Selasa, 02 Februari 2010

alat ukur atem

Sri Waluyanti, dkk.
ALAT UKUR DAN
TEKNIK
PENGUKURAN
JILID 2
SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
ALAT UKUR DAN
TEKNIK
PENGUKURAN
JILID 2
Untuk SMK
Penulis : Sri Waluyanti
Djoko Santoso
Slamet
Umi Rochayati
Perancang Kulit : TIM
Ukuran Buku : 18,2 x 25,7 cm
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
WAL WALUYANTI, Sri
a Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 2 untuk SMK oleh
Sri Waluyanti, Djoko Santoso, Slamet, Umi Rochayati ---- Jakarta :
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,
Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
xvii, 261 hlm
Daftar Pustaka : Lampiran. A
Daftar Tabel : Lampiran. B
Daftar Gambar : Lampiran. C
Glosarium : Lampiran. D
ISBN : 978-602-8320-11-5
ISBN : 978-602-8320-13-9
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah
melaksanakan penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini dari
penulis untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagi
siswa SMK.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yang
memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran
melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya
kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas
oleh para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.
Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya
harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan
ditayangkannya soft copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakat
untuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan pendidik di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat
memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.
Selanjutnya, kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar
dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami
menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh
karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta,
Direktur Pembinaan SMK
KATA PENGANTAR PENULIS
Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kahadlirat Allah s.w.t.
atas segala rahmat dan kuruniaNya hingga penyusunan buku kejuruan
SMK Alat Ukur dan Teknik Pengukuran ini dapat terselesaikan.
Buku ini disusun dari tingkat pemahaman dasar besaran listrik,
jenis-jenis alat ukur sederhana hingga aplikasi lanjut yang merupakan
gabungan antar disiplin ilmu. Untuk alat ukur yang wajib dan banyak
digunakan oleh orang yang berkecimpung maupun yang mempunyai
ketertarikan bidang elektronika di bahas secara detail, dari pengertian, cara
kerja alat, langkah keamanan penggunaan, cara menggunakan, perawatan
dan perbaikan sederhana. Sedangkan untuk aplikasi lanjut pembahasan
dititik beratkan bagaimana memaknai hasil pengukuran. Penyusunan ini
terselesaikan tidak lepas dari dukungan beberapa pihak, dalam
kesempatan ini tak lupa kami sampaikan rasa terimakasih kami kepada :
1. Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Ditjen Manajemen
Pendidikan Dasar dan Menengah Deparmeten Pendidikan Nasional
yang telah memberi kepercayaan pada kami
2. Kesubdit Pembelajaran Direktorat Pembinaan SMK beserta staff yang
telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan dukungan
hingga terselesaikannya penulisan buku.
3. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta beserta staff
yang telah membantu kelancaran administrasi
4. Ketua Jurusan beserta staff Pendidikan Teknik Elektronika FT-UNY
atas fasilitas dan dukungannya hingga terselesaikannya tugas ini.
5. Teman-teman sesama penulis buku kejuruan SMK di lingkungan FTUNY
atas kerjasama, motivasi, pengertian dan dukungan kelancaran
pelaksanaan.
6. Para teknisi dan staff pengajaran yang memberi kelonggaran
penggunaan laboratorium dan kelancaran informasi.
7. Dan orang yang selalu ada di hati dan di samping penulis dengan
segala pengertian, dukungan semangat dan motivasi hingga
terselesaikannya penyusunan buku ini.
Tak ada yang sempurna kecuali Dia yang memiliki segala puji. Oleh karena
itu masukan dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan penulisan
ini, atas saran dan masukannya diucapkan banyak terimakasih.
Tim penyusun,
DAFTAR ISI
BAB Halaman
KATA PENGANTAR PENULIS i
1. PENDALULUAN 1
1.1. Parameter Alat Ukur 1
1.1.1. Sistem Satuan Dalam Pengkuran 3
1.1.2. Satuan Dasar dan Satuan Turunan 3
1.1.3. Sistem-sistem satuan 4
1.1.4. Sistem Satuan Lain 6
1.2. Kesalahan Ukur 6
1.2.1. Kesalahan kesalahan Umum 6
1.2.2. Kesalahan-kesalahan sistematis 8
1.2.3. Kesalahan-kesalahan Tidak Sengaja 9
1.3. Klasifikasi Kelas Meter 9
1.4. Kalibrasi 10
1.4.1. Kalibrasi Ampermeter Arus Searah 10
1.4.2. Kalibrasi Voltmeter Arus Searah 11
1.5. Macam-macam Alat Ukur Penunjuk Listrik 12
1.5.1. Alat Ukur Kumparan putar 13
1.5.2. Alat Ukur Besi Putar 19
1.5.2.1. Tipe Tarikan (Attraction) 20
1.5.2.2. Tipe Tolakan (Repolsion) 22
1.5.3. Alat Ukur Elektrodinamis 24
1.5.4. Alat Ukur Elektrostatis 27
1.6. Peraga Hasil Pengukuran 28
1.6.1. Light Emitting Dioda (LED) 28
1.6.2. LED Seven Segmen 30
1.6.3. LCD Polarisasi Cahaya 33
1.6.4. Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube/CRT) 35
1.6.4.1. Susunan Elektroda CRT dan Prinsip Kerja 35
1.6.4.2. Layar CRT 38
1.6.4.3. Gratikulasi 40
2. MULTIMETER
2.1. Multimeter Dasar 42
2.1.1. Ampermeter Ideal 42
2.1.2. Mengubah Batas Ukur 43
2.1.3. Ampermeter AC 47
2.1.4. Kesalahan Pengukuran 48
2.1.4.1. Kesalahan Paralaks 48
2.1.4.2. Kesalahan Kalibrasi 49
2.1.4.3. Kesalahan Pembebanan 50
2.2. Voltmeter 55
2.2.1. Mengubah Batas Ukur 55
2.2.2. Hambatan Masukkan Voltmeter 58
2.2.3. Kesalahan Pembebanan Voltmeter 59
2.3. Ohmmeter 63
2.3.1. Rangkaian Dasar Ohmmeter Seri 63
2.3.2. Ohmmeter Paralel 66
2.4. Multimeter Elektronik Analog 67
2.4.1. Kelebihan Multimeter Elektronik 67
JILID 1
2.4.2.. Konstruksi Multimeter Analog 69
2.4.3. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan DC 69
2.4.4. Multimeter Elektronik Fungsi Tegangan AC 70
2.4.5. Multimeter Elektronik Fungsi Ohm 71
2.4.6. Parameter Multimeter Elektronik Analog 72
2.4.6.1. Spesifikasi dan Parameter Multimeter Elektronik 72
2.4.6.1.1. Spesifikasi Umum 72
2.4.6.1.2. Range Pengukuran dan Akurasi 72
2.4.6.2. Langkah Keselamatan Alat 73
2.4.7. Prosedur Pengoperasian 74
2.4.7.1. Persiapan Pengukuran 74
2.4.7.2. Panel Depan dan Fungsi Multimeter 75
2.4.7.3. Pengukuran Tegangan 78
2.4.7.3.1. Pengukuran Tegangan DC 78
2.4.7.3.2. Pengukuran Tegangan AC 80
2.4.7.4. Kalibrasi Voltmeter 81
2.4.7.4.1. Kalibrasi Uji Kelayakan Meter 82
2.4.7.4.2. Harga Koreksi Relatif dan Kesalahan Relatif 84
2.4.7.5. Pengukuran Arus DC 85
2.4.7.5.1. Kalibrasi Arus 87
2.4.7.5.2. Harga Koreksi Relatip dan kesalahan relatip 89
2.4.8. Pengukuran Tahanan 90
2.4.9. Pengukuran Keluaran Penguat Audio Frekuensi (dB) 94
2.4.10. Pengukuran Arus Bocor (ICEO) transistor 95
2.4.11. Pengukuran Dioda ( termasuk LED) 96
2.4.12. Pengukuran Kapasitor 98
2.4.12. Pengetesan Komponen 99
2.4.13.1. Pengetesan Dioda 99
2.4.13.2. Pengetesan Transistor 102
2.4.13.3. Pengetesan SCR 104
2.4.14. Perawatan 106
2.4.14.1. Mengganti Sekering 106
2.4.14.2. Perawatan Penyimpanan Meter 107
2.4.15. Perbaikan 107
2.5. Multimeter Elektronik Digital 109
2.5.1. Bagian-bagian Multimeter Digital 109
2.5.2. Spesifikasi Digital Multimeter 112
2.5.3. Prinsip Dasar Pengukuran 115
2.5.3.1. Voltmeter 115
2.5.3.2. Ohmmeter 117
2.5.3.3. Pengukuran Frekuensi 117
2.5.3.4. Pengukuran Perioda dan Interval Waktu 118
2.5.3.5. Kapasitansimeter 120
2.5.4. Petunjuk Pengoperasian 122
2.554. Mengatasi Gangguan Kerusakan 123
3. LCR METER
3.1. Prinsip Dasar Pengukuran Komponen LCR 126
3.1.1. Prinsip pengukuran Resistansi 126
3.1.1.2. Jembatan Kelvin 128
3.1.1.3. Jembatan Ganda Kelvin 130
3.1.2. Prinsip Dasar Pengukuran L 132
1.2. LCR meter model 740 140
3.2.1 Spesifikasi LCR meter 140
3.2.2. Pengoperasian 143
3.3. Pembacaan Nilai Pengukuran 145
3.3.1. Pengukuran Resistansi 146
3.3.2. Pengukuran Kapasitansi 149
3.3.3. Pengukuran Induktansi 153
3.4. Pengukuran Resistansi DC Dengan Sumber Luar 156
3.5. Pengukuran resistansi DC 158
4. PENGUKURAN DAYA
4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC 160
4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC 162
4.2.1 Metoda tiga Voltmeter dan metode tiga Ampermeter 163
4.3. Wattmeter 164
4.3.1. Wattmeter satu fasa 164
4.3.2. Wattmeter tiga fasa 166
4.3.3. Pengukuran Daya Reaktif 168
4.3.4. Konstruksi dan Cara Kerja Wattmeter 168
4.3.4.1. Wattmeter tipe elektrodinamometer 168
4.3.4.2. Wattmeter tipe induksi 169
4.3.4.3. Wattmeter tipe thermokopel 170
4.3.4.4. Prinsip Kerja Wattmeter Elektrodinamometer 171
4.3.5. Spesifikasi Alat 175
4.3.6. Karakteristik 175
4.3.7. Prosedur Pengoperasian 175
4.3.7.1. Pengukuran daya DC atau AC satu fasa 175
4.3.7.2. Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai
perkiraan
176
4.3.7.3. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan melebihi nilai
perkiraan
176
4.3.7.4. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan dan arus
melebihi nilai perkiraan
177
4.3.7.5. Pengukuran daya tiga fasa (metode dua watt meter) 177
4.3.7.6. Pengukuran daya tiga fase jika tegangan dan arus
melebihi nilai perkiraan
178
4.3.8. Pemilihan Range 179
1.3.9. Keselamatan Kerja 179
4.3.10. Error (Kesalahan) 179
4.4. Error Wattmeter 180
4.5. Watt Jam meter 183
4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Wattjam meter 184
4.5.2. Pembacaan 186
4.6. Meter Solid States 187
4.7. Wattmeter AMR 187
4.8. Kasus Implementasi Lapangan 188
4.9. Faktor Daya 191
4.9.1. Konstruksi 191
4.9.2. Cara Kerja 192
4.9.3. Faktor Daya dan Daya 195
4.9.4. Prosedur Pengoperasian Cos Q meter 198
4.10. Metode Menentukan Urutan Fasa 200
JILID 2
4.10.1. Kawat Penghantar Tiga Fasa 200
4.10.2. Prinsip Dasar Alat Indikator Urutan Fasa 203
4.10.3. Cara Kerja Alat 203
4.10.4. Prosedur Pengoperasian Alat 206
5. PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN KUAT MEDAN
5.1.1. Pengujian Tahanan Isolasi 210
5.1.2. Pengukuran Tahanan Isolasi 212
5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance) 216
5.2.1. Cara Menguji Sistem Pentanahan 217
5.2.2. Pentanahan dan Fungsinya 217
5.2.3. Nilai Tahanan yang Baik 218
5.2.4. Dasar-dasar Pentanahan 219
5.2.4.1. Komponen elektroda pentanahan 219
5.2.4.2. Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah 220
5.2.5. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah 222
5.2.5.1. Ukuran tahanan tanah 223
5.2.5.2. Cara menghitung tahanan tanah 223
5.2.5.3. Cara mengukur tahanan tanah 224
5.2.6. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah 224
5.2.6. 1. Cara kerja uji Drop Tegangan 225
5.2.6. 2. Cara Menempatkan Tiang Pancang 225
5.2.6. 3. Ukuran selektif 226
5.2.7. Metode Pengetesan Pentanahan Tanah Ukuran Tanpa
Pancang
227
5.2.7.1. Ukuran impedansi tanah 229
5.2.7.2. Tahanan tanah dua kutub 229
5.2.7.3. Mengukur Tahanan Tanah di Kantor Pusat 230
5.2.8. Aplikasi Tahanan Pentanahan yang Lain 233
5.2.8. 1. Lokasi aplikasi 233
5.2.8. 2. Uji-uji yang direkomendasikan 234
5.3. Pengukuran Medan 235
5.3.1. Field meter Statik : 235
5.3.1.1. Data Teknik 239
5.3.1.1.1. Ukuran Fieldmeter Statik 239
5.3.1.1.2. Letak Pin : 240
5.3.1.2. Metode Pengukuran 240
5.3.1.2.1. Pengaturan Offset 240
5.3.1.2.2. Penghitungan Pengisian Muatan 240
5.3.1.3. Perawatan 241
5.3.1.4. Instruksi Peringatan 241
5.3.2. Field meter Statik Digital 241
5.3.2.1. Diskripsi Instrument 241
5.3.2.2. Fungsi Display 242
5.3.2.3. Prosedur Pengukuran 242
5.3.2.3.1. Set-up 242
5.3.2.3.2. Persiapan Pengukuran 243
5.3.2.4. Data Teknik 243
5.3.3. Smart Field Meter 243
6. PEMBANGKIT SINYAL
6.1. Fungsi Generator 247
6.1.1. Pendahuluan 247
6.1.2. Konstruksi dan Cara kerja 247
6.1.3. Spesifikasi 249
6.1.4. Prosedur Pengoperasian 250
6.1.4.1.Troubleshooting dengan teknik signal tracing 250
6.1.4.2. Troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti 251
6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber
sinyal
252
6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifier 253
6.1.5.2. Pengukuran Respon Frekuensi 253
6.1.5.3. Setting Peralatan Tes 254
6.1.5.4. Peraga Respons Frekuensi 254
6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem Audio 255
6.1.4.6. Pengetesan speaker dan rangkaian impedansi 256
6.1.4.7 Keselamatan Kerja 258
6.2. Pembangkit Frekuensi Radio 258
6.2.1. Konstruksi dan Cara Kerja 259
6.2.1.1. Direct Digital Synthesis 259
6.2.1.2. Creating Arbitrary Waveform 262
6.2.1.3. Pembangkit Gelombang 265
6.2.1.4. Generasi Bentuk Gelombang Pulsa 265
6.2.2. Ketidaksempurnaan Sinyal 266
6.2.2.1. Cacat Harmonis 266
6.2.2.2. Cacat Non-Harmonis 267
6.2.2.3. Pasa Noise 267
6.2.2.4. Kesalahan Kuantisasi 268
6.2.2.5. Pengendali Tegangan Keluaran 268
6.2.3. Pengendali Tegangan Keluaran 270
6.2.3.1. Rangkaian Tertutup Ground 270
6.2.3.2. Atribut Sinyal AC 271
6.2.4. Modulasi 273
6.2.4.1. Modulasi Amplitudo (AM) 274
6.2.4.2. Frequency Modulation (FM) 274
6.2.4.3. Frequency-Shift Keying (FSK) 275
6.2.4.5. Sapuan Frekuensi 276
6.2.4.6. Sinyal Sinkron dan Marker 277
6.2.4.6.1. Burst 277
6.2.4.6.2. Gated Burst 279
6.2.5. Spesifikasi Alat 279
6.2.6. Prosedur Pengoperasian Pengukuran Pulsa noise 280
6.3. Pembangkit Pulsa 282
6.4. Sweep Marker Generator 282
6.4.1. Prosedur Pengoperasian 282
6.4.1.1. Alignment penerima AM 282
6.4.1.2. Alignment penerima Komunikasi FM 284
7.1. Pengantar 287
7.1.1. Pemahaman Dasar Sinyal 287
7.1.2. Pengetahuan dan Pengukuran Bentuk Gelombang 289
7.1.2.1. Gelombang kotak dan segiempat 291
7.1.2.2. Gelombang gigigergaji dan segitiga 292
7.1.2.3. Bentuk Step dan Pulsa 292
7.1.2.4. Sinyal periodik dan Non periodik 292
7.1.2.5. Sinyal sinkron dan tak sinkron 292
7.1.2.6. Gelombang kompleks 293
7.1.3. Pengukuran Bentuk Gelombang 294
7.1.3.1. Frekuensi dan Perioda 294
7.1.3.2. Tegangan 294
7.1.3.3. Amplitudo 294
7.1.3.4. Pasa 295
7.1.3.5. Pergeseran Pasa 295
7.2. Operasi Dasar CRO 295
7.2.1. Prinsip Kerja Tabung Sinar Katoda 298
7.2.2. Sensitivitas Tabung 300
7.3. Jenis-Jenis Osiloskop 301
7.3.1. Osiloskop Analog 301
7.3.2. Jenis- jenis Osiloskop Analog 302
7.3.2.1. Free Running Osciloscope 302
7.3.2.2. Osiloskop sapuan terpicu 303
7.3.2.3. CRO Dua Kanal 305
7.3.2.4. CRO Penyimpanan Analog (Storage Osciloscope) 308
7.4. Osiloskop Digital 313
7.4.1.Prinsip Kerja CRO Digital 313
7.4.2. Metoda Pengambilan Sampel 314
7.4.3. Pengambilan Sampel Real-Time dengan Interpolasi 314
7.4.4. Ekuivalensi Waktu Pengambilan Sampel 316
7.4.5. Osiloskop Penyimpan Digital 316
7.5. Spesifikasi Osiloskop 318
7.5.1. Spesifikasi Umum 318
7.5.2. Mode Peraga Vertikal 318
7.5.3. Perhatian Keamanan 319
7.6. Pengukuran Dengan Osikoskop 319
7.6.1. Pengenalan Panel Depan dan Fungsi 319
7.6.2. Pengukuran Tegangan DC 321
7.6.3. Pengukuran Tegangan AC 323
7.6.4. Pengukuran Frekuensi 326
7.6.4.1. Peralatan yang Dibutuhkan 326
7.6.4.2. Pengukuran Frekuensi Langsung 327
7.6.4.3. Pengukuran Frekuensi Model Lissayous 328
7.6.5. Pengukuran Pasa 329
7.7.1. MSO Sumbu XYZ Aplikasi Pada Pengujian Otomotif 331
7.7.2. Mixed Signal Oscilloscope 331
7.7.3. Osiloskop Digital Pospor (Digital Phospor Osciloscope / DPO) 331
7.7.4. Arsitektur Pemrosesan Paralel 332
7.7.5. Mudah Penggunaan 335
7.7.6. Probe 336
7.8. Pengoperasian Osiloskop 338
7.8.1. Pengesetan 338
7.8.2. Menggroundkan osiloskop 338
7.8.3. Ground Diri Pengguna 339
7.8.4. Pengaturan Pengendali 339
7.8.5. Penggunaan Probe 339
7.8.6. Pengukuran Tegangan 342
7.8.7. Pengukuran Waktu dan Frekuensi 342
7.8.8. Pengukuran Lebar dan Waktu Naik Pulsa 343
7.8.9. Pengukuran Pergeseran Pasa 344
8. FREKUENSI METER
8.1. Frekuensi Meter Analog . 345
8.1.1. Alat ukur frekuensi jenis batang atau lidah bergetar 345
8.1.2. Alat pengukur frekuensi dari type alat ukur rasio 347
8.1.3. Alat ukur frekuensi besi putar 348
8.2. Frekuensi Meter Digital 349
8.2.1. Prinsip kerja 349
8.2.2. Rangkaian frekuensi meter digital yang disederhanakan 353
8.3. Metode Pengukuran 354
8.3.1. Pengukuran Frekuensi dengan counter 354
8.3.2 Pengukuran Frekuensi System Heterodyne 355
8.3.3. Pengukuran Perioda Dengan Counter Perioda Tunggal 357
8.3.4. Pengukuran Perbandingan atau Perbandingan Ganda 359
8.3.5. Pengukuran Interval Waktu dengan Counter 359
8.3.6. Pengukuran Interval Waktu 360
8.3.7. Totalizer 362
8.4. Kesalahan pengukuran 365
8.4.1. Kesalahan pada “gate” 365
8.4.2. Kesalahan Time Base 366
8.4.3. Kesalahan “Level trigger”. 368
9. PENGANALISA SPEKTRUM
9.1. Pengantar dan Sejarah Perkembangan Spektrum Analiser 370
9.1.1.Tantangan Pengukuran Sinyal RF Modern 372
9.1.2. Pertimbangkan Pengukuran 372
9.2. Jenis-jenis Penganalisa Spektrum 373
9.2.1. Penganalisa Spektrum tersapu 373
9.2.2. Penganalisa Vektor Sinyal dengan Analisis Modulasi Digital 374
9.2.3. Kunci Konsep Analisis Spektrum Waktu Riil 377
9.3. Dasar Analisa Spektrum Waktu Riil 381
9.3.1. Analisa Multi Ranah Korelasi Waktu 381
9.3.2. Prinsip Kerja Spektrum Analisa Waktu Riil 383
9.3.3. Penganalisa Spektrum Waktu Riil 384
9.3.4. Pengaruh Ranah Frekuensi dan Waktu Terhadap Kecepatan
Pencuplikan
388
9.3.5. Pemicuan Waktu Riil 389
9.3.5.1. Sistem Picu dengan Akuisis Digital 390
