TUGAS PRAKTIKUM TEKNIK PENGUKURAN LINGKUNGAN (INSTRUMENTASI)

TENTANG OSILOSKOP

WAHYU ADI PUTRA05081006010

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIANJURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS SRIWIJAYA

2010

OSILOSKOP

Dalam bidang elektronika, osiloskop merupakan instrumen ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang sedang diamati. Dewasa ini secara prinsip ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - analog real time oscilloscope, ) dan tipe digital (DSO - digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan.

Ilustrasi menunjukkan interior sebuah tabung sinar katoda untuk digunakan dalam sebuah osiloskop. Angka dalam gambar menunjukkan: 1. Defleksi tegangan elektroda; 2. Senapan elektron; 3. Berkas elektron; 4. Berfokus koil; 5. Bagian dalam yang dilapisi fosfor-sisi layar

Sebuah osiloskop analog Tektronix portabel model 475A, alat yang sangat khas dari akhir 1970-an

Sebuah osiloskop (dapat disinglat scope atau O-scope) adalah jenis pengujian elektronik instrumen yang memungkinkan sinyal tegangan dapat dilihat, biasanya dengan bentuk grafik dua dimensi dari satu atau lebih perbedaan potensial listrik (sumbu vertikal) diplot sebagai fungsi dari waktu atau tegangan lain pada sumbu horizontal. Meskipun menampilkan sebuah osiloskop tegangan pada sumbu vertikal, jumlah lainnya yang dapat dikonversi ke tegangan dapat ditampilkan juga. Dalam kebanyakan kasus, peristiwa yang menunjukkan oscilloscopes dapat ulangi dengan baik tanpa ada perubahan, atau berubah perlahan-lahan. Osiloskop adalah salah satu alat yang paling fleksibel dan banyak digunakan dalam alat-alat elektronik. [1]

Oscilloscopes umumnya digunakan bila diinginkan untuk mengamati bentuk gelombang dari sinyal listrik. Selain sinyal amplitudo, sebuah osiloskop dapat menunjukkan distorsi dan mengukur frekuensi, antara waktu dua kejadian (seperti ketinggian denyut nadi terhadap waktu), dan relatif waktu dua sinyal terkait. Beberapa

osiloskop digital modern dapat menganalisis dan menampilkan spektrum peristiwa yang berulang. Osiloskop tujuan khusus, yang disebut spektrum analyzer, memiliki input yang sensitif dan dapat menampilkan spektrum dengan baik ke kisaran GHz. Beberapa osiloskop yang menerima plug-in dapat menampilkan spektrum dalam rentang audio.

Oscilloscopes digunakan dalam ilmu pengetahuan, kedokteran, teknik, telekomunikasi, dan industri. Keperluan umum insrumen seperti ini digunakan untuk pemeliharaan peralatan elektronik dan laboratorium. Oscilloscopes memiliki tujuan khusus seperti dapat digunakan untuk tujuan sebagai menganalisis sistem pembakaran otomotif, atau untuk menampilkan bentuk gelombang denyut jantung sebagai elektrokardiogram.

Awalnya semua oscilloscopes menggunakan tabung sinar katoda sebagai elemen tampilan dan linier amplifier untuk pemrosesan sinyal, tetapi oscilloscopes modern dapat menggunakan layar LCD atau LED, kecepatan konversi analog-ke-digital dan prosesor sinyal digital. Walaupun tidak seperti biasa, beberapa penyimpanan oscilloscopes CRT digunakan untuk menampilkan satu kegiatan untuk waktu yang terbatas. Modul perangkat osiloskop untuk laptop atau komputer pribadi menggunakan layar komputer, dan dapat mengubahnya menjadi berguna dan nstrument tes yang flexibel.

Dasar Oscilloscope

Deskripsi

Tampilan umum dan penampilan luar dari osiloskop

Osiloskop dasar, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi, biasanya dibagi menjadi empat bagian, layar, kontrol vertikal, kontrol horisontal dan memicu kontrol. Biasanya layar monitor CRT atau panel LCD baik horisontal dan vertikal garis referensi kontrol disebut sebagai graticule. Selain layar, osiloskop dilengkapi dengan tiga kontrol dasar, fokus kenop, kenop intensitas dan sebuah tombol pencari berkas. Bagian vertikal ditampilkan pengontrol sinyal amplitudo. Bagian ini terdapat tombol selektor Volts-per-Division (Volts / Div), saklar pemilih AC / DC / Ground dan vertikal (primer) input untuk instrumen. Selain itu, bagian ini biasanya dilengkapi dengan tombol posisi balok vertikal.

Bagian horizontal mengontrol basis waktu atau "sweep" dari instrumen. Kontrol utama adalah tombol pengendali detik-per-Division (Sec / Div). Juga termasuk masukan horisontal ganda untuk merencanakan sinyal sumbu XY. Posisi kenop balok horizontal umumnya terletak di bagian ini. Bagian pemicu mengendalikan mulai acara dari sweep. Pelatuk dapat diatur secara otomatis dan me-restart setelah setiap menyapu atau sweep dan dapat dikonfigurasi untuk menanggapi peristiwa internal atau eksternal. Kontrol utama bagian ini akan menjadi sumber dan coupling selector switch. Sebuah pemicu input eksternal (EXT Input) dan tingkat penyesuaian juga akan disertakan.

Selain instrumen dasar, sebagian besar oscilloscopes diberikan dengan probe seperti yang ditunjukkan. Penyidikan akan terkoneksi ke masukan pada instrumen dan biasanya memiliki resistor sepuluh kali lingkup masukan impedansi. Hal ini menghasilkan 1 (-10x) faktor atenuasi, tetapi juga membantu untuk mengisolasi beban kapasitif yang disajikan oleh kabel probe dari sinyal yang sedang diukur. Beberapa probe mempunyai sebuah saklar yang memungkinkan operator untuk melewati resistor bila diperlukan.

Ukuran dan portabilitas

Oscilloscopes yang paling modern memiliki massa yang ringan, alat portabel yang cukup kompak dapat dengan mudah dibawa oleh satu orang. Di samping unit portabel, pasar menawarkan sejumlah alat bertenaga baterai untuk aplikasi layanan lapangan. Kelas laboratorium, oscilloscopes, khususnya unit-unit yang lebih tua yang menggunakan tabung vakum, biasanya dudukan perangkat diletakkan ke dalam lemari khusus.

