Function Generator
Pengertian
Function Generator
Function
Generator merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada
juga gelombang segiempat, gelombang segitiga) dimana frekuensi serta
amplitudenya dapat diubah-ubah. Pada umumnya dalam melakukan praktikum
Rangkaian Elektronika (Rangkaian Listrik), generator sinyal ini dipakai
bersama-sama dengan osiloskop
Gambar Function Generator
Beberapatombol
/ saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah:
1. Saklar daya (power switch):
Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan
jala-jala, lalu tekan saklar daya ini.
2. Pengatur Frekuensi: Tekan dan
putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah d
ipilih
3. Indikator frekuensi:
Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
4. Terminal output TTL/CMOS:
terminal yang menghasilkan keluaran yang kompati bel dengan TTL/CMOS
5. Duty function: Tarik dan putar
tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
6. 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.
7. DC Offset: Untuk memberikan
offset (tegangan DC) padasinyal +/- 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk
mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar kearah 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 iniditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat
diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang
diinginkan (misalberkisar +5V dan 0V).
8. 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.
9. Selektor fungsi: Tekan salah
satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang
diinginkan
10. Terminal output utama: terminal
yang mengelurakan sinyal output utama
11. Tampilan pencacah (counter
display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
12. Selektor range frekuensi: Tekan
tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.
13. Pelemahan 20dB: tekan tombol
untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB
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.
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-1Oscilloscope 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.
Langkah-langkah kerja
dimana Function Generator dioperasikan sebagai Sweep Generator
Output.
a. Hubungkan terminal keluaran utama (Main Output)
ke Channel-1 dariOscilloscope, 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.
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
KARAKTER
OUTPUT FUNCTION GENERATOR
Generator
utama dan generator modulasi memberikan lima bentuk gelombang yang
berbeda.
a. Sinus
b. Kotak
c. Segitiga
d. Ramp
e. Pulsa
a. Output
Gelombang Sinus
Distorsi
harmonik Total (Total harmonic Distortian – THD) gelombang sinus utama,
termasuk gangguan dan harmonik, lebihkecil 0,5% dari 10 Hz. hingga 50 kHz
lebih besar 30 dB dibawah dasarnya dari 50 kHz hingga 13 MHz.Distorsi
modulasi gelombang sinus lebih kecil 2% THD dari 10 Hz hingga 10 kHz.
b. Output
Gelombang Kotak
Nilai
RMS secara simetrik (50%) duty cycle) bentuk gelombang sama dengan nilai
puncak. Waktu naik atau turun lebih kecil 18 ns antara 10% dan
90% gelombang output kotak p-p. Simpangan dari pengaturan amplitude
akhir bentuk gelombang kotak setelah overshoot, akan tidak lebih dari
±10% nilai akhir. Output Gelombang Segitiga Nilai RMS bentuk
gelombang segitiga adalah 0,557 kali nilai puncak. Ramp segitiga
menyimpang tidak kurang dari 1% dari nilai total puncak ke
puncak ramp.
c. Ramp
Output
ramp dapatdiberikandari generator utama dengan memilih bentuk gelombang
segitiga dan mengatur knob control simetri.Output ramp
generator utama dapat diubah pada amplitudo dengan knob AMPLITUDO.Output
ramp generator modulasi mempunyai amplitudo yang tetap, yang mana waktu slop
dan retlace dapat diubah dengan knob SYM pada generator modulasi.
d. Pulsa
Pulsa
dengan perubahan amplitude dari 0 V hingga 20 Vp-p pada rangkaian
terbuka, yang memungkinkan pada generator utama.Dengan cara ini
memilih siklus tunggal burst mengatur awal (start) pada titik
nol (zero point) dengan knob TRIGGER PHASE, dan menentukan lebar
pulsa dengan dial FREQUENCY. Output SYNC dapat<10nsec waktu waktu pulsa
naik dengan mengubah simetri pada generator utama.