9.3.5.2. Mode Picu dan Corak 392
9.3.5.3. Sumber-sumber Picu RSA 392
9.3.5.4. Membangun Topeng Frekuensi 394
9.3.5.5. Pewaktuan dan Picu 395
9.3.5.6. Baseband DSP 396
9.3.5.7. Kalibrasi / Normalisasi 396
9.3.5.8. Penyaringan 396
JILID 3
9.3.5.9. Analisa Transformasi Fast Fourier 397
9.3.5.10. Modulasi Amplitudo, Frekuensi dan pasa 401
9.3.5.11. Pengukuran Ranah frekuensi 404
9.4. Aplikasi Dalam Penggunaan 415
9.4.1. Informasi Keselamatan 415
9.4.2. Mengukur Perbedaan antara Dua Sinyal Pada Layar 416
9.4.3. Resolving SInyal of Equal Amplitudo 418
9.4.4. Pemecahan Sinyal 419
9.4.5. Pengukuran Frekuensi 421
9.4.6. Pengukuran Sinyal Terhadap Noise 422
9.4.7. Demodulasi Sinyal AM 423
10. PEMBANGKIT POLA
10.1. Latar Belakang Sejarah 431
10.2. Sinyal Pengetesan 432
10.2.1. Komponen Sinkronisasi 432
10.2.2. Sinyal Luminansi (Video Monokrom) 433
10.2.3. Informasi Warna (Krominansi) 433
10.2.4. Ukuran IRE 434
10.2.5. Sinyal Tes TV 434
10.3. Pola Standar 435
10.3.1. Pola Pengetesan EIA 436
10.3.2. Penyusunan Bingkai 436
10.3.3. Pemusatan 436
10.3.3. Linieritas Pembelokan 437
10.3.4. Aspek Perbandingan 439
10.3.5. Cakupan Kontras 439
10.3.6. Penjalinan Gambar (Interlacing) 439
10.3.7. Resolusi 440
10.4. Pola Pengetesan Batang Untuk Pengecekan Lapisan 442
10.4.1. Pengetesan Ringing Dalam Gambar 442
10.4.2. Sinyal Monoscope 444
10.4.3. Chart Bola Untuk Pengetesan Linieritas Kamera 444
10.4.4. Sinyal Batang Warna Standar EIA 446
10.4.5. Batang SMPTE 447
10.4.6. Batang Bidang Putih Penuh 100% 449
10.4.7. Batang Warna Putih EIA 75% 450
10.4.8. Jendela 450
10.5. Pengembangan Pola 451
10.6. Pembangkit Pola 453
10.6.1. Blok diagram Pattern generator 455
10.6.2. Kontrol dan Spesifikasi Pola generator 458
10.7. Spesifikasi 459
10.8. Aplikasi 459
10.8.1. Prosedur Penggunaan Pembangkit Pola 459
10.8.2. Pengukuran Lebar Penalaan Tuner Televisi 461
10.8.3. Pengaturan Gambar dan Suara Menggunakan Pattern generator 462
10.8.4. Pembangkit pola dipasaran 464
10.8.5. Pola Pengetesan Sinyal Video 467
11.MESIN TESTER
11.1. Pengantar 468
11.1.1. MSO 470
11.1.2. Verivikasi Sifat operasi Sistem Whindshield Wiper Automatis 471
11.1.3. Pemicuan MSO Pada Bingkai Kesalahan 474
11.1.4. Pemicuan MSO Mengungkapkan Glitch Acak 476
11.1.5. Penambahan Pengetesan Throughput ECU Otomotip 477
11.1.6. Karakteristik Input dan Output 478
11.2. Elektronik Pengetesan Fungsi Otomotif Menggunakan 479
Sistem Komponen
11.2.1. Penghitungan 479
11.2.2. Komunikasi Serial 481
11.2.3. Instrumentasi Pengukuran Frekuensi Rendah 482
11.2.4. Pensaklaran Beban dan Pengukuran 483
11.2.5. Peletakkan Semua Bersama 485
11.3. Aplikasi 486
11.3.1. Pengetesan Rem Anti-lock dan Kontrol Daya Tarik 486
11.3.1.1. Sensor Reluktansi yang dapat divariasi 486
11.3.1.2. Deteksi Kelicinan Roda 486
11.3.1.3. Pengetesan Deteksi Kelicinan Roda 487
11.3.2. Pengetesan Ambang Kecepatan Roda 487
11.3.3. Pengetesan Selenoid Pengarah 488
11.3.4. Pengetsan Smart Drivers 490
11.3.5. Pengujian Remote Keyless Elektronik Otomotif 491
11.3.6. Perlindungan Immobilizer 492
11.3.7. Pengetesan Pengapian 494
11.3.8. Pengetesan Kepemilikan 495
11.3.9. Pengetesan Sistem Pemantauan Tekanan Ban (TPMS) 496
11.3.10. Kalibrasi Pengukuran Kerugian Jalur 499
11.3.11.Kerugian Jalur Pengukuran dan Kalibrasi Pesawat 500
11.3.12.Mesin Tester 501
11.3.13. Spesifikasi 502
11.3.14.Keunikan Pengetesan Fungsi Otomotif 502
11.4. Rupa rupa Penguji Mesin 504
11.5. Penganalisa Gas 505
12. SISTEM POSISI GLOBAL (GPS)
12.1. Pengantar Teknologi GPS 518
12.1.1. Segemen ruang 521
12.1.2. Gerakan Satelit 522
12.1.3. Konstruksi GPS Satelit 523
12.1.4. Sinyal Satelit 525
12.1.5. Segmen Kontrol 526
12.1.6. Segmen Pemakai 527
12.2. Cara Bekerja GPS 528
12.2.1. Koreksi Perbedaan Posisi 528
12.2.2. Navigasi Sederhana 529
12.2.3. Menghitung Jarak Satelit 531
12.2.4. Perhitungan Posisi 532
12.2.5. Sumber-sumber kesalahan 533
12.3. Differential GPS (DGPS) 539
12.3.1. Koreksi Perbedaan Posisi 539
12.3.2. Menentukan Nilai Koreksi 539
12.3.3. Penyiaran Nilai Koreksi 540
12.3.4. Koreksi Pengukuran Cakupan Semu 540
12.3.5. Penerima Acuan 541
12.4. Petunjuk Pengoperasian GPS Maestro 4050 542
12.4.1. Instalasi GPS 543
12.4.2. Pengoperasian Dasar 544
12.4.3. Menu Utama 545
12.4.4. Point Of Interest (POI) 546
12.4.5. Perencana Perjalanan (Trip Planner) 547
12.4.6. Prosedur Point Of Interest (POI) 551
12.4.7. Prosedur Perencana Perjalanan (Trip Planner) 552
13. PERALATAN ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
13.1.1 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 554
13.1.1.1.Scan MRI 556
13.1.1.2.Konstruksi Mesin MRI 557
13.1.1.3. Resonansi Magnetik 559
13.1.1.4. Keselamatan MRI 561
13.1.1.5. Magnet MRI 562
13.1.1.6.Magnit MRI Tambahan 563
13.1.2. Mesin MRI 564
13.1.2.1. MRI Images 565
13.1.2.2. Keuntungan MRI 566
13.1.2.3. Alasan Melakukan MRI 566
13.1.2.4. Kelemahan MRI 567
13.1.3. MRI Masa depan 568
13.1.3.1. Pengertian FMRI 568
13.13.2. Perbedaan Antara MRI dan FMRI 568
13.13.3. Tata cara pemeriksaan dan apa yang akan dialami pasien saat
pemeriksaan MRI :
569
13.2.1. Pengertian CT SCAN 569
3.2.1.1. Penemuan Sinar X 571
13.2.1. 2. Pengertian Sinar X 572
13.2.2. Mesin Sinar X 573
13.2.3. Prosedur Scanning 576
13.2.3.1. Cara kerja CT Scan dan Perkembangnnya 577
13.2.3.2. Pengoperasian Alat
579
13.2.3.3. Optimalisasi Peralatan Dengan Model jaringan
580
13.2.4.1. Perawatan 581
13.2.4.2. Kapan CT scan diperlukan 581
13.3.1. Diagnosis Medis Penggambaran Sonography 582
13.3.1.1. Pengertian Ultrasonik Medis 582
13.3.1. 2. Penggambaran Medis Ultrasonography 583
13.3.2. Aplikasi Diagnostik 584
13.3.2.1. Pengolahan Suara Menjadi Gambar 586
13.3.2.2. Produksi Gelombang Suara 586
13.3.2.3. Menerima Pantul 586
13.3.2.4. Pembentukan Gambar 587
13.3.2.5. Susunan transduser linier 588
13.3.3. Metoda Sonography 589
13.3.3.1. Sonography Doppler 589
13.3.3.2. Mesin Ultrasonik 591
13.3.4. Perbedaan Jenis Ultrasonik 594
13.3.5. Prosedur Pengujian Dengan Ultrasonik 596
13.3. Penggambaran Dari Kedokteran Nuklir 597
13.4.1. Prosedur Pengujian 597
13.4.2. Prosedur Pelaksanaan 601
13.4.3. Resiko 609
13.4.4. Keterbatas Tomograpi Emisi Positron 609
13.4.5. Teknik Cardiosvascular Imaging 610
13.4.6. Scanning Tulang 610
D A F T A R P U S T A K A A
DAFTAR TABEL B
DAFTAR GAMBAR C
GLOSARIUM D
4.1. Pengukuran Daya Rangkaian DC
Daya arus searah dapat diukur
dengan alat pengukur volt dan alat
pengukur amper, yang
dihubungkan seperti terlihat pada
gambar 4-1. Dalam hal ini penting
untuk diperhitungkan kerugiankerugian
daya yang terjadi, olah
adanya alat-alat pengukuran.
Gambar 4-1. Pengukuran daya dengan memakai voltmeter dan ampermeter.
Misalkan, bila beban adalah R,
tegangan beban adalah V dan
arus beban adalah I, sedangkan
voltmeter dan ampermeter
mempunyai tahanan dalam Rv dan
Ra. Tegangan pada voltmeter
adalah Vv dan arus pada
ampermeter adalah Ia . Dengan
mempergunakan rangkaian pada
gambar 4-1, akan didapatkan :
Tujuan
Pembahasan ini bertujuan
membekali kemapuan :
1. Mendiskripsikan jenis dan
prinsip pengukuran daya
2. Menggunakan wattmeter
sebagai alat ukur daya
3. Menjelaskan prinsip kerja
watt jam meter
4. Memprediksi beaya
pemakain listrik.
Pokok Bahasan
1. Metoda pengukuran
daya
2. Jenis-jenis wattmeter
dan cara penggunaan
3. Prinsip kerja wattmeter
jam (WH)
4. Kasus aplikasi lapangan
wattmeter jam (WH).
BAB 4 PENGUKURAN DAYA
Keterangan :
V : voltmeter A : Ampermeter
Vv
Rv Rv
Vv R
Pada gambar (1b), bila dimisalkan
tahanan dalam dari voltmeter
adalah 10 K? , sedangkan v
ltmeter menunjukkan 100 V, dan
ampermeter menunjukkan 5 A,
maka daya pada beban adalah :
W �� 100 x 5�� ��1002 /104 ���� 499W
Ada dua cara penyambungan
pengukuran daya dengan
menggunakan voltmeter dan
ampermeter seperti ditunjukkan
pada gambar 1 diatas. Pada
gambar (a) Ampermeter terhubung
antara beban dan Voltmeter. Maka
voltmeter tidak hanya mengukur
tegangan VL yang ada di beban
tetapi juga mengukur tegangan
yang drop di Ampermeter. Jika Ra
merupakan tahanan dari
Ampermeter, drop tegangan
Pada gambar (b) Voltmeter
terhubung antara beban dengan
Ampermeter. Maka ampermeter
tidak hanya menunjukkan arus
yang melewati beban tetapi juga
arus yang melewati voltmeter.
Arus yang melalui voltmeter
V
V R
I �� V
dimana Rv = tahanan dalam voltmeter.
Vv I R I Ra Ia I �� �� �� ,
Maka daya yang akan diukur adalah :
v a a a W I R V I I R �� 2 �� �� 2
Dengan cara yang sama, pada gambar 4-1b
diperoleh :
v
v
v a R
W V I V I V
2
�� �� ��
a a V �� I R
Konsumsi daya beban :
�� ��
a
L a a
V I I R
V I V V I V I V I
�� �� 2
�� �� �� ��
Konsumsi daya beban
�� ��
V V
L V R
V I V
R
V I V I I V I V
2
�� �� �� ����
��
�� ����
��
�� �� �� �� ��
Dalam kedua kasus, daya yang
ditunjukkan oleh instrumen sama
dengan konsumsi daya pada
beban ditambah konsumsi alat
ukur daya.
Untuk memperoleh besarnya daya
pada , perlu dilakukan koreksi
pada kerugian daya yang
disebabkan oleh alat ukur. Dalam
kondisi normal nilai kerugian daya
pada alat ukur cukup kecil bila
dibandingkan dengan daya beban.
Bagaimanapun juga ampermeter
dan voltmeter akan membebani
rangkaian yang dapat
menyebabkan kesalahan dalam
pengukuran daya
4.2. Pengukuran Daya Rangkaian AC
Dalam arus bolak-balik daya yang
ada setiap saat berubah sesuai
dengan waktu. Daya dalam arus
bolak-balik merupakan daya rataratanya.
Jika sedang dalam
kondisi steady state, daya yang
ada pada saat itu dirumuskan P
= V I.
Dimana P = merupakan harga daya saat itu,
V = tegangan
I = arus.
Jika sinyalnya adalah sinusoidal,
maka arus akan tertinggal dengan
tegangan dalam fasanya dengan
sudut ? , kemudian:
��ω ϕ��
ω
�� ��
��
i I Sin t
v V Sin t
m
m
Maka besarnya daya adalah sebagai berikut :
�� ��
Jika t
P V I V I Sin t Sin t m m
θ ω
ω ω ϕ
��
�� �� ��
sehingga diperoleh
�� ��
�� ϕ �� θ ϕ����
θ θ ϕ
�� �� ��
�� ��
2
2
V I Cos Cos
P V I Sin Sin
m
m
m m
Daya rata-rata untuk tiap periode adalah :
Dimana V dan I merupakan harga
rms dari tegangan dan arus. Cos
? merupakan faktor daya dari
beban. Dari hasil yang diperoleh
didapatkan bahwa faktor daya (cos
f ) berpengaruh dalam penentuan
besarnya daya dalam sirkit AC, ini
berarti bahwa wattmeter harus
digunakan dalam pengukuran
daya dalam sirkuit AC sebagai
pengganti Ampermeter dan
Voltmeter
4.2.1 Metoda tiga Voltmeter dan metode tiga Ampermeter
Daya satu fasa dapat diukur
dengan menggunakan tiga
Voltmeter atau tiga Ampermeter.
Gambar 4-2 memperlihatkan
pengukuran daya dengan
menggunakan metode tersebut.
Gambar 4-2. Pengukuran daya metoda tiga voltmeter dan tiga
ampermeter
Dalam metoda tiga Voltmeter,
masing-masing alat pengukur volt
menunjukkan V1, V2 dan V3,
maka:
2 1
2 1
V1
V2
V3
A1
A2
A3
R
R
Beban Beban
V3
I
V1
V2=IR
f
V
I2 =V/R
I1
I 3
f
ϕ
ϕ
V I Cos
V Im Cos
m
��
��
2
�� 2��
1
2
2
2
3
2
1 1
1 2
2
2
2
1
2
3
2
1
2
W R V V V
Cos
R
V
W V I Cos V
V V V V V Cos
�� �� �� ��
��
�� ��
�� ��
�� ��
��
�� ��
��
�� ��
�� �� ��
ϕ ϕ
ϕ
Dalam menggunakan metode tiga
Ampermeter, masing-masing alat
pengukur amper menunjukkan I1,
I2, I3 maka:
�� 2��
1
2
2
2
3
1 2 1
1 2
2
2
2
1
2
3
2
2
W R I I I
W V I Cos I R I Cos
I I I I I Cos
�� �� ��
�� ��
�� �� ��
ϕ ϕ
ϕ
4.3. Wattmeter
Wattmeter digunakan untuk
mengukur daya listrik searah (DC)
maupun bolak-balik (AC). Ada 3
tipe Wattmeter yaitu
Elektrodinamometer, Induksi dan
Thermokopel. Jika ditinjau dari
fasanya ada 2 yaitu wattmeter satu
fasa dan wattmeter tiga fasa.
4.3.1. Wattmeter satu fasa
Elektrodinamometer dipakai
secara luas dalam pengukuran
daya, wattmeter tipe
Elektrodinamometer dapat dipakai
untuk mengukur daya searah (DC)
maupun daya bolak-balik (AC)
untuk setiap bentuk gelombang
tegangan dan arus dan tidak
terbatas pada gelombang sinus
saja. Wattmeter tipe
elektrodinamometer terdiri dari
satu pasang kumparan yaitu
kumparan tetap yang disebut
kumparan arus dan kumparan
berputar yang disebut dengan
kumparan tegangan, sedangkan
alat penunjuknya akan berputar
melalui suatu sudut, yang
berbanding lurus dengan hasil
perkalian dari arus-arus yang
melalui kumparan-kumparan
tersebut. Gambar 4-3
menunjukkan susunan wattmeter
satu fasa.
Gambar 4- 3. Wattmeter satu fasa
Arus sesaat didalam kumparan
yang berputar (kumparan
tegangan) adalah Ip, besarnya
Ip=e/Rp dimana e adalah
tegangan sesaat pada jala - jala
dan Rp adalah tahanan total
kumparan tegangan beserta
tahanan serinya. Defleksi
kumparan putar sebanding dengan
perkalian Ic dan Ip , defleksi ratarata
selama satu perioda dapat
dituliskan :
rata rata K I I dt c p �� ��
dimana: rata-rata = defleksi sudut rata-rata kumparan
K = konstanta instrumen
Ic = arus sesaat dalam kumparan arus
Ip = Arus sesaat di dalam kumparan tegangan
Dengan menganggap sementara
Ic sama dengan arus beban I
(secara aktual Ic = Ip + I) dan
menggunakan nilai Ip = e/Rp
didapatkan :
1 e I dt ��*��
T
dt K
R
rata rata K I e
p
�� �� ��
Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian adalah :
P rata �� rata �� e I dt
Elektrodinamometer yang
dihubungkan dalam konfigurasi
gambar 4-3 mempunyai defleksi
yang sebanding dengan daya ratarata.
Jika f dan I adalah besaran
sinus dengan bentuk e = Em sin wt
dan I = Im sin (wt + f ) maka
persamaan (*) berubah menjadi :
rata �� rata �� K E I Cosϕ
Kumparan kompensasi dibagian
dalam kumparan arus
Kumparan arus
Kumparan
tegangan R beban
Kumparan arus
Jala-jala
dimana E dan I menyatakan nilai -
nilai rms tegangan dan arus f
menyatakan sudut fasa antara
tegangan dan arus.
Wattmeter elektrodinamometer
membutuhkan sejumlah daya
untuk mempertahankan medan
magnetnya, tetapi ini biasanya
sangat kecil dibandingkan daya
beban sehingga dapat diabaikan,
Jika diperlukan pembacaan daya
yang tepat, arus kumparan harus
sama dengan arus beban, dan
kumparan potensial harus
dihubungkan diantara terminal
beban.
Kesulitan dalam menempatkan
sambungan kumparan tegangan
diatasi dengan wattmeter yang
terkompensasi. Kumparan arus
terdiri dari dua kumparan, masingmasing
mempunyai jumlah lilitan
yang sama. Salah satu kumparan
menggunakan kawat lebih besar
yang membawa arus beban
ditambah arus untuk kumparan
tegangan. Kumparan lain
menggunakan kawat kecil (tipis)
dan hanya membawa arus ke
kumparan tegangan. Tetapi arus
ini berlawanan dengan arus
didalam kumparan besar,
menyebabkan fluks yang
berlawanan dengan fluks utama.
Berarti efek I dihilangkan dan
wattmeter menunjukkan daya yang
sesuai.
4.3.2. Wattmeter tiga fasa
Pengukuran daya dalam suatu
sistem fasa banyak, memerlukan
pemakaian dua atau lebih
wattmeter. Kemudian daya nyata
total diperoleh dengan
menjumlahkan pembacaan
masing-masing wattmeter secara
aljabar. Teorema Blondel
menyatakan bahwa daya nyata
dapat diukur dengan mengurangi
satu elemen wattmeter dan
sejumlah kawat-kawat dalam
setiap fasa banyak, dengan
persyaratan bahwa satu kawat
dapat dibuat common terhadap
semua rangkaian potensial.
Gambar 4-4 menunjukkan
sambungan dua wattmeter untuk
pengukuran konsumsi daya oleh
sebuah beban tiga fasa yang
setimbang yang dihubungkan
secara delta.
Kumparan arus wattmeter 1
dihubungkan dalam jaringan A,
dan kumparan tegangan
dihubungkan antara (jala-jala, line)
A dan C. Kumparan arus
wattmeter 2 dihubungkan dalam
jaringan B , dan kumparan
tegangannya antara jaringan B
dan C. Daya total yang dipakai
oleh beban setimbang tiga fasa
sama dengan penjumlahan aljabar
dari kedua pembacaan wattmeter.
Diagram fasor gambar 4-5
menunjukkan tegangan tiga fasa
VAC, VCB, VBA dan arus tiga fasa
IAC, ICB dan IBA. Beban yang
dihubungkan secara delta dan
dihubungkan secara induktif dan
arus fasa ketinggalan dari
tegangan fasa sebesar sudut ?.
Gambar 4-4. Metode ARON
Gambar 4-4 Konfigurasi Wattmeter
Kumparan arus wattmeter 1
membawa arus antara IA’A yang
merupakan penjumlahan vektor
dan arus-arus fasa IAC dan IAB.
Kumparan potensial wattmeter 1
dihubungkan ke tegangan antara
VAC. Dengan cara sama kumparan
arus wattmeter 2 membawa arus
antara IB’B yang merupakan
penjumlahan vektor dari arus-arus
fasa IBA dan IAC, sedang tegangan
pada kumparan tegangannya
adalah tegangan antara VBC.
Karena beban adalah setimbang,
tegangan fasa dan arus-arus fasa
sama besarnya dan dituliskan :
VAC = VBC = V dan IAC = ICB =IBA = I
Daya dinyatakan oleh arus dan tegangan masing-masing wattmeter
adalah:
W1 = VAC.IA’A Cos (30°-?) = VI Cos (30°-?)
W2 = VBC.IB’B Cos (30°+?) = VI Cos (30°+?)
dan
W1+W2 = VI Cos (30°-?) + VI Cos (30°+?)
= VI Cos 30°Cos ? + Sin 30°Sin? + Cos30°Cos? -Sin30°sin?)
= 3 VI Cos?
Persamaan diatas merupakan
besarnya daya total dalam sebuah
rangkaian tiga fasa, dan karena itu
kedua wattmeter pada gambar
secara tepat mengukur daya total
tersebut. Dapat ditunjukkan bahwa
penjumlahan aljabar dari
pembacaan kedua wattmeter akan
memberikan nilai daya yang benar
untuk setiap kondisi yang tidak
Wattmeter 1
Kumparan arus
Kumparan tegangan
Kumparan arus
Kumparan arus
Kumparan arus Kumparan tegangan
Wattmeter 2
R
R beban
A
B
C
setimbang. Jika kawat netral dari
system tiga fasa juga tersedia
seperti halnya pada beban yang
tersambung dalam hubungan
bintang 4 kawat, sesuai dengan
teorema Blondel, diperlukan tiga
wattmeter untuk melakukan daya
nyata total.
