Perawatan & Perbaikan Osciloscope CRT

PERAWATAN DAN PERBAIKAN OSCILOSCOPE CHATODE RAY TUBE (CRT)

Osiloskope sinar katoda (Cathoda Ray Osiloscope) adalah instrumen pengukuran yang digunakan untuk pengukuran bentuk-bentuk gelombang. Karena berbeda dengan instrumen lainnya maka kita harus mengetahui dan memahami sistem dari Osiloskop tersebut. Adapun sistem dari osciloscop CRT adalah sebagai berikut :

1. Tabung sinar katoda (cathoda ray tube) atau CRT

          CRT menghasilkan suatu berkas elektron yang dipusatkan secara tajam dan dipercepat ke suatu kecepatan yang tinggi. Berkas elektron yang dipusatkan ini bergerak dari sumbernya (senapan elektron, electron gun) kedepan. Dimana berkas elektron ini akan membentur bahan fluoresensi yang melekat dipermukaan CRT (layar) bagian dalam dengan energi yang cukup untuk membuat layar bercahaya dalam sebuah bintik kecil.

 Elektron-elektron dipancarkan dari sebuah katoda termionik yang dipanaskan secara tidak langsung katoda ini secara keseluruhan dikelilingi oleh sebuah kisi pengatur kontrol (control grid) yang terdiri dari sebuah selinder nikel dengan lubang kecil ditengahnya, satu sumbu (koaksial) dengan sumbu tabung (silinder).

          Elektron-elektron yang dipancarkan oleh katoda dan lewat melalui lubang kecil di dalam kisi pengatur, dipercepat oleh potensial positif yang dihubungkan ke kedua anoda pemercepat (accelerating anodes). Kedua anoda ini dipisahkan oleh sebuah anoda pemusat (focusing anode) yang melengkapi suatu metoda guna memusatkan elektron kedalam berkas terbatas yang sempit dan tajam. Kedua anoda pemercepat anoda pemusat ini juga berbentuk silinder dengan lobang-lobang kecil ditengah-tengah masing-masing silinder, satu sumbu CRT. Lubang-lubang didalam elektroda ini membolehkan berkas elektron yang dipercepat dan terpusat merambat lewat pelat-pelat defleksi vertikal dan horizontal menuju layar fluorensi.

*) klik gambar untuk memperbesar dimensi gambar

Gambar 1. Tabung CRT 

Bagian Tabung CRT antara lain sebagai berikut :

a. Perlengkapan senapan elektron

          Senapan ini berfungsi untuk menghasilkan berkas elektron sempit dan terfokus secara tajam. Elektron yang terlepas mempunyai kecepatan yang sangat tinggi dan bergerak menuju  layar fluoresensi.

b. Perlengkapan pelat defleksi.

          Agar dalam penggunaanya berkas elektron dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang sinus, kotak atau bentuk gelombang yang diinginkan, maka diperlukan alat untuk membelokkan elektron kearah vertikal atau horizontal. Pelat defleksi ini akan mempengaruhi arah gerak elektron sehingga pada layar fluoresensi menimbulkan jejak gambar sesuai dengan masukan yang diukur.

c.Layar fluoresensi

          Bila berkas elektron membentur layar CRT, maka akan dihasilkan sebuah bintik cahaya. Bahan layar dibagian dalam CRT yang menghasilkan efek ini adalah fosfor, fosfor menyerap energi kinetik elektron yang membenturnya dan akan memancarkan kembali energi tersebut pada frekuensi yang lebih rendah dalam spektrum yang dapat dilihat. sifat dari beberapa bahan berkristal seperti fosfor atau oksida seng (zinc oxide) yang memancarkan cahaya bila dirangsang oleh radiasi disebut fluoresensi.

d.Tabung gelas dan dasar tabung.

2. Sistem Defleksi Vertikal

Elemen-elemen dasar dari penguat vertikal ini adalah (lihat gambar 2) :

Gambar 2. Diagram blok sistem defleksi vertikal

a. Probe

          Probe berfungsi untuk menghubungkan penguat vertikal ke rangkaian yang diukur tanpa membebani atau jika tidak, mengganggu rangkaian. Jenis probe yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah jenis penduga pasif. Probe ini terdiri dari sebuah tahanan seri (pelemahan sinyal) dan sebuah kapasitor shunt variabel. Keduanya berada didalam probe.

b. Pemilihan masukan

          Pemilihan masukan adalah sebuah saklar yang mempunyai tiga posisi pada CRO yaitu (ac-gnd-dc). 

c. Pelemahan masukan

          Pelemahan masukkan ini terdiri dari sejumlah pembagi tegangan RC, yang dikontrol melalui panel CRO oleh pemilih VOLTS/DIV. Pelemahan masukan ini dapat digambarkan seperti berikut.