Input

Sinyal yang akan diukur diberi pancingan kepada salah satu masukan konektor, yang biasanya sebuah konektor coaxial seperti BNC atau jenis UHF. Binding posting atau colokan pisang (banana plugs) dapat digunakan untuk frekuensi yang lebih rendah. Jika sumber sinyal memiliki jack konektor, maka kabel koaksial sederhana yang digunakan, jika tidak, kabel disebut "lingkup probe". Secara umum, untuk penggunaan rutin, tes kawat terbuka mengarah untuk menghubungkan ke titik yang diamati tidak memuaskan, dan umumnya pemeriksaan diperlukan. Tujuan umum oscilloscopes memiliki standar resistansi masukan dari 1 megom secara paralel dengan kapasitansi dari sekitar 20 picofarads. Hal ini memungkinkan penggunaan probe osiloskop standar. Scopes digunakan untuk frekuensi sangat tinggi mungkin memiliki 50-ohm input, baik yang harus terhubung secara langsung ke 50-ohm

Input penggunaan frekuensi rendah mencakup satu (atau dua) untuk memicu sapuan, defleksi horisontal untuk menampilkan mode XY, dan menelusuri cerah / gelap, kadang-kadang disebut input “sumbu-Z”.

Probe

Pembuka kawat tes cenderung mengarah mengambil gangguan, dan kapasitansi pada akhir pemeriksa kemungkinan akan mengganggu rangkaian / perangkat yang sedang diperiksa. Perangkat itu hanya sesuai untuk frekuensi rendah

dan perangkat impedansi rendah. Hampir selalu, probe dibuat untuk lingkup biasa yang digunakan menghubungkan ke perangkat sedang diperiksa. Kabel Penyidikan adalah jenis koaksial khusus dengan pelindung cukup efektif. Kapasitansi yang lebih besar daripada kawat terbuka, dan dalam beberapa kasus, seperti probe memiliki nilai yang memuaskan.

Namun, yang khas probe lingkup berisi 9-megom resistor seri didorong oleh nilai kapasitor rendah, dikombinasikan dengan input resistansi dan kapasitansi dari standar lingkup masukan, pesawat dan ruang lingkup yang cukup input keakuratan 10: 1 attenuator itu (sampai bandwidth tertentu) adalah frekuensi-independen. Degradasi ini di ruang lingkup kepekaan dengan faktor 10, tapi kapasitansi pada ujung probe yang hanya beberapa pF (picofarads), yang tidak cukup untuk mengganggu banyak tipikal sirkuit. (Namun demikian, reaktansi dari beberapa pF bahkan yang secara signifikan rendah pada frekuensi tinggi dalam penyelidikan dan ruang lingkup bandwidth.) Dalam sebagian besar kasus, hilangnya sensitivitas dalam rangka untuk memperoleh sedikit gangguan pada rangkaian yang sedang diamati bernilai sementara.

Attenuator probe tidak selalu sesuai dengan masukan dari suatu ruang lingkup, dan kapasitansi perlu disesuaikan jika mereka terhubung ke berbeda ruang lingkup. Selain itu, mereka harus diperiksa secara berkala meskipun tidak pindah. Mereka diperiksa dan jika perlu disesuaikan dengan melihat sebuah gelombang persegi dengan cukup-rata atas dan bawah. Ketika benar disesuaikan, jejak horizontal gelombang persegi tidak “tilt” baik ke atas atau ke bawah. Karena probe, dikombinasikan dengan lingkup masukan, bentuk-bentuk kompensasi frekuensi-attenuator, prosedur ini sering disebut "kompensasi" sebuah probe. Setiap kelayakan "memiliki ruang lingkup output jack yang menyediakan diketahui-amplitudo gelombang persegi dengan bentuk yang sangat baik untuk memeriksa dan menyesuaikan probe.

Probe dengan 10:1 pelemahan sejauh ini yang paling umum, karena besar sinyal (dan sedikit-sedikit kapasitif loading), 100:1 probe tidak jarang terjadi. Ada juga probe yang mengandung 10:1 saklar untuk memilih atau mengarahkan rasio (1:1), tetapi orang harus sadar bahwa pengaturan yang memiliki signifikan 1:1 kapasitansi (puluhan pF) di ujung probe, karena seluruh kabel's kapasitansi sekarang langsung tersambung.

Cakupan yang baik memungkinkan probe pelemahan, mudah menunjukkan sensitivitas efektif di ujung probe. Beberapa yang terbaik memiliki lampu indikator di belakang jendela tembus di panel untuk mendorong pengguna untuk membaca sensitivitas efektif. Penyidikan konektor (diubah BNC's) memiliki kontak ekstra untuk menentukan probe atenuasi. (Sebuah resistor nilai tertentu, terhubung ke ground, "encode" atenuasi.)

Ada probe khusus tegangan tinggi yang juga membentuk attenuators dikompensasi dengan "lingkup masukan; dalam tubuh pemeriksaan fisik besar, dan satu dibuat oleh sebagian memerlukan Tektronix mengisi kaleng yang mengelilingi resistor seri dengan cairan yang mudah menguap fluorocarbon untuk menggantikan udara. Pada akhir lingkup sebuah kotak dengan beberapa bentuk gelombang-pemangkasan penyesuaian. Untuk keselamatan, cakram penghalang terus salah satu

jari-jari jauh dari titik sedang diperiksa. Tegangan rendah maksimum dalam puluhan kV. (Mengamati tegangan tinggi jalan dapat membuat gelombang tangga dengan langkah-langkah di berbagai titik setiap pengulangan, sampai ujung probe dalam kontak. Sampai saat itu, biaya busur kecil ujung probe, dan memegang kapasitansi tegangan (rangkaian terbuka). Ketika tegangan terus naik, biaya busur kecil lain ujung lebih lanjut.)