CARA PENGGUNAAN FUNCTION GENERATOR
Untuk
penggunaan generator fungsi selalu berhubungan dengan Osiloskop, untuk pertama sambungkan generator fungsi dengan Osiloskop menggunakan kabel
copling, atur pada Generator fungsi
menggunakan sinus, segitiga atau kotak, atur semua frekuensi amplitudo yang terdapat pada tiap - tiap bagian, jangan lupa juga untuk mengatur frekuensi
menggunakan berapa hz.
PERAWATAN FUNCTION GENERATOR
Agar dalam
penggunaan generator fungsi tidak merusakperalatan
ada beberapa tips supaya tetap tahan lama:
Ø Setelah alat selesai digunakan
matikanlah jangan dibiarkan menyala.
Ø Untuk kabelnya gulunglah dengan rapi.
Ø Simpanlah Generator fungsi ditempat
kering untukmenghindari berkaratnya bagian dalam
generator fungsi , dan Hindarkan
dari tempat – tempat yang berdebu.
D. KARAKTER
OUTPUT FUNCTION GENERATOR
Generator utamadan generator modulasi memberikanlimabentukgelombang
yang berbeda.
a. Sinus
b. Kotak
c. Segitiga
d. Ramp
e. Pulsa
a. Output
Gelombang Sinus.
Distorsi harmonik Total (Total harmonic Distortian
– THD) gelombang sinus utama, termasuk gangguan dan harmonik, lebih kecil 0,5% dari 10 Hz. hingga 50 kHz lebih besar 30 dB
dibawah dasarnya dari 50 kHz
hingga 13 MHz. Distorsi modulasi gelombang sinus lebih kecil 2% THD dari 10 Hz hingga 10 kHz
b. Output Gelombang Kotak.
Nilai RMS secara simetrik (50%) duty
cycle) bentuk gelombang sama dengan nilai
puncak. Waktu naik atau turun lebih kecil 18 ns antara
10% dan 90% gelombang output kotak p-p.
Simpangan dari pengaturan amplitudo
akhir bentuk gelombang kotak setelahovershoot,
akan tidak lebih dari ±10% nilai a
kh i r. Output Gelombang
Segitiga Nilai RMS bentuk
gelombang segitiga adalah 0,557
kali nilai puncak. Ramp segitiga menyimpang tidak kurang dari 1% dari nilai total puncak ke puncak ramp.
c. Ramp.
Output ramp dapat diberikan dari
generator utama dengan memilih bentuk gelombang
segitiga dan mengatur knob
kontrol simetri. Output ramp generator utama dapat diubah pada amplitudo dengan knob AMPLITUDO. Output ramp generator modulasi mempunyai amplitudo yang tetap, yang mana waktu slop dan retlace dapat diubah dengan knob SYM pada generator modulasi.
d. Pulsa.
Pulsa dengan perubahan amplitudo dari 0
V hingga 20 Vp-ppada rangkaian terbuka, yang memungkinkan pada generator utama. Dengan cara ini memilih siklus
tunggal burstmengatur awal
(start) pada titik nol (zero point) dengan knobTRIGGER PHASE, dan menentukan lebar pulsa dengan dial FREQUENCY. Output SYNC dapat <10nsec
waktu waktu pulsa naik dengan mengubah
simetri pada generator utama.
Osiloskop
Osiloskop
adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal
listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung
sinar katode Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar
tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian
khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke
kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat
dipelajari.
FUNGSI
OSCILLOSCOPE
1.
Untuk
menyelidiki gejala yang bersifat periodik.
2.
Untuk
melihat bentuk gelombang kotak dari tegangan
3.
Untuk
menganalisis gelombang dan fenomena lain dalam rangkaian elektronika
4.
Dapat
melihat amplitudo tegangan, periode, frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui
5.
Untuk
melihat harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus
6.
Digunakan
untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang
ditampilkan pada layar
7.
Mengetahui
beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
8.
Mengukur
keadaan perubahan aliran (phase) dari sinyal input
9.
Mengukur
Amlitudo Modulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator
pembangkit sinyal
10.