Gambar 4-5. Diagram fasor tegangan tiga fasa VAC, VCB, VBA dan arus
tiga fasa IAC, ICB dan IBA.
4.3.3. Pengukuran Daya Reaktif
Daya reaktif yang disuplai ke
sebuah rangkaian arus bolak-balik
sebagai satuan yang disebut VAR
(Volt-Ampere-Reaktif), yang
memberikan perbedaan antara
daya nyata dan daya oleh
komponen reaktif. Merupakan dua
fasor E dan I yang menyatakan
tegangan dan arus pada sudut
fasa ?. Daya nyata adalah
perkalian komponen-komponen
sefasa dari tegangan dan arus
(E.I.cos ?), sedang daya reaktif
adalah perkalian komponenkomponen
reaktif yaitu E.I.sin ?
atau E.I.cos (? - 90°).
4.3.4. Konstruksi dan Cara Kerja
Wattmeter
Wattmeter analog terdiri dari 3 tipe
yaitu wattmeter tipe
elektrodinamometer, wattmeter
tipe induksi dan wattmeter tipe
thermokopel.
4.3.4.1. Wattmeter tipe
elektrodinamometer.
Wattmeter tipe
elektrodinamometer terdiri dari
satu pasang kumparan yaitu
kumparan yang tetap disebut
kumparan arus dan kumparan
yang berputar disebut dengan
kumparan tegangan, sedangkan
alat penunjuknya akan berputar
melalui suatu sudut, yang
berbanding lurus dengan hasil
perkalian pada arus-arus yang
melalui kumparan-kumparan
tersebut (gambar 4-6).
Gambar 4-6. Konstruksi wattmeter elektrodinamometer
Kumparan arus dari Wattmeter
dihubungkan secara seri dengan
rangkaian (beban), dan kumparan
tegangan dihubungkan parallel
dengan line. Jika arus line
mengalir melewati kumparan arus
dari wattmeter, maka akan
membangkitkan medan disekitar
kumparan. Kuat medan ini
sebanding dengan besarnya arus
line Kumparan tegangan dari
wattmeter dipasang seri dengan
resisitor yang mempunyai nilai
resistansi sangat tinggi. Tujuannya
adalah untuk membuat rangkaian
kumparan tegangan dari meter
mempunyai ketelitian tinggi. Jika
tegangan dipasangkan ke
kumparan tegangan, arus akan
sebanding dengan tegangan line.
4.3.4.2. Wattmeter tipe induksi
Seperti alat ukur wattmeter
elektrodinamometer, alat ukur tipe
induksi mempunyai pula sepasang
kumparan-kumparan yang bebas
satu dan lainnya. Susunan ini
menghasilkan momen yang
berbanding lurus dengan hasil kali
dari arus-arus yang melalui
kumparan-kumparan tersebut,
dengan demikian dapat pula
dipergunakan sebagai alat
pengukur watt. Untuk
memungkinkan hal ini F1 dalam
gambar 4-7 didapat dari arus
beban I dan F2 dari tegangan
beban V. Perlu diperhatikan bahwa
F2 akan mempunyai sudut fasa
sebesar 90° terlambat terhadap V.
Hubungan antara fasa-fasa
diperlihatkan dalam gambar 4-8,
dan menurut persamaan di dapat :
sin α �� cos ϕ
Gambar 4-7. Gambar 4-8
Diagram vektor wattmeter Diagram vektor wattmeter
jenis elektrodinamometer jenis induksi
Untuk mendapatkan F2
mempunyai sudut fasa yang
terlambat 90° terhadap V, maka
jumlah lilitan kumparan dinaikkan
sedemikian rupa, sehingga
kumparan tersebut dapat dianggap
induktansi murni. Dengan keadaan
ini maka F2 sebanding dengan
V/? sehingga didapat :
ωφ1φ2 sinα �� KVI cosϕ
Dengan cara ini pengukuran daya
dapat dimungkinkan . Alat
pengukur watt tipe induksi sering
dipergunakan untuk alat ukur yang
mempunyai sudut yang lebar, dan
banyak dipakai dalam panil-panil
listrik.
4.3.4.3. Wattmeter tipe thermokopel
Alat pengukur watt tipe
thermokopel merupakan contoh
dari suatu alat pengukur yang
dilengkapi dengan sirkuit
perkalian yang khusus.
Konfigurasi alat ukur ini
diperlihatkan dalam gambar 4-9.
Bila arus-arus berbanding lurus
terhadap tegangannya, dan arus
beban dinyatakan sebagai
maka akan didapatkan :
i k v dan i k i 1 1 2 2 �� ��
��i i �� ��i i �� i1 i2 k1 k2 vi
2
1 2
2
1 �� 2 �� �� �� 4 �� 4
a
f
V
I2
I1=I
V
I
F1
F2
a
f
Gambar 4-9 Prinsip wattmeter jenis thermokopel
Harga rata – rata dari hasil
persamaan tersebut diatas, adalah
sebanding dengan daya beban.
Dalam gambar 4-9, i1 = k1v adalah
arus sekunder dari transformator
T1, dan 2i2 = 2k2i adalah arus
sekunder dari transformator T2.
Bila sepasang tabung thermokopel
dipanaskan dengan arus-arus ( i1 +
i2) dan ( i1 - i2 ), maka gaya listrik
secara termis akan digerakkan
berbanding lurus kwadrat dari
arus-arus, dan akan didapat dari
masing-masing thermokopel. Bila
kedua thermokopel tersebut
dihubungkan secara seri
sedemikian rupa sehingga
polaritasnya terbalik, maka
perbedaan tegangan tersebut
pada ujung-ujungnya akan dapat
diukur melalui suatu alat pengukur
milivolt. Dengan demikian maka
penunjukan dari alat ukur milivolt
tersebut akan berbanding dengan
daya yang akan diukur.
Alat pengukur watt jenis
thermokopel ini dipakai untuk
pengukuran daya-daya kecil pada
frekuensi audio. Pada saat ini
terdapat banyak bentuk dari alat
pengukur watt, yang dilengkapi
dengan sirkit-sirkit kalkulasi
khusus, dan berbagai detail dapat
ditemukan pada alat-alat ukur
tersebut.
4.3.4.4. Prinsip Kerja Wattmeter Elektrodinamometer
Wattmeter pada dasarnya
merupakan penggabungan dari
dua alat ukur yaitu Amperemeter
dan Voltmeter, untuk itu pada
Wattmeter pasti terdiri dari
kumparan arus (kumparan tetap)
mA
Thermokopel
Hampa (Vacuum)
T1
T2
i
i1
i1
i1 + i2
i1 - i2
V
dan kumparan tegangan
(kumparan putar), sehingga
pemasangannyapun juga sama
yaitu kumparan arus dipasang seri
dengan beban dan kumparan
tegangan dipasang paralel dengan
sumber tegangan.
Apabila alat ukur Wattmeter
dihubungkan dengan sumber daya
(gambar 4-10), arus yang melalui
kumparan tetapnya adalah i1 ,
serta arus yang melalui kumparan
putarnya i2 , dan dibuat supaya
masing-masing berbanding lurus
dengan arus beban i dan tegangan
beban v, maka momen yang
menggerakkan alat putar pada alat
ukur ini adalah i1. i2 = Kvi untuk
arus searah, dimaka K adalah
adalah suatu konstanta, dengan
demikian besarnya momen
berbanding lurus dengan daya
pada beban VI .
Untuk jaringan arus bolak balik maka :
i i �� Kvi �� KVI��cosϕ ��cos��2ωt ��ϕ���� 1 2
Yang didapat dengan asumsi bahwa : ��ω ϕ��
ω
�� ��
��
i I t
V V t
m
m
sin
sin
dan i2 adalah sefasa dengan V,
maka penunjukan akan
berbanding dengan VI cos f ,
yang sama dengan daya yang
dipakai oleh beban. Jadi dengan
demikian untuk arus searah
maupun untuk arus bolak-balik
dapat dikatakan bahwa
penunjukan dari alat ukut
Wattmeter tipe elektrodinamik
akan berbanding lurus dengan
daya beban.Gambar 4-11.
menunjukkan beberapa variasi
penyambungan alat ukur
wattmeter tergantung dengan
sistem yang dipilih.
F1 F2
M
R
Beban
i1
i2
i
V
Sumber Daya Sumber Daya Beban
V
i1 F1 F2 i
M i2
R
Gambar. 4-10. Rangkaian wattmeter jenis elektrodinamometer
Gambar 4-11. Variasi penyambungan wattmeter.
Salah satu tipe wattmeter
elektrodinamometer adalah tipe
Portable Single Phase wattmeter.
Alat ukur ini dapat dirancang untuk
mengukur DC dan AC (25 ~ 1000
Hz) dengan akurasi tinggi.
Konstruksi wattmeter tipe Portable
Single Phase ditunjukkan pada
gambar 4-12. dan hubungan
internal dari alat ukur ditunjukan
pada gambar 4-13.
Gambar 4-12. Konstruksi wattmeter tipe Portable Single Phase
Seperti ditunjukkan pada gambar
4-12, alat ukur wattmeter ini
dikemas dalam kotak bakelite yang
kuat. Bagian-bagian external dari
wattmeter dijelaskan sebagai
berikut :
(1) Jarum penunjuk
(2) Kaca : dfungsikan untuk
mengeliminir kesalahan
parallax dalam pembacaan.
(3) Pengatur Nol (Zero) :
digunakan untuk mengatur
posisi nol dari penunjukan
(4) Skala : terdiri dari 120 bagian
(linear)
(5) Terminal tegangan :
digunakan untuk
menyambungkan tegangan.
Terminal common tegangan
diberi tanda (±), dan terminal
tegangan yang lain
mengindikasikan ukuran
tegangan terukur.
(6) Terminal arus : Salah satu
terminal diberi tanda (±)
untuk menunjukkan bahwa
terminal ini dihubungkan
dengan terminal common
tegangan, dan terminal arus
yang lain mengindikasikan
ukuran arus terukur.
(7) Tabel Perkalian : letak tabel
perkalian di sisi samping alat
ukur, tabel ini digunakan
untuk menentukan besarnya
daya nyata dari nilai
penunjukan.
Gambar 4-13. Hubungan internal wattmeter tipe Portable Single Phase
CC
CC
VC
1A
5A
+/-
+/-
120V 240V
6 5 4 2
1 3
7
4.3.5. Spesifikasi Alat
Spesifikasi teknik dan karakteristik alat ukur wattmeter :
Tipe : 2041
Akurasi : ± 0.5% dari nilai skala penuh
Ukuran dimensi : 180 x 260 x 140 mm
Berat : 2.8 Kg
Panjang skala : 135 mm
Skala : 120 bagian
Frekuensi : DC, 25 – 1000 Hz
Kapasitas Overload : Rangkaian tegangan ..... 50%
Rangkaian arus ............ 100%
4.3.6. Karakteristik :
Efek pemanasan diri : ± 0.15%
Perbedaan Pengukuran antara DC dan AC : ± 0.1%
Efek temperature eksternal : ± 0.2% /10° C
Efek medan maghnit eksternal : ± 0.65% /400 A/m
Respons Frekuensi : 45 – 65 Hz ....0.0%
50 – 1000 Hz ...0.1%
Efek faktor daya : ± 0.1%
Factor daya dari 1.0 sampai 0.5
Tabel 4-1. Rating, internal impedance, and rated power loss
Range Rating Internal
Impedance
Rated power loss
(VA)
Voltage
Current
120 V Approx 12,000 ? Approx 1.2VA
240 V Approx 24,000 ? Approx 2.4VA
0.2 / 1 A 0.2 A 24 W 48 W Approx 16.35 ? Approx 0.66VA
1 A 120 W 240 W Approx 0.56 ? Approx 0.56VA
1 / 5 A 1 A 120 W 240 W Approx 0.93 ? Approx 0.93VA
5 A 600 W 1.2KW Approx 0.034 ? Approx 0.84VA
5 / 25 A 5 A 600 W 1.2KW Approx 0.068 ? Approx 1.72VA
25 A 3 KW 3KW Approx 0.0027 ? Approx 1.69VA
4.3.7. Prosedur Pengoperasian
4.3.7.1. Pengukuran daya DC atau AC satu fasa :
Hubungkan kumparan arus secara
seri terhadap beban. Dengan cara
menghubungkan terminal
kumparan arus (.± ) ke sumber
tegangan, sedangkan ujung
kumparan arus yang lain (A)
dihubungkan ke beban.
Hubungkan kumparan
tegangan secara parallel
dengan beban. Dengan cara
menghubungkan terminal
kumparan tegangan (±) ke
beban, sedangkan ujung
terminal tegangan yang lain (V)
dihubungkan ke ujung beban
yang lainnya.
Jika jarum penunjuk bergerak
kearah kiri, tukar ujung-ujung
kumparan tegangannya.
4.3.7.2. Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi nilai perkiraan
Seperti pada gambar 4-15,
sambungkan trafo arus (CT) ke
rangkaian arus. Kalikan rasio
transformasi arus dengan W (nilai
terukur dikalikan konstanta) untuk
mendapatkan daya beban. Jangan
membuka rangkaian arus sampai
pengukuran selesai.
Gambar 4 – 15 Pengukuran daya satu fasa jika arus melebihi
nilai perkiraan
4.3.7.3. Pengukuran daya satu fasa tegangan melebihi nilai
perkiraan
Seperti pada gambar 4-16,
sambungkan trafo tegangan (P.T)
ke rangkaian tegangan. Untuk
mendapatkan daya beban, kalikan
rasio lilitan dari transformator
dengan W (nilai terukur dikalikan
konstanta). Jika dimungkinkan,
hubungkan grounding konduktor
dari sumber daya ke rangkaian
arus.
Power
Source
Load
Gambar 4-14 Hubungan kumparan arus seri terhadap beban
Power
Source
Load
± A A
Gambar 4 - 16 Pengukuran daya satu fasa jika tegangan melebihi nilai
perkiraan
4.3.7.4. Pengukuran daya satu fasa jika tegangan dan arus melebihi
nilai perkiraan
Seperti pada gambar 4-17,
hubungkan trafo tegangan (P.T) ke
rangkaian tegangan, dan trafo arus
( C.T ) ke rangkaian arus. Daya
beban ditentukan dengan rumus :
W = ( nilai yang terindikasi x konstanta perkalian ) x rasio C.T x
rasio P.T
Contoh, nilai terindikasi = 120,
konstanta perkalian =5 ( 120V,5A)
Rasio P.T= 6600/110
Rasio CT= 50/5
W = 120x5x6600/110x50/5=360.000=360kW
Gambar 4-17 Pengukuran daya satu fasa jika arus dan tegangan
melebihi nilai perkiraan
4.3.7.5. Pengukuran daya tiga fasa (metode dua watt meter)
Pengukuran daya tiga fasa
dilakukan dengan menghubungkan
dua watt meter, seperti yang
ditunjukkan gambar 4-18. Nilai
daya diindikasikan dengan
penjumlahan aljabar dari nilai
Power
Source
Load
A A
Load
A A
Power
Source
Load
Ground
indikasi pada dua wattmeter.
Ketika faktor daya dari rangkaian
yang diukur lebih besar dari 50%,
kedua meter akan mempunyai nilai
posotif. Total daya beban dihitung
dengan penjumlahan dari dua nilai
ini.
Tetapi, jika faktor daya dari
rangkaian lebih rendah dari 50%,
satu atau dua wattmeter akan
memberi indikasi negatif
(penunjuk akan bergerak ke kiri).
Jika ini terjadi baliklah hubungan
tegangan dari meter dengan
defleksi negatif. Jika dibalik maka
akan menunjukkan nilai positif.
Kurangkan nilai ini dari nilai
terindikasi pada meter yang lain,
untuk menghasilkan daya beban
total.
Gambar 4-18 Pengukuran daya tiga fasa (metode dua wattmeter)
4.3.7.6. Pengukuran daya tiga fase jika tegangan dan arus melebihi
nilai perkiraan
Hubungkan dua wattmeter seperti
ditunjukkan gambar 4-19 , lalu ikuti
prosedur nomor (5) diatas. Daya
beban total tiga fase dengan
menjumlahkan perhitungan
pembacaan daya dari dua meter.
Setiap perhitungan dihasilkan
dengan mengalikan rasio PT dan
rasio CT dengan W (nilai
terindikasi x konstanta perkalian).
Gambar 4-19 Pengukuran daya tiga fasa jika arus dan tegangan melebihi
nilai perkiraan
A A ± A A
R
S
T
Load
R
S
T
Load
4.3.8. Pemilihan Range
Ketika melakukan pengukuran, jika
arus beban tidak diketahui,
hubungkan rangkaian ke terminal
arus yang lebih tinggi dari nilai
perkiraan. Kemudian pasang
wattmeter ke rangkaian. Range
tegangan dan arus diatur dengan
menggunakan saklar.Rasio dari
range tegangan adalah 120 V dan
240 V sedangkan range arus
adalah 1 A dan 5 A.
Ketika menggunakan trafo arus,
yakinlah tidak membuat loop
terbuka dalam rangkaian sekunder
ketika mengubah range arus. Jika
trafo arus dilengkapi dengan
sebuah lilitan sekunder , tutup
rangkaian dengan kunci pertama,
dan kemudian rubah range.
Tabel 4-2. Tabel konstanta pengali (tegangan perkiraan 120/240V, arus
perkiraan 1/5A)
Range Arus
Konstanta Pengali
Range Tegangan
120 V 240 V
1 A 1 2
5 A 5 10
Tabel konstanta pengali diatas
ditempatkan disisi dari wattmeter,
dan digunakan untuk
mengkonversi nilai terbaca dari
skala ke nilai daya. Daya beban =
Nilai terindikasi x konstanta
pengali
4.3.9. Keselamatan Kerja
(1) Letakkan wattmeter pada
permukaan rata
(2) Cek apakah penunjuk pada
posisi nol (0) pada skala. Jika
tidak putarlah pengatur nol
(lihat gambar 4-12) sampai
jarum penunjuk pada posisi
nol.
(3) Pastikan sumber daya pada
rangkaian yang akan diukur
pada posisi off sebelum
rangkaian terangkai dengan
benar.
4.3.10. Kesalahan (Kesalahan)
Induktansi dari kumparan
tegangan pada wattmeter adalah
penyebab adanya kesalahan,
tetapi dengan tahanan non-induktif
yang tinggi yang dipasang seri
dengan kumparan tegangan dapat
mengurangi kesalahan ini.
Penyebab lain adanya kesalahan
adalah
1. Drop tegangan pada
rangkaian
2. Arus yang diambil oleh
kumparan tegangan
Pada wattmeter standar,
kesalahan ini disebabkan karena
adanya tambahan kumparan
kompensasi, kesalahan yang
disebabkan oleh adanya kumparan
kompensasi ini dapat diatasi
dengan memasang kumparan
kompensasi sedemikian rupa
sehingga menghasilkan medan
yang berlawanan arah dengan
medan yang dihasilkan oleh
kumparan arus.
4.4. Kesalahan Wattmeter
1. Kesalahan akibat perbedaan
rangkaian.
Ada 2 kemungkinan untuk
merangkai wattmeter pada
rangkaian AC fase tunggal,
seperti terlihat pada gambar 4-20,
sekaligus dengan diagram
vektornya.
(a)
(a) (b)
Gambar 4- 20. Rangkaian wattmeter AC satu fasa
Pada gambar 4-20(a) kumparan
arus tidak dilalui arus, sedangkan
pada rangkaian gambar 4-20(b)
arus melalui kumparan arus.
Sebuah wattmeter sebenarnya
diharapkan dapat menunjukkan
daya yang dipakai oleh beban,
tetapi pembacaannya sebenarnya
sedikit kelebihan yang disebabkan
oleh rugi-rugi daya pada rangkaian
instrument. Besarnya kesalahan
tergantung dari banyaknya
rangkaian.
Perhatikan gambar 4-20(a). Jika
cos f adalah power faktor beban,
maka daya pada beban adalah =
V I cos f . Sekarang, tegangan
pada kumparan tegangan adalah
V1 yang merupakan jumlah vektor
dari tegangan beban V dan drop
tegangan pada kumparan arus =
V’ (= I r. di , dimana r adalah
resistansi pada kumparan arus).
Maka pembacaan daya oleh
wattmeter = V1 I cos f , dimana f
adalah beda fase antara V1 dan I
seperti terlihat pada diagram
vektor gambar 4-20(a).
I
R V
V1
V1
I
I
V
R
I
I1
V
V’
V
(c) (d)
2. Kesalahan akibat induktansi kumparan tegangan
Kesalahan pembacaan pada wattmeter disebabkan juga oleh
induktansi pada kumparan tegangan.
Gambar 4-21. Rangkaian kumparan tegangan
a. Jika induktansi kumparan tegangan diabaikan :
R
V
R R
V
I
V
��
��
��
2 ( )
θ �� φ , terlihat pada gambar 4-21 a.
Jadi pembacaan wattmeter
= Cos θ
R
I V 1 ........................................(1)
b. Jika induktansi kumparan tegangan diperhitungkan :
L L P
Z
V
R X
V
R R X
V
I ��
��
��
�� ��
��
2 2 2 2 2
( )
Dimana 2 I ini tertinggal terhadap V dengan sudut a
(gambar 4-21 b ) sehingga
R
?=f
V
I1
I2
I1
a)
b)
I2
V1 cos f . I = ( V cos f + V’) I
= V.I cos f + V’ I
= V I cos f + I2 . r
= Daya beban + Daya pada
rangkaian kumparan
tegangan.
(a) (b)
tan
R
L
R
X
R R
X L V
V
L ω �� ��
��
��
( )
Jadi pembacaan wattmeter :
=
V Z
I V cosθ 1 =
V Z
I V cos ( ) 1 φ ��α
Jadi pembacaan wattmeter
= cos ( ) 1 φ ��α
R
I V .................................(2)
Persamaan (1) untuk
pembacaan wattmeter dimana
induktansi kumparan tegangan
diabaikan dan persamaan (2)
untuk pembacaan wattmeter
dimana induktansi kumparan
tegangan ikut diperhitungkan.
