. Gabungan efek senapan penulis dan senapan banir merupakan penjumlahan efek masng-masing berkas berkas elektron itu sendiri. Bila senapan penulis dibuka, berkas elektron primernya mencapai sasaran pada potensial 2000V, yang menyebabkan emisi-emisi ekunder sasaran tinggi. Dengan demikian tegangan sasaran meninggalkan titik stabil rendah dan mulai bertambah. Akan tetapi senapan berkas elektron banjir berusaha mempertahankan sasaran pada kondisi stabilnya dan melawan pertambahan tegangan sasaram. Jika senapan penulis dialihkan ke posisi bekerja cukup lama guna membawa sasaran melewati titik potong, berkas elektron senapan

banjir akan membantu senapan berkas elektron penulis dan membawa sasaran sepenuhnya ke titik stabil atas, sehingga sasaran dituliskan. Meskipun jika hubungan ke senapan penulis diputuskan, sasaran akan dipertahankan oleh berkas elektron senapan banjir dalam kondisi stabil atas, dengan demikian menyimpan informasi yang disampaikan oleh senapan penlis. Bila senapan penulis tidak cukup lama bekerja membawa sasaran melewati titik poton, berkas elektron senapan banjir akan memindahkan sasaran kembali ke kondisi stabil bawa dan tidak terjadi penyimpanan. Menghapus sasaran berarti hanya menyimpan tegangan saran kembali ke tingkat stabil rendah. Ini dilakukan dengan mendenyutkan kolektor ke negatip sehingga secara seketika kolektor menolak elektron emisi sekunder dan memantulkan kembali ke sasaran. Ini memperkecil arus kolektor Is, dan perbandingan emisi sekunder turun di bawah satu. Selanjutnya sasaran mengumpulkan elektron primer dari senapan banjir (pada saat ini senapan penulis idak bekerja) dan bermuatan negatip. Tegangan sasaran berkurang samapai mencapai titik stabil rendah akibatnya pengemisian terhenti dan sasaran dalam kondisi terhapus. Stelah penghapusan kolektor dikembalikan ke tegangan positip semula (+200V) dengan demikian pulsa

penghapus dikembalikan ke nol. Seperti ditunjukan pada gambar 7-24 ini terjadi secara perlahan-lahan, sehingga sasaran tidak dikemudikan secara idak sengaja melalui titik potong dan kembali menjadi tertulis (terekam). Permukaan sasaran tabung penyimpan pada gambar 7-24 terdiri dari sejumlah sasaran logam terpisah yang secara elektris terpisah satu sama lain dan diberi angka 1 sampai 5. Senapan banjir dikonstruksi sederhana tanpa pelat-pelat defleksi, dan memancarkan elektron berkecepatan rendah, menutup semua sasaran terpisah. Bila senapan penulis ditembakkan, sebuah berkas elektron terpusat berkecepatan tinggi diarahkan sasaran kecil (dalam hal ini nomor 3). Kemudian sasaran yang satu ini bermuatan positip dan dituliskan ke titik stabil atas. Bila senapan penulis dimatikan lagi, elektron banjir mempertahankan sasaran nomor 1 pada titik stabil atas. Semua sasaran lain dipertahanan pada titik stabil bawah. Langkah terakhir dalam perkembangan tabung penyimpan dua kondisi stabil dengan tembus pandang adalah penggantian masing-masing sasaran logam dengan sebuah pelat dielektrik tunggal. Pelat penyimpan dari bahan dielektrik terdiri dari lapisan partikel-partikel fosfor yang terhambur setiap bagian dari luasan permukaan mampu ditulis atau dipertahankan positip atau

dihapus mempertahankan negatip tanpa mempengaruhi permukaan pelat di sebelahnya. Pelat dielektrik ini diendapkan pada sebuah permukaan pelat gelas yang dilapisi bahan konduktif. Lapisan konduktif disebut punggung pelat sasaran (storage target back plate), berfungsi mengumpulkan berkas elektron emisi sekunder. Di samping senapan penulis dan perlengkapan pelat defleksi CRT penyimpan ini mempunyai dua senapan banjir dan sejumlah elektroda pengumpul yang membentuk sebuah lensa berkas elektron guna mendistribusikan berkas elektron banjir secara merata pada seluruh luasan permukaan sasaran penyimpan. Setelah senapan penulis menuliskan bayangan bermuatan pada sasaran penyimpan, senapan banir menyimpan bayangan. Bagian sasaran yang dituliskan telah ditembaki oleh berkas elektron banjir yang mengalihkan energy ke lapisan fosfor dalam bentuk cahaya terlihat. Pola cahaya ini dapat dilihat melalui permukaan pelat gelas. Karena sasaran permukaan penyimpan dapat positip atau negatip, maka terangnya keluaran cahaya yang dihasilkan oleh berkas elektron banjir biasanya memiliki kecerahan (brightness) penuh ataupun minimal. Tidak terdapat skala kabur diantara kedua batas.

7.4. Osiloskop Digital 7.4.1. Prinsip Kerja CRO Digital Pada CRO digital menyediakan informasi sinyal secara digital disamping peragaan CRT sebagaimana CRO analog. Pada dasarnya CRO digital terdiri dari CRO laboratorium konvensional berkecepatan tinggi ditambah dengan rangkaian pencacah elektronik yang keduanya berada dalam satu kotak kemasan. Rangkaian kedua unit dihubungkan dengan memakai sebuah pengontrol peragaan logic, memungkinkan pengukuran pada kecepatan dan ketelitian tinggi. CRO penunjuk angka pembacaan,. kenaikan waktu (rise time), amplitudo dan beda waktu, bergantung pada posisi alat control seperti TIME/DIV, AMPLTUDE/DIV dan PROGRAM dengan hasil relatip lebih akurat. Pada saat probe osiloskop digital diberi masukan, pengaturan amplitudo sinyal pada sistem vertikal seperti osiloskop analog. Selanjutnya sinyal analog diubah ke dalam bentuk digital dengan rangkaian analog-to-digital converter (ADC). Dalam sistem akuisi sinyal sampel pada titik waktu diskrit, diubah dalam harga digital disebut sample

point. Sampel clock sistem digital menentukan seberapa sering ADC mengambil sampel. Kecepatan clock “ticks” disebut sample rate dan diukur dalam banyak sampel yang diambil dalam satuan detik (jumlah sample/detik). Hasil dari ADC disimpan dalam memori sebagai titik-titik bentuk gelombang. Mungkin lebih dari satu titik sampel dibuat satu titik bentuk gelombang. Titik-titik bentuk gelombang secara bersama-sama membentuk rekaman bentuk gelombang. Jumlah titik bentuk gelombang yang digunakan untuk membentuk rekaman disebut record length. Sistem trigger menentukan kapan perekaman sinyal dimulai dan diakhiri. Peragaan menerima rekaman titik-titik bentuk gelombang setelah disimpan dalam memori. Kemampuan osiloskop tegantung pada pemroses pengambilan titik. Pada dasarnya osiloskop digital serupa dengan osiloskop analog, pada saat pengukuran memerlukan pengaturan vertikal, horisontal dan trigger.

Gambar 7-26. Blok diagram osiloskop digital

7.4.2. Metoda Pengambilan Sampel Metoda pengambilan sampel menjelaskan bagaimana osiloskop digital mengumpulkan titik-titik sampel. Untuk perubahan sinyal lambat, osiloskop digital dengan mudah mengumpulkan lebih dari cukup titik sampling untuk mengkonstruksi gambar secara akurat. Oleh karena itu untuk sinyal yang lebih cepat (seberapa cepat tergantung pada kecepatan sampling osiloskop) osiloskop tidak dapat mengumpulkan cukup sampel . Osiloskop digital mampu melakukan dua hal yaitu :

mengumpulkan beberapa titik sampel dari sinyal dalam jalan tunggal ( real-time sampling mode ) dan kemudian menggunakan interpolasi. Interpolasi merupakan teknik pemrosesan untuk mengestimasi apakah bentuk gelombang pada beberapa titik nampak sama seperti aslinya.

membangun gambar bentuk gelombang sepanjang waktu pengulangan sinyal ( equivalent-time sampling mode).

7.4.3. Pengambilan Sampel Real-Time dengan Interpolasi Osiloskop digital menggunakan pengambilan sampel real-time seperti metoda sampling standar. Dalam pengambilan sampel real-

time, osiloskop mengumpulkan sampel sebanyak yang dapat menggambarkan sinyal sebenarnya. Untuk pengukuran

sinyal tansien harus menggunakan real time sampling.

Peraga

Sistem Akusisi

Pengubah analog ke digital

Memori

Pemroses

Sistem triger

Sistem peraga digital

Sistem Horisontal

Sample Clock

Sistim Vertikal

AttenuatPenguat Vertikal

Gambar 7-27. Pengambilan sampel real-time

Osiloskop digital menggunakan interpolasi dalam memperagakan sinyal secepat yang osiloskop dapat hanya dengan mengumpulkan beberapa titik sampel. Inperpolasi adalah menghubungkan titik. Interpolasi linier sederhana menghubungkan titik sampel dengan garis lurus. Interpolasi sinus menghubungkan

titik sampel dengan titik kurva (gambar 7-28) . Dengan interpolasi sinus , titik-titik dihitung untuk mengisi waktu antar sampel riil. Proses ini meskipun menggunakan sinyal yang disampel hanya beberapa kali dalam satu siklus dapat diperagakan secara akurat.

Gambar 7-28. Interpolasi sinus dan linier

gelombang sinus yang direprduksi dengan interpolasi sinus

gelombang sinus yang direproduksi dengan menggunakan linier interpolasi

kecepatan pengambilan sampel

bentuk gelombang yang dikonstruksi dengan titik sampel

7.4.4. Ekuivalensi Waktu Pengambilan Sampel Beberapa osloskop digital dapat menggunakan ekuivalen waktu pengambilan sampel untuk menangkap pengulangan sinyal yang sangat cepat. Ekuivalensi waktu pengambilan sampel mengkonstruksi gambar pengulangan sinyal dengan menangkap sedikit bit informasi dari setiap sinyal (gambar 7-30) .

Bentuk gelombang secara perlahan dibangun seperti untai cahaya yang berjalan satu persatu. Dengan mengurutkan sampel titik-titk muncul dari kiri ke kanan secara berurutan, sedangkan pada random sampling titik-titik muncul secara acak sepanjang bentuk gelombang

Gambar 7-29. Akusisi pembentukan gelombang

7.4.5. Osiloskop Penyimpan Digital Osiloskop penyimpan digital atau disingkat DSO (Digital Storage Osciloscpe), sekarang ini merupakan jenis yang lebih disukai untuk aplikasi kebanyakan industri meskipun CRO analog sederhana masih banyak digunakan oleh para hobist. Osiloskop penyimpan digital menggantikan

penyimpan analog yang tidak stabil dengan memori digital, yang dapat menyimpan data selama yang dikehendaki tanpa mengalami degradasi. Ini memungkinkan untuk pemrosesan sinyal yang kompleks dengan rangkaian pemroses digital kecepatan tinggi.

Gambar 7-30. Osiloskop penyimpan digital

Gelombang dibentuk dengan titik sampel akuisisi siklus pertama akusisi siklus kedua akusisi siklus ketiga akuisis siklus ke n

Masukan vertikal, sebagai pengganti pengendali penguat vertikal adalah digitalisasi dengan rangkaian pengubah analog menjadi digital (analog digital converter) hasilnya sebagai data yang disimpan dalam memori mikroprosesor. Data selanjutnya diproses dan dikirim untuk diperagakan, awalnya osiloskop penyimpan digital menggunakan peraga tabung sinar katoda, namun sekarang lebih disukai dengan menggunakan LCD layar datar. Osiloskop penyimpan digital dengan peraga LCD warna sudah umum digunakan. Data dapat diatur dikirim melalui pemrosesan LAN atau WAN atau untuk pengarsipan. Layar gambar dapat langsung direkam pada kertas dengan alat berupa printer atau plotter , tanpa memerlukan kamera osiloskop. Osiloskop memiliki perangkat lunak penganalisa sinyal sangat bermanfaat untuk penerapan ranah waktu misal mengukur rise time, lebar pulsa, amplitudo, spektrum frekuensi, histogram, statistik, pemetaan persistensi dan sejumlah parameter yang berguna untuk seorang engineer dalam bidang spesialisasinya seperti telekomunikasi. analisa disk drive dan elektronika daya. Osiloskop digital secara prinsip dibatasi oleh performansi rangkaian masukan analog dan frekuensi pengambilan sampel. Pada umumnya kecepatan frekuensi pengambilan sampel sekurang-kurangnya dua kali komponen frekuensi tertinggi dari

sinyal yang diamati. Osiloskop dapat memvariasi timebase dengan waktu yang teliti. Misal untk membuat gambar sinyal yang diamati secara berulang. Memerlukan salah satu clock atau memberikan pola yang berulang. Bila diperbandngkan antara osiloskop penyimpan analog dengan osiloskop penyimpan digital, osiloskop penyimpan digital memiliki beberapa kelebihan antara lain. Peraga lebih jelas dan besar

dengan warna pembeda untuk multi penjejakan.

Ekuivalen pengambilan sampel dan pengamatan menunjukkan resolusi lebih tinggi di bawah

V. Deteksi puncak. Pre-trigger Mudah dan mampu menyimpan

beberapa penjejakan memungkinkan pada awal kerja tanpa trigger. Ini membutuhkan reaksi

peraga cepat (beberapa osiloskop memiliki penundaan 1 detik).

Knob harus besar dan perpindahan secara halus.

Juga dapat digunakan untuk penjejakan lambat seperti variasi temperatur sepanjang hari, dapat direkam.

Memori osiloskop dapat disusun tidak hanya sebagai satu dimensi namun juga sebagai susunan dua dimensi untuk mensimulasikan pospor pada layar. Dengan teknik digital memungkinkan analisis kuantitatip .

Memungkinkan untuk pengamatan otomasi. Kelemahan osiloskop penyimpan digital adalah kecepatan penyegaran layar terbatas. Pada osiloskop analog, pemakai dapat mengindra berdasarkan intuisi kecepatan trigger dengan melihat pada keadaan penjejakan CRT. Untuk osiloskop digital layar terkunci secara pasti sama untuk kecepatan sinyal kebanyakan yang mana kecepatan penyegaran layar dilampaui. Satu hal lagi, seringkali titik terlalu terang glitches atau

penomena lain yang jarang didapat pada layar hitam putih dari osiloskop digital standar, persistansi dari pospor CRTpada osiloskop analog rendah membuat glitch dapat dilihat jika diberikan beberapa trigger berurutan. Keduanya sulit diselesaikan sekarang ini dengan pospor osiloskop digital, data disimpan pada kecepatan penyegaran tinggi dan dipergakan dengan intensitas yang bervariasi untuk mensimulasikan persistensi penjejakan dari CRT osiloskop.

7.5. Spesifikasi Osiloskop Untuk melihat seberapa bagus kualitas osiloskop dapat dilihat dari nilai spesifikasi instrument yang bersangkutan. Dalam pembahasan ini diambil spesifikasi

dari Osciloscope Hewlett Packard (HP) type 1740 A. Dipilih Osiloskop HP 1740 karena jenis dua kanal yang dapat mewakili osiloskop analog.

7.5.1. Spesifikasi Umum Jenis osiloskop dua kanal sistem defleksi vertikal memiliki 12 faktor defleksi terkalibrasi dari 5 mV/div sampai 20V/div. Impedansi masukan dapat dipilih 50 atau 1 M untuk memenuhi variasi pengukuran yang diperlukan. Sistem defleksi horisontal memiliki kecepatan sapuan terkalibrasi dari 2s/div sampai 0,05 μs/div,

kecepatan penundaan sapuan dari 20 ms/div sampai 0,05 s/div. Pengali 10 untuk memperluas semua sapuan dengan faktor 10 dan sapuan tercepat 5 ns/div. Dalam mode alternate ataupun Chop control trigger-view dimungkinkan memperagakan tiga sinyal yaitu kanal A, kanal B dan sinyal trigger.

7.5.2. Mode Peraga Vertikal Kanal A dan kanal B diperagakan bergantian dengan sapuan berurutan (ALT). Kanal A dan kanal B diperagakan dengan pensaklaran antar kanal pada

kecepatan 250 kHz, selama pensaklaran (Chop) berkas dipadamkan, kanal A ditambahkan kanal B (penambahan aljabar) dan trigger view.

7.5.3. Perhatian Keamanan Untuk pencagahan kerusakan diperhatikan selama pengoperasian, perawatan dan perbaikan peralatan. Untuk meminimumkan kejutan casis instrument atau cabinet harus

dihubungkan ke ground secara listrik. Instrumen menggunakan kabel AC tiga konduktor hijau untuk dihubungkan dengan ground listrik.

7.6. Pengukuran Dengan Osiloskop 7.6.1. Pengenalan Panel Depan dan Fungsi 1. Pengenalan Fungsi Panel

Depan dijelaskan searah jarum jam dimulai dari saklar daya.

2. Saklar on / off untuk mengaktifkan CRO putar tombol searah jam.

3. CRO aktif ditandai dengan lampu menyala.

4. Time/ div untuk mengatur lebar sinyal agar mudah dibaca.

5. Tombol time kalibrasi digunakan saat mengkalibrasi waktu, bila kalibrasi telah dilakukan posisi ini tidak boleh diubah-ubah.

6. Terminal kalibrasi tempat dihubungkan probe pada saat kalibrasi. Posisi X digunakan untuk menggeser tampilan sinyal dalam peraga kea rah horizontal.

7. Triger digunakan untuk mengatur besarnya picu sedangkan picu negatip atau positip diatur dengan tombol kecil dibawahnya kanan positip kiri negatip.

8. Input ext, adalah tempat memasukkan sinyal dari luar yang dapat difungsikan sebagai time base.

9. Ground tempat disambungkan dengan ground rangkaian yang diukur.

10. Fokus untuk mengatur focus tampilan sinyal pada layar.

11. Posisi Y digunakan untuk mengatur posisi tampilan sinyal yang diukur pada kanal 2 arah vertikal.

12. Input kanal 2 merupakan terminal masukan untuk pengukuran sinyal.

Lebar band : batas atas mendekati 20 MHz. Kopel DC : dc sampai 100 MHz untuk kedua mode Ri 50 dan 1M . Kopel AC : mendekati 10Hz sampai 100 MHz dengan probe pembagi 10:1 Rise time : 3ns diukur dari 10% sampai 90% . Faktor defleksi : Range : 5mV/div sampai 20V/div (12 posisi terkalibrasi). Vernier : bervariasi

Gambar 7-31. Fungsi tombol panel depan CRO

13. Kalibrasi tegangangan perlu

diatur pada saat kalibrasi agar tepat pada harga seharusnya. Bila tegangan ini telah tercapai tombol tidak boleh diubah-ubah, karena dapat mempengaruhi ketelitian pengukuran.

14. Mode operasi atau pemilih kanal, digunakan untuk memilih mode operasi hanya menampilkan kanal 1, kanal 2 atau keduanya.

15. Volt/div digunakan untuk mengatur besarnya tampilan amplitudo untuk mempermudah pembacaan dan ketelitian hasil

pengukuran. Pengaturan yang baik adalah pengaturan yang menghasilkan tampilan amplitudo terbesar tanpa terpotong.

16. Pemilih AC, DC , ground diatur sesuai dengan besaran yang diukur, untuk pengukuran tegangan batere digunakan DC, pengukuran frekuensi pada posisi AC dan menepatkan posisi berkas pada posisi ground.

17. Terminal masukan kanal 1 sama fungsinya dengan terminal masukan kanal 2,

Posisi vertikal Ch 1

Input Ch 1

Time/div

kalibrasi

Lampu indikatorSaklar

on/off Tombol kalibrasi

Posisi X

Intensitas

Triger

Fokus

Posisi

vertikal

ch 2

Input Ch 2

gratikul

Berkas elektron

kalibrasi teg mode

operasi

Volt/div

Ground

pemilih AC, ground, DC

Inp Ext

tempat dihubungkannya sinyal yang akan diukur.

18. Posisi Y kanal 1 untuk mengatur tampilan sinyal pada layar kea rah vertikal dari masukan kanal 1.

19. Berkas elektron menunjukkan bentuk sinyal yang diukur, bila garis terlalu tebal dapat di tipiskan dengan mengatur focus, dan bila terlalu terang dapat diatur intensitasnya.

20. Gratikul adalah skala pembacaan sinyal. Sinyal dibaca perkolom gratikual dikalikan posisi divisi. Misal mengukur tegangan amplitudo tingginya 3 skala gratikul akan terbaca 6 volt jika posisi Volt/div pada 2V.

7.6.2. PengukuranTegangan DC 7.6.2.1. Alat dan bahan yang diperlukan

1. CRO 1 buah 2. Probe CRO 1 buah 3. Batere 6 Volt 1 buah 4. Kabel secukupnya

7.6.2.2. Kalibrasi CRO Sebelum pengukuran tegangan DC, dilakukan kalibrasi dengan langkah-langkah sebagai berikut. 1. Sebelum pengukuran dilakukan,

terlebih dahulu osiloskop dikalibrasi dengan cara berikut. Menghubungkan probe osiloskop pada terminal kalibrasi dan ground. Model osiloskop yang berbeda ditunjukkan pada gambar 7-32.

2. Kemudian time/div dan Volt/div

di atur untuk memperoleh besar tegangan dan frekuensi kalibrasi. Osiloskop yang digunakan mempunyai nilai

kalibrasi 1 Volt dengan frekuensi 1 kHz. Mengatur Volt/div pada 1 Volt/div, time div diatur pada 1 ms dihasilkan peragaan seperti gambar berikut. Bila penunjukkan tidak satu skala gratikul penuh atur tombol kalibrasi pada Volt/div hingga penunjukkan satu skala penuh. Demikian juga untuk waktu bila lebar tidak satu skala gratikul penuh atur tombol kalibrasi time/div agar tepat satu skala gratikul penuh. Setelah itu tombol kalibrasi jangan diubah-ubah.

Gambar 7-32.. Pengawatan kalibrasi

Gambar 7-33. Bentuk gelombang kalibrasi

3. Saklar pemilih posisi AC, DC ground diposisikan pada gound,

berkas diamati dan ditepatkan berimpit dengan sumbu X.

Input kalibrasi

ground

T ime kalibrasi

Kanal 1 V kalibrasi

Gambar 7-34. Berkas elektron senter tengah

4. Probe dihubungkan dengan kutub batere positip ground kutub betere negatip, saklar pemilih posisi dipindahkan ke DC sehingga berkas akan berpindah pada posisi keatas. Besarnya lompatan dihitung

denan satuan kolom sehingga harga penunjukan adalah = jumlah kolom loncatan X posisi Volt/div. Bila Volt/div posisi 1 maka harga penunjukan adalah = 6 kolom div x 1Volt/div = 6 Volt DC.

Gambar 7-35. Loncatan pengukuran tegangan DC

7.6.3. Pengukuran Tegangan AC 7.6.3.1. Peralatan yang diperlukan 1. CRO 1 buah 3. Audio Frekuensi Genarator 1 buah 2. Probe 1 buah 4. Kable penghubung secukupnya.

7.6.3.2. Prosedur Pengukuran 1. Pemilih diposisikan pada AC,

bila hanya digunakan satu kanal tetapkan ada kanal 1 atau kanal 2.

2. Sumber tegangan AC dapat digunakan sinyal generator ,

dihubungkan dengan masukan CRO pengawatan ditunjukkan gambar 7-36.

Gambar 7-36. Pengawatan pengukuran dengan function generator

3. Frekuensi sinyal generator di atur pada frekuensi 1 kHz dengan mengatur piringan pada angka sepuluh dan menekan

tombol pengali 100 ditunjukkan pada gambar di bawah.

Gambar 7-37. Pengaturan function generator panel depan

Gambar 7-38. Pengaturan frekuensi sinyal

ditekan

On, putar ke kanan

4. Tombol power (tombol merah) di tekan untuk mengaktifkan sinyal generator.

Diamati bentuk gelombang pada layar dan baca harga amplitudonya.

Gambar 7-39. Bentuk gelombang V/div kurang besar Amplitudo terlalu besar tidak terbaca penuh, volt/div dinaikkan pada harga yang lebih besar atau putar tombol berlawanan arah jarum jam.

Gambar 7-40. Bentuk gelombang intensitas terlalu besar

Gambar terlalu terang, intensitas diatur sehingga diperoleh gambar

yan mudah dibaca, dan intensitas baik seperti gambar berikut.

Gambar 7-41. Bentuk gelombang sinus

3. Cara lain dengan menempatkan

time/div pada XY diperoleh peragaan sinyal garis lurus sehingga pembacaan kolom lebin teliti. Saklar time/div diatur

putar ke kanan searah jarum jam. Untuk peragaan seperti ini intensitas jangan terlalu terang dan jangan berlama-lama.

7.6.4. Pengukuran Frekuensi 7.6.4.1. Peralatan yang dibutuhkan

1. CRO 1 buah 2. Audio Function Generator 2 buah 3. Probe 2 buah 4. Kabel penghubung secukupnya

6 kolom div bila posisi Volt/div 1 maka V=6Vp-p

Gambar 7-42. Bentuk gelombang mode XY

7.6.4.2. Pengukuran Frekuensi Langsung Pengukuran frekuensi langsung dengan langkah-langkah seperti berikut : 1. Melakukan kalibrasi CRO

dengan prosedur seperti dalam pengukuran tegangan DC diatas.

2. Probe dihubungkan dengan keluaran sinyal generator.

3. Frekuensi di atur pada harga yang diinginkan berdasarkan keperluan, sebagai acuan baca penunjukan pada skala sinyal generator.

4. Atur Volt divisi untuk mendapatkan simpangan amplitudo maksimum tidak cacat (terpotong).

5. Time/div diatur untuk mendapatkan lebar sinyal maksimum tidak cacat (terpotong).

6. Lebar sinyal diukur dari sinyal mulai naik sampai kembali naik untuk siklus berikutnya.

T= perioda

Gambar 7-43. Pengukuran frekuensi langsung

T perioda =

8 X time/div

F = 1/T

Gambar 7-44. Pengawatan pengukuran frekuensi langsung

7.6.4.3. Pengukuran Frekuensi Model Lissayous Pada pengukuran jenis ini diperlukan osiloskop dua kanal dan sinyal yang telah diketahui frekuensinya, pengukuran dilakukan dengan langkah-langkah berikut ini. 1. Sinyal yang telah diketahui

dihubungkan pada kanal yang kita tandai sebagai acuan misalnya pada X.

2. Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal yang lain.

3. Amplitudo diatur untuk mendapatkan amplitudo yang sama besarnya bila penyamaan tidak dapat

dicapai dengan pengaturan Volt/div, tombol kalibrasi diatur untuk mencapai kesamaan amplitudo. Kesamaan ini penting supaya diperoleh bentuk lissayous sempurna.

4. Misalnya sebelum di lissayouskan kedua sinyal mempunyai amplitudo sama frekuensi berbeda seperti gambar di atas. Time/div diatur dipindahkan pada posisi lissayous. Jika sinyal warna hijau adalah masukan X dan merah Y pada layar akan menunjukkan perbandingan seperti gambar berikut.

Sinyal X

Gambar 7-45. Pengukuran frekuensi model Lissayous 7.6.5. Pengukuran Fasa 7.6.5.1. Alat dan bahan yang diperlukan 1. CRO 1 buah 2. Rangkaian penggeser phasa 1 buah 3. Probe 2 buah 4. Kabel penghubung secukupnya

7.6.5.2. Prosedur Pengukuran Beda Phasa Pengukuran fasa dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara langsung dan model lissayous. 1. Pengukuran secara langsung, kedua sinyal dihubungkan pada

masukan kanal 1 dan kanal 2.

t T = perioda Gambar 7-46. Pengukuran beda fasa langsung

Sinyal Y Fx : Fy = 1 : 2 Fx = (Fy/2)

Beda fasa = (t/T) X 360

2. Pengukuran beda fasa dengan mode lissayous kedua sinyal dihubungkan pada kedua terminal masukan CRO. Kemudian time divisi diatur

pada posisi XY. Penampilan peraga berdasarkan perbandingan dan perbedaan fasa ditunjukkan pada table berikut.

Gambar 7-47. Perbandingan frekuensi 1: 3 beda fasa 90°

Perbandingan XY

1:1

0o 45o 90o 135o

220o

360o

1:2

0o 22 30’ 45o 90o

135o 180o

1:3

0o 15o 30o 60o

90o 120o

1:4

0o 11 15’ 22 30’

45o

67 30’ 90o

Gambar 7-48. Beda fasa dan beda frekuensi model lissayous

7.7.1. MSO Sumbu XYZ Aplikasi Pada Pengujian Otomotif 7.7.2. Mixed Signal Oscilloscope Sebuah osiloskop sinyal dicampur (mixed signal oscilloscope / MSO) memiliki dua jenis masukan, jumlah kecil ( pada umumnya dua atau empat) kanal analog. Pengukuran diperoleh dengan

basis pewaktuan tungal, dapat dilhat pada peraga tunggal dan banyak kombinasi sinyal yang dapat digunakan untuk memicu osiloskop.

Gambar 7-49. Mixed storage oscilocope (MSO)

MSO mengkombinasi semua kemampuan pengukuran model Digital Storage osciloscope (DSO) dengan beberapa kemampuan pengukuran penganalisa logika (logic Analyzer). Pada umumnya MSO menindak lanjuti kekurangan kemampuan pengukuran digital dan mempunyai sejumlah besar kanal akuisisi digital dari penganalisa logika penuh namun penggunaannya tidak sekomplek penganalisa logika. Pengukuran

sinyal campuran pada umumnya meliputi karakterisasi dan pencarian gangguan, sistem menggunakan rangkain campuran analog, digital dan sistem meliputi pengubah analog ke digital (ADC), pengubah digial ke analog (DAC) dan sistem pengendali. Arsitektur MSO merupakan perpaduan antara DSO (Digital Storage Osciloscope) atau lebih tepatnya DPO (Digital Phospor Osciloscope) dengan panganalisa logika (Logic Analyzer).

7.7.3. Osiloskop Digital Pospor (Digital Phospor Osciloscope /

DPO) Osiloskop digital pospor (DPO) menawarkan pendekatan osiloskop arsitektur baru, Arsitektu ini memungkinkan DPO mengantarkan akuisisi unik dan

kemampuan rekonstruksi sinyal secara akurat. Sementara DPO menggunakan arsitektur pemrosesan serial untuk pengambilan, peragaan dan

analisa sinyal, DPO menggunakan arsitektur pemrosesan parallel mempunyai dedikasi unik perangkat keras ASIC untuk memperoleh gambar bentuk gelombang, mengantarkan kecepatan pengambilan bentuk gelombang tinggi yang menghasilkan visualisasi sinyal

pada tingkat yang lebih tinggi. Performansi ini menambah kemungkinan dari kesaksian kejadian transien yang terdapat pada sistem digital, seperti pulsa kerdil, glitch dan kesalahan transisi. Deskripsi dari arsitektur pemrosesan parallel dijelaskan berikut ini.

7.7.4. Arsitektur Pemrosesan Paralel Tingkat input pertama DPO serupa dengan osiloskop analog sebuah penguat vertikal dan tingkat kedua serupa DSO sebuah ADC. Namun DPO secara signifikan berbeda dari konversi analog ke digital yang dahulu. Kebanyakan osiloskop analog DSO atau DPO selalu ada terdapat sebuah holdoff selama waktu proses

pengambilan data, pemasangan sistem lagi dan menunggu untuk kejadian pemicuan berikutnya. Selama waktu ini, osiloskop tidak melihat semua aktivitas sinyal. Kemungkinan melihat perubahan atau pengulangan kejadian lambat mengurangi penambahan waktu holdoff.

Gambar 7-50. Arsitektur pemrosesan paralel dari osiloskop digital pospor Dapat dinotasikan bahwa kemungkinan untuk menentukan besarnya kemungkinan dari pengambilan dengan melhat pada kecepatan update peraga. Jika semata-mata mempercayakan pada kecepatan update, ini mudah untuk membuat kesalahan dari kepercayaan pengambilan

osiloskop pada semua informasi tentang bentuk gelombang pada saat nyata atau tidak. Osiloskop penyimpan digital memproses bentuk gelombang yang diambil secara serial. Kecepatan mikroprosesor merupakan penentu dalam proses ini karena ini membatasi kecepatan

Amp Digital fosfor

mikroprosesor

Peraga

ADC

pengambilan bentuk gelombang. Rasterisasi DPO bentuk gelombang didigitkan diteruskan ke data base pospor digital. Setiap 1/30 detik atau sekitar kecepatan mata menerima sebuah snapshot dari gambar sinyal yang disimpan dalam data base, kemudian disalurkan secara langsung ke sistem peraga. Rasterisasi data bentuk gelombang dan secara langsung disalin ke memori peraga, dari data base dipindahkan ke pemrosesan data

tidak dapat dipisahkan dalam arsitektur yang lain. Detail sinyal, terjadi timbul tenggelam dan karakteristik dinamis dari sinyal yang diambil dalam waktu riil. DPOs mikroprosesor bekerja secara parallel dengan sistem akuisisi terpadu untuk memperagakan managemen, pengukuran otomasi dan pengendali instrument sehingga tidak mempengaruhi kecepatan akuisisi osiloskop.

Gambar 7-51. Peragaan sinyal DPO

Bila data base pospor digital diumpankan ke peraga osiloskop, mengungkapkan bentuk gelombang pada peraga diintensifkan, sebanding dengan proporsi frekeunsi sinyal pada setipa titik kejadian, sangat menyerupai penilaian karakteristik intensitas dari osiloskop analog. DPO juga memungkinkan memperagakan informasi variasi frekeunsi kejadian pada peraga seperti kekontrasan warna, tidak seperti pada psiloskop analog. Dengan DPO mudah untuk

melihat perbedaan antara bentuk gelombang yang terjadi pada hampir setiap picu. Osiloskop digital pospor (DPO) merupakan teknik antara teknologi osiloskop analog dan digital. Terdapat persamaan pengamatan pada frekuensi tinggi dan rendah, pengulangan bentuk gelombang, transien dan variasi sinyal dalam waktu riil. DPO hanya memberikan sumbu intensitas (Z) dalam waktu rill yang tidak ada pada DSO konvensional.

DPO ideal yang memerlukan perancangan terbaik dan piranti pelacak gannguan untuk cakupan aplikasi yang luas (contoh gambar

19). DPO yang pantas dicontoh untuk pengujian topeng komunikasi, digital debyg dari sinyal intermittent, perancangan

pengulangan digital dan aplikasi pewaktuan. Kemampuan pengukuran osiloskop ditingkatkan sehingga memungkinkan bagi anda untuk : Membuat, mengedit dan

berbagi dokumen dilakukan osiloskop, sementara osiloskop tetap bekerja dengan intrumen dalam lingkungan tertentu.

Akses jaringan mencetak dan berbagi file sumber daya

Mengakses window komputer Melakukan analisis dan

dekomentasi perangkat lunak Menghubungkan ke jaringan Mengakses internet Mengirim dan menerima e-mail

Gambar 7-52. Paket pilihan software

Peningkatan Kemampuan Sebuah osiloskp dapat ditingkatkan sehingga mampu mengakomodasi

kebutuhan perubahan. Beberapa osiloskop memungkinkan pemakai untuk :

Gambar 7-53 aplikasi modul

Gambar 7-54. Modul video Gambar 7-55 Pengembangan analisis

1. Menambah memori kanal untuk menganalisa panjang rekaman yang leih panjang

2. Menambah kemampuan pengukuran untuk aplikasi khusus

3. Menambah daya osiloskop untuk memenuhi cakupan probe dan modul

4. Bekerja dengan penganalisa pihak ketiga dan produktivitas perangkat lunak kompatibel window.

5. Menabah asesoris seperti tempat baterai dan rak.

6. Aplikasi modul dan perangkat lunak memungkinkan untuk menstransformasi osiloskop ke dalam perangkat analisa tertentu dengan kemampuan tinggi untuk melakukan fungsi seperti analisa jitter dan pewaktuan, sistem verifikasi memori mikroprosesor, pengujian komunikasi standar, pengukuran pengendali piringan, pengukran video, pengukuran daya dan sebagainya .

Gambar 7-56. Tombol pengendali posisi tradisional

7.7.5. Mudah Penggunaan Osiloskop mudah dipelajari dan mudah untuk membantu bekerja pada frekuensi dan produktivitas

puncak. Sama halnya tidak ada satupun pengendali mobil khas, tidak ada satupun pemakai

Gambar 7-57 peraga sensitip tekanan

Gambar 7 58 Menggunakan pengendali grafik

Gambar 7-59. Osiloskop portable

osilsokop yang khas. Kedua pemakai instrument tradisional dan yang mengalami perkembangan dalam area window / internet. Kunci untuk mencapai pemakai kelompok besar demikian adalah fleksibilitas gaya pengoperasian. Kebanyakan osiloskop menawarkan keseimbangan pencapaian dan kesederhanaan dengan member pemakai banayk cara untuk mengoperasikan instrument. Tampilan panel depan disajikan untuk pelayanan pengendalian vertikal, horisontal dan picu. Penggunaan banyak antara muka icon grafik membantu memahami dan dengan tak sengaja

menggunakan kemampuan yang lebih tinggi. Peraga sensitip sentuhan menyelesaikan isu kekacauan dalam kendaraan dan sementara memberi akses yang jelas bersih pada tombol layar. Memberi garis bantu yang dapat digunakan sebagai acuan. Kendali intuitif memungkinkan para pemakai osiloskop merasa nyaman mengendalikan osiloskop seperti mengendalikan mobil, sementara memberi waktu penuh pada pengguna untuk mengakses osiloskop. Kebanyakan osilskop portable membuat osiloskop efisien dalam banyak perbedaan lingkungan kerja di dalam laboratorium ataupun di lapangan

7.7.6. Probe 7.7.6.1. Probe pasip Untuk pengukuran sinyal dan besar tegangan, probe pasip memberikan kemudahan dalam pemakaian dan kemampuan cakupan pengukuran. Fasangan probe tegangan pasip dengan arus probe akan memberi solusi ideal pengukuran daya. Probe attenuator pengurangan 10X (baca sepulu kali) membebani rangkaian dalam perbandingan sampai 1X probe dan merupakan suatu tujuan umum probe pasip. Pembebanan rangkaian menjadi lebih ditujukan pada frekuensi yang lebih tinggi dan atau sumber sinyal impedansi yang lebih tinggi, sehingga meyakinkan untuk menganalisa interaksi pembebanan sinyal / probe sebelum pemilihan probe. Probe attenuator 10K meningkatkan

keteliatian pengukuran, namun juga mengurangi amplitudo sinyal pada masukan osiloskop dengan factor 10. Probe pasip memberikan solusi sempurna terhadap tujuan pengamatan pada umumnya. Namun, probe pasip tidak dapat mengukur secara akurat sinyal yang memiliki waktu naik ekstrim cepat dan mungkin terlalu sering membebani sensitivitas rangkaian. Bila kecepatan sinyal clock bertambah dan tuntutan kecepatan lebih tinggi dari pada kecepatan probe sedikit akan berpengaruh terhadap hasil pengukuran. Probe aktif dan diferensial memberikan penyelesaian ideal untuk pengukuran sinyal kecepatan tinggi atau diferensial.

Gambar 7-60. Probe pasip tipikal beserta asesorisnya

Karena ini mengecilkan sinyal, probe attenuator 10X membuatnya sulit melihat sinyal kurang dari 10mV puncak ke puncak. Penggunaan probe atenuator 10X sebagaiana tujuan penggunaan probe pda umumnya, namun dengan probe 1X dapat diakses dengan kecepatan rendah, sinyal amplitudo rendah. Beberapa probe memiliki saklar atenuasi antara 1X dan 10X jika probe mempunyai pilihan seperti ini yakinkan pengaturan penggunaan pengukuran benar.

7.7.6.2. Probe aktif dan Probe

Differensial Penambahan kecepatan sinyal dan tegangan lebih rendah membuat hasil pengukuran yang akurat sulit dicapai. Ketepatan sinyal dan pembebanan piranti merupakan isu kritis. Solusi pengukuran lengkap pada kecepatan tinggi, solusi pengamatan ketepatan tinggi untuk menyesuaikan performansi osiloskop (gambar 7-62).

Gambar 7 61. probe performansi tinggi

Probe aktif dan diferensial menggunakan rangkaian terpadu khusus untuk mengadakan sinyal selama akses dan transmisi ke osiloskop, memastikan integritas sinyal. Untuk pengukuran sinyal

dengan waktu naik tinggi, probe aktif kecepatan tinggi atau probe diferensial yang akan memberikan hasil yang lebih akurat.

Gambar 7-62. Probe sinyal terintegrarasi 7.8. Pengoperasian Osiloskop 7.8.1. Pengesetan Pada bagian ini menguraikan bagaiaman melakukan pengesetan dan mulai menggunakan osiloskop khusus, bagaimana melakukan ground osiloskop mengatur pengendalian dalam posisi standard an menggnati probe. Penabumian merupakan langkah penting bila pengaturan untuk membuat pengukuran atau rangkaian bekerja. Sifat penbumian dari osiloskop melindungi pemakai dari tegangan kejut dan penabumian sendiri melindungi rangkaian dari kerusakan. 7.8.2. Menggroundkan

osiloskop Menggroundkan osiloskop artinya menghubungkan secara listrik terhadap titik acuan netral, seperti

ground bumi. Ground osiloskop dilakukan dengan mengisi tiga kabel power ke dalam saluran ground ke ground bumi. Menghubung osiloskop dengan ground diperlukan untuk keamanan jika menyentuh tegangan tinggi kasus osiloskop tidak diground banyak kasus meliputi tombol yang muncul diisolasi ini dapat memberi resiko kejut. Bagaimanapun dengan menghubungkan osiloskop ke ground secara tepat, arus berjalan melalui alur ground ke ground bumi lebih baik dari pada tubuh ke groun bumi. Ground juga diperlukan untuk pengukuran yang teliti dengan osiloskop. Osiloskop membutuhkan berbagi ground yang sama dengan banyak rangkaian yang diuji.

Gambar 7 63. Probe reliable khusus pin IC

Banyak osiloskop tidak membutuhkan pemisah hubungan ke bumi ground. Osiloskop mempunyai dengan menjaga kemungkinan resiko kejut dari pengguna. 7.8.3. Ground Diri Pengguna

Jka bekerja dengan rangkaian terpadu (IC), juga diperlukan untuk mengubungkan tubuh dengan ground. Rangkaian terpadu mempunyai alur konduksi tipis yang dapat dirusak oleh listrik statis yang dibangun pada tubuh. Pemakai dapat menyelamatkan IC mahal secara sederhana dengan alas karpet dan kemudian menyentuh kaki IC. Masalah ini diselesaikan pakaian dengan tali pengikat ground ditunjukkan dalam gambar 6.4. Tali pengikat secara aman mengirim perubahan statis pada tubuh ke ground bumi. 7.8.4. Pengaturan Pengendali

Bagian depan osiloskop biasanya terbagi dalam 3 bagian utama yang ditandai vertikal, horisontal dan picu. Osiloskop mungkin mempunyai bagian-bagian lain tergantung pada mmodel dan jenis analog atau digital. Kebanyakan osiloskop memiliki sekurang-kurangnya dua kanal masukan dan setiap kanal dapat memperagakan bentuk gelombang pada layar. Osiloskop multi kanal sangat berguna untuk membandingkan bentuk gelombang. Beberapa osiloskop mempunyai tombol AUTOSET dan atau DEFAULT yang dapat mengatur untuk mengendalikan

langkah menampung sinyal. Jika osilskop tidak memiliki kemampuan ini, perlu dibantu mengatur pengendalian posisi standar sebelum pengukuran dilakukan. Pada umumnya instruksi pengaturan osiloskop posisi standar adalah sebagai berikut : Atur osiloskop untuk

mempergakan kanal 1 Atur skala vertikal volt/div dan

posisi ditengah cakupan posisi Offkan variable volt/div Offkan pengaturan besaran Atur penghubung masukan

kanal 1 pada DC Atur mode picu pada auto Atur sumber picu ke kanal 1 Atur picu holdoff ke minimum

atau off Atur pengendali intensitas ke

level minimal jika disediakan Atur pengendali focus untuk

mencapai ketajaman peraga Atur posisi horisontal time/div,

posisi berada ditengah-tengah cakupan posisi.

7.8.5. Penggunaan Probe

Sebuah probe berfungsi sebagai komponen kritis dalam sistem pengukuran, memastikan integritas sinyal dan memungkinkan pengguna untuk mengakses semua daya dan performansi dalam osiloskop. Jika probe sangat sesuai dengan osiloskop, dapat dipastikan mengakses semua daya dan performansi osiloskop dan akan memastikan integritas sinyal terukur.

Probe dikompensasi dengan benar

Gambar 7-64. Hasil dengan probe

dikompensasi Probe tidak dikompensasi

Gambar 7- 65 Hasil dengan probe dikompensasi

Probe kompensasi berlebihan

Gambar 7-66. Probe kompenasi berlebihan Kebanyakan osiloskop mempunyai acuan sinyal gelombang kotak disediakan pada terminal depan digunakan untuk menggantikan kerugian probe. Instruksi untuk mengganti kerugian probe pada umumnya sebagai berikut : Tempatkan probe pada kanal

vertikal

Hubungkan probe ke probe kompensasi misal acuan sinyal gelombang kotak

Ground probe dihubungkan dengan ground osiloskop

Perhatikan sinyal acuan gelombang kotak

Buat pengaturan probe yang tepat sehingga ujung

Probe pengatur sinyal

Amplitudo tes sinyal 1MHz

Amplitudo sinyal berkurang

Probe pengatur sinyal

Probe pengatur sinyal

Amplitudo tes sinyal 1MHz

gelombang kotak berbentuk siku.

Gambar 7-67. Tegangan puncak ke puncak

Pada saat mengkompensasi, selalu sertakan beberapa asesoris yang perlu dan hubungkan probe ke kanal vertikal yang akan

digunakan. Ini akan memastikan bahwa osiloskop memiliki kekayaan listrik sebagaimana yang terukur.

Teknik Pengukuran Dengan Osiloskop. Ada dasar pengukuran dengan osiloskop adalah tegangan dan waktu. Oleh karena itu untuk pengukuran yang lain pada dasarnya adalah satu dari dua teknik dasar tersebut. Dalam

pengukuran ini merupakan penggabuangan teknik instrument analog dan juga dapat digunakan untuk menginterpretasikan peragaan DSO dan DPO.

Kebanyakan osiloskop digital meliputi perangkat pengukuran yang diotomatiskan. Pemahaman bagaimana membuat pengukuran secara

Gambar 7-68. Pengukuran amplitudo senter gratikul waktu

Pengukuran senter gratikul horisontal dan vertikal

Gambar 7 69. Pengukuran tegangan

Tegangan puncak ke puncak

Tegangan puncak

Sumbu nol Harga RMS

gratikul

manual akan membantu dalam memahami dan melakukan pengecekan pengukuran otomatis dari DSO dan DPO. 7.8.6. Pengukuran Tegangan

Tegangan merupakan bagian dari potensi elektrik yang diekspresikan dalam volt antara dua titik dalam rangkaian. Biasa salah satu titiknya dalah ground (nol volt) namun tidak selalu. Tegangan dapat diukur dari puncak ke puncak yaitu titik maksimum dari sinyal ke titik minimum. Harus hati-hati dalam mengartikan tegangan tertentu. Terutama osiloskop piranti pengukur tegangan. Pada saat mengukur tegangan kuantias yang lain dapat dihitung. Misal hukum ohm menyaakan bahwa tegangan antara dua tiik dalam rangkaian sama dengan arus kali resistansi. Dari dua kuantitas ini dapat dihitung : Tegangan = arus X resistansi Arus = (Tegangan / resistansi ) Resistansi = (tegangan / arus). Rumusan lain hokum daya, daya sinyal DC sama dengan teganga kali atus. Perhitungan lebih komplek untuk sinyal AC, namun pengukuran tegangan merupakan langkah pertama untuk penghitungan besaran yang lain. Gambar 7-67 menunjukkan satu dari tegangan puncak (Vp) dan

tegangan puncak ke puncak (Vp-p). Metode yang paling dasar dari pengukuran tegangan adalah menghitung jumlah dari luasan divisi bentuk gelombang pada skala vertikal osiloskop . Pengaturan sinyal meliputi pembuatanan layar secara vertikal untuk pengukuran tegangan terbaik (gambar 7-67). Semakin banyak area layar yang digunakan pembacaan layar semakin akurat . Beberapa osiloskop mempunyai satu garis kursor yang membuat pengukuran bentuk gelombang secara otomatis pada layar, Tanpa harus menghitung tanda gratikul. Kursor merupakan garis sederhana yang dapat berpindah melintasi layar. Dua garis kursor horisontal dapat bergerak naik dan turun untuk melukiskan amplitudo bentuk gelombang dari teganga yang diukur, dan dua garis vertikal bergerak ke kanan dank e kiri untuk pengukuran waktu. Pembacaan menunjukkan posisi tegangan atau waktu.

7.8.7. Pengukuran Waktu dan Frekuensi

Pengukuran waktu dengan menggunakan skala horisontal dari osiloskop. Pengukuran waktu meliputi pengukuran perioda dan

lebar pulsa. Frekuensi kebalikan dari perioda sehingga perioda dikeahui, frekuensi merupakan satu dibagi dengan perioda.

Sebagaimana pengukuran tegangan, pengukuran waktu lebih akurat bila diatur porsi sinyal yang diukur meliputi sebagian besar area dari layar seperti ditunjukkan gambar 7-67. 7.8.8. Pengukuran Lebar dan

Waktu Naik Pulsa Dalam banyak aplikasi, detail bentuk pulsa penting. Pulsa dapat menjadi distorsi dan menyebabkan rangkaian digital gagal fungsi dan pewaktuan pulsa dalam rentetan pulsa seringkali signifikan.

Pengukuran pulsa standar berupa lebar pulsa dan waktu naik pulsa. Waktu naik berupa sebagian pulsa pada saat beranjak dari tegangan rendah ke tinggi. Waktu naik diukur dari 10% sampai 90% dari tegangan pulsa penuh. Ini mengurangi sudut transisi ketidakteraturan pulsa. Lebar pulsa merupakan bagian dari waktu pulsa beranjak dari rendah ke tinggi dan kembali ke rendah lagi. Lebar pulsa diukur pada 50% dari tegangan penuh (gambar 7-70).

Gambar 7-70. Pengukuran rise time dan lebar pulsa

Rise time

tegangan

Fall time

Lebar pulsa

100% 90% 50% 10% 0 %

7.8.9. Pengukuran Pergeseran Fasa Metode untuk pengukuran pergeseran fasa, perbedaan waktu antara dua sinyal periodik yang identik, menggunakan mode XY. Teknik pengukuran ini meliputi pemberian sinyal masukan pada sistem vertikal sebagaimana biasanya dan kemudian sinyal sinyal lain diberikan pada sistem horisontal yang dinamakan pengukuran XY karena kedua sumbu X dan Y melakukan

penjejakan tegangan. Bentuk gelombang yang dihasilkan dari susunan ini dinamakan pola Lissayous (nama ahli Fisika Perancis Jules Antoine Lissayous). Dari bentuk pola Lissayous dapat dibaca perbedaan fasa antara dua sinyal dapat juga perbandingan frekuensi (gambar 7-48) menunjukkan pola untuk perbandingan frekuensi dan pergeseran fasa yang bervariasi.

8.1. Frekuensi Meter Analog Frekuensi meter adalah meter yang digunakan untuk mengukur banyaknya pengulangan gerakan periodik perdetik. Gerakan periodik seperti detak jantung, ayunan bandul jam. Ada dua jenis frekuensi meter analog dan digital. Frekuensi meter analog merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran frekuensi dan yang berkaitan dengan frekuensi. Terdapat beberapa jenis frekuensimeter analog diantaranya jenis batang atau lidah getar, alat ukur ratio dan besi putar. Dalam mengukur frekuensi atau waktu perioda secara elektronik dapat dilakukan dengan beberapa cara. 8.1.1. Alat ukur frekuensi jenis batang atau lidah bergetar Alat ukur frekuensi lidah getar prinsip kerjanya berdasarkan resonansi mekanis. Jika sederetan kepingan baja yang tipis

membentuk lidah-lidah getar, masing-masing mempunyai frekuensi getar yang berbeda. Lidah-lidah getar dipasang bersama-sama pada sebuah alas fleksibel yang terpasang pada sebuah jangkar elektromagnit. Kumparan elektromagnet diberi energi listrik dari jala-jala arus bolak-balik yang frekuensinya akan ditentukan, maka salah satu dari lidah-lidah getar akan beresonansi dan memberikan defleksi yang besar bila frekuensi getarnya sama dengan frekuensi medan magnet bolak-balik tersebut.

Gambar 8 -1 Kerja frekuensi meter

jenis batang getar

Tujuan Setelah mengikuti pembahasan tentang frekuensi meter, para pembaca diharapkan dapat : 1. Mendiskripsikan jenis-jenis

frekuensi meter 2. Mampu menjelaskan prinsip kerja

frekuensi meter 3. Mampu memahami cara

penggunaan frekuensi meter.

Pokok Bahasan Dalam frekuensi meter pembahasan meliputi : 1. Frekuensimeter analog jenis-

jenis dan prinsip kerjanya 2. Frekuensimeter digital cara

kerja, metoda pengukuran, jenis – jenis kesalahan dan cara penggunaannya.

BAB 8 FREKUENSI METER

48 49 50 51 52

Gambar 8 -2 Prinsip frekuensi meter jenis batang getar

Batang yang frekuensi dasarnya sama dengan frekuensi elektromagnet diberi energi, akan membentuk suatu getaran. Getaran batang ini dapat dilihat pada panel alat ukur berupa getaran batang ditunjukkan melalui jendela. Apabila frekuensi yang diukur berada diantara frekuensi dua batang yang berdekatan, maka kedua batang akan bergetar dan frekuensi jala-jala paling dekat pada batang yang bergetar paling tinggi. Frekuensi langsung terbaca dengan melihat skala pada bagian yang paling banyak bergetar ( misal 50 Hz). Pada lidah getar gaya bekerja berbanding lurus dengan kuadrat fluksi magnet tetap ¢ yang disebabkan oleh magnet permanen dan fluksi arus bolak-balik ¢m sin t (pada gambar 8-2). Alat ukur ini mempunyai keuntungan karena konstruksi sederhana dan sangat kokoh, tidak dipengaruhi oleh tegangan atau bentuk gelombang,

penunjukannya secara bertangga dalam 0,5 atau 1 Hz. Untuk mempertahankan kalibrasi, syaratnya getaran batang-batang dipertahankan dalam batas-batas yang wajar. Kerugian alat ini penunjukan tidak cepat mengikuti perubahan-perubahan frekuensi. Sehingga alat ukur jenis ini hanya dipergunakan untuk frekuensi-frekuensi komersiil.

Gambar 8 – 3 . Bentuk frekuensi meter batang getar

8.1.2. Alat pengukur frekuensi dari type alat ukur rasio Dalam alat ukur frekuensi ini, kumparan-kumparan medan sebagian membentuk dua rangkaian resonansi terpisah. Kumparam medan 1 seri dengan induktor L1 dan kapasitor C1, dan membentuk sebuah rangkaian resonan yang diset ke suatu

frekuensi sedikit di bawah skala terendah dari instrumen. Kumparan medan 2 adalah seri dengan induktor L2 dan kapasitor C2, dan membentuk sebuah rangkaian resonan yang diatur pada frekuensi sedikit lebih tinggi dari skala tertinggi instrumen.

Gambar 8 - 4 Prinsip frekuensi meter jenis meter pembagi

Konstanta-konstanta rangkaian dipilih sedemikian rupa sehingga menyebabkan arus-arus tersebut mempunyai resonansi masing-masing 42 Hz dan 58 Hz seperti pada gambar 8-4. Rasio dari I1 dan I2 akan berubah secara monoton dengan frekuensi-frekuensi di atas dan di bawah 50 Hz.pada pertengahan skala. Kedua kumparan medan disusun seperti pada gambar 8-3 dan dikembalikan ke jala-jala melalui gulungan kumparan yang dapat berputar. Torsi yang berputar sebanding dengan arus yang melalui kumparan putar, arus ini

terdiri dari penjumlahan kedua arus kumparan medan. Karena torsi yang dihasilkan oleh kedua arus terhadap kumparan putar berlawanan dan torsi tersebut merupakan fungsi dari frekuensi tegangan yang dimasukkan. Setiap frekuensi yang dimasukkan dalam batas ukur instrumen, membangkitkan torsi yang menyebabkan jarum berada pada posisi yang hasil pengukuran. Torsi pemulih dilengkapi dengan sebuah daun besi kecil yang dipasang pada kumparan yang berputar. Alat ukur ini biasanya terbatas pada frekuensi jala-jala.

i1 arus pada M1 i2 arus pada M2

8.1.3. Alat ukur frekuensi besi putar Prinsip kerja alat ukur ini tergantung pada perubahan arus yang dialirkan pada dua rangkaian paralel, satu induktif dan yang lain non induktif. Bila terjadi perubahan frekuensi dua kumparan A dan B yang terpasang permanen sumbu-sumbu magnetnya akan saling tegak lurus

satu sama lain. Bagian pusat dipasangkan sebuah jarum panjang dari besi lunak ringan dan lurus sepanjang resultante medan magnet dari dua kumparan. Alat ukur ini tidak menggunakan peralatan pengontrol (ditunjukkan pada gambar 8–5).

Gambar 8 – 5 Prinsip Alat Ukur frekuensi besi putar

Gambar 8 – 6 Bentuk frekuensi meter analog

Rangkaian tersusun dari elemen-elemen seperti halnya jembatan

Wheatstone sebagai penyeimbang pada frekuensi sumber. Kumparan

Tinggi rendah

Lb

Rb L3

Ra B A

N

Suplai

A mempunyai tahanan seri RA dan paralel dengan induktansi LA; kumparan B seri dengan RB dan paralel dengan induktansi LB. Induktansi L berfungsi untuk membantu menekan harmonis-harmonis tinggi pada bentuk gelombang arus, sehingga memperkecil kesalahan penunjukan alat ukur. Alat ukur saat dihubungkan dengan sumber tegangan, arus akan mengalir melalui kumparan A dan B dan menghasilkan kopel yang berlawanan. Jika frekuensi sumber yang diukur tinggi, maka arus yang mengalir pada kumparan A akan lebih besar dibanding dengan arus yang mengalir pada kumparan B, dikarenakan adanya penambahan reaktansi dari induktansi LB. Akibatnya medan magnet kumparan A lebih kuat dibanding medan magnet kumparan B, sehingga jarum bergerak mendekati sumbu medan magnet pada kumparan A. Jika frekuensi sumber yang diukur rendah, maka kumparan B mengalirkan arus lebih besar dari kumparan A dan

jarum akan bergerak mendekati sumbu medan magnet pada kumparan B. Alat ukur ini dapat dirancang pada batas ukur frekuensi yang lebar maupun sempit tergantung pada parameter-parameter yang ada pada rangkaian.

8.2. Frekuensi Meter Digital 8.2.1. Prinsip kerja Sinyal yang akan diukur frekuensinya diubah menjadi barisan pulsa, satu pulsa untuk setiap siklus sinyal. Kemudian jumlah pulsa yang terdapat pada interval waktu tertenu dihitung dengan counter elektronik. Karena pulsa ini dari siklus sinyal yang tidak diketahui, jumlah pulsa pada counter merupakan frekuensi sinyal yang diukur. Karena counter elektronik ini sangat cepat, maka sinyal dari frekuensi tinggi dapat diketahui. Blok diagram rangkaian dasar meter frekuensi digital diperlihatkan pada gambar 8-7. sinyal frekuensi tidak diketahui dimasukkan pada schmitt trigger.

Gambar 8 – 7 Rangkaian dasar frekuensi meter digital. Sinyal diperkuat sebelum masuk Schmitt Trigger. Dalam Schmitt Trigger sinyal diubah menjadi gelombang kotak (kotak) dengan

waktu naik dan turun yang sangat cepat, kemudian dideferensier dan dipotong (clipped). Keluaran dari Schmitt Trigger berupa barisan

pulsa, satu pulsa untuk setiap siklus sinyal. Pulsa keluaran Schmitt Trigger masuk ke gerbang start-stop. Bila gerbang terbuka (start), pulsa input melalui gerbang ini dan mulai dihitung oleh counter elektronik. Bila pintu tertutup (stop), pulsa input pada counter berhenti dan counter berhenti menghitung. Counter memperagakan (display) jumlah pulsa yang telah masuk melaluinya antara interval waktu

start dan stop. Bila interval waktu ini diketahui, kecepatan dan frekuensi pulsa sinyal input dapat diketahui. Misalnya f adalah frekuensi dari sinyal input, N jumlah pulsa yang ditunjukkan counter dan t adalah interval waktu antara start dan stop dari gerbang. Maka frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini

.

Untuk mengetahui frekuensi sinyal input, interval waktu gerbang antara start dan stop harus diketahui dengan teliti. Interval waktu perlu diketahui sebagai time base rangkaian secara blok diagram ditunjukkan pada gambar 8 – 8. Time base terdiri dari osilator kristal dengan frekuensi tetap, schmit trigger, dan pembagi frekuens. Osilator diketahui sebagai osilator clock harus sangat teliti, supaya ketepatannya baik, kristal ini dimasukkan ke dalam oven bertemperatur konstan. Output dari osilator frekuensi konstan masuk ke Schmitt Trigger

fungsinya mengubah gelombang non kotak menjadi gelombang kotak atau pulsa dengan kecepatan yang sama dengan frekuensi osilator clock. Barisan pulsa kemudian masuk melalui rangkaian pembagi frekuensi persepuluhan yang dihubungkan secara cascade. Setiap pembagi persepuluhan terdiri dari penghitung sepuluhan dan pembagi frekuensi dengan 10. hubungan dibuat dari output setiap pembagi persepuluhan secara serie, dan dilengkapi dengan switch selektor untuk pemilihan time base yang tepat.