Mengukur
tegangan AC/DC dan menghitung frekuensi
PRINSIP
KERJA OSCILLOSCOPE
Komponen utama osiloskop adalah
tabung sinar katoda ( CRT ). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai
berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang
dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai
anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan
magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk
mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng
kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus
vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang
tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini
juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap.Sehingga pada gambar
terbentuk grafik sinusoidal.
Sebuah
benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (super posisi)
yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran
harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada
amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu
berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan
menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang
berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik.
Basis
waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekananmelalui
permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan
vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai
tegangan yang dimasukkan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas
gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari
waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan
kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar.
Bagian-bagian
Osiloskop beserta Fungsinya
Fungsi
masing-masing bagian Osiloskop adalah:
No
|
Bagian-Bagian Osiloskop
|
Fungsi
|
1
|
Volt
atau div
|
1Untuk mengeluarkan tegangan AC,
mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar
|
2
|
CH1
(Input X)
|
1Untuk memasukkan sinyal atau
gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horizontal,
1Terminal
masukan pada saat pengukuran pada CH 1 juga digunakan untuk kalibrasi.
1Jika signal
yang diukur menggunakan CH 1, maka posisi switch pada CH 1 dan berkas yang
nampak pada layar hanya ada satu.
|
3
|
AC-DC
|
1Untuk memilih
besaran yang diukur,
1Mengatur
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.
1Posisi AC =
Untuk megukur AC, objek ukur DC tidak bisa diukur melalui posisi ini, karena
signal DC akan terblokir oleh kapasitor.
1Posisi DC = Untuk mengukur
tegangan DC dan masukan-masukan yang lain.
|
4
|
Ground
|
1 Untuk memilih
besaran yang diukur.
1Digunakan
untuk melihat letak posisi ground di layar.
|
5
|
Posisi
Y
|
1Untuk mengatur posisi garis atau
tampilan dilayar atas bawah.
1Untuk menyeimbangkan DC vertical
guna pemakaian channel 1 atau (Y).
1 Penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat
variabel diputar.
|
6
|
Variabel
|
1Untuk kalibrasi osiloskop.
|
7
|
Selektor
pilih
|
1Untuk memilih Chanel yang
diperlukan untuk pengukuran.
|
8
|
Layar
|
1 Menampilkan bentuk gelombang
|
9
|
Inten
|
1Mengatur
cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop. Diputar ke kiri untuk
memperlemah sinar dan diputar ke kanan untuk memperterang.
|
10
|
Rotatin
|
1Mengatur posisi garis pada layar,
1Mengatur kemiringan garis sumbu
Y=0 di layar
|
11
|
Fokus
|
1Menajamkan
garis pada layer untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas, digunakan untuk
mengatur fokus
|
12
|
Position
X
|
1Mengatur posisi garis atau
tampilan kiri dan kanan. untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal
masukannya nol)
1Untuk menyetel kekiri dan kekanan
berkas gambar (posisi arah horizontal) Switch pelipat sweep dengan menarik
knop, bentuk gelombang dilipatkan 5 kali lipat kearah kiri dan kearah kanan
usahakan cahaya seruncing mungkin.
|
13
|
Sweep
time/div
|
1Digunakan untuk mengatur waktu
periode (T) dan Frekwensi (f), mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh
satu div di layar
1Sakelar putar
untuk memilih besarnya tegangan per cm (volt/div) pada layar CRT, ada II
tingkat besaran tegangan yang tersedia dari 0,01 v/div s.d 20V/div
1Yaitu untuk
memilih skala besaran waktu dari suatu priode atau pun square trap Cm (div)
sekitar 19 tingkat besaran yang tersedia terdiri dari 0,5 s/d 0,5
second.pengoperasian X-Y didapatkan dengan memutar penuh kearah jarum jam.
Perpindahan Chop-ALT-TVV-TVH. secara otomatis dari sini. Pembacaan kalibrasi
sweep time/div juga dari sini dengan cara variabel diputar penuh se arah
jarum jam.
|
14
|
Mode
|
Ø Untuk
memilih mode yang ada
|
15
|
Variabel
|
1Untuk kalibrasi waktu periode dan
frekwensi.