Gambar 3. Rangkaian pelemahan masukan

d. Penguat Vertikal (Vertical Amplifier)

          Penguatan ini digunakan untuk memenuhi atau mempertahankan persyaratan stabilitas dan lebar bidang (bandwidth).  Penguatan vertikal dipertahankan dalam batas kemampuannya untuk menangani sinyal berdasarkan pemilihan pelemahan masukan yang sesuai jadi penguat berhubungan dengan pembacaan terendah dari selektor VOLT/DIV.

       Penguatan vertikal pada umumnya terdiri dari dua blok rangkaian utama yaitu pra-penguat (preamplifier) dan penguat vertikal utama (main vertical amplifier).

Gambar 4. Diagram blok penguat vertikal

3. Saluran Tunda (Delay Line)

          Saluran tunda ini digunakan untuk sinkronisasi pengolahan sinyal yang berhubungan dengan transmisi tegangan pada pelat-pelat defleksi. Ada dua jenis saluran tunda yaitu :

a. Saluran tunda dengan parameter tergumpal

          Salurn tunda dengan parmeter tergumpal (lumped parameter line) terdiri dari sebuah rangkaian simetri LC bertingkat.

Gambar 5 Saluran tunda parameter tergumpal

b. Saluan tunda dengan parameter terbagi

          Saluran tunda dengan parameter terbagi (distributed parameter delay line)terdiri dari kabel koaksial yang dibuat secara khusus dengan nilai induktansi yang tinggi setiap satuan panjang.

          Untuk jenis saluran tunda ini konduktor tengah dari kabel kuoaksial normal yang lurus diganti dengan sebuah kumparan kawat kontinyu, digulung dalam bentuk spiral pada sebuah inti lunak dibagian dalam. Untuk mengurangi arus pusar (eddy current) biasanya konduktor luar dibuat dari kawat jalinan terisolasi (braided insulated wire), yang secara elektris dihubungkan pada ujung-ujung kabel.

Gambar 6 Saluran tunda berimpedansi tinggi berbentuk spiral

4.  Sistem Defleksi Horizontal

          CRO biasanya memperagakan bentuk gelombang masukan vertikal sebagai fungsi dari waktu. Ini  memerlukan tegangan defleksi horizontal guna menggerakkan atau menyapu bintik CRT sepanjang layar dari kiri kekanan dengan kecepatan konstanta dan kemudian mengembalikan bintik tersebut dengan cepat ke posisinya semula. Proses ini dilakukan didalam sistem defleksi horizontal CRO oleh genarator penyapu (sweep generator).

a. Generator penyapu

          Semua generator penyapu merupakan pengembangan dari rangkian pengisian dasar RC. Namun dalam pemakaian rangkaian RC yang praktis, digunakan rangkaian dengan menggunakan komponen UJT. Frekuensi osolasi dapat dirubah dengan mengubah nilai R atau C. Diubahnya nilai R digunakan untuk pengontrolan frekuensi secara kontinyu.  Sedangkan pengubahan nilai C akan menghasilkan sebiah rangkuman frekuensi (saklar pemilih Time/Div).

Gambar 7. Rangkaian dasar generator penyapu

b. Sinkronisasi penyapuan

          Sinyal sinkronisasi, untuk generator penyapuan diperoleh dari berbagai sumber dan dipilih oleh sebuah alat kontrol pada panel depan CRO yang disebut SYNC SELECTOR. Pemilih ini ditunjukkan sebagai sebuah saklar yang diberi tanda INT-EXT-LINE.

Gambar 8. Rangkaian pemilih sinkronisasi

c. Pemicu penyapu

          Diagram blok pada gambar menunjukkan sebuah rangkaian pemicu yang khas bagi CRO dengan pemicu penyapu. Rangkaian pemicu menerima sihnyal masukan dari bentuk dan amplitudo yang berlainan, dan dari berbagai sumber; dan mengubahnya menjadi pulsa-pulsa yang amplitudonya seragam untuk operasi penyapuan yang terpercaya. Selektor pemicu ditunjukkan sebagi sebuah sakelar tiga posisi yang diberi tanda INT-EXT-LINE.

