Prosedur Pengoperasian Osciloscop (CRO)

PROSEDUR PENGOPERASIAN CATHODE RAY OSCILOSCOPE (CRO)

          Sobat blogger yang berbahagia, pada kesempatan yang baik ini perkenankanlah penulis mengucapkan selamat hari raya Idul Adha 1434 H kepada seluruh sobat blogger yang merayakannya. Pada pertemuan kali ini penulis akan membahas tentang prosedur penggunaan atau pengoperasian osciloscop (CRO). Untuk mengetahui prosedur pengoperasian osciloscop (CRO) tersebut langsung saja simak uraian berikut ini.

     Cathode Ray Oscilloscope yang lebih dikenal dengan sebutan CRO, atau ada yang menyebut sebagai Osiloskop Sinar Katoda atau Osiloskop saja, merupakan sebuah alat ukur elektronik yang penting bagi teknisi atau montir listrik dan elektronik dalam menyelesaikan pekerjaannya. Manfaatnya adalah untuk mengukur besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode dan beda fasa. Bentuk sinyal listrik juga dapat dilihat dengan CRO. Ada berbagai bentuk sinyal listrik, yaitu sinusoida, segitiga atau triangle, kotak atau square, denyut atau pulse. Berbagai bentuk sinyal listrik tersebut dapat dengan mudah diukur tegangannya, periodenya dan dapat ditentukan berapa frekuensinya. CRO ada dua jenis, jenis 1 kanal dan jenis 2 kanal. Dengan CRO 2 kanal bisa menampilkan 2 signal secara serempak dalam layar, yaitu masuk kanal X dan kanal Y.

A. Spesifikasi CRO

            Sebelum menggunakan CRO lebih baik sobat blogger  mengetahui bagaimanakah spesifikasi CRO yang akan dipakai. Sebagai contoh berikut ini diberikan contoh spesifikasi umum seperti berikut:

1.  Vertical Axis

Sensitivity                              : 10 mV / div ~ 20 V / div ±5%

Attenuator                             : 10 mV / div ~ 20 V / div 1 - 2 - 5 step ( 1 div = 10mm)

Input Impedance                   : 1 M Ohm ± 5%

Input Capacitance                : 22 pF ± 3%

Frequency Response            : DC  :  DC ~ 10MHz (less than –3 dB)

                                                AC  :  2 Hz ~ 10 MHz ( less than – 3dB)

Rising time                            : less than  35 nsec

Overshoot                              : less than  3 % (at 100 kHz square wave )

Maximum input Voltage        : 600 Vp-p or 300 V ( DC + AC peak )

2.  sweep circuit

Sweep system                       : Triggering sweep and auto sweep (free running sweep at  no

                                                   signal time)

Sweep time                           : 1 μs / div ~ 0.5 s / div ± 5% and  EXT H: 1 – 2  – 5 step.

                                                  Fine adjustment in all 18 ranges.

Magnifier                                : 5 times ±10 % ( PULL X 5 MAG)

Linearity                                 : less than 3 %  ( 5μ s / div ~ 0.5 s / div ). Less than 5%   

                                                 ( 1μ s  / div ~ 2 μs / div )

3.  triggering

Source                                   : INT  : vertical input signal

                                                 EXT : EXT TRIG input signal

Sync section                         : NOR : positive and negative.

                                                  TV   : positive and negative

Triggering Voltage               : Amplitude on CRT screen more than 1 div

  EXT … more  than 1 Vp-p

Triggering range                  : INT  :   20 Hz ~ 10 MHz

                                                 EXT :   DC ~ 10 MHz.

4.  horizontal Axis

Operating mode                   : EXT H mode is selected by SWEEP TIME / DIV

Sensitivity                              : 150 mV / div ( within ± 20%) (HOR GAIN MAX)

Frequency response           : DC ~ 1 MHz ( less than  - 3 dB)

Input impedance                  : 100 k Ohm / 35 pF.

Calibrating voltage              : 1 Vp-p ± 5% (50 or 60 Hz square wave)

5.  intensity modulation

Input voltage                         : less than 5 Vp-p (modulation)

Input impedance                  : 10 k Ohm ± 20 %

6. power Source

Power supply voltage          : 100 / 117 / 220 / 240 V ± 10 % 50 Hz or 60 Hz

Power consumption            : 20 W

7.  dimensions and Weight

Width X Height X Depth     : 260 mm X 190 mm X 275 mm or (maximum sizes : 277 mm X 

                                                204 mm X 433 mm )

Weight                                  : 8 kg

8.  accessory 

Probe                                    : PC 21 model. Damping = 1/10 ; input imped = 10 M ohm;

 input capacitance = less than 18 pF.

Fuse                                      : 0.3 A and 0.7 A

B. Fungsi tombol kontrol  pada panel  CRO

            Pada Gambar 1. tampak sebuah CRO dan pandangan panel depan CRO. Adapun fungsi tombol-tombol kontrol  tersebut adalah :

Gambar 1. Tombol dan terminal kontrol panel depan CRO

1. Saklar on / off untuk mengaktifkan CRO dengan memutar tombol searah jarum jam.

2. CRO aktif ditandai dengan lampu indikator menyala.

3. Time/ div untuk mengatur lebar sinyal agar mudah dibaca.

4. Tombol time kalibrasi digunakan saat mengkalibrasi waktu, bila kalibrasi telah dilakukan posisi ini tidak boleh diubah-ubah lagi.