Faktor koreksi yang diberikan
oleh perbandingan antara
pembacaan sesungguhnya (Wt)
dengan pembacaan yang ada
pada wattmeter (Wa) adalah :
cos cos ( )
cos
cos cos ( )
cos
1
1
1
α φ α
φ
α φ α
φ
��
��
��
��
R
V I
R
V I
W
W
a
t
Pada prakteknya karena sangat kecil, maka cos α �� 1
Maka :
cos ( )
cos
φ α
φ
��
��
a
t
W
W
Kesalahan pembacaan adalah :
= Pembacaan yang ada – pembacaan sesungguhnya
= pembacaan yang ada
x pembacaan yang ada
cos ( )
cos
φ α
φ
��
= pembacaan yang ada �� ���� ����
��
�� ����
��
��
��
φ α
φ
cos
cos
1
x pembacaan yang ada
φ φ α
φ φ α φ
cos sin sin
cos sin sin cos
��
�� ��
��
= x pembacaan yang ada
φ φ α
φ α
cos sin sin
sin sin
��
= x pembacaan yang ada
φ α
α
cot sin
sin
��
Jadi presentase kesalahan = 100%
cot sin
sin x
φ α
α
��
3. Kesalahan akibat medan
STRAY (Pengganggu)
Karena medan yang bekerja
pada instrument ini adalah kecil,
maka mudah dipengaruhi oleh
kesalahan akibat medan
pengganggu dari luar. Oleh
karena itu harus dijaga agar
sejauh mungkin berada dari
medan STRAY tadi. Tetapi ,
kesalahan akibat medan ini
pada umumnya dapat
diabaikan.
4. Kesalahan akibat kapasitansi
dalam kumparan tegangan
Pada bagian rangkaian
kumparan tegangan , terutama
pada bagian tahanan serinya
akan selalu muncul kapasitansi
walaupun kecil. Akibatnya akan
mengurangi besarnya sudut,
dengan demikian mengurangi
kesalahan yang diakibatkan
induktansi pada rangkaian
kumparan tegangan. Pada
kenyataannya pada beberapa
wattmeter, sebuah kapasitor
dihubungkan paralel terhadap
tahanan seri untuk
mendapatkan rangkaian
kumparan tegangan yang noninduktif.
Jelas bahwa kompensasi yang
berlebihan akan membuat
resultante reaktansi kapasitif,
dengan demikian akan
menyebabkan sudut negatif.
5. Kesalahan akibat EDDYCurrent
(Arus pusar)
Eddy-current adalah medan arus
bolak-balik pada bagian-bagian
logam yang padat dari instrument.
Ini dihasilkan oleh medan bolakbalik
pada kumparan arus akan
mengubah besar dan kuat medan
kerja, dengan demikian
menimbulkan kesalahan bagi
pembacaan wattmeter.
Kesalahan ini tidak mudah
dihitung meskipun dapat menjadi
sangat besar jika tidak berhatihati
dalam memindahkan bagian
padat dari dekat kumparan arus
tadi.
4.5. Watt Jam meter
Watt jam meter merupakan alat
ukur untuk mengukur energi listrik
dalam orde Kwh. Karena energi
merupakan perkalian antara daya
dengan waktu, maka watt jam
meter membutuhkan kedua faktor
ini. Pada prinsipnya, watt jam meter
adalah sebuah motor kecil yang
mempunyai kecepatan sebanding
dengan daya yang melaluinya.
Total putaran dalam suatu waktu
sebanding dengan total energi,
atau watt-jam, yang dikonsumsi
selama waktu tersebut. Alat ukur
watt jam tidak sering digunakan di
laboratorium tetapi banyak
digunakan untuk pengukuran
energi listrik komersil.
Kenyataannya adalah bahwa
disemua tempat dimanapun,
perusahaan listrik menyalurkan
energi listrik ke industri dan
pemakai setempat (domestik). Alat
ini bekerja berdasarkan prinsip
kerja induksi.
4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Watt jam meter
Elemen alat ukur watt jam satu
fasa ditunjukkan pada gambar 4-
22 dalam bentuk skema.
Kumparan arus dihubungkan seri
dengan jala-jala, dan kumparan
tegangan dihubungkan paralel.
Kedua kumparan yang dililitkan
pada sebuah kerangka logam
dengan desain khusus melengkapi
dua rangkaian maghnit. Sebuah
piringan aluminium ringan
digantung di dalam senjang udara
medan kumparan arus yang
menyebabkan arus pusar mengalir
di dalam piringan. Reaksi arus
pusar dan medan kumparan
tegangan membangkitkan sebuah
torsi (aksi motor) terhadap piringan
dan menyebabkannya berputar.
Gambar 4 - 22. Konstruksi watt jam meter
Torsi yang dibangkitkan sebanding
dengan kuat medan kumparan
tegangan dan arus pusar di dalam
piringan yang berturut-turut adalah
fungsi kuat medan kumparan arus.
Berarti jumlah putaran piringan
sebanding dengan energi yang
telah dipakai oleh beban dalam
selang waktu tertentu, dan diukur
dalam kilowatt-jam (kWh, kilowatt
jam). Poros yang menopang
piringan aluminium dihubungkan
melalui susunan roda gigi ke
mekanisme jam dipanel alat ukur,
melengkapi suatu pembacaan
kWh yang terkalibrasi dalam
desimal.
Redaman piringan diberikan oleh
dua maghnit permanen kecil yang
ditempatkan saling berhadapan
pada sisi piringan. Bila piringan
berputar, maghnit-maghnit
permanen mengindusir arus pusar
di dalamnya. Arus-arus pusar ini
bereaksi dengan medan maghnit
dari maghnit-maghnit permanen
kecil dan meredam gerakan
piringan.
Kalibrasi alat ukur watt jam
dilakukan pada kondisi beban
penuh yang diijinkan dan pada
kondisi 10% dari beban yang
diijinkan. Pada beban penuh,
kalibrasi terdiri dari pengaturan
magnit magnit
poros
piringan
Jala-jala
Kumparan
tegangan
piringan
Magnit inti Kumparan
arus beban
posisi maghnit-maghnit permanent
kecil agar alat ukur membaca
dengan tepat. Pada beban-beban
yang sangat ringan, komponen
tegangan dari medan
menghasilkan suatu torsi yang
tidak berbanding langsung dengan
beban. Kompensasi kesalahan
diperoleh dengan menyisipkan
sebuah kumparan pelindung atau
pelat diatas sebagian kumparan
tegangan dengan membuat alat
ukur bekerja pada 10% beban
yang diijinkan. Kalibrasi alat ukur
pada kedua posisi ini biasanya
menghasilkan pembacaan yang
memuaskan untuk semua bebanbeban
lainnya. Sebuah alat ukur
watt jam satu fasa ditunjukkan
pada gambar 4-23.
Gambar 4-23. Mekanik meter induksi elektromekanik
Meter induksi elektromekanik
beroperasi dengan menghitung
putaran dari cakram aluminium
yang dibuat berputar dengan
kecepatan proporsional dengan
power yang digunakan. Alat ini
mengkonsumsi power yang kecil
sekitar 2 watts. Cakram metalik
bekerja dengan dua kumparan.
Kumparan satu disambungkan
dengan sebuah benda yang
menghasilkan flux magnetik yang
Keterangan :
(1) Kumparan tegangan, yang dihubungkan paralel
dengan beban
(2) Kumparan arus, dihubungkan seri dengan beban
(3) Stator
(4) Piringan Aluminium Rotor
(5) rotor brake magnets
(6) spindle dengan worm gear
(7) Display dial : 1/10, 10 dan 1000 , 1, 100 dan
10000.dials berputar searah jarum jam
proporsional dengan tegangan dan
kumparan kedua disambungkan
dengan benda yang menghasilkan
flux magnetik yang proporsional
dengan arus. Keadaan ini
menghasilkan eddy currents di
cakram dan efeknya adalah gaya
yang digunakan dalam cakram
proporsional dengan hasil arus
dan tegangan. Magnet permanen
menggunakan gaya berlawanan
yang proporsional dengan
kecepatan rotasi cakram, hal ini
menyebabkan sebuah
pengereman yang menyebabkan
cakram berhenti berputar. Tipe
meter yg didiskripsikan di atas
digunakan pada AC fasa tunggal.
Perbedaan konfigurasi antara fasa
tunggal dan tiga fasa adalah
terletak adanya tambahan
kumparan tegangan dan arus.
Gambar 4-24. Meter induksi elektromekanik, 100 A 230/400 V. cakram
baling-baling aluminium horisontal merupakan pusat meter
Pengukuran energi dalam sistem
tiga fasa dilakukan oleh alat ukur
watt jam fasa banyak. Kumparan
arus dan kumparan tegangan
dihubungkan dengan cara yang
sama seperti wattmeter tiga fasa.
Masing-masing fasa alat ukur watt
jam mempunyai rangkaian
maghnetik dan piringan tersendiri,
tetapi semua piringan dijumlahkan
secara mekanis dan putaran total
permenit dari poros sebanding
dengan energi total tiga fasa yang
dipakai.
4.5.2. Pembacaan
Cakram aluminium dilengkapi
dengan sebuah spindle yang
mempunyai worm-gear untuk
menggerakkan register. Register
seri dengan dial yang berfungsi
untuk merekam jumlah energi
yang digunakan. Dial termasuk
tipe cyclometer, yaitu sebuah
display seperti odometer yang
menampilkan setiap dial digit
tunggal lewat jendela pada
permukaan meter, atau tipe pointer
dimana sebuah pointer
menunjukkan setiap digit. Pointer
biasanya berputar dalam arah
berlawanan dengan mekanik ulir.
Jumlah energi yang dipergunakan
ditunjukkan oleh putaran cakram,
dinotasikan dengan simbol KWh
yang diberikan dalam unit watt jam
per putaran. Dengan mengetahui
nilai KWh, seorang pelanggan
dapat menentukan konsumsi daya
yang dipergunakan dengan cara
menghitung putaran cakram
dengan stopwatch. Jika waktu
yang dibutuhkan cakram dalam
detik untuk menyelesaikan satu
putaran adalah t, dan daya dalam
watt adalah P=3600xKWh/t.
Contoh, jika KWh=7.2 dan satu
putaran membutuhkan waktu 14.4
detik, maka dayanya adalah 1800
watts. Metode ini dapat digunakan
untuk menentukan konsumsi daya
dari peralatan rumah tangga.
Sebagian besar meter listrik
domestik masih dicatat secara
manual, dengan cara
perwakilan/utusan dari perusahaan
listrik atau oleh pelanggan.
Dimana pelanggan membaca
meter, pembacaan harus
dilaporkan ke perusahaan listrik
lewat telepon,post atau internet.
Seorang karyawan perusahaan
listrik biasanya mengunjungi
pelanggan sedikitnya setiap tahun
untuk mengecek pembacaan
pelanggan serta melakukan
pengecekan keselamatan dasar
meter.
4.6. Meter Solid States
Jenis meter meter listrik terbaru
adalah solid state yang dilengkapi
dengan LCD untuk menampilkan
daya serta dapat dibaca secara
otomatis.
Selain dapat mengukur listrik yang
digunakan , meter solid state dapat
juga merekam parameter lain dari
beban dan suplai seperti
permintaan maksimum, faktor
daya, dan daya reaktif yang
digunakan. Meter solid state dapat
menghitung jumlah listrik yang
dikonsumsi, dengan penetapan
harga yang bervariasi menurut
waktu setiap hari, minggu, dan
musim.
4.7. Wattmeter AMR
Sebagian besar meter solid state
menggunakan arus transformer
untuk mengukur arus. Ini artinya
bahwa arus tidak melewati meter
sehingga meter dapat di letakkan
di lokasi yang jauh dari konduktor
yang membawa arus. Teknologi
meter solid state ini merupakan
keuntungan bagi instalasi yang
menggunakan daya besar,
teknologi ini memungkinkan juga
Gambar 4-25. Meter listrik solid state
menggunakan transformer arus
jarak jauh dengan meter
elektromekanikal, hal ini jarang
dilakukan.
Meter elektronik sekarang ini
dilengkapi dengan komunikasi
teknologi antara lain low power
radio, GSM, GPRS, Bluetooth,
IRDA yang terpisah dari hubungan
konvensional, dengan
menggunakan RS-232 dan RS-
485. Meter elektronik dapat
menyimpan semua penggunaan
daya dengan waktu penggunaan
dan dapat menayangkan kembali
hanya dengan meng-klik tombol,
data pembacaan disimpan dengan
akurat. Profile data ini diproses
dan hasilnya berupa laporan atau
grafik. Pembacaan meter jarak
jauh menerapkan aplikasi
telemetri. Biasanya, meter yang di
desain untuk pembacaan semi
automatik mempunyai serial port
untuk komunikasi dengan
meletakkan LED infra merah
diatas permukaan meter.
4.8. Kasus Implementasi Lapangan
Pada dasarnya, besarnya energi
yang telah dipakai oleh pelanggan
ditunjukkan dengan angka-angka
(register) yang tertera pada alat
ukur kWh meter. Jumlah
pemakaian yang sebenarnya
dihitung berdasarkan angka-angka
yang tertera pada register
sebelumnya (awal) yang
dikurangkan terhadap angkaangka
yang tertera pada register
terakhir (akhir) atau dapat
dinyatakan dengan rumus kWh =
(selisih pembacaan meter kWh) x
Faktor Meter. Selisih pembacaan
meter kWh = Penunjukan meter
bulan ini - Penunjukan meter bulan
lalu. Faktor Meter = Rasio CT x
Rasio PT x Faktor Register
Kasus Aplikasi Lapangan
4.8.1. Pelanggan Tegangan rendah (TR) yang tidak
memerlukan CT (pelangan dengan tarif S2-R1-R2-R3-
U1). Untuk tarif S2-R3-U1 :
Stand meter bulan lalu : 07139
Stand meter bulan lalu : 06825
Selisih pembacaan meter : 314 ( pemakaian kWh).
Untuk tarif R2-R3
Stand meter bulan ini : 15762
Selisih pembacaan standmeter : 269 (pemakaian kWh).
Pemakaian blok1= (60jamX daya
terpasang1300VA)/1000 =
78kWh
Pemakaian blok 2 = (pemakaian total – blok1) = 191
kWh.
Perhitungan biaya gunakan CT tariff S3-R4-U2.
4.8.2. Pelanggan Tegangan Rendah (TR) yang menggunakan CT (pelanggan
dengan tarif: S3 - R4 - U2)
Stand meter bulan ini = 70495
Stand meter bulan lalu = 68231
selisih pembacaan meter = 2264 x Faktor meter (CT)
= .......... Pemakaian kWh
4.8.3. Pelanggan TM dipasang kWh Meter merk Fuji tipe FF23HTI, 100v 5 A, 3
fase 4 kawat, dengan:
Trafo arus terpasang = 100/5 A, Rasio CT = 20
Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V, Rasio PT = 200
Faktor register = 1
Stand meter bulan ini : LWBP = 5.690 dan WBP
Stand meter bulan lalu : LWBP = 5.600 dan WBP
Jadi : Selisih pembacaan meter LWBP = 5.690 - 5.600 = 90
Selisih pembacaan meter WBP = 2.516 - 2.500 = 16
Maka: Pemakaian kWh LWBP = 20 x 200 x 1 90
= 360.000 kWh
Pemakaian kWh WBP = 20 x 200 x 1 16
= 64.000 kWh
4.8.4. Pelanggan dipasang kWh Meter merk Mecoindo tipe A6C1, 3 fase 4
kawat, 25/5 A, P/S 20.000/V3/100/V3, 50 Hz, dengan :
Trafo arus terpasang = 100/5 A
Untuk kWh meter jenis ini, arus pengenal meter 25/5 A, maka rasio
CT sebenarnya menjadi = 100/5 : 25/5 = 4
Meter jenis ini dirancang untuk dipasang pada tegangan menengah
20.000 VOLT, jadi rasio PT tidak dihitung. Faktor register = 200
Stand meter bulan ini : LWBP = 08970 dan WBP = 03540
Stand meter bulan ini : LWBP = 07920 dan WBP = 03030
Selisih pembacaan meter LWBP = 8970 - 7920
= 1050
Selisih pembacaan meter WBP = 3530 - 3030
= 510
Maka : Pemakaian kWh LWBP = 4 x 200 x 1050
= 840.000 kWh
Pemakaian kWh WBP = 4 x 200 x 510
= 408.000 kWh
Catatan:
* Bila pada meter kWh tidak tercantum adanya faktor register
(konstanta), maka faktor register dianggap = 1
* Untuk pengukuran tegangan rendah (TR), tidak ada rasio PT
4.8.5. Pembacaan pemakaian energi reaktif
Cara pembacaan dan perhitungannya sama dengan pembacaan
kWh Meter.
Pemakaian kVARh = (Selisih pembacaan kVARh) x Faktor meter
Selisih pembacaan kVARh = Penunjukan kVARh bulan ini -
Penunjukan kVARh bulan lalu
Faktor meter = Rasio CT x Rasio PT x Faktor register
Pelanggan h-3/TM, pengukuran TM dipasang kVARH merk Osaki
tipe OR91SH, 58/100 V, 5A, dengan:
Trafo arus (CT) terpasang = 125/5 A
Trafo tegangan (PT) terpasang = 20.000/100 V
Stand meter kVARh bulan ini = 7.860
kVARh bulan lalu = 6.750
Konstanta meter = 0,1
Faktor meter = 125/5 x 20.000/100 x 0,1 = 500
Selisih pembacaan kVARh = 7.860 - 6.750
= 1.110
Pemakaian kVARh = 1.110 x 500 kVARh
= 555.000 kVARh
4.8.6. Cara pembacaan pemakaian daya listrik
Pemakaian daya maksimum oleh
pelanggan setiap bulannya. Meter
jenis ini dipasang untuk
mengetahui daya maksimum yang
dipakai pelanggan tiap bulannya.
Bila dipasang kW Max, maka hasil
perhitungannya masih harus dibagi
dengan faktor daya sebesar 0,85.
Golongan pelanggan yang
dipasangi alat ini adalah hotel (H-
3) I5, dan industri Tanur Busur (I-
4). kW Max atau kVA Max yang
dipasang adalah dengan interval
15 menit. Yang dimaksud dengan
istilah daya terukur maksimum
dengan interval 15 menit adalah
"Nilai daya terukur maksimum
untuk tiap bulan sama dengan 4
(empat) kali nilai tertinggi dari kVA
yang dipakai selama tiap 15 (lima
belas) menit terus menerus dalam
bulan tersebut". Untuk saat ini kVA
Max yang terpasang kebanyakan
dari jenis yang menggunakan
jarum penunjuk.
Rumusnya dapat dituliskan :
Daya terukur = Penunjukan meter x Faktor meter
Faktor meter = CT terpasang : CT meter x PT terpasang x register
Contoh:
Pelanggan Tanur Busur I-4/TM, pengukuran TM, dipasang MW Max
merk Enertec tipe A7A11, 3 fase 3 kawat, 50 Hz, 3 x 600/5A, 3 x
20.000/100 V, dengan :
Trafo arus terpasang = 300/5 A
Trafo tegangan terpasang = 20.000/100 V
Penunjukan meter = 20
Faktor register = 1
Faktor meter = 300/5 : 600/5 x 20.000/100 : 20.000/100 x
= 0,5
Daya terukur = 20 x 0,5 = 10 MW
4.9. Faktor Daya (Cos ? )
Menurut definisi, faktor daya
adalah cosinus sudut fasa antara
tegangan dan arus, dan
pengukuran faktor daya biasanya
menyangkut penentuan sudut fasa
ini. Pada dasarnya instrumen ini
bekerja berdasarkan prinsip
elektrodinamometer, dimana
elemen yang berputar terdiri dari
dua kumparan yang dipasang
pada poros yang sama tetapi
tegak lurus satu sama lain.
Kumparan putar berputar di dalam
medan maknetik yang dihasilkan
oleh kumparan medan yang
membawa arus jala-jala. Ini
ditunjukkan dalam kerja alat ukur
faktor daya.
4.9.1. Konstruksi
Alat ukur faktor daya kumparan
bersilang (crossed-coil power
faktor meter) seperti terlihat pada
gambar 4-26 dan 4-27. Instrumen
ini mempunyai sebuah coil diam,
yang terdiri dari F1 dan F2. Dengan
dihubungkan seri dengan line
supply maka akan dialiri arus.
Jelaslah bahwa medan yang
merata akan dihasilkan oleh F1
dan F2, yang sebanding dengan
arus line. Pada medan ini
diletakkan moving coil C1 dan C2
yang dipasang pada tangkai atau
spindle yang sama. Kedua moving
coil ini adalah coil tegangan C1
yang mempunyai tahanan seri R,
sedangkan coil C2 mempunyai
induktansi L. Harga R dan L
seperti halnya lilitan C1 dan C2,
diatur sedemikian hingga ampereturn
pada C1 dan C2 sama besar.
Arus I1 sefasa dengan tegangan
supply V, sedangkan I2 lagging
(tertinggal) 90° (atau mendekati
90°) dibelakang V.
Gambar 4-26 Rangkaian alat ukur faktor daya satu fasa
F1 F2
C1 C2
I2 I1
Supply L R Beban
I
skala
Gambar 4-27. Konstruksi alat ukur faktor daya
4.9.2. Cara Kerja
Dianggap bahwa power-faktor (p.f)
sama dengan satu, yaitu I (arus)
sefasa dengan V (tegangan).
Kemudian I1 sefasa dengan I
sedangkan I2 lagging 90° terhadap
I. Akibatnya timbul sebuah kopel
yang bekerja pada C1,
menimbulkan gaya gerak
mengarah bidang tegak lurus
terhadap sumbu magnit kumparan
F1 dan F2. Secara bersamaan
dengan posisi penunjuk pada p.f
sama dengan 1. Sedangkan pada
C2 tidak ada kopel.
Sekarang anggap bahwa p.f = 0,
yaitu I lagging 90° terhadap V.
Dalam hal ini I2 dibuat sefasa
dengan I sedangkan I1 berbeda
fasa 90° dengan I. Akibatnya, tidak
ada kopel pada C1 tetapi akan
timbul kopel pada C2 sehingga
bidangnya tegak lurus terhadap
sumbu megnetis F1 dan F2.
Pada harga p.f pertengahan,
simpangan penunjuk akan
bersesuaian dengan simpangan
sudut p.f, yaitu F, atau cos F. Jika
instrumen ini dikalibrasi langsung
menunjukkan besarnya p.f.
Pada beban seimbang 3 fasa,
instrumen ini dimodifikasi
sedemikian agar C1 dan C2
bersudut 120° satu sama lain,
bukannya 90° seperti pada supply
fasa tunggal. Seperti terlihat pada
gambar 4-28, C1 dan C2
dihubungkan seri terhadap fasa
ketiga (sehingga mengalirkan arus
line). Karena tidak diperlukan fasa
bercelah diantara arus-arus pada
C1 dan C2, I1 dan I2 tidak
ditentukan oleh circuit fasa
bercelah (fasa splitting), akibatnya
instrumen ini tidak akan
berpengaruh oleh perubahan
frekuensi maupun bentuk
gelombang arus.