Ada juga saat probe, dengan core yang mengelilingi konduktor membawa arus untuk diperiksa. Satu jenis memiliki lubang untuk konduktor, dan mensyaratkan bahwa kawat akan melewati lubang itu untuk semi-permanen atau permanen mounting. Namun, jenis lain, untuk pengujian, memiliki dua bagian core yang memungkinkan mereka untuk ditempatkan di sekitar kawat. Dalam probe, sebuah kumparan luka di sekitar inti menyediakan arus beban yang sesuai, dan tegangan yang sebanding dengan beban saat ini. Namun, jenis ini penyelidikan AC.

Yang lebih-canggih probe (awalnya dibuat oleh Tektronix) mencakup sebuah sensor fluks magnetik dalam rangkaian magnetik. Penyidikan terhubung ke sebuah penguat, yang memakan (frekuensi rendah) arus kumparan untuk lapangan besar menyediakan frekuensi rendah bagian dari arus gelombang, sampai ke DC. Kumparan masih memungut frekuensi tinggi. Ada sebuah jaringan yang menggabungkan mirip dengan jaringan crossover pengeras suara.

Jejak

Dalam modus yang paling sederhana, yang osiloskop berulang kali menarik garis horizontal yang disebut melacak atau menyapu tengah layar dari kiri ke kanan. Salah satu kontrol, kontrol yang timebase, menetapkan kecepatan di mana garis digambar, dan dikalibrasi dalam detik atau pecahan desimal detik per divisi. Jika tegangan input berangkat dari nol, jejak baik dibelokkan ke atas (biasanya untuk polaritas positif) atau ke bawah (negatif). Lain kontrol, kontrol vertikal, menetapkan skala defleksi vertikal, dan dikalibrasi dalam volt per divisi. Jejak yang dihasilkan adalah sebidang tegangan terhadap waktu, dengan masa lalu yang lebih jauh di sebelah kiri dan masa lalu yang lebih baru di sebelah kanan.

Panel kontrol depan

Pengendalian Fokus

CRT menyesuaikan kontrol fokus ini untuk mendapatkan yang paling tajam. Dalam prakteknya, fokus perlu disesuaikan sedikit ketika mengamati sinyal yang berbeda, yang berarti bahwa perlu kontrol eksternal. Display panel datar tidak perlu fokus kontrol; ketajaman mereka selalu optimal.

Intensitas DNS

Ini menyesuaikan kecerahan jejak. Lambat jejak pada CRT cakupan membutuhkan lebih sedikit, dan yang cepat, terutama jika mereka tidak mengulangi sering, memerlukan lebih banyak. Pada panel datar, jejak kecerahan pada dasarnya tergantung pada kecepatan sapuan, karena pemrosesan sinyal internal secara efektif menggabungkan tampilan dari data digital.

Beam finder

Osiloskop modern langsung digabungkan ke defleksi penguat, yang berarti jejak bisa dibelokkan off-layar. Mereka juga mungkin memiliki berkas CRT blanked tanpa operator menyadarinya. Dalam kasus tersebut, layar kosong. Untuk membantu dalam memulihkan layar dengan cepat dan tanpa eksperimen, sirkuit pencari berkas menggantikan setiap blanking dan memastikan bahwa sinar itu tidak akan dibelokkan off-layar; itu membatasi defleksi. Dengan layar, biasanya sangat mudah untuk mengembalikan tampilan normal. (Sementara aktif, sinar-finder sirkuit mungkin sementara jejak sangat mengganggu, namun hal ini dapat diterima.)

Graticule

Graticule adalah kotak persegi yang berfungsi sebagai referensi untuk mengukur tanda jejak yang ditampilkan. Tanda-tanda ini, apakah terletak langsung pada layar atau saringan plastik yang dapat dilepas, biasanya terdiri dari 1 cm kotak dengan tanda centang lebih dekat (sering pada 2 mm) pada pusat sumbu vertikal dan horisontal. Satu pengharapkan untuk melihat sepuluh divisi utama di layar; jumlah vertikal divisi utama bervariasi. Membandingkan tanda grid dengan izin gelombang satu untuk mengukur kedua tegangan (sumbu vertikal) dan waktu (sumbu horizontal). Frekuensi juga dapat ditentukan dengan mengukur periode dan menghitung gelombang yang timbal balik.

CRT cakupan graticule adalah lembaran plastik, sering dengan cahaya-menyebarkan tanda-tanda dan menyembunyikan lampu di tepi graticule. Lampu memiliki kontrol kecerahan. Biaya lebih tinggi instrumen memiliki graticule ditandai pada wajah dalam CRT, untuk menghilangkan paralaks kesalahan; yang lebih baik juga telah disesuaikan dengan menyebarkan tepi tanda iluminasi. (Muncul tanda-tanda menyebar cerah.) Digital cakupan, bagaimanapun, menghasilkan graticule tanda-tanda pada tampilan dalam cara yang sama seperti jejak.

Graticules eksternal juga melindungi wajah kaca CRT dari dampak kebetulan. Beberapa CRT 'cakupan dengan graticules internal memiliki tanpa tanda lembaran plastik berwarna terang melacak filter untuk meningkatkan kontras; ini juga berfungsi untuk melindungi faceplate dari CRT.

Akurasi dan resolusi pengukuran menggunakan graticule relatif terbatas; lebih baik cakupan bergerak terang kadang-kadang mempunyai penanda pada jejak rangkaian internal yang memungkinkan untuk membuat lebih halus pengukuran.

Kedua kepekaan vertikal dan horisontal dikalibrasi waktu yang ditetapkan dalam 1 - 2 - 5 - 10 langkah. Hal ini membawa Namun, untuk beberapa interpretasi divisi kecil. Pada 2, masing-masing dari lima minor divisi adalah 0.4, sehingga orang harus berpikir 0,4, 0,8, 1.2, dan 1.6. Satu Tektronix plug-in menggunakan 1-2,5 - 5-10 berurutan, yang memperkirakan disederhanakan. "2.5" tidak terlihat sebagai "rapi", tetapi sangat terbuka.