Gambar 8 - 8 Time base selektor. Gambar 8-8. Blok diagram pembentukan time base

F= .tN

Pada blok diagram gambar 8-8. frekuensi osilator clock adalah 1 MHz atau 106 Hz. Jadi output Schmitt Trigger 106 pulsa per detik. Pada setiap 1x dari switch ada 106 pulsa per detik, dan interval waktu antara dua pulsa yang berturutan 10-6 detik atau 1μdetik. Pada tiap 10-1x, pulsa telah melalui satu pembagi persepuluhan, dan berkurang dengan faktor 10, dan sekarang ada 105 pulsa perdetik. Jadi interval waktu diantaranya adalah 10 μdetik. Dengan cara yang sama, ada 104 pulsa per detik

pada tap 10-2 x dan interval waktunya 100 μdetik; 103 pulsa per detik pada tap 10-3x dan interval waktu 1 mdetik; 102 pulsa per detik pada tap 10-4x dan interval waktu 10 mdetik; 10 pulsa perdetik pada tap 10-5 dan interval waktu 100 mdetik; satu pulsa per detik pada tap 10-6x dan interval waktunya 1 detik. Interval waktu antara pulsa-pulsa ini adalah time base dan dapat dipilih dengan switch selektor (switch pemilih). Pernyataan simbolik dari rangkaian flip-flop (FF) digambarkan pada gambar 8 - 9.

Gambar 8 - 9 Pernyataan simbolik dari rangkaian flip-flop. Flip-flop berfungsi sebagai gerbang start dan stop, dan rangkaian flip-flop diperlihatkan pada gambar 8-10. ini adalah

rangkaian multivibrator bistable dan mempunyai dua keadaan seimbang.

Gambar 8 – 10 Rangkaian flip-flop (multivibrator bistable)

RB RB

RC RC

R R

Tegangan negatif diberikan pada set terminal S, merubah flip-flop ke keadaan 1. bila sekarang pulsa negatip diberikan pada terminal reset R, flip-flop berubah menjadi keadaan 0. perlu dicatat dalam hal pulsa positif digunakan untuk merubah flip-flop dari satu

keadaan ke yang lain, suatu inverter harus digunakan pada terminal input untuk merubah pulsa trigger positif menjadi pulsa negatif. Pada langkah ini akan diketahui cara kerja gerbang AND, karena ini digunakan pada rangkaian instrumen digital.

Gambar 8 - 11 Rangkaian AND

Gerbang AND lambang gerbang AND diperlihatkan pada gambar 8-11. Input A dan B sedang outputnya A.B, dibaca sebagai “A dan B”. Bila input dalam bentuk pulsa tegangan positif, input A dan B “Reverse Bias” semua dioda (pada gambar 8-11), dan tidak ada arus melalui tahanan sehingga outputnya positif. Bila salah satu

input 0, ada arus melalui dioda karena mendapat bias maju dan output 0. bila dua input tersebut berubah terhadap waktu, respon rangkaian AND diperlihatkan pada gambar 8 - 12. Tabel kebenaran untuk rangkaian ini diberikan pada gambar 8 - 12, 0 menyatakan tidak ada input atau output, dan 1 menyatakan ada input dan output.

Keadaan 0 (state 0) Bila output pada tegangan positif dan

output Y pada tegangan 0 Keadaan 1 (state 1) Bila output pada tegangan nol dan output

Y pada tegangan positip

Gambar 8-12. Tabel Kebenaran dari suatu gerbang AND

Secara singkat gerbang AND mempunyai dua input dinyatakan dengan simbol A dan B. Bila tegangan positif diberikan pada salah satu terminal input, gerbang terbuka dan tetap terbuka selama tegangan positif tetap pada input tersebut. Dengan gerbang terbuka pulsa, positif yang diberikan pada

inpit lainnya dapat muncul sebagai pulsa positif pada output (pada gambar 8 -12). Sebaliknya bila gerbang ditutup, pulsa tidak dapat melaluinya. Rangkaian lengkap untuk pengukuran frekuensi diperlihatkan pada gambar 8 - 13.

Gambar 8 – 13 Rangkaian untuk mengukur frekuensi.

Pulsa positif dari sumber frekuensi yang tidak diketahui sebagai sinyal yang dihitung masuk pada input A gerbang utama dan pulsa positif selektor time base masuk pada input B ke “gerbang start”. Mula-mula flip-flop FF, pada keadaan 1. Tegangan pada output Y dimasukkan pada input A salah satu terminal masukan dari “gerbang stop” berfungsi membuka gerbang. Tegangan 0 dari output Y flip-flop FF1 yang masuk ke input A dari “start gerbang” menutup gerbang ini. Bila “gerbang stop” terbuka, pulsa positif dari time base dapat lewat pada set input terminal S dari flip-flop FF2 dan menjadikannya tetap pada Keadaan 1. tegangan 0 dari

output masuk pada terminal B

dari gerbang utama. Karena itu tidak ada pulsa dari sumber frekuensi yang tidak diketahui, dapat lewat melalui gerbang utama. Supaya mulai bekerja, pulsa positif disebut pulsa pembaca (“Read Pulse”) diberikan pada terminal reset R dari FF1, ini menyebabkan FF1 berubah keadaan dari 1 ke 0. Sekarang

output tegangan positif dan output Y nol. Sebagai hasilnya, “gerbang stop” menutup dan “gerbang start” terbuka. Pulsa pembaca yang sama diberikan pada dekade counter menyebabkannya menjadi nol dan penghitungan mulai bekerja. Bila pulsa lain dari time base masuk, ini dapat lewat gerbang start ke terminal, reset FF2

merubah dari keadaan 1 ke keadaan 0. Tegangan positif yang dihasilkan dari input Y (disebut sinyal gating) dimasukkan pada input B dari gerbang utama, membuka gerbang tersebut. Sekarang pulsa dari sumber frekuensi yang tidak diketahui dapat lewat dan dicatat pada counter. Pulsa yang sama lewat gerbang start masuk pada set input S dari FF1 merubahnya dari keadaan 0 ke 1. Ini menyebabkan gerbang start tertutup dan gerbang stop.terbuka. Tetapi karena gerbang utama tetap terbuka, pulsa dari sumber frekuensi yang tidak diketahui tetap lewat menuju counter. Pulsa selanjutnya dari time base

selektor lewat melalui “gerbang stop” yang terbuka ke terminal input set S dari FF2, merubah kembali ke keadaan 1. Input dari

terminal menjadi nol, dan karenanya gerbang utama menutup penghitungan berhenti. Jadi counter menghitung jumlah pulsa yang lewat gerbang utama pada interval waktu antara dua pulsa yang berturutan dari selektor time base. Sebagai contoh, time base dipilih 1 detik, jumlah pulsa yang ditunjukkan counter merupakan frekuensi sumber yang tidak diketahui dalam satuan Hz. Peralatan terdiri dari dua gerbang AND dan dua flip-flop, disebut gerbang control flip-flop.

8.2.2. Rangkaian Frekuensi Meter Digital yang Disedehanakan Rangkaian frekuensi meter digital sederhana diperlihatkan pada gambar 8 – 14.

Gambar 8 - 14 Rangkaian digital frekuensi meter.

Ada dua sinyal yang harus diikuti :

Sinyal input diperkuat dan masuk ke Schmitt Trigger, dimana sinyal dirubah menjadi barisan pulsa. Time base dibentuk oleh Schmitt Trigger menjadi pulsa-pulsa terpisah 1μ detik. Pulsa ini masuk ke rangkaian dekade 6 (DDA’S). Switch selektor mengeluarkan interval waktu yang diperoleh dari 1μ detik sampai 1 detik. Input dari time base berasal dari osilator clock dan schmitt trigger. Pulsa output pertama dari switch time base selektor lewat melalui schmitt trigger ke gerbang control flip-flop. Gerbang control flip-flop dalam keadaan dimana sinyal yang memenuhi dapat masuk ke gerbang utama adalah AND gerbang, pulsa sinyal input dibiarkan masuk ke DCAs, dimana mereka akan dihitung semua dan didisplay. Proses ini berlanjut sampai pulsa kedua sampai pada control flip-flop dari DDAs (dekade deviding assembles) atau rangkaian pembagi dekade. Kontrol gerbang berganti keadaan dan mengeluarkan sinyal dari gerbang utama dan tidak ada lagi pulsa yang diizinkan masuk ke rangkaian penghitung, karena gerbang utama sudah tutup. Jadi jumlah pulsa yang lewat selama selang waktu tertentu dihitung dan

didisplay pada DCAS. Frekuensi dapat dibaca langsung dalam hal time base selektor menggerakkan titik desimal pada display. 8.3. Metode Pengukuran 8.3.1. Pengukuran Frekuensi Dengan Counter Frekuensi dapat diukur dengan menghitung jumlah siklus dari sinyal yang tidak diketahui selama interval waktu yang dikontrol. Gambar 8 - 15 memperlihatkan diagram untuk counter yang bekerja sebagai pengukur frekuensi. Ada dua sinyal yang perlu diikuti sinyal input dan sinyal gating. Kedua sinyal masuk ke gerbang utama, yang biasanya merupakan gerbang AND 2 input. Input sinyal yang akan diukur frekuensinya, pertama kali masuk ke suatu amplifier dan kemudian ke rangkaian schmitt trigger. Di sini sinyal dirubah menjadi gelombang kotak yang amplitudonya tidak tergantung dari amplitudo gelombang input. Gelombang kotak ini dideferensier, sehingga sinyal yang datang pada sepanjang gerbang utama terdiri dari barisan pulsa tajam yang terpisah oleh periode sinyal input yang sebenarnya.

Sinyal input atau sinyal yang dihitung frekuensi melalui pengukuran.

Sinyal gating ini memberikan selang waktu dimana counter (yang terdiri dari susunan dekade counter) akan menghitung semua pulsa yang masuk.

Gambar 8-15 Blok diagram dari counter electronik yang bekerja sebagai

pengukur frekuensi Gating sinyal di dapat dari osilator kristal. Pada diagram blok gambar 8-15. osilator atau frekuensi time base adalah 1 MHz. Output dari time base dibentuk oleh rangkaian schmitt trigger, sehingga menjadi pulsa-pulsa yang terpisah 1μ detik, masuk ke rangkaian pembagi persepuluhan (dekade devider). Dalam contoh diperlihatkan 6 DDAs digunakan yang outputnya dihubungkan dengan time base selektor. Switch pada panel depan memungkinkan untuk dipilihnya interval waktu 1μ detik. Output dari time base selektor lewat melalui schmitt trigger dan masuk ke gerbang control flip-flop. Gerbang kontrol kemudian berada pada keadaan lain yang akan menolak sinyal yang memenuhi dari gerbang utama. Gerbang utama ini tertutup dan tidak ada lagi pulsa yang masuk ke DCAs. Display DCAs sekarang menunjukkan jumlah

pulsa yang diterima selama interval waktu yang diberikan oleh time base. Karena frekuensi dapat didefinisikan dengan jumlah kemunculan fenomena tertentu pada selang waktu yang didefinisikan counter akan mendisplay frekuensi sinyal. Biasanya switch selector time base menggerakkan titik desimal display, sehingga frekuensi dapat dibaca langsung dalam Hertz, kilohertz atau megahertz. 8.3.2. Pengukuran Frekuensi

System Heterodyne Kemampuan pengukuran dari counter elektronik pada mode kerja “frekuensi” dapat diperluas dengan menggunakan “heterodyne converter”. Ini diperlihatkan pada blok diagram gambar 8-16. Sinyal input dimasukkan pada heterodyne converter, yang terdiri dari osilator

reference dan mixer stage dengan filter low-pass. Frekuensi sinyal input fs dan frekuensi osilator reference, f0, dimasukkan pada mixerstage yang akan menghasilkan jumlah dan selisih dua frekuensi tersebut. Tetapi filter filter low-pass, hanya melaukan selisih frekuensinya pada rangkaian gerbang dari counter. Counter kemudian menghitung frekuensi (fo-fs) atau (fs-f0), tergantung pada apakah frekuensi sinyal input di atas atau di bawah frekuensi osilator reference. Kebutuhan untuk mengetahui apakah penjumlahan atau pengurangan terhadap frekuensi reference yang akan dibaca counter, supaya memperoleh frekuensi sinyal yang tidak diketahui, kadang-kadang mempersulit pekerjaan, tetapi metode ini memperluas daerah penggunaan counter dengan efektif. Suatu counter dengan time base frekuensi 1 MHz biasanya mempunyai daerah frekuensi input

sekitar 5 MHz. Pengguna frekuensi converter memperluas daerah ini sampai 500 MHz atau lebih tinggi. Beberapa counter yang lebih sophisticated mempunyai perlengkapan untuk unit plugon yang mudah dapat dihubungkan frekuensi converter dengan memasukkan sambungan yang tepat pada frame counter. Dekade Divider Assemblies (DDAs) pada rangkaian osilator counter menghitung frekuensi time base dari 1 MHz turun sampai 1 Hz, melengkapi perioda 1 detik. Keuntungan dari time base 1 detik, adalah bahwa pembacaan frekuensi input dalam siklus perdetik, suatu gambaran yang telah umum. Bila time base lainnya dipilih dengan mengatur control “time base” pada panel depan, titik desimal pada display akan terletak pada posisi tertentu, sehingga pembacaan kembali dalam siklus perdetik.

Gambar 8 – 16. Konversi frekuensi Heterodyne

Tidak perlu menggunakan time base 1 detik, pada kenyataannya banyak penggunaan yang membutuhkan time base yang berbeda. Sebagai contoh, bila roda drum putaran pada gambar 8–23 mempunyai keliling 100 cm, kecepatan tali (v) dalam cm/detik adalah 100 kali kecepatan sudut roda drum ® dalam putaran perdetik; jadi V = 100 R,

kecepatan tali dapat dibaca langsung dalam cm/detik, bila counter menghitung 100 pulsa perputaran untuk waktu 1 detik. Bila kecepatan tali diinginkan dalam cm/menit counter dapat diatur untuk menghitung 100 pulsa perputaran untuk 60 detik dengan menggunakan 10 cam pada roda drum.

Gambar 8 – 17. Gambar putaran drum menghasilkan 10 pulsa perputaran untuk

digunakan dengan counter. 8.3.3. Pengukuran Perioda Dengan Counter Perioda Tunggal Pada beberapa penggunaan lebih diinginkan pengukuran perioda sinyal dari pada frekuensinya. Ini dapat dilakukan dengan merubah susunan blok diagram dari rangkaian pengukur frekuensi, sehingga sinyal yang dihitung dan sinyal gating bertukar tempat. Pada gambar 8-18. diperlihatkan, blok diagram counter dalam mode penguran “perioda”. Sinyal gating dibentuk dari input yang tidak diketahui, sekarang mengatur,

membuka dan menutup gerbang utama. Pulsa yang terpisah secara tetap dari osilator kristal dihitung untuk satu perioda frekuensi sinyal yang tidak diketahui. Sebagai contoh terlihat pada gambar 8-18. time base di atur pada 10 μdetik (time base frekuensi 100 khz), dan jumlah pulsa 100 kHz yang muncul selama perioda sinyal, yang tidak diketahui dihitung dan didisplay pada DCAs.

Gambar 8 – 18. Diagram blok dari counter pada mode kerja “periode tunggal”

dan “periode ganda rata-rata” Ketelitian dari pengukuran perioda dapat dinaikkan dengan menggunakan mode kerja “perioda ganda rata-rata”. Pengukuran tipe ini sama dengan pengukuran perioda tunggal, yaitu sinyal gating dibentuk dari sinyal input yang tidak diketahui dari sinyal yang dihitung dari time base osilator. Perbedaan dasar ialah bahwa gerbang utama diteruskan terbuka untuk lebih lama dari suatu periode sinyal yang tidak diketahui. Ini dipenuhi dengan melewatkan sinyal yang tidak diketahui melalui satu atau lebih DDAs, sehingga periode ini diperlebar dengan faktor 10,100 atau lebih. Gambar 8-18. memperlihatkan mode periode ganda rata-rata, sebagai modifikasi pengukuran periode tunggal dengan

memotong jalur dari blok diagram. Frekuensi kristal 1 MHz dibagi oleh 1 DDA menjadi frekuensi 100 khz (periode 10 μdetik). Pulsa clock ini dibentuk oleh frekuensi trigger dan dimasukkan pada gerbang utama untuk dihitung. Sinyal input yang periodenya akan diukur diperkuat, dibentuk dengan trigger perioda, dan masuk ke 5 DDAs secara cascade, menghitung frekuensi input yang dibagi dengan faktor 105. Sinyal yang terbagi ini kemudian dibentuk dengan “multiple-period trigger” (rangkaian schmitt trigger lainnya) dan masuk pada “gerbang control flip-flop”. Gerbang control ini memberikan “pulsa stop” dan pulsa yang memenuhi untuk gerbang utama. Pada umumnya, gerbang utama selalu terbuka dengan membersarnya interval waktu, pada kenyataannya

kenaikan interval waktu ini 105. dalam hal DCAs menghitung jumlah dari interval 10 μdetik yang terjadi selama 100.000 x perioda input. Pembacaan logik direncanakan supaya titik desimal display berada pada tempat yang tepat. 8.3.4.Pengukuran Perbandingan

atau Perbandingan Ganda Pengukuran perbandingan

adalah efek dari pengukuran periode dengan frekuensi dari dua sinyal yang lebih rendah berfungsi sebagai “gating sinyal” dan frekuensi sinyal yang lebih tinggi sebagai sinyal yang dihitung

(counted sinyal). Dengan perkataan lain, frekuensi sinyal yang lebih rendah mengambil alih time base. Pada blok diagram gambar 8-19. menunjukkan hal ini. Jumlah siklus sinyal frekuensi tinggi f1 yang terjadi selama perioda sinyal frekuensi rendah f2 dihitung dan didisplay pada DCAs. Pengukuran perbandingan ganda memperluas perioda sinyal frekuensi rendah dengan suatu faktor misalnya 10.000 dan sebagainya. Perlu dicatat bahwa “selektor time base” pada posisi “external” dan f1 mengambil alih fungsi “osilator internal”.

Gambar 8-19. Blok diagram counter yang bekerja sebagai “perbandingan” dan

“perbandingan ganda”. 8.3.5. Pengukuran Interval Waktu Dengan Counter Pengukuran interval waktu dapat dilakukan dengan blok dasar seperti pada pengukuran “perbandingan”. Pengukuran ini berguna untuk mencari lebar pulsa dari suatu bentuk gelombang.

Blok diagram untuk pengukuran ini diberikan pada gambar 8-20. Bentuk ini memperlihatkan dua input terminal A dan B diparalel dan satu kanal memberikan pulsa yang memenuhi untuk gerbang utama dan pada kanal yang lain

pulsa yang tidak memenuhi. Gerbang utama terbuka pada titik “leading edge” dari gelombang sinyal input dan tertutup pada titik “Trailing edge” dari gelombang yang sama. Ini dinyatakan sebagai

“slope selection” seperti yang diberikan pada blok diagram. “Trigger level” control memilih suatu titik dari gelombang sinyal datang, kapan pengukuran dimulai dan kapan berhenti.

Gambar 8-20. Blok diagram counter sebagai pengukur “interval waktu”

8.3.6. Pengukuran Interval

Waktu Pada pengukuran interval waktu, gerbang sinyal dibuka dan ditutup oleh sinyal input, melewatkan frekuensi time base untuk dihitung. Pada diagram blok gambar 8-20. trigger perioda melengkapi pulsa pembuka untuk gerbang utama, sedangkan multiple period trigger mensupply pulsa penutup untuk gerbang utama. Semua pulsa dibentuk dari gelombang input yang sama, tetapi satu schmitt trigger bereaksi pada “positif going sinyal” dan schmitt trigger lainnya bereaksi pada “negatif going sinyal”. Suatu ”trigger level”

mengatur pemilihan titik pada gelombang yang datang, baik positif atau negatif, dimana rangkaian ditrigger. Pengaturan ini dapat memperkecil noise dan mengurangi pengaruh adanya harmonik pada pengukuran. Kerja dari pengaturan trigger level diperlihatkan pada gambar 8 - 21. Satu penggunaan dari pengukuran waktu interval memerlukan kejelasan lebar pulsa dan rise time dari gelombang yang tidak ada diketahui, dengan menggunakan bagian “slope-selection” dari instrumen (lihat gambar 8 - 21). Gerbang sinyal dibuka pada suatu titik pada “leading edge” dari input

sinyal oleh trigger level control dari amplifier A. Gerbang tertutup pada suatu titik pada “trailing edge dari sinyal input oleh trigger level control dari amplifier B. Lebar

pulsa dicatat oleh pencatat digital dan tergantung pada setting dari “time base selektor”.

Gambar 8 – 21. Trigger level control

Bila time base selektor di set pada 1μ detik (frekuensi 1 MHz) counter membaca interval waktu langsung dalam 1μ detik.

Penggunaan lainnya diperlihatkan pada gambar 8 - 23. Disini suatu electronic counter digunakan untuk mengukur waktu delay dari suatu relay. Fungsi relay untuk

mengatur pembukaan atau penutupan gerbang sinyal dan jumlah siklus time base generator dihitung oleh DCAs.

Gambar 8 – 22. Slope triggering

Waktu respon yang berbeda-beda diukur seperti berikut : Waktu delay : Gerbang dibuka dengan adanya tegangan coil. Gerbang

ditutup oleh kontak yang normal tertutup (normally clossed contacts), bila mereka terbuka.

Waktu transfer : Gerbang dibuka oleh kontak normal tertutup, saat mereka terbuka. Gerbang ditutup oleh kontak normal terbuka, saat mereka tertutup.

Waktu pick-up : Gerbang dibuka oleh penggunaan tegangan coil. Gerbang ditutup oleh kontak normal terbuka, saat aktif tertutup.

Waktu drop-out : Gerbang dibuka oleh peniadaan tegangan coil. Gerbang ditutup oleh kontak normal terbuka, saat mereka kembali ke posisi terbuka normalnya pada pen-energian kembali coil tersebut.

8.3.7. Totalizer Totalizer menghitung dan melengkapi pembacaan (read out) dari jumlah total pulsa yang diterima DCAs, dengan tidak menggunakan waktu gerbang khusus. Totalizer dapat digunakan untuk menghitung segala sesuatu, dari jumlah kotak yang datang pada jalur produksi sampai pulsa detektor partikel nuklir. Scaler adalah totalizer dengan beberapa macam faktor skala yang dipasang sebelum “Read-out”. Scaler pada umumnya berguna untuk merubah unit.

Sebagai contoh, bila kita memperoleh satu pulsa untuk setiap telur yang berguling ke bawah dan kita ingin mengetahui berapa lusin telur yang berguling, faktor skala 12 diberikan, sehingga setiap hitungan menyatakan 1 lusin telur. Hal yang sama digunakan pada tachometer, dimana diketahui jumlah total putaran, faktor skala adalah jumlah pulsa dari generator tachometer perputaran. Pen-skalaan mudah dipenuhi dengan cara yang sama, diturunkan dari

Gambar 8 – 23. Pengukuran waktu delay suatu relay

time base, disebut dengan menggunakan pembagi binary (2), pembagi dekade (10), atau tipe lain dari feedback dividers. Suatu penggunaan totalizer adalah “Preset Counter” (Penskalaan Khusus) yang tepat untuk pengaturan proses. Bila jumlah total pada read-out terbaca hal yang sama seperti pada jumlah “Preset” (yang diketahui dari switches), pulsa ditimbulkan dan unit ini berhentimenghitung sampai reset. Kontak penutup (contact closure) yang ditambahkan pada preset nomer dapat digunakan sebagai pengatur mesin. Sebagai contoh, misalkan kita menggulung lilitan kawat dan kita dapatkan pick off yang menghasilkan satu pulsa setiap lilitan. Bila diperlukan 50 lilitan, maka kontak penutup (contact closure) pada preset nomer dapat digunakan untuk mengatur mekanisme perlilitan, dan

menghentikannya setelah putaran 50 lilitan yang diperlukan. Fungsi yang sama dapat sangat berguna pada program quality-control yang memerlukan sample dari setiap jumlah unit yang diberikan. Sebagai contoh, dengan menggunakan contact closure untuk menjalankan mekanisme pengeluaran, setiap 100 telur yang diambil dari kandang dan telah diperiksa. Fungsi ganda dapat diperoleh dengan menggunakan lebih dari satu preset number dan set of switches. Misalkan kita menginginkan men “tap” coli pada lilitan ke 10, 20 dan 25. Dengan menggunakan y preset number, kita dapat memerintahkan mesin untuk membuat “tap” bila dia mencapai 3 pertama dari lilitan preset number, dan berhenti pada yang keempat. Counter akan menutup kontak sementara, tetapi melanjutkan menghitung sampai mencapai jumlah keempat.

Penyelesaian

a. Frekuensi f : KHzHzxt

N 4,334001010

0343

b. Untuk menguji hasil, kita harus menggunakan waktu gatingyang lebih rendah, misalnya 1 ms. Bila frekuensi antara 3000 dan 3499 Hz pembacaan akan : 3000 x 1 x 10-3 = 3,499 karena meter mempunyai display 3 digit, dapat memperlihatkan pembacaan 003 pada kedua kasus diatas.

c. Supaya diperoleh hasil yang lebih baik (resolusi yang lebih baik) kita harus menggunakan waktu gating yang lebih tinggi, misalnya 100m detik.

Contoh Aplikasi Perioda gerbang 1 m detik; 10 m detik, 100 m detik, 1 detik dan 10 detik yang melengkapi digital counter-time-frequency meter mempunyai display 3 digit. Perioda gating 10m detik dipilih untuk mengukur frekuensi yang tidak diketahui dan diperoleh pembacaan 034. Berapakah harga frekuensi ? langkah-langkah apa yang diambil untuk (a) menguji kepercayaan hasilnya ? (b) memperoleh hasil yang lebih teliti ?

Misalkan frekuensi lebih mendekati 3420 Hz daripada 3400 Hz Pembacaan meter akan 3420 x 100 x 10-3 = 342. Tidak ada kelebihannya bila waktu gating dinaikkan menjadi 1 detik atau 10 detik. Misalkan frekuensi 3424 Hz dan waktu gating

ditetapkan 1 detik. Pembacaannya adalah 3424 x 1 = 3424. Tetapi karena meter hanya mempunyai 3 digit, meter akan menunjukkan suatu overflow. Hal yang sama untuk gating time (waktu gating) 10 detik.

Pembacaan ini memerlukan posisi 9 digit dan karena meter digunakan pada read out μ detik akan memperlihatkan adanya overflow, sebab meter hanya

mempunyai display 8 digit. Karena itu pembacaan 500 detik tidak dapat dilakukan pada range μ detik.

Marilah dicoba readout m detik. 500 detik = 500 x 103m detik = 50.000 m detik.

Contoh Aplikasi Suatu timer digital dengan read-out 8 digit ditetapkan untuk mendapatkan ketelitian 0.005 % dari pembacaan, ±1 dalam digit terakhir. Read-out dalam detik, m detik dan μ detik. Misalkan instrumen ini memenuhi spesifikasi, berapakah kesalahan maksimum bila pembacaan : a. 05000000 μ detik b. 00 000 500 detik ? c. Berapakah ketelitian nominal maksimum dalam unit waktu dengan mana

pembacaan b. dapat dilakukan dengan instrumen ini ?

Penyelesaian a. Pembacaan 05 000 000 μ detik atau pembacaan = 5000 000 μ detik = 5 x

106 μ detik.

0.005% pembacaan = ±100005.0

x 5 x 106 = ±250 μ detik.

Digit pada LSD sekarang mempunyai harga 1μ detik. Kesalahan maks. ± 250 ± 1 = 251 μ detik.

b. Pembacaan 00 000 500 detik atau pembacaan 500 detik.

0,005% pembacaan = ± 100005.0

x 500 = ± 0.025 detik.

Digit pada LSD sekarang mempunyai harga 1 detik. kesalahan maksimum = ± 0.025 ± 1,025 detik.

c. Ketelitian maksimum berarti kesalahan minimum. Kesalahan minimum diperoleh bila waktu dibaca pada read-out μ detik.

500 s = 500 x 106 μ detik = 500 000 000 μ detik.

readout m detik akan mendisplay pembacaan : 00 500 000

0,005% pembacaan = ± 100

10500005,0 3xx = ± 25 m detik.

LSD mempunyai harga 1 ms. Ketelitian maksimum yang mungkin, dengan mana pembacaan 500 detik dapat dilakukan oleh meter ini ialah ± 25 ± 1 = ± 26m detik.

8.4. Kesalahan pengukuran 8.4.1. Kesalahan pada “gate” Pengukuran frekuensi dan waktu dengan counter elektronik mempunyai beberapa ketidaktelitian, karena instrumen itu sendiri. Satu kesalahan instrumen yang paling umum adalah “gating error” yang terjadi pada pengukuran frekuensi dan perioda. Untuk pengukuran frekuensi, gerbang utama terbuka dan tertutup oleh pulsa output osilator. Ini menyebabkan sinyal input dapat lewat melalui gerbang dan dihitung oleh DCAs. Pulsa gating tidak sinkron dengan sinyal input; pada kenyataannya keduanya adalah sinyal yang sama sekali tidak berhubungan. Pada gambar 8-24. interval gating diberikan oleh gelombang.

Gelombang (a) dan (b) menyatakan sinyal input yang mempunyai fasa berbeda dibandingkan dengan sinyal gating. Dengan jelas, pada satu hal akan terbaca 6 pulsa, dalam hal yang lain hanya 5 pulsa dapat lewat melalui gerbang. Sehingga terdapat ketidakpastian perhitungan ±1 dalam pengukuran ini. Dalam mengukur frekuensi rendah, gating error dapat mempengaruhi pada kesalahan hasilnya. Ambilah sebagai contoh pada keadaan dimana frekuensi 10 Hz yang akan diukur dan interval gating time 1 detik (pemisalan yang beralasan).

Gambar 8-24. Gating error

Dekade counter akan menunjukkan 10 ±1, ketidaktelitian 10%. Oleh karena itu pada frekuensi rendah pengukuran periode lebih disukai dari pada pengukuran frekuensi. Garis pemisah antara pengukuran

frekuensi dan pengukuran perioda dinyatakan sebagai berikut, misalkan : fc = frekuensi kristal (atau frekuensi clock) dari instrument. fx = frekuensi dari sinyal input yang tidak diketahui.

Pada pengukuran perioda, jumlah pulsa yang terhitung sama dengan

.fxfcNp

Pada pengukuran frekuensi dengan gerbang waktu 1 detik, jumlah pulsa yang terhitung

.fxNf

Frekuensi cross over, dimana Np = Nf adalah :

fofofc

atau fo = fc

Sinyal pada frekuensi lebih rendah dari fo akan dapat diukur pada mode “period”; supaya meminimumkan pengaruh dari gating error ± 1. Pengurangan

ketelitian pada fo disebabkan oleh gating error ± 1 adalah

fc100

persen.

. 8.4.2. Kesalahan Time Base Ketidaktelitian pada time base juga menyebabkan kesalahan pengukuran. Pada pengukuran frekuensi, time base juga membuka dan menutup sinyal gerbang, dan ini melengkapi pulsa yang dihitung. Kesalahan time base terdiri dari kesalahan kalibrasi osilator, kesalahan stabilitas kristal jangka pendek dan jangka panjang. Beberapa metoda untuk kalibrasi kristal sering digunakan. Satu dari teknik kalibrasi yang paling sederhana adalah men “zerobeat” osilator kristal dengan frekuensi standar yang ditransmisikan oleh stasion radio standard seperti

Metoda ini memberikan hasil yang dapat dipercaya, dengan tingkatan ketelitian 1 bagian untuk 106, yang dinyatakan 1 siklus pada frekuensi osilator kristal 1 MHz. Bila “zero beating” dilakukan secara visual (daripada untuk di dengar), sebagai contoh dengan menggunakan CRO, ketelitian kalibrasi pada umumnya dapat mencapai 1 bagian dalam 107. Beberapa stasiun radio dengan frekuensi sangat rendah (VLF) meliputi daratan Amerika Utara dengan sinyal yang tepat pada range 16-20 kHz. Frekuensi pendengar yang rendah cocok untuk “Automatic Servo-Controlled Tuning” yang dapat di “Slaved” ke

salah satu sinyal dari stasion ini. Kesalahan antara osilator kristal lokal dengan sinyal yang datang dapat direkam pada “strip-chart recorder”. Diagram yang disederhanakan untuk prosedur ini diberikan pada gambar 8-25. Ketelitian kalibrasi dapat diperbaiki dengan menggunakan stasion VLF daripada stasion HF, karena jalan transmisi untuk frekuensi yang sangat rendah lebih singkat dari pada untuk transmisi frekuensi tinggi. Kesalahan stabilitas kristal jangka pendek disebabkan oleh variasi

frekuensi sesaat karena transien tegangan, schock dan vibrasi, siklus pemanasan kristal, interferensi listrik dan sebagainya. Kesalahan ini dapat diminimumkan dengan mengambil pengukuran frekuensi selama selang waktu gerbang time yang panjang (10 detik sampai 100 detik) dan pengukuran perioda rata-rata ganda (multiple periode average measurement). Gambar untuk stabilitas jangka pendek pada kombinasi standar kristal-oven pada orde 1 atau 2 bagian per 107.

Gambar 8–25. Kalibrasi sumber frekuensi lokal.

Kesalahan stabilitas jangka panjang merupakan sumber ketidaktelitian pada pengukuran frekuensi atau waktu. Stabilitas jangka panjang adalah fungsi dari usia dan memperburuk kristal. Karena kristal pada temperatur bersiklus dan dijaga pada osilasi yang kontinu, tegangan selama perbuatan dibebaskan, dan partikel kecil yang tertangkap pada permukaan dialirkan untuk mengurangi ketebalannya. Pada umumnya, fenomena ini akan menyebabkan kenaikan frekuensi osilator.

Kurva perubahan frekuensi terhadap waktu diperlihatkan pada gambar 8–21. Ketepatan perubahan frekuensi kristal mula-mula pada orde 1 bagian per 106 per hari. Kecepatan ini akan menurun, bila kristal digunakan pada temepratur operasinya, secara normal kira-kira 50 s/d 60o C, dengan stabilitas puncak 1 bagian per 109. Bila instrumen yang mengandung kristal dibuka dari sumber daya untuk perioda waktu yang cukup untuk pendinginan, slope baru karena bertambahnya usia akan terjadi

bila instrumen digunakan kembali. Mungkin frekuensi osilasi yang sebenarnya sesudah pendinginan akan berubah beberapa siklus, dan frekuensi permulaannya tidak

akan dicapai lagi, kecuali dilakukan kalibrasi.

Gambar 8 - 26. Perubahan frekuensi terhadap waktu untuk “oven-controlled crystal”

Untuk memperlihatkan efek stabilitas jangka panjang dengan ketelitian pengukuran yang absolut, misalkanlah osilator dikalibrasi 1 bagian dalam 109, dan dicapai stabilitas jangka (long-term stability) 1 bagian dalam 108 per hari. Misalkan lebih lanjut bahwa kalibrasi dilakukan 60 hari yang lalu. Ketelitian yang digaransikan saat ini adalah 1 x 10-9 + 60 x 10-8 = 6.01 x 10-7, atau 6 bagian dalam 107. sehingga dapat dilihat bahwa ketelitian absolut maksimum dapat dicapai, bila kalibrasi yang tepat dilakukan pada waktu yang relatif pendek sebelum digunakan untuk pengukuran. 8.4.3. Kesalahan “Level trigger”. Pada pengukuran interval waktu dan periode, sinyal gerbang dibuka dan ditutup oleh sinyal

input. Ketelitian dengan mana gerbang dibuka atau ditutup adalah fungsi dari kesalahan “Trigger Level”. Pada penggunaan yang umum, sinyal input diperkuat dan dibentuk, dan kemudian dimasukkan ke rangkaian schmitt trigger yang mensuplay gerbang ini dengan pula pengatur. Biasanya sinyal input berisi sejumlah komponen yang tidak diharapkan atau noise, yang akan diperkuat bersama-sama dengan sinyal. Waktu dimana terjadi terigger pada rangkaian schmitt adalah fungsi dari penguatan sinyal input dan dari perbandingan “sinyal to noise”. Pada umumnya kita dapat mengatakan bahwa kesalahan waktu trigger dikurangi dengan amplitudo sinyal yang besar dan rise time yang cepat.

Ketelitian maksimum diperoleh bila hal-hal seperti di bawah ini terjadi : a. Pengaruh dari kesalahan “one-

count gating error” (satu hitungan pada gerbang) diminimumkan dengan pengukuran frekuensi lebih besar dari fc dan pengukurandi di bawah fc, dimana fc adalah frekuensi clock dan counter.

b. Karena stabilitas jangka panjang mempunyai pengaruh

yang akumulatif, ketelitian pengukuran sangat tergantung pada waktu sejak kalibrasi terakhir terhadap standard primer atau sekunder.

c. Ketelitian dari pengukuran waktu sangat dipengaruhi oleh slope dari sinyal datang yang mengatur sinyal gerbang. Amplitudo sinyal yang besar dan rise time yang cepat memberikan ketelitian yang maksimum.

9.1. Pengantar Dan Sejarah Perkembangan Spektrum Analiser Penganalisa spektrum merupakan alat ukur ranah frekuensi yang didalamnya terdiri perpaduan antara CRO dan pembangkit frekuensi. Bila mengukur lebar band penguat dengan CRO membutuhkan variasi frekuensi masukan maka dengan spektrum analiser hal itu tidak lagi diperlukan. Variasi frekuensi pengamatan diperoleh dengan menetapkan cakupan frekuensi sapuan yang diinginkan. Adapun sejarah ditemukan hingga perkembangan spektrum analiser diuraikan di bawah ini. Sejak tahun 1860, yaitu pada saat James Clerk Maxwell secara matematis telah mampu memprediksi keberadaan gelombang elektromagnetik yang mampu mengangkut energi melalui ruang kosong. Pada tahun 1885 Heinrich Hertz ahli fisika

mendemonstrasikan gelombang radio, kemudian diikuti Nikola Tesla, Guglielmo Marconi dan pioneer yang lain menemukan cara memanipulasi gelombang, sehingga ini memungkinkan untuk komunikasi jarak jauh. Di pergantian abad, radio telah menjadi aplikasi praktis sinyal RF pertama. Tiga dekade berikutnya beberapa proyek penelitian meluncurkan metoda memancarkan dan menerima sinyal untuk mendeteksi dan menempatkan obyek pada jarak jauh. Pada masa Perang Dunia II, radio pendeteksian dan penaksiran ( juga dikenal sebagai RADAR) telah menjadi aplikasi lain sinyal RF. Perkembangan aplikasi sinyal RF dalam aplikasi sektor militer dan komunikasi, teknologi inovasi sinyal RF

BAB 9 PENGANALISA SPEKTRUM

Tujuan : Setelah membaca paparan penganalisa spektrum ini diharapkan pembaca mampu : 1. Menjelaskan sejarah

perkembangan penganalisa spektrum

2. Menjalaskan prinsip kerja pengnalisa spektrum waktu riil.

3. Memahami pengoperasian penganalisa spektrum waktu riil.

Pokok Bahasan : Dalam pembahasan ini terbagi tiga kelompok pembahasan : 1. Perkembangan Penganalisa

Spektrum dari jenis Spektrum Analyzer , Vector Spektrum Analyzer dan Real-Time Spektrum Analyzer.

2. Bagian –bagian dan fungsi kerja sistem penganalisa spektrum waktu rill.

3. Pengukuran penganalisa spektrum waktu rill untuk pengukuran ranah frekuensi, waktu dan modulasi.

berkembang dengan pesat sepanjang sisa abad 20 dan dilanjutkan sampai sekarang. Untuk menahan interferensi, menghindari pendeteksian, dan meningkatkan kapasitas sistem RADAR modern dan jaringan komunikasi komersial telah menjadi sangat kompeks, pada umumnya keduanya menggunakan kombinasi canggih dari teknik RF seperti penggunaan sinyal burst, frekuensi hopping, code division multiple access dan modulasi adaptip. Jenis perancangan peralatan RF dan keberhasilan keterpaduannya dalam sistem kerja secara ekstrim merupakan pengembangan tugas yang rumit. Pada saat yang sama , teknologi seluler dan jaringan data tanpa kabel menambah luasnya keberhasilan yang dikarenakan biaya dasar komponen RF sangat menurun. Ini telah memungkinkan mempabrikasi diluar penggunaan militer dan komunikasi secara sederhana ke dalam komuditas produk piranti RF. Pemancar RF telah menjadi sangat dikenal dapat ditemukan hampir disemua tempat tak terkecuali konsumen elektronika di rumah, perangkat medis di rumah sakit, sistem pengendali industri di pabrik dan bahkan pada alat pelacak yang ditanam dibawah kulit ternak, binatang kesayangan dan orang. Ketika sinyal RF sudah banyak diaplikasikan dalam dunia modern, maka juga banyak permasalahan. Diantaranya interferensi antar

piranti yang membangkitkan frekuensi. Produk demikian seperti telpon mobil yang bekerja dengan ijin, spektrum harus dirancang agar dalam mentransmisikan energy RF dalam kanal frekuensi tertentu. Hal ini penting terutama untuk menghadapi alat kompleks multi standar, piranti yang disaklar antara model dan transmisi berbeda dan dipertahankan berhubungan serempak dengan unsur jaringan yang berbeda. Piranti lebih sederhana yang bekerja pada frekuensi bebas harus juga dirancang untuk berfungsi dengan tepat di hadapkan syarat bertentangan dan aturan pemerintah yang sering menetapkan bahwa alat hanya diijinkan untuk memancarkan pada tingkat daya rendah. Dalam rangka mengatasi tantangan pengembangan, sekarang ini penting para insinyur dan ilmuwan mampu mendeteksi karakteristik sinyal RF yang berubah sepanjang waktu dengan teliti, sesuatu yang tidak dengan mudah dikerjakan dengan peralatan pengukuran tradisional. Untuk penyelesaian masalah ini telah dibuat instrumen penganalisa spektrum waktu riil (Real Time Spektrum Analyzer /RTSA), suatu instrumen yang dapat dipicu pada sinyal RF, tanpa ikatan pengambilan dalam memori, menganalisis dalam ranah frekuensi, waktu dan modulasi. Dalam topik ini akan diuraikan bagaimana RTSA bekerja dan memberikan

pengetahuan dasar dari bagaimana ini dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak masalah pengukuran terutama

berkaitan dengan pengambilan dan penganalisaan sinyal RF modern.

9.1.1. Tantangan Pengukuran Sinyal RF Modern Pengkarakterisasi perilaku sinyal RF sekarang ini memberi tantangan piranti yang diperlukan untuk mengetahui bagaimana parameter yang dimiliki frekuensi, amplitudo dan modulasi dalam waktu pendek dan lama. Dalam kasus ini penggunaan perangkat tradisional seperti penganalisa spektrum tersapu (swept spektrum analyzers/SA) dan penganalisa

vector sinyal (vector signal analyzers /VSA) mungkin menyediakan snapshot dari sinyal ranah frekuensi dan modulasi, namun seringkali informasi tidak cukup untuk mengurai dinamika sinyal RF yang dihasilkan piranti. RTSA ditambah dimensi rumit lain untuk mengukur semua yang berkaitan dengan waktu.

Gambar 9-1: Langkah sapuan penganalisa spektrum pada serangkaian

unsur frekuensi seringkali terjadi kesalahan transien diluar arus sapuan jalur yang digaris kuning.

9.1.2. Pertimbangkan tugas pengukuran pada umumnya meliputi Transien dan pengambilan

dinamiika sinyal dan analisis Karakterisasi penyelesaian

waktu PLL, hanyutan frekuensi, permasalahan dalam mikrofon

Pendeteksian gangguan interferensi, analisa noise

Penangkapan spektrum frekuensi dan sinyal loncatan frekuensi

Pemantauan pemakaian spektrum, mendeteksi transmisi penjahat

Pengujian pemenuhan, diagnosa EMI.

Analisa modulasi analog dan digital

Karakterisasi skema modulasi variasi waktu

Pelacakan kerusakan komplek peralatan nirkabel standar menggunakan ranah korelasi

Melakukan diagnosa kualitas modulasi

Setiap pengukuran yang berkaitan dengan sinyal RF yang berubah sepanjang waktu, sering tidak dapat diprediksi. Secara efektif karakterisasi sinyal ini, insinyur

membutuhkan alat yang dapat memicu pada pengetahuan atau kejadian yang tidak dapat diprediksi, menangkap sinyal secara bebas dan menyimpannya dalam memori dan menganalisa parameter perilaku frekuensi, amplitudo dan modulasi dari waktu ke waktu.

9.2. Jenis-jenis Penganalisa Speltrum 9.2.1. Penganalisa Spektrum tersapu Analisa Ranah Frekuensi Tradisional Pengaturan sapuan, penganalisa spektrum superheterodin merupakan arsitektur tradisional yang pertama kali memungkinkan seorang insinyur membuat pengukuran ranah frekuensi beberapa dekade yang lalu. Aslinya dibangun dengan komponen analog murni, sapuan SA telah dikaitkan dengan aplikasi layanan. Generasi SA sapuan meliputi unsur-unsur digital seperti ADCS, DSPS, dan mikro prosesor. Sapuan SA sebanding pengukuran frekuensi dengan pengubah sinyal turun dari sapuan melalui filter bandwidth resolusi bandpass (RBW). Filter RBW diikuti dengan detektor yang menghitung amplitudo setiap titik frekuensi dalam cakupan yang dipilih. Sementara metoda ini dapat memberikan cakupan dinamis tinggi, kelemahannya yaitu hanya dapat menghitung data amplitudo untuk satu frekuensi pada satu

waktu. Penyapuan penganalisis melebihi cakupan frekuensi yang diambil pada saat kasus kedua. Pendekatan ini didasarkan pada asumsi bahwa penganalisa dapat melengkapi beberapa sapuan tanpa perubahan yang signifikan dari sinyal yang sedang diukur. Akibatnya, relatip stabil tidak membutuhkan perubahan sinyal yang diukur. Jika terdapat perubahan sinyal yang sangat cepat, secara statistik ini memungkinkan perubahan akan lepas dari pengamatan. Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 9-1. sapuan dilihat pada unsur frekuensi Fa sementara spektrum sesaat terjadi pada Fb (diagram di sebelah kiri). Dengan waktu sapuan mencapai unsur Fb, peristiwa telah lenyap dan tidak dapat dideteksi ( diagram bagian kanan). SA tidak memberikan cara memicu pada sinyal transien, maupun dapat menyimpan rekaman keseluruhan perilaku sinyal, dari waktu ke waktu.

Gambar 9-2: Arsitektur tipikal penganalisa spektrum sapuan Gambar 9-2 melukiskan arsitektur SA modern tersapu. Melengkapi resolusi luas bidang analog yang luas ( RBW) menyaring sinyal dengan teknik digital untuk menggantikan saringan yang lebih sempit. Penyaringan, pencampuran, dan penguatan terutama pada ADC merupakan pemroses analog untuk cakupan lebar band BW1, BW2, BW3. Bila pemfilteran lebih sempit dari BW3 diperlukan, diaplikasikan dengan pemroses sinyal digital (DPS) dalam langkah-langkah pengubah analog ke digital. Pekerjaan ADC dan DPS agak lebih menuntut, non linieritas dan tantangan noise dalam area ADC meskipun beberapa jenis kesalahan yang dapat terjadi

murni dibatasi penganalisa spektrum analog. 9.2.2. Penganalisa Vektor

Sinyal Dengan Analisis Modulasi Digital

Analisa spektrum tersapu tradisional memungkinkan pengukuran skalar yang dapat memberikan informasi hanya berkaitan besaran dari sinyal masukan. Penganalisaan sinyal yang membawa modulasi digital memerlukan pengukuran vektor yang dapat memberikan kedua informasi besaran dan pasa. Penganalisa vektor sinyal merupakan alat khusus yang dirancang untuk analisa modulasi digital. Sebuah blok diagram sederhana VSA ditunjukkan dalam gambar 9-3.

Gambar 9-3 Blok diagram VSA sederhana VSA dioptimalkan untuk pengukuran modulasi. Seperti penganalisa spektrum waktu riil yang diuraikan dalam bagian berikut, suatu VSA mendigitkan semua energi dalam passband instrumen, dalam rangka menyadap besar dan informasi pasa yang diperlukan untuk mengukur modulasi digital. Bagaimanapun, kebanyakan (tidak semua) VSA dirancang untuk pengambilan snapshots dari sinyal masukan pada titik sembarang waktu, yang membuatnya sulit atau tidak mungkin menyimpan dalam rekaman panjang dari akuisisi berturut-turut untuk mengumpulkan sejarah pembentukan sinyal dari waktu ke waktu. Sebagaimana sapuan SA, kemampuan picuan pada umumnya dibatasi untuk tingkat picuan dan picuan dari luar. Dalam VSA, pendigitan ADC lebar band sinyal IF dan konversi turun,

pemfilteran dan deteksi dibentuk secara numerik. Transformasi dari ranah waktu ke ranah frekuensi dikerjakan dengan menggunakan algoritma FFT. Cakupan linieritas dan dinamika dari ADC merupakan performansi kritis dari instrumen. Sama pentingnya, daya pemrosesan DSP harus cukup untuk mempercepat pengukuran. Mengukur parameter modulasi VSA yang demikian seperti besaran kesalahan vektor dan memberikan peraga lain seperti diagram pemetaan. Suatu STANDALONE VSA sering digunakan untuk melengkapi kemampuan sapuan SA. Beberapa imstrumen modern memiliki arsitektur yang dapat membentuk kemampuan sapuan SA dan fungsi VSA, menyediakan ranah yang tidak ada hubungannya modulasi dan frekuensi dalam satu kotak.

Penganalisa Spektrum Waktu Riil Penganalisa spektrum waktu riil dirancang untuk memenuhi tantangan pengukuran yang berkaitan dengan transien dan dinamis sinyal RF sebagaimana telah diuraikan di atas. Konsep dari dari penganalisa spektrum waktu riil adalah kemampuan memicu pada sinyal RF,

pengambilan ke dalam memori dan menganalisaya dalam multi ranah. Ini memungkinkan untuk dapat mendeteksi dan menandai perubahan sinyal RF dari waktu ke waktu secara terandalkan.

Gambar 9-4: Arsitektur tipikal penganalisa spektrum waktu rill

Gambar 9-4 diatas menunjukan blok diagram sederhana dari arsitektur RTSA. Pada bagian ujung masukan RF dapat diatur pada cakupan frekuensi instrumen, dan menurunkan frekuensi sinyal masukan untuk ditetapkan pada frekeunsi menengah yang berkaian dengan lebar band maksimum waktu riil RTSA. Sinyal disaring, didigitkan dengan rangkaian ADC dan dilewatkan ke DSP yang menangani picuan instrumen, memori, dan analisa fungsi. Sementara unsur dari blok

diagram dan proses akuisisi serupa dengan arsitektur VSA, pengambilan dan analisa multi ranah dikorelasikan dengan waktu. Sebagai tambahan, peningkatan teknologi ADC memungkinkan konversi dengan cakupan dinamis sinyal tinggi dan noise rendah, memungkinkan RTSA sama atau melebihi performansi dasar RF dari kebanyakan penganalisa spektrum tersapu. Karena pengukuran memutar kurang atau sepadan dengan

lebar bidang waktu riil, arsitektur RTSA memberikan kemampuan untuk pengambilan sinyal masukan dengan tanpa celah waktu melalui pendigitan sinyal RF dan menyimpan sampel dalam waktu yang berdekatan ke dalam

memori. Ini memberikan beberapa keuntungan melebihi proses akuisisi dari penganalisa spektrum tersapu, yang dibangun pada gambar ranah frekuensi, penyapuan frekuensi dilakukan secara berturut-turut.

9.2.2.1. Kunci Konsep Analisa Spektrum Waktu Riil Sampel, bingkai dan blok Pengukuran dibentuk oleh RTSA diimplementasikan dengan menggunakan teknik pemrosesan sinyal digital (DSP). Untuk mengetahui bagaimana suatu sinyal RF dapat dianalisa dalam ranah waktu, dan modulasi, terutama ini diperlukan untuk menguji bagaimana instrumen memperoleh dan menyimpan sinyal. Setelah sinyal didigitkan

dengan ADC, sinyal ditampilkan dalam data ranah waktu, dari semua frekuensi dan parameter modulasi dapat dihitung dengan menggunakan DSP. Tiga istilah sampel, bingkai dan blok diuraikan hirarki data disimpan bila RTSA mengambil sinyal dengan menggunakan akuisis waktu riil. Gambar 5 menunjukkan susunan sampel, bingkai dan blok.

Gambar 9-5: Sampel, bingkai dan blok hirarki memori dari RSA Tingkat terendah dari hirarki data adalah sampel ang menampilkan titik data ranah waktu diskrit. Kontruksi familiar dari aplikasi lain dari pengambilan sampel demikia seperti waktu riil osiloskop dan PC yang didasarkan pengubah digital. Kecepatan pengambilan sampel efektif menentukan waktu interval

antara pengaturan sampel tergantung pada cakupan yang dipilih. Dalam RSA, setiap sampel disimpan dalam memori sebagai pasangan I dan Q yang berisi informasi besaran dan phasa. Langkah berikutnya adalah bingkai. Satu bingkai terdiri dari

sejumlah bilangan tentang contoh berdekatan dan satuan kecepatan transformasi Fourier (Fast Fourier Transform /FFT) dapat diaplikasikan untuk mengubah ranah data ke dalam ranah frekuensi. Dalam proses ini setiap bingkai menghasikan satu ranah spektrum frekuensi Level tertinggi dalam hirarki akuisisi adalah blok, yang dibuat dari banyak pengaturan bingkai yang diambil dalam satu waktu. Panjang blok (juga direferensikan sebagai panjang akuisisi) merupakan jumlah total waktu yang ditampilkan oleh satu akuisis

berkelanjutan. Dalam blok sinyal input ditampilkan dengan tanpa celah waktu. Dalam mode pengukuran waktu riil dari RSA, setiap blok secara tanpa keterikatan diperoleh dan disimpan dalam memori. Kemudian diproses dengan menggunakan teknik DSP untuk menganalisa perilaku frekuensi, waktu dan modulasi sinyal. Dalam mode standar SA, RTSA dapat menandingi sapuan SA dengan pijakan RF awal dan akhir frekuensi yang melampaui lebar band maksimum waktu riil.

Waktu

Gambar 9-6 Penganalisa spektrum waktu riil blok akuisisi dan pemrosesan

Gambar 9-6 menunjukkan mode akuisisi, yang memungkinkan pengambilan waktu riil tanpa ikatan. Setiap akuisisi merupakan tanpa ikatan waktu untuk semua bingkai dalam blok, meskipun tidak ada diantara blok. Setelah pemorsesan sinyal dari satu akuisisi blok lengkap, akuisisi akan dimulai blok berikutnya dimulai. Sebagai contoh satu sinyal diambil

dalam waktu rill mode SA dapat dianalisis mode demodulasi dan mode waktu. Jumlah bingkai yang diperoleh dalam blok dapat ditentukan dengan membagi panjang akuisisi dengan panjang bingkai. Panjang akuisisi dimasukkan oleh penguna dibulatkan sehingga suatu blok berisi jumlah bilangan bulat dari

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Bingkai 1024 titik

Blok 1 Pemroses

Blok 1 Pemroses

Blok 1 Akuisisi

Blok 2 Akuisisi

Blok 3 Akuisisi

bingkai. Cakupan panjang akuisisi maksimum sekarang tergantung pada kedua hal luas pengukuran yang dipilih dan kedalaman memori instrumen. 9.2.2.2. Pemicuan Waktu Riil Pemanfaatan pemicuan telah lama hilang dalam perumusan perangkat analisa spektrum. RTSA yang pertama kali menawarkan penganalisa spektrum frekuensi ranah waktu riil yang menggunakan picu dan mode picu intuitif lain dalam penambahan tingkat IF sederhana dan picu luar. Terdapat banyak alasan bahwa arsitekur sapuan

tradisional tidak baik untuk ditempatkan pada pemicuan waktu riil, secara signifikan kebanyakan sapuan dalam picu SA digunakan untuk memulai penyapuan. Pada RTSA picu digunakan sebagai titik acuan pada saat akuisisi sinyal. Ini memungkinkan beberapa pemakaian pengembangan, seperti kemampuan menyimpan kedua informasi sebelum dan sesudah pemicuan. Kemampuan lain RTSA secara signifikan merupakan picu frekuensi topeng waktu riil, yang memungkinkan penggunan untuk memicu suatu akusisi didasarkan pada kejadian tertentu dalam ranah frekuensi.

Gambar 9-7: Penggunaan topeng frekuensi pada pemicuan ranah frekuensi waktu riil

Sebagaimana diilustrasikan pada gambar 9-7 sebuah topeng digambarkan untuk menegaskan pengaturan kondisi dalam lebar band penganalisa waktu riil akan membangkitkan picu. Frekuensi topeng picu fleksibel merupakan piranti kuat untuk secara terandalkan mendeteksi dan menganalisa dinamis sinal RF. Ini dapat juga digunakan untuk membuat pengukuran yang tidak

mungkin dengan penganalisa spektrum tradisional, seperti pengambilan kejadian transien pada tingkat rendah yang terjadi dalam keberadaan sinyal RF yang lebih kuat (ditunjukkan gambar 9-8) dan mendeteksi sinyal yang sebentar-bentar ada pada frekuensi tertentu dalam spektrum frekuensi yang kacau (ditunjukkan gambar 9-9).

Gambar 9-8: Topeng frekuensi pada level burst rendah 9.2.2.3. Pengambilan dan Spektogram tak terikat Pada suatu kondisi picu waktu riil telah dipertegas dan merupakan instrumen yang dipersenjatai untuk emulai suatu akuisisi, RTSA secara berkelanjutan menguji sinyal masukan untuk dilihat pada pemicuan kejadian tertentu. Sementara menunggu kejadian ini terjadi, sinyal secara konstan didigitkan dan data ranah waktu diedarkan melalui yang masuk pertama kali, pengambilan disangga dikeluarkan pertama kali yang pengosongan data terlama sebagai data baru kemudian dikumpulkan. Ini memungkinkan penganalisa untuk menyimpan data sebelum pemicuan dan sesudah pemicuan ke dalam memori bila mendeteksi adanya picu. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, proses ini memungkinkan akuisisi yang tak terikat dari blok tertentu, yang mana sinyal ditampilkan dengan sampel ranah waktu yang berdekatan. Suatu data yang telah

disimpan dalam memori, disediakan untuk diproses dan dianalisa mengunakan peraga yang berbeda sebagai daya terhadap frekuensi, spektogram dan pemandangan multi ranah. Sampel data tetap disediakan dalam masukan acak memori sampai penulisan selesai dengan didapat akuisisi berikutnya dan ini juga dapat disimpan ke dalam perangkat keras penyimpan RTSA. Spektogram merupakan pengukuran penting yang memberikan suatu peraga intuitif dari bagaimana perilaku perubahan frekuensi dan amplitudo dari waktu ke waktu. Sumbu horizontal menampilkan cakupan yang sama dari frekuensi yang ditunjukkan penganalisa spektrum tradisional pada peraga daya terhadap frekuensi. Dalam spektogram sumbu vertikal menampikan waktu dan amplitudo

Gambar 9-9: Penggunaan topeng frekuensi untuk memicu sinyal berada pada sinyal besar sinyal tertentu dalam lingkungan spektrum kacau

ditampilkan dengan warna irisan. Setiap irisan dari spektogram berkaitan dengan spektrum frekuensi tunggal dihitung dari

satu bingkai data ranah waktu. Gambar 10 menunjukkan ilustrasi konseptual dari spektogram dinamis sinyal.

Gambar 9-10: Peraga Spektogram Gambar 9-11: Pandangan waktu dikorelasikan,

peraga daya terhadap frekuensi (kiri) dan spektogram (kanan)

9.3. Dasar Analisa Spektrum Waktu Riil Penembakan pemeragaan layar pendek daya terhadap frekuensi ditunjukkan pada gambar 9-11 dan peraga spektogram untuk sinyal diilustrasikan dalam gambar 9-10. Pada spektogram, bingkai tertua ditunjukkan di puncak dari perag dan bingkai yang sekarang ditunjukkan pada bagian dasar dari peraga. Pengukuran ini menunjukkan sinyal RF yang perubahan frekuensi dari waktu ke waktu, dan juga mengungkapkan transien sinyal pada tingkat

rendah yang muncul dan hilang didekat akhir waktu dari blok. Karena data disimpan dalam memori, dapat digunakan penanda untuk melihat kembali melalui spektogram. Dalam gambar 9-11 sebuah penanda telah ditempatkan pada kejadian transien pada peraga spektogram, yang menyebabkan spektrum berkaitan titik tertentu dalam waktu yang ditunjukkan dalam peraga daya terhadap frekuensi.

9.3.1. Analisa Multi Ranah Korelasi Waktu Suatu sinyal yang telah diperoleh dan disimpan dalam memori, ini dapat dianalisa dengan menggunakan variasi yang luas dari waktu yang dikorelasikan dapat disediakan pemandangan dalam RTSA, sebagaimana diilustrasikan dalam gambar 9-12.

Ini terutama bermanfaat untuk piranti pencarian kerusakan dan aplikasi karakterisasi. Semua pengukuran didasarkan pada pengaturan dasar yang sama dari ranah waktu sampel data yang menggaris bawahi dua kuntungan arsitektural signifikan : (1) analisa

sinyal menyeluruh dalam frekwensi, waktu, dan ranah modulasi yang didasarkan pada akuisisi tunggal. (2) Ranah korelasi untuk memahami

bagaimana kejadian tertentu dalam frekuensi, waktu dan modulasi berhubungan berdasarkan acuan waktu yang sama.