5. Terminal kalibrasi tempat dihubungkan probe pada saat kalibrasi. 

6. Posisi X digunakan untuk menggeser tampilan sinyal dalam peraga ke arah 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.

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, 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 ditipiskan 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.

21. Intensitas

C. Setting Up CRO

          Sebelum menggunakan CRO perlu dilakukan persiapan awal atau setting-up procedure. Untuk melakukan setting-up kita perlu memahami dengan benar semua tombol kontrol serta fungsinya,  yang telah diuraikan  pada bagian B di atas. Adapun prosedurnya adalah sebagai berikut :

Gambar 2. Posisi Tombol-Tombol Kontrol Dalam Keadaan CRO Setting-Up.

1. aturlah posisi tombol kontrol seperti pada Gambar .2 di atas

2. Pastikan tegangan kerja yang dipakai di laboratorium. Periksa apakah AC Voltage selector sudah pada posisi yang tepat.

3. kalau sudah tepat maka putar tombol POWER (7) searah putaran jarum jam sampai ON dan LED menyala.

4. Sumbu horizontal akan nampak. Bila tidak nampak pada pusat screen, maka atur position (1). Atur intensity (7). Bila tetap kurang tajam maka atur FOCUS (8).

5. osiloskop sekarang siap dipakai untuk melakukan pengukuran. Pasang tegangan input signal ke input (2). Putar tombol volt / div (4) searah jarum jam untuk mendapatkan ukuran bentuk gelombang yang dikehendaki.

6. dengan menekan tombol LEVEL(12), fungsi free running dicabut, sehingga bentuk gelombang akan hilang bila tombol diputar searah jarum jam, dan akan nampak lagi pada posisi mendekati tengah (MID). Gelombang akan hilang lagi kalau tombol diputar kearah kebalikan jarum jam dari posisi MID.

7. bila komponen signal DC yang diukur, atur tombol AC-GND-DC pada posisi DC. Bila signal positip maka signal akan bergerak naik, dan sebaliknya bila signal negatif maka akan bergerak turun. Titik referensi tegangan “0” diperiksa pada posisi GND. Kalau meleset dari titik NOL maka bentuk signal dapat ditepatkan padaposisi NOL.

D. Kalibrasi CRO

   Sebelum menggunakan CRO pada penggunaan pengukuran harus dilakukan pengkalibrasian terlebih dahulu. Kalibrasi yang dilakukan dengan langkah sebagai berikut: :

1. Kalibrasi tegangan

          Kalibrasi tegangan dilakukan apabila CRO akan dipakai untuk mengukur tegangan signal dari bentuk gelombang tertentu. Langkah kerjanya dilakukan sebagai berikut :

a. siapkan CRO dengan prosedur setting-up seperti di atas.

b. Siapkan probe CRO ( PC-21 atau yang sesuai ) atur perbandingan input pada posisi 1 : 1.

c. Hubungkan probe osiloskop pada terminal kalibrasi dan ground. Model osiloskop yang berbeda ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian pengawatan kalibrasi CRO

d. Atur VOLT/DIV Switch pada posisi 1 V / div. Variable Control diputar searah jarum jam penuh sampai posisi CAL dengan frekuensi 1 Khz. Atur Volt/div pada 1 Volt/div, time div diatur pada 1 ms dihasilkan peragaan seperti gambar 4. 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 4. Bentuk gelombang kalibrasi

e. Kaitkan ujung probe ke terminal CAL 1 Vp-p. Dan pada layar akan nampak bentuk signal kotak dengan  tegangan 1 Vp-p. Bila signal tidak berhenti bergerak atur LEVEL control pada posisi PULL Auto Switch sampai signal mudah dibaca.

f. CRO selanjutnya siap dipakai untuk mengukur tegangan, jangan mengubah posisi  Variable Control. Artinya tetap pada posisi CAL.

2.    Kalibrasi waktu

          Untuk  keperluan pengukuran frekuensi dan periode harus dilakukan kalibrasi waktu. Langkah kerjanya adalah sebagai berikut :

a. siapkan CRO seperti pada prosedur setting-up.

b. Siapkan probe CRO ( PC-21 atau yang sesuai ) atur perbandingan input pada posisi 1 : 1.

c. Atur VOLT/DIV Switch pada posisi 1 V / div. Variable Control diputar searah jarum jam penuh sampai posisi CAL.

d. Kaitkan ujung probe ke terminal CAL 1 Vp-p. Dan pada layar akan nampak bentuk signal kotak dengan  tegangan 1 Vp-p. Bila signal tidak berhenti bergerak atur LEVEL control pada posisi PULL Auto Switch sampai signal mudah dibaca.

e. Atur SWEEP TIME / DIV Switch pada posisi 1 ms. Atur Variable Control pada posisi CAL (putar kanan maksimum).

f. Pada layar CRO akan nampak gelombang kotak dengan tinggi tegangan 1 Vp-p. Periodenya adalah 20 ms. Berarti frekuensinya adalah f = 1 / 20 X 1000 Hz = 50 Hz.

g. Selanjutnya CRO siap dipakai untuk mengukur frekuensi atau periode dengan tidak boleh mengubah posisi Variable Control dari SWEEP TIME / DIV  Switch pada posisi CAL.