Kumparan 1
Kumparan 2
Kumparan medan
skala
Gambar 4-28. Rangkaian alat ukur faktor daya tiga fasa
Alat ukur faktor daya dengan daun
terpolarisasi (polarized vane
power-faktor meter) ditunjukkan
dalam sketsa konstruksi gambar 4-
29. Instrumen ini terutama
digunakan dalam sistem daya tiga
fasa sebab prinsip kerjanya
bergantung pada pemakaian
tegangan tiga fasa.
Gambar 4-29. Alat ukur faktor daya tipe daun terpolarisasi
Kumparan luar adalah kumparan
potensial yang dihubungkan ke
antaran-antaran sistem tiga fasa.
Penyambungan tegangan tiga fasa
ke kumparan potensial
menyebabkan bertindak seperti
F1 F2
C1 C2
I2
I1
R
R Beban
Supply 3 fasa
skala
120o
lag lead
Jarum penunjuk
Medan 3 fasa
(potensial)
Daun putar
Daun putar
Kumparan arus
Daun redaman
stator motor induksi tiga fasa
sewaktu membangkitkan fluksi
magnit berputar. Kumparan
ditengah atau kumparan arus
dihubungkan seri dengan salah
satu antaran fasa, dan ini
mempolariser daun-daun besi.
Daun-daun terpolarisasi bergerak
di dalam medan magnit berputar
dan mengambil suatu posisi
dimana medan putar pada suatu
saat mempunyai fluksi polarisasi
paling besar (maksimal). Posisi ini
merupakan indikasi sudut fasa dan
berarti indikasi faktor daya.
Instrumen ini dapat digunakan
dalam sistem satu fasa dengan
syarat bahwa rangkaian pemisah
fasa (serupa dengan yang
digunakan dalam motor satu fasa)
ditambahkan untuk
membangkitkan medan magnit
putar yang diperlukan.
Konstruksi faktor daya
digambarkan gambar 4-30. dapat
digunakan untuk satu fasa maupun
tiga fasa. Alat tersebut mempunyai
range tegangan dan arus seperti
tertera pada tabel 4-3.
Gambar 4-30 Konstruksi faktor daya (Cos ? meter)
Range Tegangan dan Arus
100 V 85 – 160 V
200 V 160 – 320 V
400 V 320 – 500 V
1 A 0,1 – 2 A
5 A 0,5 – 10 A
25 A 2,5 – 50 A
Tabel 4-3. Range tegangan dan arus
Seperti ditunjukkan pada gambar
4-30, alat ukur Cos ? meter
bagian-bagian eksternalnya
dijelaskan sebagai berikut :
(1) Jarum penunjuk
(2) Kaca : difungsikan untuk mengeliminir kesalahan parallax dalam
pembacaan.
(3) Skala : bagian kanan pada beban induktif, faktor dayanya
ketinggalan (lag).
(4) Skala : bagian kiri pada beban kapasitif, faktor dayanya mendahului
(lead).
(5) Tabel range tegangan dan arus, tabel ini digunakan untuk
memilih tegangan pada selektor.
(6) Terminal arus, salah satu terminal diberi tanda (±) untuk
menunjukkan bahwa terminal ini dihubungkan dengan terminal
common tegangan, dan terminal arus yang lain mengindikasikan
ukuran arus terukur.
(7) Terminal arus, untuk memilih batas ukur sesuai dengan besaran
yang diukur.
(8) Selektor tegangan.
(9) Terminal tegangan : digunakan untuk menyambungkan tegangan.
Terminal common tegangan diberi tanda (±), dan terminal tegangan
yang lain mengindikasikan ukuran tegangan dipilih.
(10) Terminal untuk menghubungkan kawat penghantar.
4.9.3. Faktor Daya dan Daya
Secara umum daya listrik
mengandung unsur resistansi dan
reaktansi atau impedansi
kompleks sehingga daya yang
diserap tergantung pada sifat
beban. Hal tersebut dikarenakan
yang menyerap daya adalah
beban yang bersifat resistif,
sedang beban yang bersifat reaktif
tidak menyerap daya. Dengan
demikian perkalian antara
tegangan efektif dengan arus
efektif adalah merupakan daya
semu ( S )
S = V I VA
Sedangkan besarnya daya nyata
(P ) adalah :
P = V I Cos �� Watt
Disamping adanya daya nyata (P
), daya semu ( S ), ada daya yang
disebabkan oleh beban reaktif (Q
), besarnya adalah :
Q = V I Sin �� VAR
Hubungan antara ketiga daya
nyata, daya semu dan daya reaktif
dapat dilukiskan dengan segitiga
daya.
Gambar 4 – 30. Segitiga Daya
Perbandingan antara daya nyata dengan daya semu disebut dengan
faktor daya
P V . I . Cos ��
Faktor daya = --- = ----------------- = Cos ��
S V . I
Sewaktu menyebut faktor daya dikatakan ketinggalan jika �� > 0, karena
arus ketinggalan dari tegangannya.
Gambar 4 – 31. Daya bersifat induktif
Demikian daya juga dikatakan mendahului jika �� < 0, karena arusnya
mendahului tegangannya.
Gambar 4 – 32. Daya bersifat kapasitif
P
Q
S
R
JX1
P
Q
S
R
-JX1
P
Q
S
?
Contoh Aplikasi :
1. Sebuah tahanan R = 22 �� seri dengan reaktansi kapasitip XC = 10 ��
mempunyai tegangan efektif sebesar 100 V. Tentukan informasi daya
lengkap.
Solusi :
Z = �� R2 + XC
2
= �� 222 + 102 = 24,17 ��
Ueff 100
I eff = ---------- = -------- = 4,137 A
Z 24,17
P = Ieff2 . R = 4,1372 . 22 = 376,52 Watt
Q = Ieff2 . XC = 4,1372 . 10 = 171,15 VAR
S = Ieff2 . Z = 4,1372 . 24,17 = 413,66 VA
2. Rangkaian terdiri dari tahanan R seri dengan elemen yang belum
diketahui, mempunyai tegangan effektif sebesar 50 V, daya 30 Watt,
dan faktor daya 0,707 menyusul. Tentukan besarnya elemenelemen
tersebut, bila rangkaian bekerja pada frekuensi 100 Hz.
Solusi :
P = Veff . Ieff . Cos ��
30 = 50. I eff . 0,707
30
I eff = -------------- = 0,8486 A
50 . 0,707
P = I eff
2 . R
30
30 = ( 0, 8486 )2 . R �� R = ----------- = 41,659 ��
( 0, 8486 )2
Cos �� = 0,707 menyusul berarti bebannya induktif
�� = arc Cos 0,707 = 45°
Z = R + j XL �� XL = R Tg 45°
= 41,659 ��
��L = 2 �� f L
��L 41,659 ��
L = -------- = -------------
2 �� f 2 �� .100
= 66,30 mH
Atau :
V eff 50
Z = -------- = ---------- = 58,9205 �� < 45°
I eff 0,8486
R
Cos �� = ---
Z
R = 58,9205 . 0,707
= 41,656 ��
4.9.4. Prosedur Pengoperasian Cos ? Meter
4.9.4.1. Pengukuran Faktor Daya (Cos ? ) satu fasa :
Hubungkan kumparan arus secara
seri terhadap beban. Dengan cara
menghubungkan terminal
kumparan arus (.± ) ke sumber
tegangan, sedangkan ujung
kumparan arus yang lain (A, pilih
besar arus sesuai dengan tabel 4-
3) dihubungkan ke beban.
Hubungkan kumparan tegangan
secara parallel dengan beban.
Dengan cara menghubungkan
terminal kumparan tegangan (±)
ke (P1), sedangkan ujung
terminal tegangan yang lain
(P2) dihubungkan ke ujung
beban yang lainnya.
Pilih selektor tegangan sesuai
dengan tegangan sumber yang
akan diukur faktor dayanya
(perhatikan tabel 4-3).
Jika jarum penunjuk bergerak
kearah kiri, berarti sifat
bebanya kapasitif, maka faktor
dayanya mendahului (lead).
Jika jarum penunjuk bergerak
kearah kanan, berarti sifat
bebanya induktif, maka faktor
dayanya ketinggalan (lag) lebih
jelasnya perhatikan gambar 4-
33.
Gambar 4-33 Pengukuran faktor daya satu fasa
4.9.4.2. Pengukuran Faktor Daya (Cos ? ) tiga fasa :
Hubungkan kumparan arus secara
seri terhadap beban. Dengan cara
menghubungkan terminal
kumparan arus (±) ke sumber
tegangan, sedangkan ujung
kumparan arus yang lain (A, pilih
besar arus sesuai dengan tabel 4-
3) dihubungkan ke beban.
Hubungkan kumparan
tegangan secara parallel
dengan beban. Dengan cara
menghubungkan terminal
kumparan tegangan (±) ke (P1
dan R), ujung terminal
tegangan yang lain
dihubungkan ke ujung beban
yang lainnya, sedangkan (P2
dan S) serta (P3 dan T)
dihubungkan ke sumber
maupun ke beban.
Pilih selektor tegangan sesuai
dengan tegangan sumber yang
akan diukur faktor dayanya
(perhatikan tabel 4-3).
Jika jarum penunjuk bergerak
kearah kiri, berarti sifat
bebanya kapasitif, maka faktor
dayanya mendahului (lead).
Jika jarum penunjuk bergerak
kearah kanan, berarti sifat
bebanya induktif, maka faktor
dayanya ketinggalan (lag) lebih
jelasnya perhatikan gambar 4-
34.
± 25A 5A P1 P2 P3
200V
` 100 V 400 V
Ke beban
Ke
sumber
P
N
Gambar 4-34 Pengukuran faktor daya tiga fasa
4.10. Metode Menentukan Urutan Fasa
4.10.1. Kawat Penghantar Tiga Fasa
Sebuah sumber berfasa tiga adalah sumber yang mempunyai tiga
tegangan yang sama, tetapi berbeda fasa 1200 terhadap satu sama lain.
Dari ketiga macam fasa terdapat bermacam -macam notasi, yaitu :
Fasa I : 1 atau A atau R
Fasa II : 2 atau B atau S
Fasa III : 3 atau C atau T
Untuk mengetahui mana fasa R, fasa S, atau fasa C dapat digunakan
dengan metode sebagai berikut :
Gambar 4-36. Metode menentukan urutan fasa dengan R dan C
± 25A 5A P1 P2 P3
200V
` 100 V 400 V
Ke beban
RST
Ke sumber
IR
R
S
T
VSR
VTS
VRT
IS
IT
VR
VC
R
C
V N
Jika urutan fasa seperti gambar 4-37 (urutan yang benar) maka
besarnya tegangan yang terukur pada volt meter SN lebih kecil dari
harga-harga VC dan VR atau lebih kecil dari VRT. IR mendahului
VRT dengan sudut 45o dan berada di dalam segitiga tegangan. Jika
fasa R dan T dibalik akan diperoleh urutan fasa yang terbalik
(perhatikan gambar 4-38).
4-38 IR tetap mendahului VRT, tetapi berada di luar segitiga
tegangan. Hal ini mengakibatkan besarnya tegangan SN (tegangan
R
S
T
S
T R
Gambar 4–37. Phasor diagram saat urutan fasa
Gambar 4–38. Phasor diagram saat urutan fasa tidak
VSR
S R
VR
VT
VC
VR VSR
T
N
IR
R
S
N
T
VSR
VS
VST
VC
pada voltmeter ) jauh lebih besar dibanding dengan tegangan VRT
(tegangan Line).
Disamping metode di atas dapat juga digunakan metode lain, yaitu
dengan menggunakan dua buah lampu pijar dengan daya yang
sama dan sebuah kapasitor. Indikasi urutan fasa ditunjukkan
dengan kondisi :
Lampu yang terang merupakan urutan fasa I
Lampu yang redup merupakan urutan fasa II
Pada C adalah urutan fasa III.
Gambar 4-39. Metode menentukan urutan fasa dengan lampu
Adapun alat ukur yang digunakan untuk mengetahui urutan fasa
adalah indikator test urutan fasa. Gambar 4-40 menggambarkan
konstruksi indikator test urutan fasa.
1 1
Gambar 4-40. Konstruksi indikator test urutan fasa
Seperti ditunjukkan pada gambar 4-40, alat ukur indikator test urutan fasa
bagian-bagian externalnya dijelaskan sebagai berikut :
(1) Piringan yang berputar
(2) Arah panah piringan yang berputar
L1
L2
C
1
4
6
7
8
5
3
2
(3) Range tegangan yang tersedia
(4) Range frekuensi yang tersedia
(5) Kabel penghubung dari indikator test urutan fasa ke masing-masing
fasa
(6) Fasa R atau 1 atau A warna kuning
(7) Fasa S atau 2 atau B warna hijau
(8) Fasa T atau 3 atau C warna ungu
4.10.2. Prinsip Dasar Alat Indikator Urutan Fasa
Indikator urutan fasa ini mampu untuk menentukan urutan sistem 3 fasa
3 kawat. Karena supply 3 fasa – 3 kawat harus diketahui urutan fasanya.
dengan indikator urutan fasa sederhana dapat menemukan fasa mana
yang dipilih untuk diikuti dengan benar.
4.10.3. Cara Kerja Alat
Cara kerja rangkaian sangat sederhana berdasarkan phasor
bidang kompleks. Menghubungkan tiga reaktansi yang sama
Masukan kawat 3
fasa dengan
urutan yang tidak
diketahui
Pilih 1 sebagai R kemudian lihat lampu yang
paling terang adalah kawat yang fasanya
mengikuti. Oleh karena itu urutan fasanya
adalah 1-3-2.
Impedansi Z dari
tiga cabang
indikator harus
sama dengan :
Setiap lampu
memiliki resistansi
ohmik sama
dengan R (k? ).
Kapasitor harus
mempunyai nilai :
Lampu paling terang menunjukkan fasa
yang mengikuti R
Gambar 4-41. Prinsip indikator urutan fasa
nilainya ke dalam susunan sistem tiga bintang tanpa kabel netral.
Jika semua reaktansi positip sistem akan seimbang dan tidak ada
tegangan pada titik netral. Namun arus kapasitor akan tertinggal
90o terhadap tegangan, sehingga sistem tidak lama seimbang dan
titik netral 0 mempunyai tegangan (Von).
Karena tegangan line konstan, fasa tegangan akan menyusun
kembali dalam rangka memberi tegangan pada titik netral Von.
Secara matematis resolusi untuk 3 fasa – 3 kawat 3 X 220 V.
Ini memungkin ditunjukkan titik 0 dari indikator hubungan bintang,
yang akan mendapatkan tegangan Uon berkaitan dengan kawat
netral N disupply :
Uon = (Urn. Yr + Usn.Ys + Utn.Yt)/(Yr + Ys) + Yt.
Oleh karena itu, akan digantikan tegangan fasa baru terhadap titik
netral menggantikan referensi terhadap N. Tegangan fasa
percabangan :
Dikerjakan secara matematika dan mengingat bahwa ini berkaitan
dengan phasor bidang kompleks maka akan diperoleh :
UL = 220 v ; Uf = 127 Volt
Uro = 170 v ( indikator percabangan kapasitor)
Uso = 190 v (cabang yang mengikuti percabangan kapasitor )
Uto = 51 v (cabang yang mengikuti cabang dengan lampu yang diterang)
UL = tegangan line (220 V dari 3 X 220 V system bintang) Urs, Ust, Utr
UF = tegangan fasa (UL / ) = 127 V, Urn, Usn, Utn
Zr = Xc ; Zs = R dan Zt = R impedansi indikator
Yr = 1/Zr ‘ Ys = 1/Zs ; Yt = 1/Zt admitansi percabangan
3
Uro = Urn - Uon
Uso = Usn - Uon
Uto = Utn – Uon
arus fasa percabangan (arus
line)
Ir = Uro . Yr
Is = Uso . Ys
It = Uto . Yt
Sekarang verifikasi bahwa
titik netral telah tergantikan :
Uro + Uso + Uto = - 3 . Uon
dan sebagai tegangan line
konstan :
Urs = Uro - Uso
Ust = Uso - Uto
Uto = Uto - Uro
Sebagaimana yang terlihat percabangan dengan tegangan terbesar
(asumsikan indikator telah dihubungkan dalam urutan yang benar RST).
Cabang dengan 190 Volt, misal lampu akan lebih terang dari pada yang
hanya 51 Volt. Oleh karena itu fasa yang mengikuti percabangan
kapasitor adalah yang dihubungkan pada terminal dengan lampu yang
paling terang. Juga mungkin perlu diketahui mengapa harus
menggunakan lampu pijar dengan tegangan yang sama, dengan
tegangan line misal 190 – 220 Volt. Karena jika digunakan lampu pijar
indikator 127 Volt akan bekerja namun, tidak diinginkan untuk membeli
lampu baru setiap menggunakan peralatan untuk pengujian.
Contoh lain yang ada dipasaran
Catatan :
Dalam pengujian urutan fasa ini akan membutuhkan 2 lampu pijar
dengan tegangan kerja sama dengan sistem tegangan line missal 3 X
380 Volt rating tegangan 380 Volt, dalam sistem 3 X rating 220 Volt.
Kapasitor juga dengan tegangan kerja AC dengan rating tegangan
sama dengan dua kali tegangan line (menjadikan lebih aman). Tiga
elemen dihubungkan dalam hubungan bintang namun tanpa kabel
netral. Mengukur resistansi kontak ohmik R dari lampu pijar. Kondisi
sesuai bila ketiga reaktansi sama, sehingga reaktansi kapasitip
menjadi :
XC = R and Xc = 1 / (2.?. f . C ) sehingga :
C = 1 / ( 2. ? . f . R)
dengan R dalam kilo ohms, C dalam mikro farad dan f = 50 Hz ,
didapatkan nilai kapasitor
C [uF] = 1 / ( 0.12 ? R ) = 3.185 / R [kohm]
http://www.tesco-advent.com/tesco-phase- http://www.knoppinc.com/phase_seq.htm
sequence.html
Gambar 4-42. Contoh indikator urutan fasa yang lain
4.10.4. Prosedur Pengoperasian Alat
Gambaran prosedur pengoperasian indikator test urutan fasa
sebagai brikut :
�� Digunakan transformator tiga fasa, dengan rangkaian seperti
gambar 4- 43.
Gambar 4 – 43. Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan R dan
C pada urutan benar
�� Teliti rangkaian, jika telah yakin sumber tegangan AC 3 fasa
dihubungkan. RV diatur hingga diperoleh harga VR = VC,
kemudian catat besarnya tegangan penunjukan VR, VC dan V.
Apabila besarnya V lebih kecil dari VRdan VC, dan lead indikator
urutan fasa dihubungkan dengan posisi R pada terminal a4 ;S
pada terminal b4 ; dan T pada terminal c4 , maka arah putaran
piringan dari lead indikator urutan fasa ke kanan (searah jarum
R
S
T
N
jam). Dengan demikian urutan fasanya sudah betul, dan urutan
fasanya adalah R S T.
�� Selanjutnya sumber tegangan dimatikan, beban kapasitor
dipindahkan pada terminal a4 ; resistor pada terminal c4.
Lead indikator posisinya juga dipindahkan.
Gambar 4 – 44 Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan R
dan C pada urutan salah
�� Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, besarnya tegangan
penunjukan VR, VC dan V dicatat. Apabila besarnya V lebih
besar dari VR dan VC, dan lead indikator urutan fasa
R = 500?
C = 6,5 ��F
V
R
S
T
N
V
VR
VC
dihubungkan dengan posisi R pada terminal c4 ; S pada terminal
b4 ; dan T pada terminal a4 , maka arah putaran piringan dari
lead indikator urutan fasa ke kiri (berlawanan arah jarum jam).
Dengan demikian urutan fasanya salah, dan urutan fasanya T
S R .
�� Dapat pula gambar 4-43 dilakukan dengan cara mengganti
resistor dengan lampu pijar LP1 pada terminal a4; Voltmeter
dengan lampu pijar LP2 pada terminal b4; posisi lead indikator
tetap.
Gambar 4 – 45. Pengoperasian indikator test urutan fasa dengan
lampu pada urutan benar
�� Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, lampu yang terang LP1 dan
yang redup LP2, arah putaran piringan dari lead indikator urutan
fasa ke kanan (searah jarum jam). Dengan demikian urutan
fasanya sudah betul, dan urutan fasanya adalah R S T.
�� Selanjutnya sumber tegangan dimatikan , kemudian beban
dipindahkan : lampu pijar LP2 pada terminal c4, kapasitor C
pada terminal b4, dan posisi lead indikator tetap.
Gambar 4 – 46 Pengoperasian indikator test urutan fasa
dengan lampu pada urutan salah
�� Sumber tegangan 3 fasa dihidupkan, lampu yang terang LP2 dan yang
redup LP1, arah putaran piringan dari lead indikator urutan fasa ke kiri
(berlawanan arah jarum jam). Dengan demikian urutan fasanya salah,
dan urutan fasanya adalah S R T.
5.1. Pengujian Tahanan Isolasi
Tahanan isolasi adalah tahanan
yang terdapat diantara dua kawat
saluran yang diisolasi satu sama
lain atau tahanan antara satu kawat
saluran dengan tanah (ground).
Pengukuran tahanan isolasi
digunakan untuk memeriksa status
isolasi rangkaian dan perlengkapan
listrik, sebagai dasar pengendalian
keselamatan. Secara prinsip
penguji tahanan isolasi adalah dua
kumparan V dan C yang
ditempatkan secara menyilang
gambar 5 -1. Kumparan V
Tujuan
Setelah mengikuti pembahasan tentang penguji tahanan isolasi dan
kuat medan, para pembaca diharapkan dapat :
1. Mampu menjelaskan prinsip dasar tahanan isolasi
2. Mampu menjelaskan cara mengukur tahanan pentanahan
3. Mampu menjelaskan prinsip dasar alat ukur medan
BAB 5 PENGUJI TAHANAN ISOLASI DAN
KUAT MEDAN
Pokok Bahasan
Tananan isolasi merupakan hal yang harus diperhatikan saat
memasang instalasi listrik dengan menggunakan kawat tertutup.
Demikian pula tahanan pentanahan juga harus diperhatikan. Kedua
hal tersebut oleh konsumen sering diabaikan sehingga sering
berakibat fatal bagi penggunanya. Oleh karena itu cara-cara
pengukurannya perlu diketahui.
Pelepasan muatan elektrostatik merupakan masalah utama pada
kebanyakan tempat kerja yang menggunakan teknologi mikro
elektronik, sebagai contoh Microchips. Pelepasan muatan
elektrostatik juga sangat berbahaya untuk beberapa cabang industri,
sebagai contoh industri telekomunikasi, industri plastik dan industri
pembuatan bahan peledak. Pengisian muatan listrik lebih dari 10.000
V dapat membahayakan manusia, bahan dan peralatan.