Gambar 9-12: Ilustrasi dari beberapa waktu dikorelasikan disediakan untuk

pengukuran pada RTSA

Dalam mode analisa spektrum waku riil, RTSA memberikan dua waktu yang dikorelasikan pemandangan peraga dari pengambilan sinyal, daya terhadap frekuensi dan peraga spektogram. Dua pemandangan dapat dilihat pada gambar 9-11. Dalam mode pengukuran wktu riil lain untuk analisa ranah waktu dan ranah modulasi, RTSA menunjukkan berbagai pandangan dari pengabilan sinyal sebagaimana diilustrasikan dalam gambar 9-13 dan 9-14. Jendela atas kiri dinamakan overview dan

ini dapat memperagakan salah satu daya terhadap frekuensi atau spektogram. Penunjukkan overview menunjukkan semua dari data yang telah diperoleh dalam blok, dan ini memberikan layanan sebagai indek untuk jendela analisa yang lain. Jendela di atas kanan dinamakan sbview, dan menunjukkan sama daya terhadap frekuensi yang dapat disediakan dalam mode penganalisa spektrum waktu riil. Seperti peraga gambar 9-11, spektrum ini satu bingkai dari data dan ini mungkin untuk

menggulung melalui masukan perekam waktu untuk melihat spektrum pada beberapa titik waktu. Ini dikerjakan dengan pengaturan offset spektrum, yang ditemukan dalam menu RTSA. Juga perlu dicatat bahwa terdapat warna ungu dalam jendela overview yang menunjukkan posisi waktu yang berkaitan pada peraga

ranah frekuensi dalam jendela ungu. Jendela dalam dasar setengah dari layar (digambarkan hijau) dinamakan analisis jendela, atau mainview dan menghasilkan peraga dari waktu yang dipilih atau pengukuran analisis modulasi.

Gambar 9-13: Pandangan multi ranah menunjukkan daya terhadap waktu, daya terhadap frekuensi dan demodulasi FM

Contoh analisis modulasi frekuensi ditunjukkan pada gambar 9-13 dan gambar 9-14 menunjukkan contoh analisis transien daya terhadap waktu. Seperti jendela subview jendela analisa hijau dapat diposisikan dimana saja dalam penunjukkan rekaman waktu dalam jendela overview, yang mempunyai hubungan palang hijau untuk menunjukkan posisinya. Lebar jendela analisa dapat ditetapkan diatur pada panjang kurang dari atau ebih besar dari satu bingkai. Analisa multi ranah korelasi waktu menghasilkan fleksibiltas luar biasa untuk memperbesar dan

secara menyeluruh karakterisasi bagian-bagian berbeda dari suatu sinyal RF yang diperoleh dengan menggunakan variasi lebar dari perangkat analisa. 9.3.2. Prinsip Kerja Spektrum

Analisa Waktu Riil Analisa spektrum waktu riil modern dapat diperoleh sebuah passband atau luas dimana saja dalam cakupan frekuensi masukan dari penganalisa. Jika kemampuan pengubah RF menurun diikuti akan oleh bagian band lebar frekuensi menengah (IF). Pada pendigitan ADC sinyal RF dan sistem penyelesaian

Gambar 9-14: Pandangan multi ranah menunjukkan spektogram daya terhadap frekuensi, daya terhadap waktu

berupa langkah-langkah lanjut secara digital. Implementasi algoritma FFT transformasi dari ranah waktu ke diubah ke ranah frekuensi dimana analisa menghasilkan peraga seperti spektogram, codogram. Beberapa kunci karakteristik pembeda merupakan keberhasilan arsitektur waktu riil. Sebuah sistem ADC mampu mendigitkan masukan lebar band waktu riil dengan ketetapan cukup untuk mendukung pengukuran yang diinginkan. Integritas sistem analisa sinyal yang diperoleh berbagai pandangan analisa dari sinyal pengujian, semua berkaitan dengan waktu. Pengambilan memori dan daya DSP cukup memungkinkan akuisisi waktu riil secara terus menerus melampaui perioda waktu pengukuran yang dikehendaki. Daya DSP memungkinkan pemicuan waktu riil dalam ranah frekuensi. Pada bagian ini berisi beberapa diagram arsitektur dari akuisisi utama dan analisa blok dari penganalisa spektrum waktu riil (RSA). Beberapa ancillary berfungsi (pemicuan terkait blok minor, pengendali peraga dan

keyboard) telah dihilangkan untuk memperjelas pembahasan. 9.3.3. Penganalisa Spektrum

Waktu Riil RSA menggunakan kombinasi sinyal analog dan digital dalam pemrosesan perubahan sinyal RF terkalibrasi, pengukuran multi ranah dikaikan waktu. Bagian ini berhadapan dengan yang bagian digital dari aliran pemrosesan sinyal RSA. Gambar 9-15 mengilustrasikan blok pemrosesan sinyal digital mayor yang digunakan dalam RSA. Sinyal analog IF berupa filter bandpass dan pendigitan. Sebuah konversi digit turun dan penghilang proses pengubah sampel A/D ke dalam aliran sephasa (I) dan sinyal baseband quadrature (Q). Blok pemicuan mendeteksi kondisi sinyal untuk mengendalikan akuisisi dan pewaktuan. Sinyal baseband I dan Q sebaik informasi picu digunakan dengan baseband sistem DSP untuk membentuk analisa spektrum atas pertolongan FFT, analisis modulasi, pengukuran daya, pengukuran pewaktuan sebaik analisis statistik.

Gambar 9-15 : Blok diagram pemrosesan sinyal digital pada penganalisa spektrum waktu riil

Pengubah Digit IF Pada umumnya rangkaian pengubah digit mempunyai band terpusat disekitar frekuensi menengah (IF). Band atau luasan frekuensi ini frekuensi terlebar yang dapat dibentuk dari analisa waktu riil. Pengubahan digit pada frekuensi tingi lebih baik dari pada DC atau baseband yang mempunyai beberapa pemroses sinyal keuntungannya antara lain capaian semu, penolakan DC,

cakupan dinamis. Namun dapat diperoleh perhitungan berlebihan untuk menyaring dan mengamati jika diproses secara langsung. RSA menerapkan pengubah digital turun (DDC), gambar 9-16 dan suatu decimator untuk mengkonversi suatu pendigitan IF ke dalam sinyal baseband I dan Q pada kecepatan sampel yang efektif sehingga cukup tinggi untuk luas yang dipilih.

ADC

Pemicuan

Penganalisa Standar

Interface Pengguna dan Peraga

Fe BW/2 BW/2

Fe

DSP baseband

Kalibrasi

Penyaringan

Pengujian bit

FFT

Demodulasi

Statistik

Pengukuran Daya

DOC

X

90o

X

Desimator

Gambar 9-16: Diagram pengubah digital turun

9.3.3.1. Pengubah Digital Turun Pengubah digital sinyal IF dengankecepatan sampel FS. Pengubah digit IF kemudian dikirim ke DDC. Osilator numeris dalam DDC membangkitkan gelombang sinus dan cosines pada frekuensi pusat dari band yang menarik. Sinus dan cosines numeris ini dikalkan dengan

pengubah digit IF, membangkitkan aliran sampel I dan Q yang berisi semua inforasi yang ada dalam IF asli. Aliran I dan Q kemudian dilewatkan melalui filter frekuensi rendah dengan lebar band yang dapat divariasi. Frekuensi cut-off rendah divariasi sesuai dengan luasan yang dipilih.

9.3.3.2. Sinyal Bandpass I dan Q Proses pengambilan band frekuensi dan pengubahannya ke baseband menggunakan konversi turun ditunjukkan gambar 9-17. Sinyal IF asli diisi dalam ruang antara tiga membelah dua dari pencuplikan frekuensi dan pencuplikan frekuensi. Pencuplikan menghasilkan gambar dari sinyal ini antara nol dan ½ frekuensi pencuplikan. Sinyal kemudian dikalikan dengan sinus koheren dan sinyal cosines

pada senter dari passband yang dipilih, membangkitkan sinyal baseband I dan Q. Sinyal baseband merupakan harga riil dan simetris dengan aslinya. Informasi yang sama diisi frekuensi positip dan negatip . Semua modulasi diisi bandpass asli juga diisi dua sinyal. Frekuensi pencuplikan minimum diperlukan untuk setiap setengah dari aslinya. Ini memungkinkan untuk membagi dengan dua.

ADC

Fe

DOC X

90o

X

Desimator

Osilator numerik

Desimate N

Desimate N

Cos

Sinus

Fc =Fe

LPF Lebar band Variabel

I

Q

Data baseband ranah waktu

Bw/2 Fe Bw/2

IF didigitisasi IF

IF Analog

Koniversi turun digital / Desimator

Gambar 9-17: Informasi passband dipertahankan dalam Idan Q terjadi pada setengah kecepatan sampel

9.3.3.3. Penghapusan Teorema niquist menyatakan bahwa sinyal bandpass membutuhkan sampel hana pada kecepatan setengah sampai dua kali frekuensi tertinggi dari yang diamati. Waktu dan frekuensi merupakan jumlah timbal balik. Pengamatan frekuensi rendah diperlukan untuk mengamati rekaman waktu panjang. Penghapusan digunakan untuk keeimbangan luas, pemrosesan waktu, rekaman panjang dan penggunaan memori. RSA sebagai contoh menggunakan kecepatan pencuplikan 51,2 MS/s pada pengubah A/D untuk mendigitkan lebar band 15 MHz. Rekaman I dan Q yang menghasilkan setelah DDC, memfilter dan menghapus untuk luasan 15 MHz pada kecepatan

pencuplikan efektif setengah asli, yaitu 25,6 MS/s. Jumlah total dari sampel yang tidak berubah, ditinggalkan dengan dua satuan sampel, masing-masing mempunyai kecepatan efektif 25,6MS/s mengganti pengaturan tunggal 51.2 MS/S. Penghapusan lebih jauh membuat span lebih sempit, menghasilkan waktu rekaman lebih lama untuk sejumlah sampel ekuivalen. Kelemahan kecepatan efektif pencuplikan lebih rendah adalah mengurangi waktu resolusi. Keuntungan dari kecepatan efektif pencuplikan lebih rendah adalah kecepatan komputasi lebih sedikit, penggunaan memori untuk rekaman waktu berkurang sebagaimana ditunjukkan dalam tabel 9-1.

Tabel 9-1 Span dipilih, dihapus dan kecepatan sampel efektif (Tektronix RSA3300A Series and WCA200A Series)

9.3.4. Pengaruh Ranah Frekuensid dan Waktu Terhadap Kecepatan Pencuplikan

Penggunaan penghapusan mengurangi kecepatan efektif pencuplikan mempunyai beberapa konsekuensi untuk parameter penting pengukuran ranah waktu

dan frekuensi. Contoh membandingkan span lebar dan sempit ditunjukkan dalam gambar 9-18 dan 9-19.

Peraga pengambilan band lebar suatu span frekwensi yang lebar dengan resoluasi ranah frekuensi

relative rendah. Dibandingkan terhadap pengabilan lebar band yang lebih sempit, kecepatan

Gambar 9-18 Contoh lebar band pengambilan lebar

Gambar 9-19 Contoh lebar band pengambilan sempit

15MHz

Span lebar

1 kHz

Span sempit

sampel lebih tinggi dan lebar band resolusi lebih lebar. Dalam ranah waktu, panjang bingkai lebih pendek dan resoluasi waktu leih halus. Panjang rekaman sama dalam istilah jumlah sampel yang disimpan, namun sebagian dari waktu ditampilkan oleh sampel yang lebih pendek. Gambar 9-18. mengilustrasikan lebar pengambilan lebar band dan table 2-2 memberikan contoh dunia riil. Dalam hal kontras., pengambilan sempit lebar band diperagakan sebagai span kecil dari frekuensi dengan resoluasi ranah frekuensi lebih tinggi. Dibandingkan dengan

pengambilan lebar lebar band , kecepatan sampel lebih rendah, sementara resolusi lebar band lebih sempit. Dalam ranah waktu, panjang bingkai lebih panjang, resolusi waktu lebih kasar dan dapat disediakan liputan panjang rekaman waktunya bertambah. Gambar 9-19. mengilustrasikan pengambilan sempit lebar band dan table 2-2 memberikan dunia riil. Skala dari jumlah sedemikian seperti resolusi frekuensi terdapat beberapa tingkatan besaran yang berbeda dari pengambilan band lebar.

Tabel 9-2: Perbandingan pengaruh perubahan pengaturan span pada ranah

frekuensi dan waktu ( RSA3300A Series and WCA200A Series)

9.3.5. Pemicuan Waktu Riil Penganalisa spektrum waktu riil menambah kuat spektrum ranah waktu dan analisis modulasi. Pemicuan kritis untuk pengambilan informasi ranah waktu. RSA menawarkan fungsi pemicuan unik, memberikan daya

dan picu topeng frekuensi sebaik picu ekstenal pada umumnya dan didasarkan pada tingkatan picu. Pada umumnya sistem picu digunakan dalam osiloskop kebanyakan. Dalam osiloskop analog tradisional, sinyal yang

diamati diumpankan ke salah satu masukan sementara picu diumpankan pada yang lain. Picu menyebabkan dimulaianya sapuan horizontal sementara amplitudo dari sinyal ditunjukkan sebagai penganti vertikal yang dilapiskan

pada gratikul yang telah dikalibrasi. Bentuk paling sederhana, picu analog memungkinkan terjadi setelah picu untuk diamati, seperti ditunjukkan pada gambar 9-20.

Gambar 9-20 Pemicuan waktu rill 9.3.5.1.Sistem Picu dengan Akuisis Digital Kemampuan untuk menampilkan dan memproses sinyal secara digital, digabungkan dengan kapasitas memori yang besar, sehingga memungkinkan menangkap peristiwa yang terjadi sebelum picu, dengan kualitas baik seperti sesudahnya. Sistem akuisisi data dari jenis yang digunakan dalam RSA menggunakan pengubah analog ke digital (ADC) untuk mengisi kedalaman memori selama sinyal sampel diterima. Secara konsep

sampel baru secara terus menerus diumpankan ke memori sementara sampel paling lama diturunkan. Contoh ditunjukkan pada gambar 9-21 suatu memori yang diatur untuk menyimpan N sampel. Pada saat kedatangan picu akuisisi dihentikan, isi memori dibekukan. Penambahan suatu variabel menunda dalam alur sinyal picu memungkinkan peristiwa yang terjadi sebelum picu sebaik yang datang setelah picu.

Sinyal picu

Sinyal input

Gambar 9-21: Pemicuan sistem akuisisi digital Dengan mempertimbangkan kasus yang tidak ada penundaan. Picu menyebabkan terjadinya pembekuan memori segera setelah sampel bersamaan dengan picu disimpan. Memori kemudian berisi sampel pada waktu picu seperti halnya sampel N yang terjadi sebelum picu. Hanya kejadian sebelum picu disimpan. Dengan mempertimbangkan kasus di atas yang mana penundaan diatur secara pasti sesuai dengan setelah picu. Hanya kejadian setelah picu disimpan. Kedua kejadian sebelum dan sesudah picu dapat diambil jika

penundaa diatur untuk memecah panjang memori. Jika penundaan diatur setengah dari kedalaman memori, setengah sampel disimpan mendahului picu dan setengah sampel disimpan mengikuti picu. Konsep ini serupa untuk menunda picu digynakan dalam mode span nol dari suatu sapuan SA konvensional. RSA dapat mengambil rekaman yang lebih panjang , bagaimanapun sinyal data ini sesudah itu dapat dianalisa ranah frekwensi, waktu dan modulasi. Piranti ini sangat kuat untuk aplikasi seperti pemantauan sinyal dan piranti pencarian gangguan atau kerusakan.

9.3.5.2. Mode Picu dan Corak Mode fre-run diperoleh sampel dari sinyal IF yang diterima tanpa pertimbangan kondisi picu. Spektrum modulasi atau pengukuran lain diperagakan sebagaimana adanya diperoleh dan diproses. Mode dipicu memerlukan sumber picu sebagaimana halnya pengaturan variasi parameter yang menegaskan kondisi untuk pemicuan sebagaimana perilaku instrumen dalam merespon picu. Pemilihan picu tungal atau terus menerus menetukan apakah akuisisi diulangi setiap saat terjadi pemicuan atau dilakukan hanya

sekali setiap saat pengukuran. Posisi picu dapat diatur dari 0 sampai 100%, memilih sebagian dari blok akuisisi sebelum picu. Pemilihan 10% pengambilan data sebelum picu 1/10 dari blok yang dipilih dan data sesudah picu 9/10. Kemiringan memungkinkan pemilihan dari ujung kenaikan, ujung penurunan atau kombinasinya untuk pemicuan. Naik atau turun memungkinkan pengambilan sinyal burts lengkap. Turun dan naik memungkinkan pengambilan celah, dalam cara lain sinyal yang berlanjut

. 9.3.5.3. Sumber-sumber Picu RSA RSA memberikan beberapa metoda picu internal dan eksternal. Tabel 9-2 merupakan rangkuman variasi sumber-sumber picu waktu riil, pengaturannya dan resolusi waktu yang dikaitkan dengan yang lain. Picu eksternal memungkinkan sebuah sinyal TTL eksternal untuk mengendalikan akuisisi. Ini pada umumnya mengendalikan sinyal seperti mengkomando pensaklaran frekuensi dari sistem yang diuji. Sinyal eksternal ini memberi komando akuisisi dari suatu kejadian dalam sistem yang diuji. Picu internal tergantung pada

karakteristik sinyal yang sedang diuji. RSA mempunyai kemampuan memicu pada tingkat sinyal yang didigitkan, pada daya sinya setelah penyaringan dan penghapusan atau kejadian dari spectral komponen tertentu dengan menngunakan topeng frekuensi picu. Setiap sumber picu dan mode menawarkan keuntungan spesifik dalam kaitan selektivitas frekuensi, cakupan resolusi waktu dan dinamis. Fungsi unsur yang mendukung pengembangan ini ditunjukkan pada gambar 9-22.

Gambar 9-22: Proses pemicuan penganalisa spektrum waktu riil .

Tingkat pemicuan sebanding dengan sinyal yang didigitkan pada keluaran dari ADC dengan mengatur pemilih pemakaian. Lebar band penuh dari digit sinyal yang digunakan, ketika pengamatan span sempit yang dikehendaki lebih lanjut penyaringan dan penghapusan. Tingkat pemicuan menggunakan digitisasi kecepatan penuh dan dapat mendeteksi kejadian sesingkat satu sampel pada kecepatan pengambilan sampel penuh. Resolusi waktu dari analisa aliran turun, bagaimanapun dibayasi pada kecepatan efektif pengamblan sampel. Level picu diatur sebagai persentase dari

level klip ADC, yaitu nilai biner maksimum (semua dalam ondsi logika 1). Ini erupakan kuantisasi linier yang tidak dibingungkan dengan peraga logaritmis, yang diekspresikan dalam dB. Daya pemicuan dihitung dari sinyal setelah penyaringan dan penghapuan sinyal. Daya setiap pasangan disaring dari sampel I/Q (I2/Q2) dibandingkan dengan pengaturan daya yang dipilih pemakai. Pengaturan dalam dB relatip terhadap skala penuh (dBfs) sebagaimana ditunjukkan pada layar logaritmis. Pengaturan dari tempat 0dBfs level picu pada puncak gratikul dan akan membangkitkan sinyal picu bila

ADC

PowerI2 = Q2

Frekuensi mask / FFT

Trigger, timing dan kontrol

Trigger eksternal

Memori

level

Power

Mask

daya total diisi dalam span yang melebihi level picu. Pengaturan -10dBfs akan memicu bila daya total dalam span mencapai level 10dB di bawah puncak gratikul. Perlu dicatat bahwa daya total dalam span membangkitkan sebuah sinyal picu. Dua sinyal CW masing-masing pada level -3dBm missal mempunyai kumpuln daya 0dBm. Pemicuan topeng frekuensi sebanding dengan bentuk spektrum untuk menegaskan topeng pengguna. Teknik ini sangat kuat memungkinkan perubahan bentuk spektrum untuk picu dan akuisisi. Picu topeng frekuensi dapat diandalkan untuk mendeteksi sinyal dibawah skala penuh pada saat ada sinyal lain

pada level yang lebih tinggi. Kemampuan ini untuk memicu pada sinyal lemah dihadapan sinyal kuat adalah kritis untuk mendeteksi sinyal sesaat., menghasilkan inter modulasi, spektrum transient dan masih banyak lagi. FFT penuh diperlukan untuk membandingkan sinyal terhadap topeng, pemenuhan kelengkapan bingkai. Resolusi waktu untuk picu topeng frekuensi secara kasar satu bingkai FFT, atau 1024 sampel pada kecepatan efektif pengambilan sampel. Picu peristiwa ditentukan penggunaan ranah frekuensi yang didedikasikan perangkat keras prosesor FFT sebagaimana ditunjukkan dalam blok diagram gambar 9-22.

9.3.5.4. Membangun Topeng Frekuensi Seperti bentuk lain dari pengujian topeng, picu topeng frekuensi (juga dikenal sebagai picu ranah frekuensi) dimulai dengan definisi dari topeng pada layar. Definisi ini dilakukan dengan mengatur titik frekuensi dan amplitudonya. Topeng dapat digambarkan titik per titik atau penggambaran secara grafik dengan mouse atau piranti penunjuk lain. Picu dapat diatur untuk terjadi bila sinyal berada di luar topeng menerobos batas atau bila sinyal terjadi tiba-tiba di dalam topeng. Gambar 9-23

menunjukkan topeng frekuensi yang memungkinkan lintasan spektrum normal dari sinyal tapi bukan penyimpangan sesaat. Gambar 9-24 menunjukkan peraga spektogram untuk akuisisi yang telah dipicu pada saat sinyal sesaat melebihi topeng. Gambar 2-11 . menunjukkan spektrum untuk bingkai pertama dimana topeng telah melebihi. Perlu dicatat bahwa sebelum picu dan setelah picu data dikumpulkan dan keduanya ditunjukkan dalam spektogram.

9.3.5.5. Pewaktuan dan Picu

Pewaktuan pengendali, bila digunakan bersama dengan picu menawarkan suatu kombinasi kuat untuk menganalisa transien atau pewaktuan lain yangberkaitan dengan parameter. Panjang akuisisi menentukan panjang waktu untuk menyimpan sampel ke dalam memori berkaitan dengan adanya sinyal picu. Histori akuisisi menentukan seberapa banyak akuisisi sebelumnya akan dipertahankan setelah masig-masing picu baru. RSA menunjukkan panjang akuisisi dalam jendela overview ranah waktu. Panjang spektrum menentukan panjang waktu untuk peragakan spektrum yang dihitung. Offset spektrum menentukan penundaan atau membantu saat terjadi picu sampai bingkai FFT mulai diperagakan. Kedua panjang spektrum dan offset spektrum memiliki resolusi waktu dari satu

bingkai FFT (1024 sampel pada kecepatan pengambilan sampel efektif). RSA menunjukkan offset spektrum dan panjang spektrum menggunakan palang berwarna pada bagian dasar dari jendela overview ranah waktu. Palang warna dikunci pada peraga bersangkutan. Panjang analisis menentukan panjang waktu untuk analisa modulasi dan pengukuran lain yang dibuat didasarkan waktu. Analisa offset menentukan penundaan atau picu sesaat sampai analisa dimulai. RSA menunjukkan analisa offset dan panjang pemakaian berupa palang warna pada bagian dasar dari jendela overview ranah waktu. Palang warna dikunci pada peraga yang bersangutan. Indikator picu keluaran memungkinkan pemakai untuk

Gambar 9-23: Definisi topeng frekuensi

Gambar 9-24: Spectrogram menunjukkan sinyal transien diatur pada pembawa. Kursor diatur pada titik picu sehingga data sebelum picu ditampilkan, diatas garis kursor dan data setelah picu diperagakan dibawah garis kursor. Garis sempit putih pada sisi kiri daerah biru dinotasikan data setelah picu.

memilih keluaran TTL yang berada dipanel depan digunakan untuk picu sesaat. Ini dapat digunakan untuk menyerempakkan

pengukuran RSA dengan instrumen lain seperti osiloskop atau penganalisa logika.

9.3.6.7. Baseband DSP Hampir semua pengukuran penganalisa spektrum waktu riil dilakukan melalui pemroses sinyal digital (DSP) dari aliran data I dan Q yang dibangkitkan oleh blok

DDC dan disimpan ke dalam memori akuisisi. Berikut ini merupakan diskripsi dari beberapa fungsi utama blok yang diimplementasikan dengan DSP.

9.3.6.8. Kalibrasi / Normalisasi Kalibrasi dan normalisasi mengganti untuk penguatan dan respon frekuensi dari rangkaian analog yang mendahului pengubah analog ke digital (A/D). Kalibrasi dilakukan di pabrik dan disimpan dalam memori berupa table-tabel kalibrasi. Koreksi dari table-tabel yang disimpan diaplikasikan untuk mengukur sebagai besaran yang diperhitungkan. Kalibrasi diberikan ecara teliti dapat dilacak pada lembaga yang

bertanggungjawab pada standarisasi pengukuran. Normalisasi pengukuran yang dilakukan secara internal untuk mengkoreksi variasi yang disebabkan oleh perubahan temperature, umur dan satuan ke satuan lain yang berbeda. Seperti halnya kalibrasi, konstanta normalisasi disimpan dalam memori dan diaplikasikan sebagai koreksi pada perhitungan pengukuran.

9.3.6.8. Penyaringan Banyak proses pengukuran dan kalibrasi membutuhkan penyaringan dalam penambahan penyaringan dalam IF dan DDC / penghapus. Penyaringan dikerjakan secara numeric pada sampel I dan Q yang disimpan dalam memori. Pewaktuan, Sinkronisasi dan Pensampelan kembali Pewaktuan berkaitan dengan sebagian besar sinyal kritis pada

kebanyakan sistem RF modern. RSA memberikan analisa yang berkaitan dengan waktu dari spektrum, modulasi dan daya sehingga memungkinkan waktu berhubungan antara variasi karakteristik RF untuk diukur dan diteliti. Clock sinkronisasi dan sinyal pensampelan kembali dibutuhkan untuk demodulasi dan pemrosean pulsa.

9.3.6.9. Analisa Transformasi Fast Fourier Fast Fourier Transform (FFT) merupakan jantung dari penganalisa spektrum waktu riil. Dalam RSA algoritama FFT pad aumumnya menerapkan transformasi sinyal ranah waktu ke dalam spektrum ranah frekuensi. Secara konsep, pemrosesan FFT dapat dipandang sebagai melewatkan sinyal melalui sekumpulan penyaring parallel dengan frekuensi resolusi dan lebar band sama. Keluaran FFT pada umumnya harga kompleks. Untuk analisa spektrum, amplitudo dari hasil kompleks biasanya sangat menarik. Proses FFT dimulai dengan penghapusan dan komponen base band I dan Q disaring dengan baik, yang mana ditampilkan dalam bentuk sinyal kompleks dengan I sebagai bagian riil dan Q sebagai bagian imaginer. Dalam pemrosesan FFT, sampel diatur dari sinyal kompleks I dan Q diperoses pada saat yang sama. Pengaturan sampel dinamakan bingkai FFT. FFT berfungsi pada sampel sinyal waktu dan menghasilkan sampel fungsi frekuensi dengan panjang yang sama. Jumlah sampel dalam FFT, pada umumnya berupa daya dari 2, juga dinamakan ukuran FFT. Misal 1024 titik FFT dapat ditransformasi 1024 I dan 1024 Q ke dalam sample 1024 titik ranah frekuensi kompleks dalam diskusi sebelumnya penyaring-penyaring inidihubungkan secara parallel. Dua garis spektrum lebih dekat

dibanding lebar bin tidak bisa dipecahkan. Resolusi frekuensi FFT merupakan lebar masing-masing frekuensi bin, sama dengan frekuesni sampel dibagi dengan ukuran FFT. Memberikan frekuensi sampel sama, ukuran FFT lebih besar resolusi frekuensi lebih halus. Untuk RSA dengan kecepatan pengambilan sampel 25,6 MHz dan ukuran FFT 1024, resolusi frekuensi adalah 25 kHz. Resolusi frekuensi dapat ditingkatkan dengan menambah ukuran FFT atau dengan mengurangi frekuensi sampel. RSA, sebagaimana telah disebutkan di atas menggunakan Digital Down Converter dan penghapusan untuk mengurangi kecepatan pengambilan sampel efektf sebagai span frekuensi yang sempit, secara efektif menawarkan resolusi waktu untuk resolusi frekuensi. Sementara ukuran FFT dipertahankan dan penghitungan kompleksitas ke tingkat yang dapat dikendalikan. Pendekatan ini memungkinkan resolusi halus pada span sempit tanpa waktu perhitungan berlebihan. Pada span lebar dimana resolusi frekuensi cukup lebih kasar. Batas praktis pada ukuran FFT adalah seringnya peragaan resolusi. Karena suatu FFT resolusi lebih besar dari pada jumlah titik yang diperagakan.

Gambar 9-25: Satu bingkai spektogram yang menunjukkan kejadian picu dimana sinyal transien terjadi disekitar topeng frekuensi

Gambar 9-26: Tiga bingkai sampel sinyal ranah waktu

9.3.6.9.1. Jendela Ada suatu asumsi yang tidak bisa dipisahkan dalam matematika dari Discrete Fourier Transform dan analisa FFT yang mana data diproses berupa perioda tunggal dari pengulangan sinyal. Gambar 9-26 melukiskan serangkaian sampel ranah waktu. Pada saat memproses FFT diaplikasikan pada bingka 2, misal perluasan sinyal periodik. Discontinuitas antar bingkai berurutan pada umumnya terjadi seperti ditunjukkan pada gambar 9-27 Tiruan diskontinuitas menimbulkan

respon palsu tidak ada dalam sinyal aslinya, yang dapat membuat tidak mungkin untuk mendeteksi sinyal kecil yang berada didekat yang besar. Ini berpengaruh dinamakan kebocoran spektrum. RSA menerapkan teknik jendela pada bingkai FFT sebelum pemrosesan FFT dibentuk untuk mengurangi pengaruh kebocoran spektrum. Fungsi jendela pada umumnya mempunyai bentuk bel. Terdapat sejumlah fungsi

Gambar 9-27: Diskontinuitas yang disebabkan oleh ekstensi periodic dari sampel dan bingkai tunggal

jendelam yang popular Blackman-Haris profil 4B(BH4B) ditunjukkan

dalam gambar 9-28.

Gambar 9-28: Profil jendela Blackman-Harris 4B (BH4B)

Fungsi jendela Blackman-Haris 4B ditunjukkan dalam gambar 9-25. memiliki harga nol untuk sampel pertama dan terakhir dan kurva kontinyu diantaranya. Perkalian bingkai FFT dengan fungsi jendela mengurangi diskontinuitas pada akhir bingkai. Dalam kasus ini jendela Blackman-Haris, dapat mengurangi diskontinuitas bersama. 9.3.6.9.2. Efek jendela adalah

untuk menempatkan beban lebih besar pada sampel

di pusat jendela dibanding men]jauh dari pusat, membawa harga nol pada akhir. Ini dapat dipirkan secara efektif mengurangi waktu yang dihitung oleh FFT. Waktu dan frekuensi adalah jumlah timbale balik. Semakin kecil waktu sampel resolusi frekuensi semakin lemah (lebar). Untuk jendela Blackman-Haris 4B, resolusi frekuensi efektif mendekati dua kalli sebaik nilai

yang dapat dicapai tanpa jendela. . Implikasi lain dari jendela adalah data ranah waktu dimodifikasi dengan menghasilkan jendela suatu keluaran spektrum FFT yang sangat sensitive terhadap perilaku pusat bingkai, dan tidak dapat merasakan perilaku di permulaan dan akhir bingkai. Sinyal transien muncul dekat salah satu ujung dari bingkai FFT yang dilonggarkan dan dapat luput semuanya sama sekali. Masalah ini dapa diselesaikan dengan menggunakan bingkai tumpang tindih, teknik kompleks meliputi trade-off antara penghitungan waktu dan kerataan ranah waktu untuk mencapai performansi yang diinginkan. Secara singkat diuraikan di bawah ini. 9.3.6.9.3. Pemrosesan Paska

FFT Karena fungsi jendela melemahkan sinyal pada kedua ujung dari bingkai, ini mengurangi daya sinyal keseluruhan,

amplitudo spektrum diukur dari FFT dengan jendela harus diskala untuk memberikan pembacaan amplitudo dengan benar. Untuk sinal gelombang sinus murni factor skala merupakan penguatan DC dari fungsi jendela. Setelah pemrosesan juga digunakan untuk menghitung amplitudo spektrum dengan menjumlahkan bagian riil yang dikotak dan bagian kotak imaginer pada setiap bin FFT. Spektrum amplitudo pada umumnya diperagakan dalam skala logaritmis sehingga berbeda dengan frekuensi cakupan ampitudo lebar dan diperagakan secara serempak pada layar yang sama. 9.3.6.9.4. Bingkai Overlap

Beberapa penganalisa spektrum waktu riil dapat dioperasikan dalam mode waktu riil dengan bingkai tumpang tindih. Pada saat ini terjadi, bingkai sebelumnya diproses pada saat sama dengan bingkai baru diperoleh. Gambar 2-29. menunjukan bagaimana bingkai diperoleh dan diproses. Satu keuntungan dari bingkai tumpang tindih kecepatan penyegaran peraga ditingkatkan, efek yang paling nyata dalam membatasi span yang diperoleh sempit waktu akuisisi panjang. Tanpa bingkai overlap, layar peraga tidak dapat diperbaharui sampai diperoleh bingkai baru masuk. Dengan bingkai overlap, bingkai baru diperagakan sebelum bingkai sebelumnya diselesaikan.

Waktu Gambar 9-29: Sinyal akuisisi, pemrosesan dan peraga menggunakan bingkai

overlap

Keuntungan lain peraga ranah frekuensi dalam peraga spektogram. Karena jendela menyaring mengurangi konstribusi dari sampel pada setiap akhir bingkai ke nol, spektrum terjadi pada sambungan antara dua bingkai, diatur dapat hilang jika bingkai tidak overlap. Bagaimanapun, mempunyai bingkai yang overlap memastikan bahwa semua spektrum akan

dapat dilihat pada peraga spektrogram dengan mengabaikan efek jendela. 9.3.6.9.5. Analisa Modulasi Modulasi merupakan alat yang melewatkan sinyal RF sebagai pembawa informasi. Analisis modulasi menggunakan RSA tidak hanya mentransmisikan isi data namun juga mengukur secara akurat dengan sinyal yang

Bingkai 1 Bingkai 1

Bingkai 2

Bingkai 3 Bingkai 3

Bingkai 2

Bingkai 4 Bingkai 3

dimodulasikan. Lebih dari itu, mengukur banyaknya kesalahan dan pelemahan yang menurunkan tingkat kualitas modulasi.Sistem komunikasi modern telah secara ddrastis ditingkatkan jumlah format modulasi yang digunakan. Kemampuan menganalisa RSA pada banyak format dan memiliki arsitektur yang memungkinkan untuk menganalisa format baru. 9.3.6.10. Modulasi Amplitudo,

Frekuensi dan Pasa Pembawa RF dapat mengantarkan informasi dalam banyak cara didasarkan pada variasi amplitudo, pasa dari pembawa. Frekuensi merupakan waktu yang diturunkan dari phasa. Frekuensi modulasi (FM) meskipun waktu diturunkan dari pasa modulasi (PM). Pengunci pergeseran pasa quadrature (QPSK) merupakan format modulasi digital yang symbol

berbagai titik keputusan terjadi pada 90° dari pasa. Quadratute Amplitudo Modulation (AM) merupakan format modulasi tingkat tinggi yang kedua amplitudo dan pasa divariasi secara serempak untuk memberikan berbagai keadaan. Bahkan format modulasi sangat kompleks seperti Orthoganal Frequency Division Multiplexing (OFDM) dapat menjadi dekomposisi kedalam besaran dan komponen pasa. Besaran dan pasa dapat dipandang sebagai panjang dan sudut vector dalam sistem coordinator polar. Pada itik yang sama dapat diekspresikan dalam koordinatcartesian atau koordinat segi empat. Format I/Q dari sampel waktu disimpan dalam memori oleh RSA secara matematis ekuivalen koordinat Cartesian, I dengan mempresentasikan I horizontal atau komponen X dan Q vertikal sebagai komponen Y.

Gambar 9-30. mengilustrasikan besaran dan pasa dari vector sepanjang komponen I dan Q. Demodulasi Am terdiri dari penghitungan besaran sesaat

untuk setiap sampel I/Q disimpan dalam memoro dan menggambarkan hasil dari waktu ke waktu. Modulasi PM terdiri dari penghitungan sudut pasa dari

Gambar 9-30 Vektor besaran dan pasa

Besar = Fasa = tan 1 (Q/I)

I2 + Q2

I

Q

sampel I dan Q dalam memori dan menggambarkannya dari waktu ke waktu setelah penghitungan untuk discontinuitas dari fungsi arctangent pada ± /2. Suatu kali pasa PM dihitung untuk direkam waktunya, FM dapat dihitung dengan mengambil waktu penurunan. 9.3.6.10.1. Modulasi Digital Pemrosesan sinyal dalam sistem komunikasi digital pada umumnya ditunjukkan pada gambar 9-31. Proses memancarkan dimulai dengan mengirim data dan clock. Data dan clock dilewatkan melalui sebuah encoder yang menyusun data kembali, dan menambahkan bit sinkronisasi serta mengembalikan jika terjadi kesalahan dalam membuat sandi

dan perebutan (scrambling). Data kemudian dipisah ke dalam alur I dan Q dan disaring, perubahan bentuk gelombang dari bit ke analog yang kemudian dikonversi ke atas ke dalam kanal yang tepat dan dipancarkan ke udara. Pada saat dipancarkan sinyal mengalami penurunan karena pengaruh lingkungan yang tidak bisa diacuhkan.

Gambar 9-31 : Tipikal sistem telekomunikasi digital

Filter

Rx Filter

Sinyal pemancar

Pemancar

Penerima

Enkoder

Data

Clock

I

Q

IQ

Osilator lokal

konversi IQ

Osilator lokal

Perbaikan frekuensi clock, data

Demodulasi

Dekoder

Data

Clock

Proses penerimaan kebalikan dengan proses transmisi dengan beberapa langkah tambahan. Sinyal RF dikonversi turun ke sinyal baseband I dan Q yang dilewatkan melalui penyarinng Rx seringkali dirancang untuk memindahkan interferensi inter-simbol. Kemudian sinyal diteruskan melalui algoritma dikembalikan pada frekuensi, pasa dan data dengan tepat. Ini diperlukan untuk mengkoreksi penundaan multi alur dan pergeseran Doppler dalam alur dan kenyataan bahwa osilator Rx dan Tx tidak selalu disinkronkan. Frekuensi, pasa dan clock dibetulkan, sinyal didemodulasi dan didekode kesalahan dikoreksi dan bit dibetulkan.

Banyak variasi modulasi digital meliputi FSK yang umum dikenal, BPSK, QPSK, GMSK, QAM, OFDM dan yang lain. Modulasi digital seringkali dikombinasi dengan penyaring, pengendali daya, koreksi kesalahan dan protocol komunikasi meliputi standard komunikasi digital tertentu yang tujuannya adalah untuk mentransmisikan bit bebas kesalahan dari informasi antar radio ujung berlawanan dari sebuah hubungan. Sebagian besar kompleksitas terjadi dalam format komunikasi digital diperlukan untuk mengganti kesalahan dan pelemahan yang masuk sistem sebagai sinyal yang berjalan melalui udara.

Gambar 9-32: Blok diagram analisa modulasi RSA

Konversi I Q

Osilator lokal

Perbaikan data, clock dan

frekuensi

Rekonstruksi sinyal ideal

Comp

Comparator

Filter Rx

I

Q

Analisis modulasi RSTA

sebenarnya

ideal I Q Q

I

Mode operasi RSTA

Tahapan pemrosesan sinyal diperlukan untuk analisis modulasi digital diilustrasikan dalam gambar 9-32. Dasar pemrosesan sama seperti penerima kecuali bahwa pembetulan symbol digunakan untuk mengkonstruksi secara matematis sinyal I dan Q ideal. Sinyal ideal ini dibandingkan dengan yang sebenarnya atau diturunkan sinyal I dan Q untuk menghasilkan analisis pengukuran modulasi yang diperlukan. 9.3.6.10.1. Pengukuran Daya dan

Statistik RSA dapat melaksanakan pengukuran daya pada kdua ranah frekuensi dan ranah waktu. Pengukuran ranah waktu dibuat dengan memadukan daya dalam baseband I dan Q, sinyal disimpan dalam memori sampai interval waktu tertentu. Pengukuran ranah frekuensi dibuat dengan

memadukan daya dalam spektrum sampai interval frekuensi tertentu. Penyaring kanal diperlukan untuk banyak pengukuran yang standar, kemungkinan diaplikasikan pada kanal daya. Parameter kalibrasi dan normalisasi juga diaplikasikan untuk mempertahankan katelitian pada semua kondisi yang dispesifikasikan. Komunikasi standar seringkali menspesifikasi pengukuran statistik untuk komponen dan piranti akhir pemakai. RSA memiliki pengukuran rutin menghitung statistik yang demikian seperti Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF) dari sinyal yang seringkali digunakan untuk mengkarakterisasi perilaku daya puncak ke rerata dari sinyal yang dimodulasi kompleks.

9.3.6.10.2. Pengukuran Dengan Real-Time Spektrum Beberapa hal detail yang bersangkutan kecepatan pengambialn sampel dan jumlah titik FFT merupakan produk mandiri. Sebagaimana pengukuan

yang lain dalam pembahasan ini berisi informasi aplikasi khusus RSA dan WCA seri penganalisa spektrum waktu riil.

9.3.6.11. Pengukuran Ranah Frekuensi 9.3.6.11.1. SA waktu Riil Mode ini memberikan pengambilan tak terikat dalam waktu riil, pemicuan waktu riil dan kemampuan menganalisa pengambilan data ranah waktu diperagakan menggunakan daya

terhadap frekeunsi dan spektogram. Mode ini juga memberikan beberapa pengukuran otomatis seperti pengukuran frekuensi pembawa ditunjukkan pada gambar 9-33.

Gambar 9-33:Spektogram frekuensi sinyal hopping mode SA waktu riil Spektogram mempunyai tiga sumbu : Bila dikombinasikan dengan kemampuan pemicuan waktu riil, ditunjukkan dalam gambar 9-34. spektogram menjadi alat pengukuran yang lebih bergana guna untuk sinyal RF dinamis. Ada beberapa hal yang harus diingat pada saat menggunakan peraga spektogram : Bingkai waktu span-mandiri

(span lebar = waktu singkat) Satu langkah vertikal melalui

spektogram sama dengan satu frame waktu riil

Satu bingkai waktu riil sama dengan 1024 sampel ranah waktu

Bingkai terlama berada pada puncak layar, bingkai terbaru ada pada dasar layar

Data dalam blok secara tak terikat diambil dan dalam waktu yangbersangkutan

Garis hitam horizontal pada penampilan spektogram menunjukkan batas antar blok. Terdapat tiga celah dalam waktu yang terjadi antar akuisisi.

Garis putih pada sisi kiri dari peraga spektogram menandakan data setelah dipicu

Gambar 9-34: Beberapa blok yang diperoleh dengan menggunakan picu topeng frekuensi untuk mengukur pengulangan frekuensi transien pensaklaran

1. Sumbu horizontal menampilkan frekuensi

2. Sumbu vertikal menampilkan waktu 3. Warna menunjukkan besarnya

amplitudo

9.3.11.2. Standar SA Mode standar SA ditunjukkan dalam gambar 9-35, memberikan pengukuran ranah frekuensi yang menandingi SA sapuan tradisional. Span frekuensi yang melebihi lebar band waktu riil dari instrumen, ini dicapai dengan mengatur span RSA seperti pada penganalisa spektrum tradisional

kebanyakan. Mode ini juga memberikan RBW yang dapat diatur, fungsi rerata dan kemampuan mengatur FFT dan pengaturan jendela. Picu waktu riil dan pengambilan tak terikat waktu riil tidak dapat disediakan dalam mode SA standar.

Gambar 9-35: Mode SA standar menunjukkan pengukuran frekuensi diatas 1GHZ menggunakan span maxhold 9.3.6.11.3. SA Dengan Spektrogram

Mode SA dengan spektogram memberikan fungsi sama seperti mode SA standar dengan tambahan peraga spektogram. Mode ini memungkinkan pemakai memilih span yang lebih besar dari pada lebar band maksimum akuisisi waktu riil dari RSA. Tidak sebagaimana dalam mode SA

waktu riil, meskipun SA dengan mode spektogram tidak memiliki picu waktu riil, tidak ada pengembailan tanpa ikatan data tidak disimpan dalam memori instrumen. Ini membuatnya tidak mungkin untuk memutar balik membaca waktu melalui data yang diperagakan pada spektogram.

9.3.6.11.4. Pengukuran Ranah Waktu

Pengukuran frekuensi terhadap waktu memperagakan frekuensipada sumbu vertikal dan waktu pada sumbuhorisontal. Ini memberikan hasil serupa dengan apa yang ditunjukan pada peraga spektogram, dengan dua hal

penting yangberbeda. Pertama pandangan frekeunsi terhadap waktu mempunyai resolusi ranah waktu yang lebih baik dari pada spektogram. Kedua pengukuran ini menghitung nilai rerata frekuensi tunggal untuk setiap titik

Gambar 9-36 Perbandingan spektogram frekuensi terhadap waktu

waktu, alat ini tidak dapat memperagakan berbagai sinyal RF seperti yang dapat dilakukan spektogram. Spektogram merupakan kom[ilasi dari bingkai dan memiliki garis demi garis resolusi waktu yang sama dengan panjang satu bingkai dan pandangan frekuensi terhadap waktu memiliki resolusi waktu satu interval sampel. Dengan asumsi 1024 sampel dalam satu bingkai, resolusi dalam mode ini adalah 1024 kali lebih halus dari pada spektogram. Ini membuat mudah untuk melihat pergeseran frekuensi yang kecil dalam detil besar. Fungsi hampir menyerupai counter yang sangat cepat. Setiap 1024 titik sampel menunjukkan harga frekuensi, apakah span beberapa ratus hertz atau megahertz. Frekuensi sinyal konstan sebagaimana CW dan AM menghasilkan suatu tingkat peraga datar. Pandangan frekuensi terhadap waktu memberikan hasil terbaik bila terdapat sinyal yang relatip kuat pada frekuensi yang unik. Gambar 3-4 merupakan ilustrasi perbandingan yang sederhana frekuensi terhadap waktu

diperagakan dengan spektogram. Peraga frekuensi terhadap waktu merupakan suatu cara melihat yang diperbesar memperbesar sebagian dari spektrogram. Ini sangat bermanfaat untuk menguji kejadian transien seperti frekuensi overshoot dan ringing. Bila terdapat berbagai sinyal dalam lingkungan yang diukur, atau sinyal dengan tingkat noise atau ada sebentar, spektogram tetap menunjukkan yang dikehendaki. Ini memberikan visualisasi dari semua frekuensi dan aktivitas amplitudo pada span yang telah dipilih. Gambar 9-37, 9-38, and 9-39 menunjukkan tiga pandangan analisa yang berbeda dari akuisisi yang sama. Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 9-37. picu topeng frekuensi digunakan untuk mengambil sinyal transien yang berasal dari pemancar mempunyai permasalahan dengan stabilitas frekwensi selama bekerja. Karena osilator tidak diatur pada frekeunsi senter layar, sinyal RF pecahkan topeng frekuensi ditunjukkan pada sisi kiri karena picu. Gambar spektogram pada sisi kanan menunjukkan perilaku frekuensi dari alat yang diamati.

Gambar 9-37: Spektogram pengesetan frekuensi di atas 5 MHz of dan waktu 35 ms

Pada dua gambar peraga beikutnya menunjukkan frekuensi terhadap waktu dari sinyal yang sama, gambar 9-38. menunjukkan perilaku frekuensi yang sama seperti spektogram yang menggunakan panjang analisa 25 ms. Gambar 9-39 menunjukkan

kemampuan untuk memperbesar suatu analisa panjang 1ms, menunjukkan perubahan frekuensi dari waktu ke waktu dengan resolusi ranah waktu yang lebih halus. Ini mengungkapkan sisa osilasi pada sinyal yang terjadi setelah frekuensi mantap benar.

9.3.6.11.5. Daya Terhadap Waktu

Peraga daya terhadap waktu (gambar 9-40.) menunjukkan bagaimana daya dari perubahan sinyal pada sampel dengan basis sampel. Amplitudo sinyal digambarkan dalam skala

logaritmis dBm. Peraga ini serupa dengan osiloskop pandangan ranah waktu sumbu horizontal memperlihatkan waktu. Sumbu vertikal menunjukan daya pada skala log, skala linier tegangan

Gambar 9-38: Frekuensi terhadap waktu pengesetan di atas 5 MHz dan waktu 25 ms

Gambar 9-39: Pengesetan frekuensi diatas 50Hz dari frekuensi dan waktu 1ms yang diperbesar

diganti dan diperlihatkan daya total yang dideteksi dalam span yang dipilih. Daya sinyal konstan akan diperagakan jejak rata karena

tidak ada perubahan rerata daya per siklus. Setiap titik sampel waktu, daya dihitung sebagai berikut :

Gambar 9-40. Peraga daya terhadap waktu Gambar 9-41. Pengukuran CCDF Peraga daya terhadap waktu dapat disediakan dalam jendela overview untuk semua pengukuran waktu riil. Ini dapat juga ditunjukkan jendela analisa menggunakan mode daya terhadap waktu. 9.3.6.11.6. Komulatif Komplementer

9.3.6.11.6.1. Fungsi Distribusi Pandangan peraga Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF) kemungkinan daya puncak diatas rerata melampaui sinyal yang diukur, amplitudo diperagakan pada sumbu horizontal. Kemungkinan diperagakan sebagai persen dalam skala vertikal. Sumbu vertikal logaritmis. Analisa DDF mengukur factor crest variasi waktu, yang mana ini penting untuk sinyal digitalkebanyakan, khususnya yang menggunakan CDMA atau OFDM. Faktor crest merupakan

perbandingan puncak tegangan sinyal dibagi dengan rerata tegangan, hasil diekspresikan dalam dB.

Faktor crest sinyal menentukan seberapa linier suatu pemancar atau penerima harus pada tingkatan berapa sehingga mampu mencegah distorsi sinyal pada tingkat yang tidak dapat diterima.

Kurva CCDF ditunjukkan dalam gambar 9-41. sinyal diukur dalam warna kuning dan jejak acuan Gaussian biru. CCDF dan factor crest menarik khususnya para perancang yang harus menyeimbangkan konsumsi daya dan performansi distorsi dari suatu piranti seperti penguat. 9.3.6.11.6.2. I/Q Terhadap

Waktu Transien I/Q terhadap waktu ditunjukkan pada gambar 9-42. merupakan pandangan lain ranah waktu yang diperagakan amplitudo I dan Q sebagai fungsi waktu.

Pengukuran ini ditunjukkan sinal keluaran I dan Q yang berasal dari pengubah digital menurun . Sebagai hasilnya, peraga ini tidak disinkronkan dengan modulasi yang mungkin ada pada sinyal yang sedang dianalisa, tidak sebagaimana pada mode pengukuran I/Q terhadap waktu dalam demodulasi digital. Pengukuran ini dapat dimanfaatkan sebagai alat pencari gangguan untuk pemakai ahli, khususnya berkaitan dengan kesalahan ketidakstabilan frekuensi dan pasa.

Gambar 9-45: Analisa demodulasi PM pasa tak stabil melebihi panjang burst.

Gambar 9-42. Pengukuranpengaturan transien I/Q terhadap waktu untuk data

Gambar 9-43.: Analisa demodulasi AM sinyal pulsa dengan menggunakan pengunci pergeseran amplitudo

Gambar 9-44.: Analisa demodulasi FM sinyal yang dimodulasi dengan sinus

9.3.11.6.3. Pengukuran Ranah Modulasi Analisis Modulasi Analog Pengukuran mode analog demodulasi untuk mendemodulasi dan menganalisa emplitudo modulasi (gambar 9-43), frekuensi modulasi (Gambar 9-44.) dan modulasi pasa (gambar 9-45.). Seperti pada pengukuran ranah waktu , alat ini didasarkan pada konsep analisis berbagai ranah, spektrum dan analisis jendela dapat diposisikan dimana saja dalam blok yang ditunjukkan dalam jendela overview. 9.3.6.11.7. Analisis Modulasi

Digital Mode demodulasi digital dapat mendemodulasikan dan menganalisa sinyal digital kebanyakan didasarkan pada penguncian pergeseran pasa (PSK), penguncian pergeseran frekuensi (FSK) dan modulasi amplitudo Quadrature (QAM).

RSA memebrikan cakupan lebar dari pengukuran meliputi konstelasi, besar kesalahan vector (EVM), besar kesalahan, kesalahan pasa, demodulasi I/O terhadap waktu, table symbol dan diagram mata. Untuk membuat pengukuran ini, diperlukan pengaturan variable yang tepat seperti jenis modulasi, kecepatan symbol, pengukuran jennies penyaring, dan acuan jenis penyaring. RSA memberikan solusi yang kuat untuk karakterisasi dinamika sinyal dimodulasi dengan mengkombinasikan pengukuran demodulasi digital dari VSA dengan pemicuan waktu riil dan analisa multi ranah yang dikorelasikan dengan waktu, seperti diilustrasikan pada gambar 9-46, 9-47 dan 9-48.

Gambar 9-47 Peraga konstelasi menunjukkan pasa

Gambar 9-46: Analisa EVM dari waktu ke waktu sinyal 16 QAM mengungkapkan distorsi amplitudo

9.3.6.11.8. Analisis Modulasi Standar RSA juga memberikan solusi untuk analisis modulasi dari beberapa komunikasi standar seperti W-CDMA, HSDPA, GSM/EDGE, CDMA 2000, 1 X EV-DO. Gambar 3-49 dan 3-50 menunjukkan contoh analisis modulasi standar.

Gambar 9-50: Spektogram, konstelasi, EVM dan kesalahan pasa terhadap waktu dari frekuensi hopping sinyal

Gambar 9-49: Analisa modulasi W-CDMA handset dibuka loop penendali daya. Peragaan konstelasi (rendah kanan) menunjukkan kesalahan berkaitan dengan glitch besaryang terjad selama level transisi yang dapat dilihat dalam hubungan daya terhadap waktu (atas kiri)

Gambar 9-48: Peraga diagram mata menunjukkan kesalahan besaran rendah dalam sinyal PDC

.

9.3.6.11.9. Peraga Kodogram

Peraga codogram gambar 9-51 dari penganalisa spektrum waktu riil ditambah sumbu waktu untuk pengukuran daya ranah kode untuk komunikasi standar didasarkan CDMA. Seperti spektogram, kodogram secara intuitif menunjukkan perubahan dari waktu ke waktu. Gambar 9-52. merupakan peraga kodogram dari RSA. Kodogram ini khusus mensimulasi W-CDMA

dimampatkan mode hand-off kecepatan data sementara ditambah untuk membuat ruang ringkas. Terdapat celah sementara dalam transmisi, celah ini mengijinkan penggunana peralatan dual-mode W-CDMA/GSM untuk mengamati ketersediaan GSM di stasiun basis, sementara tetap dihubungkan ke W-CDMA node B.

Macam-macam model Penganalisa Spektrum di Pasaran

Penganalisa spektrum gelombang mikro yang telah ditingkatkan dengan cakupan frekuensi 9 kHz sampai 22 GHz.

Penganalisa spektrum dengan cakupan 9 kHz sampai 30 GHz . Mempunyai keunggulan performansi distorsi rendah dan tingkat ketelitian frekuensi tinggi dan mudah digunakan.

Keunggulan lebar band dari 2 kHz sampai 40 GHz.

Gambar 9-51: Ilustrasi peraga codogram

Gambar 9-52: Pengukuran kodogram dari mode W-CDMA diringkas kesalahan pasa terhadap waktu dari frekuensi hopping sinyal

Penganalisa spektrum protabel dengan leba band 9 kHz sampai 26,5 GHz. Penganalisa spektrum mengkombinasi pasa noise, sensitivitas, lebar band resolusi 1 Hz, cakupan penalaan sintesa dan dinamika lebar.

Penganalisa spektrum dengan cakupan frekuensi dari 100 Hz sampai GHz. Penganalisa spektrum sapuan tertala dengan analog ke digital untuk peragaan dan analisa data.

Penganalisa spektrum dengan lebar band 3 GHz. secara normal digunakan dengan pembangkit sinyal noise rendah untuk memperbaiki sistem.

Penganalisa spektrum dengan keunggulan performansi dan kemampuan menekan harga, Perancangan ahli dan teknisi membutuhkan peningkatn sebelumnya berupa peralatan penganalisa spektrum yang ekonomis.

Penganalisa spektrum dirancang untuk mengantarkan ketelitian analisis gelombang nirkable LAN dan sinyal seluler tinggi, meliputi sistem medis monitoring pasien nirkabel.

Penganalisa spektrum dirancang untuk mengantarkan ketelitian analisis gelombang nirkable LAN dan sinyal seluler tinggi, meliputi sistem medis monitoring pasien nirkabel, cakupan dinamis dari 101 dB merupakan yang terbaik dalam tingkatan ini.

Gambar 9 53. Macam macam model penganalisa spektrum di pasaran

9.3.6.11.10. Data dan Spesifikasi Beberapa model penganalisa spektrum waktu riil disediakan dengan spesisikasi di bawah ini.

Tabel 9 3 Spesifikasi

Data Spesikasi Tabel 9 4 Data spesifikasi

9.4. Aplikasi Dalam Penggunaan 9.4.1. Informasi Keselamatan Berikut ini simbol-simbol keamanan yang digunakan pada manual ini. Familiarkan diri anda

dengan symbol-simbol beserta maknanya sebelum mengoperasikan peralatan ini.

Tabel 9-5. Simbol-simbol keamanan

Peringatan Mengingatkan adanya resiko. Perhatikan prosedur yang jika dilakukan secara tidak benar atau

diabaikan dapat mengakibatkan luka atau menewaskan. Jangan berproses di luar peringatan sampai kondisi-kondisi yang ditandai secara aman didapatkan dan dipahami.

Perhatian Perhatikan tanda resiko. Ini merupakan perhatian terhadap prosdur jika tidak dilakukan dengan benar atau diabaikan dapat mengakibatkan kerusakan atau merusakan instrument. Jangan berproses di luar tanda perhatian sampai kondisi yang ditandai secara aman ditemui dan dipahami.

Catatan Catatan perlu informasi khusus untuk diperhatikan pemakai. Menyediakan informasi operasional atau instruksi tambahan di mana pemakai harus sadar.

Dokumentasi lambang instruksi. Produk ditandai dengan lambang ini bila diperlukan pemakai untuk mengacu pada instruksi dokumentasi.

Lambang ini digunakan untuk menandai posisi saklar saluran daya.

Simbol ini digunakan untuk menandai posisi stanbby (siap pakai) dari saklar daya.

Simbol menunjukan bahwa daya masukan yang diperlukan adalah AC.

Kebutuhan alat meliputi :

Tabel 9 6. Kebutuhan alat pelengkap

Test Equipment Spesifikasi Jumlah Sumber sinyal Sinyal Generator 0,25 MHz sampai 4 Mhz

Ext RF input 2

Adapter 3 Type N(m) ke BNC (f) Terminasi 50 Type N(m) Kabel BNC 122 cm 3 Jembatan penyearah 1 Filter Bandpass Cut off 200 Mhz bandwidth 10 Mhz 2 Low pass filter Frekuensi cut off 300 MHz 2 Antena RF

9.4.2. Mengukur perbedaan antara dua sinyal pada layar Dengan menggunakan penganalisa, mudah untuk membandingkan perbedaan frekuensi dan amplitudo sinyal, yang demikian ini seperti spektrum sinyal radio atau televise. Penganalisa fungsi dapat membandingkan dua sinyal pada saat keduanya pada saat yang sama muncul pada layar atau pada saat hanya satu muncul pada layar. Melakukan preset dengan

menekan tombol preset bila ada.

Menghubungkan RF output 10 MHz dari panel belakang ke INPUT pada panel depan.

Mengaur frekuensi pada 30 MHz dengan menekan Frequency, pada frekuensi senter 30 MHz.

Mengatur span pada 50 MHz dengan menekan SPAN, span 50 MHz.

Mengatur resolusi lebar band ke penghubung penganalisa spektrum dengan menekan BW/Avg, Res BW (SA).

Mengatur sumbu X pada dBm dengan menekan AMPLITUDO,

juga pada sumbu Y dalam satuan dBm.

Mengatur tingkat acuan pada 10dBm dengan menekan AMPLITUDO, Ref Level 10 dBm. Sinyal acuan 10 MHz muncul pada peraga.

Tekan Peak Search untuk menempatkan marker pada puncak tertinggi . ( Next PK Right dan Next PK left disediakan untuk memindahkan marker dari puncak ke puncak). Marker akan berada pada sinyal acuan 10 MHz ditunjukkan gambar 9-54.

Gambar 9-54. Penempatan marker pada sinyal 10 MHz

* Menekan Marker, Delta untuk mengaktifkan marker kedua pada posisi marker pertama

* Pindahkan marker kedua ke puncak sinyal yang lain dengan menggunakan tombol panel depan atau dengan menekan Peak Search dan kemudian salah satu Next Pk Right atau Next Pk left. Next peak right ditunjukkan dalam

gambar 9-55. Perbedaan amplitudo dan frekuensi diperagakan oleh marker dalam blok fungsi aktif dalam sudut kanan atas layar.

* Pembacaan resolusi marker dapat ditambah dengan mengatur menghitung fungsi frekuensi.

* Tekan marker, off untuk mengembalikan marker off.

Gambar 9-55. Penggunaan marker fungsi delta

9.4.3. Resolving Signals of Equal Amplitudo Dua sinyal masukan amplitudo sama yang frekuensi hampir sama dapat muncul sebagai penjejakan tunggal pada peraga penganalisa. Penjejakan sinyal frekuensi tunggal, sapuan penjejakan penganalisa diatur keluar dari bentuk penyaring internal IF (Intermidiate frequency) yang dipilih. Penyaring lebar band diubah, lebar respon yang diperagakan berubah. Jika lebar penyaring yang digunakan dan amplitudo dua sinyal masukan frekuensinya sangat dekat, kemudian dua sinyal ini akan muncul sebagai satu sinyal Jika penyaring yang digunakan cukup sempit, dua sinyal masukan dapat dibeda-bedakan dan akan muncul sebagai puncak yang terpisah. Jadi resolusi sinyal ditentukan oleh penyaring IF di dalam penganalisa. Lebar band dari penguat IF menunjukkan seberapa dekat kesamaan sinyal amplitudo yang masih bisa dibedakan satu sama lain. Resolusi fungsi lebar band dipilih dengan pengaturan penyaring IF untuk pengukuran.