Gambar 9. Diagram blok rangkaian pemicu penyapu

d. Penguat horizontal

        Dalam sebuah CRO yang biasa tingkat persyaratan prestasi (penguatan/lebar bidang) penguat horizontal lebih rendah dari penguat bertikal, sementara penguat bvertikal harus mampu menangani sinyal-sinyal beramplitudo kecil dengan kenaikan waktu yang cepat, penguat horizontal hanya harus memproses sinyal penyapu yang amplitudonya cukup tinggi dan kenaikan waktunya relatif lambat. Akan tetapi penguatan penguat horizontal lebih besar dari penguatan penguat vertikal, sebab sensitivitas defleksi horizontal CRT lebih kecil dari sensitivitas defleksi vertikal.

          Dasar yang umumnya digunakan dalam CRO sederhana yang frekuensinya rendah. Penguat ini terdiri dari tiga ringkatan: penguat masukan, penguat para fasa, dan tingkat keluaran dorong tarik.

Gambar 10. Diagram blok penguat horisontal dasar 

5. Langkah-Langkah Perbaikan

a. Periksa keadaan fisik Osiloskop

          Apakah sudah benar penggunaan sumber tegangan PLN dengan fuse yang digunakan pada saklar pemilih tegangan di power supply!

b. Power Supply

1) Periksalah keadaan power supply apakah sudah bekerja dengan baik pada keadaan normal, ukur tegangan masukan pada power supply dan keluaran yang menuju ke osiloskop apakah sudah sesuai!

2) Bila terjadi ketidaksesuaian, periksalah rangkaian pada power supply, periksalah komponen aktif pada rangkaian (transistor) dan komponen lainnya seperti resistor dan kapasitor!

c. Pengkalibrasian Alat

          Metode perawatan dan perbaikan ini dapat diawali dengan menggunakan teknik pengkalibrasian. Pengkalibrasian dapat dilakukan dengan menggunakan terminal kalibrasi yang telah disediakan. Pada pengkalibarasian alat harus diperhatikan hal-hal berikut :

1) Probe

- Nilai hambatan probe dapat bergeser, karena kerusakan pada kabel. Kerusakan ini dapat disebabkan karena kurang terhubung/putusnya kabel atau tidak sempurnanya persambungan kabel probe sehingga hal ini dapat mengurangi aliran arus.

- Kontak perkalian selektor probe pada perkalian 1 atau 10 tidak sempurna sehingga mempersulit penggunaan.

2) Kesalahan pada pesawat

- Bila Osciloscope menggunakan terminal 2V_p-p maka disaat pengkalibrasian tombol Volt/Div harus pada pengukuran 2, sedangkan Time/Div adalah 1.

- Tombol variabel adjustment tidak boleh berubah-ubah pada pengukuran Volt/div yang berbeda karena dapat merubah nilai pengukuran yang ada.

d. Tombol putar pada Osciloscope

1) Periksalah tombol putar Osiloscope dapat dilakukan apabila kondisi probe baik.

2) Periksalah Variabel VOLT/DIV dan SWEEP TIME/DIV

- Perhatikanlah saklar pemilih adakah pengalami perubahan. Jika ada perubahan maka bersihkanlah.

- Periksalah keberadaan variabel resistor pada persambungan masing-masing skala VOLT/DIV. Bila terjadi kerusakan gantilah dengan toleransi 1%.

e. Pada layar CRO

1) CRO tidak menghasilkan elektron beam (cahaya), langkah-langkah mendeteksi kesalahan :

- Ukurlah tegangan power supply.

- Ukurlah kabel core (kabel power putus atau tidak).

- Periksalah security power (fuse) bila putus ganti yang baru).

2) Indikator menyala tapi tidak ada elektron

- Periksalah G2 dari CRT adakah tegangan atau tidak. Periksa pada skala 1000 VDC!

- Jika tidak ada osilator vertikal tidak kerja (power vertikal à transistor rusak). Jika power vertikal normal dan plyback juga normal maka maka periksalah driver vertikal.

- Periksalah penguat oscillator.

- Ukurlah tegangan vilamen pada CRT, jika tidak menyala berarti tegangan tidak ada, artinya CRT putus.

f. Intensitas dan fokus tidak normal

1) VR mengalami kerusakan yang mengakibatkan kesalahan.

2) Periksalah rangkaian video (katoda) kemungkinan ada yang mengalami perubahan.

3) Jika muncul, tapi bergeser posisinya keatas atau kebawah sekali, maka ini berarti :

- Periksalah vertikal posisi amplifier, jika berpindah atau lari keatas berarti dia terhubung ke negatif dan jika dia lari atau pindah kebawah sekali maka dia terhubung dengan positif. Hal ini terjadi karena ruster (cahaya garis) di set dari tegangan negatif ke positif.

- Periksalah transistor yang berhubungan dengan pengatur posisi bila ditemukan dan ganti dengan jenis yang sama.