Jenis-Jenis Osiloskop

Osiloskop Analog

Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan. Pancaran elektron dari bagian senapan elektron ( electron gun) yang membentur atau menumbuk dinding dalam tabung tersebut mengeksitasi elektron dalam lapisan fosfor pada layar tabung sehingga terjadi perpendaran atau nyalapada layar yang menggambarkan bentuk dasar gelombang. Dalam perjalanannya dari senapan elektron menuju layar yang berfosfor tadi, elektron-elektron dipengaruhi oleh medan listrik dalam arah vertikal (ke atas maupun ke bawah) oleh sepasang pelat pembelok (defleksi) vertikal dan dalam arah horisontal oleh sepasang pelat defleksi horisontal. Apabila tegangan pada semua pelat tersebut nol Volt, elektron akan berjalan lurus membentur layar sehingga hanya terlihat sebuah bintik nyala ditengah layar saja. Untuk "membuat" gambar garis pada layar, diperlukan gelombang gigi gergaji yang diberikan kepada pasangan pelat horisontal tersebut.

Tegangan gigi gergaji ini dihasilkan oleh time base generator/sweep generator atau generator sapu, yang kemudian diperkuat oleh penguat horisontal. Tegangan gigi gergaji ini naik secara linier terhadap waktu sehingga berkas elektron pada layar bergerak dari kiri ke kanan. Setelah sampai di bagian paling kanan layar, tegangan gigi gergaji turun dengan cepat ke nol sehingga memulai gerakan berulang dari bagian kiri layar. Gerakan balik yang cepat ini tidak dapat ditangkap oleh mata sehingga yang terlihat adalah gambar garis horisontal lurus pada layar yang tidak terputus. Agar osiloskop dapat menggambarkan bentuk gelombang yang sedang diamati maka gelombang tersebut diumpankan ke rangkaian vertikal.

Rangkaian vertikal ini berfungsi memperkuat atau melemahkan simpangan vertikal dari gelombang masukan, sehingga tegangan yang diberikan ke pasangan pelat defleksi vertikal menghasilkan medan listrik yang dapat mempengaruhi gerakan vertikal elektron secara proporsional selagi ia bergerak menuju ke layar, yang berakibat bentuk gelombang pada layar dapat diperbesar atau diperkecil. Karena arah gerak elektron berdasar vektor medan listrik horisontal dan vertikal, CRT nya disebut direct viev vector CRT. Dari prinsip kerja yang demikian itu, gambar blok ART

secara prinsip dapat disederhanakan. Agar gambar pada layar dapat stabil, digunakan rangkaian picu (trigger). Jika suatu gelombang listrik dihubungkan ke ART, rangkaian picu akan memonitor gelombang masukan tersebut dan menunggu event - yakni saat terjadinya peristiwa atau kondisi yang dapat dipakai untuk- pemicuan.

Event picu ini berupa suatu sisi atau tebing gelombang yang memenuhi persyaratan yang telah didefinisikan atau ditentukan melalui suatu pilihan tombol pada panel depan osiloskop. Sekali event picu ini terjadi, osiloskop akan menstart generator sapu dan meragakan bentuk gelombang yang sedang diukur. Proses ini akan berulang sepanjang osiloskop tersebut dapat mendeteksi event-event picu.

Selain menyangkut vertikal dan horisontal, osiloskop analog mempunyai dimensi ketiga yang disebut dengan gray scaling (skala/tingkatan atau intensitas kelabu). Tingkatan kelabu ini diciptakan melalui intensitas pancaran elektron pada tabung gambar, yang meragakan detil gambar bagian tertentu secara sekilas saja. Kondisi ini terjadi karena kecepatan pancaran elektron mempengaruhi kecerahan jejaknya. Makin cepat pancaran bergerak dari satu titik ke titik lain pada bagian tertentu, makin sedikit waktu ia dapat mengeksitasi elektron-elektron pada fosfor yang terdapat pada dinding layar. Akibatnya jejak yang membentuk gambar gelombang bagian tersebut akan lebih redup daripada gambar bagian gelombang yang lainnya.

Skala kelabu ini juga menunjukkan frekuensi relatif dari event-event individual (gejala khusus) yang terjadi dalam suatu gelombang yang sifatnya berulang (repetitif). Pancaran elektron yang mengambarkan bagian gelombang yang bentuknya sama secara berulang akan menyebabkan bagian yang dapat tergambar dengan terang di layar, sedangkan event lekuk gelombang yang jarang terjadi akan mendapat lebih sedikit waktu eksitasi. Akhirnya menjadi jelas bahwa daerah dari lapisan fosfor yang dirangsang/dieksitasi secara berulang nampak lebih terang daripada daerah yang kurang distimulasi.

Kesimpulannya, gambar yang diragakan oleh ART kadang begitu redupnya sehingga sulit untuk dilihat baik karena sinyal masukannya mempunyai sisi-sisi yang begitu cepat (seperti halnya gelombang kotak dari suatu astable multivibrator yang bagian sisi tegak gelombangnya hampir tak terlihat) , atau karena gelombang repetitif menghasilkan event-event tertentu yang demikian jarangnya.

Cahaya yang dihasilkan oleh fosfor mempunyai waktu hidup yang sangat pendek setelah pancaran elektron berlalu. Untuk fosfor yang sering digunakan pada CRT yakni P31, cahaya yang dihasilkan akan turun sampai ke suatu harga yang masih dapat dilihat dengan nyaman dalam ruang yang bercahaya sedang, dalam waktu 38 mikrodetik. Jika laju kecepatan pancaran elektron untuk mengeksitasi ulang terjadi di bawah 1/38 mikrodetik atau 26 kHz, maka akan terjadi penurunan cahaya secara dramatis di layar.

