alat ukur dan pengukuran

2. • Mempelajari diagram blok CRO
• Memahami prinsip kerja tabung sinar katode
• Memahami sistem defleksi vertikal, saluran tunda
dan sistem defleksi horizontal
• Mengetahui struktur probe osiloskop 1:1 dan 10:1
• Melakukan pengukuran frekuensi, periode, sudut
fasa, time delay dan modulation index
• Mengetahui prinsip kerja osiloskop digital
6/3/2015 2Fauzun Atabiq, S.T

3. • Mempelajari prinsip kerja osiloskop
/cathode ray oscilloscope (CRO)
• Mempelajari pengoperasian osiloskop
• Mempelajari bagaimana menerjemahkan
bentuk gelombang yang ditampilkan
osiloskop.
6/3/2015 3Fauzun Atabiq, S.T

4. 1. Diagram blok CRO?
2. Tabung sinar katode ?
3. Defleksi vertikal, saluran tunda dan sistem defleksi
horizontal?
4. Struktur probe osiloskop 1:1 dan 10:1 ?
5. Prinsip kerja osiloskop digital?
6/3/2015 4Fauzun Atabiq, S.T

5. 1. Terdapat dua jenis osiloskop
yaitu?______________ dan_______________
2. Gambarkan diagram blok sederhana
osiloskop!_____
3. Apakah yang dimaksud diagram lissajous
dan bagaimana bisa dihasilkan?
4. Struktur probe osiloskop 1:1 dan 10:1 ?
6/3/2015 5Fauzun Atabiq, S.T

6. Alat untuk pengukuran
dan analisa suatu
bentuk gelombang
serta gejala-gejala lain
dalam rangkaian-
rangkaian elektronik.
Frequency, Amplitude
or Dutycicle of a wave
6/3/2015 6Fauzun Atabiq, S.T

7. Alat untuk pengukuran
dan analisa suatu
bentuk gelombang
serta gejala-gejala lain
dalam rangkaian-
rangkaian elektronik.
transient wave
6/3/2015 7Fauzun Atabiq, S.T

8. Alat untuk pengukuran
dan analisa suatu
bentuk gelombang
serta gejala-gejala lain
dalam rangkaian-
rangkaian elektronik.
Modulation wave
6/3/2015 8Fauzun Atabiq, S.T

9. Pengamatan karakteristik sel surya
6/3/2015 9Fauzun Atabiq, S.T

10. Kegunaan osiloskop tidak terbatas pada
dunia elektronik saja. Dengan transduser
yang tepat, osiloskop dapat digunakan
untuk mengukur dan mengamati berbagai
jenis fenomena.
Transduser alat yang menghasilkan sinyal listrik
sebagai respon terhadap rangsangan fisik, seperti
suara, ketegangan mekanik, tekanan, cahaya, atau
panas.
6/3/2015 10Fauzun Atabiq, S.T

11. Di dunia otomotif  Osiloskop dapat
digunakan untuk mengukur getaran mesin.
Pada dunia medis  Osiloskop dapat
digunakan untuk mengukur/menganalisa
gelombang otak. Denyut nadi, dll
6/3/2015 11Fauzun Atabiq, S.T

12. vibration analysis of a machine
6/3/2015 12Fauzun Atabiq, S.T

13. Electrocardiography
6/3/2015 13Fauzun Atabiq, S.T

14.  Osiloskop analog
 Osiloskop digital
6/3/2015 14Fauzun Atabiq, S.T

15.  Perangkat analog bekerja dengan
perubahan tegangan yang terjadi
terus-menerus sedangkan,
 Peralatan digital bekerja dengan
angka biner, diskrit yang dapat
mewakili sampel tegangan.
6/3/2015 15Fauzun Atabiq, S.T

16. • Osiloskop analog bekerja secara langsung
menerapkan tegangan yang diukur untuk
menghasilkan suatu berkas elektron
bergerak pada layar osiloskop.
• Tegangan mengarahkan lempeng atas dan
bawah secara proporsional, menelusuri
bentuk gelombang pada layar. Hal ini
memberikan gambaran langsung dari
gelombang tersebut.
6/3/2015 16Fauzun Atabiq, S.T

