FUNCTION GENERATOR DAN OSCILLOSCOPE

A. FUNCTION GENERATOR

Gambar Function Generator

1.Pengertian Function Generator
Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa.
Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator Utama menyediakan gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo Modulation (AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM dapat diatur dari 0% sampai 100%; FM dapat diatur frekwensi pembawanya hingga ±5%. Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20 Mhz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan puncak ke puncak) kondisi tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan puncak ke puncak) dengan beban sebesar 50Ω. Output utama ditetapkan oleh SYNC Output. Gambar 47 memperlihatkan salah satu bentuk Function Generator yang dimaksud.

Generator fungsi (function generator) juga memiliki pengertian sebuah instrumen terandalkan yang memberikan suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang frekwensi-frekwensinya diatur sepanjang rangkuman (range) yang lebar. Bentuk-bentuk yang lazim digunakan adalah sinusoida, segitiga, persegi, dan gigi gergaji. Frekuensi bentuk – bentuk gelombang ini dapat bisa diatur dari sati hertz sampai beberapa ratus kilokertz (kHz) bahkan sampai megahertz (MHz).generator fungsi juga bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara internal ataupun eksternal.Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator. menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.

2. BAGIAN-BAGIAN FUNCTION GENERATOR

Gambar Bagian-Bagian Function Generator

Keterangan:

1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
2. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS
3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.
5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).
6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.
7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan
8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.
11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

3. FUNGSI FUNCTION GENERATOR

Uraian berikut berisikan fungsi Function Generator sebagai;

A.    Function Generator Output, Untuk mendapatkan keluaran (output) bentuk gelombang yang diinginkan.
B.     Sweep Generator Output, Untuk mendapatkan ayunan (sweep) bentuk gelombang yang diinginkan.
C.     Frequency Counter, untuk menghitung frekuensi.

A.  Langkah-langkah kerja dimana Function Generator dioperasikan sebagai Function Generator Output.
a.       Pilih tipe gelombang yang dibutuhkan dengan cara memutar saklar putar (rotary switch) pada control FUNCTION (lihat kembali uraian tentang FUNCTION SELECTOR pada control dan indicator).
b.      Pilih batas ukur (range) frekuensi dengan cara memutar saklar pada control RANGE.
c.       Hubungkan sinyal dari keluaran utama (Main Output) ke Channel-1 Oscilloscope dan sinyal dari Sync Output  ke Channel-2 Oscilloscope. Setel Trigger Source yang terdapat pada Channel-2 Oscilloscope.
d.      Dengan tombol pengatur, setel frekuensi sinyal, display akan menampilkan pembacaan frekuensi.
e.       Melalui tombol pengatur amplitudo, aturlah amplitudo dari sinyal.
f.       Menggunakan tombol OFFSET aturlah DC Offset sesuai dengan tingkat kebutuhan (dari -10 Volt sampai dengan +10 Volt).
g.      Sebelum menyambung Function Generator ke beban luar (Oscilloscope, rangkaian audio), periksalah impedans beban.

B. Langkah-langkah kerja dimana Function Generator dioperasikan sebagai Sweep Generator Output
a.       Hubungkan terminal keluaran utama (Main Output) ke Channel-1 dari Oscilloscope, keluaran ayunan (Sweep Output) ke Channel-2.
b.      Channel-2 dari Oscilloscope menampilkan bentuk gelombang gigi gergaji.
c.       Menggunakan tombol “RATE”, atur kecepatan ayunan sinyal (dari 5 detik menjadi 10 mili detik).
d.      Atur penggunaan frekuensi sebagaimana penjelasan pada Function Generator Output.
e.       Tarik saklar “RATE” untuk membuat mode SWEEP on.
f.       Channel-1 akan menampilkan gelombang ayunan (sweep wave).
g.      Atur lebar ayunan dengan menggunakan tombol WIDTH.

C.  Langkah-langkah kerja dimana Function Generator dioperasikan sebagai Frequency Counter
a.       Periksalah posisi saklar yang terdapat pada control “COUPLING”, saklar pada posisi HF digunakan untuk frekuensi   lebih dari 100 kHz. Saklar pada posisi LF digunakan untuk frekuensi di bawah 100 kHz.
b.      Pada saat Function Generator berfungsi sebagai Frequency Counter, (saklar pada posisi counting mode), “EXT COUNTER LED” akan menyala.
c.       Hubungkan sinyal dari luar yang akan dihitung frekuensinya dengan “EXT COUNTER BNC”.
d.      Display akan menampilkan nilai frekuensi dalam Hz/kHz.

B. OSCILLOSCOPE

1. Pengertian Oscilloscope

Osiloskop (Oscilloscope) merupakan alat ukur elektronik. Dengan menggunakan alat ukur Oscilloscope ini, kita dapat mengukur frekwensi, periode dan melihat bentuk-bentuk gelombang seperti bentuk gelombang sinyal audio, sinyal video, dan bentuk gelombang Tegangan Listrik Arus Bolak Balik, maupun Tegangan Listrik Arus Searah yang berasal dari catu daya/baterai. Dengan sedikit melakukan pengaturan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.