Kedipan (flicker) merupakan suatu fenomena lain yang membatasi kinerja CRT. Jika laju eksitasi ulang jatuh dibawah harga minimum tertentu, umumnya sekitar 15 sampai 20 Hz, maka akan terjadi kedipan, yakni peragaan di layar akan tampak nyala dan padam bergantian. Gambar 3 menyatakan hubungan antara kecepatan sapuan (horisontal) sebagai fungsi dari laju perulangan (repetition rate) sinyal masukan (vertikal). Untuk memahaminya diberlakukan kondisi sebagai berikut: laju perulangan dari sinyal masukan dipertahankan pada harga yang konstan pada peragaan gelombang yang nyaman dipandang, kemudian kecepatan sapuannya diturunkan secara perlahan sampai kedipan mulai terjadi. Penurunan lebih lanjut akan menghasilkan kedipan yang makin jelas sehingga akhirnya peragaannya tidak bermanfaat sama sekali karena hanya tinggal berupa titik yang bergerak. Sekarang jika diberlakukan hal yang sebaliknya, yakni kecepatan sapuan dijaga konstan pada suatu keadaan di mana masalah cahaya maupun kedipan pada kondisi minimum, kemudian laju kecepatan sinyal masukannya diturunkan, maka cahaya peragaan akan menjadi redup. Batas terendah akan dicapai saat peragaannya tidak dapat dilihat sama sekali di ruang yang penerangannya cukup.

Peragaan bagian gelombang yang nampak redup baik karena sinyal yang diamati mempunyai sisi-sisi atau tebing gelombang yang begitu cepat atau pada gelombang repetitif yang menghasilkan event-event tertentu yang demikian jarang, kini dapat diatasi dengan dengan teknologi MCP ( microchannel plate) dari Tektronix, yang mampu meningkatkan intensitas peragaan bagian-bagian yang redup dari sebuah gelombang sampai 1000 kali kecerahan aslinya tanpa menaikkan intensitas peragaan pada bagian-bagian yang lebih kuat. Osiloskop Digital (DSO)

Jika dalam osiloskop analog gelombang yang akan ditampilkan langsung diberikan ke rangkaian vertikal sehingga berkesan "diambil" begitu saja (real time), maka dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan.

Beberapa DSO memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur.

Seperti ART, DSO melakukan akuisisinya dalam satu event pemicuan. namun demikian ia secara rutin memperoleh, mengukur dan menyimpan sinyal masukan, mengalirkan nilainya melalui memori dalam suatu proses kerja dengan cara; pertama yang disimpan, yang pertama pula yang akan dikeluarkan, sambil menanti picu terjadi. Sekali osiloskop ini mengenali event picu yang didefinisikan oleh penggunanya, osiloskop mengambil sejumlah cuplikan yang kemudian mengirimkan informasi gelombangnya ke peraga (layar). Karena kerja pemicuan yang demikian ini, ia dapat menyimpan dan meragakan informasi yang diperoleh sebelum picu (pretrigger) sampai 100 persen dari lokasi memori yang disediakan.

DSO mempunyai dua cara untuk "menangkap" atau mencuplik gelombang, yakni dengan teknik single shot atau real time sampling. Dengan kedua teknik ini, osiloskop memperoleh semua cuplikan dengan satu event picu. Sayangnya laju cuplik DSO membatasi lebar pita osiloskop ketika beroperasi dalam waktu nyata (real time). Secara teori (sesuai dengan Nyquist sampling theorema), osiloskop digital membutuhkan masukan dengan sekurang-kurangnya dua cuplikan per periode gelombang untuk merekonstruksi suatu bentuk gelombang. Dalam praktek, tiga atau lebih cuplikan per periode menjamin akurasi akuisisi. Jika pencuplik tidak dapat sama cepat dengan sinyal masukannya, osiloskop tidak akan dapat mengumpulkan suatu jumlah yang cukup yang berakibat menghasilkan suatu peragaan yang lain dari bentuk gelombangnya aslinya. yakni osiloskop akan menggambarkan struktur keseluruhan sinyal masukan pada suatu frekuensi yang jauh lebih rendah dari frekuensi sinyal sesungguhnya.

Ketika menangkap suatu gelombang bentuk tunggal (single shot waveform ) dengan cuplikan waktu nyata, osiloskop digital harus secara akurat menangkap frekuensi sinyal masukan. Osiloskop digital biasanya menspesifikasikan dua lebar pita; real time dan analog. Lebar pita analog menyatakan frekuensi tertinggi jalur masukannya yang dapat lolos tanpa cacat yang serius pada sinyalnya. Lebar pita real time menunjukkan frekuensi maksimum dari osiloskop yang dapat secara akurat mencuplik menggunakan satu event picu. Bergantung dari osiloskopnya, kadang-kadang kedua lebar pita tersebut mempunyai harga yang sama, kadang mempunyai nilai yang berbeda jauh. Sebagai contoh misalnya lebar pita analog dari suatu DSO 350 MHz dan lebar pita real time-nya hanya 40MHz.

Dengan metode alternatif yakni menggunakan equivalent-time sampling DSO secara akurat dapat menangkap sinyal-sinyal sampai pada lebar pita osiloskopnya, tetapi hanya pada sinyal-sinyal yang sifatnya repetitif. Dengan teknik ini, osiloskop digital menerima cuplikan-cuplikan pada banyak event-event picu yang kemudian secara berangsur-angsur mengkonstruksi keseluruhan bentuk gelombangnya. Hanya lebar pita analog yang membatasi osiloskop pada frekuensi berapa dapat menerima teknik ini.

Kebanyakan DSO, apakah ia menggunakan teknik real time atau equivalent time akan mencuplik pada laju maksimum tanpa mengacu berapa dasar waktu (time base) yang di pilih. Pada kecepatan sapuan yang lebih rendah osiloskop digital menerima jauh lebih banyak cuplikan daripada yang dapat disimpannya.

Bergantung kepada mode akuisisi yang kita pilih, suatu DSO akan membuang cuplikan ekstra atau menggunakannya untuk pemrosesan sinyal-sinyal tambahan seperti deteksi puncak gelombang (peak detect), maupun sampul gelombang (envelope) .

Osiloskop Digital

Sementara peralatan analog menggunakan tegangan yang berbeda-beda secara terus-menerus, perangkat digital biner menggunakan angka yang sesuai dengan sampel tegangan. Dalam kasus oscilloscopes digital, analog-ke-digital converter (ADC) digunakan untuk mengubah tegangan diukur ke dalam informasi digital. Gelombang diambil sebagai rangkaian sampel. Sampel disimpan, terakumulasi hingga cukup yang diambil dalam rangka untuk menggambarkan bentuk gelombang, yang kemudian disusun ulang untuk ditampilkan. Teknologi digital memungkinkan informasi yang akan ditampilkan dengan kecerahan, kejernihan, dan stabilitas. Namun ada, keterbatasan seperti kinerja osiloskop apapun. Frekuensi tertinggi di mana osiloskop dapat beroperasi ditentukan oleh bandwidth analog front-end komponen dari instrumen dan laju sampling.