Elektrostatik field meter digunakan untuk pengukuran pengisian
muatan listrik pada suatu obyek secara ”non kontak”. Alat ini
mengukur medan elektrostatik dari suatu obyek dalam satuan Volt,
dan banyak digunakan dalam industri kontrol statik.
besarnya arus yang mengalir
adalah E/Rp dan kumparan C
besarnya arus yang mengalir
adalah E/Rx. Rx adalah tahanan
yang akan diukur. Jarum akan
bergerak disebabkan oleh
perbandingan dari kedua arus,
yaitu sebanding dengan Rp/Rx
atau berbanding terbalik terhadap
tahanan yang akan diukur.
Gambar 5 – 1 Pengujian tahanan isolasi
Variasi tegangan tidak akan
berpengaruh banyak terhadap
harga pembacaan, karena
hasilnya tidak ditentukan dari
sumber tegangan arus searah.
Sumber tegangan arus searah
adalah sumber tegangan tinggi,
yang dihasilkan dari pembangkit
yang diputar dengan tangan.
Umumnya tegangannya adalah
100, 250, 500, 1000 atau 2000 V.
Sedangkan daerah pengukuran
yang efektif adalah 0,02 sampai 20
MO dan 5 sampai 5.000 MO.
Tetapi sekarang pengujian
tahanan isolasi menggunakan
sumber tegangan tinggi dari
tegangan tetap sebesar 100
sampai 1.000 V yang didapat dari
baterai sebesar 8 sampai 12 V
dan disebut alat pengujian tahanan
isolasi dengan baterai. Alat ini
membangkitkan tegangan tinggi
lebih stabil dibanding dengan yang
menggunakan generatar diputar
dengan tangan.
Gambar 5–2 Konstruksi penguji tahanan isolasi menggunakan baterai
Seperti ditunjukkan pada gambar 5-2, alat ukur penguji tahanan isolasi
bagian-bagian externalnya dijelaskan sebagai berikut :
(1) Jarum penunjuk
(2) Kaca, difungsikan untuk mengeliminir kesalahan parallax dalam
pembacaan.
(3) Skala
(4) Check baterai
(5) Tombol pengaktif meter
(6) Lubang line untuk colok oranye dan lubang earth untuk colok hitam
(7) Probe meter dengan penjepit
(8) Probe meter runcing, juga sebagai pencolok pengecekan beterai.
5.1.1. Pengukuran Tahanan Isolasi
Pengukuran tahanan isolasi untuk
perlengkapan listrik menggunakan
pengujian tahanan isolasi, yang mana
pengoperasiannya pada waktu
perlengkapan rangkaian listrik tidak
bekerja atau tidak dialiri arus listrik.
Secara umum bahan isolasi yang
digunakan sebagai pelindung
dalam saluran listrik atau sebagai
pengisolir bagian satu dengan
bagian lainnya harus memenuhi
syarat-syarat yang sudah
ditentukan. Harga tahanan isolasi
antara dua saluran kawat pada
6 1
5
4
2
3
7
8
peralatan listrik ditetapkan paling
sedikit adalah 1000 x harga tegangan
kerjanya. Misal tegangan yang
digunakan adalah 220 V, maka
besarnya tahanan isolasi minimal
sebesar : 1000 x 220 = 220.000 O
atau 220 KO. Ini berarti arus yang
diizinkan di dalam tahanan isolasi 1
mA/V. Apabila hasil pengukuran nilai
lebih rendah dari syarat minimum
yang sudah ditentukan, maka
saluran/kawat tersebut kurang baik
dan tidak dibenarkan kalau digunakan.
Waktu melakukan pengukuran
tahanan isolasi gunakan tegangan
arus searah sebesar 100 V atau lebih,
ini disebabkan untuk mengalirkan
arus yang cukup besar dalam
tahanan isolasi. Di samping
untuk menentukan besarnya
tahanan isolasi, nilai tegangan
ukur yang tinggi juga untuk
menentukan kekuatan bahan
isolasi dari saluran yang akan
digunakan. Walaupun bahanbahan
isolasi yang digunakan
cukup baik dan mempunyai
tahanan isolasi yang tinggi, tetapi
masih ada tempat-tempat yang
lemah lapisan isolasinya, maka
perlu dilakukan pengukuran.
5.1.2. Prosedur Pengujian Tahanan Isolasi
Sebelum menggunakan alat pengujian tahanan isolasi perlu dilakukan
langkah sebagai berikut :
1. Melakukan pengecekan kondisi batere meter dengan menghubungkan
colok oranye ke line dan B check (gambar 5- 3). Baterai masih dalam
kondisi baik, jika jarum menunjuk pada tanda huruf B di peraga meter
(gambar 5-4).
Gambar 5-3 Pengecekan kondisi Gambar 5-4 Baterai dalam
baterai kondisi baik
2. Meter siap digunakan, dengan menghubungkan colok oranye ke lubang
line dan colok hitam ke lubang earth (gambar 5-5).
Gambar 5-5 Meter siap
digunakan
Gambar 5-6 Mengukur tahanan
isolasi
3. Yakinkan bahwa kawat yang akan diukur tahanan isolasinya tidak
terhubung dengan sumber tegangan (tidak berarus)
4. Hubungkan colok oranye dan colok hitam dengan ujung-ujung kawat
yang akan diukur tahanan isolasinya, tekan tombol pengaktif meter dan
baca penunjukkan jarum (gambar 5-6).
5.1.3. Pengujian Tahanan Isolasi Pada Instalasi Listrik
Jika kawat listrik terdiri dari dua
kawat saluran misal kawat fasa
dan kawat nol N, maka tahanan
isolasinya adalah : (1) antara
kawat fasa dengan kawat nol N,
(2) antara kawat fasa dengan
tanah G, (3) antara kawat nol N
dengan tanah G. Pada saat
melakukan pengukuran tahanan
isolasi antara fasa dan nol N, hal
pokok yang perlu diperhatikan
adalah memutus semua alat
pemakai arus yang terpasang
secara paralel pada saluran
tersebut.
Gambar 5 – 7 Pengukuran tahanan isolasi antara
fasa dengan nol N
Contoh : lampu-lampu, motormotor,
voltmeter, dan sebagainya.
Sebaliknya semua alat pemutus
seperti : kontak, penyambungpenyambung,
dan sebagainya yang
tersambung secara seri harus
ditutup.
Di samping digunakan untuk
mengetahui keadaan tahanan
isolasi, juga untuk mengetahui
kebenaran sambungan yang ada
pada instalasi. Jika terjadi
sambungan yang salah atau
hubung singkat dapat segera
diketahui dan diperbaiki. Gambar 5
- 8 di bawah mencontohkan
pengukuran tahanan isolasi pada
instalasi listrik bangunan baru.
Gambar 5 - 8 Pengukuran tahanan isolasi antara
fasa dengan tanah G
Gambar 5 - 9 Pengukuran tahanan isolasi antara
nol N dengan tanah G
Gambar 5-10 Pengukuran tahanan isolasi antara
instalasi dengan tanah G
5.2. Tahanan Pentanahan (Earth Ground Resistance)
Tahanan pentanahan merupakan
hal yang tidak boleh diabaikan
dalam pemasangan jaringan
instalasi listrik . Pentanahan yang
kurang baik tidak hanya
membuang-buang waktu saja,
tetapi pentanahan yang kurang baik
juga berbahaya dan meningkatkan
resiko kerusakan peralatan. Tanpa
sistem pentanahan yang effektif,
maka akan dihadapkan pada resiko
kejutan listrik, disamping itu juga
mengakibatkan kesalahan
instrumen, distorsi harmonik.
masalah faktor daya dan delima
kemungkinan adanya intermitten.
Jika arus gangguan tidak
mempunyai jalur ke tanah melalui
sistem pentanahan yang di desain
dan dipelihara dengan baik, arus
gangguan akan mencari jalur yang
tidak diinginkan termasuk manusia.
Sebaliknya, pentanahan yang baik
tidak hanya sekedar untuk
keselamatan; tetapi juga digunakan
untuk mencegah kerusakan
peralatan industri. Sistem
pentanahan yang baik akan
meningkatkan reliabilitas peralatan
dan mengurangi kemungkinan
kerusakan akibat petir dan arus
gangguan. Miliyaran uang telah
hilang tiap tahunnya di tempat kerja
karena kebakaran akibat listrik.
Kerugian-kerugian di atas tidak
termasuk biaya pengadilan dan
Gambar 5 – 11 Elektroda yang
mempunyai pengaruh lapisan
Organisasi pemberi rekomendasi standar
untuk kemananan pentanahan
• OSHA (Occupational Safety Health
Administration)
• NFPA (National Fire Protection
Association)
• ANSI/ISA (American National
Standards Institute and Instrument
Society of America)
• TIA (Telecommunications I ndustry
Association)
• IEC (International Electrotechnical
Commission)
• CENELEC (European Committee for
Electrotechnical Standardization)
• IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers).
hilangnya produktivitas individu dan perusahaan.
5.2.1. Cara Menguji Sistem
Pentanahan
Dalam waktu yang lama, tanah
yang korosif dengan kelembaban
tinggi, mengandung garam, dan
suhu tinggi akan menurunkan
batang pentanahan dan
sambungan-sambungannya.
Walaupun sistem pentanahan saat
awalnya dipasang mempunyai
harga tahanan pentanahan ke
tanah rendah, tahanan sistem
pentanahan akan meningkat jika
batang pentanahan rapuh. Alat
ukur pentanahan, yang dibuat
industri, adalah alat pencari
kesalahan yang tidak diragukan
guna membantu pemeliharaan.
Masalah-masalah listrik yang
sering mati berkaitan dengan
pentanahan kurang baik atau
kualitas daya yang rendah. Itulah
sebabnya sangat dianjurkan
semua pentanahan dan
sambungan pentanahan harus
diperiksa minimal satu tahun sekali
sebagai bagian dari rencana
pemeliharaan. Selama periode
pemeriksaan, jika terjadi
peningkatan nilai tahanan lebih dari
20 %, harus dilakukan pencarian
sumber permasalahan dan
dilakukan koreksi agar nilai
tahanannya lebih rendah, dengan
mengganti atau menambah batang
pentanahan ke dalam sistem
pentanahan.
Gambar 5 – 12 Tanah yang korosif
5.2.2. Pentanahan dan Fungsinya
NEC, National Electrical Code
(Kitab Undang-undang Kelistrikan
Nasional), Pasal 100
mendefinisikan pentanahan.
Pentanahan sebagai: “membuat
hubungan, baik sengaja ataupun
tidak sengaja antara rangkaian
listrik dan tanah, atau
menghubungkan dengan benda
konduksi yang berada di tanah.”
Ketika berbicara tentang
pentanahan, sebenarnya ada dua
subjek yang berbeda: pentanahan
bumi dan pentanahan alat.
Pentanahan bumi adalah hubungan
sengaja dari rangkaian konduktor,
biasanya netral, ke elektroda tanah
yang ditempatkan di bumi.
Peralatan pentanahan menjamin
kerja peralatan dalam struktur
bangunan ditanahkan dengan baik.
Kedua sistem pentanahan perlu
dijaga terpisah kecuali untuk
sambungan antara kedua sistem.
Ini untuk mencegah perbedaan
tegangan potensial kemungkinan
loncatan api kalau terjadi
sambaran petir. Perlunya
pentanahan disamping melindungi
manusia, tanaman, dan peralatan
juga untuk memperoleh jalur yang
aman untuk penghamburan arus
liar, sambaran petir, listrik statis,
interferensi elektromagnetik (EMI)
dan sinyal gangguan frekuensi
radio (RFI).
Gambar 5 – 13 Sambaran petir
5.2.3. Nilai Tahanan yang Baik
Ada kerancuan antara pentanahan
yang baik dan nilai tahanan yang
seharusnya. Idealnya suatu
pentanahan besar tahanannya nol
ohm. Tidak ada satu standar
mengenai ambang batas nilai
tahanan pentanahan yang harus
diikuti oleh semua badan. Tetapi
badan NFPA dan IEEE telah
merekomendasikan nilai tahanan
pentanahan lebih kecil atau sama
dengan 5 Ohm.
Gambar 5 –14 Nilai tahanan pentanahan ideal
Badan NEC menyatakan bahwa
untuk meyakinkan impedansi
sistem ke tanah besarnya kurang
dari 25 Ohm dan tercantum dalam
NEC 250.56. Fasilitas dengan
peralatan yang sensitif nilai
tahanan tanahnya harus 5 ohm
atau kurang. Industri
telekomunikasi telah menggunakan
5 ohm atau kurang sebagai
nilai tahanan pentanahan dan
sambungan. Tujuan nilai tahanan
pentanahan adalah untuk
mendapatkan tahanan pentanahan
yang serendah mungkin yang bisa
dipertimbangkan baik secara
ekonomis dan secara pisik
5.2.4. Dasar-dasar Pentanahan
5.2.4.1. Komponen elektroda pentanahan
Elektroda pentanahan umumnya
dibuat dari bahan yang sangat
konduktif/tahanan rendah seperti
baja atau tembaga, besar tahanan
elektroda tanah dan
sambungannya umumnya sangat
rendah sehingga arus mengalir
tidak terhambat. Hubungan antara
penghantar tanah dan elektroda
tanah seperti gambar di bawah.
Penghantar
tanah
Elektrode
tanah
Hubungan antara
penghantar tanah
dan elektroda tanan
Gambar 5 – 15 Hubungan antara
penghantar tanah dan elektroda tanah
Tahanan kontak tanah di sekitar
elektroda menurut National Institute
of Standards (lembaga pemerintah
dalam Departemen Perdagangan
AS) menunjukkan bahwa tahanan
hampir dapat diabaikan dengan
ketentuan bahwa elektroda
pentanahan bebas cat, pelumas,
dan lain-lain. Elektroda
pentanahan harus dalam
hubungan yang tetap dengan
tanah.
Sedangkan tahanan tanah di
sekitar elektroda, pentanahan
dikelilingi tanah yang secara
konseptual terbentuk dari sel-sel
yang melingkari semuanya
memiliki ketebalan sama. Sel-sel
yang paling dekat dengan elektroda
pentanahan memiliki jumlah area
terkecil yang menghasilkan tingkat
tahanan terbesar. Masing-masing
sel berikutnya membentuk area
lebih besar yang menghasilkan
tahanan lebih rendah. Pada
akhirnya ini akan mencapai titik
dimana sel-sel tambahan
menawarkan tahanan kecil ke
tanah di sekitar elektroda
pentanahan. Jadi berdasarkan
informasi ini,maka akan difokus
pada cara-cara untuk mengurangi
tahanan tanah ketika memasang
sistem pentanahan.
5.2.4.2. Hal-hal yang mempengaruhi tahanan tanah
Pertama, NEC code (1987, 250-
83-3) mensyaratkan panjang
elektroda pentanahan minimum 2,5
meter (8 kaki) dihubungkan dengan
tanah. Ada empat variabel yang
mempengaruhi tahanan sistem
pentanahan, yaitu:
1. Panjang/kedalaman elektroda pentanahan
Satu cara yang sangat efektif untuk
menurunkan tahanan tanah adalah
memperdalam elektroda
pentanahan. Tanah tidak tetap
tahanannya dan tidak dapat
diprediksi. Ketika memasang
elektroda pentanahan, elektroda
berada di bawah garis beku
(frosting line). Ini dilakukan
sehingga tahanan tanah tidak akan
dipengaruhi oleh pembekuan tanah
di sekitarnya. Secara umum,
menggandakan panjang elektroda
pentanahan bisa mengurangi
tingkat tahanan 40%. Ada kejadiankejadian
dimana secara fisik tidak
mungkin dilakukan pendalaman
batang pentanahan daerah-daerah
yang terdiri dari batu, granit, dan
sebagainya. Dalam keadaan
demikian, metode alternatif yang
menggunakan semen pentanahan
(grounding cement) bisa
digunakan.
2. Diameter elektroda
pentanahan
Menambah diameter elektroda
pentanahan berpengaruh sangat
kecil dalam menurunkan tahanan.
Misalnya, bila diameter elektroda
digandakan tahanan pentanahan
hanya menurun sebesar 10%.
3. Jumlah elektroda pentanahan
Cara lain menurunkan tahanan
tanah adalah menggunakan banyak
elektroda pentanahan. Dalam
desain ini, lebih dari satu elektroda
dimasukkan ke tanah dan
dihubungkan secara paralel untuk
mendapatkan tahanan yang lebih
rendah. Agar penambahan
elektroda efektif, jarak batang
tambahan setidaknya harus sama
dalamnya dengan batang yang
ditanam. Tanpa pengaturan jarak
elektroda pentanahan yang tepat,
bidang pengaruhnya akan
berpotongan dan tahanan tidak
akan menurun. Untuk membantu
dalam memasang batang
pentanahan yang akan memenuhi
kebutuhan tahanan tertentu, maka
dapat menggunakan tabel tahanan
pentanahan di bawah ini. Ingatlah,
ini hanya digunakan sebagai
pedoman, karena tanah memiliki
lapisan dan jarang yang sama
(homogen). Nilai tahanan akan
sangat berbeda-beda.
Gambar 5 – 16 Elektroda yang mempunyai ‘pengaruh lapisan
Tabel 5 – 1 Tahanan pentanahan
Jenis Tanah
Tahanan
Jenis
Tanah
RE
Tahanan Pentanahan
Kedalaman Electroda
ke tanah
( Meter)
Potongan
Pentanahan
( Meter)
M?O 3 6 10 5 10 20
Tanah lembab,seperti
rawa 30 10 5 3 12 6 3
Tanah Pertanian,
tanah liat 100 33 17 10 40 20 10
Tanah liat berpasir 150 50 25 15 60 30 15
Tanah lembab
berpasir 300 66 33 20 80 40 20
Campuran 1:5 400 - - - 160 80 40
Kerikil lembab 500 160 80 48 200 100 50
Tanah kering berpasir 1000 330 165 100 400 200 100
Kerikil kering 1000 330 165 100 400 200 100
Tanah berbatu 30.000 1000 500 300 1200 600 300
Batu karang 107 - - - - - -
4. Desain sistem pentanahan
Sistem pentanahan sederhana
terdiri dari satu elektroda
pentanahan yang dimasukkan ke
tanah. Penggunaan satu elektroda
pentanahan adalah hal yang umum
dilakukan dalam pentanahan dan
bisa ditemukan di luar rumah atau
tempat usaha perorangan lebih
jelasnya perhatikan gambar 5 – 17.
Gambar 5 – 17 Elektroda pentanahan
Ada pula sistem pentanahan
kompleks terdiri dari banyak batang
pentanahan yang terhubung,
jaringan bertautan atau kisi-kisi,
plat tanah, dan loop tanah (gambar
5 – 18) .
Gambar 5– 18 Hubungan beberapa
elektrode pentanahan
Sistem-sistem ini dipasang secara
khusus di substasiun pembangkit
listrik, kantor pusat, dan tempattempat
menara seluler. Jaringan
kompleks meningkatkan secara
dramatis jumlah kontak dengan
tanah sekitarnya dan menurunkan
tahanan tanah.
Gambar 5 – 19 Jaringan bertautan
Gambar 5 – 20 Pelat tanah
5.2.5. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah
Ada empat jenis metode pengetesen pentanahan tanah:
• Tahanan tanah (menggunakan tiang pancang)
• Gerak benda potensial (menggunakan tiang pancang)
• Selektif (menggunakan 1 klem 1 dan tiang pancang)
• Tanpa tiang pancang (hanya menggunakan 2 klem)
5.2.5.1. Ukuran tahanan tanah
Hal-hal yang menentukan tahanan tanah
Resistivitas tanah (Soil Resistivity)
paling penting dalam menentukan
desain sistem pentanahan untuk
instalasi baru (aplikasi lapangan
hijau) guna memenuhi syarat
tahanan tanah. Idealnya, harus
menemukan lokasi dengan
tahanan tanah serendah mungkin.
Tapi seperti yang dibahas
sebelumnya, kondisi tanah yang
buruk bisa diatasi dengan sistem
pentanahan yang lebih rumit.
Komposisi tanah, kandungan
embun, dan suhu mempengaruhi
tahanan tanah. Tanah jarang
bersifat homogen dan tahanan
tanah akan sangat berbeda secara
geografis dan pada kedalaman
tanah berbeda. Kandungan uap
berubah berdasarkan musim,
berbeda-beda menurut sifat
sublapisan tanah, dan kedalaman
posisi air permanen. Karena tanah
dan air umumnya lebih stabil di
tempat yang lebih dalam,
direkomendasikan agar batang
pentanahan ditempatkan sedalam
mungkin di dalam tanah, pada
permukaan air tanah jika
memungkinkan. Juga, batang
pentanahan harus dipasang di
tempat yang suhunya stabil, yaitu
di bawah garis beku. Agar sistem
pentanahan efektif, maka harus
dirancang agar tahan pada kondisi
terburuk.
5.2.5.2. Cara menghitung
tahanan tanah
Prosedur pengukuran yang
digambarkan di bawah ini
menggunakan metode Wenner
yang diterima secara universal
yang dikembangkan oleh Dr. Frank
Wenner dari US Bureau of
Standards (Biro Standar AS) tahun
1915. (F. Wenner, A Method of
Measuring
Rumusnya adalah sebagai berikut:
ρ = 2 πA R
(ρ ?= rata-rata tahanan tanah pada
kedalaman A dalam ohm-cm)
��?= 3,1416
A = jarak antara elektroda dalam
cm
R = nilai tahanan terukur dalam
ohm dari uji instrumen
Catatan:
Ohm-centimeter pada nilai 100
dapat diubah ke ohm-meter.
Perhatikan satuannya.
Contoh:
Memasang batang pentanahan
sepanjang tiga meter sebagai
bagian dari sistem pentanahan.
Untuk mengukur tahanan tanah
pada kedalaman tiga meter
tersebut, jarak antara elektroda tes
dihitung tiga meter. Bila tahanan
tanah diukur dengan menggunakan
alat ukur, maka nilai tahanan
dibaca dalam ohm. Dalam hal ini
diasumsikan nilai tahanan adalah
100 ohm.
Jadi, dalam soal ini diketahui:
A = 3 meter, dan R = 100 ohm.
Maka tahanan tanahnya adalah:
ρ = 2 x �� x A x R
ρ ?= 2 x 3,1416 x 3 meter x 100
ohm
ρ ?= 1885 Om
5.2.5.3. Cara mengukur tahanan tanah
Untuk mengetes tahanan tanah,
hubungkan pengetes pentanahan
seperti ditunjukkan gambar 5-19.