17. Diagram Blok Osiloskop Analog
6/3/2015 17Fauzun Atabiq, S.T

18.  Tergantung pada nilai berapa skala vertikal (volts/div)
diposisikan/diatur,
 Attenuator akan mengurangi tegangan sinyal dan
amplifier menguatkan tegangan sinyal.
 Selanjutnya, sinyal dikirimkan langsung ke pelat
defleksi vertikal tabung sinar katoda (CRT).
 Tegangan diterapkan pada pelat defleksi
menyebabkan cahaya titik bergerak. (Sebuah berkas
elektron menabrak fosfor dalam CRT menciptakan
sinar dot.)
 Sebuah tegangan positif menyebabkan titik untuk
bergerak ke atas sementara tegangan negatif
menyebabkan dot bergerak ke bawah.
6/3/2015 18Fauzun Atabiq, S.T

19.  Sinyal juga menuju ke sistem trigger untuk memicu
"sweep horizontal."
 Sweep horizontal adalah proses pada sistem horizontal
menyebabkan berkas sinar (dot) untuk bergerak di
seluruh layar (scanning).
 Mentriger sistem horizontal menyebabkan time base
horisontal menggerakkan berkas sinar di layar dari kiri ke
kanan dalam interval waktu tertentu.
 Banyaknya sapuan dalam urutan cepat menyebabkan
gerakan berkas sinar membentuk suatu garis utuh.
 Pada kecepatan tinggi, sapuan (scanning) berkas sinar
di layar nemungkinkan hingga 500.000 kali setiap detik
(osiloskop resolusi tinggi).
6/3/2015 19Fauzun Atabiq, S.T

20.  Proses sweeping horizontal dan defleksi vertikal secara
bersama-sama menghasilkan tampilan bentuk grafik
sinyal pada layar.
 Sinyal trigger diperlukan untuk menstabilkan sinyal
berulang. Hal Ini berguna untuk menentukan bahwa
proses scanning dimulai dari titik yang sama pada sinyal
berulang, sehingga menghasilkan gambaran yang jelas
6/3/2015 20Fauzun Atabiq, S.T

21. Triggering Stabilizes a Repeating Waveform
6/3/2015 21Fauzun Atabiq, S.T

22. 1. Deflection voltage electrodes
(elektrode/lempeng-lempeng pembias
tegangan)
2. Electron gun (Penembak elektron)
3. Electron beam (Berkas elektron)
4. Focusing coil (kumparan/cincin-
cincin pemfokus)
5. Phosphor-coated inner side of the
screen (lapisan pospor cro)
6/3/2015 22Fauzun Atabiq, S.T

23. 6/3/2015 23Fauzun Atabiq, S.T

24.  Untuk menggunakan osiloskop analog, dibutuhkan tiga
pengaturan utama untuk menampilkan sinyal masukan:
1. Attenuasi atau penguatan sinyal. Gunakan kontrol volt/div untuk
mengatur amplitudo sinyal sebelum sinyal diterapkan pada
lempeng-lempeng defleksi vertikal.
2. Time base. Gunakan kontrol time/div untuk menentukan lama
waktu per devisi represented horizontally across the screen.
3. Triggering osiloskop. Gunakan kontrol trigger level untuk
menstabilkan suatu sinyal yang terus bergerak, as well as triggering
on a single event.
 Ditambah, pengaturan tombol fokus dan intensity
mendapatkan tampilan yang jelas, dan fokus.
6/3/2015 24Fauzun Atabiq, S.T

25.  Sistem dalam osiloskop digital adalah mirip
dengan sistem yang ada dalam osiloskop
analog.
 Terdapat tambahan sistem prosesor untuk
pemrosesan data.
 Dengan adanya processor tersebut, osiloskop
digital akan mengumpulkan data bentuk
gelombang yang masuk dan kemudian
menampilkannya.
6/3/2015 25Fauzun Atabiq, S.T

26. Diagram blok osiloskop digital
6/3/2015 26Fauzun Atabiq, S.T

27.  Osiloskop digital menggunakan konversi data dari
pengukuran analog ke digital.
 Pengukuran sinyal analog ke digital dilakukan oleh
ADC hi-speed.
 Dasar pewaktu (time base) ADC ini dikendalikan oleh
sebuah mikrokontroler.
 Data digital ini kemudian ditampilkan pada LED
matriks dengan scanning / pemindaian horizontal dan
besarnya data sesuai sinyal juga dikendalikan
menggunakan sebuah mikrokontroler.
6/3/2015 27Fauzun Atabiq, S.T