Oscilloscopes digital dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori utama: oscilloscopes penyimpanan digital, fosfor oscilloscopes digital, dan digital sampling oscilloscopes. [5] [6]

Osiloskop penyimpan digital

Osiloskop penyimpanan digital, atau DSO untuk jangka pendek, sekarang menjadi pilihan bagi sebagian besar jenis aplikasi industri, meskipun sederhana CROs analog masih digunakan oleh hobiis. Itu tidak bisa diandalkan menggantikan metode penyimpanan yang digunakan dalam penyimpanan analog dengan digital cakupan memori yang dapat menyimpan data selama diperlukan tanpa degradasi. Hal ini juga memungkinkan pemrosesan kompleks sinyal dengan kecepatan tinggi pemrosesan sinyal digital sirkuit.

Vertikal masukan, bukannya mengemudi penguat vertikal, adalah digital oleh konverter analog ke digital untuk menciptakan kumpulan data yang disimpan dalam memori suatu mikroprosesor. Kumpulan data diproses dan kemudian dikirim ke layar, yang pada awal DSOs adalah sinar katoda tabung, namun kini lebih cenderung menjadi LCD panel datar. DSOs DSOs dengan layar LCD warna yang umum. Kumpulan data dapat dikirim melalui LAN atau WAN untuk pemrosesan atau pengarsipan. Gambar di layar dapat langsung direkam di atas kertas melalui suatu terpasang printer atau plotter, tanpa memerlukan sebuah osiloskop kamera. Ruang lingkup sinyal sendiri perangkat lunak analisis yang berguna dapat mengekstrak banyak fitur time-domain (misalnya naik waktu, lebar pulsa, amplitudo), spektrum frekuensi, histogram dan statistik, ketekunan peta, dan sejumlah besar parameter bermakna bagi insinyur dalam bidang-bidang khusus seperti telekomunikasi , disk drive daya analisis dan elektronik.

Oscilloscopes digital dibatasi terutama oleh kinerja input analog sirkuit dan frekuensi sampling. Secara umum, frekuensi sampling harus setidaknya laju Nyquist, dua kali frekuensi tertinggi-komponen frekuensi sinyal yang diamati, jika tidak aliasing dapat terjadi. Penyimpanan digital juga memungkinkan unik lain jenis osiloskop, setara-waktu lingkup sampel. Alih-alih mengambil sampel berturut-turut setelah peristiwa pemicu, hanya satu sampel yang diambil. Namun, osiloskop dapat bervariasi dengan timebase untuk tepat waktu itu, sampel, dengan demikian membangun gambaran tentang sinyal atas mengulangi berikutnya dari sinyal. Ini membutuhkan baik jam atau mengulang pola disediakan. Jenis lingkup ini sering digunakan untuk komunikasi kecepatan yang sangat tinggi karena hal itu memungkinkan untuk waktu yang sangat tinggi "sample rate" dan kebisingan amplitudo rendah dibandingkan dengan real-time tradisional cakupan. Oscilloscopes penyimpanan digital juga memungkinkan untuk menangkap, merekam, dan menyiarkan gambar, membuat mereka berguna untuk proyek kolaborasi dan analisis terkomputerisasi. [7]

Keuntungan osiloskop digital:- Cerah dan layar lebih besar dengan warna untuk membedakan beberapa jejak- Setara waktu pengambilan sampel dan rata-rata berturut-turut di sampel atau

scan mengarah pada resolusi yang lebih tinggi ke μV - Mendeteksi puncak (Peak)- Pre-memicu (peristiwa sebelum memicu terjadi dapat ditampilkan) - Mudah dan zoom di beberapa jejak-jejak yang tersimpan memungkinkan

pemula untuk bekerja tanpa pemicu - Hal ini membutuhkan reaksi cepat layar (beberapa cakupan punya 1 ms delay) - Tombol-tombol harus besar dan berganti dengan mudah - Juga jejak lambat seperti variasi suhu di sehari dapat direkam

- Memori osiloskop dapat diatur tidak hanya sebagai satu daftar dimensi tetapi juga sebagai array dua dimensi untuk mensimulasikan layar fosfor.

- Teknik digital memungkinkan sebuah analisis kuantitatif (Misalnya Eye diagram)

- Memungkinkan untuk otomatisasi, meskipun sebagian besar model mengunci akses ke software mereka

Suatu kelemahan digital terbatas oscilloscopes adalah refresh rate layar. Pada osiloskop analog, pengguna dapat mendapatkan pengertian intuitif dari tingkat memicu hanya dengan melihat kemantapan dari CRT jejak. Untuk osiloskop digital, layar persis sama untuk menilai sinyal yang melebihi layar's refresh rate. Selain itu, kadang-kadang sulit untuk melihat "gangguan" atau fenomena langka yang hitam-putih digital standar layar oscilloscopes; sedikit kegigihan CRT analog phosphors pada cakupan yang membuat Glitches terlihat jelas bahkan jika banyak memicu berikutnya menimpa mereka. Kedua kesulitan ini telah diatasi baru-baru ini oleh "digital fosfor oscilloscopes," yang menyimpan data pada refresh rate yang sangat tinggi dan menampilkan variabel itu dengan intensitas, untuk mensimulasikan jejak kegigihan dari lingkup CRT.

Oscilloscopes berbasis PC (PCO)

Perangkat lunak osiloskop berjalan di Windows yang menggunakan komputer kartu suara ADC

Walaupun kebanyakan orang berpikir dari sebuah osiloskop sebagai alat yang mandiri di dalam sebuah kotak, sebuah jenis baru "osiloskop" yang muncul yang terdiri dari papan akuisisi sinyal khusus (yang dapat eksternal USB atau Parallel port perangkat, atau menambah internal -on PCI atau ISA card). Hardware itu sendiri biasanya terdiri dari menyediakan antarmuka listrik isolasi dan otomatis mendapatkan kontrol, beberapa berkecepatan tinggi analog-ke-digital converter dan beberapa buffer memori, atau bahkan on-board DSPs. Tergantung pada konfigurasi hardware yang tepat, perangkat keras dapat digambarkan sebagai terbaik digitizer, sebuah data logger atau sebagai bagian dari khusus sistem kontrol otomatis.

