Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t

Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

Osiloskop 'Dual Trace' dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

Gambar Osiloskop analog

Besaran yang dapat diukur oleh osiloskop

Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaran-besaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut.

Contoh beberapa kegunaan osiloskop :

• Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
• Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
• Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.
• Membedakan arus AC dengan arus DC.

Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.

Kalibrasi


            Pada umumnya, tiap osiloskop sudah dilengkapi sumber sinyal acuan untuk kalibrasi. Sebagai contoh, osiloskop GW tipe tertentu mempunyai acuan gelombang persegi dengan amplitudo 2V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz.

Misalkan kanal 1 yang akan dikalibrasi, maka BNC probe dihubungkan ke terminal masukan kanal 1, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar di atas menggunakan probe 1X, dengan ujung probe yang merah dihubungkan ke terminal kalibrasi. Capit buaya yang hitam tidak perlu dihubungkan ke ground osiloskop karena sudah terhubung secara internal. Pada layar osiloskop akan nampak gelombang persegi. Atur tombol kontrol VOLTS/DIV dan TIME/DIV sampai diperoleh gambar yang jelas dengan amplitudo 2 V peak to peak dengan frekuensi 1 KHz., seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Gunakan tombol kontrol posisi vertikal V-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah vertikal dan tombol horizontal H-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam arah horizontal. Cara ini dilakukan agar letak gambar mudah dilihat dan dibaca.


Analog versus Digital


Osiloskop Analog mempunyai keuntungan dalam hal resolusi. Karena osiloskop analog mengunakan pancaran elektron untuk menggambar bentuk gelombang dalam peragaannya, ia mempunyai resolusi yang ajeg baik secara vertikal maupun horisontal. "Resolusi yang tak terbatas" ini dapat menyatakan tingkah-tingkah gelombang sampai kepada lebar pita yang dimiliki osiloskop. Dengan ART, proses akuisisinya tidak akan membuat gambar gelombangnya menjadi cacat. Sementara pada DSO, disebabkan proses pembagian digitalisasi sebuah sinyal kedalam pengukuran diskrit (dipecah-pecah), kebanyakan DSO kehilangan kemampuan resolusi yang diperoleh dalam osiloskop analog. Namun demikian, osiloskop digital yang lebih maju telah berhasil menggabungkan teknik pencuplikan yang pintar dan cermat dengan moda akuisisi untuk menaikkan resolusi vertikal maupun horisontalnya. Dengan menaikkan laju cuplikan, sebuah osiloskop digital dapat menaikkan resolusi horisontalnya secara memadai


            Dalam hal persistensi (ketekunan yang terus-menerus) dalam melukiskan bentuk gelombang yang diukur, Efek persistensi ini sebenarnya mengungkapkan informasi yang sangat penting jika kita menganalisa dan menelusuri bentuk-bentuk gelombang dalam suatu perancangan peralatan elektronik yang kompleks seperti halnya pada catu daya switching. DSO tidak mempunyai kemampuan menampilkan kondisi semacam ini, tetapi beberapa model mengimitasikannya melalui tombol mode user-definable persistence.


            Osiloskop digital dapat menangkap gejala gelombang seperti halnya pada osiloskop analog, karena dapat mencuplik sampai 400.000 gelombang per detik. Dalam hal penyimpanan bentuk gelombang yang diukur, jelas di sini DSO memiliki keunggulan karena ia memiliki memori. Osiloskop analog tidak dapat secara otomatis menyimpan gelombang yang diukurnya. Paling osiloskop analog mungkin dapat mengirim copy gelombang yang diukur ke printer, tetapi pekerjaan ini hanya untuk gelombang -gelombang yang repetitif stabil. Perekaman bentuk gelombang dapat pula dengan menggunakan kamera osiloskop di depan peraga ART dengan menggunakan teknik fotografi. Teknik lain adalah dengan digitalisasi sistem kamera video osiloskop yang menterjemahkan gelombang-gelombang analog ke dalam informasi digital dengan resolusi vertikal 12 bit pada laju cuplikan 100Giga/detik sudah merupakan bagian eksternal dari osiloskop analog yang demikian mahal.


Kesimpulan


            Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah (sekitar 10 - 20 Hz). Keterbatasan osiloskop analog tersebut dapat diatasi oleh osiloskop digital. Sebagai contoh keseluruhan bidang skala pada Gambar 3 dapat ditutup semua menjadi daerah yang dapat dilihat oleh mata, misalnya dengan DSO dari Hewlett-Packard HP 54600.


            Osiloskop digital memberikan kemampuan ekstensif, kemudahan tugas-tugas akuisisi gelombang dan pengukurannya. Penyimpanan gelombang membantu para insinyur dan teknisi dapat menangkap dan menganalisa aktivitas sinyal yang penting. Jika kemampuan teknik pemicuannya tinggi secara efisien dapat menemukan adanya keanehan atau kondisi-kondisi khusus dari gelombang yang sedang diukur.


            Pada akhirnya yang paling baik adalah jika kita memiliki osiloskop yang mampu menggabungkan keunggulan osiloskop analog dan osiloskop digital, dan saat ini, kinerja osiloskop yang seperti itu memang dapat diperoleh di pasaran. Oleh sebab itu, sebelum memutuskan untuk memiliki atau menggunakan sebuah osiloskop, kenali lebih dulu apa keunggulan atau fasilitas yang dimilikinya melalui buku petunjuk atau brosurnya


Referensi :      

1.      Cooper, D. William, “Instrumentasi Elektronika dan Teknik Pengukuran”, Erlangga, Jakarta : 1999.

2.      www.itb.com

3. Charles Holtom (Fluke Corp). Choosing your Oscilloscope: analog or digital? Asian Electronics Engineer April, 1995: Vol 8/12.
4. Dan Strassberg.Analog/Digital scope offer the best of two world. EDN Asia. March 1993
5. Fredrick W.Hughes. 1983 Illustrated Guidebook to Electronic Devices and Circuits
6. Jerald B Murphy (Hewlett-Packard Co). Troubleshooting with analog or digital oscilloscopes. Asian Electronics Engineer April, 1995: Vol 8/12.
7. Laura Parker (Tektronix, Inc). Evaluating The Merits of Digital and Analog Oscilloscopes. Asian Electronics Engineer March, 1993: Vol 6/11.

Tektronix TDS 700A TruCapture InstaVuTM. EDN Asia June. 1995.