Pada umumnya, resolusi lebar band didefinisikan sebagai penyaring lebar band 3 dB. Bagaimanapun, resolusi lebar band mungkin juga didefinisikan sebagai 6 dB. Pada umumnya, untuk memecahkan dua sinyal amplitudo sama, resolusinya lebar band harus kurang atau sama dengan frekuensi pemisah dari dua sinyal. Jika lebar band adalah sama untuk memisahkan dan lebar band video kurang dari resolusi lebar band, sebuah dip mendekati 3 dB tampak diantara puncak dua sinyal yang sama dan ini jelas bahwa lebih dari satu sinyal yang ada gambar 9-58. Dalam mempertahankan pengukuran penganalisa terkalibrasi, waktu sapuan secara otomatis diatur pada harga yang berbanding terbalik kuadrat terhadap resolusi lebar band (1/BW2 untuk resolusi lebar band 1KHz). Sehingga jika resolusi lebar band dikurangi dengan factor

10, waktu sapuan ditingkatkan dengan factor 100 pada saat pengaturan waktu sapuan dihubungkan sapuan dengan lebar band. Waktu sapuan juga berupa fungsi dari jenis deteksi yang dipilih (deteksi puncak lebih cepat dari pada sampel atau deteksi rerata) . Untuk waktu pengukuran

lebih pendek fungsi detector digunakan, sapuan detector puncak lebih cepat dari pada sapuan sampel dan detector rerata. Penganalisa memungkinkan untuk memilih dari 10 Hz sampai resolusi lebar band 3 Mhz.

9.4.4. Pemecahan Sinyal Memecahkan dua sinyal sama amplitudo dengan frekuensi pemisah 100 kHz. 1. Menghubungkan sumber dan

masukan penganalisa seperti gambar 9-56.

2. Mengatur sumber pada frekuensi 300 MHz. Mengatur frekuensi dari sumber lain 300,1 MHz . Amplitudo kedua sinyal pada keluaran jembaran diatur mendekati 20 dBm.

3. Mengatur penganalisa spektrum sebagai berikut :

* Menekan preset, preset pabrikan jika ada

* Mengatur sumbu Y dalam satuan dBm dengan menekan AMPLITUDO, lagi, Y-Axis Units, dBm.

Gambar 9-56 Pengaturan pencapaian dua sinyal

4. Mengatur frekuensi senter pada 300 Mhz dengan menekan FRQUENCY, Center Freq, 300, Mhz.

5. Mengatur span sampai 2 MHz dengan menekan SPAN, Span, 2, Mhz.

6. Mengatur resolusi ebar band sampai 300 kHz dengan menekan BW/Avg, Res BW, 300,kHz.

7. Puncak sinyal tunggal kelihatan seperti gambar 9-44.

Catatan : Jika puncak sinyal tidak ada pada peraga, kerjakan sebagai berikut : Tambahkan span sampai 20 Mhz dengan menekan SPAN, Span,

20, Mhz. Tekan Peka Search, FRRQUENCY, Signal Track (On). Tekan SPAN, 2 MHz untuk membawa sinyal ketengah layar. Tekan FREQUENCY, Sinyal Track (Off).

Gambar 9-57. Sinyal amplitudo sama belum terpecahkan

8. Karena resolusi lebar band

harus kurang dari atau sama dengan frekuensi pemisah dari dua sinyal, resolusi lebar band harus digunakan 100 Khz. Perubahan resolusi lebar band pada100 Khz dengan menekan BW/Avg, Res BW, 100, Khz. Puncak dari sinyal menjadi rata

menunjukkan bahwa dua sinyal ada sebagaimana digambarkan dalam gambar 9-57. Menggunakan tombol atau kunci untuk pengurangan lebih jauh resolusi lebar band dan pemisahan sinyal yang lebih baik.

Gambar 9-58. Resolusi sinyal amplitudo sama sebelum lebar band video dikurangi

9.Mengurangi lebar band video

sampai 10 kHz, dengan menekan Video, BW,10,kHz. Dua sinyal sekarang dapat dilihat seperti gambar 9-58. Menggunakan

tombol panel depan atau kunci tahapan untuk pengurangan lebar band lebih jauh dan pemisahan sinyal leih baik.

9.4.5. Pengukuran Frekuensi Membuat pencacah freuensi menambah resolusi dan ketelitian pembeacaan frekuensi. Pada saat menggunakan fungsi ini, jika perbandingan resolusi lebar band terhadap span terlalu kecil (kurang dari 0,002), akan muncul pean Wiswn Res BW pada peraga. 1. Mengatur sesuai ketetapan

pabrik dengan menekan preset atau, factory preset jika ada.

2. Mengatur amplitudo sinyal acuan 50 MHz dari panel depan AMPTD REF OUT pada penganalisa INPUT, kemudian tekan Input / output, Amptd Ref Out (on).

3. Mengatur frekuensi senter pada 50 Mhz dengan menekan FREQUENCY, Center, Freq, 50, MHz.

4. Mengatur span pada 80 MHz dengan menakan SPAN, Span, 80, MHz.

5. Mengatur satuan sumbu Y pada dBm dengan menekan AMPLIUDE, More, Y-Axis Units, dBm.

6. Mengatur resolusi lebar band pada penghubung penganalisa spektrum dengan menekan BW/Avg, Resolution BW (SA).

7. Menekan Freq Count. Frekuensi dan amplitudo

marker dan word marker akan muncul dalam fungsi area aktif. Hasil akan muncul dalam sudut kanan atas dari peraga.

8. Pindahkan marker dengan tombol panel depan, diturunkan setengah dari respon sinyal. Untuk mendapatkan perhitungan yang teliti, tidak diperlukan untuk menempatkan marker tepat dipuncak sinyal respon. Hasil pengukuran diperagakan seperti pada gambar 9-58.

9. Menambah resolusi pencacah dengan menekan Resolution dan kemudian memasukan resolusi yang diinginkan dengan menggunakan kunci atau angka keypad. Misal tekan 10, Hz. Marker pencacah akan tebaca disudut kanan atas layar. Resolusi dapat diatur dari 1Hz sampai 100 kHz.

10. Marker pencacah tetap sampai dioffkan. Pada saat meng- offkan marker pencacah dengan menekan Freq Count, kemudian Marker Count (Off). Marker, Off juga mengembalikan marker pencacah off.

9.4.6. Pengukuran Sinyal Terhadap Noise Prosedur pengukuran sinyal terhadap noise dibawah ini dapat diadaptasikan pada pengukuran sistem sinyal kebanyakan jika sinyal (pembawa) merupakan nada diskrit. Jika sinyal dalam sistem dimodulasi, ini memerlukan modifikasi prosedur untuk membetulkan pengukuran level sinyal yang dimodulasi. Misalnya sinyal 50 Mhz dengan amplitudo sinyal acuan digunakan sebagai sumber dasar. Amplitudo dinyal acuan diasumsikan menjadi sinyal menarik dan noise internal dari penganalisa diukur sebagai sistem noise. Untuk melakukan ini atur attenuator masukan sehingga kedua sinyal dan noise dalam kalibrasi yang baik pada daerah peraga. Prosedur Pengukuran sinyal terhadap Noise : 1. Melakukan pengaturan sesuai

pengaturan pabrik dengan menakan preset, factory preset (jika ada).

2. Mengatur ampitudoacuan sinyal internal 50 MHz dari penanalisa dengan

menghubungkan kabel anatar panel depan AMPTD REF OUT ke INPUT penganalisa, kemudian tekan Input / output, Amptd ref Out (On).

3. Mengatur frekuensi senter pada 50 Mhz dengan menekan FREQUENCY, Center Freq, 50, MHz.

4. Mengatur span pada 1 MHz dengan menekan SPAN , Span, 1, MHz.

5. Mengatur satuan sumbu Y pada dBm dengan menekan AMPLITUDO, More, Y-Axis Units, dBm.

6. Mengatur resolusi lebar band pada penganalisa spektrum dengan menekan BW/Avg, Res BW (SA).

7. Mengatur tingkat acuan pada 10 dBm dengan menekan AMPLITUDO, Ref Level, - 10dBm.

8. Mengatur atenuasi pada 40 dB dengan menekan AMPLITUDO, Attenuation, 40, dB.

Gambar 9-59 Pencacah menggunakan penanda

9. Menekan Peak Search untuk menempatkan marker pada puncak sinyal.

10. Menekan Marker, Delta, 200, kHz untuk mengambil delta marker dalam noise pada

offset tertentu, dalam kasus ini 200 kHz.

11. Menekan More, Function, Marker Noise untuk melihat hasil sinyal terhadap noise gambar 9-60.

Membaca sinyal terhadap noise dalam dB/Hertz dengan nilai noise ditentukan untuk lebar band noise 1 Hz. JIka harga noise untuk lebar

band berbeda, pengurangan sebanding. Misal jika pembacaan penganalisa 70 dB/Hz namun lebar band yang dimiliki 30 kHz.

S/N=– 70 dB/Hz + 10 log30 kHz=–25.23 dB 30 kHz Jika marker delta setengah divisi dari repon sinyal diskrit, amplitudo sinyal acuan dalam kasus ini

berpotensi untuk kesalahan dalam pengukuran noise.

9.4.7. Demodulasi Sinyal AM (Menggunakan Penganalisa sebagaiPenerima )

9.4.7.1. Stelan Tetap Mode span nol dapat digunakan untuk pemulihan amplitudo modulasi pada sinyal pembawa. Penganalisa bekerja sebagai penerima stelan tetap dalam span nol untuk memberikan pengukuran ranah waktu. Frekuensi senter mode sapuan diatur menjadi

frekuensi span nol. Sumbu horizontal pada layar dikalibrasi dalam waktu, lebih baik dari pada kedua frekuensi dan waktu. Marker memperagakan nilai amplitudo dan waktu. Fungsi penetapan peraga bentuk gelombang sebagai berikut :

Figure 9-60. Pengukuran sinyal terhadap noise

Picu menstabilkan penjejakan bentuk gelombang pada peraga dengan pemicuan pada amplop modulasi. Jika modulasi sinyal stabil, Picu menstabilkan sinyal video mensinkronkan dengan sapuan bentuk gelombang yang dimodulasi

Mode linier digunakan dalam amplitudo modulasi (AM) pengukuran untuk mencegah distorsi yang disebabkan oleh penguat logaritmik pada saat pemodulasi sinyal.

Waktu sapuan diatur pada waktu sapuan penuh dari 5ms sampai 2000s (20 μs sampai 2000 s jika diinstal pilih AYX). Waktu sapuan terbaca menunjuk sampai 10 divisi gratikul penuh. Waktu sapuan perdivisi ditentukan dengan pembacaan dibagi 10.

Lebar band resolusi dan video tetap pada harga sekarang bila span nol diaktifkan.

Melihat Bentuk Gelombang Modulasi dari Sinyal AM dalam Ranah Waktu 1. Menghubungkan sumber

sinyal RF ke masukan

penganalisa spektrum. Sinyal Generator yang digunakan dengan pengaturan berikut : * Frekuensi RF 300 MHz * Daya keluaran RF -10dBm * AM on * Kecepatan AM 1 kHz * Kedalaman AM 80%

2. Melakukan pengaturan penganalisa spektrum berikut :

* Tekan preset, factory preset (jika ada)

* Atur frekuensi senter pada 300 MHz dengan menekan FREQUENCY, Center Freq, 300, MHz

* Mengatur span pada 500 kHz dengan menekan SPAN, Span, 500, kHz

* Mengatur resolusi lebar band pada 30 kHz dengan menekan BW/Avg, Resolution BW, 30, kHz

* Mengatur satuan sumbu Y pada dBm dengan menekan AMPLITUDO, More, Y-Axis Unit, dBm

* Mengubah sapuan penganalisa pada 20 msec dengan menekan Sweep, Sweep Time, 20, ms perhatikan gambar 9-48.

3. Mengatur satuan sumbu Y pada

V dengan menekan AMPLITUDO, More, Y-Axis Unit, V.

4. Posisi puncak sinyal mendekati tingkat acuan dengan menekan AMPLITUDO dan memutar tombol panel depan.

5. Mengubah jenis skala amplitudo ke linier dengan menekan AMPLITUDO, Scale Type (Lin).

6. Memilih span nol denga menekan salah satu SPAN, 0 , Hz atau menekan SPAN, Zero Span ditunjukkan gambar 9-62.

7. Menguah waktu sapuan pada

5ms dengan menakan Sweep, Sweep Time (Man), 5, ms.

8. Karena modulasi merupakan sinyal mantap, maka dapt digunakan picu video untuk memicu sapuan penganalisa pada bentuk gelombang dan kestabilan penjejakan, osiloskop

seperti ini kebanyakan dengan menekan Trig, Video, dan mengatur level picu dengan tombol panel depan sampai sinyal stabil ditunjukkan gambar 9-63. Jika tingkat picu terlalu tinggi atau rendah bila mode picu ini diaktifkan, sapuan akan berhenti. Sehingga akan

Gambar 9-61 Sinyal AM

Gambar 9-62. Pengukuran modulasi dalam span nol

diperlukan pengaturan tingkat picu naik atau diturunkan melalui

tombol panel depan sampai sapuan dimulai kembali.

9. Menggunakan marker dan delta

marker untuk mengukur parameter waktu dari bentuk gelombang

Tekan Marker dan tengahkan marker pada puncak gelombang dengan menggunakan Peak Search atau tombol panel depan.

Tekan Marker, Delta dan tengahkan marker pada puncak berikutnya dengan menggunakan tombol panel depan atau menggunakan Peak Search dan Next Right (atau Next Pk Left) gambar 9-64.

10. Penganalisa dapat

menunjukkan % AM dengan cara sebagai berikut

* Mengatur picu free run dengan menakan Trig, Free Run

Gambar 9-64. Pengukuran modulasi dalam span nol

Gambar 9-65. Pengukuran parameter waktu

Gambar 9-63. Pengukuran modulasi dalam span nol

* Mengatur waktu sapuan 5s dengan menekan Sweep, Sweep Time, 5, s.

* Mengatur penyaring video pada 30 Hz dengan menekan BW/Avg, Video BW, 30, Hz.

* Mengubah tingkat acuan pada posisi penjejakan tengah layar dengan menekan AMPLITUDO, Ref Level dan mengatur tingkat acuan dengan

menggunakan tombol panel depan.

* Melakukan reset penyaring video pada harga tinggi dengan menekan BW/Avg, Video BW, 100, kHz.

* Mengatur waktu sapuan 5 ms dengan menekan Sweep, Sweep, Time , 5, ms.

* Garis tengah horizontal dari gratikul sekarang berada 0% AM, garis puncak dan dasar 100% AM ditunjukkan gambar 9-66.

9.4.7.2. Demodulasi Sinyal FM Sebagaimana dengan dengan modulasi amplitudo dapat menggunakan span nol untuk demodulasi sinyal FM. Bagaimanapun tidak seperti kasus AM, tidak dapat menyederhanakan frekuensi pembawa dan melebarkanlebar band resolusi . Alsannya adalah detector amplop dalam respon penganalisa hanya variasi amplitudo, tidak ada perubahan

amplitudo jika terjadi perubahan frekuensi dari sinyal FM dibatasi pada bagian datar dari lebar band resolusi. Pada sisi lain, jikadiinginkan pengaturan penganalisa dari sinyal pembawa, dapat disediakan slop pendeteksi sinyal demodulasi dengan langkah-langkah berikut ini :

1. Menentukan lebar band resolusi dengan benar

2. Menentukan titik tengah perbandingan linier dari penyaring (salah satu sisi).

Gambar 9-66. Sinyal AM demodulasi kontinyu

3. Menempatkan frekuensi penganalisa pada titik tengah layar dari peraga.

4. Mengatur span nol.

Sinyal demodulasi sekarang diperagakan, perubahan frekuensi telah diterjemahkan ke dalam perubahan amplitudo (gambar 9-56).

Contoh Demodulasi Sinyal FM Menentukan lebar band resolusi dengan benar. Dengan deviasi puncak 75 kHz, sinyal memiliki excursion puncak ke puncak 150 kHz. Sehingga harus didapatkan penyaring resolusi lebar band beralasan linier melampaui cakupan frekuensi. 1. Melakukan preset pabrikan

dengan menekan preset, Factory preset (jika ada).

2. Mengatur on acuan sinyal internal 50 MHz dari penganalisa dengan menghubungkan panel depan AMPTD REF OUT ke INPUT penganalisa, kemudian tekan Input / output Amptd Ref Out (On).

3. Mengatur frekuensi senter pada 50 MHz dengan menekan FREQUENCY, Center Freq, 50, MHz.

4. Mengatur span 1 MHz dengan menekan SPAN, Span, 1, MHz.

5. Mengatur satuan sumbu Y pada dBm dengan menekan AMPLITUDO, More, Y-Axis Unit, dBm.

6. Mengatur tingkat acuan pada -20 dBm dengan menekan AMPLITUDO, Ref Level, -20 dBm.

7. Mengatur lebar band resolusi pada 100 kHZ dengan menekan BW/Avg, Res BW, 100 kHz. Linier dimulai pada hampir 5 dB dibawah puncak.

8. Pilih marker dengan menekan Marker, kemudian memindahkan marker mendekati ½ divisi di bawah puncak kanan (frekuensi tinggi) dengan menggunakan tombol panel depan.

9. Menempatkan delta marker 150 kHz dari marker pertama dengan menekan Delta, 150, kHz. Antar marker akan terlihat linier.

10. Menentukan offset dari titik puncak sinyal yang diinginkan pada penyaring dengan memindahkan delta marker ke titik tengah. Tekan 75, kHz untuk memindahkan delta marker ke titik tengah. Gambar 9-67.

11. Tekan Delta untuk membuat

marker aktif , marker acuan. 12. Tekan Peak Search untuk

memindahkan delta marker ke

puncak. Harga delta offset yang diinginkan misal 151 kHz, gambar 9-68.

9.4.7.3. Prosedur Demodulasi Sinyal FM 1. Menghubungkan antenna ke

INPUT penganalisa 2. Membentuk preset pabrikan

dengan menekan preset, factory preset (jika ada).

3. Mengatur penganalisa pada pada puncak, puncak salah satu sinyal pemancar FM local, misal 97,7 MHz dengan

menekan FREQUENCY, Center Freq, 97.7 , MHz.

4. Mengatur span pada 1 MHz dengan menekan SPAN, Span, 1, MHz.

5. Menekan AMPLITUDO, Ref Level dan menggunakan tombol panel depan untuk membawa sinyal puncak pada tingkat acuan.

Gambar 9-67 Menetapkan titik offset

Gambar 9-68. Menentukan offset

6. Menekan Scale Type (Lin) untuk menempatkan penganalisa dalam mode skala linier.

7. Mengatur di atas atau di bawah sinyal FM dengan offset yang dinotasikan di atas dalam langkah 12, dalam contoh ini 151 kHz. Tekan FREQUENCY, CF Step, 151, kHz, kemudian tekan Center Freq dan menggunakan kunci langkah naik ( ) atau langkah turun ( ).

8. Mengatur lebar band resolusi pada 100 kHz, dengan menekan BW/Avg, Res BW, 100, kHz.

9. Mengatur span pada nol dengan menekan SPAN, Zero Span.

10. Meng offkan alignment otomatis dengan menekan Sistem, Alignment, Auto Align, Off.

11. Mendengarkan sinyal demodulasi melalui speaker dengan menekan Det/Demod, Demod, AM, Speaker (On), kemudian mengatur volume menggunakan tombol volume panel depan.

12. Mengaktifkan sapuan tunggal dengan menekan Single. Ditunjujkkan gambar 9-69.

Gambar 9-69 Demodulasi sinyal broadcast

10.1. Latar Belakang Sejarah Pembangkit pola pengetesan sinyal video diperlukan untuk pengetesan peralatan video, karena dengan pola yang tetap memberi kestabilan yang lebih baik dari pada menggunakan sinyal siaran. Asosiasi industry elektronika (internasional (Elektronic Industries Association /EIA) telah menetapkan pola pengetesan sinyal video yang mampu mendeteksi fungsi reproduksi sinyal video. Melalui tampilan layar monitor penerima televisi dapat ditetapkan adanya salah satu bagian sistem yang tidak berfungsi. Dengan demikian pola ini sangat membantu dalam melakukan pencarian gangguan kerusakan ataupun perawatan pengaturan fungsi secara optimal. Sebelum membahas secara detail cara kerja rangkaian pembangkit pola terlebih dahulu dibahas dasar-dasar video. Dalam bahasan selanjutnya meliputi cara

kerja sinyal dan aplikasi dalam penguji sinyal video. Televisi warna pertama kali dikembangkan di Amerika pada tanggal 17 bulan Desember 1953 oleh Federasi Communications Commision (FCC) menyetujui standarisasi transmisi dengan menyetujui penyiaran dimulai pada tanggal 23 bulan Januari 1954. Tantangan masyarakat waktu itu adalah perancangan sistem mengenalkan penyiaran televisi warna dan memungkinkan kompatibel dengan televisi hitam putih standar yang telah digunakan. National Television Sistem Committee (NTSC) mengenalkan standar televisi warna yang masih digunakan sampai sekarang. Gambar yang dilihat pada televisi warna sebenarnya dibentuk oleh tiga berkas elektron, warna merah, hijau dan biru dan gambar dibangkitkan dengan membaca sepintas berkas elektron yang

Tujuan : Pembahasan topic ini bertujuan agar setelah membaca mampu 1. Mendiskripsikan jenis-jenis

pola pengetesan sinyal video

2. Memaknai pola dalam monitor TV penerima

3. Menjelaskan prinsip pemanfaatan pembangkit pola untuk pengetesan sinyal video.

Pokok Bahasan Dalam pembahasan pembangkit pola ini pada intinya terbagi dalam 3 kelompok bahasan utama yaitu 1. Jenis-jenis pola pengetesan

beserta fungsinya 2. Prinsip kerja pembangkit pola

pengetesan sinyal video 3. Penggunaan pembangkit pola

pengeesan sinyal video untuk pengetesan fungsi penerima sinyal televisi.

BAB 10 PEMBANGKIT POLA

bergerak secara horisontal dan vertikal pada layar. Sebagaimana berkas dibaca sepintas, arus diubah untuk membuat daerah terang dan gelap pada permukaan tabung gambar yang berbentuk sebagaimana yang tampak. Pertama apakah sinyal warna sinyal warna disusun dari sinyal video composite hitam putih. Sinyal video monokrom sebenarna

merupakan kombinasi dari dua komponen sinyal yang diperlukan untuk membentuk gambar hitam putih lengkap. Dua komponen sinyal dibaca pengendali informasi yang dinamakan pulsa sinkronisasi atau disingkat syn, dan intensitas informasi gambar hitam putih dinamakan sinyal luminansi.

10.2. Sinyal Pengetesan 10.2.1.Komponen Sinkronisasi Pada televisi hitam putih hanya memiliki satu senapan elektron (elektron gun). Berkas elektron tunggal dibaca sepintas oleh tabung gambar diperagakan secara berjalinan, berkas elektron bergerak dari kiri kekanan dan dari puncak ke dasar, untuk

pembacaan 312 ½ dinamakan bidang gambar kemudian proses diulangi berjalinan ke garis berikutnya dimulai dari 312½ hingga 625. Dua bidang gambar ini membentuk satu frame gambar dari garis 1 sampai 625.

Gambar 10-1 Penjejakan bingkai gambar

flyback trace

retrac

312,5

312,5

62

0 1

5

314

318

Bidang genap Bidang ganjil

Informasi sinkronisasi berupa sederetan pulsa yang mengendalikan bagian pembelok horisontal saat kembali ke sisi kiri layar untuk memulai sapuan garis baru, dan pembelok vertikal saatnya kembali ke puncak layar untuk memuliai frame baru. Ini dikerjakan dengan kecapatan baca sekitar 15625 garis

perdetik dan vertikal 25 frame perdetik (kecepatan baca vertikal sebanarnya 50Hz, ini digunakan untuk dua kali perjalanan turun layar melengkapi satu frame. Proses ini diulangi untuk untuk memuliai baca yang baru disebut kembali baca (retrace) atau melayang kembali (flyback).

10.2.1. Sinyal Luminansi (Video Monokrom) Level tegangan sinyal luminansi menentukan kecerahan gambar pada layar. Tegangan Sinyal negatip ekstrim berkaitan dengan daerah gelap dari gambar dan sinyal positip ekstrem berkaitan dengan daerah terang dari gambar. Level tegangan sinyal luminanasi menentukan kecerahan gambar pada layar sesaat. Sinyal ekstrim negative berhubungan dengan gambar area

gelap dan sinyal positip ekstrim berhubungan dengan kecerahan area gambar. Sekarang dilihat perubahan sinyal hitam putih dan pembuatan video warna. NTSC mengenalkan suatu cara genius untuk menjaga kompatibilitas dengan keberadaan sistem televisi hitam putih dan menambahkan warna. Sinyal sub pembawa warna ditambahkan untuk sinyal luminansi.

10.2.2. Informasi Warna (Krominansi) Sebuah tabung gambar warna memiliki tiga buah senapan elektron merah, hijau dan biru. Secara virtual banyak warna dapat dibuat sebaik hitam dan putih, dengan pengaturan yang tepat intensitas dari masing-masing warna primer. Sub pembawa warna digunakan untuk mengkodekan informasi warna merah, hijau dan biru pada kamera dan dikodekan kembali pada penerima televisi ke dalam warna-warna primer. Sinyal merah, hijau dan biru digunakan untuk memodulasi sub pembawa warna (dalam televisi hitam putih

ini diabaikan) untuk menghasilkan sinyal perbedaan warna, didesain R-Y, B-Y dan G-Y, pada sistem NTSC memiliki frekuensi 3,58 MHz. Sedangkan pada sistem PAL seperti yang digunakan di Indonesia frekuensi sinyal pembawa warna adalah 4,43 MHz Meskipun jenis modulasi yang digunakan pada sub pembawa merupakan kompleks alami namun dapat diturunkan hasil yang sederhana : 1. Pasa dari sinyal 4,43 MHz

menentukan warna apakah yang akan diperagakan (dinamakan hue atau tint).

2. Amplitudo sinyal 4,43 MHz menentukan seberapa banyak warna yang akan diperagakan (dianamakan saturasi). Pertanyaannya adalah pasa dan amplitude sinyal 4,43 MHz relatip terhadap apa ?. JAwaban singkatnya adalah burst 4,43 MHz (disebut burst)

yang memiliki pasa dan amplitude tetap. Sinyal Burst akan digunakan untuk menentukan warna tint atau saturasi yang diperagakan. Bentuk gelombang ditunjukkan pada gambar 1(d) setiap bar memiliki perbedaan saturasi.

10.2.3. Ukuran IRE Sebelum membahas sinyal tes secara detail diperlukan beberapa definisi istilah terminology televisi. Satuan ini digunakan untuk menguraikan karakteristik amplitudo sinyal video. Ahli televisi menemukan spesifikasi level sinyal yang lebih meyakinkan

dalam IRE lebih baik dari pada milli volt. Warna putih murni didefinisikan sebagai 100 IRE dan level sinyal blanking 0 IRE. Video sistem NTSC memiliki 714 mV berada diantara blanking dan sinyal puncak putih sehingga 1 IRE sama dengan 7.14 mV.

10.2.4. Sinyal Tes TV Sinyal pengetesan video sangat berguna untuk membantu mengevaluasi sistem pemrosesan sinyal video. Beberapa penggunaan untuk mengatur monitor televisi, Pola tes direkam diproduksi pada head pita video sehingga dapat di playback diatur secara akurat untuk disesuaikan dengan yang direkam atau digunakan sebagai sinyal tetap pada jaringan transmisi sinyal video. Ini diperlukan ketika tidak ada sinyal video yang dipancarkan. Cara terbaik dan termudah untuk mengevaluasi peralatan video dengan uji kestabilan karakteristik sistem video yang telah diketahui. Semua sinyal video di uji didasarkan pada prinsip input sederhana berupa penerapan tes sinyal yang telah diketahui pada sistem video atau peralatan input dan pengamatan

pada inyal outputnya. Terdapat beberapa cacat (distorsi) yang disebabkan oleh sistem yang diamati dan diukur pada sinyal keluaran atau tampak di monitor. Jika terdapat distorsi, peralatan diatur untuk mengeliminasi atau meminimkannya dengan mengganti atau memperbaiki komponen yang cacat. Hasil akhir jika sistem dapat melewatkan sinyal secara tepat dapat melewatkan sinyal gambar dengan jelas baik. Sinyal diperlukan untuk pengujian demikian dapat dipenuhi dari generator tes sinyal. Instrumen ini menghasilkan sinyal video yang akurat dengan baik karakteristik ditegaskan dan dikontrol. Masing-masing sinyal ideal membuktikan satu atau lebih perlengkapan spesifik dari sinyal video yang diuji. Dalam setiap pola pengetesan memiliki tugas yang

dikerjakan dengan baik. Terdapat beberapa aplikasi dan

penggunaan pola yang disediakan pada generator video

10.3. Pola Standar Sejak dikembangkan siaran televisi, pola pengetesan khusus dan pengetesan sinyal telah ditingkatkan pada operasi standar televisi untuk perfomansi terbaik. Standarisasi pola pengetesan penting untuk memberikan acuan

dalam pengecekan resolusi, linieritas scanning, interlacing dan karakteristik lain dari reproduksi gambar. Pola pengetesan sinyal video standar EIA ditunjukkan pada gambar 10-2.

Gambar 10-2 Pola standar EIA

Pengetesan yang sama digunakan untuk mengecek kamera dan monitor selama set-up. Kebutuhan penting untuk penyesuaian perbedaan kamera yang digunakan pada beberapa program. Pengetesan lain berupa penggunaan tetap untuk memeriksa performane sambungan jarak jauh dalam

jaringan stasiun pemancar televisi. Pengetesan untuk hitam putih dan warna, teruratama amplitudo dan pasa dari sinyal kroma 3,58 MHz. Akhirnya beberapa pengetesan sinyal siaran selama interval pemadaman vertikal diperlukan, dalam kasus ini disediakan pada penerima.

10.3.1. Pola Pengetesan EIA Pola standar yang telah dikembangkan oleh Elektronic Industries Association (EIA) ditunjukkan pada gambar 10-2.

Pola cukup rumit karena terdapat banyak bagian-bagian terpisah dari pola, masing-masing mempunyai fungsi.

10.3.2. Penyusunan Bingkai

Pertama kamera harus ditujukan pada pola dan diatur sehingga pola mengisi area layar aktif. Enam tanda mata panah putih yang mengelilingi ujung pola bertujuan untuk kesempurnaan

penyusunan bingkai. Terdapat dua mata panah melintasi puncak dan pada setiap sisi. Penyusunan bingkai perlu diatur guna memantau penjejakan sinyal untuk melihat ujung raster.

10.3.3. Pemusatan Tanda garis berpotongan putih di puncak dan dasar menunjukkan pemusatan pembelokan vertikal

dan horisontal. Pringan hitam disisi menunjukkan sumbu horisontal memotong senter.

Gambar 10-3 Tanda panah pengetesan bingkai

Tanda panah pengetesan penyusunan bingkai

Gambar 10-4 Pengujian pemusatan dan sumbu horisontal 10.3.4. Linieritas Pembelokan Mendekati indikator sebelumnya, untuk kedua kamera dan monitor, diberikan dengan lingkaran putih besar. Kesalahan linieritas dengan mudah dapat dilihat jika lingkaran muncul dalam bentuk elip atau berbentuk bulat telur. Dalam televisi lingkaran berbentuk sederhana susah untuk direproduksi karena memerlukan pembacaan linier. Bentuk dasar kotak juga menguji linieritas pembacaan. Untuk pengecekan yang lebih teliti, linieritas horisontal dan

vertikal di cek secara terpisah. Pembacaan horisontal didahulukan. Ketiga kotak yang terdapat satu ditengah, satu disisi kanan dan satu disisi kiri. Setiap kotak berisi garis vertikal yang sama jumlahnya untuk lebar yang sama. Bila linieritas horisontal sempurna, ketiga kotak mempunyai lebar yang sama. Dengan kata lain kotak dapat menjadi tertekan atau melebar sampai empat persegi panjang.

Pengetesan pemusatan horisontal dan verikal

Sumbu horisontal memotong sumbu senter

Gambar pengetesan linieritas V,H dan resolusi gambar

Gambar 10-5. Pengetesan linieritas vertikal horisontal Pengecekan linieritas vertikal, pola mempunyai enam segi empat panjang sempit. Dua baris puncak sampai dasar. Perlu diperhatikan bahwa dua segi empat tengah tepat pada bagian tengah dari gambar. Ukuran segi empat

adalah pengetesan linieritas vertikal, semua memiliki tinggi dari puncak sampai dasar pola sama. Terdapat 200 tanda ditunjukkan pada segiempat ini untuk resolusi, bukan linieritas. Juga terdapat empat pola penguji pada sudut

Pengetesan linieritas V dan H

Pengetesan linieritas horisontal

Pengetesan resolusi gambar

Pengetesan linieritas vertikal

digunakan untuk mengecek resolusi dan distorsi ruang. Pola

sudut ini digunakan untuk mengecek performansi kamera.

10.3.5. Aspek Perbandingan Segi empat dibentuk oleh empat batang dari chip skala abu-abu yang ditempatkan didalam piringan putih di bagian tengah. Setiap batang memiliki 10

tingkatan s kala abu-abu. Jika aspek perbandingan tepat 4 : 3, perbatasan skala abu-abu berupa segiempat sempurna.

10.3.6. Cakupan Kontras Jumlah 10 tingkatan skala abu-abu mempunyai faktor refleksi dengan cakupan dari maksimum untuk puncak putih sampai kira-kira 1/3 nilai maksimumnya. Bila

sinyal video yang sedang diproses linier, ini akan memungkinkan terdapat 10 perbedaan warna secara bertingkat dari putih, abu-abu sampai hitam.

Gambar 10-6 Pengetsan aspek perbandingan dan kontras 10.3.7. Penjalinan Gambar (Interlacing) Batang diagonal pada 45°dalam piringan putih digunakan untuk mengecek penjalinan pengambilan gambar dalam raster. Bila garis ganjil dan genap dari pengambilan raster menempati ruang yang sama, garis diagonal muncul dengan halus dan tidak pecah.

Bila penjalinan gambar kurang baik , garis pengambilan menjadi berpasangan. Bila garis terlalu dekat satu sama lain, ruang berikutnya terlalu besar. Mengakibatkan garis diagonal muncul berbentuk anak tangga.

Gambar 10-7 Pengetesan interlacing 10.3.8. Resolusi Perbedaan ketebalan garis dan ruang digunakan untuk mengecek resolusi yang mana merupakan kualitas detail gambar. Garis vertikal digunakan untuk mengecek resolusi horisontal, garis putih horisontal digunakan untuk resolusi vertikal. Perlu diperhatikan bahwa detail horisontal diukur dalam jumlah garis resolusi yang menduduki ¾ dari lebar gambar. Jarak sama dengan tinggi gambar. Pertimbangkan ke tiga segiempat garis vertikal yang ditandai 200, memotong tengah pola. Satu segi empat dikiri, satu segi empat di

sebelah kanan dan yang ketiga berada ditengah-tengah. Label 200 menunjukkan ini banyak garis resolusi. Dengan spasi dan ketebalan, 200 garis akan menduduki ¾ lebar gambar. Bila garis dapat dilihat secara individu di layar, resolusi horisontal sama dengan 200 garis. Pengaturan jarak untuk lingkaran-lingkaran konsentris di pusat pola menunjukkan resolsi 300 garis horisontal dan vertikal. Pada keempat sudut pola, lingkaran konsentris diberi jarak untuk resolusi garis 150

10.3.8.1. Resolusi Wedge Dalam Pola Pengetesan Dalam gambar 10-2, terdapat empat pasang wedges dengan garis-garis memusat untuk menambah jumlah resolusi. Pada bagian atas dan bawah wedges memiliki panjang yang sama

dengan linieritas vertikal yang baik . Juga sisi wedges harus sama dengan linieritas horisontal yang baik. Bagaimanapun tujuan utama dari wedge adalah mengecek resolusi.

10.3.8.2. Resolusi horisontal Harga ini ditandai pada atas dan bawah wedges. Dari bagian terlebar wedge ditandai 200, garis

memusat sampai 400 garis resolusi dimana wedge bertemu segi empat di pusat. Pengaturan

Pengetesan interlacing

jarak wedge secara terus menerus dari 400 sampai 800. Resolusi dapat dicek secara visual dengan meniadakan titik pada wedge dimana garis secara individual

tidak dapat dilihat lebih lama namun muncul bersama sama buram. Ini dapat terjadi pada sekitar 250 garis resolusi untuk penerima warna pada umumnya.

Gambar 10-8. Pengetesan resolusi horisontal

Pendekatan konversi garis resolusi horisontal sampai MHz dari lebar band sinyal video dapat dibuat dengan membagi garis dengan 80. Jawaban MHz untuk frekuensi video, misal konversi 250 garis adalah (250 garis/80) = 3,125 MHz.

Harga frekuensi sinyal video tertinggi penerima warna kebanyakan, karena tingkatan penyaring penguat video luminansi 3,58 MHz untuk meminimkan

interferensi dari sinyal warna. Faktor konversi 80 diturunkan sebagai berikut. Dengan resolusi N garis, N/2 merupakan jumlah siklus lengkap untuk variasi sinyal melintasi hitam dala setiap garis wedge dan spasi antar garis putih. Penjejajakan tampak mengambil waktu 53,3 μs untuk pengambilan horisontal, namun hanya ¾ waktu digunakan karena resolusi yang diberikan dalam hal ini nilai tinggi gambar, yaitu ¾ lebar. Waktu ini adalah 53,3 μs X 0,75 =

400

800

200

400

mendekati 40 μs. Sehingga N/2 siklus sinyal video yang dihasilkan dalam 40 μs, untuk satu siklus T =

40μs / (N/2). Dengan mengambil hubungan timbal balik frekuensi diperoleh :

f = 1/(40X10-6 s) X (N/2) = (N/80) X 106 Hz = (N/80) MHz. 10.3.8.3. Resolusi Vertikal Resolusi vertikal ditandai pada sisi wedge. Harga tipikal untuk penerima adalah 330 garis. Resolusi vertikal yang baik

merupakan jawaban ukuran bintik berkas, pemfokusan dan penyisipan garis pengambilan.

10.3.8.4. Resolusi Sudut Serupa dengan wedge digunakan dalam empat sudut dari pola pengetesan biasanya mempunyai resoluasi kurang dari tengah, khususnya untuk tabung gambar

bersudut lebar. Harga resolusi yang khas untuk tabung kamera biasanya diberikan di tengah dan sudut.

10.4. Pola Pengetesan Batang Untuk Pengecekan Lapisan Dalam pola pengetesan EIA gambar 10-2. dua batang hitam besar pada bagian atas dari piringan putih dan dua batang di bagian bawah. Frekuensi distorsi pasa dan smearing dapat dicek dikaitkan dengan lebar batang. Misal distorsi pasa pada 100 kHz menunjukkan sebagai lapisan dari batang terpendek pada bagian bawah piringan putih. Batang

terpanjang yang ke dua dari atas, dapat menunjukkan pelapisan untuk 30 kHz. Batang ini sekitar 3 1/3 kali lebih lebar dari pada batang terpendek untuk frekuensi 0,3 kali lebih redah dibandingkan dengan batang terpendek. Harga tengah adalah 0 kHz untuk batang atas dan 60 kHz untuk atang kedua dari bawah.

10.4.1. Pengetesan Ringing Dalam Gambar Bentuk distorsi frekuensi relatip banyak diperoleh pada sinyal video frekuensi tinggi yang mengakibatkan timbulnya ringing atau overshoot. Pada umumnya, keuntungan diperoleh dalam cakupan frekuensi 2 sampai 4 MHz. Penguat menghubung singkat osilator, namun dapat di lepaskan beberapa siklus osilasi

dengan variasi transien kasar dalam sinyal video. Ringing dapat dilihat dalam pola pengetesan sebagai penambahan kontras pada beberapa titik dalam wedge vertikal. Jumlah garis resolusi dibagi 80 untuk mendapatkan frekuensi terjadinya ringing. Misal ringing gambar ditunjukkan dalam gambar 10-9.

Gambar 10-9 Pengetesan Ringing Jumlah kasar transisi scaning horisontal yang diberikan oleh dashes hitam vertikal dalam piringan putih pola EIA gambar 10-2. terdapat dua kelompok dashes satu di kanan atas kuadran dan yang lain di bawah sebelah kiri. Ketebalan setiap garis vertikal mempresentasikan setiap dash vertikal berupa garis tunggal untuk resolusi horisontal cakupan dari 100 sampai 300 dan 350 sampai 550. Garis lebih tipis berkaitan dengan resolusi lebih tinggi. Dalam kuadran kanan bawah, 300 di bawah dari kelompok lima dash ini untuk dash bawah. Kemudian dash mengambil yang lebih tebal, meningkat pada 100 garis resolusi untuk dash terlebar pada puncak kelompok. Pada kuadran kanan atas, 350 di puncak kelompok lima dash untuk puncak dash. Kemudian dash mengambil garis yang lebih tipis, meningkat pada 550 garis resolusi untuk dash paling tipis pada kelompok bagian bawah. Ringing dalam gambar menunjukkan kontras yang lebih

besar, dengan beberapa kali garis pada bagian kanan untuk setiap siklus ringing. Karena setiap dash secara individual menunjukkan frekuensi khusus. Kondisi bunyi paling buruk muncul dimana energy sesuai dengan frekuensi ringing dalam rangkaian penguat video. Sekalagi mengubah jumlah garis resolusi pengujian pola, frekuensi video dibagi dengan 80. Misal ringing terjadi pada 300 garis resolusi. Ini sesuai dengan frekuensi video 300/80 = 3,75 MHz. Harga ini adalah frekuensi rangkaian penguat video yang mengeluarkan ringing. Sebenarnya, sebagian kecil ringing yang dapat diijinkan untuk meningkatkan kontras untuk detail frekuensi tinggi pada ujung vertikal dari scan obyek. Bila hasil garis keluar seret, bagaimanapun, yang yang ditimbulkan bila berlebihan tak dapat disetujui. Pada umumnya ringing diakibatkan oleh kebocoran resonansi yang mempengaruhi rangkaian penguat video.

10.4.2. Sinyal Monoscope Monoscope merupakan tabung kamera khusus dengan gambar tetap berupa pola pengetesan. Pola dicetak pada pelat sasaran. Pola pengetesan dipancarkan selama siang hari setiap awal siaran televise. Pola monoscope serupa dengan pola pengetesan EIA. Meliputi lingkaran untuk pengecekan linieritas, resolusi wedge yang ditandai dalam garis atau frekuensi (atau keduanya) dan lingkaran konsentris abu-abu di tengah. Sekarang mungkin masih kelihatan pola pengetesan monoscope pada beberapa kanal untuk waktu yang pendek setiap mengawali jam pagi pada saat

awal atau akhir hari siaran. Pola monoscope dapat memberikan pengecekan yang baik dari operasi penerima.

Sinyal monoscope tidak dihasikan oleh kamera dicetak dalam pola pengetesan. Mengganti, tabung kamera khusus serupa yang digunakan vidicon. Pelat sasaran diukir secara potografi dengan alur konduksi dan isolasi dalam bentuk pola area hitam putih. Monoscope membutuhkan ketelitian sinkronisasi defleksi dan linieritas sehingga pola dapat digunakan untuk mengatur penerima dan monitor.

10.4.3. Chart bola untuk pengecekan linieritas kamera Suatu acuan independen diperlukan untuk mengecek linieritas defleksi Untuk mengilustrasikan perkiraan penunjukkan minotor pola pengetesan berbentuk bulat telur. Linieritas jelek dapat disebabkan salah satu kamera atau monitor. Jika defleksi monitor diatur, namun ketidak linieran lingkaran terjadi dalam kamera, masalah linieritas akan menunjukkan segera setelah digunakan sumber sinyal yang lain. Bagaimanapun, monitor dapat dicek secara independen dengan menggunakan sinyal pengetesan linieritas elektronik. Khususnya, digunakan sinyal pembangkit crosshatch. Crosshatch merupakan suatu pola yang sama untuk

pengecekan vertikal dan horisontal berupa garis putih dengan latar belakang hitam. Pola ini digunakan juga untuk mengecek konvergensi tabung gambar warna. Pola croshatch merupakan acuan independen untuk linieritas karena jarak garis sama dihasilkan oleh berbagai sinyal tepat dari frekuensi scanning V dan H. Misal studio yang membangkit batang warna yang juga menghasilkan pola crosshatch. Terdapat 17 batang vertkal dan 14 batang horisontal dari isolator yang bekerja pada frekuensi 315 kHz dan 900 Hertz secara berturut-turut. Osilator 315 kHz sebenarnya menghasilkan 20 batang vertikal

karena 315 kHz adalah 20 kali kecepatan scan horisontal 15,750 Bagaimanapun tiga batang terjadi selama waktu pemadaman horisontal (H), meninggalkan 20-3 = 17 batang vertikal yang dapat dilihat. Demikian juga osilator 900 Hz sebenarnya menghasilkan 15 batang horisontal, karena 900/60 = 15 KHz. Bagaimanapun satu

batang terjadi selama waktu pemadaman vertikal (V), meninggalkan 14 batang horisontal yang dapat dilihat. Misal linieritas horisontal dan vertikal pada pola crosshatch ditunjukkan pada gambar 10-10a dan 10-10b.

a b

Gambar 10-10 Chart bola pengecekan linieritas

Menggunakan jarak batang teliti untuk suatu pengecekan independen dari linieritas defleksi , cahart bola gambar 10-11. digunakan dengan pola crosshatch. Kamera ditujukan dan difokuskan pada chart dan kepala panah pada ujung bingkai chart secara teliti ditempatkan pada area gambar aktif. Kemudian pembangkit efek khusus (Special Effects Generator/SEG) digunakan untuk melakukan superimpose pola crosshatch dari studio pembangkit batang warna di atas camera gambar chart bola. Pengaturan pemusatan pada pembangkit memungkinkan menggeser pola crosshatch ke

atas, bawah, atau sisi untuk menempatkan batang crosshatch bersinggungan di atas pusat putih dari pola bola. Superimpose gambar diamati pada monitor. Jika linieritas kamera sempurna, interseksi crossbatch memotong senter bola putih pada setiap titik pada layar untuk kesalahan 0. Linieritas lemah atau ukuran scan meningkat karena interseksi salah di senter bola. Bila interseksi memotong didalam radius bola putih, linieritas defleksi salah yaitu kurang dari 1 % dari tinggi gambar. Bila dalam radius luar bola hitam, kesalahan linieritas kurang dari 2 persen.

Harga ini menunjukkan ketelitian linieritas scaning yang diperoleh untuk kamera siaran , untuk kesalahan yang lebih besar dari 2 persen tidak dapat ditoleransi. Metode ini menggunakan chart

bola dengan sinyal crosshatch membuat pengujian linieritas defleksi kamera secara total tidak tergantung monitor yang digunakan untuk pengamatan.

10.4.4. Sinyal Batang Warna Standar EIA Pada umumnya, generator yang menghasikan batang warna presisi, sinyal dapat diulang-ulang untuk batang warna vertikal yang dapat digunakan untuk pengetesan dan pengaturan prosedur. Sinyal dikodekan pada frekuensi sub pembawa 3,58 MHz. Khususnya, telah dikembangkan EIA sinyal batang warna yang berhubungan dengan pola yang ditunjukkan pada gambar 10-2. Ini disesuaikan dengan standar EIA RS-189A. Terdapat beberapa fasilitas pengujian pengembangan untuk membetulkan warna dan luminansi.

Tiga perempat puncak dari tinggi gambar 10-12. meliputi tujuh batang vertikal yang sama lebarnya. Pertama pada sisi kiri putih dan bar berikutnya kuning, cyanide, hijau, magenta, merah, dan biru memotong lebar gambar. Dipilih urutan ini karena harga luminansi sinyal Y dalam bentuk tangga dari tinggi ke rendah. Warna kuning mempnyai luminansi tertinggi dari 89%, sama dengan 0,59G+0,3R. Pada harga ekstrim yang berlawanan biu memiliki luminansi terendah 11%.

Gambar 10-11. Pola bola untuk pengetesan linieritas kamera

Gambar 10-12. Sinyal batang warna standar

Lebih rendah dari seperempat tinggi gambar berisi batang putih pendek, dengan luminansi 100% kemudian batang kuning dan cyan. Hasilnya, menyenangkan

untuk melakukan pengecekan harga luminansi terhadap warna putih. Sinyal warna –I dan +Q ditempatkan pada sebelah kiri dan kanan batang putih.

Gambar 10-13. Pola putih, I dan Q

10.4.5. Batang SMPTE Batang SMPTE disisipkan dikomposisikan dengan standar EIA batang amplitudo putih 75% untuk 2/3 puncak bidang, sebaliknya batang biru untuk 1/12 dari bidang berikutnya, dan IYQB atau plug sinyal untuk bidang tetap. Bidang sisipan disusun memungkinkan pengaturan saturasi warna atau intensitas warna dan hue atau tint pada monitor warna yang hanya memiliki senapan biru. Monitor

diatur hanya untuk warna biru dan batang hue atau pasa diatur sampai monitor terlihat tidak ada perbedaan intensitas antara batang biru reverse dan pengaturan batang warna. Bagian IYQB dari Pola dasar terdiri dari level hitam 7,5 IRE pedestal dengan 40 IRE ‘+Q’ dan 40 IRE “-I” modulasi pasaBatang , 100 IRE pulsa putih, 7,5 IRE level hitam pedestal dengan 40 IRE +Q modulasi pasa dan 7,5 IRE

pedestal dengan 3,5 IRE, 7,5 IRE dan 11,5 IRE pedestal. –I dan +Q sinyal modulasi pasa yang membantu menjamin pemrosesan sub pembawa benar. PLUG adalah (Picture Line-UP Generating Equipment). Pola ini ada pada dasar dan sisi kanan

batang SMPTE digunakan untuk mengatur kecerahan monitor. Monitor diatur sehingga hitam berwarna lebih hitam dari pada daerah hitam dapat dibedakan dari yang lain dan sedikit lebih cerah (contrast dapat diatur pada pengaturan normal).

abu-abu kuning 100 IRE

cianida

hijau

140 IRE magenta

100 IRE =714 mV merah biru

hitam (7,5

IRE)

20 IRE 7,5 IRE blangking

level 0 20 IRE

40 IRE

Gambar 10-14. Bentuk gelombang tangga

level sinkronisasi

© IYQB untuk batang SMPTE

Gambar 10-15. Level sinkronisasi

10.4.6. Batang Bidang Putih Penuh 100% Batang bidang putih 100% sama seperti EIA batang warna kecuali level putih menggunakan 100 IRE. Sinyal tes ini mengatur penguatan kroma secara tepat batang bar

kuning dan cianida dapat menjadi 100% pada tingkatan sesuai dengan puncak amplitude batang putih.

Gambar 10-16. Pengetesan bidang putih penuh

10.4.7. Batang Warna Putih EIA 75% Batang warna merupakan bagian dari standarisasi EIA-189-A. Terdapat 7 batang (abu-abu, kuning, cianida, hijau, magenta, merah dan biru) pada amplitude 75%, saturasi 100%. Setiap batang warna menggunakan 1/7 dari area gambar. Pola jendela terdiri dari area persegi warna putih ditengahnya dikelilingi oleh warna hitam. Pola ini baik untuk menguji respon frekuensi rendah

dan ujung sinyal video sebaik performansi dari penjepit video dalam sistem pemroses sinyal video. Bidang warna merah, hijau, biru dan hitam, Pola ini dipenuhi warna layar merah, hijau dan biru. Ini sangat membantu dalam dalam pengujian monitor TV umtuk dilihat jika terdapat masalah dengan puritas. Akan tampak tidak ada warna lebih baik dari pada saturasi penuh warna vivid pada layar.

Gambar 10-17. Pengetesan bidang warna putih 75% 10.4.8. Jendela Pola ini digunakan untuk pengecekan frekuensi rendah dari sistem video. Sinyal yang terbaik dapat dilihat pada osliloskop dari keluaran sistem video. Untuk

meyakinkan bahwa bentuk gelombang jendela datar, pada peragaan osiloskop kecepatan sapuan horisontal dan vertikal perlu diatur sedemikian rupa.

10.4.9. Pola Pengetesan Puritas Warna Bidang penuh warna merah, hijau, biru dan hitam dengan raster bidang penuh warna untuk memverifikasi kemurnian (puritas)

dan pengaturan monitor. Jika warna saturasi atau hue perlu pengaturan puritas.

Gambar 10-19. Pengetesan puritas 10.5. Pengembangan Pola 10.5.1. Multiburst Sinyal multi busrt sangat berguna untuk pengukuran frekuensi respon sistem. Pada umunya sinyal meliputi 6 paket frekuensi diskrit yang turun dalam TV

passband . Setiap paket frekuensi biasanya dalam cakupan 0,5 MHz sampai 4,2 MHz dengan penambahan frekuensi mengarah sisi kanan dari setiap garis.

10.5.2. Cable Sweep Kabel sapuan merupakan pengukuran frekuensi respon lain. Lebih baik dari pada paket diskrit seperti sinyal multiburst yang memiliki frekuensi sapuan

kontinyu dari 1 sampai 4,5 MHz . Terdapat frekuensi marker pada garis yang menuju dasar layar. Ini sangat membantu untuk menentukan dimana rolloff terjadi.

10.5.3. Tujuh Kombinasi NTC Network Transmision Committee (NTC) Amerika yaitu suatu bentuk ikatan jaringan transmisi di Amerika mengembangkan tes sinyal dengan mengkombinasikan sinyal sehingga memungkinkan digunakan untuk beberapa

keperluan pengetesan. Tes sinyal ini sangat cerdas dinamakan kombinasi NTC-7. Kombinasi tes terdiri bendera putih, multiburst dan sinyal pedestal yang dimodulasi. Bendera putih memiliki puncak amplitude 100 IRE dan

Gambar 11 18. Pola jendela pengecekan frekuensi rendah

lebar 4 μs. Multi burst memiliki 50 IRE pedestas dengan amplitude puncak ke puncak 50 IRE. Titik awal dari setiap paket frekuensi adalah pasa nol. Lebar paket 0,5 MHz adalah 5 μs, yang tetap tingggal dalam paket 3μs. Tiga

langkah memodulasi pedestal yaitu campuran dari pedestal luminansi 50 IRE dengan tiga amplitude krominansi (20, 40 dan 80 IRE ). Waktu naik dari setiap paket modulasi 400 ns.

10.5.4. Gelombang Tangga 5 Langkah Sinyal tangga 5 langkah digambarkan di bawah ini, terdiri dari 5 tingkat luminansi. Krominansi termodulasi puncak ke puncak 40 IRE. Krominansi

termodulasi memiliki pasa 0 terhadap sinyal burst. Sinyal tes ini dapat digunakan untuk mengukur variasi luminansi non linier dalam sistem.

Gambar 10-20. Pengetesan linieritas sistem 10.5.5. Ramp Termodulasi Sinyal pengetesan ramp termodulasi merupakan campuran dari ramp luminansi 0 IRE sampai 80 atau 100 IRE. Ramp 80 IRE memberikan pengujian range operasi normal sedangkan ramp 100 IRE dapat digunakan untuk

pemilihan range operasi. Puncak ke puncak sinyal chrominansi termodulasi adalah 40 IRE. Sinyal chrominansi termodulasi memiliki phase 0 relatif terhadap sinyal burst.

Gambar 10-21. Pengetesan ramp termodulasi Waktu naik (rise time ) dan waktu turun (fall time) merupakan awal dan akhir dari selubung selama 400ns. Sinyal pengujian ini dapat juga digunakan untuk mengukur penguat beda dan baik pula untuk mengukur kesalahan dari rangkaian pengubah analog ke digital dalam sistem video digital. Sinyal test ramp dimodulasi merupakan campuran ramp luminansi dari 0 IRE sampai 80 atau 100 IRE. Ramp 80 IRE digunakan unuk pengujian sistem dalam range operasi normal, ramp 100 IRE mungkin dapat digunakan

untuk pemilihan range operasi pengtesan. Puncak ke puncak krominansi termodulasi adalah 40 IRE. Sinya krominansi dimodulasi mempunyai beda pasa 0 relatif terhadap burst. Pengaturan 0 IRE digunakan rise time dan fall time digunakan pada saat mulai dan sinyal penyelubung (envelope) berakhir yaitu selama 400 ns. Sinyal test ini dapat juga digunakan untuk mengukur penguatan differensial dan baik untuk mengukur kealahan bit pada pengubah analog ke digital dalam sistem video digital.

10.5.6. Cross Hatch Dengan Titik Pola ini membangkitkan sebuah garis matrix horisontal dan vertikal sangat membantu dalam pengaturan konvergensi monitor. Karena garis putih pada layar terbuat dari komponen warna merah, hiau dan biru, masing -

masing senapan elektron dalam tabung gambar harus memiliki berkas masing-masing secara sempurna saling melapisi satu sama lain pada daerah pembentukan gambar.

Gambar 10-22. Pengaturan konvergensi

10.5.7. Area aman pusat perpotongan Sinyal ini serupa dengan Cross Hatch namun digunakan untuk menegaskan bahwa gambar aman. Sinyal video diproduksi tidak akan berisi banyak informasi

gambar di luar dari area aman atau diluar kemampuan melihat. Monitor televisi akan menunjukkan area aman ataukah perlu pengaturan.

Gambar 10-23. Pengetesan area gambar aman 10.5.8. Pola Pergantian Perdetik Tes Sinyal ini sebagian besar untuk menguji respon frekuensi rendah dan sistem clamp. Sinyal video akan bervariasi dari 0 IRE sampai 100 IRE pada kecepatan per satu detik. Sinyal video tidak akan terdistorsi atau terpotong di dan sinyal sinkronisasi tetap

konstan pada level tertentu, jika rangkaian pengklem berfungsi secara tepat. Monitor televisi tidak akan berubah tingkat kecerahannya atau lebar rerata dari variasi level kuat sinyal gambar.

10.5.9. Matrik Sinyal Penguji Pola matrix merupakan suatu kombinasi dari Pola yang telah didiskusikan sebelumnya. Setiap Pola memiliki 48 garis untuk membuat satu gambar yang terdiri

atas 5 pola yang berbeda. Lima pola membuat matrix dengan batang warna merah, hijau, biru dan sinyal datar 50 IRE.

10.6. Pembangkit Pola Pattern generator atau pembangkit pola menghasilkan sinyal audio dan video, langsung dan dengan modulasi RF sesuai yang digunakan pada televisi. Pattern generator dapat difungsikan untuk

menandai frekuensi kanal, menguji dan memperbaiki penerima TV. Keluaran sinyal dirancang dalam bentuk Pola yang sederhana yaitu :

10.6.1. Blok diagram Pattern generator Prinsip kerja Pattern Generator secara blok diagram dijelaskan dalam uraian di bawah ini. Pattern Generator berisi dua stabil multivibrator dan rangkaian pembentuk gelombang, satu frekuensi di bawah 15625 Hz (system PAL) untuk menghasilkan serangkaian batang horisontal dan yang lain di atas 15625 Hz untuk menghasilkan batang vertikal. Sinyal dimodifikasi ke dalam pulsa durasi pendek diumpankan ke bagian video pesawat penerima panjangnya sama dengan rentetan pulsa sinkronisasi untuk menghasilkan garis halus pada layar. Keluaran multivibrator berupa sinyal video gelombang kotak dengan frekuensi kelipatan m dari frekuensi horisontal untuk menghasilkan balok vertikal dan batang putih. Setiap setelah siklus ke m pulsa trigger blanking

horisontal multivibrator menyerempakkan sinyal batang pada setiap garis. Jumlah batang dapat divariasi dengan mengubah frekuensi generator melalui pengaturan panel depan pattern generator. Dengan cara yang sama pulsa gelombang kotak yang diturunkan salah satu dari 50 Hz atau dari master osilator digunakan untuk pengaturan trigger yang lain dari nultivibrator yang membangkitkan sinyal video yang mempunyai frekuensi kelipatan n dari frekuensi vertikal. Pada saat sinyal diumpankan pada penguat video menghasilkan batang hitam dan putih horisontal. Kecepatan pensaklaran multivibrator dapat dikontrol dengan mnggunakan potensiometer biasanya dipasang pada panel depan instrument.

1. Pola papan catur 2. Batang horisontal 3. Batang vertikal 4. Pola papan catur pada

satu sudut 5. Cross hatched 6. Pola titik 7. Warna putih murni.

Mengatur kecepatan pensaklaran sebenarnya mengatur jumlah batang horisontal hiyam dan putih. Pulsa sinkronisasi dan blanking ditambahkan pada sinyal modulasi. Master osilator digunakan untuk membangkitkan sinyal blanking dan mengatur gerbang dan pembangkitan pulsa. Sinyal sinkronisasi komposit diberikan ke pattern generator sinyal video dan syn adder. Keluar dari pembangkit batang horisontal dan vertikal diteruskan untuk membentuk pola cross hatch, papan catur. Pola sinyal video diberikan ke adder dari adder sinyal diteruskan ke modulator VHF. Amplitudo modulasi mengambil alih keluaran frekuensi pembawa

yang disediakan dalam tingkat tinggi dan rendah dari soket keluaran. Master control, pembangkit sinkronisasi dan blanking menyediakan pulsa blangking, pengambilan pulsa dari multivibrator berupa sinyal batang vertikal dan horisontal. Sebuah osilator audio membangkitkan sinyal frekuensi 1 KHz yang kemudian dimodulasi frekuensi dengan sinyal pembawa 5,5 MHz. Tujuan dari modulasi frekuensi sinyal audio untuk menguji bagian audio. Keluaran disediakan secara dengan soket terpisah ditandai sebagai sinyal audio dan video. Kombinasi saklar mH dan nV, multivibrator membangkitkan pola yang berbeda.

Tabel 10-1 Saklar pola gambar

Pola batang horisontal digunakan untuk mengecek linieritas penguat vertikal. Sedangkan Pola batang

vertikal digunakan untuk mengecek linieritas penguat horisontal.