PC menyediakan layar, kontrol antarmuka, disk penyimpanan, jaringan dan sering kali daya listrik untuk perangkat keras akuisisi. Kelangsungan hidup oscilloscopes berbasis PC bergantung pada saat ini digunakan secara luas dan biaya rendah standar PC. Sejak harga dapat berkisar dari hanya dengan $ 100 hingga sebanyak $ 3.000 tergantung pada kemampuan mereka, instrumen tersebut sangat

cocok untuk pasar pendidikan, di mana PC biasa, namun peralatan anggaran sering rendah.

PCO dapat mentransfer data ke komputer dalam dua cara utama - streaming, dan modus blok. Dalam mode streaming data ditransfer ke PC dalam aliran yang terus-menerus tanpa kehilangan data. Cara di mana PCO terhubung ke PC (misalnya IEEE1394, Ethernet, USB dll) akan menentukan kecepatan maksimum yang dapat dicapai dan dengan demikian frekuensi dan resolusi menggunakan metode ini. Modus Blok memanfaatkan memori on-board dari PCO untuk mengumpulkan data blok yang kemudian ditransfer ke PC setelah blok telah direkam. Hardware yang PCO kemudian resets dan catatan blok data lain. Proses ini terjadi sangat cepat, tapi waktu yang dibutuhkan akan bervariasi sesuai dengan ukuran blok data dan kecepatan yang dapat ditransfer. Metode ini memungkinkan pengambilan sampel yang jauh lebih tinggi kecepatan, tapi dalam banyak kasus hardware tidak akan merekam data sementara itu adalah mentransfer blok yang ada, yang berarti bahwa beberapa kehilangan data akan terjadi.

Keuntungan osiloskop berbasis PC meliputi:

Biaya lebih rendah daripada yang osiloskop yang terpisah, dengan asumsi user sudah memiliki PC. Professional-grade PCO perangkat keras (misalnya dengan bandwidth di MHz bukan di kisaran kHz) cenderung lebih mahal daripada PCI biasa misalnya kartu suara, dan beberapa bahkan bisa lebih mahal daripada PC baru (PCO-chart).

Mudah mengekspor data ke perangkat lunak PC standar seperti spreadsheet dan pengolah kata. Atau peralatan listrik seperti analisis numerik perangkat lunak dan perangkat lunak disesuaikan.

Kemampuan untuk mengendalikan alat dengan menjalankan program kustom pada PC dan dengan demikian tes mengotomatisasi dll Atau kontrol sederhana setup dari lokasi terpencil.

Penggunaan PC jaringan dan fungsi penyimpanan disk, yang banyak biaya ekstra ketika ditambahkan ke osiloskop mandiri.

PC biasanya memiliki resolusi tinggi besar menampilkan warna yang dapat lebih mudah untuk dibaca daripada menampilkan yang lebih kecil ditemukan pada cakupan konvensional. Warna dapat digunakan untuk membedakan bentuk gelombang. Dapat juga menunjukkan peningkatan informasi yang mencakup lebih dari bentuk gelombang atau tambahan seperti pengukuran bentuk gelombang otomatis dan simultan pandangan-pandangan alternatif.

Portabilitas ketika digunakan dengan sebuah laptop PC. Beberapa fisik jauh lebih kecil daripada oscilloscopes portabel.

Ada juga beberapa kelemahan, yang meliputi:

Power-supply dan elektromagnetik kebisingan dari PC rangkaian, yang memerlukan melindungi hati-hati dan luas untuk memperoleh tingkat rendah baik resolusi sinyal.

Kecepatan transfer data ke PC, yang tergantung pada metode koneksi. Hal ini mempengaruhi laju sampling maksimum dan resolusi dapat dicapai oleh PCO saat streaming.

Pemilik perlu osiloskop untuk menginstal perangkat lunak pada PC, yang mungkin tidak kompatibel dengan versi terbaru dari sistem operasi PC.

Waktu PC untuk boot, dibandingkan dengan hampir instan start up dari sebuah osiloskop menahan diri (meskipun, seperti oscilloscopes modern yang benar-benar PC atau mesin serupa dalam penyamaran, pembedaan ini menyempit).

Lingkup Bagian Depan Panel

Seperti tamapk pada gambar oscilloscope di atas terdiri dari dua bagian:

1) The Penguat Vertikal menerima tegangan sinyal dan memperkuat sinyal-sinyal cukup untuk

menangkis CRT balok vertikal.

2) Dan, Scanning Horizontal atau Sapu Sirkuit, bahwa "menyebar" dan menyinkronkan kegiatan untuk

tampilan CRT tersebut.

Juga, ada subbagian sangat penting bahwa antarmuka dua bagian utama. Kemampuan untuk

menyebabkan sinar itu untuk mulai suatu peristiwa penting: untuk mengakhiri ini, masukan penguat

vertikal memoles suatu versi diperkuat dari tegangan sinyal input untuk detektor sync yang

memberitahu generator sapuan horizontal untuk menyapu, atau menyebar sinyal, ketika transisi sinyal

melalui beberapa tegangan preset atau memicu tingkat preset oleh pengguna. Dengan kata lain ketika

Green Willy Worm kecil mengangkat kepala sedikit hijau di atas atau di bawah ini beberapa tanda

krayon di layer.

Sebagai penting untuk diketahui apa yang terjadi di dalam, adalah mengetahui bagaimana membuat

pengukuran yang efektif menggunakan bagian yang tidak terpisahkan dari osiloskop itu: Probe Ruang

Lingkup. Probe dan bagaimana ia digunakan, dapat membuat atau mengurangi kegunaan osiloskop

tersebut.

Masukan Probe:

Setelah Anda memiliki ruang lingkup yang benar dan beberapa pemahaman tentang apa yang Anda lakukan: Anda masih perlu tahu bagaimana menggunakan probe dengan benar.