Gambar Oscilloscope

Osiloskop terdiri dari dua bagian yaitu Display dan Panel Control :

Display
Display  menyerupai tampilan layar pada televisi. Display pada Oscilloscope berfungsi sebagai tempat tampilan sinyal uji. Pada Display Oscilloscope terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak yang disebut dengan div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan.

Panel Control
Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Tombol-tombol pada panel osiloskop antara lain :
Focus : Digunakan untuk mengatur fokus
Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar
Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar
Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar
Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar
Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)
AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.
Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.
Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

Gambar Bagian-Bagian Oscilloscope

Keterangan gambar panel kontrol Osilokop Dual Trace diatas :
1. VERTICAL INPUT : merupakan input terminal untuk channel-A/saluran A.
2. AC-GND-DC : Penghubung input vertikal untuk saluran A.

3.    MODE
– CH-A :  tampilan bentuk gelombang channel-A/saluran A.
– CH-B :  tampilan bentuk gelombang channel-B/saluran B.
– DUAL : pada batas ukur (range) antara 0,5 sec/DIV – 1 msec (milli second)/DIV, kedua frekuensi dari kedua saluran (CH-A dan CH-B) akan saling berpotongan pada frekuensi sekitar 200k Hz. Pada batas ukur (range) antara 0,5 msec/DIV – 0,2 µ sec/DIV saklar jangkauan ukur kedua saluran (channel/CH) dipakai bergantian.
ADD : CH-A dan CH-B saling dijumlahkan. Dengan menekan tombol PULL INVERT akan diperoleh SUB MODE.

4.    VOLTS/DIV variabel untuk saluran (channel)/CH-A.
5.    VOLTS/DIV pelemah vertikal (vertical attenuator) untuk saluran (channel)/CH-A.

6.    Pengatur posisi vertikal untuk saluran (channel)/CH-A.
7.    Pengatur posisi horisontal.
8.    SWEEP TIME/DIV.
9.    SWEEP TIME/DIV VARIABLE.
10.    EXT.TRIG untuk men-trigger sinyal input dari luar.
11.    CAL untuk kalibrasi tegangan pada 0,5 V p-p (peak to peak) atau tegangan dari puncak
ke puncak.
12.    COMP.TEST saklar untuk merubah fungsi Oscilloscope sebagai penguji komponen
(component tester). Untuk menguji komponen, tombol SWEEP TIME/DIV di “set” pada
posisi CH-B untuk mode X-Y. tombol AC-GND-DC pada posisi GND.
13.    TRIGGERING LEVEL.
14.    LAMPU INDIKATOR.
15.    SLOPE (+), (-) penyesuai polaritas slope (bentuk gelombang).
16.    SYNC untuk mode pilihan posisi saklar pada; AC, HF REJ, dan TV.
17.    GND terminal ground/arde/tanah.
18.    SOURCE penyesuai pemilihan sinyal (syncronize signal selector). Jika tombol SOURCE pada
posisi :
– INT : sinyal dari channel A (CH-A) dan channel B (CH-B) untuk keperluan pen-trigger-an/penyulutan saling dijumlahkan,
– CH-A : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-A,
– CH-B : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-B,
– AC   : bentuk gelombang AC akan sesuai dengan sumber sinyal AC itu sendiri,
– EXT : sinyal yang masuk ke EXT TRIG dibelokkan/dibengkokkan disesuaikan dengan sumber sinyal.
19.    POWER ON-OFF.
20.    FOCUS digunakan untuk menghasilkan tampilan bentuk gelombang yang optimal.
21.    INTENSITY pengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
22.    TRACE ROTATOR digunakan utuk memposisikan tampilan garis pada layar agar tetap
berada pada posisi horisontal. Sebuah obeng dibutuhkan untuk memutar trace rotator ini.
23.    CH-B POSITION tombol pengatur untuk penggunaaan CH-B/channel (saluran) B.
24.    VOLTS/DIV pelemah vertikal untuk CH-B.
25.    VARIABLE.
26.    VERTICAL INPUT input vertikal untuk CH-B.
27.    AC-GND-DC untuk CH-B kegunaannya sama seperti penjelasan yang terdapat pada
nomor 2.
28.    COMPONET TEST IN terminal untuk komponen yang akan diuji.

Ada beberapa jenis gelombang yang ditampilkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:
– Gelombang segitiga.
– Gelombang sinusoida
– Gelombang blok
– Gelombang gigi gergaji

Secara umum dapat kita simpulkan fungsi Oscilloscope / osiloskop yaitu untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu. Dengan alat ukur Osiloskop ini kita dapat mengetahui :
a. Berapa frekuensi, periode dan tegangan dari suatu sinyal elektronik.
b. Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
c. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
d. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.
e. Membedakan arus AC dengan arus DC.
f. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.
dll