28. 1. Gelombang Sinus
2. Gelombang kotak/persegi
3. Gelombang segitiga dan gigi gergaji
4. Step, Pulsa/Impuls
6/3/2015 28Fauzun Atabiq, S.T

29. 6/3/2015 29Fauzun Atabiq, S.T

30.  Walaupun terdapat banyak jenis bentuk
gelombang yang dapat diamati pada
pengukuran dengan osiloskop, namun pada
intinya pengukuran-pengukuran tersebut
antara lain :
6/3/2015 30Fauzun Atabiq, S.T

31. 1. Pengukuran Tegangan
 Tegangan adalah jumlah/nilai potensial listrik (semacam
kekuatan suatu sinyal listrik) diantara dua titik pada suatu
rangkaian.
 Biasanya salah satu titik dari rangkaian tersebut adalah
ground (nol volts) tetapi tidak selalu terhadap titik ground.
 Misalnya pengukuran nilai tegangan suatu gelombang dari
puncak maksimum ke puncak minimum, yang berarti
tegangan puncak ke puncak gelombang. Kata aplitudo
umumnya menerangkan nilai tegangan maksimum suatu
signal yang diukur dari titik ground atau nol volt.
 Pengukuran tegangan  menggunakan skala vertikal
6/3/2015 31Fauzun Atabiq, S.T

32. Pengaturan sensitifitas vertikal
(Volt/Div)
Jika Volt/Div = 0.5 ,
Berapa tegangan puncak ke
puncaknya (Vp-p)?
Kotak-kotak Divisi
1. Pengukuran Tegangan
Contoh pengamatan Vp - p gelombang sinus
menggunakan Osiloskop. (skala vertikal!)
6/3/2015 32Fauzun Atabiq, S.T

33. Kotak-kotak Divisi
1. Pengukuran Tegangan
Contoh pengamatan Vp - p gelombang sinus
menggunakan Osiloskop. (skala vertikal!)
Jarak /divisi dari puncak positif ke
puncak negatif = 4 Div
VP-P =4 Div x 0.5 Volt/Div = 2 Volts.
Perhatikan! jika probe yang
digunakan menggunakan faktor
pengali!
Tegangan dari sumbu nol ke
puncak (Vp) ?
2 Div x 0.5 Volt/Div = 1 Volt
6/3/2015 33Fauzun Atabiq, S.T

34. Kotak-kotak Divisi
1. Pengukuran Tegangan
Contoh pengamatan Vp - p gelombang sinus
menggunakan Osiloskop. (skala vertikal!)
• Tegangan RMS tidak bisa secara
langsung ditentukan dari osiloskop
analog.
• Menggunakan persamaan,
Perbandingan tegangan maksimum
(Vp) dengan faktor koreksi (crest
factor)! Sinus = √ 2
V = 0.707 Vp
= (0.707) (1 volt)
= 0.707 volt RMS.
• 0.707 Vp hanya berlaku untuk jenis
bentuk gelombang sinus, bentuk gel
selain sinus harus melihat faktor koreksi
crest factor.
6/3/2015 34Fauzun Atabiq, S.T

35. Tegangan rms tidak dapat diukur dengan osiloskop analog tetapi dapat dihitung
dengan melihat faktor crest faktor
6/3/2015 35Fauzun Atabiq, S.T

36. 2. Pengukuran Frekuensi dan Periode
 Periode  waktu yang dibutuhkan sebuah
gelombang untuk melakukan satu siklus penuh.
 Frekuensi  jumlah berapa kali sinyal tersebut
berulang dalam waktu satu detik (siklus per detik) →
Hertz (Hz) → Sinyal berulang (berjalan)
 Mengukur periode (T) → skala horisontal (Waktu)
6/3/2015 36Fauzun Atabiq, S.T

37. F = 3 Hz
T = 1/3 Sec
6/3/2015 37Fauzun Atabiq, S.T

38. Berapa Periode (T)?
Timebase (Time/Div)!
Misal Timebase = 0.2 msec/div,
T= 8 x 0.2 msec = 1.6 msec
Osiloskop analog tidak bisa mengukur
frekuensi, akan tetapi nilai frekuensi
dihitung dg pers f = 1/T .
f = 1/T Hz
= 1/1.6 msec
= 625 Hz.
6/3/2015 38Fauzun Atabiq, S.T