Seperti terlihat, empat tiang
pancang tanah ditempatkan di
tanah dalam posisi garis lurus,
jarak satu sama lain sama. Jarak
antara tiang pancang tanah
minimal tiga kali lebih besar dari
kedalaman tiang. Jadi jika
kedalaman masing-masing tiang
pancang adalah satu kaki (0,30
meter), pastikan jarak antar tiang
pancang lebih dari tiga kaki (0,91
meter). Alat ukur menghasilkan
satu arus yang diketahui melalui
dua tiang pancang luar dan
penurunan beda tegangan diukur
antara dua tiang pancang bagian
dalam. Dengan menggunakan
hukum Ohm (V=IR), alat uji
tersebut secara otomatis
menghitung tahanan tanah. Karena
hasil pengukuran sering terdistorsi
dan dibuat tidak valid yang
dikarenakan oleh potonganpotongan
logam di bawah tanah,
maka diperlukan ukuran tambahan
sumbu tiang pancang diputar 90
derajat. Dengan mengubah
kedalaman dan jarak beberapa kali,
profil bisa dihasilkan guna
menentukan sistem tahanan tanah
yang sesuai. Ukuran tahanan tanah
sering berubah dipengaruhi oleh
adanya arus tanah dan
harmonisnya. Untuk mencegah hal
ini, maka alat ukur dilengkapi
Automatic Frequency Control
(AFC) System (Sistem Kendali
Frekuensi Otomatis). Ini biasanya
memiliki frekuensi pengetesan
dengan jumlah noise minimal
sehingga memungkinkan untuk
mendapat hasil pembacaan yang
jelas.
Gambar 5 – 21 Cara mengukur tahanan tanah
5.2.6. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah Ukuran Drop
Tegangan
Metode uji drop Tegangan (Fall-of-
Potential) digunakan untuk
mengukur kemampuan sistem
pentanahan tanah atau elektroda
individual untuk menghamburkan
energi dari suatu tempat.
Gambar 5 – 22 Uji drop tegangan
5.2.6. 1. Cara kerja uji drop tegangan
Pertama, elektroda kepentingan
tanah harus dilepaskan dari tempat
itu.
Kedua, alat uji dihubungkan ke
elektroda tanah. Kemudian, uji drop
tegangan 3 kutub, dua tiang
pancang tanah di tanah dalam
garis lurus – jatuh dari elektroda
tanah. Biasanya, jarak 20 meter
(65 kaki) sudah cukup. Untuk lebih
rinci tentang penempatan tiang
pancang, lihat bagian berikutnya.
Arus yang dikenal dihasilkan oleh
alat ukur antara tiang pancang luar
(tiang pancang tanah bantuan) dan
elektroda tanah, sedangkan
jatuhnya potensi tegangan diukur
antara tiang pancang tanah dalam
dan elektroda tanah. Dengan
menggunakan Hukum Ohm (V =
IR), alat uji tersebut secara
otomatis menghitung tahanan
elektroda tanah. Hubungkan alat uji
pentanahan seperti yang
ditunjukkan dalam gambar. Tekan
START dan baca nilai RE
(tahanan). Ini adalah nilai
sebenarnya dari elektroda
pentanahan pada tes. Jika
elektroda pentanahan paralel atau
seri dengan batang pentanahan
lain, maka nilai RE adalah nilai total
semua tahanan.
5.2.6. 2. Cara Menempatkan Tiang Pancang
Untuk mencapai tingkat akurasi
tertinggi ketika melakukan uji
tahanan tanah 3 kutub, diperlukan
agar penyelidikan dilakukan di luar
bidang pengaruh elektroda
pentanahan pada uji dan tanah
bantuan. Jika Anda tidak berada di
luar bidang pengaruh, daerah
efektif tahanan akan tumpang tindih
dan membuat pengukuran tidak
valid. Tabel adalah panduan
penetapan penyelidikan secara
tepat (tiang pancang dalam) dan
tanah bantuan (tiang pancang luar).
Untuk menguji ketepatan hasil dan
untuk memastikan bahwa tiang
pancang luar di luar bidang
pengaruh, reposisi (pemindahan
posisi) tiang pancang luar
(penyelidikan) 1 meter (3 kaki)
dalam salah satu arah dan lakukan
pengukuran baru. Jika ada
perubahan yang signifikan dalam
pembacaan (30%), Anda harus
menambah jarak antara uji batang
pentanahan pada uji, tiang pancang
dalam (penyelidikan) dan tiang
pancang luar (pentanahan
bantuan) sampai nilai-nilai yang
diukur benar-benar tetap ketika
memindahkan tiang pancang
dalam (penyelidikan).
Tabel 5 – 2 Panduan penetapan penyelidikan
5.2.6.3. Ukuran selektif
Pengetesen selektif sangat mirip
dengan pengujian drop tegangan,
keduanya menghasilkan ukuran
yang sama, tapi dengan cara yang
jauh lebih aman dan lebih mudah.
Ini dikarenakan dengan pengujian
selektif elektroda tanah tidak harus
dilepaskan dari sambungannya ke
tempat itu. Teknisi tidak harus
membahayakan dirinya dengan
melepaskan pentanahan, juga tidak
membahayakn orang lain atau
Kedalaman Electroda
ke tanah
Jarak pancang
bagian dalam
Jarak pancang
bagian luar
2 m 15 m 25 m
3 m 20 m 30 m
6 m 25 m 40 m
10 m 30 m 50 m
perlengkapan listrik di dalam
bangunan tanpa pentanahan.
Seperti halnya uji drop tegangan,
dua tiang pancang tanah
ditempatkan di tanah secara
segaris, jauh dari elektroda tanah.
Biasanya, jarak 20 meter (65 kaki)
sudah cukup. Alat uji tersebut
kemudian dihubungkan ke
elektroda tanah terkait, dengan
kelebihan bahwa koneksi
(hubungan) di pada tempat itu tidak
perlu dilepaskan. Akan tetapi,
kelem khusus ditempatkan di
sekitar elektroda tanah, yang
menghilangkan pengaruh tahanan
paralel dalam sistem yang
ditanahkan, jadi hanya elektroda
tanah terkait yang diukur. Seperti
sebelumnya, arus yang diketahui
dihasilkan oleh alat ukur antara
tiang pancang luar (tiang pancang
tanah bantu) dan elektroda tanah,
sedangkan jatuhnya potensi
tegangan diukur antara tiang
pancang tanah dalam dan
elektroda tanah. Hanya arus yang
mengalir melalui elektroda tanah
terkait yang diukur menggunakan
kelem tersebut. Arus yang
dihasilkan juga akan mengalir
melalui tahanan paralel lain, tapi
hanya arus melalui kelem (yakni,
arus yang melalui elektroda tanah
terkait) yang digunakan untuk
menghtiung tahanan (V=IR). Jika
tahanan total sistem pentanahan
harus diukur, maka masing-masing
tahanan elektroda tanah harus
diukur dengan menempatkan
kelem di sekitar masing-masing
elektroda tanah individual.
Kemudian total tahanan sistem
pentanahan bisa ditentukan dengan
kalkulasi. Menguji tahanan
elektroda tanah individu dari
menara transmisi tegangan tinggi
dengan pentanahan overhead atau
kawat statis mengharuskan agar
kawat-kawat ini dilepaskan. Jika
sebuah menara memiliki lebih dari
satu pentanahan di landasannya,
maka harus dilepaskan juga satu
per satu.
Meskipun demikian alat ukur ini
memiliki aksesoris pilihan, kelem
berdiameter 320 mm (12,7 inchi)
pada transformator arus, yang bisa
mengukur tahanan satuan masingmasing
kaki, tanpa melepaskan
timah pentanahan atau kawat statis
overhead / pentanahan.
Gambar 5 – 23 Pengetesen selektif
Hubungkan penguji tahanan tanah
seperti ditunjukkan. Tekan START
dan baca nilai RE. Ini adalah nilai
tahanan elektroda tanah yang diuji
5.2.7. Metode Pengetesen Pentanahan Tanah
Ukuran tanpa tiang pancang
Alat uji pentanahan tanah buatan
industri dapat mengukur tahanan
loop pentanahan tanah untuk
sistem multipentanahan hanya
menggunakan klem arus. Teknik uji
ini menghilangkan bahaya dan
kegiatan yang memakan waktu
untuk melepaskan pentanahan
paralel, dan juga proses untuk
menemukan lokasi yang cocok
untuk tiang pancang pentanahan
bantu. Dapat juga melakukan uji
pentanahan tanah di tempattempat
yang tidak dipertimbangkan
sebelumnya: dalam gedung, di
tonggak menara pembangkit atau
di manapun tidak bisa diketemukan
tanah. Dengan metode uji ini, dua
klem ditempatkan di sekitar batang
pentanahan tanah atau kabel
penghubung dan masing-masing
dihubungkan ke alat uji. Tiang
pancang pentanahan tanah tidak
digunakan sama sekali. Tegangan
yang diketahui diinduksi oleh satu
klem, dan arus diukur menggunakan
klem kedua.
Gambar 5 – 24 Pengetesen alur arus metoda tanpa pancang
Alat uji tersebut secara otomatis
menentukan tahanan loop tanah
pada batang pentanahan ini. Jika
hanya ada satu jalan ke tanah,
seperti di banyak tempat
pemukiman, metode tanpa tiang
pancang ini tidak akan memberikan
nilai yang cocok dan metode uji
drop tegangan bisa digunakan. Alat
ukur tersebut bekerja berdasarkan
prinsip bahwa dalam sistem yang
ditanahkan secara paralel/multi
tahanan bersih dari semua cara
pentanahan akan sangat rendah
ketika dibandingkan dengan jalan
tunggal (yang sedang diuji). Jadi,
tahanan murni dari semua tahanan
jalan hasil paralel secara efektif
adalah nol. Ukuran tanpa tiang
pancang hanya mengukur tahanan
batang pentanahan secara paralel
dengan sistem pentanahan bumi.
Jika sistem pentanahan tersebut
tidak paralel dengan tanah maka
akan memiliki sirkuit terbuka atau
mengukur tahanan loop tanah.
Gambar 5 – 25 Susunan metoda tanpa pancang
Pengaturan menggunakan
metode 1625
5.2.7.1. Ukuran impedansi tanah
Ketika mencoba menghitung arus
hubung pendek yang mungkin
terjadi dalam pembangkit listrik
atau keadaan arus/tegangan tinggi,
maka menentukan impedansi
pentanahan yang kompleks adalah
penting. Hal ini dikarenakan
impedansi akan membentuk
elemen induktif dan kapasitif.
Karena induktifitas dan tahanan
diketahui dalam sebagian besar
kasus, maka impedansi aktual bisa
ditentukan dengan menggunakan
perhitungan kompleks. Karena
impedansi tergantung frekuensi,
maka peralatan yang
menggunakan sinyal gelombang 55
Hz untuk keperluan perhitungan
mendekati frekuensi operasi
tegangan. Ini memastikan bahwa
ukuran tersebut mendekati nilai
frekuensi operasi sebenarnya.
Dengan menggunakan peralatan
tersebut, kemungkinan bisa didapat
ukuran langsung yang akurat
tentang impedansi pentanahan.
Teknisi alat pembangkit listrik, yang
menguji jalur transmisi tegangan
tinggi, tertarik dengan dua hal.
Tahanan tanah dalam kasus
hantaman petir dan impedansi dari
seluruh sistem dalam kasus arus
pendek pada titik tertentu. Arus
hubung pendek (short circuit)
dalam kasus ini berarti kawat aktif
yang putus lepas dan menyentuh
benda logam suatu menara
(tower).
5.2.7.2.Tahanan tanah dua kutub
Dalam keadaan dimana
memasukkan tiang ke tanah tidak
praktis atau tidak memungkinkan,
alat uji tersebut memberikan
kepada pengguna kemampuan
untuk melakukan ukuran tahanan
tanah dua kutub, seperti
ditunjukkan di bawah ini. Untuk
melakukan uji ini, teknisi harus
memiliki akses ke tanah yang baik,
dikenal seperti semua pipa air
logam. Pipa air harus cukup
panjang dan terbuat dari logam
keseluruhan tanpa kopling atau
flens penyekat. Alat seperti balat
melakukan pengujian dengan arus
yang relatif tinggi (arus sirkuit
pendek> 250 mA) yang
memastikan hasil stabil.
Gambar 5 – 26 Mengukur tahanan tanah dengan dua kutub
5.2.7.3.Mengukur Tahanan Tanah
Di kantor pusat (central offices)
Ketika melakukan pemeriksaan
pentanahan di kantor pusat ada
tiga ukuran berbeda yang
diperlukan. Sebelum pengujian,
tempatkan MGB (Master Ground
Bar/Batang Pentanahan Utama)
dalam kantor pusat untuk
menentukan jenis sistem
pentanahan yang ada. Seperti
ditunjukkan gambar 5 – 27 di
bawah, MGB akan mentanahkan
tanah yang terhubung ke:
• MGN (Multi-Grounded Neutral)
atau jasa pendapatan,
• bidang tanah,
• pipa air, dan
• baja gedung atau bangunan
Gambar 5 – 27. MGB mentanahkan tanah
* Pertama, lakukan uji tanpa tiang
pancang pada seluruh
pentanahan yang lepas dari
MGB. Tujuannya untuk
memastikan bahwa semua
pentanahan terhubung,
Rangkaian ekuivalen untuk
pengukuran dua titik
Bidang
ground
Pipa air
Bangunan baja
khususnya MGN. Penting untuk
dicatat bahwa pengguna tidak
sedang mengukur tahanan
individu, tapi tahanan loop dari
apa yang dikelemkan di
sekitarnya. Seperti ditunjukkan
gambar 5 - 28, sambungkan alat
ukur tersebut dan kelem induksi
dan sensing, yang terletak di
sekitar masing-masing hubungan
untuk mengukur tahanan MGN,
bidang pentanahan, pipa air, dan
baja gedung.
* Kedua, lakukan uji drop tegangan 3
kutub pada seluruh sistem
pentanahan, yang terhubung ke
MGB seperti diilustrasikan pada
gambar 5 -29. Untuk
mendapatkan tanah yang jauh,
banyak perusahaan telepon
memanfaatkan pasang-an kabel
tak terpakai yang keluar sejauh
satu mil. Catat hasil pengukuran
dan ulangi uji ini setidaknya
setahun sekali.
* Ketiga, ukur tahanan individu
sistem pentanahan dengan
menggunakan uji selektif dari alat
ukur tersebut. Hubungkan alat uji
ukur tersebut seperti yang
ditunjukkan dalam gambar 5 - 30.
Ukur tahanan MGN; nilainya adalah
tahanan kaki MGB tertentu.
Kemudian ukur bidang tanah. Hasil
pembacaan menunjukkan nilai
tahanan sebenarnya dari bidang
tanah kantor pusat. Sekarang
berpindah ke pipa air, dan
kemudian ulangi untuk tahanan
baja gedung.
Penguna alat bisa dengan mudah
memeriksa (memverifikasi) akurasi
pengukuran ini melalui Hukum
Ohm. Tahanan baku satuan, ketika
dihitung, harus sama dengan
tahanan seluruh sistem yang
diberikan (memungkinkan untuk
kesalahan yang beralasan karena
semua elemen tanah mungkin
tidak bisa diukur). Metode-metode
uji ini memberikan ukuran paling
akurat dari suatu kantor pusat,
karena memberikan kepada
pengguna tahanan individu dan
perilaku nyata dalam suatu sistem
pentanahan. Meskipun akurat,
ukuran-ukuran tersebut tidak akan
menunjukkan cara sistem bekerja
sebagai suatu jaringan, karena jika
terjadi ledakan petir atau gagal
arus, semuanya terhubung.
Gambar 5 – 28 Pengetesen kantor pusat tanpa pancang
Gambar 5 – 29 Pelaksanaan pengetesen drop tegangan pada sistem
pentanahan secara keseluruhan
Gambar 5 – 30 Pengukuran tahanan tanah masing-masing pada sistem
pentanahan menggunakan pengetesen terpilih
Untuk membuktikan ini, pengguna
perlu melakukan beberapa uji
tambahan pada tahanan individu.
Pertama, lakukan uji drop tegangan
3 kutub pada masing-masing kaki
lepas dari MGB dan catat masingmasing
ukuran. Gunakan lagi
Hukum Ohm, ukuran-ukuran ini
harus sama dengan tahanan
seluruh sistem. Dari perhitunganperhitungan
tersebut pengguna
akan melihat bahwa dari 20 %
hingga 30 % lepas dari nilai RE
total. Yang terakhir, ukur tahanan
berbagai kaki MGB dengan
menggunakan metode tanpa tiang
pancang selektif. Cara ini bekerja
seperti metode tanpa tiang
pancang, tapi berebda dalam cara
penggunaan dua kelem terpisah.
Penempatkan kelem tegangan
induksi sekitar kabel yang
mengarah ke MGB, dan karena
MGB terhubung dengan sumber
arus, yang paralel dengan sistem
pentanahan, pengguna alat telah
mencapai syarat itu. Tempatkan
kelem sensing dan letakkan di
sekitar kabel pentanahan yang
mengarah ke bidang tanah. Ketika
kita mengukur tahanan, ini adalah
tahanan sebenarnya bidang tanah,
ditambah jalan paralel MGB. Dan
karena harus sangat rendah ohmnya,
maka pasti tidak memiliki
pengaruh nyata pada bacaan
terukur. Proses ini bisa diulang
untuk kaki-kaki lain dari batang
pentanahan, yaitu pipa air dan baja
bangunan. Untuk mengukur MGB
melalui metode selektif tanpa tiang
pancang, tempatkan kelem
tegangan induksi sekitar garis pipa
air tersebut (karena pipa air
tembaga memiliki tahanan yang
sangat rendah) dan hasil
pembacaannya adalah tahanan
untuk MGN saja.
5.2.8. Aplikasi Tahanan Pentanahan yang Lain
5.2.8. 1. Lokasi aplikasi
Ada empat aplikasi khusus untuk
mengukur kemampuan sistem
pentanahan tanah. Lokasi aplikasi
sebagian besar, ada menara 4 kaki
dengan masing-masing kaki
terpasang ke tanah sendiri-sendiri.
Tanah-tanah ini kemudian
dihubungkan dengan kabel
tembaga. Di dekat menara ada
gedung tempat sel, tempat semua
perlengkapan transmisi. Dalam
gedung tersebut ada pentanahan
halo dan MGB, dengan tanah halo
yang terhubung ke MGB. Gedung
tempat sel ditanahkan pada 4 pojok
yang terhubung dengan MGB
melalui kabel tembaga dan 4 pojok
tersebut terinterkoneksi melalui
kawat tembaga. Juga ada
sambungan antara cincin
pentanahan gedung dan cincin
pentanahan tower (menara).
Gambar 5 – 31 Susunan khas sistem pentanahan pada suatu
instalasi menara selular.
Substasiun listrik adalah pangkalan
pada sistem transmisi dan
distribusi dimana tegangan
biasanya diubah dari nilai tinggi ke
nilai rendah. Substasiun khusus
akan berisi struktur pemutusan
jalur, pengalih tegangan tinggi
(high-voltage switchgear), satu
atau lebih transformator daya,
pengubah tegangan rendah (lowvoltage
switchgear), perlindungan
gelombang, kontrol, dan
pengukuran (metering).
Tempat pengubah jarak jauh yang
juga dikenal sebagai slick sites,
dimana konsentrator jalur digital
dan perlengkapan telekomunikasi
lain beroperasi. Tempat jarak jauh
ditanahkan secara khusus pada
ujung kabinet lain dan kemudian
akan memiliki serangkaian tiang
pancang tanah sekitar kabinet yang
terhubung dengan kawat tembaga.
Sebagian besar sistem
perlindungan gagal arus karena
petir mengikuti desain setelah
desain yang keempat pojok
gedungnya ditanahkan dan
biasanya terhubung lewat kabel
tembaga. Tergantung pada ukuran
gedung dan nilai tahanan yang
dirancang untuk dicapai, jumlah
batang tahanan akan berbedabeda.
5.2.8.2. Uji-uji yang direkomendasikan
Pengguna akhir diharuskan
melakukan tiga uji yang sama
untuk masing-masing aplikasi:
ukuran tanpa tiang pancang,
ukuran drop tegangan 3 kutub dan
ukuran selektif. Ukuran tanpa tiang
pancang, pertama lakukan ukuran
tiang pancang pada:
• Kaki-kaki individu menara dan
empat pojok gedung
(tempat/menara sel)
• Semua sambungan pentanahan
(substasiun listrik)
• Jalur yang berjalan ke tempat
jarak jauh (remote switching)
• Tiang pancang tanah gedung
tersebut (perlindungan dari
petir).
Untuk seluruh aplikasi, ini bukan
ukuran tahanan tanah yang
sebenarnya karena merupakan
tanah jaringan tersebut. Cara ini
terutama berfungsi sebagai uji
kontinuitas guna memastikan
apakah tempat itu ditanahkan,
hingga kita bisa melakukan
sambungan listrik, dan bahwa
sistem tersebut bisa dilewati arus.
Ukuran drop tegangan 3 kutub,
kedua saat mengukur tahanan
seluruh sistem melalui metode
drop tegangan 3 kutub, pikirkan
tentang aturan untuk penetapan
tiang pancang. Ukuran ini harus
direkam dan pengukuran harus
dilakukan setidaknya dua kali per
tahun. Ukuran ini adalah nilai
tahanan untuk seluruh tempat.
Terakhir, lakukan ukur pertanahan
individu dengan uji selektif. Ini akan
membuktikan integritas pertanahan
individu, sambungansambungannya,
dan tentukan
apakah potensi pentanahan benarbenar
sama secara keseluruhan.
Jika ukuran menunjukkan itngkat
variabilitas yang lebih besar dari
yang lain, alasannya harus
ditentukan. Tahanan harus diukur
pada:
�� Masing-masing kaki menara dan
keempat pojok gedung
(tempat/menara seluler)
�� Batang pentanahan individu dan
sambungan-sambungannya
�� Kedua ujung dari tempat jarak
jauh (remote switching)
�� Keempat pojok gedung
(perlindungan dari petir)
Gambar 5 – 32 Susunan khas sistem
pentanahan gardu induk Gambar 5 – 34
Penggunaan pengetesan tahanan tanah
terpilih pada sistem penangkal petir
5.3. Pengukuran Medan
5.3.1. Field meter Statik :
Gambar 5 - 35 Mekanik field meter (www.ee.nmt.edu/`langmuir)
Field meter statik dikenal juga
sebagai field mills. Dalam sebuah
field meter, penghantaran,
pentanahan, rotating shutter dan
elektrode digunakan sebagai
elemen pengukuran. Field meter
Gambar 5 – 33 Penggunaan pengetesan tanpa pancang pada instalasi
swtching jarak jauh.
berfungsi untuk mengukur suatu
kuat medan, prinsip kerja field
meter yaitu mengubah medan
menjadi tegangan yang sebanding
dengan medan listrik. Prinsip
kerjanya menggunakan prinsip
induksi dari suatu muatan listrik
pada elektrode yang ada pada field
meter, setelah dikuatkan pada
suatu amplifier, sinyal
dimodulasikan dan di filter untuk
menghasilkan tegangan.