1Untuk mengontrol sensitifitas arah
vertical pada CH 1 (Y) pada putaran maksimal ke arah jarum jam (CAL) gunanya
untuk mengkalibrasi mengecek apakah Tegangan 1 volt tepat 1 cm pada skala
layar CRT.
1Digunakan untuk menyetel sweeptime
pada posisi putaran maksimum arah jarum jam. (CAL) tiap tingkat dari 19
posisi dalam keadaan terkalibrasi .
|
16
|
Level
|
1Menghentikan gerak tampilan layar.
|
17
|
Exi
Trigger
|
1 Untuk trigger dari luar.
|
18
|
Power
|
1Untuk menghidupkan Osiloskop.
|
19
|
Cal
0,5 Vp-p
|
1Kalibrasi awal sebelum Osiloskop
digunakan.
|
20
|
Ground
|
1Digunakan untuk melihat letak
posisi ground di layer, ground Osiloskop yang dihubungkan dengan ground yang
diukur.
|
21
|
CH2
( input Y )
|
1 Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau
pembacaan Vertikal.
1Jika signal
yang diukur menggunakan CH 2, maka posisi switch pada CH 2 dan berkas yang
nampak pada layar hanya satu.
|
KESALAHAN
OSCILLOSCOPE
1.
Dapat
tarjadi kebakaran pada lapisan fosfor layar jika membiarkan ada titik terang
pada layar walaupun sesaat
2.
Lupa
memastikan alat yang diukur dan oscilloscope ditanahkan (digroundkan).
Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari
frekuensiradio atau jala-jala.
3.
Lupa
memastikan probe dalam keadaan baik
4.
Dapat
merusak oscilloscope jika pada saat menyalakan, power saklar masih dalam
keadaan on
5.
Dapat
terjadi sengatan listrik jika pada saat memperbaiki atau membersihkan
Oscilloscope masih terhubung dengan jaringan listrik 220V
LANGKAH-LANGKAH
PENGGUNAAN OSCILLOSCOPE
1.
Tombol
ON-OFF pada posisi OFF
2.
Posisikan
semua tombol yang memiliki tiga posisi pada posisi tengah.
3.
Putar
tombol INTENSITY pada posisi tengah.
4.
Dorong
tombol PULL 5X MAG ke dalam untuk memperoleh posisi normal.
5.
Dorong
tombol TRIGGERING LEVEL pada posisi AUTO
6.
Sambungkan
kabel saluran listrik bolak balik ke stop-kontak ACV
7.
Putar
tombol ON-OFF pada posisi ON. Kira-kira 20 detik kemudian satu jalur garis akan
tergambar pada layar CRT. Jika garis ini belum terlihat, putar tombol INTENSITY
searah jarum jam.
8.
Atur
tombol FOCUS dan INTENSITY untuk memperjelas jalur garis
9.
Atur
ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.
10.
Sambungkan
probe ke input saluran-A/ channel -A (CH-A) atau ke inputsaluran B/ channel -B
(CH-B) sesuai kebutuhan.
11.
Sambungkan
probes ke terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5Vp-p.
12.
Putar
pelemah vertikal (vertical attenuator), saklar VOLTS/DIV pada posisi 10
mV, dan putar tombol VARIABLE searah jarum jam. Putar TRIGGERING
SOURCE ke CH-A, gelombang persegi empat (square-wave) akan terlihat di
layar.
13.
Jika
tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur trimmer yang ada
pada probe sehingga bentuk gelombang terlihat nyata.
14.
Pindahkan
probe dari terminal CAL 0,5Vp-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan.
KESELAMATAN
KERJA OSCILLOSCOPE
1.
Sebelum
di pasangkan ke sumber arus oscilloscope lalukan pengaturan baseline trace
2.
Groundkan
oscilloscope ke tanah agar tidak terjadi kecelakaan tersengat listrik yang
tidak diinginkan pada saat melakukan kerja
3.
Tempatkan
oscilloscope di tempat yang datar agar tidak jatuh
4.
Matikan
arus listrik pada saat membersihkan oscilloscope agar tidak tersengat arus
listrik