Ruang Lingkup Probe Konvensional RF Probe Adaptor

Pengukuran:

1. Selalu menggunakan "X 10" probe: mereka memuat DUT (perangkat-under-test) ~ 10 Meg

ohm @ ~ 10 PFD.. A "X 1" probe menawarkan 1 Meg ohm @ ~ 50 PFD. Sebutan "X 10"

mengacu pada pelemahan dari sinyal oleh satelit (tidak keuntungan). Dalam rangka mencapai

beban ringan seperti oleh ruang lingkup - tetap menjaga bandwidth - tradeoff ini diperlukan.

2. Pastikan probe diberi kompensasi (menyesuaikan pemangkas pada konektor perumahan) jika

melampirkan mereka ke lingkup yang berbeda. Hal ini menjamin kesetiaan maksimum dan

bandwidth dari sinyal yang eyeballed.

3. Menggunakan kabel ground terpendek yang mungkin memimpin atau klip: semakin pendek

lebih baik! Panjang tanah yang berlebihan menyebabkan memperkenalkan induktansi yang

tidak perlu dan dapat mengubah sinyal ditampilkan, serta mengurangi bandwidth yang efektif

ruang lingkup (berfungsi seperti filter lowpass).

4. Ketika Mengukur frekuensi sangat tinggi terutama di ruang rapat yang mempertimbangkan

menggunakan probe RF (lihat gambar). Juga, ada yang disebut FET atau probe aktif, yang

non-loading (hampir) wideband probe dengan built-in amplifier.

5. Ketika membeli probe untuk osiloskop Anda, pastikan probe bandwidth yang cukup untuk

bidang tertentu Anda: probe urutan bandwidth determinan-pertama dari lingkup apapun.

Beberapa lingkup memiliki sebuah bandwidth yang lebar, bahwa tidak ada probe pasif dapat

melakukannya keadilan, dan satu-satunya cara untuk menggunakan bandwidth maksimum dari jenis

ruang lingkup adalah mengusir ruang lingkup dari sumber ohm ohm 50 melalui coax 50, diakhiri

menjadi 50 ohm pada lingkup input. Bahkan, beberapa lingkup kinerja tinggi memiliki terminasi 1Meg

ohm saklar ohm/50 hanya kesempatan tersebut.

Sesuatu yang lingkup yang mudah salah atas adalah kenyataan bahwa Anda tidak pernah melihat

terdepan dari peristiwa yang memicu menyapu. Artinya, menyapu dipicu oleh terdepan dari denyut

nadi, dan saat sinar itu dimulai di layar sekarang menampilkan sinyal ~ 100 nsec setelah acara

tersebut. Untuk mengatasi hal ini sedikit masalah "tangan lebih cepat daripada mata", Keebler Fairy

menambahkan baris wideband penundaan analog antara penguat vertikal dan's lendutan pelat CRT

tersebut. Jadi, pada saat berkas telah mulai perjalanan singkat di seluruh CRT, sinyal yang memicu

menyapu akhirnya menggiring bola keluar dari garis penundaan yang lama.

Lendutan Pelat Vertikal

Pepicu Sapu / Timebase Generator

Tingkat Trigger & Trigger Polaritas

Sapu Tegangan: Scan Horisontal

Osiloskop memiliki beberapa mode sync: sinkronisasi internal; sinkronisasi eksternal; garis sinkron dan sinkron tertunda. Pemilihan salah satu sumber mengirim sinyal sync ke detektor sync. Sebagai contoh: jika sync internal dipilih, ia mengirimkan sinyal input, mengambil-off dari masukan penguat vertikal, ke detektor sync yang merupakan komparator analog cepat yang mendapat masukan perbandingan lainnya dari panel depan terpasang kontrol, disebut tingkat/level kontrol. Hal ini memungkinkan pengguna untuk preset tingkat tegangan dan polaritas yang tepat, di mana ruang lingkup "memicu" generator menyapu menyapu balok di layar sekali. Setiap kali berjalan di atas sinyal tegangan preset ini (kecuali selama waktu menyapu aktif), menyapu baru dimulai: ini disebut "Pepicu

Sapu."

Ada sapuan dimulai ketika pernah sinyal mencapai level memicu, terlepas dari apakah itu naik atau turun tegangan. Ini berarti bahwa, dalam kasus gelombang sinus, lingkup sama tepat untuk mulai menampilkan fase nol derajat, sebagai fasa 180 derajat. Untuk mengatasi ini pengawasan kecil, saklar yang digunakan untuk memberitahu generator yang menyapu perjalanan naik atau jatuh untuk memicu pada: ini disebut lereng. (+) SLOPE (-) (+) Kemiringan (-). Angka-angka menunjukkan beberapa kombinasi pengaturan.

CRT, Cathode Ray Tube

Delayed Sweep Timebase Sapu Timebase Tertunda

Sapu/pembersihan yang tertunda

Sapu Tertunda, memungkinkan pengguna untuk memicu pada sebuah peristiwa dan amati sinyal setelah beberapa interval waktu yang ditentukan. Sebagai contoh: jika Anda ingin memindai tunggal mengamati salah satu baris - keluar dari 525 - dalam sinyal televisi, Anda akan memicu dari awal setiap kali lapangan televisi (16,67 msec) tetapi holdoff menampilkan baris tertentu yang memindai (HD = 63,5 usec) sampai jumlah yang tepat waktu telah berlalu. Pada dasarnya Sapu Tertunda hanya menyukai "Satu-Shot" Multivibrator dengan sepuluh pot-putar, dipicu dari normal menyapu sirkuit ruang lingkup, dan memegang dari menyapu layar sampai beberapa selang waktu.

SUMBER INFORMASI

http://en.wikipedia.org/wiki/oscilloscope dengan bantuan Google Translate (diakses pada tanggal 19 Maret 2010 pada jam 12:58)

http://elektroindonesia.com/elektro (diakses pada tanggal 19 Maret 2010)

http://www.virtual-oscilloscope.com (diakses pada tanggal 1 Juni 2010)

http://www.williamson-labs.com/scope1.htm (diakses pada tanggal 1 Juni 2010)