Switch mH Switch nV Keluaran patron OFF OFF Raster putih murni OFF ON Batang horisontal ON OFF Batang Vertikal ON ON Cross hatch

Blanking and gatting pulse Controlled switch Pattern

Control frekuensi Blanking and gatting pulse Pattern generator syn composite Control frekuensi Frequency carrier 5,5 MHz

Gambar 10-24. Blok diagram pembangkit pola

Pola cross hatch digunakan untuk kedua pemusatan linieritas gambar dan aspect ratio. Pola titik disediakan untuk melakukan pengecekan dan pengaturan konvergensi statis gambar di tengah layar dengan kecerahan rendah. Pola putih tanpa informasi disediakan untuk pengecekan kesatuan kecerahan layar pada

saat tidak ada hum. Pola gambar warna disediakan untuk pengecekan kemurnian warna, reproduksi proper warna dan semua performansi penerima. Sinyal tes yang disediakan oleh Pola generator adalah (1) sinyal RF, (2) sinyal IF dan (3) sinyal video.

Batang vertikal

Checker board

Cross hatch

Batang horisontal

white

Pembawa kanal

SW1 SW2

SW3

SW4

SW5

Pembangkit batang vertikal

Cross hatch and checker board pattern generator

Pembangkit batang horisontal

Blanking and getting pulse gen

Syn gen and delay circuit

Master osc Pattern videosignal and syn adder

Modulator VHF

FM Modulator

1 KHz pulse Generator

Sinyal keluaran audio termodulasi

Tinggi keluaran RF komposit termodulasi

10.6.2. Kontrol dan Spesifikasi Pola Generator Fungsi control yang difasilitasi Pattern generator adalah : 1. Frekuensi garis 2. Amplitudo keluaran sinyal video 3. Saklar Power ON/OFF 4. Soket FM 5. Soket RF 6. Kontrol untuk mengubah batang vertikal dan horisontal 7. Saklar pemilih Pola Kontrol Panel Depan dan Fungsi Pattern generator

Gambar 10-25. Tombol panel depan pembagkit pola

Saklar daya

Tombol pemilihan pola sesuai gambar

diatasnya

Pengaturan frek kasar Pengaturan

frekuensi

Terminal keluaran

Sinyal vide komposit

Kelaran sinyal video komposit

10.7. Spesifikasi : 1. Power supply : 230V/50Hz 2. Lebar sapuan : 5MHz - 40 MHz 3. Frekuensi sapuan : 5MHz - 400 MHz 1. Lebar jalur osiloskop : 20Hz - 1MHz 2. Frekuensi pembangkit time base CRO : 20Hz to 50 KHz 3. Tegangan keluaran RF : 0.25V - 0.5V (rms 4. Pembawa FM : 5,5 MHz 5. Sinyal internal : 1 KHz gelombang sinus 6. Pola pengetesan :

Batang vertikal Batang horisontal Cross Hatch Chequer board Lingkaran putih Lingkaran latar belakang hitam Keluaran RG 100 mVp-p

10.8. Aplikasi : 1. Pengecekan garis dan kerangka

waktu linieritas batang 2. Pengecekan lebar dan tinggi

gambar 3. Pengecekan IF video

4. Pengaturan tingkat IF suara dan 5. Pengecekan bagian AGC 6. Pelacakan gangguan penguat

video dan penggunaan keluaran video variable

10.8.1. Prosedur Penggunaan Pembangkit Pola Pemanfaatan pembangkit pola dilakukan dengan langkah – langkah berikut. 1 Penggunaan Pattern generator 2 Persiapkan peralatan yang

diperlukan : a. Pattern generator

(pembangkit pola) b. Penerima TV c. Kabel penghubung.

3 Menghubungkan Pattern generator pada penerima TV. Pattern Generator dilengkapi

keluaran RF termodulasi dan digunakan lebih dari 1 TV maka hubungan Pattern Generator melalui pancaran atau wire less. hubungan dapat dilakukan dengan melalui keluaran AV bila tidak ada faslitas AV keluaran RF termodulasi dapat dihubungkan melalui masukan antenna TV.

4 Saklar pemilih kanal diatur untuk mendapatkan Kanal 2 – 4.

Gambar 10-26. Pengawatan penggunan pola non video komposit

5 Melakukan pengamatan gelombang tangga dan membuat pengaturan pada penerima TV.

6 Gambar hubungan rangkaian : 7 Hasil yang diharapkan adalah

kemampuan mengamati dan

menggambarkan gelombang tangga audio / video .

8 Pola divariasi untuk diamati kesesuaian gambar pattern generator dengan peraga hasil layar televisi.

Bila VHF yg dipilih tekan

Saklar daya ditekan

ditekan

Frekuensi di atur pada kanal 2

10.8.2. Pengukuran Lebar Penalaan Tuner Televisi Tujuan : Pengamatan variasi control wobbuloscope, menggunakan alignment penerima TV Peralatan Yang diperlukan : Patern generator, Wobbuloscope, Balun, penerima TV dan kabel penghubung. Teori pendukung Wobbuloscope terdiri dari sweep generator, CRO dan sebuah marker generator, yang dapat mengatur frekuensi respon penglihatan yang berkaitan

dengan sinyal suara sebaik penguat IF penerima TV. Pattern generator sebagai sinyal masukan pada penerima TV untuk memfungsikan kerja TV dengan sinyal stabil. Alignment penerima TV menggunakan wobbuloscope. Dengan menggunakan wobulloscope dapat menguji respon penguat IF video, penguat video, penguat IF suara dan semua frekuensi respon dengan menggunakan blok diagram berikut ini. Respon penguat dapat dilihat pada tampilan layar osiloskop.

Gambar 10-27. Pengawatan pengujian lebar penalaan tuner Dua frekuensi dibangkitkan oleh sweep generator. Pada umumnya satu frekuensi dibawah 100 Hz yang dinamakan frekuensi wobbulator dan yang lain berkaitan dengan menghasilkan frekuensi senter IF penerima TV 33,4 MHz, 38,9 MHz secara

berturut-turut. Keluaran sinyal dari wobbuloscope dihubungkan dengan masukan kanal X osiloskop secara langsung dan yang lain sinyal dihubungkan ke balun (75:300) untuk penyesuai impedansi ke bagian tuner dari penerima dan keluaran tuner

Pembelok Y Pembelok X

Balun

Sweep mark generator

Tuner 75 : 300

CRO

X

X Y

diberikan pada pelat Y ososkop. Kurva respon akan diperagakan pada layar CRO. Untuk

memudahkan fungsi perbagian penrima TV sebaiknya

Hubungan dibuat perblok dan pengaturan meliputi : 1. Pengaturan halus frekuensi

sapuan (sweep) 2. Pengaturan cakupan kasar

frekuensi sapuan 3. Saklar On/Off 4. Menandai pengaturan

frekuensi cakupan kasar frekuensi

5. Menandai pengaturan halus frekuensi

6. Pengaturan lebar sapuan attenuator

7. Memutar dial untuk mencari frekuensi mark

8. Pengaturan pergeseran Y, X, focus, ilumuniasi, Time/div, Amplitudo/div CRO

9. Soket keluaran RF 10. Keluaran terminal marker.

Hasil : Hasil pengamatan yang diharapkan : (i) Frekuensi marker IF AM radio

455KHz (ii) Frekuensi IF FM video - 10.7

MHz (iii) Jarak frekuensi pembawa

antara IF suara sampai IF video 5,5 MHz

(iv) Frekuensi IF video 38,9 MHz (v) Frekuensi IF suara 33,4 MHz. (iii) Inter carrier frequency between SIF to VIF is 5.5 MHz

(iv) VIF - 38.9 MHz SIF - 33.4 MHz Kompetensi yang diharapkan dari pembelajaran ini adalah : 1. Mampu menjawab pengertian

wobbuloscope 2. Mampu mengaplikasikan

wobbuloscope 3. Mampu melakukan

pengaturan control panel dari wobbuloscope

4. Mampu menspesifikasikan wobbuloscope

10.8.3. Pengaturan Gambar dan Suara Menggunakan Pattern

generator Peralatan yang diperlukan : Pattern generator, Penerima TV Teori Pattern generator memberikan sinyal video langsung dengan modulasi FR pada kanal standar televisi sehingga dapat digunakan untuk menguji dan alignment penerima TV. Sinyal video

dirancang untuk menghasilkan Pola geometric sederhana seperti batang vertikal, batang horisontal , cross-hatch, kisi-kisi, papan catur dan Pola degradasi. Pola ini convenient untuk alignment

geometri raster dan linieritas, juga untuk pengaturan penguat.

Modulasi kanal RF dengan menggunakan FM untuk

suara difasilitasi dengan sinyal pembawa, membuat sangat berguna sebagai sumber sinyal TV dengan tujuan perbaikan. Jika tidak ada raster dan suara dari penerima, rangkaian power supply yang diumpankan pada pemanas dengan nilai B+, yaitu tegangan Vcc perlu dicek. Perlu dilakukan pengecekan sekering dalam supply. Kerusakan komponen lain adanya kemungkinan hubung singkat di rangkaian utama. Variasi uji pattern untuk mendapatkan alignment penerima TV sebagai berikut : .

1. Lingkaran berlatar belakang hitam digunakan untuk pengecekan pembentukan frame gambar, sementara latar belakang warna hitam lebih cocok untuk pengecekan refleksi.

2. Garis Centre cross / Border memberikan fasilitas pengetesan pemusatan layar TV, linieritas defelski dan pembetulan pin cushion.

3. Pola putih 100% dengan burst warna digunakan untuk pengecekan puritas dan pengoptimalan berkas.

Prosedur Pemakaian 1. Menghubungkan penerima TV dihubungkan dengan pattern

generator. 2. Pola gambar dipilih sesuai dengan fungsi pola, misal pola lingkaran

untuk menguji linieritas defleksi. 3. Gambar monitor diamati kesempaurnaan gambarnya untuk

dianalisa kesempurnaan fungsi bagian penerima TV. 4. Ganti masukan dengan sinyal video komposit untukdilihat fungsi

penerima V berdasarkan kerja masing-masing blok. 5. Hubungan penerima TV dan patern generator pada gambar berikut.

Gambar 10-28. Pattern generator dengan TV pengetesan fungsi 6. Bentuk gelombang perblok

diamati sebagai acuan gambar rabgkaian TV beserta bentuk-bentuk gelombang ditunjukan halaman berikut.

10.8.4. Pembangkit pola dipasaran

Banyak model ditawarkan dalam pasaran diantaranya gambar berikut ini.

Gambar 10-29. Model-model pembagkit pola di pasaran

jalur transmisi

Tabung gambar

Gambar 10 30. Blok Diagram Penerima Televisi BW

Anoda

A

B DC Power

Jala jala AC 220V

RF Amplifier

Mixer

Lokasl osilator

IFA video Video detektor

Dioda MIxer

UHF Osc

UHF tuner

VHF tuner

Syn separator

Osc vertikal

Horisontal AFC

Penguat Vertikal

Horisotal defleksi

Penguat Horisontal

Dioda Damper

Penyearah HV

AGC

Trap 4,5 Hz

Power Supplay

4,5 MHzIFA suara

4,5 MHz Detector suara

Audio Amplifier

10.8.5. Pola Pengetesan Sinyal Video Di bawah ini jenis-jenis pola pengetesan video untuk penerima televisi, VCD dan DCD player.

Gambar 10-31. Macam-macam pola pengetesan sinyal video

Tujuan : Setelah membaca pembahsan mesin tester mampu : 1. Mendiskripsikan peralatan yang digunakan 2. Mampu menjelaskan kegunaan mesin tester dan memahami alasan

mengapa alat ini efisien digunakan mendiagnosa kerusakan mobil. 3. Memahami jenis-jenis dan kegunaan mesin tester, penganalisa gas.

11.1. Pengantar Pada dasarnya jantung mesin tester ini adalah MSO yaitu jenis osiloskop merupakan gabungan dari osiloskop perekam digital dan spektrum analiser. Keistimewaan MSO yaitu dapat digunakan untuk mengukur tegangan multi kanal dan multi frekuensi. Hasil pengukuran ditunjukkan sebagai spectrum frekuensi dari beberapa frekuensi

yang spesifik untuk pengukuran pada titik tertentu.

Dalam system terapan analisis kerusakan mesin ini memadukan sistem kontrol dan system komunikasi dengan navigasi GPS protocol CAN, LIN dan MOST. Serial buses yang sekarang ini sangat popular ditunjukkan dalam gambar 11-1 di bawah ini.

Gambar 11 1. Bagan serial buses mesin tester

BAB 11 MESIN TESTER

Dengan sistem elektronik otomotip yang ditempatkan pada sistem pencampuran sinyal maka dapat digunakan beberapa sensor dan motor analog yang mengontrol dengan kontrol digital. Sekarang siloskop tradisional merupakan perangkat. Namun osiloskop tradisional dan digital mempunyai banyak keterbatasan, meliputi kebocoran pemicuan yang kompleks dan keterbatasan akuisisi kanal masukan. Oleh karena itu, suatu kelas baru peralatan pengukuran yang dikenal Mixed signal oscilloscope (MSO) lebih banyak memberikan keuntungan untuk debugging dan memverifikasi sifat operasi dari perancangan otomotip sekarang ini. Untuk mengilustrasikan keuntungan serta keunikan MOS, pada aplikasi ditunjukkan metodologi perancangan

debugging tipikal untuk menyelesaikan masalah integritas sinyal dalam sistim otomotip yang didasarkan CAN. Sementara itu pada sinkronisasi dan penerimaan perbedaan sinyal CAN dari data sensor analog yang ditransmisikan secara digital ke ECU, MSO akan selalu digunakan pengulangan pengambilan dan mengukur amplitudo keluaran dari sensor analog pada bagian masukan jarak jauh. Pada saat yang sama MSO juga digunakan untuk mengindera sinyal kontrol SPI dalam ECU. Namun sebelum menggali perancangan CAN otomotip secara khusus dan bagaimana menggunakan MSO untuk debug dan menyelesaikan masalah integritas sinyal, terlebih dahulu dipelajari prinsip kerja MSO

.

Komunikasi longhaul peka terhadap masalah integritas sinyal yang disebabkan oleh lingkungan berisik yang didapatkan dalam otomobil, meliputi interferensi sinyal karena sistem pengapian, dan sistem acak yang seringkali dapat membuat kesalahan selama siklus komunikasi kritis.

Gambar 11 2. Mesin Tester

11.1.1. Mixer Signal Osciloscope (MSO) MSO merupakan instrumentasi hybrid yang mengkombinasikan semua kemapuan pengukuran dari osiloskop penyimpan digital (DSO) dengan beberapa kemampuan pengukuran dari penganalisan logika (Logic analyzer), dengan analisis protokol serial ke dalam satu instrument yang sinergi. Dengan MSO mampu melihat beberapa kelurusan waktu (time alignment) analog, yang dikodekan ke dalam digital secara seri dan paralel. Bentuk gelombang pada peraga yang sama ditunjukkan pada gambar 11-3. Meskipun sekarang ini banyak osiloskop tradisional memiliki kemampuan penpemicuan yang terbatas, beberapa MSO meliputi pemicuan seri yang canggih dan analisis decode protokol yang optimis untuk sistem pencarian kesalahan elektronik otomotip.

MOS pada umunya mempunyai kebocoran yang besar pada kanal akuisisi digital full-fledged logic analyzer, dan juga dengan protokol analisis mempunyai kebocoran tingkat abstraksi tinggi. Namun MSO masih relatip sederhana sehingga memungkinkan digunakan dengan mudah dan mencegah kekomplekan dalam mengoperasikan penganalisaan logika dan penganalisa protokol. Penggunaan MSO sama seperti penggunaan osiloskop pada umumnya. Karena integritas MSO sangat tinggi, menjadikanya sangat mudah digunakan dari pada dua kotak dengan bebas dicampur sinyal pengukuran, solusi terdiri dari lingkup manapun yang dihubungkan ke penganalisa logika atau lingkup yang dihubungkan ke bus serial penganalisis protokol.

Gambar 11-3. MSO

MSO yang baik adalah yang familiar digunakan, memberikan penyegaran bentuk gelombang dengan cepat, termasuk di dalamnya serangkaian pemicuan, analisis dan operasi sangat

menyerupai osiloskop tidak seperti penanalisa logika atau pengenalisa protokol . Gambar 11-3. menunjukan salah satu jenis MSO yang digunakan di industry.

11.1.2. Verifikasi Sifat Operasi Dari Sistem Windshield-Wiper

Otomatis

Gambar 11-4. Pengambilan gambar ganda SPI dan CAN dengan menggunakan MSO

Sebelum integasi perancangan otomobil diluncurkan, MSO terlebih dahulu digunakan dalam laboratorim, diverifikasi sifat rangkaian dan operasi protocol dari sistem windshield- wiper otomatis. Gambar 11-4.. menunjukkan beberapa hubungan waktu sinyal analog dan digital dari sistim prototip pengindra dan diperagakan bentuk gelombang pada kanal 1 (puncak penjejakan) berbeda dengan sinyal bus CAN yang dikomunikasikan ke variasi sub sistem jarak jauh termasuk sistem windshield-wiper. Bentuk gelombang kanal 2 (penjejakan di tengah) menunjukkan tingkat sinyal keluaran analog dari sensor hujan jarak jauh yang secara optik mendeteksi hujan / salju yang mengenai windshield. Juga ditinjukkan adanya variasi waktu yang dihubungkan dengan sinyal kontrol SPI (penjejakan ditunjukkan dekat dasar peraga osiloskop) dalam ECU meliputi CLOCK, DATA, CS dan sinyal INTERUPT semua penginderaan dipantau dengan menggunakan MSO dengan pewaktuan logika 16 kanal.

Bus penjejajakan multiwarna ditunjukkan pada bagian bawah peraga osiloskop, informasi korelasi waktu CAN yang telah di decode dibaca kanal akuisisi CAN yang dipilih pemakai dalam hal ini kanal 1. Dalam perancangan khusus ini, amplitudo keluaran sesaat dari sensor analog jarak jauh diubah kedalam nilai digital dengan pengubah analog ke digital (ADC), kemudian secara berturut-turut dikirimkan ke ECU sebagai data byte tungal dalam satu bingkai khusus (07F HEX). Pengulangan transmisi penginderaan dari keluaran sensor dan menguji sifat operasi prototip MSO diperlukan untuk mengatur pemicu pada bingkai data 07FHEX sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3. Keluaran sensor berbentuk sinyal analog selalu ditranmisikan dalam bingkai ini. Dengan pengaturan kondisi osiloskop, ahli perancang otomotip telah mampu memudahkan pengukuran amplitudo analog dari keluaran sensor (3,14 V) sementara itu juga memantau dan memverifikasi nilai data, (BHEX) yang sebenarnya telah ditranmisiskan dalam paket CAN. Sementara pengetesan sistem prototipe wiper otomatis dalam laboratorium diamati tidak bermasalah, dan perbedaan sinyal CAN muncul hampir tanpa nois.

Sayangnya bila subsistem otomotip diintegrasikan ke dalam otomobil, sistem wiper otomatis menjadi tidak reliable dan ini ditentukan oleh nilai data yang diterima oleh ECU, yang tidak selalu sesuai kondisi pisik nyata dari sensor. Bila masalah rangkaian dapat diprediksi dan dilakukan pengulangan, ini menjadi lebih baik dan mudah memisahkan tugas untuk menemukan sebab utama dari masalah rangkaian. Namun perancangan khusus otomotip ini telah diintegrasikan ke dalam otomobil, peran transmisi data dari sensor acak membuatnya sulit untuk memisahkan sebab dari masalah. Sinyal yang sama dengan aslinya diukur dalam laboratorium, namun pada saat itu sinyal diindera dengan sistem wiper otomatis dintegrasikan ke dalam otomobil ini ditunjukan pada gambar 11- 4. Sekarang bisa dilihat pengaruh nois dan interferensi pada sinyal perbedaan CAN, yang disebabkan oleh kebisingan yang keras pada kendaraan. Ahli perancang otomotip memantau peraga osiloskop, sementara itu pemicuan secara berulang-ulang pada data bingkai ID 07FHEX. Ahli sekali-kali mengamati cahaya merah dalam tanda decode CAN (bawah penjenjakan) dalam gambar 11-5.

Gambar 1-5. Kesalahan acak yang teramati dalam dekode CAN pada bingkai

data ID : 07F HEX MSO mendecode CAN, dalam perkembangannya kondisi jelek dikodekan dengan warna CRC merah, dan kondisi salah dalam bingkai lain ditunjukan sebagai penjejakan bus warna merah. Osiloskop ini mempunyai kecepatan update bentuk gelombang yang cepat (di atas 100 000 bentuk gelombang perdetik dalam waktu sebenarnya) dan perangkat keras secara serial dipercepat mendekode untuk mengambil data transmisi dengan hasil yang jarang jelek. Hardware dipercepat secara serial mendekode peraga, mendekode string secepat 60 kali perdetik lebih cepat dari kemampuan mata manusia membaca, namun cukup rendah untuk melihat kode warna kondisi salah, ini jarang terjadi, jika ini terjadi. Kebanyakan osiloskop dengan memori dan memecahkan

kode serial mempunyai kemampuan penyegaran sangat lambat. Ini terutama dikarenakan pemecahan kode menggunakan perangkat lunak paska pemrosesan. Penyegaran bentuk gelombang dan pemecahan kode sering mengambil waktu beberapa detik. Ini berarti bahwa jika terjadi kesalahan jarang, kebanyakan kondisi salah akan terjadi secara acak selama osloskop mati bukan selama osiloskop melakukan akuisisi . Ini membuat hamper tak mungkin menangkap errant transmisi secara acak dengan menggunakan osilokop tradisional, mustahil mampu melakukan penpemicuan CAN dan mendekode. Namun perangkat keras dipercepat dengan CAN decoding MSO secara statistik ditingkatkan probabilitasnya menangkap keacakan dan kondisi

kesalahan karena kedua bentuk bentuk gelombang dan decode CAN mempunyai kecepatan penyegaran data melampaui kecepatan pengulangan bingkai data 07FHEX. Untuk menyegarkan tampilan osiloskp dengan satu kejadian data transmisi jelek, atasi terlebih dahulu dengan mencoba tekan

lingkup panel depan. Kunci STOP bila diamati tanda decode merah.Sayangnya bentuk gelmbang osiloskop dan kecepatan penyegaran data decode sangat cepat, maka ketika STOP ditekan beberapa urutan akuisisi telah dilakukan dan peraga selalu berhenti pada data tranmisi yang baik.

11.1.3. Pemicuan MSO Pada Bingkai Kesalahan Mengungkapkan

Masalah Integritas Sinyal Langkah berikutnya pada saat mengatur pemicuan osiloskop hanya untuk menyerempakkan bingkai kesalahan sebagaimana ditinjukkan pada gambar 11-6. Dengan mengatur kondisi pemicu ( pemicu pada bingkai kesalahan), osiloskop hanya menangkap dan memperagakan transmisi CAN jelek dan mengabaikan transmisi yang baik. Sekarang teknisi dapat menekan salah satu kunci STOP pada waktu manganalisa kualitas sinyal jelek yang terakhir ditransmisikan bingkai CAN, atau menggunakan osiloskop pendek tunggal dengan mode untuk membekukan peragaan pada data transmisi jelek berikutnya. Dari hasil peragaan ini teknisi

mengutamakan kecurigaan pada masalah data transmisi acak terutama urutan acak nois diteruskan ke perbedaan sinyal CAN (puncak penjejakan). Maka dapat dilihat bahwa nosie menumpang pada sinyal CAN muncul dengan distribusi Gaussian. Sebagai bukti dengan diberikan tingkat intensitas peraga, osiloskop mampu pembesar beberapa kali dari pada sistem peraga serupa pada osiloskop analog tradisional. Namun setelah pengukuran tingkat keacakan nois dengan standar deviasi MSO, teknisi menentukan bahwa tingkat sinyal nois dalam toleransi khusus dan tidak mempengaruhi kesalahan.

Gambar 11 6. Pemicuan pada CAN bingkai error mengisolasi perbedaan akuisisi

CAN pada bingkai transmisi pengulangan bentuk gelombang giltch Setelah jauh menginspeksi perbedaan sinyal CAN pada kanal 1, teknisi akan menemukan bahwa glitch sempit telah terjadi selama transmisi bingkai data terutama muncul pada ujung ke 5 dari sinyal perbedaan CAN. Bila dilihat rekaman bingkai CAN dalam kondisi normal yang dimampatkan

dari hasil memori bagian dalam akuisisi (di atas 8 M titk) menyebar pada layar peraga dengan time base pada 200 μs/div (gambar 11-7), glitch dengan mudah dapat dilihat dengan osiloskop resolusi kecepatan sampel yang tinggi (sampai di atas 4 GSa/s).

Setelah menemukan glitch dan mengukur amplitudo dengan kursor MSO, teknisi menekan tombol RUN pada panel depan osiloskop untuk memulai kembali pengulangan akuisisi sementara pemicuan hanya pada bingkai yang salah. Sementara

mengamati penyegaran pengulangan bentuk gelombang pada osiloskop , teknisi dapat melihat bahwa glitch tidak hanya jarang terjadi, namun juga dalam lokasi acak dalam bingkai data dan tidak ada hubungan pasa secara khusus pada perbedaan

Gambar 11-7. Perbesaran bentuk gelombang glitch pada CAN

sinyal CAN. Ini dimunculkan bahwa glitch disebabkan oleh sambungan sinyal dari sumber yang tidak berkaitan dengan pasa. Jika sumber dari glitch dapat

dilacak turun, kemudian sebab utama bisa ditemukan dengan lebih mudah ditentukan dan ditetapkan.

11.1.4. Pemicuan MSO Mengungkapkan Glitch Acak Sebagai

Sumber Masalah Untuk menyerempakkan peragaan osiloskop pada glitch yang tidak berkaitan dengan pasa lebih baik dari pada bingkai kesalahan, ahli perancang otomotip pada tingkatan berikutnya mengatur osiloskop secara unik dengan memicu pada glitch. Cara ini dipenuhi dengan menggunakan kemampuan osiloskop pemicu lebar pulsa , yang dapat memicu pada salah satu pulsa positip atau negatip di dasarkan pada keacakan kejadian glitch, selalu menangkap dan menunjukkan glitch didekat lokasi kegagalan pemicu di tengah layar osiloskop. Sekarang bingkai data CAN dimunculkan tidak dikaitkan dalam

istilah hubungan pasa relatip terhadap sumber pemicu glitch. Untuk melacak turun sumber glitch, teknisi kemudian menghubungkan probe yang lain pada kanal yang tidak digunakan (kanal 4) dari kanal 4 sampai 16. MSO memulai mengindera sinyal yang dicurigai dalam otomobil untuk melihat sinyal yang mana mungkin tidak diserempakkan / berkaitan dengan pasa pada glitch. Setelah beberapa menit, teknisi menemukan sumber glitch seperti ditunjukkan pada gambar 11-8. Bentuk gelombang kanal 4 (bagian dasar warna merah muda) menunjukkan pulsa digital yang

dikontrol sebuah relay yang memicu sentakan tegangan tinggi dalam sarana pengatur tegangan. Jika siklus pengatur

tegangan selama waktu transmisi dari bingkai gambar ID : 07FHEX , kesalahan akan adakalanya terjadi dalam sistem windshield-wiper.

Gambar 11-8. .Lebar pulsa Pemicu pengulangan sumber acak dan glitch

Pada saat teknisi melacak turun sumber masalah, ini jelas mudah untuk mengisolasi node windshield-wiper CAN dari sinyal tegangan tinggi dalam

perlindungan yang lebih baik, yang mana juga secara signifikan dikembangkan sistem CAN yang kebal terhadap nois.

11.1.5. Penambahan Pengetesan Troughput ECU Otomotip Pengaturan sistem kelistrikan otomobil kurang dan baik, kadang kurang dan kadang melampuai. Cakupan tegangan dapat dari 11 sampai 15 V di bawah kondisi normal dan dari 8 sampai 24 V pada saat transien permulaan dan konisi kerja. Sebagai akibatnya batas pengetesantegangan diperlukan menjadi bagian dari satuan kontrol mesin (ECU) untuk diveifikasi sifat operasi dan

toleransi kondisi tegangan bias ekstrim. Permasalahannya setiap detik waktu pengetesan dihitung dalam persaingan pasar elektronik otomotip. Pengetesan pengganda tegangan bias bagian dari pengetesanECU.Kebanyakan sistem tegangan DC menyediakan waktu yang diperlukan signifikan untuk mengubah dan mengatasi pengaturan keluaran baru, menambah beberapa detik pada

waktu pengetesan secara keseluruhan. Industry bidang elektronik otomotip telah membuat modul sistem power dan modul power suplay yang mengurangi waktu pengetesanECU dan

meningkatkan pengetesan meliputi : modul supplay cakupan otomatis yang dapat diaktifkan dengan program untuk pengeluaran dan transisi cepat mampu melayani dengan kemampuan daya 100 W arus 10A.

11.1.6. Karakteristik Input dan Output ECU menggunakan sinyal sarana pemantau yang banyak sekali. Dalam menata dan mengontrol mesin dan untuk mengoptimalkan operasi peralatan. Gambar 1 menunjukkan rangkuman sinyal input dan output dari ECU pada umumnya.

Gambar 11-9. Masukan dan keluaran ECU

Kelebihan Modul

Waktu pengolahan komando lebih cepat sehingga mengurangi waktu pengetesan.

• Waktu untuk mengeluarkan hasil pengetesan kurang dari 4 ms. • Modul dapat diidentikan parallel dan dioperasikannya sebagai

keluaran virtual tunggal untuk arus keluaran dan daya yang lebih besar pengetesandaya ECU yang lebih besar.

11.2. Elektronik Pengetesan Fungsi Otomotip Menggunakan Sistem

Komponen Sekarang ini tedapat beberapa jenis modul elektronik dalam otomotip dan satu yang baru tumbuh dengan cepat, Dalam banyak kasus , modul frekuensi rendah tanpa kemampuan frekuensi tinggi semua dapat diuji menggunakan sistem tunggal. Aplikasi ini diuraikan bagaimana

baiknya menggunakan produk industry dengan sistem komponen untuk menciptakan pemanfaatan sistem yang dapat diatur untuk fungsi pengetesan otomotip pada frekuensi rendah. Banyak produk modul elektronik didapati di mobil, terdapat beberapa kesamaan :

Modul-modul di bawah ini memiliki karakteristik yang memungkinkannya digunakan

untuk menguji sistem uji tunggal. Sub sistem yang diperlukan adalah :

11.2.1. Penghitungan Pembicaraan pada umunya, sistem pengetesan fungsi yang diperlukan computer sebagai pusat pengontrolan. Kebanyakan pilihan saat ini PC unggulan seperti Windows 2000 atau Xp meskipun tentunya jenis lainpun dapat digunakan, meliputi kontrol real-time. Dalam beberapa kasus bila produk PC tidak dijadikan

pertimbangan terutama alasan keamanan, peralatan dapat dikontrol dengan menggunakan Programmable Logic Kontroller (PLC), yang menggunakan tangga logika ntuk mencapai kendali, tapi ini bisa sulit dikerjakan karena secara normal pengetesaninstrument membutuhkan komando ASCII

1. Mengontrol pelayanan daya mesin, kontrol transmisi 2. Body-lighs, suara, kunci pintu, jendela, penyeka

kaca depan mobil 3. Anti lock break (ABK/ pengunci anti retak) 4. Airbag.

1. Penghitung dan I/O (LAN / USB / LIN / GPIB) 2. Komunikasi serial (CAN, LIN, ISO9141) 3. Instrumentasi stimulus frekuensi rendah (DMM, Dgitizer) 4. Beban dan Stimulus, Pensaklaran Pengukuran 5. Piranti yang diuji (Devices Test Under Test /DUT),

sumber daya DC 6. Sambungan masal.

dikirm melalaui bus seperti LAN, USB atau GPIB. Suatu alternatif pada PLC adalah instrument yang sebenarna mempunyai bangunan computer di dalamnya yang demikian ini seperti oscilloscope Infinium. Instruimen yang demikian dapat digunakan sebagai sistem kontrol. Oleh karena itu kebanakan rak pengetesan menggunakan salah satu standalone rack-mounted PC atau

PC yang ditempeli cardcage yang demikian ini seperti VX1 atau PX1. Standalone PC pada umumnya biaya lebih rendah dari pada ekuivalen PC embedded dan juga mempunyai banyak ruangan untuk peripheral di dalamnya sehingga banyak pilihan. Terdapat juga rak yang menonjol, ini kontras dengan PC desktop yang biasanya banyak pertentangan dengan rak.

Gambar 11-10. Rak PC mountable Sebagaimana halnya untuk instumen baru industry telah mengeluarkan dengan teknik perantara antarmuka LAN dan USB. LAN memberikan lebih efektif dan tidak mahal untuk menstranfer data ke instrument. Bagian perpustakaan I/O memberikan kemudahan bagi

industry untuk menstandarisasi hubungan instrument ke PC melalui hub, saklar atau penerus sinyal. Gambar 2 menunjukkan bagaimana LAN dapat menjadi tulang punggung sistem , menghubungkan ke banyak instrument virtual.

Gambar 11-11. Komunikasi Serial 12.2.2. Komunikasi Serial Modul elektronik modern memiliki sistem bus serial saling berhubungan. Protokol dalam pemakaian bersama menggunakan CAN, LIN, ISO9141

dan J1850, terdapat banyak kelebihannya. Antar muka serial ini digunakan untuk beberapa tujuan yaitu :

(1) Sarana operasi, informasi pusat pengontrolan langsung dan

memfungsikan dan dapat memberikan waktu transfer yang cepat dari informasi sensor (kecepatan roda, temperature) ke kontroler. Protokol serial juga digunakan untuk mendiagnosa medan demikian ini seperti pelayanan teluk pada papan diagnosis (OBDII).

(2) Selama pengetesan pabrikasi, dapat digunakan untuk mengaktifkan bangunan pengetesan mandiri (sering dinamakan BIST) atau DUT-tes dibantu) rutin yang mengisolasi satu bagian dari modul pada waktu yang modul tidak harus dijalankan dalam operasi mode urutan pelayanan pengujian. Dalam kenyataannya menjadi penghemat. Perusahaan yang tidak menyediakan BIST rutin umumnya mempunyai waktu pengetesan yang dapat dilakukan dalam waktu beberapa menit, dibandingkan dengan kira-kira 10 sampai 20 detik untuk modul yang mempunyai BIST.

(3) Pada akhir pengujian, kode operasional dapat didownload ke dalam modul.

Gambar 11-12. Modul variasi protocol serial 11.2.3. Instrumentasi Pengukuran Frekuensi Rendah Digital multimeter (DMM) sebekumnya merupakan instrument yang diperlukan oleh sistem pengetesan, Tidak hanya baik untuk pengambilan tegangan DC dan AC dengan cepat, pengukuran arus dan resistansi untuk pengetesan DUT tetapi juga memberikan layanan sebagai alat diagnostic untuk melakukan verifikasi jalur saklar dalam sistem, Dalam banyak kasus relatip tidak mahal . Oleh karena itu , bijaksana untuk tidak mengeluarkan aturan 8,5 digit yang lebih mahal jika pengubah digital diperlukan. Pengetesan modul mesin kontrol tipikal memerlukan pengukuran induksi flyback dari dari kumparan pengapian (-450V) dan injector bahan bakar (-80V). Terdapat spike energy tegangan rendah, , tapi tegangan tinggi diperlukan untuk perawatan khusus. Karena

relay dapat menahan tegangan 300 V tanpa masalah, tegangan spike 80V dari penyuntikan bahan bakar dengan mudah dapat diukur. Oleh karena itu, diperlukan kumparan flyback untuk pengapian sebelum dilemahkan ini dapat dikur. Satu cara yang baik untuk mengerjakan menambah sebuah attenuator (rangkaian pelemah sinyal) ke sistem dengan menggunakan card. Dapat digunakan pembagi resistif sederhana, atau penyelesaian yang lebih eksotis dapat dicapai dengan menempatkan attenuator cakupan ganda pada card atenuasi di bawah 14 V. Dalam cara ini dapat diperoleh akurasi penuh pada tegangan saturasi sementara itu masih mampu mengukur tegangan tinggi flyback sedikit banyak mengurangi ketelitian.

Gambar 11-13. Rangkaian card breadboard 11.2.4. Pensaklaran Beban dan Pengukuran Hal lain yang dijumpai pada fungsi pengetesanelektronik otomotip adalah kebutuhan menempatkan beban ke output untuk mensimulasikan beban dalam otomobil sebenarnya. Ini dapat digunakan bola lampu, solenoid, resistor, motor dan kadang modul elektronik lain. Ini berate bahwa secara pisik membutuhkan ruang untuk membuat pengetesansistem guna penempatan beban sedemikian ini. Ini dapat dikerjakan dengan sejumlah cara. Sangkar Card yang cukup besar untuk penempatan relay dan beban dapat dipikirkan industry mengeluarkan sistem uji TS-5400 seri II yand dinamakan satuan

saklar / beban (SLU). SLU merupakan lampiran VME dengan backplane khusus, dan antar muka ke PC melalui sebuah port parallel. Card relay khusus yang mampu menahan arus beban tinggi (2-30A). Dalam banyak kasus, diperlukan beban yang dapat ditempatkan secara langsung pada card beban. Kotak ini juga melayani sebagai tempat untuk pensaklaran instrument. Sebagai alternatif, beban dapat ditempatkan pada tempat yang muat beban, dengan kabel utuk menjalankan sistem pensaklaran. Arus yang lebih akan ditarik oleh motor ataupun bola lampu harus tetap ditangani secara eksternal.

Gambar 11-14. Saklar beban tipikal

Banyak pengetesansistem yang diperlukan untuk menempatkan tegangan statis maupun dinamis dan arus mengalir ke pin DUT yang bervariasi, kemudian mengukur respon pin lain, biasanya dengan DMM dan osilsokop atau digitizer. Dalam tingkat maksimum penggunaan beda tegangan dari instrument yang demikian, sementara biaya pengetesan instrument serendah mungkin tetap dipertahankan,

sering digunakan matrik arsitektur pensaklaran. Matrik mXn akan memungkinkan benyak titik DUT dapat dihubungkan ke sumber daya akan menjadi sangat besar dan mahal. Oleh karena itu, jika BIST rutin dapat digunakan untuk memilih hanya bagian penting modul, dapat digunakan sebuah matrik mx8xn, memungkinkan 8 ujung tunggal atau 4 pengukuran yang berbeda dijadikan satu.

Pengukuran dan stimuli relay biasanya tidak dibutuhkan untuk arus tinggi, dan dapat diimplementasikan dengan reed relay atau FET, memberikan kecepatan pensaklaran tinggi membantu untuk meningkatkan throughput, pertimbangannya adalah untuk pengetesan produksi masal. Beban relay

biasanya memerlukan relay armature, yang dengan alami lambat (10-20 ms membuka dan menutp lagi). Industri mengeluarkan produk 34980 memberikan jenis pohon relay konfigurasi yangbervariasi dengan tujuan untuk memberikan fleksibilitas maksimum.

11.2.5. Peletakkan Semua Bersama Contoh arsitektur sistem yang dapat digunakan untuk modul elektronik otomotip kebanyakan ditunjukkan gambar 9. Matrik saklar memungkinkan beberapa pengukuran piranti dihubungkan ke DUT melalui kabel bus yang berbeda. Lengan saklar digunakan untuk beban dan mengisolasi card DAC digunakan untk DC dan stimuli AC. Power supplay

digunakan untuk memberikan daya pada DUT. Sebuah PC digunakan untuk mengontrol semua piranti dengan menggunakan LAN. Antar muka komunikasi digunakan untuk memberikan CAN atau seri komunikasi lain ke DUT. Semua pengawatan yang menuju DUT akan dilewatkan melalui peralatan tetap antar muka.

Gambar 11-15. Pengawatan "m" instruments x 4 2-wire busses x "n" DUT pins "m" instruments x 4 2-wire busses x "n" DUT

Gambar 11-16. Perancangan system fungsi tes elektronik otomotip

11.3. Aplikasi 11.3.1. Pengetesan Rem Antilock dan Daya Tarik Kontrol Dengan

Elektronik Otomotip Fungsi Pengetesan Sistem 11.3.1.1. Sensor Reluktansi yang dapat divariasi Sebuah sensor reluktasi variabel (VRS/variable reluctance sensor) diberikan pada masing-masing sinyal kecepatan roda untuk empat penerima ditempatkan di ECM. Adakalanya, dibelakang roda berbagi dengan sensor, namun ini tampak nya kurang di

industry sekarang ini. Yang sering digunakan adalah membangkitkan dengan sensor berbanding langsung dengan kecepatan. Tingkat tegangan pada setiap VRS cakupan dari 50 mVpp (pada 20 Hz) sampai 200Vpp (pada 5000 Hz).

11.3.1.2. Deteksi Kelicinan Roda Dibangkitkansinyal dengan frekensi yang sebanding dengan kecepatan, frekuensi relative masing-masing sensor menandai kelicinan pada satu atau lebih roda. Oleh karena platform pengetesan memberikan di atas empat independen, mengisolasi

frekuensi sinyal, jika semua roda disimulasikan. Sinyal ini memerlukan sapuan, sepanjang perbedaan profil ramp, yang secara tradisional pembangkit frekuensi tidak mampu mengerjakan.

11.3.1.3. Pengetesan Deteksi Kelicinan Roda

Tiga masukan sensor roda dari tiga roda yang diputar dan mempertahankan amplitudo tetap, frekuensi mewakili kecepatan konstan (1 Vpp pada 1 kHz). Keempat sensor masukan roda diberikan sapuan bentuk gelombang ramp keduanya naik

dan turun (gambar 11-17). Pengetesan divariasi untuk meyakinkan adanya perbedaan frekuensi antar roda, atau pada frekuensi yangmeyakinkan untuk diberikan ke roda, isolasi benar atau pembersih solenoid diaktifkan

Gambar 11-17. Bentuk gelombang sapuan untuk keempat sensor roda 11.3.2. Pengetesan Ambang Kecepatan Roda Respon yang dikehendaki dari penerima VRS yang ditempatkan pada ECM diilustrasikan gambar 2. Membuktikan perilaku yang diinginkan membutuhkan pengetesan pada beberapa frekuensi untuk menandai kecepatan ambang roda. Pengetesan ini memerlukan

kemampuan untuk menerapkan variasi tegangan maskan diskrit dan nilai frekuensi. Pengetesan meliputi frekuensi masukan dari 18 Hz, 400 Hz dan 1800 Hz pada tingkat tegangan di atas dan di bawah ambang pada setiap frekuensi.

Gambar 11-18. Respon ABS/TC ECM terhadap masukan VRS

11.3.3. Pengetesan Selenoid Pengarah 11.3.3.1.Selenoid Pengarah Dalam kontrol roda dari menyelip selama kejadian ABS, tekanan pengereman diatur dengan kontrol solenoid pengarah gambar 3 respon. Respon ABS/TC, kemampuan akhir terletak pada kemapuan ECM

untuk mengendalikan keadaan klep pengendali solenoid. Pengukuran tipikal meliputi saturasi dan tegangan flyback, kebocoran arus pengedali dan ketelitian pengambilan masukan ADC mikro kontroller ECM.

Gambar 11-19. Pengarah solenoid sisi bawah

11.3.3.2. Tegangan Saturasi Tegangan saturasi (gambar 11-20) penting untuk menandai kesehatan solenoid pengendali elektronik. Pada umumnya

tegangan saturasi bervariasi dalam cakupan nilai 0,5 sampai 1 Volt.

Gambar 11-20. Profil tegangan deaktivasi selenoid Tegangan saturasi seperti gambar 4 diukur pada keluaran solenoid (node A gambar 3) jadi setelah memutar on pengendali solenoid. Tegangan ini mudah diukur dengan DMM atau dengan

menggunakan digitizer (ADC) dan mungkin diikuti dengan serangkaian interogasi dari ECM untuk menentukan tegangan yang diukur.

11.3.3.3. Arus Bocor Pengarah Informasi arus bocor pada pengarah Information memverifikasi kesehatan pengarah FET (gambar 3). Arus

bocor berlebihan menunjukkan kemungkinan kerusakan elektrostatik (ESD).

11.3.3.4. Pengukuran Arus bocor Untuk mengukur arus bocor pengarah, putuskan hubungan ke beban dan ukur arus yang

mengalir ke solenoid pengarah sementara keadaan node gambar 11-20 pada keadaan off.

11.3.3.5. Ketelitian Pengambilan Kembali Pada saat permulaan solenoid pengarah, masukan ADC μC harus teliti dalam pengambilan tingkat tegangan dan sebaliknya, pada saat pengarah off harus dengan teliti mengambil keuntuk menentukan kondisi dari pengarah

dan beban solenoid. Akhirnya untuk ABS/TC ECM bertindak secara tepat dan melakukan diagnosis keluaran solenoid sendiri, pengambilan kembali μC ADC harus teliti. Misal selama operasi pengetesan pulsa terus

menerus dibangkitkan setiap beberapa mili detik dengan durasi pendek sampai 300 mikro detik

demikian ini pada saat pengarah tidak diaktifkan (gambar 11-21).

Gambar 11-21. Penerapan pulsa pengetesan untuk menetukan system

integritas 11.3.3.5. Pengetesan Beban Selenoid Pemutusan beban solenoid dan penerapan tegangan supplay DC untuk mengaktifkan pengarah. Menetukan tegangan yang diambil kembali μC ADC dengan serentetan interogasi ECM.

Tegangan yang terukur pada μC ADC merefleksikan tegangan yang diaplikasikan memberikan pertimbangan untuk perancangan rangkaian dari pengambilan data kembali.

11.3.4. Smart Drivers Sekarang ini sistem ABS/TC sering diterapkan sebagai pengarah cerdas yang kondisi solenoid dan kembali off dengan sendirinya jika situasi warrant, sebagai hubung singkat pada beban solenoid. Memverifikasi pengarah cerdas merespon secara tepat untuk mendeteksi hubung singkat mungkin memerlukan konversi analog ke digital. Dua fakta yang diverifikasi : (1) register mikro computer kondisi arus berlbih pada saat beban

dihubung singkat, (2) Pengarah cerdas beraksi secara tepat dengan melakukan shutting down untuk mencegah kerusakan. Kenyatannya verifikasi ini membutuhkan pengetahuan puncak dan durasi profil arus solenoid seperti gambar 8. Akhirnya interogasi melalui serangkaian hubungan akan menetukan ECM yang telah menginformasikan adanya kondisi arus lebih.

Gambar 11-22. Profil arus selenoid

11.3.5. Pengujian Remote Keyless Elektronik Otomotif Sistem

Pengetesan Fungsi Keamanan dan keselamatan hal yang tak terpisahkan dalam dunia teknologi permobilan. Apakah kamu sedang menguji tanpa menyetem remote masukan (RKE/Remote Keyless Entry) atau permobilan yang memberikan perlindungan dari sarana pencurian. Industri telah meproduksi elektronik otomotip yang berfungsi menguji sistem yang dipersiapkan dengan pengetesan solusi. Sebagaimana diperlukan untuk menambah kemewahan teknologi, otomotip RKE sistem merupakan peralatan dengan setiap pintu atau keluar trunk menambah cangih fungsinya meliputi starting engine, pengesetan stasiun radio, posisi tempat duduk dan pengaturan cermin. Kebanyak peralatan sistem RKE dengan ditempelkan pada bodi modul kontrol (BCM/Body Kontrol Module) pengarah elektro mekanis untuk mwngunci pintu, penyeka kaca depan mobil, pencahayaan dalam dan fungsi lain yang demikian. Pengembangan didedikasikan modul kontrol eletronik (ECM/Electronic Kontrol Module) untuk fungsi RKE yang juga merupakan suatu pilihan. Gambar 11-23 mengilustrasikan komponen pada umumnya yang digunakan BCM dengan fungsi RKE. Sebagai tambahan,keberadaan kerja RKE menyambung dengan kebutuhan penambahan keamanan dalam mobil dan kemunculan permobilan. Apakah sampel yang disertakan dalam pengetesan fungsi pabrikasi mengarah pada penambahan reliabilitas, keamanan dan pengunaan sistem integritas pengetesan sistem RKE dan immobilizer.Elektronik RKE disamping fungsinya berada dalam penterjemah kode input dari kunci penipu komando untuk dialokasikan pengarah, elektro mekanis melalui variasi bagian mobil. Pada umunya, aktivitas (gambar 11-24.)

melipti pembuatan kode dengan sebuah tangan pemegang kunci menipu sinyal mendeteksi dan memposes dengan diikuti oleh pengesahan verifikasi kaode ngesahan. Akhirnya modul elektronika membangkitkan serangkaian komando atau keluaran pengarah bervariasi mengedalikan (kunci pintu, moting pemposisi kursi dan lainnya).

Gambar 11-23. Modul bodi kontrol

Gambar 11 24. Pemancar

11.3.5.1. Pemancar Kunci jarak jauh (pemancar) gambar 11-24. meliputi pengidentifikasian sinyal yang dibangkitkan oleh rangkaian terpadu (IC) dan dengan sumber daya baterai. Sinyal identifikasi pada umumnya perputaran kode 32 sampai 64 bit, diperlukan dalam bentuk modulasi dan pengurutan pemrosesan sinyal. Untuk keperluan keamaan dan sensitivitas algoritma pembangkitan kode memandangnya bagian pengetesan milik pelanggan,

sering diperlukan perlakuan sebagai “kotak hitam”. Dalam kasus, begini pelanggan pada umumnya menyediakan kode untuk pemancar dalam bentuk kunci pengerjaan atau piranti modulasi. Karena pemancar RKE secara virtual tidak aktif selama 99%, modul power rendah penting. Ini mode mode pemancar RKE tidak aktif, arus 100 nA biasanya diterima dengan gambaran arus 10 sampai 12 mA untuk pemancar RF aktif.

11.3.5.2. Pengetesan Pemancar Meskipun tidak selalu pengetesan yang dilakukan keluaran dara RF dari pemancar mungkin menarik. Pengetesan mungkin termasuk pengecekan kekuatan sinyal keluaran amplitudo pemancar dan frekuensi senter pada saat memasuki mode particular. Sebagai contoh, berikut berikut keypad memerintahkan pemancar masuk mode gelombang kontinyu yang membangkitkan suatu keluaran RF yang dimodulasi. Tes

mode yang lain mungkin meliputi membangkitkan keluaran modulasi AM atau FM. Pada saat pengetesan, diketahui kerja pemancar mungkin digunakan untuk mengkalibrasi tester, sementara urutan pengetesan lengkap didasarkan pada analisis kuat sinyal relatip. Sehubungan dengan pengetesan ini, alat spectrum analyzer mungkin menjadi pilihan.

11.3.6, Perlindungan Immobilizers 11.3.6.1. Terhadap Pencurian Sebagaimana telah disebutkan di atas, keberadaan RKE dapat digabungkan untuk memenuhi kebutuhan sekuriti dalam mobil dan keadaan darurat dari kemunculan immonilizer guna melindungi dari pencurian. Sebagaimana harga dan kerumitan mobil membutuhkan sekuriti lebih besar untuk melindungi dari pencuri. Pabrikasi

mobil sebaik perusahaan asuransi meningkatkan standar masa depan mobil. Sebagai akibatnya, industry bergerak mengarah penggunaan yang lebih luas dan sistem sekuriti dasar. Sistem RKE memberikan kenyamanan sistem kontrol jarak jauh dan sarana sekuriti, memberikan perlindungan terhadap pencurian. Bila sebuah kunci yang tidak sesuai digunakan dalam pengapian, immobilizer akan meng off kan rangkaian starter sehingga mesin tidak akan menyala.

Immobilizer dikomposisikan dari kumparan magnit disekitar pengapian, muatan akan mendeteksi modul (transceiver) dalam ECM, sebaik peralatan kunci semu dengan transponder. Sebagai aksi aliran (gambar 3) fungsi immobilizer I berada dalam sinyal komunikasi antara

transponder dan muatan modul dari sistem ECM sehingga sistem dapat menentukan ya dan tidak untuk menghidupkan mesin. Dalam banyak kasus secara fungsinal immobilizer menjadi bagian dari BCM sementara dedikasi immobilizer pada ECM tidak bersama-sama.

Identifikasi Frekeunsi Radio Transponder (RFID) Kunci semu berisi rangkaian terpadu transponder. Bila kunci semu ditempatkan dalam pengapian, IC menginduksi arus dalam medan magnit kumparan melingkar, oleh karena itu keberadaan kumparan, akan mengumpankan ke dalam rangkaian yang dapat diatur. Muatuan sat siklus (burst RF) diinisialisasi oleh transceiver, transponder membisiki untuk memancarkan pesan asli yang telah dimodulasi. Pesan dating menerobos siklus muatan pemancar dari 120 ms sampai 250

ms. Respon transponder, umumnya dicirikan sebagai modulasi AM atau FM dalam mode non-return to zero (NRZ) dengan durasi < 20 ms. Sebagaimana dalam kasus remote tanpa kunci memasuki knci semu, bagian ini menguji kepemilikan pelanggan dan diberikan juga suatu pekerjaan semu atau ‘black box’. Tidak seperti RKE, oleh karena itu kode yang digunakan bukan kode yang diputar. Labih baik jika ditetapkan karena komunikasi ini tidak peka diterima untuk merebut teknik para pencuri.

11.3.6.2. Pengetesan perlindungan terhadap pencurian Orientasi yang tidak sesuai dari IC transponder dalam kunci semu rotasi 180 derajat misalnya, akan menghasilkan keluaran amplitudo tingkat rendah dari pemancar.

Orientasi dalam kasus ini akan diverifikasi dengan membangkitkan siklus muatan dan pemantauan ‘word’ respon amplitudo IC transponder.

Gambar 11-25. Aliran fungsi aksi immobilizer

11.3.7. Pengetesan Pengapian Pengapian 11.3.7.1. Pengapian Sebuah magnit kumparan terbungkus dipasang mengelilingi pengapian dipicu oleh IC transponder (gambar 4). Modul mengemisikan muatan dengan siklus 12 Vpp. Pada akhir siklus, modul menunggu sampai

pengesahan kode dari transponder yang dideteksi. Satu yang dideteksi, dikodekan dan serangkaian komandi dilewatkan ke ECM mesin untuk dipilih salah satu diterima atau ditolak.

11.3.7.2. Pengetesan komponen Pengapian Beberapa tingkat dari proses ini akan diuji untuk sistem integritas. Pertama diuji stimuli-respon sederhana akan menentukan jika kode immobilizer fungsinya tepat. Kode yang benar merupakan stimuli masukan, yang mana salah satu diberikan pada pelanggan biasanya berupa bukti kepemilikan

menjadi bagian pengetesan atau dengan menggunakan pihak yangbeweang.Amplitudo modul berikutnyanakan dicek spesifikasi rancangan. Akhirnya, diverifikasi melalui serangkaian interogasi untuk membuktikan kepada mesin ECM untuk menolak atau menerima.

Gambar 11-26. Immobilizer

11.3.8. Pengetesan Kepemilikan 11.3.8.1. Penginderaan Kepemilikan Masukan penginderaan kepemilikan bersama keduanya menggunakan sistem disentralisasi dan desentralisasi memiliki keserupaan dengan saklar On/Off. Mengacu pada

gambar 11-27. ECM menggunakan masukan pada kehadiran penumpang dan status pengendara dan sabuk pengaman penumpang untuk menentukan respon keamanan yang tepat.

11.3.8.2. Pemantauan Masukan Kepemilikan Sesuai dengan gambar 11-27. respon ECM untuk memberikan kombinasi dari saklar penutup dengan suatu tindakan yang tepat. Ini meliputi penyebaran airbag, pengaktifan sabuk pengaman sebelum ada tegangan, saklar peringatan on, atau tindakan yang belum terdefinisi dalam kejadian

masukan yang tidak masuk akal (tanpa ada penunmpang namun kursi sabuk pengaman on). Banyak pabrikasi mengijinkan untuk menonaktifkan airbag penumpang atas permintaannya sendiri. Umpan balik aliran tertutup dalam gambar 11-27. menunjukkan bahwa penumpang

dan pengendara menggunakan kursi sabuk pengaman menambah ambang penyebaran airbag bila

scenario menaksir runtuh dengan persetujuan rangkaian ECM.

11.3.8.3. Pengetesan Komponen Kepemilikan Elemen saklar operasi si tes tidak diaktifkan. Lebih baik dengan memberikan kombinasi saklar penutup, ECM memberikan

respon yang belum terdefinisi. Respon diverifikasi dikerjakan dengan interogasi ECM melalui serangkaian hubungan.

Gambar 11-27. Pohon keputusan yang digunakan respon ECM 11.3.9. Sistem Pemantauan Tekanan Ban (TPMS) Elektronika otomobil untuk keselamatan dirancang secara berkelanjutan dan ditingkatkan untuk menambahkan keselamatan penumpang. Sistem monitoring tekanan ban

merupakan keselamatan masa depan yang dipernaharui para pengendara pada tingkat tekanan kabin modil yang nyaman. Penelitian menunjukkan bahwa sangat umum mempunyai ban

yang sedang berjalan dengan tekanan udara rendah, oleh karena itu pemantauan tekanan ban merupakan factor keselamatan dalam keseluruhan industri permobilan. Pemerintah Amerika telah mengeluarkan peraturan bahwa semua penumpang mobil dan truk kecil dengan berat sedikit lebih dari

pada 10 000 pound harus dilengkapi dengan TPMS. Tujuan utama dari TPMS adalah member peringatan pada pengendara adanya kehilangan tekanan pada ban-bannya untuk keselamatan yang lebih besar dan mempertahankan performasi otomobil.

11.3.9.1. Cara kerja TPMS Modul TPMS konvensional terdiri dari sensor tekanan dan temperature yang diletakkan pada setiap roda dengan data pemancar dan penerima pusat

yang dimunculkan pada bodi mobil. Frekuensi operasi menggunakan jalur ISM dari 315, 434, 868 dan 915 MHz dengan modulasi tipikal ASK atau FSK.

Gambar 11-28. Aliran aksi fungsional TPMS

Secara elektronik, modul TPS berfungsi menterjemahkan kode masukan dari setiap roda, ke dalam modul penerima untuk diperagakan tingkat tekanannya. Secara fungsional digambarkan pada gambar 1. Pada umumnya data diformat dikirimkan pada

kecepatan 9600 bps dan manschester mendekode dengan menggunakan modulasi FSK atau ASK. Pengkodean manschester merupakan uraian sinyal digital dalam nilai transisi antara tinggi dan rendah untuk setiap setengah perioda.

11.3.9.2. Pemancar TPMS Pemancar meliputi ban yang diidentifikasi rangkaian terpadu yang diberi tegangan melalui baterai litium ditunjukkan dalam gambar 1. Ban ID pada umumnya panjangnya 32 bit. Modul pemancar TPMS didasarkan pada konsumsi daya rendah dan

komponen harus dalam arus minimum dan menggunakan energy yang sangat rendah. Pada umunya operasi diaktifkan dengan arus mendekati 1 sampai 5 mA dan 100 nA selama dalam mode standby.

11.3.9.3. Pengetesan Modul Pemancar Pengetesan modul pemancar meliputi pengecekan tingkat sinyal daya, frekuensi deviasi (FSK), dan pengukuran sinyal burst (ASK), demodulasi dari sinyal ASK/FSK. Sebuah sinyal pembangun 125 kHz diperlukan

oleh DUT untuk membangunkan mikrokontroller supaya membangkitkan transmisi RF kontinyu. Untuk melakukan pengetesan ini, sebuah spectrum analiser menjadi pilihan.

Gambar 11-29. Deviasi frekuensi ESA4402B

Gambar 11-30. Data bit pada ESA4402B

11.3.9.4. Pembangkit Radio Frekuensi Modul pembangkit radio frekuensi sinyal pembawa, menciptakan keluaran penerima TPMS. TPMS jalur radio frekensi umumnya 315 MHz untuk pemanfaatan di Amerika / Jepang dan 433.868 MHz di Eropa. Pengetsan modul

penerima, memerlukan pembangkit sinyal untuk mensimulasikan. Spesifikasi pembangkit sinyal mungkin ditentukan oleh kebutuhan pelanggan dan variasi pilihan.

11.3.9.5. Durasi Pengetesan Penerima Setelah bingkai data diterima, ban ID akan dibandingkan ke empan ban yang lain yang disimpan pada memori. Jika ID sesuai dengan yang ditemukan, data tekanan akan diproses dan indicator ban

khusus akan dinyalakan jika terdeteksi tekanan ban rendah. Akhirnya bingkai data dikirim melalui antarmuka serial untuk akuisisi data luar dan disimpan.

11.3.10. Kalibrasi Pengukuran Kerugian Jalur Parametrik tester, merupakan kalibrasi kerugian jalur. Solusi didasarkan pada hasil spectrum analiser, sinyal generator, meter daya yang terangkai dalam konfigurasi rangkaian gambar 11-31. Kalibrasi Pesawat X : Sinyal generator berfungsi

sebagai sumber sinyal gelombang kontinyu pada frekeunsi kalibasi misal 315 MHz. ALC merupakan pengaturan tingkat internal.

• Sensor daya digunakan untk mengukur tingkat daya pada titik A untk mengatur harga misal 0dB. Tingkat daya pada titik X dan A akan menjadi sama

• The signal generator

Sinyal generator diatur sampai mencapai tingkat daya yang dikehendaki.

Kerugian jalur (dB) antara titik X dan masukan spectrum analiser

akan menjadi berbeda dari daya yang diukur dengan spectrum analiser dan pengaturan tingkat daya. dengan

11.3.11. Kerugian jalur Pengukuran dan Kalibrasi Pesawat Y Sinyal generator sebagai sumber

sinyal gelombang kontinyu pada frekuensi kalbrasi 315 MHz dan tingkat daya khusus (misalnya 0 dBm). ALC diatur pada tingkat internal. Catatan : penghubung power

spliter dan loopback dalam hal ini tidak diperlukan

Sensor daya digunakan untuk mengukur tingkat daya secara langsung pada titik Y.

Peringatan : Yakinkan pengaturan sumber daya tidak melampaui rating maksimum dari sensor daya.