39. EXAMPLE Determine the zero-to-
peak voltage, the peak- to-peak
voltage, period and frequency of
the waveform shown beside!
Vertical sensitivity = 0.2 volt/division, and
time base = 500 usec/division.
The waveform is 1.5 divisions zero-to-peak and 3
divisions peak-to-peak.
Vo-p = 1.5 div X 0.2 volt/div = 0.3 volt
Vp-p = 3 div x 0.2 volt/div = 0.6 volt
The period of the waveform is 3 divisions.
T = 3 div x 500 usec = 1.5 msec.
f = 1/T = 666.67 Hz
6/3/2015 39Fauzun Atabiq, S.T

40. 3. Pengukuran penguatan tegangan
 Merupakan pengembangan dari pengukuran tegangan
 Digunakan untuk pengukuran penguatan (Gain) pada
rangkaian-rangkain elektronik; amplifiers, filters, dan
attenuators.
 Penguatan tegangan G = Vout / Vin
 Tegangan keluaran dibandingkan masukan
6/3/2015 40Fauzun Atabiq, S.T

41. Instrument connections for measuring the
voltage gain of a circuit.
6/3/2015 41Fauzun Atabiq, S.T

42. The oscilloscope display for measuring the
gain of a circuit. Vertical sensitivity = 1
volt/division.
6/3/2015 42Fauzun Atabiq, S.T

43. 4. Pengukuran fase
 Gelombang sinus didasarkan pada gerak melingkar
dan lingkaran yang memiliki 360 derajat. Satu siklus
gelombang sinus memiliki 360 derajat.
Gambar Derajat gelombang sinus
6/3/2015 43Fauzun Atabiq, S.T

44. 4. Pengukuran fase
 Pergeseran fase ini akan
banyak kita jumpai dalam
dunia elektronik.
 Pergeseran fase
menggambarkan perbedaan
waktu antara dua sinyal lain
yang serupa.
 Perhatikan gambar di samping,
bisa dikatakan bahwa singnal
arus "current" 900 tertinggal
terhadap singnal tegangan
"voltage". Hal ini karena kedua
gelombang mencapai titik
yang sama dalam siklus mereka
tepat 1 / 4 dari siklus (360
derajat / 4 = 90 derajat).
Gambar Pergeseran fase
6/3/2015 44Fauzun Atabiq, S.T

45. 4. Pengukuran fase
 Metode Time Base
 Phase shift = Theta =
 360 x shift (in div)/period (in div)
 360 X 0.5 / 4 = 45 degrees
 Disebelah kanan gelombang →
Tertinggal (leading)
 Disebelah kiri gelombang →
mendahulio (lagging)
Gambar Pergeseran
fase
6/3/2015 45Fauzun Atabiq, S.T

46. 3. Pengukuran fase
 Metode Time Base
 Contoh pengukuran
beda fase pada
rangkaian kapasitor
dan induktor
L1
1mH
R1
1k
A
B
Func Gen
6/3/2015 46Fauzun Atabiq, S.T

47. 3. Pengukuran fase
 Metode Time Base
 Contoh pengukuran
beda fase pada
rangkaian kapasitor
dan induktor
Func Gen
R1
1k
A
B
C1
10u
6/3/2015 47Fauzun Atabiq, S.T

48. Lissajous dihasilkan bila gelombang sinus
dimasukkan secara bersamaan ke pelat-
pelat defleksi horizontal dan vertical CRO.
ev menyatakan tegangan defleksi vertical
dan
eh menyatakan tegangan defleksi
horizontal. Frekwensi sinyal vertical dua
kali frekwensi sinyal horizontal.
6/3/2015 48Fauzun Atabiq, S.T

49. 6/3/2015 49Fauzun Atabiq, S.T

50. Jika sumbu panjang terletak di kuadran I dan III,
sudut fasa adalah antara 0° sampai 90° atau 270° sampai
360°.
Jika sumbu panjang terletak di kuadran II dan IV,
sudut fasa adalah antara 90° sampai 180° atau 180°
sampai 270°
6/3/2015 50Fauzun Atabiq, S.T

51. 6/3/2015 51Fauzun Atabiq, S.T