Kerugian jalur (dB) akan berbeda dalam tingkat daya yang diukur pada titik Y dengan sensor daya dan pengaturan daya untuk snyal generator.

Gambar 11-31. Pengaturan kalibrasi pada umumnya

11.3.12. Mesin Tester

Gambar 11 – 32 Mesin tester Keunggulan mesin tester ini adalah

Ripel dan nois rendah Pemrograman naik dan turun cepat Ketelitian arus tinggi Menggunakan standar Industri SCPI Perintah dengan menggunakan program Pemrograman analog Pemantauan analog Preteksi penuh terhadap arus lebih, tegangan lebih, tempaeratur

lebih. Penginderaan jarak jauh Kalibrasi elektronik

Dalam beberapa tahun yang lalu, isi elektronik otomobil telah menambah kecepatan, menghasilkan arus baterai lebih tinggi. Mengkombinasikan usaha peningkatan efisiensi, sekarang ini mobil mengunakan baterai 12V, tidak lagi cukup untuk mobil masa depan. Kecenderungannya tegangan lebih tinggi, dengan arus

rendah sehingga menghasilkan penghematan dalam pengawatan dan komponen lain. Tegangan 42 V merupakan kombinasi tegangan baterai standar. Oleh karena itu selama operasi perubahan beban, mengakibatkan perubahan tegangan sampai mencapai di atas 60 V atau serendah 25 V.

11.3.13. Spesifikasi

Spesifikasi pengetesan mesin dari suatu industry ditunjukan seperti berikut,

Tabel 11-1 Spesifikasi

11.3.14. Keunikan Pengetesan Fungsi Otomotip Pengetesan ECM otomotip memerlukan suatu pengetahuan karakteristik kunci dari perancangan dan pabrikasi. Diskripsi kebutuhan umum untuk

pengetesan otomobil ECM (penggunaan modul kontrol mesin sebagai satu kesatuan pengetesan). Berikutnya akan ditemukan pengetahuan

Parameter Keluaran maksimum Tegangan 0 -60 V Arus 0 – 110 A Ketelitian Pemrograman (@25± 55ºC) Tegangan 0,04% + 15-60mV Arus 0,1% + 230 mA –

65mA Ripel dan Nois (20 Hz – 20 MHz dengan keluaran tanpa di ground atau dengan salah satu terminal keluaran yang di ground

Tegangan konstan (rms) 2,5 mV Tegangan konstan (Vpp) 15 mV – 25 mV Arus konstan (rms) 200 mA – 30 mA Ketelitian baca kembali (dari panel atau melalui GPIB terhadap keluaran sebenarnya @ 25 +5ºC

Tegangan 0,05% + 22,5 mV – 90 mV ± Arus 0,1 % + 300 mA – 80 mA Regulasi Beban (perubahan keluaran tegangan atau arus untuk perubahan beban maksimum)

Tegangan 0,002 % + 650 V – 2,2 mV Arus 0,005 % + 40 mA – 9 mA Regulasi garis beban (perubahan keluaran tegangan atau arus untuk perubahan garis beban maksimum

Tegangan 0,002% + 650 V – 650 V Arus 0,005 % + 40 mA – 9 mA Transien Respon Waktu (untuk mengkover keluaran tegangan dalam 150 mV diikuti langkah perubahan dari 100% sampai 50 % atau 50% sampai 100% terhadap kecepatan keluaran arus : <900 s

menyeluruh ilustrasi sistem dari alat pabrikasi sebagai solusi

pengetesan fungsi untuk elektronik otomotip.

Tabel 11-2. Karakteristik pengetesan alat

Karakteristik Pengetesan Alat Pabrikasi Solusi Manajemen Mesin ECM

ECM Pabrikasi Seri TS-5400

Kecepatan penyaklaran untuk sinyal multiple dan kemampuan beban

Saklar / satuan beban dapat deprogram

Kemampuan menyelesaikan pengetesan beberapa kartu beban dengan cepat

Siap solusi 42 V Kemampuan memasang dan

melepas beban Kemampuan jembatan beban

Bentuk gelombang dan sinyal pembangkit riil

Simulasi reluktansi dan pengaruh sensor dapat divariasi

Simulasi kunci sinyal Respon penahanan arus / tegangan tinggi

Penahanan arus / tegangan flyback Tegangan sampai di atas 500V, arus

di atas 30A Kemampuan mengukur perioda,

frekuensi dan durasi. Komunikasi serial Kemampuan ISO-9141 Kemampuan J1850

Kemampuan J1939/CAN Membutuhkan kecepatan pengambilan tinggi <20ns untuk 100 titik perhitungan ECM

Software optimis

Matrix relay pengukuran cepat (0,5 ms)

11.4. Rupa-rupa Penguji Mesin

11.4.1. Spesifikasi Scanner Salah satu produk mesin tester yang ada di lapangan mempunyai spesifikasi sebagai berikut.

Gambar 11 33. Piranti Scan

SPESIFIKASI 1. Sistem

128 MB SD-RAM 128 MB CF Card O/I 2. Storage : HDD 40 GB 3. Display : 7” LCD, Touchscreen , VGA

out 4. Scan : DLC port 5. Scope : 4 kanal scope, multimeter

pembentuk gelombang sekunder pengapian

6. Komunikasi : HOST USB 1.1 USB 2.0 Clien LAN, RS232

7. Multimedia : speaker-stereo 8. Keypad : tombol 4 arah, tombol 6 fungsi 9. Batere : smart tahan 1 jam 10. Power supply : DC, jack 12V

Perkembangan ke depan 1. Peraga

LCD 7” warna, taouchscreen VGA out 800X400 piksel Layar terprogram penuh warna, informasi perawatan, tip.

2. Hard Disc 40 GB Rekaman informasi perawatan dan pencarian kerusakan Dapat menyimpan dalam waktu lama

3. Windows CE.NET Berwujud beberapa program praktis Menu familiar dengan pemakai

4. LAN Pencarian informasi perawatan pada internet.

5. Variasi fungsi interface dengan USB USB kamera, printer dan mouse dsb.

Gambar 11 34. Macam macam peralatan diagnosa mesin

Gambar 11 35. Pemasangan alat uji

1.5. Pengantar Penganalisa Gas 11.5.1.1. Manfaat Penganalisa Gas Penganalisa gas dalam pembahasan ini merupakan alat ukur gas buang mesi bensin yang dapat digunakan untuk : 1. Melakukan pengukuran 5

macam gas CO, CO2, HC, O2 dan NOx. Selain itu dapat untuk

mengukur Lambda, RPM dan accu.

2. Pengukuran langsung RPM 3. Pengukuran kondisi ruang kerja

: suhu, tekanan atmosfir, kelembaban udara dan tes lambda.

11.5.1.2. Keselamatan Alat Untuk keamanan alat penganalisa gas perlu diperhatikan hal-hal berikut. 1. Penganalisa gas harus

ditempatkan ditempat yang kering panas dapat mengotori emisi , panas karena lubang, tungku harus dicegah.

2. Penyambungan harus baik untuk meyakinkan bahwa frekuensi, tegangan sesuai yang diperlukan.

3. Penganalisa gas jangan dipanaskan secara tiba-tiba.

4. Penganalisa gas dihindarkan dari basah baik air maupun cairan lain.

5. Dalam keadaan tangan basah hindari memegang penganalisa gas

6. Penggantian sekering harus sama.

11.5.2. Pengoperasian Pesan kesalahan ditunjukkan pada LCD secara serentak terhadap bunyi peringatan emisi . 11.5.2.1. Tes kondisi Salah satu hubungan yang dibuat sebelum pengetesan . 1. Temperatur ruang cakupan

antara +5°C dan +40°C. 2. Pengeluaran pipa kendaraan

pekat. Kondisi ini pipa kendaraan dapat dicek sementara mesin pengosongan, bocoran gas dari sambungan pipa dideteksi.

3. Berikut parameter mobil yang benar, seperti indikasi pabrikan:

Idling Dwell angle Sudut pengapian Permainan katub

4. Temperatur minyal mesin, diukur melalui probe perangkat penganalisa lebih besar dari 80°C.

5. Piranti pendingin tidak dihubungkan.

11.5.2.2. Persiapan Sebelum Pengetesan 1. Untuk mendeteksi nilai gas

terlebih dahulu semua di onkan dengan tombol pengapian (24) atau (25).

2. LCD menunjukkan halaman presentasi

3. Tekan ENTER untuk memperagakan secara

langsung halaman aplikasi program.

4. Tekan menu untuk mengaktifkan maupun menon aktifkan FUNCTION BAR yang diperagakan sebagai icon.

Perhatian Bila penganalisa gas digunakan dalam kabin, gunakan ventilasi udara untuk mencegah kejenuhan gas berbahaya.

Perhatian Selama pengetesan gas diluar yakinkan bahwa gas sampel difasilitasi untuk tidak secara langsung di ekspos dengan sinar matahari. JIka temperature bertambah dapat menyebabkan

Gambar 11-36. Tombol 24-56 penganalisa gas 11.5.2.3. Kegunaan Tombol

.

Gambar 11-37. Halaman manajer aplikasi Gambar 11-38. Halaman pilihan

bahasa

86 Garasi Data : untuk menyisipkan data workshop.

89 Pengaturan Video untuk mengatur sinyal sesuai jenis peraga yang diperlukan monitor atau TV warna (system PAL /NTSC).

87 Tanggal dan waktu fungsinya memberikan layanan pada staf

90 Following untuk memperagakan berikut FUNCTION BAR

88 Pengaturan Video untuk mengatur sinyal sesuai jenis peraga yang diperlukan monitor atau TV warna (system PAL /NTSC).

91 Pilihan bahasa untuk mengatur bahasa yang diinginkan.

Tekan tombol MENU sampai memperagakan FUNCTION BAR merupakan keadaan non aktif

atau tekan ESC untuk mengnon aktifkan secara angsung beberapa tingkatan FUNCTION BAR.

92 Pembatasan tegangan utama fungsinya pelayanan khusus hanya pada staff

94 Musim panas minimum dan jam mengatur penyinaran atau waktu musim panas dan hubungan dengan menit. Pilih icon yang menunjukkan jam tangan dan tekan ENTER untuk memindahkan dari musim panas ke waktu penyinaran dan sebaliknya. Saklar musim panas ditunjukkan oleh peragaan matahari dengan iconnya sendiri.

93 Pembatasan tegangan betere berfungsi pelayanan khusus hanya staff

95 Following untuk memperagakan berikut FUNCTION BAR

96.

File Manager untuk memperagakan nama semua file yang telah diinstall, dengan ukurannya, tanggal, versi dan tipe.

97 Tempratur ruang dan kalibrasi kelembaban berfungsi untuk pelayanan khusus hanya staff.

100. Pilihan printer untuk memilih printer eksternal (80 kolom) yang digunakan.

98 Sistem informasi untuk memperagakan sumber system peralatan

99 Print untuk mencetak tes dengan printer alat ukur.

Gambar 11-39. Halaman fole manajer

11.5.2.4. Inisial Pilihan 1. Pilih fungsi penganalisa gas dari halaman APLICATION MANAGER

untuk memasuki program 2. Berikut fungsi-fungsi yang diperagakan LCD

11.5.2.5. Pengukuran pengetesan ini meliputi : 1. OFFICIAL TEST

menyelesaikan pengukuran khusus sebagaimana diperlukan berkaitan dengan standarisasi negri.

2. STANDARD TEST mengecek gas berbahaya sesuai dengan

standarisasi O ML CLASS 0 standar.

3. PROBE TEST mengecek efisiensi probe lambda dan membetulkan fungsi injeksi dari unitkontrol.

11.5.2.6. Kurva memperagakan secaa grafis variasi gas Histogram memperagakan secara grafis perbandingan gas Exit : keluar program beberapa saat dengan menginterupsi tes jika

diperlukan. Tekan tombol MENU untuk memperagakan dari halaman analisis gas FUNCTION BAR berikut.

101 Kontrol untuk memperagakan

halaman dimana test diselesaikan.

102. Aplication kembali ke halaman dari program aplikasi

103 HELP memanggil bantuan on line.

Gambar 11-40. Halaman inisialisasi

Pilih icon KONTROL untuk memperagakan halaman berikut.

Gambar 11-41. Pilihan icon

104 Pump (on/off) : pompa enable atau disable

105 Leak tes : mulai tes kebocoran

106 HC residu : memulai tes residu HC

107 Auto zero secara otomatis memulai dengan nilai gas nol

108 Message log : untuk memperagakan semua pesan kesalahan hari itu. Setiap akhir hari kerja.

109 Bench karakterisasi fungsinya hanya untuk melayani staff.

110 Instalasi NOx memperagakan halaman dimana memungkinkan sensor NOx diinstalasi

111

mV O2 memperagakan status sensor oxygen

112 Angka serial memperagakan nomor penganalisa gas.

113 Last calibration memperagakan tanggal kalibrasi terakhir dan tanggal dan waktu tes kebocoran dan residu HC terakhir dilakukan.

114 Kalibrasi berfungsi hanya untuk pelayanan khusus staff Tekan ESC untuk keluar

halaman KONTROL Tekan MENU atau ESC

untuk disable peraga FUNCTION BAR.

11.5.2.7. Waktu Pemanasan Setelah pemilihan salah satu dari tes yang disediakan pesan WARMING UP diperagakan

menunjukkan bahwa penganalisa pasa pemanasan yang dapat membutuhkan waktu 60 detik.

11.5.2.8. Pengaturan Pengenolan Otomatis Penganalisa memulai secara otomatis pengaturan nol menunjukkan pesan AUTOZERO pada akhir pasa ini penganalisa gas siap digunakan. Setiap AUTOZERO instrument secara otomatis menyelesaikan

kalibrasi nilai O2 (sesuai dengan parameter yang ada dalam memori). Dalam beberapa kasus terjadi kesalahan kalibrasi bila ini terjadi akan diperagakan pesan SENSOR EXHAUSTED.

11.5.3. Pengetesan 11.5.3.1. Tes standar Pilih fungsi MEASUREMENT dari

halaman GAS ANALYSIS Pilih fungsi STANDARD TEST

dari halaman TEST SELECTION Penyelesaian nilai pengukuran

diperlukan untuk : Membentuk dua akselerasi

pengosongan cepat dan membawa mesin kembali ke jalan lambat.

Pengenalan probe gas sampel ke dalam pipa pembuangan sedalam mungkin dan sekurang-kurangnya kedalaman 300 mm.

JIka pipa pembuangan tidak memungkinkan untuk mengantarkan probe secara lengkap, ini diperlukan untuk menambah perluasan khusus yang meyakinkan dengan sambungan yang kuat.

Peraga LCD memperagakan setiap nilai gas, factor lambda, rpm dan temperature mesin. Tekan MENU untuk memperagakan FUNCTION BAR dalam halaman

pengukuran tes standar.

Gambar 11-42. Tampilan hasil tes standar

115 Print untuk memlih dua jenis print

116 Settings untuk memilih bahan

bakar dan rpm untuk autozero 117 Pilihan Zoom memungkinkan

fungsi membesarkan pada layar LCD

118 Aplications kemali ke halaman program aplikasi

119 HELP memanggil banuan on line.

11.5.3.2. Mencetak Hasil Pengetesan Pilih fungsi PRINT (115) dari sebelum FUNCTION BAR dan pada LCD

memperagakan halaman berikut.

Gambar 11-43. Halaman tes standar

120 Kolom print ada 24

memungkinkan mencetak hasil penganalisa gas

121 Kolom print 80 memungkinkan mencetak dari kolom printer luar yang dihubungkan port parallel dari penganalisa gas.

Setelah pemilihan jenis dapat digunakan mencetak, LCD menunjukkan halaman masuknya identifikasi data kendaraan yang diuji.

Masukan nomor pelat, model, merek, nomor kasis, km yang telah ditempuh dan nama operator, penggeseran field dengan tombol ENTER.

Pilih ENTER jika icon dari print keluar atau F5 untuk mulai mencetak.

Pilih F3 untuk menghapus data kendaraan sebelumnya.

11.5.3.3. Pengaturan Pilihan Bahan Bakar Pilih SETTINGS fungsi 116 dari sebelum FUNCTION BAR dan

peragaan LCD pada halaman berikut.

Catatan : Dalam tes CURVA, HISTOGRAM, LAMBDA PROBE diperagakan fungsi F4. Tekan tombol untuk mencetak grafik dari performansi tes.

Gambar 11-44. Pilihan bahan bakar

122 Setting untuk mengatur

sejumlah kendaraan yang diuji dari silinder, jenis kabel yang digunakan untuk mengukur rpm (klem induksi atau kabel batere) dan frekuensi pengujian (2 atau 4 kali). Kalibrasi rpm dapat diselesaikan juga.

123 Pilihan bahan bakar memungkinkan menguji

kendaraan sesuai jenis bahan bakar yang digunakan (pengaturan pabrik bahan bakar bensin) tekan ENTER.

124 Autozero secara otomatis dimulai pada nilai gas nol.

Pilih fungsi (122) peraga menunjukkan seperti halaman berikut.

Gambar 11-45. Peraga jumlah kendaraan yang diuji

Tampilan peraga datas merupajan pengaturan asli dari pabrik.Untuk menyelesaikan pengaturan yang berbeda dari pabrik ikuti instruksi berikut Pilih perubahan jenis kabel yang

digunakan untuk menyelesaikan pengetesan dan tekan ENTER untuk memungkinkannya.

Waktu memilih mesin dari mesin yang diuji (2 atau 4 kali) dan tekan ENTER.

Pilih icon (126) dan tekan beberapa kali tombol ENTER sampai memperagakan jumlah silinder dari kendaraan yang diuji.

11.5.4. Kemungkinan Penyebab CO-CO2-HC dan O2 Mempunyai Nilai yang salah

11.5.5. Peragaan Hasil 11.5.5.1. Kurva Gas kendaraan bervariasi diperlukan peragaan secara grafis untuk itu gunakan fungsi CURVA. Pilih fungsi CURVES dari gas halaman GAS ANALYSIS.

Diperagakan grafik kecenderungan gas yang diukur.

Gambar 11-46. Kurva kandungan gas Disisi kanan kurva, menunjukkan yang berkaitan dengan nilai gas.

CO

Salah pengaturan karburasi Kotor atau filter udara terhalangi Pengayaan tahap pemanasan cacat Pengayaan akselerasi cacat Busi cacat Regulator tekanan rusak

CO2 Sistem penghisap kendaraan cacat

O2 Sistem penghisap kendaraan cacat Banyak campuran Probe lambda catat

HC

Kebocoran pengapian Kontak reduktor cacat Kabel busi cacat Salah pengebangan Busi cacat

Pembakaran tak sempurna Lean mixture Rangkaian penghisap cacat

Cacat mekanis Kompresi tidak mencukupi Pemasangan klep tidak kencang.

11.5.5.2. Histogram Bilamana diperlukan perbandingan secara grafis gas kendaraan yang diuji ditampilkan dalam fungsi HISTOGRAM.

Pilih fungsi HISTOGRAM dari halaman GAS ANALYSIS.

Gambar 11-47. Histogram gas kendaraan

11.5.6. Corak Sampel Gas Kandungan nilai sampel gas dalam botol gas harus dalam

cakupan nilai diantara konsentrasi berikut .

Tabel 11-3. Cakupan nilai antara kandungan gas aman

Carbon monoxide

(CO) 0,500 %

:= 15,000 %

Carbon Dioxide (CO2) 1,000 %

:= 20,000 %

Unburnt Hidrocarbonc

(HC) 100 ppm

:= 30 000 ppm

Nitrogen Oxide (NOx) 100 ppm

:= 5 000 ppm

Nilai nilai di atas referensikan dari botel berisi gas HEXANE. Dalam kasus yang menggunakan botol berisi PROPANE , relevan dengan

nilai HC HEXANE secara otomatis dihitung dengan PEF (Propane Equivalent Factor).

Contoh : Gas botol dengan nilai HC (Propane) = 2718 ppm Penganalisa PEF = 0,539 HC (Propane) X PEF = HC (Propane) 2718 X 0,539 = 1465 nilai HC untuk pengaturan data botol yang diberikan dalam bentuk penganalisa.

11.5.7. Perawatan 1. Mengganti catridge / filter standar

Catridge / filter (30) tidak dapat dibersihkan namun harus diganti

setiap kali tampak menghitam atau bila muncul pesan VACUUM HIGH.

Gambar 11-48. Gambar posisi sensor oksigen

2. Membersihkan condensate pemisah filter

Condensate pemisah filter (28) harus dibersihkan rata-rata setiap dua kali mengganti catridge / filter standar (30) atau jika terhalang. Dalam membersihkannya dicuci dengan buih hingga bersih dan keringkan dengan udara.

3. Mengganti Filter karbon aktif Filter ini harus diganti setiap dua

tahun. Pekerjaan ini mudah diselesaikan dengan keluarkan dari hubungan pipa. Dalam kasus ini selama fungsi AUTOZERO tidak menghisap secara sempurna, gunakan obeng kecil pindahkan kotoran yang melekat pada pintu masuk filter.

4. Mengganti sensor O2

Bila sensor oksigen (47) tidak efisien lagi ganti dengan sensor original yang sesuai dengan pabrikasi, ikuti instruksi berikut. Putuskan hubungan konektor

(46) Kendorkan sensor searah

jarum jam. Gantikan dengan sensor baru

hubungkan seperti sebelum hubungan sensor diputuskan.

5. Membersihkan precleaner transparan Precleaner transparan eksternal (67) harus dibersihkan atau diganti jika dibersihkan tidak cukup waktu. Membersihkan precleaner dicuci dengan buih hingga bersih kemudian dikerigkan dengan tekanan udara.

6. Membersihkan pipa pengambil

Membersihkan pipa pengambil harus dikerjakan secara periodik , dibersihkan dari kemungkinan

residu carbon yang menempel didalamnya. Sebelum pipa pengambil ditiup putuskan terlebih dahulu sambungan.

Perhatian Jangan meniupkan udara dengan kompresor ke dalam penganalisa gas.

Gambar 11-49. Precleaner transparan eksternal

`

437

12.1. Pengantar dan Sejarah Perkembangan GPS GPS merupakan kependekan dari NAVTAR GPS, yaitu NAVigation Sistim Time Ranging Global Positioning System. Awalnya merupakan proyek Departemen Pertahanan Amerika yang ditujukan untuk memandu pasukan perang digurun. Kemudian berkembang untuk navigasi kapal laut, kapal udara bahkan kendaraan darat. GPS berguna untuk menentukan koordinat posisi obyek berdasarkan olah data beberapa satelit diukur terhadap titik obyek relatip yang sudah diketahui sehingga dapat ditentukan besarnya latitude, longitude dan ketinggian dari permukaan laut. Dalam perkembangannya GPS sekarang ini merupakan gambaran sempurna gabungan antara teknik pengukuran, teknik telekomunikasi dan teknik informatika. Pengukuran jarak didasarkan pada teknik pengukuran refleksi gelombang ranah waktu atau Time Domain Reflectometry (TDR). TDR banyak digunakan

untuk pengukuran dalam menentukan letak kerusakan kabel transmisi frekuensi tinggi berdasarkan refleksi gelombang. Pada TDR refleksi gelombang, terjadi karena penghantar yang terhubung singkat atau terbuka. Jarak kerusakan dihitung sama dengan perkalian perjalanan gelombang ketempat kerusakan kabel dengan kecepatan rambat gelombang. Sedang jenis kerusakan penghantar hubung singkat atau terputus dilihat dari bentuk gelombang yang direfleksikan. Sedangkan pada GPS sinyal kembali dikarenakan adanya pemancaran kembali oleh pemancar yang ada di satelit. Jarak dihitung sama dengan perkalian waktu perjalanan gelombang dan kecepatan rambat gelombang. Seiring dengan perkembangan teknologi telekomunikasi dan teknik informatika, informasi telah dikembangkan tidak sekedar dipancarkan kembali namun juga diolah dalam pencitraan yang baik, sehingga posisi obyek dapat

Tujuan : Pembahasan ini bertujuan : 1. Mengenalkan pengertian

Global Position Syatem (GPS) 2. Memahami proses pengukuran

dengan GPS 3. Memahami aplikasi GPS

Pokok Bahasan Dalam pembahasan ini meliputi : 1. Pengertian dan sejarah adanya

system posisi global 2. Jenis-jenis system posisis global

dan prinsip kerjanya. 3. Pemanfaatan GPS sebagai

pemandu jalan.

BAB 12 SISTEM POSISI GLOBAL GPS

ditampilkan pada layar GPS lengkap dengan peta yang mudah dibaca. Teknologi informatika memberi pengaruh pada layanan informasi yang mampu selalu memperbaharui data, sehingga dapat menampilkan obyek dalam peta yang berjalan sesuai kecepatan perjalanan obyek. Interface dibuat menarik, navigasi

mudah diikuti, informasi lengkap sesuai kebutuhan perjalanan. Oleh karena itu menjadikan GPS sebagai pasangan yang populair dengan mesin tester sebagai asesoris mobil mewah. GPS difungsikan sebagai pemandu perjalanan disamping sebagai alat komunikasi.

Dalam bab ini akan dibahas prinsip pengukuran dengan GPS, prinsip kerja dan cara penggunaan GPS. Sejarah Perkembangan Teknologi GPS Matahari dan bintang tidak dapat dilihat bila berawan . Selain itu dengan pengukuran posisi meskipun teliti, posisi tidak dapat ditentukan secara akurat. Setelah perang dunia II, ini muncul di Departemen Pertahanan Amerika yang menemukan solusi dari permasalahan posisi ini dengan

akurat dan pasti. Beberapa proyek dan eksperimen dilakukan selama 25 tahun termasuk di dalamnya Transit, Timaton, Loran. Semua proyek ini diarahkan untuk penemuan secara akurat dan fungsi. Semua diawali pada tahu 1970 proyek baru telah mengusulkan GPS. Konsepnya

Gambar 12 1 Macam macam tampilan GPS

menjanjikan untuk memenuhi semua persyaratan dari pemerintah Amerika, katakanlah bahwa akan mampu menentukan suatu posisi secara akurat pada titik permukaan bumi, kapanpun dalam kondisi bagaimanapun. GPS merupakan sistim berbasis satelit yang menggunakan kumpulan dari 24 satelit untuk memberikan pada pemakai posisi yang akurat. Ini penting untuk menetapkan titik secara akurat, pada tentara yang berada di tengah gurun pasir, tingkat akurasi sekitar 15 m. Kapal yang berada di pertahanan pantai, akurat berarti berada sekitar 5m, sedangkan untuk pengukur tanah akurat berarti sekitar kurang dari 1 cm. GPS dapat digunakan

untuk untuk pengukuran yang akurat pada semua aplikasi , jenis GPS dibedakan dari teknik penerima yang digunakan dan bekerjanya. GPS asli dirancang untuk keperluan militer digunakan kapan saja dipermukaan bumi. Segera setelah yang asli diajukan dibuat, menjadi jelas , sipil juga dapat menggunakan GPS dan tidak hanya digunakan untuk menentukan posisi personal. Dua pemakai utama yang menggunakan GPS dalam aplikasi sipil yaitu untuk navigasi kapal dan keperluan penelitian. Sekarang aplikasi sudah berkembang sampai navigasi mobil bahkan pada konstruksi mesin otomasi.

Gambar 12-2. Peralatan system posisi global

Dengan menggunakan GPS dapat digunakan untuk menetapkan posisi titik pada permukaan bumi, dua hasl dapat ditentukan dimanapun pada permukaan bumi yaitu : Lokasi secara pasti ( garis bujur,_ garis lintang_ dan_ keketinggianan_ koordinat)_ secara akurat_ untuk_cakupan

dari 20m sampai mendekati 1mm) (Zogg Jean-Marie : 2001:9). Waktu secara akurat (Waktu, koordinat) dalam dari 60 ns sampai 5 ns. Kecepatan dan arah perjalanan dapat diturunkan dari koordinat sebaik waktu. Koordinat dan waktu ditentukan oleh 28 satelit yang mengorbit di bumi.

Gambar 12-3: Fungsi dasar GPS

12.1.1. Segmen Ruang Segmen ruang dirancang terdiri dari 24 satelit yang mengorbit di bumi sekitar 20180 Km selama 12 jam. Pada waktu menulis terdapat 26 operator satelit yang mengorbit di bumi. Kumpulan satelit tersebut dalam konfigurasi ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 12-4. Segmen ruang

Teknologi GPS Konfigurasi GPS meliputi tiga segmen : segmen ruang orbit satelit di bumi (semua fungsi dijalankan satelit). segmen kontrol posisi pemancar di equator bumi untuk mengontrol

satelit. ( semua stasiun bumi yang berkaitan dengan pemantauan sistim, stasiunmaster kontrol, stasiun monitor, dan stasiun kontrol ground) .

segmen pemakai yaitu siapapun yang menerima dan menggunakan sinyal GPS (pemakai sipil maupun militer).

12.1.1.1. Gerakan Satelit Segmen ruang dirancang minimum 4 satelit yang dapat melihat ke atas dengan sudut 15 derajat dibanyak titik permukaan bumi dalam satu waktu. Minimum empat satelit harus dapat melihat untuk banyak aplikasi.

Pengalaman menunjukan bahwa biasanya terdapat sekurang-kurangnya 5 satelit dapat melihat 15 derajat ke atas dalam waktu yang lama bahkan seringkali terdapat 6 sampai 7 satelit.

Gambar 12-6. Menunjukan cakupan efektif Untuk dapat melihat objeck setidaknya dilhat 4 atau 5 lebih satelit, gambar penempatan satelit

dapat dilihat pada gambar di awah ini.

Gambar 12-5. Posisi satelit

Satelit mengorbit pada ketinggian 20 180 Km di atas permukaan bumi dan pada posisi 55 derajat equator. Satelit mengelilingi bumi dengan kecepatan 7000 mil/jam selama 12 jam dua putaran. Satelit akan kembali mengawali posisi dalam waktu hampir 24 jam (tepatnya 23 jam 56 menit) perjalan rotasi ditunjukkan gambar di bawah ini.

Gambar 12-7 Posisi 28 satelit pada jam 12 UTC pada tanggal 14 April 2001

Satelit GPS menggunakan sumber daya dengan energy solar. Sebagai energi cadangan digunakan baterai dipasang pada papan untuk menjalankan bila

matahari terhalang gerhana, bila tidak ada daya solar Pendorong roket kecil pada masing-masing satelit mempertahankannya terbang pada alur yang benar.

12.1.1.2. Konstruksi GPS Satelit Kontruksi satelit ditunjukkan pada gambar 12-8. Sedangkan rangkaian GPS dasar ditunjukkan pada gambar 12-9 yang terdiri dari antene, filter frekuensi tinggi, mixer, osilator, filter IF, AGC, Kristal sebagai acuan frekuensi, timing, IF digital dan sinyal prosesor. Masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda diuraikan di bawah ini.

Gambar 12-8. Konstruksi satelit

(Jean-Marie, 2002. www.u-blox.com ) Filter HF : Lebar sinyal GPS sekitar 2 MHz. Filter HF mengurangi dampak interferensi . HF Stage dan Sinyal prosesor sebenarnya menampilkan rangkaian khusus GPS. HF Stage : Menguatkan sinyal GPS untuk selanjutnya dicampur dengan frekuensi dari osilator. Sinyal IF difilter untuk menjaga kestabilan amplitude dan hasil digitalisasi melalui pengatur penguatan amplitude (Amplitude Gain Control / AGC). Filter IF : Frekuensi menengah difilter keluarannya dengan menggunakan lebar band 2 MHz.

Sinyal prosesor : Membedakan lebih dari 16 sinyal satelit yang berhubungan dengan pengkodean pada waktu yang bersamaan. HF Stage dan sinyal prosesor secara serentak disaklar pada sinyal sinkronisasi. Sinyal prosesor ini memiliki basis waktu (time base) sendiri untuk memastikan semua data yang dipancarkan dan direferensikan sebagai sumber data. Sinyal prosesor dapat dioffset oleh kontroler melalui jalur control untuk difungsikan dalam mode operasi yang bervariasi.

LN1

HF Filter

LNA

Antene

Mixer

Osilator

IF Filter

AGC

TimingFrekuensi

acuan

AGC

control

IF Digital

HF StageDigital Signal

Processor

Time base

Sinyal prosessor

Gambar 12 9. Rangkaian Dasar GPS

Kontroler : Menggunakan sumber data, mengontrol perhitungan posisi, waktu, kecepatan. Ini mengontrol sinyal prosesor dan relay, harga dihitung dan diperagakan. Informasi penting seperti posisi saat itu dikodekan dan disimpan dalam RAM. Algoritma program dan perhitungan disimpan dalam ROM. Keyboard Dengan menggunakan keyboard pengguna dapat memilih menggunakan system koordinat

atau parameter (angka dari satelt yang melihat) diperagakan. Peraga Posisi hasil perhitungan (longitude, dan ketinggian) harus dapat disediakan untuk pengguna. Ini dapat diperagakan dengan menggunakan seven segmen atau ditunjukkan pada layar diproyeksikan pada peta. Posisi yang telah ditentukan dapat disimpan. Sumber arus Power supply memberikan tegangan yang dibutuhkan.

12.1.1.3. Sinyal Satelit

Berikut ini informasi navigasi pesan ditranmisikan oleh satelit pada kecepatan 50 bit perdetik. Waktu yang diperlukan untuk mengirim semua informasi adalah 12.5 menit dengan menggunakan navigasi pesan, penerima mampu menentukan waktu transmisi dari masing-masing sinyal satelit dan

posisi pasti dari transmisi saat itu. Setiap pemancar satelit ditandai secara unik. Tanda terdiri dari Pseudo Random Noise, Code, PRN dari 1023_zero dan 1 yang muncul secara acak.

Waktu satelit dan sinyal sinkronisasi Data orbit tepat Informasi koeksi waktu untuk menentukan waktu satelit

dengan pasti data orbit pendekatan untuk semua satelit Sinyal koreksi untuk menghitung waktu pemindahan sinyal Data ionosphere Informasi keadaan satelit

Gambar 12-10 Pseudo Random Noise

12.1.2. Segmen Kontrol Segmen kontrol (sistim kontrol operasi ) terdiri dari stasiun master kontrol, bertempat di Colorado dengan lima stasiun pemantau menggunakan clock atomic yang

tersebar disekitar belahan bumi di dekat katulistiwa dan 3 stasiun kontrol ground yang mengirimkan informasi ke satelit . Tugas utama dari segemen kontrol adalah :

Segemen kontrol juga mengatur distorsi tiruan dari sinyal (SA) dalam susunan bertingkat, sistim penentu posisi pemakaian sipil. Tigkat ketelitian sistim dengan sengaja diturunkan untuk alasan politik dan taktik Departemen Pertahanan. Segemen kontrol melacak satelit GPS, memperbaharui posisi, mengkalibrasi dan menyerempakkan clock yang digunakan. Lebih jauh lagi fungsi penting segmen kontrol adalah menentukan orbit setiap satelit dan memprediksi jalur untuk diikuti selama 24 jam. Informasi ini di

“upload” setiap satelit dan sesudah itu dipancarkan dari sini. Ini memungkinkan GPS menerima untuk diketahui dimana setiap satelit dapat diperoleh. Sinyal satelit dibaca pada Ascension, Diedo Garcia dan Kwajalein. Hasil pengukuran kemudian dikirimkan ke Master kontrol di Colorado Spring dimana sinyal ini diolah untuk menentukan adanya kesalahan di setiap satelit. Informasi hasil olahan dikirim kembali untuk 4 stasiun monitor untuk melengkapi dengan ground antenna dan diupload untuk satelit.

Mengamati gerakan satelit dan menghitung data orbit (empiris).

• Memantau jam satelit dan meprediksi performansinya • Menyerempakkan waktu pada papan satelit • Menyiarkan data orbit akurat yang diterima dari satelit

komunkasi • Menyiarkan data orbit pendekatan dari semua satelit. • Menyiarkan lebih jauh lagi informasi yang meliputi

keadaaan satelit , kesalahan clock.

1

0

1 ms

Gambar 12-11. Posisi lokasi segmen kontrol

12.1.3. Segmen Pemakai Segmen pemakai terdiri dari para penerima GPS, menerima sinyal GPS dan menentukan posisi dan waktu. Aplikasi tipikal segmen pemakai adalah navigasi

tanah untuk pejalan kaki, lokasi kendaraan, pengukuran tanah untuk pemetaan, navigasi kapal, navigasi wilayah, kontrol mesin dan sebagainya.

Gambar 12-12 Bidang implemenasi GPS

Sinyal ditranmisikan oleh satelit untuk mencapai penerima membutuhkan waktu sekitar 67 ms. Sinyal berjalan dengan kecepatan cahaya waktu

pemindahan tergantung pada jarak antara satelit dan pemakai. Empat perbedaan sinyal dibangkitkan dalam penerima, keempat sinyal dari keempat

satelit diukur perbedaan waktunya t untuk menentukan waktu

perpindahan sinyal.

Gambar 12-13 Sinyal system posisi global Dalam menentukan posisi pemakai radio komunikasi diperlukan empat satelit. Jarak ke satelit ditentukan oleh waktu perpindahan sinyal. Penerima menghitung garis lintang , garis bujur kekeketinggiananan h dan waktu t dari cakupan serta posisi

yang diketahui dari empat satelit. Hubungan ini diekspresikan dalam persamaan matematika bahwa empat variabel yang tidak diketahui , , h dan t ditentukan dari jarak dan posisi yang telah diketahui dari keempat satelit. .

12.2. Cara Kerja GPS Terdapat beberapa perbedaan metoda untuk menentukan posisi dengan menggunakan GPS. Metoda yang digunakan tergantung pada tingkat ke

akuratan yang dikehendaki pemakai dan jenis penerima GPS . Secara teknik dapat dikelompokkan ke dalam 3 kelas dasar.

Gambar 12-14 Pendeteksian kapal 12.2.1. Koreksi perbedaan Posisi Sebagaimana telah dipantai, data GIS iketahui DGPS, mempunyai keakuratan dalam menentukan posisi antara 0.5 sampai 5m.

Digunakan untuk navigasi kapal di dekat pantai, akusisi data GIS, membentuk presisi dan sebagainya.

sinyal satelit

sinyal penerima

Tanda waktu penerima

Gambar 12-15 Pendeteksian posisi oran ditengah lautan

Navigasi autonomous menggunakan penerima single stand-alone , digunakan oleh pejalan kaki, kapal yang jauh ditengah dan militer. Akurasi posisi lebih baik dari pada 100m

dari pemakai sipil dan sekitar 20 m untuk pemakaian militer. Untuk pemakai pengukuran tanah, kontrol mesin diperoleh perbedaa posisi dengan ketelitian 0.5–20 m.

Gambar 12-16 Pemanfaatan GPS untuk pengukuran tanah

12.2.2. Navigasi Sederhana Ini merupakan teknik sangat sederhana dengan penerima GPS untuk sesaat memberikan posisi, kekeketinggiananan atau waktu yang akurat pada pemakai. Akurasi yang diperoleh lebih baik dari pada 100m (biasanya sekitar 30-50m) untuk pemakaian sipil dan 5-15 untuk pemakaian militer.

Alasan perbedaan tingkat akurasi antara untuk keperluan sipil dan militer diulas dalam pembahasan selanjutnya. Penerima yang digunakan untuk operasi jenis ini pada umumnya kecil, dapat dibawa (portable) dengan harga murah.

Semua posisi GPS didasarkan pada pengukuran satelit ke penerima GPS di bumi. Jarak ini ke setiap satelit dapat ditentukan dengan penerima GPS. Ide dasarnya adalah prinsip yang digunakan pengukur tanah dalam bekerja setiap harinya . JIka anda tahu tiga buah tiitik relatip terhadap posisi anda , anda dapat

menentukan posisimu sendiri relatip terhadap tiga titik tersebut. Dari jarak ke satelit diketahui bahwa posisi penerima harus pada beberpa titik permukaan dari ruang imaginer yang merupakan asli bagi satelit. Dengan membuat perpotongan ke tiga titik ruang imaginer posisi penerima dapat ditentukan.

Masalahnya hanya menggunakan pseudorange dan lamanya waktu yang samppai pada penerima jarak dapat ditentukan . Jadi terdapat empat yang tidak diketahui untuk menentukan posisi

(X,Y, Z) dan waktu perjalanan sinyal . Pengamatan 4 satelit menghasilkan empat persamaan yang dapat diselesaikan, sehingga memungkinkan untuk ditentukan besarnya.

Gambar 12-17. GPS portable sederhana

Gambar 12-18 Penentuan posisi dengan 3 satelit

GPS memerlukan penerima untuk menghitung jarak dari penerima ke satelit.Kecepatan yang digunakan sama dengan kecepatan gelombang radio. Gelombang radio berjalan pada kecepatan cahaya 290 000 Km perdetik.

Waktu adalah waktu yang digunakan sinyal radio berjalan dari satelit ke penerima GPS. Ini sedikit lebih sulit untuk dihitung, karena harus diketahui kapal sinyal meninggalkan satelit dan kapan sinyal sampai dipenerima.

Penghitungan Waktu Sinyal satelit Isyarat mempunyai dua kode, kode C/A dan kode P Kode C/A didasarkan pada waktu pemberian clock atomic yang sangat akurat. Penerima juga mempunyai sinyal clock yang digunakan untuk membangkitkan kode C/A yang sesuai. GPS penerima mampu . menyesuaikan atau mengkaitkan kode sinyal satelit yang datang untuk membangkitkan kode penerima.

Kode C/A merupakan kode digital yang muncul secara acak. Dalam kenyataannya ini tidak acak, berulang seribu kali perdetik. Dengan cara ini waktu dihitung, diambil perjalanan sinyal dari satelit penerima GPS.

sinyal penerima sinyal satelit

Gambar 12 19 Penentuan posisi dengan 4 satelit

Jarak = Kecepatan X Waktu

12.2.3. Menghitung Jarak Satelit Pada tingkat penghitungan jarak masing-masing satelit, menggunakan salah satu rumus Issac Newton yaitu tentang gerak. Dengan persamaan tersebut memungkinkan untuk menghitung jarak sebuah kererta api yang sedang berjalan jika tahu kecepatan perjalanan kereta api dan waktu yang digunakan pada kecepatan tersebut.

Gambar 12-20 Hubungan pulsa satelit dengan penerima

12.2.4. Perhitungan Posisi Pada prinsipnya mengukur waktu perpindahan sinyal (evaluasi cakupan semu). Dalam penerima GPS penerima menentukan posisi

memiliki sinyal penerima dari emapt satelit yang berbeda. (sal1 sampai saluran 4) memungkinkan untuk menghitung t1 sampai t1

Gambar 12-21 Penentuan posisi dengan 4 satelit

Perhitungan dipengaruhi Cartesian koordinat tiga dimensi sistim dengan geometris asli. Cakupan dari pemakai empat satelit R1,R2,R3 dan R4 dapat ditentukan dengan bantuan waktu

pemindahan sinyal t 1, , t 2, t3 dan s t 4 antara empat satelit

dan pemakai. Lokasi Xsat, Ysat dan Zsat dari empat satelit yang diketahui pemakai dengan demikian koordinat dapat dihitung.

Gambar 12-22 Gambar perhitungan t

t pengukuran = t = t + t o PSR= t pengukuran ‘X c =( t + t 0) c _ _ _ __ _ __ _ _ (2a) PSR =R + t0 c _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ __ _ _ (3a)

R : cakupan satelit dengan pemakai yang sebenarnya C : kecepatan cahaya

t : waktu perpindahan sinyal dari satelit pada pemakai t0 : perbedaan antara clock satelit dan clock pemakai.

PSR: cakupan semu. pseudo-range_ Jarak R dari satelit ke pemakai dapat dihitung dalam sistim Cartesian sebagai berikut : R = (XSat XUser)+(YSat YUser) +(ZSat ZUser)

Berikut ini valid untuk empat satelit (I = 1 sampai 4)

12.2.5. Sumber-sumber kesalahan Dari awal telah diasumsikan bahwa posisi diturunkan dari GPS sangat akurat dan bebas dari kesalahan, tetapi ada beberapa sumber kesalahan penghitungan

posisi GPS, yaitu pada waktu menurunkan persamaan teoritis dari beberapa meter sampai puluhan meter. Sumber kesalahan ini adalah :

12.2.5.1. Penundaan Inosphere dan Atmosphere Sebagaimana sinyal yang dilewatkan melalui lapisan ionosper, akan mengalami diperlambat, pengaruhnya seperti cahaya yang dibelokkan suatu kaca penghalang. Penundaan atmosper ini menyebabkan kesalahan dalam penghitungan

pada kecepatan sinyal (dalam ruang hampa kecepatan cahaya tetap). Ionospher tidak menyebabkan konstanta penundaan pada sinyal. Terdapat beberapa factor yang mempengaruhi penundaan yang disebabkan oleh lapisan ionosper.

1. Penundaan lapisan ionosphere dan atmosphere 2. Kesalahan satelit dan penerima 3. Multipath 4. Pelemahan dan ketelitian 5. Ketersediaan selektivitas (S) 6. Anti spoofing (A S)

Gambar 12-23 Rambatan gelombang dari lapisan ionosper

12.2.5.2. Ketinggianan Satelit Sinyal dari elevasi satelit yang rendah akan lebih banyak dipengaruhi dari pada sinyal yang berasal dari elevasi satelit yang lebih tinggi. Hal kedua menambah jarak yang harus dilalui sinyal ke atmosphere. Kepadatan lapisan ionospher dipengaruhi oleh matahari. Pada malam hari, pengaruh lapisan ionosper ini snagat kecil dan sinyal turun perlahan. Jumlah kepadatan ionospher meningkat bervariasi sesuai dengan siklus penyinaran

(aktivitas matahari). Puncak aktivitas matahari hamper setiap 11 tahun. Pada saat penulisan puncak yang berikutnya (penyinaran maksimum) terjadin sekitar tahun 2000. Sebagai tambahan nyala api matahari terjadi secara acak dan juga mempunyai pengaruh pada kesalahan lapisan ionosper Kesalahan lapisan ionosper dapat dikurangi dengan menggunakan satu dari dua metoda :

Metode pertama melibatkan

pengambilan rerata pengaruh pengurangan kecepatan cahaya yang disebabkan oleh lapisan ionosper. Faktor koreksi ini kemudian diaplikasikan dalam perhitungan. Oleh karena itu,

diambil harga rerata dan sebelumnya pengambilan rerata ini tidak dilakukan semua sesuai waktunya. Oleh karena itu metode bukan solusi yang optimum untuk mengurangi kesalahan.

Gambar 12-24 GPS dengan fekuensi ganda Metode kedua melibatkan

pemakaian frekuensi ganda pada penerima GPS. Pengukuran penerima yang demikian frekuensi L1 dan L2 dari sinyal GPS. Diketahui bahwa bila sinyal radio berjalan melalui lapisan ionosper kecepatan turun perlahan berbanding terbalik terhadap frekuensi. Oleh karena itu waktu dating kedua sinyal diperbandingkan untuk

mendapatkan nilai penundaan. Ini hanya dimungkinkan pada penerima GPS dengan frekuensi ganda. Kebanyakan penerima dibangun untuk navigasi frekuensi tunggal. Uap air jugamempengaruhi sinyal GPS. Uap air dalam lapisan atmosper dapat juga mempengaruhi hasil posisi, penurunan diperkecil oleh pemakaian model atmosperik.

12.2.5.3. Kesalahan clock Satelit dan Penerima Sungguhpun clock dalam satelit akurat (sekitar 3 ns), kadang mengalami sedikit hanyutan dan menyebabkan sedikit kesalahan, mempengaruhi ketelitian posisi. Departmen Pertahanan Amerika

memonitor clock satelit menggunakan segmen kontrol dan hanyutan yang ditemukan dibetulkan.

12.2.5.4. Kesalahan Multipath Multipath terjadi bila posisi antenna penerima pada posisi terbuka pada permukaan refleksi yang sangat besar seperti danau atau bangunan. Sinyal satelit tidak berjalan langsung ke antenna namun membentur dahulu obyek yang ada didekatnya dan direfleksikan ke dalam antenna

menyebabkan kesalahan pengukuran. Multipath dapat dikurangi dengan menggunakan. Antenna GPS khusus yang menyertakan ground plane (lingkaran piringan metalik) dengan diameter sekitar 50 cm, mencegah terjadinya penurunan sinyal yang mencapai antena.

Gambar 12-25 Antena cincin Untuk mencapai ketelitian tertinggi, solusi yang lebih disukai adalah menggunakan antena cincin. Cincin antenna memiliki 4 atau 5 cincin yang mengelilingi antenna sebagai perangkap

sinyal langsung. Multipath hanya berpengaruh pada ketelitian pengukuran. Ambil alih Navigasi penerima sederhana jangan diterapkan teknik yang demikian.

12.2.5.5. Pengurangan Ketelitian Pengurangan ketelitian (Dilutio Of Precision/DOP) adalah mengukur kekuatan geometri satelit dan dikaitkan dengan jarak dan posisi satelit di angkasa. DOP dapat

memperbesar pengaruh kesalahan satelit. Secara prinsip dapat diilustrasikan dengan baik melaui diagram :

Gambar 12-27 Pengukuran DOP Cakupan satelit dpengaruhi oleh cakupan kesalahan yang telah diuraikan sebelumnya. Bila satelit

dalam ruang yang baik posisi dapat ditentukan sebagaimana area yang dinaungi ditunjukan

Ruang satelit baik ketidak-pastian posisi rendah

Ruang satelit dengan kurang baik ketidak-pastian posisi tinggi

Gambar 12 26 Terjadinya multipath

dalam gambar 12-27a. dan kemungkinan kesalahan garis tepi kecil. Bila satelit terbuka area yang dinaungi ukurannya bertambah, menambah ketidakpastian posisi. Perbedaan jenis DOP dapat dihitung tergantung pada

dimensinya. Ketelitian pengukuran tergantung perbandingan nilai DOP. Ini berarti jika nilai DOP lipat dua kali kesalahan penentuan posisi bertambah dengan kelipatan dua.

VDOP . Vertikal Dilution of Precision.

Memberikan penurunan ketelitian dalam arah vertikal. HDOP . Horizontal Dilution of Precision.

Memberikan penurunan ketelitian dalah arah horizontal. PDOP . Positional Dilution of Precision.

Memberikan penurunan ketelitian posisi tiga dimensi .

Gambar12-28 Satelit geometri PDOP

PDOP dapat diinterpretasikan sebagai harga timbal balik suatu tetrahedron yang dibentuk oleh posisi satelit dan pemakai sebagaimana ditunjukkan pada gambar 12-28. Situasi geometri terbaik terjadi bila volume maksimum dan PDOP pada harga minimum. PDOP berperan penting

dalam perensanaan pengukuran proyek selama awal tahun GPS seperti penyebaran yang terbatas, frekuensi yang dihasilkan, bila peta bintang satelit secara geometris kurang baik. Penyebaran satelit sekarang ini sangat bagus nilai PDOP dan GDOP jaang kurang dari tiga.

GDOP (Geometric Dilution of Precision), ketelitian dalam tiga dimensi posisi dan waktu mengalami penurunan. GDOP yang sangat berguna untuk

diketahui adalah GDOP karena merupakan kombinasi dari semua factor. Beberapa penerima melakukan kalkulasi PDOP atau HDOP yang menyertakan

komponen waktu. Cara terbaik dari langkah meminimkan pengaruh GDOP adalah mengobservasi beberapa satelit yang mungkin. Oleh karena itu perlu diingat bahwa sinyal yang berasal dari elevasi satelit yang rendah pada umumnya tingkat dipengaruhi sumber-sumber kesalahan keketinggianan. Sebagaimana pemandu pada umumnya bila mengukur tanah menggunakan GPS terbaik untuk pengamatan satelit 15 derajat diatas horizon. Posisi sangat akurat pada umumnya akan diperhitungkan bila GDOP rendah (biasanya kurang dari 8). Oleh karena itu tidak diperlukan

pengukuran pesawat yang didasarkan pada harga PDOP atau tingkat ketelitian evaluasi yang dapat dicapai sebagai hasil harga PDOP yangberbeda dapat muncul setelah lewat beberapa menit. Dalam kasus aplikasi kinetic dan proses kecepatan rekaman situasi geometris kurang baik karena secara alami pendek umurnya, Oleh karena itu berkaitan dengan nilai-nilai PDOP meliputi evaluasi criteria pada saat dihasilkan nilai PDOP kritis dapat ditunjukkan dengan semua perencanaan dan evaluasi program yang disediakan oleh peralatan pabrikasi yang telah ada (gambar 12-29).

Gambar 12-29 Pengaruh Gugusan bintang pada nilai PDOP

Tabel 12-1 Faktor-faktor dan besar kesalahan No Penyebab kesalahan Besar

kesalahan No Penyebab kesalahan Besar kesalahan

1. Pengaruh lapisan ionosper 4 m 6. Multipath 1,4 m

2. Clock satelit 2,1 m RMS tak terfilter 5,3 m 3. Pengukuran penerima 0,5 m 8. Nilai RMS terfilter 5,1 m 4. Data empiris 2,1 m 9. *Kesalahan vertikal 12,8 m 5. Pengaruh lapisan

troposper 0,7 m 10. **Kesalahan

horisontal 20,4 m

Kesalahan vertikal (2 sigma 95,53% VDOP = 2,5

** Kesalahan horisontal (2 sigma 95,53% VDOP = 2)

12.3. Differensial GPS (DGPS) 12.3.1 Koreksi Perbedaan Posisi (Differentially Corrected Positions

DGPS) Beberapa kesalahan mempengaruhi cakupan pengukuran satelit sepenuhnya dapat dihilangkan atau paling sedikit dikecilkan dengan menggunakan teknik pengukuran yang berbeda. DGPS

memungkinkan digunakan warga sipil untuk menambah ketelitan posisi dari 100 m sampai 2-3 meter atau kurang, sehingga lebih berguna untuk aplikasi warga sipil kebanyakan.

Pengaruh lapisan ionosper secara langsung dipertanggungjawabkan untuk data yang tidak akurat dalam DGPS digunakan teknik

yang dapat mengkompensasi kesalahan. Kompensasi dilakukan dalam tiga tahap yaitu :

Menentukan Nilai Koreksi Stasiun referensi yang koordinatnya diketahui dari hasil pengukuran teliti, sebagai basis untuk mengukur waktu perpindahan sinyal ke GPS yang dapat dilihat satelit Gambar 12-32 dan menentukan range semu dari variabel ini (harga sebenarnya). Karena posisi dari stasiun

referensi diketahui teliti dimungkinkan menghitung jarak sebenarnya (nilai sasaran) pada setiap satelit GPS. Perbedaan antara harga sebenarnya dan cakupan semu dapat dipastikan dengan pengurangan sederhana dan akan memberikan nilai koreksi (perbedaan harga sebenarnya dan

Gambar 12-30. Koreksi perbedaan posisi

1. Menentukan koreksi nilai pada stasiun referensi 2. Penyiaran nilai koreksi dari stasiun referensi ke GPS

pemakai. 3. Koreksi cakupan pengukuran semu dengan GPS

pemakai.

sasaran). Nilai koreksi berbeda untuk setiap satelit GPS dan akan dipertahankan baik untuk setiap

GPS pemakai dalam radius beberapa ratus sampai kilometer.

Gambar 12-31. Hubungan stasiun acuan dalam pengukuran 12.3.2. Penyiaran Nilai Koreksi Sebagai nilai koreksi dapat digunakan dalam area yang luas untuk koreksi cakupan semu yang diukur, kemudian dipancarkan

tanpa penundaan melalui media yang tepat (pemancar, telepon dan sebagainya) ke pemakai GPS yang lain.

Gambar 12-32 Pengukuran nilai koreksi cakupan luas

12.3.3. Koreksi pengukuran cakupan semu Setelah menerika nilai koreksi GPS pemakai dapat menentukan jarak yang sebenarnya dengan

menggunakan cakupan semu yang telah diukur. Posisi pemakai sebenarnya sekarang dapat

dihitung dari jarak sebenarnya. Semua penyebab kesalahan dapat

dieliminasi dengan perkecualian noise dari penerima dan multipath.

Gambar 12-33 Pengkuran nilai koreksi cakupan semu

12.3.4. Penerima Acuan Antena penerima acuan adalah bagian yang menjulang pada titk sebelum diukur yang dikenal sebagai koordinat. Penerima diatur pada titik yang dikenal sebagai referensi penerima atau stasiun basis. Penerima disaklar on dan muli melakukan pelacakan satelit. Posisi pemakai dapat dihitung dengan teknik yang telah diuraikan sebelumnya. Karena jika titik ini diketahui, referensi penerima dapat diramal sangat akurat, apakah mampu mencakup variasi satelit. Referensi penerima dapat mengalami perbedaan cakupan nilai antara yang dihitung dan diukur. Perbedaan ini dikenal sebagai koreksi, referensi penerima biasanya diletakkan pada mata rantai data radio yang digunakan untuk memancarkan nilai koreksi. Piranti lain telepon mobile dapat juga digunakan

untuk transmisi data . Sebagai tambahan pada sistim Beacon, juga ada menyediakan pemenuhan luasan tanah yang besar dioperasikan dengan komersal, perusahaan milik pribadi. Juga terdapat pengajuan untuk pemerintah pemilik sistim yang demikian ini sperti FAA (Federasi Aviation Authority) satelit didasarkan Wide Area Augmentation Sistim (WAAS) yaitu sistim tambahan area di Amerika, European Space Agency.s (ESA) sistim dan sistim yang diajukan pemerintah Jepang. Terdapat persamaan standar format yang digunakan untuk penyiaran data GPS, yang dinamakan format RTCM. Ini mewakili komisi pengawas radio untuk pelayanan miritim, merupakan organisasi sponsor suatu industry non profit . Format ini digunakan bersama-sama di seluruh dunia.

12.4. Petunjuk Pengoperasi GPS Maestro 4050 GPS Maestro 4050 merupakan salah satu produk yang menyediakan sinyal dari satelit

untuk perhitungan dan menentukan detail lokasi perrjalanan yang akurat.

Gambar 12-34. GPS Maestro 4050 Berbagai Sudut Pandang

A SD / MMC card slot B Saklar daya On / Off C Konektor untuk USB D Tombol reset E Jack headphone F Masukan daya dari adaptor

atau power adaptor AC (+ 5VDC/2A)

Pandangan depan

Pandangan samping

Pandangan belakang

12.4.1. Instalasi GPS 12.4.1.1. Pemilihan Lokasi Penempatan GPS GPS ditempatkan pada tempat dimana ini dapat secara mudah dilihat dan tidak menghalangi pandangan ke jalan anda. GPS dapat ditonjolkan dengan menggunakan antenna ( dilokasikan dibagian atas penerima), mempunyai bebas pandang ke langit melalui windshield. Pilih apakah akan ditonjolkan dengan menggunakan tonjolan

windshield atau direkatkan pada dashboard . Gunakan perekat yang licin permukaannya , GPS bisa ditempatkan pada dashboard. Yakinkan bahwa pengawatan GPS tidak mengganggu pemakaian airbag. Jangan lupa agar menempel kuat bersihkan dengan alcohol pada windshield atau dashboard yang dipilih sebagai tempat meletakkan GPS sebelum direkatkan.

.

http://www.cnettv.com/9742 1_53 22920.html

12.4.1.2. Gunakan piringan

perekat Pindahkan pita pelindung yang ada di belakang piringan perekat. Gunakan piringan dengan merekatkan pada arah sisi dashboard. Tekan piringan sampai sekitar 5 menit supaya menempel kuat pada tempatnya. Biarkan selama 24 jam sebelum dilanjutkan.

12.4.1.3. Tempatkan puncak

yang dapat diatur Sejajarkan pada bagian atas yang dapat diatur dengan lubang pada belakang ayunan. Pada waktu mengatur ayunan, tekan ayunan dan penerima turun sampai terkunci pada tempatnya.

Magellan

Gambar 12 35 Pemasangan GPS

12.4.1.4. Penempatan pada windshield atau piringan perekat Yakinkan bahwa pengungkit yang ada didasar tonjolan yang dapat diatur menghadap ke atas. Tempatkan dasar tonjolan melekat kuat pada windshield atau pirirngan perekat. Tekan pengungkit pada bagian dasar tonjolan dengan cara diturunkan sampai terkunci ditempatnya. Bagian yang menonjol diatur supaya GPS mendapatkan pandangan optimum. 12.4.1.5. Menghubungkan Sumber Daya Ujung plug adaptor 12 VDC masukkan dalam lubang adapter GPS seperti ditunjukkan dalam gambar berikut. 12.4.2. Pengoperasian Dasar 12.4.2.1. Mengaktifkan GPS 1. Tekan dan pertahanakan tombol On / Off selama 1-2 detik 2. Baca peringatan dan ketukan ok. 12.4.2.2. Mematikan GPS Tekan dan pertahankan tombol On/Off selama 1-2 detik

12.4.2.3. Pemilihan Waktu Mematikan Dengan Auto-Power GPS GPS Maestro 4050 dapat diatur mati secara otomatis dengan menggunakan waktu durasi yang dapat dipilih. Dengan langkah-langkah di bawah ini. 1. Ambil Main Menu 2. Ketuk arah panah berikutnya pada Main Menu halaman 2 3. Ketuk pilihan pengguna 4. Ketuk pengesetan system 5. Ketuk power 6. Pilih Auto-poer waktu off, 10 menit, 20 menit atau 30 menit. 7. Ketuk save 8. Ketuk panah kembali ke Main Menu 12.4.2.4. Pengontrolan Volume Terdapat dua cara untuk mengakses control volume, satu dengan mengetuk icon

speaker dan yang lain melalui pilihan pengguna.

Gambar 12-36. Pemasangan Piringan Perekat

Gambar 12 37 Pemasangan batere

Mengubah volume dari layar pemetaan 1. Ketuk icon speaker 2. Ketuk pada tombol mute

untuk volume bisu atau ketuk didalam volume atur

bar . Tombol mute untuk mengubah tingkat volume yang diinginkan.

3. Ketuk save

12.4.2.5. Mengatur tingkat kecerahan Akses control brightness dengan langkah –langkah berikut ini. 1. Akses pada Main menu 2. Ketuk tanda anak panah untuk mengakses main menu halaman 2 3. Ketuk pilihan pengguna 4. Ketuk Sistem Seting 5. Ketuk brightness 6. Ketuk bagian dalam brightness atur bar untuk memperoleh tingkat

kecerahan gambar yang diinginkan 7. Ketuk save.

12.4.3. Menu Utama Layar menu utama merupakan senter dari semua fungsi yang disediakan untuk GPS Maestro 4050. Menu utama terdiri dari dua halaman besar, dengan icon yang mudah diakses. 12.4.3.1. Akses Menu utama 1. Dari layar peta ketuk tombol menu 2. Dari layar lain, ketuk tombol kembali

Gambar 12 38. Pengaturan volume

Gambar 12 39. Pengaturan tingkat kecerahan gambar

Menu Utama Halaman 1

Dalam menu utama terdapat beberapa pilihan yang dapat dipilih pengguna sesuai dengan kebutuhan. 12.4.3.2. Penunjukkan Peta Memperagakan peta dengan menunjukkan posisi pengguna saat menggunakan GPS (jika perhitungan posisi dari sinyal GPS) ditunjukkan dengan segitiga biru.

12.4.3.3. Akses Alamat Memperagakan menu alamat yang dapat diakses. Alamat -

alamat ini dimasukkan pada saat pertama kali memasuki kota, zip kode atau dengan memilih kota dari daftar kota yang telah digunakan sebagai tujuan. Juga memberikan akses pada buku alamat atau membuat rute persimpangan.

12.4.4. Point Of Interest (POI) Memperagakan menu pencarian Point Of Interest. Pencarian POI dengan memasukkan nama atau dengan memilih dari daftar katagori yang disediakan. POI yang telah dibuat dan diinstal dengan menggunakan perangkat lunak manager POI ( dalam bentuk CD) dapat diakses dari menu ini.

Posisi pengguna

Bluetooth

Peta

AAA

Masukan Alamat

PIO

Peta Alamat PIO

Alamat rumah

Gambar 12 40. Menu halaman 1

12.4.4.1.Home Jika telah dibuat alamat rumah, tekan tombol Home untuk secara cepat mengakses rute perjalanan pulang. Jika alamat rumah tidak dibuat, promp peraga juga mengerjakan ini Menu Utama Halaman 2

12.4.5. Perencana Perjalanan (Trip Planner) Membuka menu Trip Planner dimana perjalanan akan dilakukan, ubah nama atau mengaktifkan perjalanan. 12.4.5.1. Keluar POI Sediakan daftar restoran, tempat pengisian bahan bakar, bengkel perbaikan mobil atau hotel yang ada didekat gerbang keluar jalan tol. Dapat dipilih salah satu POI yang telah ditunjukkan dan buat rute perjalanan.

12.4.5.2. Pilihan Pengguna Akses menu pilihan pengguna. Menu ini dapat digunakan untuk mengakses fungsi yang digunakan untuk pelanggan GPS Maestro pada kebutuhan personal.

Trip P Exit Point User

Gambar 12 41. Menu halaman 2

12.4.4.2. Bantuan Pinggir Jalan AA Layar peraga bantuan pinggir jalan AAA.

12.4.4.3. Bluetooth Peraga layar utama bluetooth

12.4.5.3. Home Jika alamat rumah telah diisikan, tekan tombol home untuk segera mengakses rute perjalanan pulang. Jika alamat rumah belum dituliskan promp diperaga juga mengerjakannya. 12.4.5.4. Bantuan Pinggir Jalan AAA Layar peraga bantuan pinggir jalan AAA. 12.4.5.5. Bluetooth Layar peraga menu utama bluetooth.

12.4.5.6. Keypad Memahami keypad merupakan bagian penting dalam penggunaan GPS Maestro. Keypad merupakan alat untuk memasukkan data kedalam GPS Maestro seperti kunci fitur Quick Spell. Memasukkan data dengan cepat dan mudah.

Gambar 12 42. keypad Kunci kunci Spesial

keypad untuk huruf Keypad huruf

Keypad simbol

Spacebar

Backspace

Diterima

Cancel

12.4.5.7. Layar Pemetaan Pada kebanyakan penggunaan layar digunakan menjadi layar pemetaan. Apakah pada rute atau kota sekitar perjalanan dapat diperagakan dalam normal atau perjalanan. Dalam mode normal,

posisi ditunjukkan pada peta sepanjang waktu dan kecepatan perjalanan. Sebagaimana perjalanan posisi akan selalu diperbaharui, ditunjukkan dalam gambar yang jelas dari posisi dan yang melingkupi perjalanan.

. Gambar 12 43. Layar Peta Mode Normal

Keterangan A Nama jalan pada saat GPS aktif digunakan B Indikator arah. Ketuk layar pandangan lokasi sekarang dimana pengguna

dapat menyimpan posisi ke dalam buku alamat. C Memperbesar D Icon POI Catatan : Jika terdapat beberapa POI untuk pengisian bahan bakar, daftar

POI yang akan diperagakan. Ketuk nama dalam daftar akses fungsi pembuatan rute perjalanan.

E Icon posisi sekarang F Waktu dan hari perjalanan G Tombol menu utama. Ketuk peraga menu utama I Kontrol volume. Tekan layar peraga volume dimana kenyariangan dapat

diatur atau tanpa suara. J Memperkecil K Satus satelit. Keempat bar hijau optimal. Tekan status layar peraga GPS. Dalam mode perjalanan informasi tambahan diperagakan untuk memberikan detail informasi tentang rute yang dipillih.

Gambar 12 44. Layar Peta Mode Perjalanan

A Nama jalan pada saat GPS diaktifkan dalam perjalanan B Indikator arah. Ketuk layar pandangan lokasi sekarang dimana pengguna

dapat menyimpan posisi ke dalam buku alamat. C Perbesaran D Icon POI

Catatan : Jika terdapat beberapa POI untuk pengisian bahan bakar, daftar POI yang akan diperagakan. Ketuk nama dalam daftar akses fungsi pembuatan rute perjalanan.

E Icon posisi sekarang F Icon Manuever berikutnya. Ketuk pada icon layar peraga Maneuver list G Jarak ke manuever berikutny. Ulangi ketuk suara komanda terakhir H Tombol menu utama. Ketuk layar menu utama. Catatan : layar menu utama

berbeda bila rute diaktifkan. I Ketuk pelat antara jarak sisa mencapai tujuan dan hasilnya mendekati

seberapa jauh yang masih harus ditempuh untuk encapai tujuan. J Nama jalan berikutnya K Menunjukkan grafik perjalanan L Kontrol volume. Tekan layar peraga volume dimana kenyariangan dapat

diatur atau tanpa suara. M Perkecil N Satus satelit. Keempat bar hijau optimal. Tekan status layar peraga GP 12.4.5.8. Rute Perjalanan Layar Peta Pada saat rute telah dibuat dihitung dan diperagakan pada layar peta dalam warna hijau dengan panah biru menunjukkan arah perjalanan. Bagian puncak

layar diperagakan nama jalan yang dilalui. Bagian bawah memberikan informasi tentang manuever berikutnya jika diperlukan.

Pada gambar di atas menunjukkan bahwa manuever berikutnya akan bergabung 0,1 mil pada CA-57 S. jarak total ke tujuan 3,4 mil. 12.4.6. Prosedur Point Of Interest (POI) GPS Maestro mempunyai POI yang dapat digunakan sebagai tujuan perjalanan. Pemilihan restoran atau menemukan ATM terdekat. POI dikatagorikan kedalam katagori yang unik dari tempat pengisian bahan bakar sampai kilang anggur. Namun

tidak semua katagori dikatagorikan lebih lanjut ke dalam sub katagori. Restoran memiliki 54 sub katagori yang memberikan cara untuk mencari restoran makanan China, atau makanan cepat saji dan makanan Swiss.

12.4.6.1. Membuat Rute POI dengan Katagori

1. Dari menu utama, ketuk icon POI 2. Pilih katagori

dengan menggunakan scroll bar lihat 3. katagori dan ketuk pada nama

katagori yang diinginkan.

4. Jika sub katagori diperagakan, gunakan scroll bar untuk melihat sub katagori dan ketuk pada nama sub katagori yang diinginnkan. Pilih semua sub katagori jika kamu tak yakin sub katagori pilihan terbaik sesuai dengan kebutuhanmu.

Gambar 12 45. Layar Peta Menunjukkan Perjalanan

Gambar 12-45. Daftar katagori

Gambar 12-46. Daftar subkatagori belanja

5. Cari criteria terdekat dari posisi saat itu. Kota terdekat (membutuhkan masukan nama kota) atau alamat terdekat (membutuhkan masukan alamat).

6. Bagian teratas peraga menunjukkan detail informasi penting dalam daftar POI. Arah anak panah dan jarak menunjukkan arah dan jarak dalam garis langsung dari posisi saat itu ke POI. Dengan menggunakan tombol sebelum dan sesudah untuk dijalankan naik dan turun daftar POI. Ketuk pada POI untuk kelanjutannya.

7. Pilih rute dan ketuk pada tombol perhitungan rute warna oranye untuk memulai.

12.4.7. Prosedur Perencana Perjalanan (Trip Planner) Trip planner digunakan untuk membuat rute dengan tujuan ganda. Dalam dokumen ini rute dengan tujuan ganda direferensikan sebagai perjalanan. Prosedur perencanaan perjalanan dengan langkah-langkah di bawah ini.

1. Buka menu utama halaman 2, ketuk trip planner 1. Pilih New dari menu trip planner 2. Gunakan keypad untuk memasuki nama perjalanan ini. 3. Ketuk ok 4. Mulailah dengan

menambahkan daftar tujuan dalam perjalanan. Ketuk Add

5. Pilih metode yang digunakan untuk dapatkan icon tujuan kemudian masukan alamat. Buku alamat, POI atau persimpangan. Ikuti instruksi untuk metoda yang dipilih untuk memilih tujuan.

6. Bila tujuan telah ditetapkan tambahkan alamat untuk

Gambar 12 47. Perbelanjaan terdekat dengan posisi saat itu

Gambar 12-48. Masukan nama perjalanan

Gambar 12-49. Tampilan Add

diperagakan pada layar trip . Ketuk save.

7. Daftar tujuan perjalanan untuk diperagakan

8. Ketuk pada nama tujuan untuk diiskan di menu.

9. Ulangi langkah 5 melalui 9 sampai perjalanan lengkap dengan semua tujuan yang diinginkan.

Gambar 12-51. Pengaturan Tujuan 12. Ketuk save

Gambar 12-50 Tampilan save

Gambar 12-52. Ketuk Sears buka menu

.

Pokok Bahasan Dalam peralatan kedokteran berkaitan dengan teknik elektronika dapat diklasifikasi ke dalam 4 pokok bahasan yaitu : 1. MRI peralatan kedoteran

menggunakan prinsip pemanfaatan medan magnit

2. CT Scan peralatan kedokteran menggunakan prinsip pemanfaatan sinar X

3. Ultrasonography peralatan kedokteran menggunakan prinsip pemanfaatan gelombang suara ultrasonik.

4. NMR atau Scanner PET peralatan kedoteran menggunakan prinsip pemanfaatan sifat pembelahan inti.

Pembahasan meliputi prinsip dasar kerja alat, hasil yang dicapai, pemanfaatan dan tingkat bahaya pemakaian bagi manusia.

Tujuan : 1. Mengenalkan macam-

macam alat kedokteran yang berkaitan dengan teknik elektronika

2. Mengenalkan prinsip kerja peralatan kedokteran.

3. Mengenalkan perbandingan peralatan kedokteran.

13.1.1. MRI (Magnetik Resonance Imaging) MRI ialah gambaran potongan badan yang diambil dengan menggunakan daya magnet yang kuat mengelilingi anggota tubuh. Berbeda dengan CT scan, MRI tidak memberikan rasa sakit karena radiasi yang disebabkan penggunaan sinar-X dalam proses

Magnetik Resonance Imaging (MRI) merupakan suatu kaidah untuk menghasilkan gambar organ dalam organisme hidup dan juga untuk menemukan jumlah kandungan air dalam struktur geologi. Biasa digunakan untuk menggambarkan secara patologi atau perubahan fisiologi otot hidup Pertama sekali, putaran inti atom molekul otot disejajarkan dengan menggunakan medan magnet yang berkekuatan tinggi. Kemudian dikenai frekuensi radio pada tingkat menegah, dimaksudkan agar garis medan magnet inti hidrogen bertukar arah. Selepas itu, frekuensi radio akan dimatikan menyebabkan inti berganti pada konfigurasi awal. Ketika ini terjadi tenaga frekuensi radio dibebaskan yang dapat ditemukan oleh gegelung yang mengelilingi orang yang sakit.

BAB 13 PERALATAN ELEKTRONIKA KEDOKTERAN

Sinyal ini dicatat dan data yang dihasilkan diproses dengan komputer untuk menghasilkan gambar otot. Dengan ini, ciri-ciri anatomi yang jelas dapat dihasilkan. Pada penggunaan untuk pengobatan, MRI digunakan guna membedakan otot patologi seperti tumor otak dibandingkan otot normal. Teknik ini bergantung kepada ciri hidrogen yang dirangsang menggunakan magnet dalam air.

Gambar13-1 Hasil scan otak MRI

Contoh bahan ditunjukkan pada tenaga radio frekuensi, dengan kehadiran medan magnit, membuat inti dalam keadaan bertenaga tinggi. Ketika molekul kembali turun ke keadaan normal, tenaga akan dilepaskan ke sekitarnya, melalui proses yang dikenal sebagai relaksasi. Penggunaan istilah nuklir dihindari untuk menghindarkan kebingungan yang tak beralasan disebabkan kebingungan yang timbul dengan kaitan antara perkataan "nuklir" dengan teknologi yang digunakan dalam senjata nuklir dan resiko bahan radioaktif. Salah satu kelebihan MRI , menurut pengetahuan pengobatan masa kini, tidak berbahaya pada orang yang sakit. Dibandingkan dengan CT scan "computed axial tomography" yang menggunakan aksial tomografi berkomputer dengan dosis radiasi mengion.

MRI hanya menggunakan medan magnet kuat dan radiasi tidak mengion dalam jalur frekuensi radio. Bagaimanapun, perlu diketahui bahwa orang sakit dengan benda asing logam seperti implant terbenam ( pacemaker) tidak boleh discan dengan mesin MRI, disebabkan penggunaan medan magnit yang kuat. Satu lagi kelebihan scan MRI kualitas gambar yang diperoleh resolusi lebih baik dibandingkan CT scan. Terlebih lagi untuk scan otak dan tulang belakang walaupun kadangkala CT scan lebih berguna untuk cacat tulang. Pada tanggal 3 bulan July di tahun 1977, untuk pertama kalinya MRI diujikan pada manusia.

Gambaran atau tentang imaging standard masa kini, yang sungguh buruk. Dr. Raymond Damadian, seorang dokter dan ilmuwan, bersama dengan para rekan kerja Dr. Larry Minkoff Dan Dr. Michael Goldsmith, tanpa lelah selama tujuh tahun memperjuangkan untuk menjangkau titik ini. Mereka memberikan nama asli mesin ini Indomitabel untuk menangkap tentang perjuangan mereka, banyak orang katakan adalah hal yang mustahil untuk dikerjakan. Akhirnya pada tahun 1982, untuk pertama kali MRI alat scaner dikenalkan di Amerika, sampai sekarang ribuan MRI telah digunakan. MRI merupakan teknologi yang sangat rumit yang tidak dapat dengan mudah dipahami setiap orang. Dalam pembahasan ini, akan dipelajari tentang bagaimana menghebohkannya mesin ini. Pada saat MRI bekerja, apa yang terjadi pada tubuh anda sementara anda berada dalam mesin?, apa yang dapat kita lihat dengan MRI dan mengapa anda harus tetap bertahan diam selama pengujian? semua pertanyaan dan mungkin masih banyak pertanyaan lain akan terjawab disini.

13.1.1.1. Scan MRI Perancangan MRI, kebanyakan berupa tabung raksasa. Tabung dalam sistem berukuran sekitar tinggi 7 kaki, lebar 7 kaki dan panjang 10 kaki (2mX2mX3m), meskipun model baru telah banyak bermunculan. Terdapat tabung horizontal yang dijalankan dengan magnit di depan maupun di belakangnya. Tabung ini diketahui mengandung magnit. Pasien, berbaring punggung ditempatkan pada meja khusus. Pertama kali masuk kepala pasien, seberapa banyak magnit yang digunakan ditentukan oleh jenis ujian yang akan dilakukan. Ukuran dan bentuk MRI scanner, untuk model lebih baru dibagian sisi lebih terbuka tetapi disain pada dasarnya sama. Setelah dipastikan bagian tubuh yang akan di scan berada pada senter atau isocenter dari medan magnet, scan baru dapat dimulai.

Gambar 13-2 Mesin MRI

13.1.1.2. Konstruksi Mesin MRI Konstruksi mesin MRI dari tahun ke tahun telah banyak mengalami peningkatan. Ada dua faktor yang mempengaruhi pengembangan perancangan MRI : (1) keingian untuk meningkatkan kualitas penggambaran dan (2) Keinginan membuat scanner sedikit lebih membatasi pasien. Di bawah ini sebagian inovasi perancangan memperkenalkan scanner MRI yang mengurangi claustrophobic dan memungkinkan pasien lebih bebas selagi discan. Gambar 13-3 menunjukkan scanner MRI pada umumnya dimana pasien hampir dimasukkan dalam tabung scanner. Gambar 13-4 menunjukkan para perancang memendekkan terowongan. Disain terowongan

pendek mengurangi claustrophobic (trauma terhadap ruang sempit dan gelap) pasien. Desain ini mudah pembatasan perasaan, namun masih membatasi kemampuan pasien untuk menyusun tugas. Scanner berdiri seperti yang ditunjukkan pada gambar 13-5 lebih menyenangkan bagi pasien, memungkinkan penggambaran dalam perilaku normal dan tegas dalam menyeimbangkan kondisi. Scaner diturunkan disekitar pasien, yang duduk pada tempat duduk yang bisa di atur. Akhirnya gambar 13-6 menunjukkan scanner MRI yang memungkinkan untuk cakupan yang lebih besar pasien lebih tenang, perasaan lebih terbatas.

Gambar 13-3: MRI panjang terbuka

tipikal

Figure 13-4 Scaner MRI sebanding antara panjang dan pendeknya

Figure 3-5: Scaner MRI berdiri . Figure 13-6: Scaner MRI terbuka

Meskipun perancangan bervariasi, elemen dasar dari scanner MRI tetap cantik banyak kesamaan. Scanner terdiri dari magnit besar (biru) yang menciptakan medan magnit utama. Kuat magnit dalam sistem MRI diukur dalam satuan kepadatan fluksi magnit yang dinamakan tesla. Satu tesla adalah gaya magnetik yang mencukupi untuk menginduksi 1 volt listrik dalam rangkaian kumparan tunggal selama waktu satu detik untuk setiap meter persegi, 1 tesla ekuivalen dengan 10 000 gauss, pengukuran gaya magnit lain didefinisikan sebagai satu garis dari gaya persentimeter kuadrat waktu perdetik.Kuat arus magnit bervariasi dari 0,5 tesla sampai 2 tesla. Oleh karena itu peneliti mengembangkan scanner MRI 3 tesla dalam waktu 90 detik menjadi lebih biasa. Untuk mendapatkan

angka perspektif tersebut , medan magnit bumi sekitar 5 gauss sampai 0,000005 tesla. Ditambahkan magnit, juga kumparan gradient (merah). Kumparan gradient ini merupakan kumparan elektro magnetik yang teknisi gunakan untuk memasuki medan magnit utama pada titik yang sangat akurat dan untuk waktu pengontrolan yang sangat teliti. Kumparan gradient dapat diubah seperti pada pengaturan mesin jenis materi tubuh yang digambar. Akhirnya scanner MRI juga menyertakan kumparan frekuensi radio yang dapat mengirim difokuskan pulsa frekuensi radio ke dalam kamar scanner. Teknisi dapat mengubah kumpran frekuensi radio untuk mengatur materi dan bagian tubuh.

Used with permission. J. Hornak, The Basics of MRI, (c) 2004.

Gambar 13-7 Blok diagram rangkaian MRI

Gambar 13-8 Ruang pengendali pengoperasian MRI Sehubungan dengan energi pulsa gelombang radio, scanner MRI dapat memilih titik yang sangat kecil pada tubuh pasien dan menanyakannya, terutama macam jaringannya. Titik mungkin berupa kubus yang berukuran ½ mili meter pada setiap sisinya. Sistem MRI berjalan melalui

setiap titik tubuh pasien dari titik ke titik untuk membangun pemetaan jenis jaringan 2 atau 3 dimensi. Titik-titik ini kemudian dipadukan, semua informasi secara besama-sama membuat model gambar 2 atau 3 dimensi.

MRI memberikan suatu pandangan tak ada bandingnya di dalam tubuh. Tingkat detail yang dapat dilihat adalah luar biasa dibandingkan dengan kemampuan menggambarkan dengan alat lain. MRI merupakan metoda pilihan untuk mendiagnosa tentang jenis luka-luka kebanyakan dan kondisi, karena kemampuannya yang tak masuk akal untuk menguji khususnya masalah kedokteran yang banyak dipertanyakan. Dengan menguji parameter, sistem MRI dapat menampilkan jaringan tubuh secara berbeda. Ini sangat

membantu para ahli radiologi (yang membaca MRI) dalam menentukan sesuatu yang nampak normal namun sesungguhnya tidak. Akan diketahui kapan dikerjakan jaringan A normal yang nampak seperti B jika tidak kemungkinan merupakan suatu kelainan. MRI juga dapat menggambarkan aliran darah dalam hampir semua bagian badan. Ini memungkinkan membuat suatu pengamatan sistem arteri dalam tubuh, tanpa jaringan di sekitarnya. Dalam banyak kasus, sistem MRI dapat mengerjakan tanpa suntikan kontras, seperti yang diperlukan dalam radiologi vascular.

13.1.1.3. Resonansi Magnetik Untuk mengetahui bagaimana cara kerja MRI dimulai dengan memfokuskan pada magnetik dalam MRI. Komponen terbesar dan terpenting dalam sistem MRI adalah magnet. Magnet dalam sistem MRI rata-rata menggunakan satuan pengukuran sebagaimana yang telah diketahui yaitu tesla. Satuan lain

Angka-Angka seperti itu membantu pemahaman intelektual dari kuat magnet, namun contoh setiap hari juga sangat membantu. MRI keberadaannya dapat membahayakan jika tindakan pencegahan tegas tidak diamati. Obyek logam dapat menjadi proyektil berbahaya, jika berada dalam ruang scan. Sebagai contoh logam tersebut antara lain jepitan kertas, pena, kunci, gunting, hemostats, stetoskop dan object kecil lain dapat dikeluarkan dari saku dan badan tanpa harus diperingatkan, pada saat mana keadaan magnit terbuka (pasien telah ditempatkan) pada kecepatan yang sangat tinggi, menjadi ancaman untuk semua orang di dalam ruang. Kartu kredit, kartu bank dan kartu semacamitu yang lain dengan sandi magnet akan dihapus oleh sistem MRI. Gaya magnet yang berada pada suatu obyek akan bertambah secara

ekponensiil adanya magnet isekitarnya. Bayangkan kedudukan 15 kaki ( 4.6 m) jauhnya dari magnit dengan kunci pipa besar ditangan akan merasa adanya sedikit tarikan. Dengan langkah semakin dekat tarikan akan dirasa semakin kuat. Bila kamu berdiri di dalam 3 kaki ( 1 meter) dari magnet, kunci mungkin akan ditarik dari genggaman. Semakin banyak obyek, menjadi lebih berbahaya, karena gaya tarik magnet sangat kuat. Kain pel, ember, penghisap debu, tangki oksigen, usungan pasien, monitor jantung dan tak terbilang obyek lain telah ditarik ke dalam medan magnet mesin MRI. Obyek terbesar yang pernah ditarik ke dalam magnit adalah dongkrak kasur jerami isi (gambar 13-10 di bawah). Sedangkan obyek yang lebih kecil bisa bebas dari manit dengan dipegang tangan.

dari pengukuran yang biasa digunakan dengan magnit adalah gauss (1 tesla = 10 000 gauss). Magnet yang sekarang digunakan dalam MRI dalam cakupan 0,5 tesla sampai 2 tesla, atau 5000 sampai 20000 gauss. Medan magnet lebih besar dari 2 tesla tidak akan disetujui untuk penggunaan dalam imaging kedokteran, meskipun magnit lebih kuat di atas 60 tesla banyak digunakan dalam penelitian, Dibandingkan dengan kuat medan magnit bumi 0,5 tesla, dapat dilihat bagaimana tidak masuk akalnya kuat medan tersebut.

Gambar 13-9 Scan MRI tangan patah

Photo courtesy NASA Scan MRI dengan jelas menunjukkan fragmen pergelangan tangan manusia yang rusak /patah.

13.1.1.4. Keselamatan MRI Terutama bagi pasien atau anggota staff pendukung dalam ruang scan, secara menyeluruh dideteksi penggunaan logam. Pada pembahasan ini hanya tentang obyek eksternal. Bagaimanapun seringkali pasien memiliki implant di dalam tubuh yang membuatnya sangat berbahaa jika berada dalam medan magnit yang kuat. Fragmen metalik dalam mata sangat berbahaya karena gerakan pada fragmen dapat menyebabkan mata dalam bahaya atau kebutaan. Seorang dengan pacemaker (alat pemicu jantung) tidak dapat discan atau berada di dekat scanner karena magnit dapat menyebabkan pacemaker malfungsi. Aneurysm clips dalam otak dapat berbahaya sebab magnit dapat memindahkannya, menyebabkan

setiap arteri yang akan diperbaiki tercabik. Beberapa dental implant magnetik, orthopedic implant, kemungkinan terbuat dari bahan feromagnit namun tidak bermasalah karena ditempelkan pada tulang dengan kuat. Bahkan metal staples dalam bagian tubuh baik kuat, kemungkinan ini berada dalam tubuh pasien untuk beberapa minggu (biasanya 6 minggu), jaringan parut yang dibentuk cukup kuat menahannya. Setiap ditemui pasien dengan implant metalik di dalam tubuh, ditanyakan untuk meyakinkan bahwa mereka aman discan. Beberapa pasien dikembalikan karena itu terlalu membahayakan. Bila ini terjadi, biasanya dipilih metode imaging yang dapat membantunya secara aman.

Gambar 13-10 Tampak dalam gambar dongkrak kasur jerami terisi dihisap ke dalam sistem MRI

Gambar 13-11 Poto perbandingan gambar otak kiri laki-laki atelitik muda (25t th), tengah (86 th) dan umur (76 th) mempunyai penyakit Alzheimer's semua digambar dalam tingkat yang sama (Photo courtesy NASA_)

Tidak ada resiko secara biologi pada manusia yang dikenai medan magnit kuat, yang digunakan untuk imaging kedokteran saat ini. Banyak fasilitas image yang tidak disediakan untuk wanita hamil. Ini adalah fakta bahwa belum banyak dilakukan riset biologi tentang pengaruh perkembangan janin.Pada trisemester pertama dalam kehamlan sangat kritis karena pada saat itu, divisi dan

reproduksi selular berkembang sangat cepat. Dalam pengambilan keputuan ya atau tidaknya untuk meneliti seorang pasien hamil, dibuat kasus per kasus didasarkan pada konsultasi antara radiologi MRI dan dokter kandungan. Keuntungan dari tindakan scan harus dibandingkan dengan risiko, oleh karena itu sedikit dilakukan terhadap janin dan ibu.

13.1.1.5. Magnet MRI Ada tiga tipe dasar magniet yang digunakan dalam sistem MRI : Magnet resistip terdiri dari lilitan kawat terbungkus yang mengelilingi silinder yang dilewati arus. Arus menyebabkan timbulnya medan magnit. Jika arus dihentikan medan magnit akan hilang. Konstruksi magnet ini biaya lebih murah daripada magnet dengan super konduktor, untuk mengoperasikan diperlukan daya listrik yang besar (50 KW) karena

resistansi alami dari kawat. Untuk mengoperasikan jenis magnit di atas sekitar 0,3 tesla mahalnya biaya akan menjadi penghalang. Medan magnet akan selalu ada dan selalu dalam keadaan kekuatan penuh sehingga tidak membutuhkan biaya pemelihaan medan. Kelemahan utama adalah bahwa magnit ini sangat berat sulit untuk mengkonstruksi. Magnet permanen menjadi lebih kecil, masih terbatas pada kuat medan yang rendah.

13.1.1.6. Magnet MRI Tambahan Magnit membuat sistem MRI berat, namun mereka mendapat pencerahan dengan setiap hadirnya generasi baru. Misal penggantian MRI yang sudah 8 tahun digunakan 17000 lb (7 711 kg) dengan MRI baru yang mempunyai berat hanya ekitar 9700 lb (4,400 kg). Magnet baru juga lebih pendek 4 kaki (panjang sekitar 6 kaki atau 1,8 m) dari pada yang dimiliki sebelumnya. Ini sangat penting untuk pasien claustrophobic. Sistem yang ada tidak mampu menangani orang yang beratnya lebih dari 295 pound (134 kg). Sistem yang baru akan mampu mengakomodasi pasien diatas 400

pound (181 kg). Sistem menjadikan pasien lebih ramah pada pasien. Keseragaman atau homogenitas, kuat medan dan stabilitas magnit tidak masuk akal merupakan hal yang kritis untuk mendapatkan image kualitas tinggi. Magnet seperti yang diuraikan di atas medan ini memungkinkan. Jenis magnet yang lain ditemukan dalam setipa sistem MRI yang dinamakan gradient magnet. Terdapat tiga gradient magnet didalam mesin MRI. Magnet ini mempunyai kuat medan yang sangat rendah bila dibandingkan dengan medan magnet tetap, kuat medan dalam cakupan dari 180

Gambar 13-12 menunjukkan pertumbuhan tumor dalam otak wanita dilihat dari irisan lateral. (Photo courtesy NASA)

13.1.1.3. Magnet super konduktor Magnet super konduktor sejauh ini paling banyak digunakan. Magnet super konduktor sedikit banyak merupakan magnet resistif berupa kumparan kawat yang dialiri arus listrik sehingga menimbulkan medan magnit. Perbedaan penting bahwa kawat secara kontinyu dimandikan dalam helium cair pada suhu 452,4 º di bawah nol. Bila berada didalam mesin MRI, akan dikelilingi oleh suatu unsur yang dingin. Namun jangan khawatir, ini diisolasi dengan suatu ruang hampa suatu cara yang serupa untuk digunakan dalam tabung hampa. Ini hampir tidak bisa digambarkan, dingin menyebabkan resistansi kawat menjadi nol, mengurangi kebutuhan listrik sehingga sistem bekerja lebih ekonomis. Sistem super konduktif masih sangat mahal, namun dapat dengan mudah membangkitkan medan 0,5 tesla sampai 2 tesla, dengan imaging berkualitas tinggi.

gauss sampai 270 gauss atau 18 sampai 27 militesla. Fungsi dari gradient magnet akan menjadi jelas untuk pembahsan berikutnya. Magnet utama membenamkan pasien dalam medan magnit yang stabil dan sangat keras, gradient magnet membuat medan dapat divariasi. Pelengkap sistem MRI

terdiri dari sistem komputer yang sangat kuat, beberapa peralatan yang memungkinkan untuk memancarkan pulsa gelombang radio ke dalam tubuh pasien sementara pasien berada dalam scanner dan banyak lagi komponen sekunder.

Pulsa frekuensi tinggi biasanya diberikan melalui kumparan. Mesin MRI mengandung dengan banyak kumparan yang berbeda dirancang untuk bagian tubuh yang berbeda lutut, bahu, pergelangan tangan,

kepala, leher dan seterusnya. Kumparan ini biasanya menyesuaikan diri pada bagian badan yang akan diambil gambarnya atau sedikitnya berada di dekatnya sepanjang

pengujian

.

Gambar 13-13 Organ dalam digambar dengan MRI (Photo courtesy NASA)

13.1.2. Mesin MRI Mesin MRI menerapkan pulsa frekuensi tinggi yang khusus untuk hydrogen. Sistem mengarahkan pulsa mengarah pada area tubuh yang akan diuji. Pulsa menyebabkan proton yang berada di area pengujian menyerap energi yang diperlukan untuk membuatnya berputar dalam arah yang berbeda. Ini merupakan resonansi bagian dari MRI. Pulsa frekuensi tinggi memperdaya (hanya satu atau dua proton ekstra yang tidak sesuai permilyar) untuk berputar pada frekuensi tertentu dalam arah tertentu pula. Frekuensi resonansi spesifik dinamakan frekuensi Larmour , dihitung berdasarkan jaringan yang akan diambil gambarnya dan kuat medan magnit utama.

Maknanya adalah dapat mengambil secara pasti area yang ingin diambil gambarnya. Dalam MRI diberi istilah mengiris. Bisa dibayangkan suatu roti tawar diiris setipis irisan beberapa millimeter, dalam MRI sangat teliti. Kita dapat mengiris beberapa bagian dari tubuh dalam banyak arah, untuk mendapatkan keuntungan besar mengalahkan cara penggambaran yang lain Ini juga berarti bahwa anda tidak harus berpindah mesin untuk mengambil gambar dari arah yang berbeda, mesin dapat memanipulasi semua dengan gradien magnet. Pada saat yang hampir bersamaan, ketiga magnet gradient Ketiga

magnet disusun sedemikian rupa di dalam magnet utama, bila di onkan dan dioffkan secara sangat cepat dengan caranya yang spesifik, mengubah medan magnet utama pada suatu tingkat yang sangat lokal. Bila pulsa frekuensi tinggi di offkan, proton hydrogen mulai lambat kembali ke natural alignment dalam medan magnet dan melepaskan muatan energi yang disimpan. Pada saat ini dikerjakan, akan menghentikan sinyal yang diambil kumparan dan mengirim ke sistem komputer. Apa yang diterima sistem secara matematika data diubah menggunakan transformasi Fourier, ke dalam gambar yang dapat disimpan dalam bentuk film. Inilah bagian imaging dari MRI.

13.1.2.1. MRI Image Kebanyakan imaging menggunakan cara menyuntikkan contrast atau celupan untuk prosedur tertentu. Kontrast MRI bekerja dengan mengubah medan magnet lokal dalam jaringan yang

diuji. Jaringan normal dan tidak normal akan direspon secara berbeda pada sedikit alterasi sehingga memberikan sinyal yang berbeda. Sinyal divariasi ditransfer ke dalam bentuk gambar, memungkinkan dari jaringan tak

Gambar 13-15 Scan MRI menunjukkan tubuh bagian atas dilihat dari samping sehingga tulang tulang belakang kelihatan jelas (Photo courtesy NASA)

Photo courtesy NASA gambar 13-14 Perbandingan CAT scan, dan MRI cenderung lebih detail

Photo courtesy NASA gambar 13-14 Perbandingan CAT scan, dan MRI cenderung lebih detail dan kontras

normal divisualisasi dalam banyak jenis yang berbeda dan memproses

penyakit lebih baik dari pada yang dapat diperoleh tanpa kontras.

13.1.2.2. Keuntungan MRI Mengapa dokter menyarankan menggunakan pemeriksaan MRI. Karena hanya cara itu yang lebih baik untuk melihat bagian dalam tubuh dari pada memotong dan membuka tubuh.

13.1.2.3. Alasan melakukan scan MRI Faktanya bahwa sistem MRI tidak menggunakan ionisasi radiasi adalah suatu kenyamanan bagi banyak pasien, sebagaimana kenyataan bahwa bahan kontras MRI mempunyai efek samping yang sangat rendah. Keuntungan MRI yang utama adalah kemampuannya memberikan gambaran dalam wahana manapun. CT dibatasi pada satu wahana, wahana yang di sekitar sumbu analogi dengan irisan roti tawar. Sistem MRI dapat membuat sumbu gambar sebaik gambar dalam wahana sagitall

(irisan menurut sisi panjang) dan coronally (dibayangkan seperti lapisan suatu kue lapis) atau pergeseran pasien beberapa derajat (tanpa pasien harus berpindah). Jika pernah disisinari dengan sinar X, anda akan tahu setiap mengambil gambar yang berbeda, anda harus berpindah. Ketiga magnet gradient yang telah dibahas sebelumnya memungkinkan sistem MRI memilih dengan pasti dibagian tubuh mana perlu diambil gambarnya dan bagaimana orientasi pengirisan.

MRI ideal digunakan untuk : Mendiagnosa berbagai sklerosa ( multiple sclerosis /

MS) Mendiagnosa tumor kelenjar putuiri dan otak Mendiagnosa infeksi dalam otak, tulang belakang atau

sambungan Memvisualisasi ikatan sendi yang koyak di pergelangan

tangan,lutut dan mata kaki. Memvisualisasi bahu yang luka-luka Mendiagnosa tendonitis Mengevaluasi tumor tulang, bisul dan cakram hernia

atau bengkak dalam tulang belakang Mendiagnosa stroke pada tingkat awal.

13.1.2.4. Kelemahan Meskipun sistem scan MRI ideal untuk mendiagnosa dan mengevaluasi sejumlah kondisi an

posisi, MRI juga memiliki kelemahan. Misalnya :

* Tedapat banyak orang yang tidak aman discan dengan MRI (misalnya karena menggunakan alat pacu jantung) dan juga orang yang terlalu besar untuk discan.

* Terdapat banyak orang yang claustrophobic dan orang yang karena pengalaman sebelumnya, jika berada dalam mesin MRI merasa kebingungan.

* Mesin membuat kegaduhan selama scan, suara noise secara berkesinambungan. Pasien diberi headphone untuk meredam suara noise. Noise timbul karena adanya arus listrik dalam kawat magnet gradient yang berlawanan dengan medan magnit utama. Medan magnet utama lebih kuat menimbulkan gradient noise yang lebih keras.

* Scan MRI menghendaki pasien untuk bertahan diam selama pengujian. MRI dapat menguji dengan cakupan selama 20 menit

sampai 90 menit atau lebih. Bahkan dengan sedikit gerakan dari bagian tubuh yang di scan dapat menyebabkan kerusakan gambar dan harus diulangi.

* Perangkat keras ortopedi (sekrup, pelat dan sambungan tiruan) dalam area scan dapat menyebabkan kerusakan artifak (distorsi) pada gambar. Perangkat keras menyebabkan alterasi signifikan dalam medan magnet utama. Ingat keseragaman medan merupakan medan kritis untuk penggambaran yang baik.

* Sistem MRI, sangat mahal untuk membeli, dan oleh karena itu pengujian dengan MRI juga sangat mahal. Lebih banyak keuntungannya bila dibandingkan dengan kelemahannya sehingga kebanyakan pasien lebih cenderung pertimbangan keuntungan dari pada kelemahannya.

Gambar 13-16 Irisan Axial, coronal dan sagitall

13.1.3. MRI Masa depan Perkembangan MRI nampaknya hanya dibatasi oleh imaginasi. Teknologi ini masih relative baru tersebar luas kurang dari 20 tahun bila dibandingkan dengan penggunaan sinar X yang sudah 100 tahun digunakan. Dikembangkan scanner kecil untuk imaging bagian tubuh tertentu. Sebagai contoh, scanner kecil ditempatkan di lengan, lutut atau kaki sekarang ini digunakan dibeberapa area. Kemampuan memvisualisasi sistem arteri dan pembuluh darah sedang

dikembangkan. Pemetaan fungsi otak (membaca sekilas otak seseorang selagi melakukan tugas phisik tertentu seperti penekanan suatu bola, atau melihat jenies gambar tertentu) membantu peneliti untuk mengetahui bagaimana otak bekerja dengan lebih baik. Diramalkan secara spekulatif untuk masa yang akan datang MRI yang terbaik, tetapi tidak ada keraguan bahwa ini akan menyenangkan dan menguntungkan dalam merawat pasien.

13.1.3.1. Functional Magnetron Resonance Imaging (FMRI)

Pengembangan MRI 13.1.3.1.1. Pengertian FMRI Functional Magnetik Resonance Imaging atau FMRI merupakan teknik penggambaran aktivasi otak dengan jenis yang berbeda dari sensai pisik (penglihatan, suara, sentuhan, taste, senyum) atau aktivitas demikian seperti penyelesaian masalah gerakan (dibatasi oleh mesin). Scan FMRI merupakan penambahan peralatan umum untuk pemetaan otak dalam ilmu kognitif 13.1.3.1.2. Perbedaan Antara MRI dan FMRI Scan FMRI menggunakan prinsip dasar yang sama dari atom fisika seperti mesin scan MRI, namun scan MRI gambar susunan anatomi sedang pada gambar FMRI fungsi metabolisme. Jadi

gambar scan yang dibuat MRI pada umumnya seperti gambar tiga dimensi susunan anatomi. Gambar yang dibuat oleh scan FMRI gambar dari aktivitas susunan anatomi metabolisme.

13.1.3.1.3. Tata cara pemeriksaan dan apa yang akan dialami pasien

saat pemeriksaan MRI : - Pasien berbaring telentang - Pasien berbaring telentang . - Meja MRI akan diatur oleh

operator MRI . - Pasien akan mendengarkan suara

seperti suara ketukan selama berjalanya pemeriksaan

- Pasien boleh didampingi oleh 1 orang pengantar .

- Selama pemeriksaan pasien akan selalu dibawah pengawasan petugas MRI

- Bila ada kondisi yang kurang nyaman , pasien dapat memberi tanda kepada petugas .

- Pada umumnya pemeriksaan MRI membutuhkan waktu sekitar 15 – 30 menit .

- Setelah pemeriksaan selesai , pasien dapat melakukan aktifitas seperti biasa.

Pemeriksaan MRI aman dilakukan karena tidak menggunakan sinar X atau bahan radioaktif , meskipun demikian ; wanita dengan kehamilan muda ( Trimester I ) tidak direkomendasikan untuk

pemeriksaan MRI. MRI tidak bisa dilakukan pada : - Pasien yang menggunakan pace

maker . - Pasien yang menggunakan klip

pembuluh darah dan bersifat ferromagnetis

( bahan yang tertarik oleh magnit ) .

- Pasien dengan benda asing logam ( gram ) pada mata atau tempat lain .

13.2.1. Pengertian CT SCAN Pada umunya scanner computed tomography lebih dikenal dengan sebutan CT scan terdiri dari gantry, sistem sinar X, meja pasien dan komputer kerja. Gantry adalah

satuan kotak besar yang terbuka ditengahnya untuk dilalui pasien pada saat bergerak selama scan dilaksanakan. Gantry berisi sistem sinar X meliputi di dalamnya tabung

http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The_Atom

http://www.fmrib.ox.ac.uk/fmri_intro/brief. http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The Atom

Gambar 13 19 aktivasi otak 3D

Gambar 13-17 MRI gambar kepala irisan tunggal

Gambar 13-18 Urutan temporal scan FMRI (irisan tunggal)

sinar X, detektor, rangkaian kolimator berkas sinar X dan pembangkit sinar X. Model CT scan lama generator sinar X terpisah dari

gantry. Meja pasien dirancang untuk gerakan horizontal dan vertical untuk mengakomodasi variasi posisi pasien selama scan dilaksanakan.

Jenis computed tomography (CT), yang banyak lebih dikenal adalah Computed Axial Tomography (CAT) merupakan prosedur pemberian sinar x canggih tanpa rasa sakit. Berbagai gambar dapat diambil selama CT scan atau CAT scan dan sebuah komputer menyusun informasi menjadi irisan gambar

melintang tentang jaringan lembut, tulang, dan pembuluh darah. CT scan mencapai gambar bagian tubuh yang tidak dapat dilihat dengan sinar X standar. Oleh karena itu scan ini sering menghasilkan diagnose awal dan perlakuan dari banyak penyakit lebih berhasil.

CT scan dipandang pengujian aman. Sementara penggambaran CT meliputi sinar X, pada umumnya

diagnosa lebih menguntungkan dibanding resiko radiasi penyinaran sinar X.

Gambar 13-20 Posisi CT scan (Photo courtesy Department of Defense)

Gambar 13 21 Scan irisan otak

Dalam CT scan , menggunakan kontras agen atau mungkin obat penenang. Sebuah konstras agen berupa unsur penting untuk organ atau jaringan selama pengujian dan seringkali direferensikan sebagai celupan. Terhadap keakuratan diagnose, pada umumnya lebih menguntungkan dibandingkan resiko berkaitan dengan potensi efek samping.

CT scan telah dikembangkan sejak pertengahan tahun 1970. Sistem asli didesikasikan untuk penggambaran kepala dan sangat lambat perlu berjam-jam untuk memperoleh gambaran untuk setiap irisan individu. Scanner model baru mengumpulkan sebanyak empat data irisan kurang dari 350 mikrodetik. Peningkatan kecepatan CT scan yang tinggi ini telah menambah kenyamanan pasien dan menghasilkan gambar resolusi tinggi. Waktu scan lebih cepat, waktu penyinaran sinar X berkurang memberikan kualitas gambar lebih baik pada tingkat sinar X yang rendah.

13.2.1.1. Penemuan Sinar X Sebagaimana dengan banyak penemuan yang sangat besar bagi umat manusia, teknologi sinar X merupakan temuan sepenuhnya secara kebetulan. Di Jerman tahun 1895, ahli Fisika Wilhelm Roentgen membuat temuan percobaan dengan berkas elektron dalam pengosongan tabung gas. Roentgen mencatat bahwa ketika berkas elektron telah dipasang

layar dalam laboratorium mulai berpijar. Hal ini ditanggapi bukan dengan mengejutkan bahan berpijar secara normal mengalir dalam reaksi radiasi elektromagnetik, namun tabung Roentgen dikelilingi karton hitam yang berat. Menurut pendapat Roentgen telah mampu menghalangi radiasi.

Penemuan Roentgen luar biasa mempercepat salah satu dari kemajuan peralatan penting kedokteran dalam sejarah manusia. Teknologi sinar X membawa dokter dapat melihat

langsung melalui jaringan manusia untuk menguji patah tulang, rongga dan obyek yang tertelan. Prosedur sinar X dimodifikasi dapat digunakan untuk menguji jaringan yang lebih lunak yang

demikian ini seperti paru-paru, pembuluh darah atau isi perut.

Gambar 13-22 Scan dada

Kemudian Roentgen menempatkan obyek yang bervariasi diantara tabung dan layar, layar masih bercahaya. Akhirnya ia meletakkan tangannya didepan tabung, dia melihat bayangan tulangnya diproyeksikan pada layar yang bercahaya. Segera sesudah menemukan sinar X, menemukan keuntungan aplikasi.

Gambar 13-23 Gambar tabung dasar CT scan

13.2.1.2. Pengertian Sinar X Sinar X pada dasarnya sama seperti cahaya nampak. Keduanya mempunyai bentuk gelombang serupa membawa energi gelombang elektromagnetik dengan partikel yang disebut photon. Perbedaan antara sinar tampak dan sinar X adalah tingkat energi dari photon individualnya. Ini juga diekspresikan sebagai panjang gelombang cahaya. Mata kita sensitip terhadap panjang gelombang tertentu dari cahaya tampak, namun tidak demikian untuk penjang gelombang yang lebih pendek dari energi sinar X gelombang yang lebih tinggi atau

panjang gelombang yang lebih panjang dari energi gelombang radio yang lebih rendah. Photon cahaya tampak dan photon sinar X keduanya dihasilkan oleh perpindahan elektron dalam atom. Elektron-elektron menduduki level energi yang berbeda-beda, atau mengorbit, mengelilingi inti atom. Bila elektron turun pada orbit yang lebih rendah, maka perlu melepaskan energi, energi ekstra yang dilepaskan dalam bentuk photon. Tingkat energi photon tergantung seberapa jauh elektron turun dari tingkat orbit.

Gambar 13-24. Emisi cahaya atom

Gambar 13-25 Hasil CT scan otak 13.2.2. Mesin Sinar X Jantung dari mesin sinar X adalah sepasang elektroda katoda dan anoda yang berada di dalam tabung gelas hampa. Katoda dengan filament dipanasi, seperti yang dijumpai pada lampu flouresen. Mesin melewatkan arus melalui filament yang memanasinya. Panas ini membebaskan elektron keluar

dari permukaan filament. Kutub positip yang bermuatan positif, berupa piringan datar terbuat dari tungsten, menarik elektron-elektron yang melintasi tabung dengan, suatu cakram datar terbuat dari tungsten, menarik elektron ke seberang tabung dengan kuat .

Gambar 13-26 Mesin sinar x Ketika elektron melampaui batas kecepatan menabrak atom tungsten, benturan ini

menyebabkan elektron dalam suatu atom berpindah pada tingkat energi yang lebih rendah. Sebuah elektron

yang berada pada tingkat orbit lebih tinggi segera turun menuju tingkat energi yang lebih rendah, sehingga terjadi pelepasan energi ekstra dalam bentuk photon. Photon memiliki level energi yang tinggi kemungkinan merupakan sinar X photon.The Elektron bebas dapat

juga membangkitkan photon tanpa tumbukan atom. Seperti komet mengelilingi matahari elektron perlahan turun dan mengubah arah secepat atom. Ini " pengereman" tindakan menyebabkan elektron memancarkan tenaga dalam bentuk photon sinar X.

Sebuah elektron bebas tertarik kepada inti atom tungsten. Ketika elektron dipercepat, inti berubah elektron kehilangan energi, energi yang dilepaskan sebagai photon sinar X. Dampak benturan tinggi memproduksi sinar X dan membangkitkan panas. Motor memutar anoda melindunginya dari meleleh (berkas elektron tidak selalu difokuskan pada area yang sama ). Juga terdapat minyak pendingin yang mengelilingi sistem menutupi juga menyerap panas yang timbul. Keseluruhan mekanisme dikepung dengan perisai tebal. Untuk menjaga sinar X dari pelepasan ke semua arah. Jendela kecil dalam perisai mengeluarkan photon dalam berkas yang sempit. Berkas dilewatkan melalui serangkaian filter sebelum memasuki tubuh pasien.

Sebuah kamera pada sisi lain dari tubuh pasien merekam pola sinar X yang dilewatkan melalui tubuh pasien. Kamera sinar X menggunakan teknologi film yang sama seperti kamera biasa, namun cahaya sinar X diatur pada saat reaksi kimia dapat mengganti cahaya tampak. Pada umumnya dokter mempertahankan gambar film negative. Yaitu pada area yang diekspose berlebihan muncul cahaya gelap dan pada area yang diekspose kurang cahaya muncul lebih terang. Untuk materi yang keras seperti tulang muncul cahaya putih dan untuk materi yang lebih lunak muncul warna hitam atau abu-abu. Dokter dapat memperoleh materi yang mempunyai perbedaan fokus dengan mengatur intensitas berkas sinar X.

Gambar 13-27 Pancaran poton

13.2.3. Ide Dasar Computerized Axial Tomography (CAT) Ini merupakan perkembangan teknologi kedokteran di bidang pemanfaatan sinar X. Mesin scan Computerized Axial Tomography (CAT) menghasilkan sinar X, dalam bentuk energi elektromagnetik yang kuat. Pada dasarnya photon sinar X sama seperti photon cahaya tampak dengan energi yang lebih besar. Tingkat energi tinggi memungkinkan berkas sinar X dilewatkan langsung melalui materi lunak dalam tubuh manusia. Penggambaran sinar X konvensional pada dasarnya berupa bayangan, disinari pada satu sisi tubuh dan sebuah potongan film pada sisi lain bayangan hitam tulang. Bayangan-bayangan

memberi suatu gambar yang tidak lengkap dari suatu bentuk obyek. Bayangkan jika anda sedang berdiri di depan dinding, dengan tangan kanan memegang nanas didepan dada sedangkan tangan kiri memegang pisang. Maka bila teman hanya melihat pada dinding, maka bukan anda yang nampak. Jika disana diberi lampu di depan anda, teman anda akan melihat garis besar anda memegang pisang, namun bukan nanas, bayangan dari torso. Teman akan melihat kiri memegang pisang, karena bayangan tubuh anda menghalangi nanas. Jika lampu ditaruh disisi kananmu, maka teman anda melihat garis besar nanas bukan pisang.

Gambar 13-28 Hasil CAT jantung dan torax

Hal yang sama tejadi dalam gambar sinar X konvensional. Jika suatu tulang lebih besar secara langsung diletakan diantara mesin sinar X dan tulang yang lebih kecil, maka akan dihasilkan film dengan tulang yang lebih besar mungkin akan menutupi tulang yang lebih kecil. Dalam hal melihat tulang yang lebih kecil anda harus memutar tubuh atau mesin sinar X. Untuk mengetahui bahwa anda memegang nanas dan pisang, teman anda harus melihat bayangan

di kedua posisi dan membentuk gambar yang lengkap. Ini merupakan gagasan dasar dari perangkat komputer tomography. Dalam mesin scan CAT, berkas sinar X bergerak mengelilingi pasien, scaning dilakukan dari ratusan sudut yang berbeda. Komputer mengambil semua informasi dan memasang bersama-sama dalam gambar tubuh 3 dimensi

Gambar 13-29 Ide dasar penyinaran sinar x

13.2.4. Prosedur Scanning Mesin CAT tampak menyerupai kue donat raksasa yang sisi-sisinya dinaikan. Pasien dibaringkan di bawah platform, secara perlahan dipindahkan melalui lubang dalam mesin. Tabung sinar X dimunculkan pada cincin yang dapat dipindah-pindahkan mengelilingi ujung lubang. Cincin juga didukung susunan detektor sinar X secara langsung disisi berlawanan tabung

sinar X. Sebuah motor memutar cincin sehingga tabung sinar X dan detektor sinar X berputar bolak-balik mengellingi tubuh. Setiap putaran penuh scan sempit, mengiris tubuh secara horizontal. Sistem control memindahkan platform ke dalam lubang lebih jauh sehingga tabung dan detektor dapat menscan irisan berikutnya.

Gambar 13-30 Prinsip dasar penyinaran sinar x pada CAT dan hasil

Dengan cara ini mesin membuat irisan sinar X memotong tubuh dalam gerakan spiral. Komputer memvariasi intensitas sinar X dalam tingkatan untuk scan setap jenis

jaringan dengan daya optimum. Setelah pasien dilewatkan melalui mesin, komputer akan mengkombinasi semua informasi dari setiap scan untuk membentuk

detail gambar tubuh. Ini tidak selalu diperlukan melakukan scan ke seluruh tubuh. Dokter lebih sering melakukan scan hanya sebagian kecil. Karena pengujian irisan tubuh irisan demi irisan, scan CAT jauh lebih terencana dari pada sinar X konvensional. Sekarang ini dokter menggunakan scan CAT untuk

mendiagnosa dan memberi perlakuan penyakit yang sangat bervariasi, meliputi trauma, kanker dan osteoporosis. Ini merupakan perangkat yang tak ternilai dalam kedokteran modern.

13.2.4.1. Cara Kerja CT Scan dan

Perkembangannya Selama CT scan bekerja, generator sinar X memberi daya ke tabung sinar X, sinar X dihasilkan oleh tabung sinar X dan diemisikan seperti diputar mengelilingi pasien. Sinar X dilewatkan melalui tubuh pasien ke detektor, yang mana ini sangat tergantung pada jenis dan model CT scanner, mungkin terdiri dari ionisasi gas xenon atau kristal (seperti cesium-iodide atau cadmium-tungstate). Selama satu putaran detektor menghasilkan sinyal listrik, yang dibangkitkan setelah penyinaran sinar X. Sinyal listrik ini ditransfer ke komputer, diproses dan direkonstruksi ke

dalam gambar menggunakan algoritma yang telah deprogram sebelumnya. Setiap putaran tabung sinar X dan detektor direkonstruksi ke dalam gambar yang direferensikan sebagai irisan. Irisan dipresentasikan berupa potongan melintang dari detail anatomi, dan memungkinkan susunan anatomi di dalam tubuh dapat divisualisasikan hal yang tidk mungkin dengan radiography pada umumnya. Collimator ditempatkan didekat tabung sinar X dan pada setiap detektor memperkecil sebaran radiasi dan berkas sinar X tepat untuk menggambarkan scan. Tinggi collimator ditentukan ketebalan irisan yang diinginkan.

Sekarang terdapat beberapa jenis CT scanner untuk penggunaan maupun konfigurasi melakukan scanning kedepannya berbeda. CT scanner konvensional yang telah dikenalkan tahun 1970, mempunyai kabel yang diletakkan pada susunan detektor, dan oleh karena itu pada akhir putaran tabung sinar X, perakitan harus dikemblaikan untuk menghindari kebingungan kabel, CT konvensional kecepatan scanning paling rendah. CT scan spiral, juga dinamakan scanner helical atau volumetric mempunyai konfigurasi

gelang seret yang memungkinkan rotasi satu putaran kontinyu. Dalam scaning spiral meja pasien digerakkan melalui gantry sementara tabung sinar X dan detektor berputar gerakan spiral mengelilingi pasien. Kecepatan scanning lebih cepat, irisan lebih tipis dan diperlukan breathhold pasien lebih pendek dari pada CT konvensional. CT scan spiral dikenalkan pada tahun 1989, sejak dikenalkan memberi keuntungan penggambaran CT meningkatkan kecepatan dan kualitas scanning dibandingkan CT scanner

konvensional.

Gambar 13-31 CT scan multi irisan

Scanner multi irisan telah dikenalkan sejak tahun 1998 dipandang sebagai revolusi lanjut dalam penggambaran CT, detektor mempunyai arah gerakan multi row yang memungkinkan akuisisi multi irisan gambar selama satu putaran tabung sinar X. Tergantung pada model pabrikasi, scanner multi irisan mungkin delapan kali lebih cepat dari pada scanner spiral irisan tunggal dan irisan dapat setipis setengah irisan yang tipis yang dapat dicapai dengan scanner spiral. Teknologi multi irisan masih dalam tahap pengembangan sejak tahun 2001. Berkas elektron CT scanner, juga dinamakan CT scanner ultra cepat, menggunakan teknologi scanning yang berbeda dari pada CT scanner yang lain,

dimana putaran tabung sinar X secara mekanis. Berkas elektron CT scanner tidak memiliki bagian yang bergerak, yang demikian ini memungkinkan melakukan scan dengan cepat. Berkas elektron yang dibangkitkan dari elektron gun difokuskan pada putaran sinar X berkas dikendalikan sepanjang ring sasaran tungsten. Waktu scan mendekati sepuluh kali lebih cepat dari pada scaner multi irisan karena hanya berkas elektron yang bergerak selama scanning. Berkas elektron CT scan telah dikenalkan pada pertengahan tahun 1980 dan dirancang untuk penggambaran jantung dan penggambaran dari susunan penggerak lain (seperti paru-paru) mempunyai kecepatan scaning tinggi.

Peralatan CT imaging sering disuplay dengan piranti pengarsipan gambar (CD, pita kaset) , untuk piranti gambar

hardcopy (film sinar X, gambar laser) dan kemampuan jaringan, tergantung pada fasilitas kebutuhan. Karena CT

menggunakan cara digital, CT scanner seringkali di buatkan jaringan dengan perangkat digital lain, yang demikian ini seperi sistem

MRI, untuk memfasilitasi memudahkan perbandingan gambar pada penglihatan monitor.

Gambar 13-32 Tabung dasar mesin CT scan

Sebagaimana putaran scanner, detektor mengambil sejumlah snapshot yang dinamakan profil. Pada umumnya dalam setiap satu putaran diperoleh sekitar 1000 profil. Setiap profil dianalisa komputer dan satu set profil penuh dari setiap rotasi membentuk irisan gambar dua dimensi.

13.2.4.2. Pengoperasian Alat Setelah teknolog menyiapkan dan memposisikan pasien pada meja scanning dengan tepat, teknolog berpindah ke ruang control dan memulai scan dengan menggunakan control komputer. Biasanya scanning protocol komputer telah diprogram sebelumnya untuk jenis scan pada

umumnya (abdomen dan tulang panggul, dada , kepala) dan beberapa komputer memungkinkan dipesan scan protocol untuk dimasukkan. Selama scaning, teknolog menginstruksi pasien melalui sistem intercome mengenai breathhold dan posisi. Pengaturan komputer secara otomatis memindahkan meja pasien sesuai dengan parameter scanning yang dipilih. Scan sendiri mungkin hanya membutuhkan waktu 5 sampai 15 menit, namun total pengujian mungkin membutuhkan waktu sampai di atas 30 menit, karena pasien harus disiapkan dan diposisikan.

Gambar 13-33 Ruang kontrol dan pelaksanaan scanning

Bila pengujian telah lengkap, teknolog memproses data gambar menggunakan komputer workstation. Tergantung fasilitas, gambar mungkin dikirim ke prosesor film sinar X atau laser imager untuk

dicetak sebagai hardcopy dan diberikan ke ruang pembacaan atau mungkin disimpan dalam disket atau ditransfer melalui sistem manajemen gambar digital untuk dipresentasikan memalui penglihatan monitor.

Gambar 13-34 Jaringan sistem manajemen gambar

13.2.4.3. Optimalisasi Peralatan Dengan Model Jaringan Sebelum pasien dipindahkan dari meja, teknolog radiologi dapat mereview gambar yang dikehendaki untuk meyakinkan kualitasnya cukup memenuhi untuk keperluan diagnose. Gerakan artifak, yang berupa lapisan, embun atau ketidak tepatan lain dalam gambar, mungkin terjadi jka pasien melakukan gerakan pada saat scan dilaksanakan atau bila susunan gambar bergerak (jantung, paru-paru). Pengurangan ketebalan irisan gambar yang

dikehendaki, mengubah waktu dari suntikan bahan kontras dan memperpendek waktu breathhold pasien dapat membantu mengurangi kejadian gerakan artifak. Teknolog radiologi akan memilih protocol scanning yang akan memberikan kualitas gambar maksimum dan dosis radiasi minimum. Dosis radiasi pada umumnya untuk CT scan mendekati sama dengan radiasi latar belakang alami , rata-rata orang kebanyakang dalam waktu

satu tahun. Dosisi radiasi pasien dari CT scan sedikit lebih tinggi dari pada prosedur sinar X pada umumnya. Scanner multi irisan yang lebih baru secara signifikan mengantarkan dosis radiasi yang lebih tinggi dari pada scanner spiral irisan tunggal, dosis lebih tinggi ini berkaitan dengan pasien pediatric khusus. Asosiasi Ahli radiologi di Amerika (ASRT) telah mengeluarkan pernyataan protocol scanning untuk scanning pediatric dan merekomendasikan bahwa protocol scanning khusus untuk

pasien pediatric dan pabrikasi perangkat CT mengembangkan cakupan parameter yang disarankan untuk pasien pediatric didasarkan pada berat. ASRT mendorong teknolog untuk sadar akan dosis radiasi untuk kasus pediatric jika diperlukan menggunakan tameng radiasi, pengaturan posisi pasien menggunakan filter dosis tertentu dan menambah pitch ratio (kecepatan meja/rotasi gantry) pada spirall scan.

13.2.4.1. Perawatan Peralatan CT imagng biasanya yang dibeli dengan pelayanan kontrak dari produsen atau pihak ketiga melayani penyedia meliputi tabung sinar x dan penggantian bagian lain dan pelayanan perbaikan darurat.Fasilitas departemen teknologi biomedical dan ahli ilmu fisika medis boleh juga melakukan cek pemeliharaan pencegahan tahunan, sebaiknya kalibrasi bulanan,kualitas gambar pengujian, memonitor dosis radiasi. Suatu program pengendalian mutu menyeluruh yang meliputi evaluasi resolusi gambar, akurasi dosis radiasi pasien, pemrosesan gambar, sistem peRFormansi keseluruhan dan corak kualitas gambar yang harus diikuti. Teknolog radiasi mungkin memerlukan staf tenaga teknik membantu perawatan dan pelayanan perbaikan. Kebanyakan produsen CT menawarkan corak diagnostik jarak jauh pada peralatan mereka

dengan memfasilitasi perbaikan dari permasalahan sistem. Komunikasi melalui modem dan telepon dengan pelayanan personal memungkinkan melakukan diagnostic software, misalnya melayani penggantian onderdil, download software untuk menyelesaikan masalah, atau pemberitahuan segera masalah operasional untuk diperbaiki. 13.2.4.2. Kapan CT scan

Diperlukan CT scan mempunyai kemampuan unik untukmenggambarkan kombinasi dari jaringan lunak, tulang dan jaringan darah. Disediakan teknik penggambaran, ini merupakan satu peralatan terbaik untuk belajar abdomen dan paru-paru. Juga mampu mendiagnosa kanker, dan merupakan metoda untuk mendiagnose paru-paru,hati, dan kanker pankreas. Aplikasi lain meliputi :

Mendiagnosa dan evaluasi perawatan penyakit jantung.

Mendiagnosa stroke akut. Mendiagnosa dan evaluasi

Perawatan untuk penyakit vaskuler

Mengukur kepadatan mineral tulang untuk mendetaksi penyakit tulang osteoporosis.

Mendiagnosa dan mengevaluasi perawatan luka traumatis.

CT scan juga dapat digunakan untuk mendiagnosa masalah sinus dan bagian dalam telinga karena dapat menghasilkan

gambar resolusi tinggi dari susunan jaringan lunak dan tulang lembut.

CT memberikan informasi detail untuk hampir semua bagian tubuh meliputi :

otak, vessel, mata, telinga bagian dalam dan sinus.

dada, hati, jantung, aorta, paru-paru

leher, bahu dan tulang belakang tulang panggul dan tulang

pinggul, sistem reproduksi laki-laki dan perempuan, kandung kencing dan gastrointestinal.

Gambar 13-35 Hasil CT scan otak 13.3.1. Diagnosa Medis Penggambaran Sonography 13.3.1.1. Pengertian Ultrasonik Medis Ultrasonik atau ultrasonography adalah teknik penggambaran medis yang menggunakan gelombang suara dan pantulnya. Teknik yang digunakan serupa dengan pantullation yang digunakan pada ikan paus dan dolfin, seperti halnya SONAR yang digunakan oleh kapal selam. Dalam ultrasonik digunakan sebagai berikut : Mesin ultrasonik mengirim pulsa

suara frekuensi tinggi sampai 5 MHz ke dalam tubuh dengan menggunakan probe.

Perjalanan gelombang suara ke dalam tubuh dan membentur suatu batas antar jaringan ( misal antar cairan dan jaringan lembut, tulang dan jaringan lembut).

Sebagian gelombang suara direfleksikan kembali ke probe, sementara beberapa berjalan lebih jauh sampai mencapai batas lain dan direfleksikan.

Gelomban pantul diambil probe dan diteruskan ke mesin.

Mesin menghitung jarak dari probe ke jaringan atau organ

dengan menggunakan kecepatan suara dalam jaringan (5,005 ft/s atau 1540 m/s) dan waktu dari setiap pantulan (biasanya dalam seper-jutaan detik).

Mesin memperagakan jarak dan intensitas pantulan pada layar, membentuk gambar dua dimensi

seperti ditunjukan gambar di bawah ini.

Dalam ultrasonik pada umumnya jutaan pulsa dan pantulan dikirim dan diterima setiap detik. Probe dapat dipindahkan sepanjang permukaan tubuh dan mencapai variasi sudut pandang.

Gambar 13-36 Ultrasonik pertumbuhan janin (umur 12 minggu) dalam kandungan ibu. Pandngan samping bayi ditunjukkan (kanan ke kiri) kepala, leher, badan dan kaki ( Photo courtesy Karim and Nancy Nice) 13.3.1.2. Penggambaran Medis Ultrasonography Medical Ultrasonography (sonographhy) merupakan suatu penggambaran diagnostik yang didasarkan pada frekuensi suara ultrasonik, teknik yang digunakan untuk memvisualisasi otot dan organ tubuh internal, untuk dilihat ukuran, struktur, luka atau kemungkinan adanya penyakit. Sonography kandungan biasanya digunakan untuk pemeriksaan kehamilan dan secara luas dikenali oleh masyarakat. Terdapat banyak aplikasi diagnostic dan pengobatan praktis dalam kedokteran.

Dalam fisika istilah ultrasound diaplikasikan pada semua energi akustik yang mempunyai frekuensi di atas kemampuan pendengaran manusia (20 000Hz atau 20 KHz). Diagnostik scanner sonogtraphy pada umumnya bekerja pada frekuensi 2 sampai 18 MHz, ratusan kali lebih besar dari pada batasan di atas. Pilihan frekuensi dengan pertimbangan antara resolusi gambar dan kedalaman imaging, frekuensi rendah menghasilkan resolusi kuang memenuhi namun gambaran lebih dalam ke dalam tubuh.

13.3.2. Aplikasi Diagnostik Sonography (ultrasonography) secara luas telah digunakan dalam kedokteran. Memungkinkan untuk membuat diagnosa atau prsdur terapi dengan panduan sonography (sebagai contoh biopsi atau pengeringan cairan). Sonographer di bidang kedokteran secara profesional adalah orang yang membuat scan untuk tujuan diagnose. Sonographer pada umumnya menggunakan transduser yang ditempatkan secara langsung dan memindahkan meliputi daerah yang diperiksa. Gel air digunakan sebagai penghubung ultrasonik antara transduser dan pasien. Sonography efekti untuk imaging jaringan lunak dari tubuh. Struktur dangkal seperti otot, urat daging, test, dada dan otak neonatal digambarkan pada frekuensi yang lebih tinnggi ( 7-18 MHZ), yang mana memberikan sumbu dan pencabangan resolusi yang lebih dan baik. Susunan yang lebih dalam seperti liver dan ginjal digambarkan pada frekuensi lebih rendah dari 1 sampai 6 MHz dengan sumbu dan pencabangan

resolusi lebih rendah namun penetrasi lebih besar. Ultrasonik telah digunakan dalam pengaturan klinis bervariasi, meliputi ilmu kebidanan dan ilmu kandungan, cardiology dan pendeteksian kanker. Keuntungan ultrasonik yang utama adalah bahwa struktur tertentu dapat diamati tanpa menggunakan radiasi. Ultrasonik dapat juga dilaksanakan lebih cepat dari pada sinar-X atau teknik radiografis lain. Beberapa pemanfataan ultrasonik untuk pemeriksaan dan pengujian : 1. lmu kebidanan Dan Ilmu

kandungan 2. mengukur ukuran janin untuk

menentukan tanggal kelahiran 3. menentukan posisi janin untuk

melihat jika normal posisi kepala di bawah

4. mengecek posisi plasenta untuk melihat jika perkembangan tidak sesuai, pembukaan cervix.

5. melihat banyaknya Janis dalam kandungan

6. mengecek jenis kelamin bayi

Gambar 13-38 Perkembangan bayi 29 minggu ultrasonik 3D

Gambar 13-37 Bayi dalam kandungan dilihat dengan sonogram

7. mengecek laju pertumbuhan janin dengan pengukuran dari waktu ke waktu

8. pendeteksian kehamilan ectopic, hidup yang mengancam situasi di mana bayi ditanamkan tuba fallopii ibu sebagai ganti kandungan.

9. monitoring bayi selama prosedur khusus ultrasound telah sangat menolong dalam penglihatan dan pencegahan bayi selama amniocentesis ( sampling cairan yang amniotic dengan suatu jarum untuk pengujian hal azas keturunan). Tahun yang lalu, dokter menggunakan prosedur ini secara membabi buta, bagaimanapun dengan

penggunaan ultrasonik, resiko dari prosedur ini sudah diturunkan secara dramatis.

10. melihat tumor indung telur dan dada

11. Dalam bidang cardiology a. melihat bagian dalam

jantung untuk mengidentifikasi struktur abnormal atau fungsi

b. mengukur aliran darah sepanjang jantung dan pembuluh darah utama

12. Bidang Urology a. mengukur aliran darah

sepanjang ginjal b. melihat batu ginjal c. mendeteksi kanker prostat

dini.

Pada umumnya tujuan menggunakan mesin sonography pertimbangannya adalah kemampuannya dalam penggambaran. Aplikasi khusus

mungkin hanya bisa diberikan dengan transduser khusus. Dinamika alami dari banyak penelitian pada umumnya memerlukan corak khusus dalam

Gambar 13-40 Sonograph menunjukkan gambar kepala janin dalam kandungan

Gambar 13-39 Pengujian ultasonik selama kehamilan (Photo courtesy Philips Research)

mesin sonography yang efektif, demikian ini seperti transduser endovaginal, endorectal atau transesophageal. Pemeriksanaan kandungan dengan ultrasonik biasanya digunakan selama kehamilan untuk mengecek perkembangan janin. Dalam sonogram panggul, organ pada daerah panggul digambarkan. Ini meliputi kandungan dan indung telur atau kandung kecing. Orang kadang menggunakan sonogram untuk panggul dengan tujuan memeriksa kesehatan prostat dan kandung kecing mereka. Ada dua metoda untuk melakukan pemeriksaan panggul dengan sonography secara internal dan eksternal. Pemeriksaan panggul sonogram internal merupakan salah satu bentuk transvaginally (untuk wanita) atau transrectally

(untuk pria). Penggambaran sonogram panggul dapat menghasilkan informasi diagnostic penting berkaitan dengan keakuratan hubungan dari ketidaknormalan susunan organ panggul dengan yang lain dan presentasi ini bermanfaat untuk memberikan perlakuan pasien berkaitan dengan gejala turunnya kandungan mengenai panggul, pembesaran sehingga mengghalagi pembuangan air besar. Dalam sonography abdominal, organ padat dari abdomen seperti pankreas, aorta, inferior vena cava, hati, kantong empedu, saluran pipa empedu, ginjal, dan limpa dapat digambarkan. Gelombang suara dihalangi oleh gas dalam bowel, oleh karena kemampuan diagnostik pada area ini terbatas.

13.3.2.1. Pengolahan Suara Menjadi Gambar Membuat gambar dari suara dikerjakan dalam tiga langkah yaitu menghasilkan gelombang

suara, penerimaan pantul dan menginterpretasikan pantul.

13.3.2.2. Produksi Gelombang Suara Gelombang suara pada umunya dihasilkan oleh transduser piezielektrik yang diletakkan pada probe. Kekuatan, pulsa listrik pendek dari mesin ultrasonik membuat tranduser menghasilkan frekuensi yang diinginkan. Frekuensi yang dihasilkan antara 2 dan 15 MHz. Suara difokuskan ke salah satu bentuk transduser, sebuah lensa didepan tranduser atau pengaturan kompleks pulsa dikontrol dari mesin scanner ultrasonik. Pengfokusan ini

menghasilkan bentuk gelomban suara dari muka transduser. Perjalanan gelombang ke dalam tubuh dan masuk secara fokus pada kedalaman yang diinginkan. Teknologi lebih tua menggunakan transducers cahaya dengan lensa pisik. Transduser dengan teknologi yang lebih baru menggunakan teknik susunan pasa sehingga memungkinkan mesin sonography mengubah arah dan kedalaman fokus. Hampir semua transduser piezoelektrik

dibuat dari keramik. Bahan pada permukaan transduser memungkinkan suara ditransmisikan secara efisien ke dalam tubuh. Gelombang suara secara parsial akan direfleksikan dari lapisan diantara jaringan yang berbeda. Detailnya suara

direfleksikan kesemua arah yang tedapat pebedaan kepadatan tubuh misalnya sel darah dalamplasma darah, susunan kecil dalam organ dsb. Beberapa direfleksikan kembali ke transduser.

Gambar 13-41 Medical sonographic scanner 13.3.2.4. Pembentukan Gambar Scanner sonography harus menentukan tiga hal dari setiap pantul yang diterima yaitu : Arah datangnya pantul Seberapa kuat Seberapa lama pantul diterima

dari suara yang telah ditransmisikan. Scanner sonography menentukan tiga hal,

ini dapat mengalokasikan pixel dalam gambar untuk bercahaya sebagai intensitas. Transformasi sinyal yang diterima ke dalam gambar digital mungkin dapat dijelaskan dengan menggunakan analogi lembaran kertas kosong. Dibayangkan transduser panjang, di atas

13.3.2.3.Menerima Pantul Gelombang suara yang dikembalikan ke transduser mengakibatkan proses yang sama sinyal bahwa sinyal gelombang suara dikirim, kecuali dalam sebaliknya. Gelombang suara yang dikembalikan menggetarkan transduser, transduser kembali bergetar menghasilkan pulsa listrik berjalan ke scanner ultrasonik untuk diproses dan ditransformasi ke dalam gambar digital.

lembaran datar. Pulsa dikirim kolom lembar kertas turun ke A, B, C dan sterusnya. Setiap kolom pengembalian pantul terdengar. Pada saat mendengar pantul dicatat seberapa lama pantul kembali. Semakin panjang menunggu, row semakin dalam (1,2,3 dan seterusnya). Kekuatan

pantul menentukan pengaturan kecerahan sel (putih untuk pantul yang kuat, hitam untuk pantul lemah dan bayangan bervariasi dari abu-abu untuk warna diantaranya). Bila semua pantul direkam pada lembaran, diperoleh gambar greyscale.

Gambar 13-42 Sensor suara 13.3.2.5. Susunan transduser linier Ultrasonography menggunakan probe yang berisi satu atau lebih transduser akustik untuk mengirim pulsa-pulsa suara ke dalam suatu materi. Kapan saja gelombang suara mengenai materi dengan tingkat kepadatan yang berbeda (impedansi akustik), sebagian dari gelombang suara direfleksikan kembali ke probe dan dideteksi sebagai pantul. Pada saat mendapatkan kembali pantul perjalanan kembali ke probe diukur dan digunakan untuk menghitung kedalaman antar muka jaringan yang menyebabkan pantul. Untuk perbedaan besar antar impedansi akustik, menghasilkan pantul lebih besar. Jika pulsa mengenai gas atau zat padat, perbedaan kepadatan besar, energi akustik yang direfleksikan juga besar dan

menjadikan mungkin untuk melihat lebih dalam. Frekuensi yang digunakan untuk penggambaran medis umumny dalam cakupan dari 1 sampai 18 MHz. Frekuensi lebih tinggi mempunyai panjang gelombang lebih pendek, dan digunakan untuk membuat sonogram dengan detail yang lebih kecil. Oleh karena itu untuk attenuasi gelombang suara frekuensi ditambah lebih tinggi, sehingga mempunyai penetrasi yang lebih baik, untuk jaringan yang lebih dalam digunakan frekuensi yang lebih rendah (3 sampai 5 MHz). Penampakan kedalaman tubuh dengan sonography sangat sulit. Beberapa energi akustik hilang setiap kali pantul dibentuk, namun kebanyakan energi yang hilang karena penyerapan akustik.

Kecepatan suara berbeda dalam materi yang berbeda, tergantung pada impedansi akustik dari materi. Oleh karena itu, instrumen sonography berasumsi bahwa kecepatan akustik tetap pada 1540 m/detik. Dampak dari asumsi ini sesungguhnya jaringan tubuh tidak seragam, berkas menjadi sedikit tidak fokus dan resolusi gambar menurun. Untuk membuat gambar dua dimensi, berkas ultrasonik disapu. Sebuah transduser disapu secara mekanis dengan pemutaran atau penyapuan. Gambar satu dimensi transduser susunan phasa mungkin menggunakan sapuan berkas secara elektronik. Data

diterima diproses dan digunakan untuk membangun gambar. Gambar 3D dapat dibangkitkan dengan memperoleh serentetan pengaturan gambar 2D. Biasanya transduser diguanakan pada probe tertentu yang secara mekanis menscan gambar 2D konvensional. Oleh karena itu, karena scanning mekanis lambat, ini sulit membuat gambar 3D dari pemindahan jaringan. Sekarang, telah dikembagkan transduser susunan phasa 2D dapat menyapu berkas dalam 3D. Gambar ini dapat lebih cepat dan dapat digunakan untuk membuat gambar 3D dari jantung yang berdenyut.

13.3.3.Metoda Sonograpi 1. Sonography Doppler Ultrasonik Doppler didasarkan pada efek Doppler Doppler. Bila obyek merefleksikan gelombang ultrasonik adalah berpindah mengubah frekuensi pantulan, membuat frekuensi lebih tinggi jika ini merupakan perpindahan menuju probe dan frekuensi lebih rendah bila perpindahan menjauhi probe. Sberapa banyak frekuensi diubah tergantung pada seberapa cepat obyek berpindah. Doppler ultrasonik mengukur perubahan dalam frekuensi pantulan untuk dihitung seberapa cepat obyek berpindah. Ultrasonik Doppler telah banyak digunakan untuk mengukur kecepatan aliran darah, kecepatannya dapat ditentukan dan dividualisasikan. Ini merupakan pemakaian khusus dalam pengamatan cardiovascular

(sonography dari sistem vascular dan jantung) dan secara esensial banyak area yang demikian seperti penentuan aliran darah balik dalam portal hipertensi hati vasculature. Informasi Doppler diperagakan secara grafik dengan menggunakan spektrum Doppler atau sebagai gambar dengan menggunakan warna Dopller (directional Doppler) atao power Dopller (non directional Doppler). Dopler ini mengalami pergeseran turun dalam cakupan suara yang dapat didengar dan sering pula dipresenasikan dapat didengar dengan menggunakan speakerstereo, hasil ini sangat membedakan, meskipun pulsa suara buatan.

Pada hakekatnya, mesin sonographic paling modern tidak menggunakan Efek Doppler untuk mengukur percepatan, sebagaimana telah dipercayakan pada lebar pulsa Doppler. Mesin lebar pulsa memancarkan pulsa ltrasonik, dan kemudian disaklar dalam mode menerima. Demikian ini pulsa direfleksikan yang diterima bukan subyek pergeseran phasa, seperti resonansi tidak kontinyu. Oleh karena itu dengan membuat beberapa pengukuran, pergeseran phasa dalam urutan pengukuran dapat digunakan

untuk mencapai pergeseran frekuensi ( karena frekwensi adalah tingkat perubahan phasa). Untuk mencapai pergeseran phasa antara sinyal yang dipancarkan dan diterima, pada umumnya digunakan satu dari dua algoritma Kasai atau cross-correlation. Mesin lama yang menggunakan Doppler gelombang kontinyu (CW), memperlihatkan Efek Doppler sebagai diuraikan di atas.Untuk melakukan ini, transduser pengirim dan penerima harus dipisahkan. Sebagian besar penggambaran kembali mesin

Gambar 13-43 Spektrum doppler arteri

13 44 Spektrum warna arteri yang sama

Gambar 13 45 Ultrasonik doppler untuk mengukur aliran darah melalui jantung. Arah aliran darah ditunjukkan pada layar dengan warna yangberbeda (photo courstesy Philip research)

gelombang kontinyu, tidak dapat memberikan informasi jarak (merupakan keuntungan besar dari sistem PW waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa dapat diubah ke dalam informasi jarak dengan mengetahui kecepatan suara). Dalam masyarakat sonographi

(walaupun bukan dalam masyarakat pengolah sinya), terminology ultrasonik Doppler telah diterima berlaku pada keduanya sistem Doppler PW dan CW disamping mekanisme yang berbeda untuk mengukur kecepatan.

13.3.3.1. Mesin Ultrasonik Dasar mesin ulltrasonik terdiri bagian-bagian berikut ini :A basic Transduser probe ke probe mengirim dan menerima gelmbang suara. Komputer Central Processing Unit (CPU) yang melakukan semua

perhitungan dan berisi sumber daya untuk komputer dan probe transduser.

Pulsa control transduser berfungsi mengubah amplitudo, frekuensi dan durasi dari pulsa yang diemisikan dari probe transduser.

Memperagakan kandungan, kelenjar prostat, perut, kandungan, dan gambar dari data ultrasonik yang telah diproses oleh CPU.

Keyboard untuk memasukan data dan mengambil hasil pengukuran untuk diperagakan.

Piranti penyimpan (disket, CD) diperlukan untuk menyimpan gambar yang dibutuhkan.

Printer untuk mencetak gambar dari pergaan data. 13.3.3.1.1. Probe Transduser Probe transduser merupakan alat utama dari mesin ultrasonik. Probe transduser membuat gelombang suara dan menerima pantulan. Bisa dikatakan probe merupakan mulut dan telinga mesin ultrasonik. Probe transduser membangkitkan dan menerima gelombang suara dengan menggunakan prinsip yang dinamakan efek piezolistrik (tekanan listrik), yang telah diketemukan oleh Pierre dan Jacques Currie pada tahun 1880. Dalam probe terdapat satu atau lebih kristal piezolistrik. Bila arus diberikan ke Kristal, Kristal dengan

cepat berubah bentuk Kecepatan berubah bentuk atau vibasi menghasilkan gelombang suara. Sebalinya bila suara atau tekanan gelombang dikenakan pada kristal akan menghasilkan arus. Oleh karena itu, beberapa Kristal dapat digunakan mengirim dan menerima gelmbang suara. Probe juga mempunyai penyerap suara untuk mengeliminasi pantulan balik dari probe itu sendiri, dan sebuah lensa akustik untuk membantu memfokuskan emisi gelombang suara.

Probe transduser mempunyai banyak bentuk dan ukuran. Bentuk probe menentukan pandangan bidang dan frekuensi emisi gelombang suara, kedalaman penetrasi gelombang suara dan resolusi gambar. Probe transduser mungkin berisi satu atau lebih elemen Kristal, dalam probe multiple elemen setiap Kristal memiliki rangkaian sendiri. Probe multiple elemen memiliki keuntungan bahwa berkas dapat dikendalikan dengan mengubah

waktu pengambilan pulsa setiap elemen, pengendalian berkas penting khususnya pada cardiac ultrasonik. Probe dapat dipindahkan sepanjan permukaan tubuh, banyak probe dirancang untuk disisipkan melalui variasi lubang tubuh (vagina, dubur) sehingga dapat lebih membuka organ yang diuji (kandungan, kelenjar prostat, perut) mengambil lebih membuka organ memungkinkan untuk melihat lebih detail.

Gambar 13-46 Bagian-bagian mesin ultrasonik

13.3.3.1.2. Central Processing Unit (CPU) CPU merupakan otak mesin ultrasonik. Pada dasarnya CPU sebuah komputer yang berisi memori mikroprossor , penguat dan power supplay untuk mikroprosesor dan probe transduser. CPU mengirim arus listrik ke probe tansduser untuk mengemisikan gelombang suara dan juga menerima pulsa listrik

dari probe yang pantulan. CPU melakukan semua perhitungan meliputi pemrosesan data. Satu bahan data diproses, CPU membentuk gambar dalam monitor. CPU dapat juga menyimpan data yang telah diproses atau menyimpan pada disk.

13.3.3.1.3. Transduser Pengontrol Pulsa Transduser pengontrol pulsa memungkinkan operator yang disebut ultrasonographer mengatur dan mengubah frekuensi dan durasi pulsa ultrasonik, sebagus scan mode mesin. Komando dari

operator diterjemahkan ke dalam perubahan arus listrik yang diaplikasikan pada kristal piezolistrik yang merupakan probe transduser.

Peraga Peraga berupa monitor computer yang menunjukkan pemrosesan data dari CPU. Peraga dapat dengan warna hitam putih atau warna tergantung model mesin ultrasonic.

Keyboard/Cursor Mesnin ultrasonic memiliki keyboard dn kursor. Piranti ini memungkinkan operator menambah catatan dan pengukuran melakukan pengambilan data pengukuran

Disk Storage Data dipross dan atau gambar dapat disimpan dalam disk. Disk bisa berupa hardisk, flopy disk, compact disk (CD) dan digital video disk (DVD). Pada umumnya pasien scan ultrasonik menyimpan pada flopy disk dan dengan arsip catatan medis pasien.

Printer Mesin Utrasonik kebanyakan mempunyai printer thermal yang dapat digunakan pengambilan gambar hardcopy dari gambar yang diperagakan.

13.3.4. Perbedaan Jenis Ultrasonik Ultrasonik yang telah diuraikan sejauh ini menampilkan gambar 2D atau irisan dari obyek 3D (janin, organ). Dua jenis ultrasonik

yang lain sekarang ini menggunakan penggambaran ultrasonik 3D dan ultrasonik Doppler.

13.3.4.1. Penggambaran Ultrasonik 3D Dua tahun yang lalu, telah ditingkatkan kemampuan mesin ultrasonik menggambar 3D. Dalam mesin ini beberapa gambar 2D diperoleh dengan menggerakkan probe melintang

pada permukaan tubuh atau memutar probe yang disisipkan. Scan dua dimensi kemudian dikombinasi dengan software komputer khusu untuk membentuk gambar 3D.

Gambar 13-47 Perkembangan janin dalam kandungan (Photo courtesy Philips Research)

13.3.4.2. Gambar ultrasonik 3D Gambar 3D memungkinkan melihat lebih baik pada organ yang diuji dan terbaik digunakan untuk :

1. Deteksi awal dari kanker dan tumor bening 2. Menguji kelenjar prostat dan untuk awal pendeteksian

tumor. 3. Mencari massa dalam colon dan dubur 4. Mendeteksi luka dada untuk kemungkinan biopsi 5. Visualisasi janin untuk menilai perkembangan abnormal

wajah dan otot. 6. Visualisasi aliran darah dalam berbagai organ badan

janin.

13.3.4.3. Microbubble Penggunaan microbubble membandingkan media sonography medis untuk meningkatkan ultrasound sinyal backscatter dikenal sebagai ultrasound contrast-enhanced. Sekarang teknik ini digunakan

dalam echocardiography, dan mungkin untuk aplikasi masa depan dalam imaging molekular dan penghantaran penyerahan obat. Keunggulan Ultrasonography

13.3.4.4. Kelemahan Ultrasonography Disamping memiliki kelebihan ultrasonography juga memiliki kelemahan.

Keunggulan Ultrasonography : 1. Kemampuan penggambaran otot dan jaringan lembut baik sekali

dan bermanfaat untuk menggambarkan alat penghubung antar zat padat dan cairan pengisi ruang.

2. Kemampuan memandang gambaran hidup, dimana operator dapat secara dinamis memilih bagian paling bermanfat untuk mendiagnosa cepat.

3. Kemampuan menunjukkan susunan organ 4. Tidak memiliki efek samping dan ketidaknyamanan pasien. 5. Peralatan ini secara luas komparatif fleksibel. 6. Kecil dengan mudah dibawa untuk menyediakan keperluan scan,

pengujian dapat dilakukan disamping tempat tidur. 7. Relatif murah dibandingkan modeinvestigasi lain seperti CAT,

DEXA atau MRI.

Kelemahan Ultrasonography 1. Alat Sonographic memiliki masalah menembus tulang. Sebagai contoh,

sonography otak orang dewasa sangat terbatas. 2. PeRFormansi sonography kurang baik bila terdapat gas diantara

transducer dan organ badan yang diamati, keduanya mempunyai perbedaan akustik impedansi yang ekstrim. Sebagai contoh, gas gastrointestinal sering terbaca pankreas ultrasonik sulit melacak, dan tidak memungkinkan melakukan penggambaran paru-paru.

3. Tanpa adanya tulang atau udara, kedalaman penetrasi ultrasonik terbatas, kesulitan membuat gambaran kedalaman susunan tubuh, khususnya pasien gemuk.

4. Metoda yang digunakan operator dependent. Diperlukan ketrampilan dan pengalaman untuk memperoleh gambaran berkualitas dan membuat diagnosa akurat.

5. Tidak ada panduan gambaran seperti dengan CT dan MR. Sekali

13.3.4.5. Resiko dan Efek Samping Ultrasonography pada umumnya dipandang cara aman untuk penggambaran. Bagaimanapun efek merugikan adakalanya perlu diamati. Penelitian diagnose ultrasonik dari pertumbuhan janin secara umum dipandang aman selama kehamilan. Prosedur

diagnose akan diperlukan hanya bila terdapat indikasi medis yang valid, dan kemungkinan terendah pengaturan penyinaran ultrasonik akan digunakan guna memperoleh informasi diagnostic yang diperlukan serendah kelayakan.

1. Bahaya Ultrasonik Terdapat banyak hal yang berkaitan dengan keselamatan ultrasonik. Karena ultrasonik merupakan energi, pertanyaan bagaimanakah energi ini bekerja dalam jaringan tubuhku atau bayiku?. Banyak laporan dari bayi dilahirkan dengan berat badan rendah dari ibu yang sering melakukan pengujian selama kehamilan. Ada dua kemungkinan besar dengan ultrasonik yaitu : 1. peningkatan panas jaringan

atau air menyerap energi

ultrasonik sehingga menambah temperatur local.

2. pembentukan gelembung ( rongga) ketika gas di keluarkan dari solusi keduanya mengalami panas lokal disebabkan oleh ultrasonik.

Bagaimanapun,tidak ada pengaruh sakit dari ultrasonik diperkuat dengan dokumentasi hasil penelitian pada manusia ataupun hewan. Dinyatakan bahwa ultrasonik tetap akan digunakan hanya bila diperlukan ( lebih baik hati-hati).

13.3.5. Prosedur Pengujian Dengan Ultrasonik Untuk pengujian dengan ultrasonik, dilakukan dalam suatu ruangan dengan teknisi dan mesin

ultrasonik. Dengan prosedur sebagai berikut :

1. Menanggalkan baju ( dari semua baju atau hanya pada area yang diuji). Ultrasonographer menutupi dengan kain di atas area yang akan disinari tidak untuk yang akan diuji.

2. Ultrasonographer menerapkan suatu mineral minyak jelly ke kulit mengeliminasi udara antara probe dan kulit untuk membantu melewatkan gelombang suara ke dalam tubuh. Ultrasonographer menutup probe dengan tutup plastic.

13.4. Penggambaran Kodekteran Nuklir Dimasa lalu, perawatan maupun pengamatan telah menggunakan cara umum untuk melihat bagian dalam tubuh, namun sekarang dokter dapat menggunakan teknik non-invasive. Beberapa teknik ini meliputi penyinaran sinar X, scanner MRI, scan CAT, ultrasonik dan sebagainya. Masing-masing teknik ini mempunyai keuntungan

dan kerugian yang membuatnya digunakan untuk kondisi dan bagian tubuh yang berbeda. Teknik imaging kedokteran nuklir memberikan cara lain bagi dokter untuk melihat bagian dalam tubuh. Teknik ini mengkombinasikan pemanfaatan komputer, detektor dan unsur radio aktif. Teknik ini meliputi :

Penggambaran Kedokteran nuklir digunakan untuk mendeteksi tumor * aneurysms (titik lemah dalam

dinding pembuluh darah) * irregular atau aliran darah pada

variasi jaringan tidak cukup * kekacauan sel darah dan

pemfungsian organ tidak cukup

yang demikian seperti thyroid dan kekurangan fungsi berkenaan dengan paru-paru. Beberapa penggunaan pengujian khusus tergantung pada symptom pasien dan penyakit yang didiagnosa

13.4.1.1. Pengertian Positron Emission Tomography Posisi emisi tomograpi, yang selanjutnya dikenal dengan sebutan penggambaran PET adalah pengujian diagnose yang melibatkan akuisisi dari gambar psikologi yang didasarkan pada

deteksi radasi dari emisi positron. Positron adalah partikel tipis yang idemisikan dari unsur radioaktif mengatur pada pasien. Gambaran tubuh dikembangkan dengan

3. Melewatkan probe di atas kulit untuk memperoleh gambar yang dikehendaki. Tergantung jenis pengujian, mungkin probe disisipkan di bagian tubuh.

4. Mungkin diminta untuk mengubah posisi guna mendapatkan penglihatan yang lebih baik.

5. Setelah gambar diperoleh dan pengukuran telah dilakukan data disimpan dalam disk. Pasien dapat memperoleh hardcopy gambar.

1. Positron emission tomography (PET) 2. Single photon emission computed tomography (SPET) 3. Cardiovascular 4. Scanning tulang

teknik yang digunakan untuk mengevaluasi berbagai penyakit. Kedokteran nuklir menggunakan instrumen tomographic untuk menggambarkan sebagian tubuh dan memfungsikannya dengan menyisipkan radio isotop ke dalam sistem vaskuler dan kemudian mencari konsentrasi dari pengusut dalam berbagai organ. Scanning PET dan SPECT keduanya diuraikan menghasilkan gambar tomography dan atau irisan individual. Metode lain dari pengujian bagian dalam dan luar tubuh dari tubuh sebenarnya berdasarkan pada radiasi panas (thermography) atau gelombang akustik (sonography). Instrumen endoscopy dengan sumber cahaya dan kamera pada imaging dan disisipkan ke dalam tubuh untuk mengambil gambar optik dari kerongkongan, perut, menurunkan isi perut atau, bagian tubuh lain badan. Ketika suntikan itu

beredar, radio isotop cenderung berdistribusi melalui suatu titik pada tubuh Sepanjang badan pada titik titik yang dilayani oleh aliran darah mungkin terjadi konsentrasi secara istimewa di organ badan tertentu (missal radioaktif iodine dalam kelenjar gondok). Isotop mengeluarkan radiasi ( paling umum, sinar gamma) dapat diinterupsi oleh sinar kamera. Variasi intensitas radiasi dalam ruang sumber titik dalam tubuh mengaktipkan film Gamma atau susunan detektor lain yang merespon dengan pemetaan intensitas radiasi dalam ruang X-Y untuk menciptakan gambar. Radio isotop dalam penggunaan normal mempunyai umur yang relative singkat, jadi pengukuran secara cepat dan meminimkan bahaya radiasi.

13.4.1.2. Prosedur Umum Penggunaan PET Scan PET seringkali digunakan untuk mendeteksi kanker dan menguji pengaruh terapi kanker dengan karakterisasi perubahan biokimia dalam kanker. Scan ini dapat dilakukan pada seluruh badan. Scan PET jantung dapat digunakan untuk menentukan aliran darah pada otot jantung dan membantu mengevaluasi adanya penyakit jantung cononer. Scan PET jantung dapat juga digunakan untuk menunjukkan fungsi area jantung yang mengalami penurunan fungsi hidup dibandingkan scarred sebagai

akibat serangan jantung yang dinamakan myocardial infarction. Dikombinasi dengan penelitian myocardial peRFusion, scan PET memungkinkan membedakan ketidak fungsian otot jantung dari otot jantung yang akan menguntungkan prosedur, yang demikian ini seperti angioplasty atau pembuluh coroner yang akan mengembalikan aliran darah cukup dan meningkatkan fungsi jantung. Scan PET otak digunakan untuk mengevaluasi pasien yang mengalami kekacauan memori dari penyebab yang tak dapat ditentukan, diduga

atau tumor otak yang tidak dapat merespon terhadap terapi medis

dan oleh karena itu perlu disarankan untuk perawatan.

13.4.1.3. Prosedur Pengujian Sebelum pengujian dimulai, mesin menghasilkan unsur radiasi yang dinamakan cyclotron dan dipasang, atau diberi label, campuran badan alami, yang paling umum glukosa namun tak jarang air atau ammonia. Unsur ini akan mengatur tubuh pasien melokalisasi radioaktif dalam area tubuh yang tepat dan deteksi oleh scanner PET. PET menampilkan gambar dengan tingkat warna dan kecerahan yang berbeda dari jaringan atau organ tubuh. Misal sebab jaringan sehat menggunakan glukosa untuk energi, ini dihimpunkan sebagian dari glukosa yang berlabel, akan ditunjukkan pada gambar PET. Oleh karena itu jaringan kanker yang menggunakan glukosa lebih banyak dari pada jaringan sehat

akan mengakumulasi unsur lebih banyak dan muncul lebih cerah dari pada jaringan normal pada gambar PET. Salah satu teknik yang lebih awal menggunakan radio isotop adalah scintigraphy. Komponen radio aktif, umumnya menggunakan unsur iodine, technicium dan thallium disisipkan ke dalam tubuh. Setelah menyebar isotop rusak mengijinkan sinar gamma yang diambil oleh detektor kamera gama yang ditempatkan dalam area badan akan diuji. Bangunan scintillation bintik cahaya pada detektor membentuk gambar, tunggal diluar lokasi dan intensitas cahaya diemisikan sepanjang waktu. Terdapat kamera sinar gamma yang portabel menghasilkan scintigram

.

Gambar 13-48 Peralatan positron emisi tomography

(PET)

Dengan memilih radio isotop dan mengambilnya dalam tubuh yang tepat, secara selektif konsentrasi

di dalam tulang, skeletal anomali siap digambar seperti ditunjukkan

dalam pasangan dari pandangan tubuh berikut :

Dua instrument imaging daya tinggi dalam kedokteran nuklir yang menggunakan pendekatan tomography adalah scanner SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) dan PET (Position Emission Tomography). Instrumen ini secara khusus diempatkan untuk memantau proses dinamis seperti aliran darah

dan sel metabolisme. Yang pertama instrument SPECT lebih dahulu digunanakan secara umum baru berikutnya teknologi PET. Kedua instrument menggunakan kamera sinar gamma untuk mendeteksi sinar gamma yang diemisikan photon dari radio isotop yang digunakan dalam penggambaran tubuh.

Sinyal sinar photon gamma dilewatkan ke dalam instrument melalui collimator dan kemudian membentur detektor yang terbuat dari kristal thallium yang diaktifkan sodium iodide. Titik cahaya diciptakan oleh sinar gama yang

diambil oleh photo multiplier, dikuatkan dan dikirim melalui rangkaian decoding menetapkan posisi X Y untuk setiap titik. Sinyal kemudian direkonstruksi sebagai gambar.

Gambar 13-49 Gambar skeletal anomali

Kebanyakan ini digunakan dalam penglihatan untuk anomali kelenjar gondok. Dalam pemandangan dari CAT ini, scintigram menunjukkan dengan tepat kondisi-kondisi abnormal (merah / kuning) dalam CAT kelenjar gondok ini yang diinjeksi dengan radio aktif iodine telah dikonsentrasikan secara selektif.

Gambar 13-50 Warna hijau kelenjar ludah, warna merah gondok adenomas

Gambar 13-51 Mesin PET

Gambar 13-52 Gambar scanner PET lengkap

Radio isotop yang memiliki perbedaan setengah umur disuntikan, tergantung pada jenis, namun semua dilipatkan dalam cakupan jam. Secara normal digunakan TC99 (Technicium), radio isotop lain meliputi I123 dan Xe 133 semua mengemisikan gamma. Setiap decay menghasilkan sinar proton gamma tunggal. SPECT pada umumnya

diaplikasikan mengscan otak untuk menentukan ketidaknormalan namun dapat juga bekerja pada organ yang lain seperti jantung, hati dengan kemampuan special untuk menggambarkan anomaly tulang. Pada gambar kelompok berikut menunjukkan hasil dari scan SPECT dari otak normal, irisan kepala pertama berkualitas tinggi.

13.4.2. Prosedur Pelaksanaan Perawat atau teknisi akan mengantarkan pasien ke dalam ruang injeksi khusus, dimana unsur pengatur radioaktif disuntikkan ke dalam pembuuh darah (meskipun banyak kasus, akan diberi melalui pembuluh darah atau menghisap sebagai

gas). Ini membutuhkan waktu 30 sampai 90 menit untuk unsur yang berjalan melalui tubuh dan mengakumulasi dalam raingan yang diamati. Selama waktu ini akan ditanyakan waktu instirahat pasien cukupkah dan mencegah gerakan

yang signifikan atau pembicaraan. Ini membutuhkan waktu 30 sampai 45 menit. Banyak pasien, khususnya yang yang berpenyakit jantung mengalami tekanan pengujian dengan scan PET sementara harus istirahat lagi setelah mendapatkan suntikan parmasi memasuki aliran darah ke jantung. Biasanya tidak terdapat

pembatasan pada rutinitas harian setelah pengujian, meskipun pasien telah minum banyak cairan untuk membilas unsur radioaktif dari tubuh. Untuk menunjukkan corak dapat ditandai dengan warna yang berbeda. Terminologi digunakan untuk arah pandang yang berbeda transaxial, sagital dan coronal.

Gambar 13-53 hasil Scan kepala dengan SPECT

13.4.2.1. Proses Pembentukan Gambar PET menghasilkan gambar tubuh dengan mendeteksi emisi radiasi dari unsur radioaktif. Unsur ini telah diijeksikan ke dalam tubuh dan biasanya berlabel dengan atom radioaktif yang demikian ini sperti Carbon-11, Flourin-18, Oxygen-15 atau Nitrogen-13 yang memiliki waktu kerusakan pendek.

Atom radioaktif dibentuk dengan pemborbardiran kimia normal dengan neutron yang diciptakan isotop radioaktif umur pendek. PET mendeteksi sinar gamma yang menyemburkan disisi mana positron memancarkan dari unsur radioaktif menabrak dengan suatu elektron dalam jaringan.

Dalam scan PET pasien diinjeksi dengan unsur radioaktif dan ditempatkan pada meja datar yang dapat digerakkan dalam naik melalui suatu rumah yang berbentuk donat. Rumah ini terdapat susunan detektor berisi lingkaran sinar gama, yang satu rangkaian dengan kristal scintillation, masing-masing dihubungkan ke suatu photo multiplier tabung. Kristal

mengubah sinar gamma, yang diemisikan dari tubuh pasien, ke suatu energi cahaya dan tabung photo muliplier mengubah dan menguatkan photon menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik ini kemudian diproses dengan komputer untuk membangkitkan gambar. Meja kemudian dipindahkan dan proses diulangi, akibatnya serangkaian irisan tipis gambar tubuh menyeluruh daerah yang diuji

(otak, paru-paru, liver). Irisan gambar tipis ini disusun dan

dipresentasikan sebagai tubuh pasien.

Gambar 13-54 Refleksi sinar pada proses penggambaran PET memberikan gambar aliran darah atau fungsi biokimia lain, tergantung dari jenis molekul radio aktif berlabel yang digunakan. Misal PET dapat menunjukkan matabolisme glukosa dalam otak, atau dengan cepat mengubah

variasi aktivitas tubuh. Bagaimanapun, meski terdapat beberapa pusat PET harus dilokasikan didekat partikel piranti pemercepat yang menghasilkan radioisotope umur pendek yang digunakan dalam teknik ini.

Gambar 13- 55 Gambar otak normal yang digambarkan dalam 3 posisi yang berbeda

Terdapat urutan pengirisan gambar individual (transaxial) melalui leval otak yang berbeda. Diagram special di bawah ini,

dikembangkan dari scan SPECT, menunjukkan perubahan penyakit alkoholik sebelum dan sesudah perlakuan.

Gambar 13-56 Pengurangan alkohol

Gambar 13-57 Penambahan alcohol

Karena SPECT dan CT ke duanya merupakan metode tomography (seperti PET dan MRI), komputer dikendalikan dalam pemrosesan gambar, dapat dikombinasi hasil dari dua metoda, seperti

diilustrasikan dalam SPECT-CT sehingga dipresentasikan dalam bentuk 3D untuk menunjukkan sangkar tulang rusuk manusia, tulang belakang, jantung, dan gagal ginjal.

Gambar 13-58 Hasil SPECT dan CT dari torso bagian atas tubuh manusia ditunjukkan kedua tulang dan organ dalam

Gambar 13-59 Cylodran bagian instrumen PET

yang digunakan untuk menghasilkan radioisoto umur pendek Menunjukkan cyclotron bagian instrumen PET

Apa yang menarik tentang kehadiran alat pemecah atom kecil yang membom campuran berisi elemen yang akan digunakan untuk melacak, dengan cara memproduksi “fresh” radionuklida. Ini memiliki setengah umur dengan cakupan dari detik sampai menit sehingga harus disisipkan ke pasien (yang ada dalam arena detektor di kamar yang berada di sisi belakang scanner PET) hampir dalam waktu nyata sebagai pelacakan gerakan campuran dari

cyclotron ke individual yang sedang didiagnosa. Scan PET secara khusus ditargetkan untuk pengujian jaringan lunak dan penggunaan dalam ilmu penyakit saraf, cardiology, dan pendeteksian tumor dalam berbagai bagian-bagian dari tubuh. Dimulai dari tiga gambar yang ditunjukkan versi scan PET dari penggambaran badan utuh (bandingkan dengan scintigram di atas), dalam kasus ini kemajuan pemindahan jaringan menular dipantau dengan chemotherapi.

Gambar 13-60 PET ini mengungkapkan kemajuan dari kanker dada kiri pasien

Gambar 13-61 serangkaian irisan PET menunjukkan distribusi kondisi anomalous otak (irisan samping) dikaitkan dengan epilepsy.

Gambar 13-62 Scan PET dapat menunjukkan pola dalam otak yang membantu dokter dalam mendiagnose dan memperlakukan penyakit parkinson.

Berikut sekelompok ilustrasi penggambaran, kadang-kadang

MRI tidak dapat menunjukkan titik-titik yang tidak normal secara jelas

Gambar 13 63 Scan otak penderita parkinson

yang demikian ini seperti luka yang berkaitan dengan penyakit

Huntington yang dipertunjukkan secara efektif dengan scan PET.

Gambar 13-64 Perbandingan hasil MRI

Ini pasangan gambaran PET terakhir menyoroti hasil dari suatu pelajaran penelitian menarik oleh Dr. Marcus Raidle Washington Universitas ( St. Louis). Ia menggunakan scan PET dari otak seorang relawan yang menandai bagian atas dan area di mana beberapa keterampilan / pengetahuan bersifat elementer

aktivitas fungsional telah meninggalkan cetakannya. Setelah relawan dilatih empat bulan lebih untuk memodifikasi peningkatan kemampuan keterampilan dan pengtahuan baru, gambar dasar PET menunjukkan adanya pergeseran area baru dimana kemampuan ini telah terekam dalam otak.

Sekarang kita tinggalkan tomography dan teknik kedokteran nuklir untuk membahas beberapa metoda imaging yang menggunakan pendekatan berbeda. Suatu thermography menggunakan pengindera thermal jarak jauh (sensor yang digunakan berupa kamera thermal dalam penggambaran medis dioperasikan sampai panjang gelombang infra merah menengah

antara (2,8 dan 5,5, μm), piranti penggambaran lain dalam cakupan panjang gelombang 8 sampai 12 m. Ini juga dikenal sebagai penggambangan medis inframerah. Thermogram tubuh menunjukkan variasi temperatur, yang dapat didiagnosa untuk mengetahu berbagai penyakit dan kondisi patologi yang terdapat pada lokasi radang panas. Kebanyakan thermogram dibuat dari tubuh bagian luar, yang mana

temperatur adalah yang ada pada area kulit, variasi bagian dalam seperti dari ketegangan otot atau peradangan lokal menghasilkan temperatur lebih tinggi mengakibatkan aliran panas pada permukaan badan mengarah dengan konduksi langsung melaui vascular. Thermography medis umumnya terbatas pada resolusi penggambaran rendah namun nampaknya teknologi penghalusan yang digunakan terus meningkat, sekarang melayani sebagai alat pertama yang murah untuk menentukan jika terdapat keganjilan yang mengharuskan adanya imaging lebih jauh dengan metoda yang lebih sensitip. Thermography sangat sering digunakan dalam maography sebagai metoda deteksi awal untuk diikuti dengan

mammogram sinar x jika ditemukan ketidaknormalan secara signifikan. Thermogram dapat juga melukiskan pemanasan abnormal yang menandakan adanya peradangan, yang ditunjukkan di sin. Mengenal kondisi neuropathy penyakit gula dapat dideteksi menggunakan thermography. Dalam gambaran di bawah, kaki kanan pasien kelihatan jelas lebih dingin, menyarankan sirkulasi yang berkaitan dengan kerusakan syaraf dikurangi. Dalam pasangan thermogram ini menunjukkan keefektifan perlakuan dari fibromyalgia. Dibawah ini menunjukkan thermogram kefektifan perawatan untuk fibromyalgia.

Gambar 13-65 Hasil scan termal

Terakhir NASA JPL telah dikembangkan suatu scanner termal yang portabel dioperasikan dalam cakupan 8 sampai 12 μm dalam penelitian angkasa medis oleh astronot namun juga dapat digunakan sebagai perangkat

diagnose untuk mendeteksi penyakit tertentu. Misal dari gambar otak 3D di atas gambar 13-86 terdapat dua tumor (ditunjukkan dengan warna merah).

13.4.3. Resiko Pasien yang mempunyai penyakit nadi utama, memungkinkan mengalami sakit dada, atau angina, bila mengalami tekanan dalam kaitan dengan latihan atau suatu obat diaplikasikan pada jantung. Bagaimanapun, test akan dilaksanakan di bawah pengawasan spesialis yang terlatih untuk memantau jantung pasien dengan menggunakan informasi disajikan oleh electrocardiogram, berdasarkan irama jantung, tekanan darah. Jika perlu, pengobatan dapat diberikan untuk sakit dada. Pasien dimonitor cukup lama untuk memastikan bahwa pasien ada di baseline yaitu kondisi sama dengan ketika datang untuk melakukan pengujian.

Penggunaan unsur radioaktif akan mengakibatkan ekspose pada sejumlah kecil radiasi jantung dan badan. Bagaimanapun, jumlah radio

aktivitas diatur yang paling kecil diperlukan untuk menyediakan gambaran cukup. Cardiac nuklir medis memiliki prosedur dikerjakan lebih dari pada tiga decade dan . tidak ada efek kurang baik dalam jangka panjang, telah diteliti dan dilaporkan hasil penelitian.

Reaksi alergi terhadap radio pharmatik tetapi ini sangat jarang terjadi.

Seperti dengan semua prosedur mengenai ilmu radiasi, adalah penting bahwa pasien menginformasikan pada dokter nya dan teknisi jika hamil, penyinaran radiasi selama kehamilan dijaga minimum. Tergantung pada masalah medis pasien, cardiac nuklir medis prosedur mungkin ditunda sampai setelah kehamilan pasien.

13.4.4. Keterbatasan Tomography Emisi Positron PET dapat memberikan hasil salah jika keseimbangan kimia pasien tidaklah normal. Khususnya , hasil pengujian dari pasien diabetes yang sudah makan dalam beberapa jam sebelum pengujian dapat mempengaruhi oleh gula darah atau tingkat hormon insulin darah. Juga karena unsur readioaktif rusak secara cepat dan efektif untuk perioda waktu pendek, harus dihasilkan dalam laboratorium di dekat scanner PET. Ini penting dilakukan tepat waktu agar

bertemu dan menerima unsur radioaktif sesuai waktu yang dijadwalkan. PET harus dikerjakan dengan ahli radiologi yang mempunyai keahlian khusus dalam nuklir medis dan mempunyai pengalaman dengan PET. Pusat medis paling besar sekarang melayani jasa PET untuk pasien mereka. Perawatan kesehatan dan perusahaan asuransi banyak mengaplikasikan PET, dan peningkatan pemenuhan berkelanjutan.

Akhirnya, nilai dari scan PET ditingkatkan bila bagian dari sebagian besar diagnostic dapat dilakukan. Seringkali memerlukan perbandingan scan PET dengan peralatan imaging yang lain seperti CT atau MRI. Pada umumnya SPECT, Cardiovascular Imaging and Bone Scanning SPECT merupakan teknik serupa dengan PET. Namun radioaktif yang digunakan dalam SPECT (Xenon=133). Technetium-99, Iodine-123) memiliki waktu rusak lebih lama dari pada yang

digunakan PET dan merupakan emisi tunggal mengganti sinar gamma ganda. Scan SPECT dapat memerikan informasi tentang aliran darah dan distribusi unsur radioaktif dalam tubuh. Gambar memili sensitivitas kurang dan gambar sedikit lebih rinci dari pada PET, namun teknik SPECT lebih murah dibanding PET. SPET juga lebih dapat diakses dibanding PET memusat sebab tidaklah harus ditempatkan didekat suatu partikel pemercepat.

13.4.5. Teknik Cardiovascular imaging Teknik cardiovascular imaging menggunakan unsur radioaktif untuk tabel aliran darah pembuluh jantung dan darah. Misal teknik imaging radiovascular menekankan pengujian thalium, yang mna pasien disuntikkan dengan campuran thalium, dicoba-coba pada suatu treadmill, dan digambar dengan kamera sinar gama. Setelah perioda

istirahat pengamatan diulangi tanpa dicoba. Gambar sebelum dan sesudah percobaan dibandingkan untuk mengungkapkan perubahan aliran darah ke jantung yang sedang bekerja. Teknik ini berguna dalam mendeteksi penghalangan nadi utama atau arterioles dalam jantung dan jaringan lain.

13.4.6. Scanning tulang Scanning tulang mendeteksi radiasi dari unsur radioaktif (technetium-pp ethyldiphosphate) yang bila diinjeksikan ke dalam tubuh, dikumpulkan dalam jaringan tulang, jaringan tulang adalah ahli dalam mengumpulkan campuran fosfor. Unsur

dikumpulkan dalam area aktivitas metabolik tinggi sehingga gambar yang dihasilkan menunjukkan titik terang dari aktivitas tinggi dan titik gelap dari aktivitas rendah. Scanning tulang bermanfaat untuk mendeteksi kanker, umumnya memiliki aktivitas metabolik tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Agilent.2007. Agilent Automotive Electronics 10 Aplication Note on Design Debug and Function. Agilent Test. USA. © Agilent Technologies,Inc. www.agilent.com

Basic oscilloscope operationCreative Commons Attribution License, version 1.0. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses

Bernard Grob. 1984. Basic Television And Video Sistem. Singpore. Mc

Graw Hill International Edition Singapore

Carson Kennedy.1999. Introduction to GPS (Global Position System). Leica Geosystem AG. Switzerland. www.leica-geosystems.com

Cooper, William D, 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik

Pengukuran. (Terjemahan Sahat Pakpahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.(Buku asli diterbitkan tahun 1978)

Creative Commons 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305,

USA David Matzke dkk. USE OF THE OSCILLOSCOPE. Science Learning

Center. Data University Of Michigan-Dearbon. Deboo and Burrous.1977. Integreted Circuit And Semiconductor Devices

: theory and application. Tokyo Japan : Kogakusha.Ltd Fluke. Principles testing methods and applications.

http://www.newarkinone.thinkhost.com/brands/promos/ Earth_Ground_Resistance.pdf

Garmin.(2000). GPS Guide for beginner. Garmin Corporation. USA.

www.garmin.com Gekco. 2002. A Video Tutorial. Copyright Gekco.

http://www.gekco.com/vidprmr.htm tanggal 1 Oktober Hai Hung Chiang. (1984). Electrical And Electronic Instrumentation. A

wiley Interscience New York. Publication Jhn Wiley And Son.

Healthline Network,Inc. 2007. Equipment Information. 2007 Healthline Networks, Inc. All rights reserved. http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information

http://www.diagnostic medical IS\Medical ultrasonography - Wikipedia,the free encyclopedia.mht

Jean-Marie Zogg.2002. GPS Basics Introduction to the system Aplication overview. Thalwil Switzerland. www.u-blox.com

Kamran Khan. (2007). XYZ of Oscilloscopes. Posted by bailarina on 29

May 2007. www.sribd.com Knopp Intercorporated. http://www.knoppinc.com/phase_seq.htm Leader Electronics. Instruction Manual LCR Bridge Model LCR-740.

Leader electronics.Corp.

Le Magicien. 2000. 3 PHASE - 3 Wires Sequence Indikator. Tersedia dalam http://www.geocities.com/lemagicien_2000/elecpage/3phase/3phase.html diakses tanggal 19 Juni 2008

Magellan. Magellan Maestro TM 4050 User Manual. San Dimas CA 91773. Magellan Navigation Inc.

Manual stargass : http://images.mycdmm.de/file/353bb62d149fcebb6f5537f0c8f152203b41f7c9

Muslimim ,M. 1984. Alat-alat Ukur Listrik dan Pengukuran Listrik. Bandung : CV.Armico.

Phase Squence Indoicator . tesco dua kawat . http://www.tesco-

advent.com/tesco-phase-sequence.html R.S. Panti Rapih. MRI ( Magnetik Resonance Imaging ) Instalasi

Radiologi.R.S. Panti Rapih . http://health.howstuffworks.com/mri1.htm Soedjana, S., Nishino, O. 1976. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik.

Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Sanwa Electric. Instructional Manual YX-360 TRD Multitester. Sanwa

Electric Sri M. Shanmukha Chary. 2005. Intermediate Vocational Course, 2nd

Year TV servicing Lab-II Manual. Andra Pradesh. Director of Intermediate Education Govt.

Stanford. Basic oscilloscope operationCreative Commons Attribution

License,version 1.0. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses Creative Commons 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA Instrument Co.Ltd.

Textronix. 2005. Fundamentals Of Real-Time Spectrum Analysis. USA. Textronics. Inc. www.tektronix.com

Wikipedia.2007. Global Positioning System.

http://wikipedia.org/wiki/GPS http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm

"http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube"

www.tektronix.com/signal_generators 9

(www.interq or japan/se-inoue/e-oscilo0.htm) http://www.doctronics.co.uk/scope.htm http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/37W_18400/eng/37W_184

00_0.pdf

http://productsearch.machinedesign.com/featuredproducts/Industrial_Computers_Embedded_Computer_Components/Data_Acquisition/Spektrum_Analyzers_Signal_Analyzers

http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The_Atomhttp://www.radiologyi

nfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1 http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm

http://www.medicalim http://www.nmr-services.com /Process%20NMR

http://www.duncaninstr.com/images

http://www.humminbird.com/images/ PDF/737.pdf http://www.eaglesonar.com/Downloads/Manuals/Files/IntelliMap640c_01

43-881_121305.pdf tanggal 20 Desember 07

http://www2.tek.com/cmswpt/tidownload.lotr?ct=TI&cs=wpp&ci=3696&lc=EN&wt=480&wtwi=3696&wtla=EN&wtty=TI&wtsty=White+Paper&wtpt=DOWNLOAD&wtbu=Instrumens+Business&wtpl=Real+Time+Spektrum+Analyzers&wtlit=37W-19285-0&wtsize=27+KB&wtver=1.0&wtcat=tektronix&wtnbrp=0&wtmd=RSA2203A%2CRSA2208A%2CRSA3303A%2CRSA3308A%2CRSA3408A&wtti=EMI+Measurements+Using+Tektronix+Real-Time+Spektrum+Analyzers

http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1 http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm http://www.medicalim http://www.nmr-services.com /Process%20NMR

http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/37W_18400/eng/37W_18400_0.pdf

http://productsearch.machinedesign.com/featuredproducts/Industrial_Computers_Embedded_Computer_Components/Data_Acquisition/Spektrum_Analyzers_Signal_Analyzers

http://www2.tek.com/cmswpt/tidownload.lotr?ct=TI&cs=wpp&ci=3696&lc=

EN&wt=480&wtwi=3696&wtla=EN&wtty=TI&wtsty=White+Paper&wtpt=DOWNLOAD&wtbu=Instrumens+Business&wtpl=Real+Time+Spektrum+Analyzers&wtlit=37W-19285-0&wtsize=27+KB&wtver=1.0&wtcat=tektronix&wtnbrp=0&wtmd=RSA2203A%2CRSA2208A%2CRSA3303A%2CRSA3308A%2CRSA3408A&wtti=EMI+Measurements+Using+Tektronix+Real-Time+Spektrum+Analyzers

http://images.mycdmm.de/file/353bb62d149fcebb6f5537f0c8f152203b41f

7c9 Manual stargass

(www.wikimediafoundation.org/ Oktober 2007)

http://www.aboutniclear.org/view

http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1 http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm http://www.medicalim http://www.nmr-services.com /Process%20NMR http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information http://health.howstuffworks.com/mri1.htm http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1 http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26b.html CT ijo http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26c.html sumber CAT http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1 http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.html http://en.wikilipedia.org/wiki/Functional_magnetik_resonance_imaging http://en.wikipedia.org/wiki/Medical_imaging http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The_Atomhttp://www.radiologyi

nfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm

http://www.medicalim http://www.nmr-services.com /Process%20NMR

http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information

http://health.howstuffworks.com/mri1.htm

http://www.DiagnostikMedicalIS/Medicalultrasonography-Wikipedia,the freeencyclopedia.mht.

http://www.humminbird.com/images/PDF/737.pdf

Sri Waluyanti

Alat Ukur dan Teknik PengukuranuntukSekolah Menengah Kejuruan

A

LA

T U

KU

R D

AN

TE

KN

IK P

EN

GU

KU

RA

N

un

tuk S

MK

S

ri Walu

yanti

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan Nasional

HET (Harga Eceran Tertinggi) Rp. 80.762,00

ISBN XXX-XXX-XXX-X

Buku ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP) dan telah dinyatakan layak sebagai buku teks pelajaran berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 46 Tahun 2007 tanggal 5 Desember 2007 tentang Penetapan Buku Teks Pelajaran yang Memenuhi Syarat Kelayakan untuk Digu-nakan dalam Proses Pembelajaran.