Gambar 5-35 menunjukkan
komponen mekanik field meter
statik. Motor memutar shutter dan
light chopper. Medan listrik
diinduksikan pada elektrode, sinyal
dari light chopper digunakan untuk
demodulasi sinyal periodik dari
elektrode. Rangkaian elektronik dari
field meter statik terdiri dari
rangkaian Transient Protection,
Charge Ampifier, Differential
Amplifier, Decommutator, Filter,
Buffer dan Photo Transistor.
Secara lengkap ditunjukkan pada
gambar 5 - 36.
Gambar 5 -36 Rangkaian elektronik field meter statik.
Gambar 5-35 menunjukkan komponen mekanik dari field meter dimana
salah satu komponen utamanya adalah elektrode, dari gambar terlihat ada
4 buah elektrode yaitu satu pasang elektrode A dan satu pasang elektrode
B. Pasangan elektrode A terbuka ketika pasangan elektrode B tertutup
dan sebaliknya. Sinyal periodik dari satu pasangan berbeda 180 derajat
dengan sinyal periodik pasangan yang lainnya.
Berdasarkan gambar 5-36,
keluaran setiap pasang elektrode
dikuatkan oleh sebuah amplifier,
muatan yang terinduksi dirubah ke
tegangan. Differential amplifier
berfungsi untuk menguatkan output
A
K
E
C
1 2
2 1
2 1
+
-
3
2
6
7 4
+
-
3
2
6
7 4
+
-
3
2
6
7 4
+
-
3
2
6
7 4
500
300
100
100
500
1 2
300 +
-
3
2
6
7 4
2 1
33 K
33 K
82 K
100 K
100 K
100 K
82 K
+
-
3
2
6
7 4
470 K 560 K
200
470 K
68 K
7 K
10 K
0 , 1
0,01
10 K
Pair A
Pair B
+
VA
VB VC
V4
Transient Protection Charge Amplifier
LED / Photo Transistor
Differential Amplifier Decommutator Filter Buffer
Switch Analog
dari amplifier. Modulator adalah
suatu amplifier sederhana yang
mempunyai penguatan +/- 1
tergantung sinyal dari light chopper,
sinyal searah yang dihasilkan oleh
demodulator
seperti ditunjukkan pada gambar 5-
36. Filter dan buffer melengkapi
demodulasi dan menghasilkan
tegangan yang sebanding dengan
besaran medan elektrik.
Penambahan komponenkomponen
pada input dan output
berfungsi untuk perlindungan
terhadap tegangan transient.
Semua resistansi yang digunakan
dalam ohm, nilai kapasitansi lebih
besar dari 1 piko farad dan lebih
kecil dari 1 mikro farad. Bentuk
gelombang dari tegangan VA, VB,
VC, V2, V3 dan V4 ditunjukkan pada
gambar berikut.
VA
VB
V2
V3
VC
V4
0 5 10 15 20
Time (mS)
Gambar 5 – 37. Hasil pengukuran tegangan
Field meter statik mempunyai
parametrik amplifier. Medan listrik
menyebabkan terbangkitnya arus
AC, arus yang terbangkit
sebanding dengan besarnya
kekuatan medan. Arus ini dapat
diukur dengan menggunakan
sebuah selektive amplifier yaitu
dengan menggunakan elektrode
influenz berupa logam emas.
Elektrode ini merupakan sebuah
elektrode non galvanis. Metode
pengukuran yang diterapkan tidak
menggunakan bahan radioaktif.
Gambar 5 - 38. Field meter Statik
Gambar 5-38. menunjukkan bentuk
phisik field meter statik dan
rangkaian elektronik yang ada di
dalam field meter statik.
Sistem modulator dengan sistem
elektronik diintegrasikan dalam
sebuah tabung metal yang
dihubungkan ke ground. Elektrode
influenz berbentuk bintang (star).
Di ujung elektrode ini dipasangkan
sebuah ground yang dihubungkan
dengan roda baling-baling.
Bagian ini berupa logam emas
yang keras untuk melindungi
distorsi galvanik. Elektrode influenz
berfungsi untuk melindungi ring
elektrode dari gerakan mekanik.
Disisi belakang ada sebuah tombol
untuk mengaktifkan pengaturan
offset. Transfer data ke elektronik
menggunakan interface serial RS-
485, panjang kabel maksimal yang
diijinkan 10 meter.
Gambar 5-39 (a) menunjukkan
rotating shutters yang berada pada
permukaan belakang field meter.
Salah satu pemakaian field meter
di luar ruangan ditunjukkan pada
gambar 5-39 (b), pada gambar
tersebut field meter digunakan
untuk mengukur medan yang
ditimbulkan oleh suatu pemancar.
Gambar 5 - 39. a. Rotating shutters pada permukaan belakang field meter
(a) (b)
b. Field meter digunakan di luar ruangan
5.3.1.1. Data Teknik
5.3.1.1.1. Ukuran Fieldmeter Statik
Gambar 5 - 40 Ukuran fieldmeter statik
Tabel 5 - 3 Spesifikasi field meter statik
Karakteristik Parameter
Range
Pengukuran 20kV/m, 80kV/m, 200kV/m, 800kV/m
Ketelitian ± 5% dalam medan homogen
Kalibrasi
Dalam sebuah medan homogen dari plate kondens
Ukuran plate : 200mm x 200mm
Jarak plate : 25mm
Sistem modulator centric terintegrasi dalam sebuah
grounded-plate
Power supply 5V DC ± 5% / e.g. 80mA
Interface serial RS-485
Penguat aluminium – clamp dengan ulir
Waktu operasi 8 jam setiap hari minimal 2 tahun
Dapat dihubungkan dengan Kompatibel PC.
5.3.1.1.2. Letak Pin :
Gambar 5 - 41 Letak pin
fieldmeter statik
Gambar 5 - 42 Aluminiumclamp
dengan ulir
1 = RS-485 Data B
2 = RS-485 Data A
3 = Power-supply (+5V DC ±5%)
4 = Ground (GND)
Aluminium-Clamp difungsikan sebagai penguat fieldmeter ketika
dipergunakan untuk melakukan pengukuran.
5.3.1.2. Metode Pengukuran :
5.3.1.2.1. Pengaturan Offset
Untuk mengatur offset, aturlah protection-cap ke system
modulator.
Tekan tombol offset sesaat. Setelah ± 2 detik, pengaturan offset
otomatik dilakukan.
5.3.1.2.2. Penghitungan Pengisian Muatan :
Nilai pengukuran dikirim berupa sinyal digital dengan lebar data 8
bit. Bit pertama merupakan 200-an bagian dari range pengukuran. Range
pengukuran dimasukkan dalam bit kedua. Pengukuran kuat medan (E)
dihitung dengan cara range pengukuran dikalikan dengan arus output
dalam mA.
Untuk menghitung pengisian muatan (V) = kuat medan (E) x jarak (A).
Contoh Aplikasi :
Range (MB) 200kV/m, Nilai biner yang terkirim (GB) 64h 100 Bit
E = MB/200 x GB = 200 kV/m / 200 x 100 = 100kV/m
Jarak objek Fieldmeter statik = 5 cm ( 0,05m)
Pengisian muatan (U) = Kuatmedan (E) x Jarak (A) (dalam meter)
U = E x A = 100.000 V/m x 0,05 m = 5.000 V
5.3.1.3. Perawatan :
Sistem modulator membutuhkan
perawatan untuk dibersihkan serta
pengaturan offset yang harus
dilakukan secara rutin.
5.3.1.4. Instruksi Peringatan :
Pengukuran ini tidak untuk
pengukuran dalam area
explosive
Untuk medan elektrostatik
yang sangat kuat,
fieldmeter statik harus di
ground kan.
Pengosongan muatan
sparkle ke sistem
modulator dapat merusak
rangkaian elektronik
5.3.2. Field meter Statik Digital
Field meter di bawah ini termasuk
statik field meter yang mampu
untuk mengukur medan listrik AC,
medan maghnit AC dan tegangan
body.
5.3.2.1. Diskripsi Instrument
Gambar 5 - 43 Instrumen field meter digital
A) AC/DC-output
B) Earthing socket
Jika digunakan untuk
pengukuran medan listrik dan
tegangan body, kabel hitam
(grounding) disambungkan ke
soket ground. Ujung yang
lainnya disambungkan dengan
jepitan buaya untuk membuat
sebuah pentanahan (jangan
disambungkan ke lubang)
C) Measuring probe socket
Probe pengukuran untuk
mengukur medan maghnit atau
medan listrik, kabel pengukuran
warna merah untuk pengukuran
tegangan body.
D) Display
Display digunakan menampilkan
nilai terukur (digital).
E) On/Off Switch
F) Filter button
Tekan tombol filter untuk
mengaktifkan fungsi ini, pada
display akan nampak seperti
simbol sebuah gelombang ~.
Penekanan kembali tombol filter
akan meng-non aktifkan fungsi
ini. Filter aktif mengukur
frekuensi antara 500Hz sampai
100kHz.
G) Low Pass push button
H) Push button untuk tone
I) Field dial
Putar field dial untuk
mengaktifkan pengukuran
medan berikut :
Medan listrik dalam V/m (Volt
per meter)
* 0 - 20 V/m
* 0 - 200 V/m
* 0 - 2000 V/m
Medan maghnit dalam nT
(Nanotesla)
* 0 - 200 nT
* 0 - 2000 nT
* 0 - 20 000 nT.
J) Battery
Battery berada di sisi belakang
instrument, tempat battery dapat
dibuka dengan menggunakan
kunci atau obeng. Instrumen ini
membutuhkan battery 9 Volt.
5.3.2.2. Fungsi Display :
Bagian-bagian display ditunjukkan dalam gambar berikut :
Gambar 5 – 44 Display field meter digital
(K) Fungsi Filter (low pass 2kHz).
Jika ” ? ” ditunjukkan berarti
fungsi filter aktif.
[L] Fungsi Filter (high pass 50Hz)
Jika "~" ditunjukkan berarti
fungsi filter aktif.
[N] Measurement value
[O] Measurement field indicator
[M] : Battery warning
Jika muncul “ BAT “ , battery
harus diganti jika tidak maka
akan terjadi kesalahan
pengukuran.
5.3.2.3. Prosedur Pengukuran :
5.3.2.3.1. Set-up :
Sebelum melakukan pengukuran.
Ikuti langkah-langkah berikut :
Buka tempat battery pada
bagian belakang instrument
dengan menggunakan obeng
Masukkan battery 9 Volt atau
accu
Tutup tempat battery
Masukkan probe untuk
pengukuran medan maghnit
dan listrik atau untuk
pengukuran tegangan body
Jika dibutuhkan pentanahan
hubungkan dengan kabel
grounding
ON kan instrumen
Putar dial ke tipe medan yang
diinginkan dan level sensitivitas
5.3.2.3.2. Persiapan Pengukuran
Untuk membuat pengukuran efektif
dan memperoleh hasil valid
membutuhkan persiapan. Ikuti
langkah-langkah berikut :
- Pertama, ruangan yang akan
diukur dibersihkan. Pengukuran
kekuatan medan ditulis pada
suatu plan.
- Semua peralatan dalam kondisi
ON
- Nilai ambang yang direkomendasi
adalah :
Medan listrik : 10 - 100 V/m
Medan maghnit: 10- 1000 nT
body voltage: 0- 1 V
- Catatan bahwa kekuatan medan
maghnit dan listrik naik apabila
jaraknya semakin dekat.
5.3.2.4. Data Teknik
Tabel 5 - 4 Data teknik
5.3.3. Smart Field Meter
Smart Field Meter
(Electromagnetic Field meter)
mempunyai tampilan kombinasi
antara ciri utama peralatan
monitoring kualitas medan dengan
kenyamanan dan kesederhanaan
multi meter. Pengoperasian
multimode (rerata, puncak dan
pulsa) memungkinkan pengukuran
sinusoidal dan medan modulasi
Property Ukuran dimensi dalam mm
Phisik 155 x 80 x 36
Probe 130 x 40 x 24
Cable 1,50 m
Weight with Battery : 215 g
Probe : 118 g
Display LCD, 2 1/2
Parallel direction TRMS
Frequency band Tanpa Filter : 16 Hz - 100 kHz ± 1 dB
dengan Filter: 16 Hz - 500 Hz ± 1 dB
Measuring fields electric field : 20/200/2000 V/m
magnetic field : 200/2000/20000 nT
AC Voltage 20/200 (/2000) V
dengan penampilan rerata atau
nilai puncak secara bersama.
Respon cepat dapat digunakan
untuk analisis data secara jarak
jauh dan kontrol medan loop
tertutup. Disain ringan mudah
dibawa dengan battery tahan lama
dan probe isotropik dapat
dipisahkan memberi keuntungan
bagi para pengguna.
Gambar 5 – 45 Smart field meter
5.3.3.1. Aplikasi Smart Field Meter
Smart Field Meter dapat digunakan
untuk mengevaluasi dan mengukur
medan elektromaghnit dari
beberapa sumber medan yaitu :
Gambar 5-46, menunjukkan salah
satu pemakaian Smart Field Meter
untuk mengukur medan suatu
Stasiun pemancar. Gambar 5-47.
menggambarkan respon frekuensi
hasil pengamatan. Sumbu
mendatar menunjukkan frekuensi
dimulai dari 600 MHz sampai
dengan 2.100 MHz. Sumbu tegak
menunjukkan display field meter
dalam dB mulai dari – 20 dB
sampai dengan 5 dB.
AM, FM, TV dan Stasiun Seluler
Pemancar dan Radio CB
Komputer dan Monitor Peralatan
Ponsel
Oven mikrowave
Industri, Peralatan Kedokteran
Sistem test EMC
Gambar 5 - 46 Aplikasi smart field meter
Gambar 5 - 47 Frekuensi respon
5.3.3.2. Spesifikasi Smart Field Meter
Pemahaman spesifikasi peralatan diperlukan sebagai
pembekalan kemampuan penilaian produk. Disamping penilaian
kesesuaian kebutuhan, juga optimalisasi penggunaan secara
aman. Spesifikasi field meter salah satu produk ditunjukkan pada
tabel berikut ini.
Tabel 5 – 5 Spesifikasi smart field meter
Karakteristik Parameter
Lebar Cakupan 0.2 - 600 V/m
Cakupan frekuensi 0.2 MHz-3000 MHz
Probe langsung Omni directional
Cakupan (V/m, skala
penuh) 2, 20, 200, 600
Akurasi kalibrasi +/- 0.5 dB
Deviasi linieritas +/- 1.5 dB (cakupan 10-100% dari skala
penuh).
Probe respon frekuensi +/- 2.5 dB (0.5 MHz–3GHz), -3 dB @
0.2MHz
Probe isotropik +/- 1.5 dB (100, 500, and 2500 MHz).
Mode operasi Rerata, pulsa dan puncak
Pengenolan Otomatis dan / atau pengaturan
Umur baterai 100 jam (9V batere alkalin).
6.1. Fungsi Generator
6.1.1. Pendahuluan
Function Generator (generator
fungsi) adalah alat tes elektronik
yang berfungsi sebagai
pembangkit sinyal atau gelombang
listrik. Bentuk gelombang pada
umumnya terdiri dari tiga jenis,
yaitu sinusoida, persegi, dan
segitiga. Pada gambar 6-1 dapat
dilihat salah satu jenis generator
fungsi.
Dengan generator fungsi ini
seorang teknisi dapat melakukan
pengetesan suatu alat yang akan
dites (devices under test). Dari
analisis terhadap hasil berbagai
bentuk gelombang respons alat
tersebut, akan dapat diketahui
ketepatan karakteristik sesuai
dengan ketentuan yang
dikehendaki.
Gambar 6-1. Contoh generator Fungsi
6.1.2. Konstruksi dan Cara Kerja
Blok diagram generator fungsi
dapat dilihat pada gambar 6-2.
Pada umumnya frekuensi yang
dibangkitkan dapat divariasi
dengan mengatur kapasitor dalam
rangkaian LC atau RC. Dalam
instrumen ini frekuensi
dikendalikan oleh variasi arus yang
mengemudikan integrator.
Generator fungsi memberikan
keluaran berbentuk gelombang
sinus, segitiga dan kotak dengan
jangkauan frekuensi dari 0,01
Hertz sampai 100 kilo Hertz.
Frekuensi terkendali tegangan
(frequency controlled voltage)
Tujuan :
Setelah mempelajari bab pembangkit sinyal diharapkan akan dapat :
1. Mendiskripsikan jenis-jenis pembangkit sinyal
2. Menjelaskan konstruksi dan cara kerja pembangkit sinyal generator
3. Menjelaskan spesifikasi pmbengkit sinyal
3. Menjelaskan kegunaan sinyal generator dalam pengetesan
BAB 6 PEMBANGKIT SINYAL
mengatur dua sumber arus Upper
dan Lower Constant Current
Source. Upper Constant Current
Source mensuplai arus tetap ke
integrator yang menghasilkan
tegangan output naik secara linier
terhadap waktu, menurut
persamaan berikut :
Kenaikan dan penurunan arus
akan mengakibatkan naik atau
turunnya slope tegangan output,
yang akan mengatur besarnya
frekuensi. Tegangan komparator
akan mengubah keadaan ke level
maksimum tegangan output
integrator yang telah ditetapkan.
Perubahan ini akan memutus
sumber arus konstan Upper
beralih ke Lower constant current
source
Sumber arus konstan Lower akan
mencatu arus balik ke integrator,
sehingga tegangan output turun
secara linier terhadap waktu. Bila
output mencapai batas minimum
yang ditetapkan, maka tegangan
komparator akan berubah keadaan
dan menyambung ke Upper
constant current source, demikian
seterusnya kembali seperti
semula. Dengan demikian
terjadilah siklus yang terus
menerus.Tegangan output
integrator adalah bentuk
gelombang segitiga yang besar
frekuensinya tergantung pada
besar kecil arus yang dicatu oleh
kedua sumber arus konstan Upper
dan Lower.
Keluaran komparator memberikan
tegangan gelombang kotak
(SQUARE) dengan duty cycle
50%. Rangkaian diode resistance
mengatur slope dari gelombang
segitiga (TRIANGLE) sehingga
amplitudonya berubah
menghasilkan gelombang SINUS
dengan distorsi kurang dari 1 %.
Jenis konektor yang dipakai
tergantung frekuensi kerjanya.
Kebanyakan generator fungsi
generasi terbaru frekuensi
kerjanya sampai 20MHz memakai
konektor jenis-BNC, dengan
terminasi 50 ~ 75 Ω.
Generator fungsi seperti lazimnya
kebanyakan generator sinyal,
terdapat juga bagian attenuator,
beberapa jenis gelombang
modulasi output, dan memiliki
fasilitas frekuensi gelombang
sapuan yang memberi
kemampuan untuk pengetesan
respons frekuensi dari rangkaian
elektronik yang diberikan.
Beberapa generator fungsi
dilengkapi kemampuan
membangkitkan sinyal derau putih
(pink noise).
Voutput = - ∫idt
C
1
Gambar 6 – 2 Blok diagram generator fungsi
6.1.3. Spesifikasi
Sebagai produk dari pabrik
pembuat instrumen elektronik
generator fungsi dilengkapi
spesifikasi instrumen. Para
pemakai (users) akan
mendapatkan informasi teknik
penting tentang produk yang
mereka pakai. Berikut diberikan
contoh sebuah spesifikasi dari
sebuah generator fungsi yang
lazim dipakai.
Gambar 6-2. Blok diagram generator fungsi
Sumber arus
konstan atas
Pengendali
frekuensi
Integrator
Komparator
tegangan
Sumber arus
konstan bawah
Tahanan diode
rangkaian
pembentuk
Keluaran
penguat 2
Keluaran
penguat 1
C
square
triangle
sinus
Tabel 6.1 Spesifikasi generator fungsi
6.1.4. Prosedur Pengoperasian
Dalam uraian tentang prosedur
pengoperasian generator fungsi
akan dijelaskan berbagai aplikasi
dari generator fungsi, antara lain :
troubleshooting dengan teknik
signal tracing, troubleshooting
dengan teknik signal substitution
atau teknik sinyal pengganti,
penggunaan generator fungsi
sebagai bias dan sumber sinyal,
karakteristik penguat dengan
beban lebih (overload), berbagai
pengukuran respons frekuensi,
pengetesan performansi penguat
dengan gelombang persegi,
pengetesan speaker dan
rangkaian impedansi. Uraian
berikut akan berisi penjelasan cara
pengetesan, setting up peralatan,
dilengkapi dengan uraian dan
gambar kerja tentang pelaksanaan
pengetesan masing-masing.
6.1.4.1. Troubleshooting dengan teknik signal tracing
Salah satu teknik troubleshooting
untuk mencari kerusakan pada
komponen system audio adalah,
dengan mengijeksikan sinyal dari
generator fungsi pada bagian input
alat yang akan dites. Kemudian
osiloskop dipakai untuk memeriksa
output setiap tingkat dari penguat.
Hal ini dimulai dari bagian input
dan bergerak kearah output. Bila
suatu tingkat memberikan sinyal
output yang cacat atau tidak ada
OUTPUT UTAMA
Rentang Frekuensi. . ........0.5Hz sampai 3MHz dalam 6 Rentang
Bentuk Gelombang ...........6 (Sinus, persegi, segitiga, Ramp, +Pulse, - Pulse)
Amplitudo . . . . . . . . . . . . .20Vp-p sampai Open (10Vp-p in to 50W)
Attenuator . . . . . . . . . . . . .0dB, -20db (+2%)
Impedansi Output . . . . . . .50W (+2%)
DC Offset . . . . . . . . . . . . .+10V (pull ADJ.)
Frequency Adjust . . . . . . .Counter Accuracy
Distorsi . . . . . . . . . . . . .<1%, 1Hz to 100KHz
Rise/Fall Time. . . . . . . . . .<60nS
V.C.F. Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0 to +10V control
SYNC OUTPUT
Rise Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<40nS
Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . >3Vp-p (open)
Bentuk gelombang . . . . . . . . . . . . . .Square, Pulse
SWEEP
Modus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Linear/Log Sweep
Lebar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .>100:1 Continously Variable
Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .From 10mS to 5S Continuously
Variable
Output Sweep. . . . . . . . . . . . . . . . . .10Vp-p (open)
Impedansi Output . . . . . . . . . . . . . . .1KW +2%
output sama sekali, maka dapat
diduga pada tingkat tersebut
terdapat kerusakan. Sinyal input
yang lazim digunakan berbentuk
sinusoida dengan amplitudo
rendah, sedemikian rupa supaya
tidak menimbulkan cacat bentuk
pada tingkat berikutnya. Pada
gambar 6-3 dapat dilihat
troubleshooting pada rangkaian
penguat audio menggunakan
teknik signal tracing.
Teknik yang sama dapat
diterapkan pada peralatan nonaudio.
Umumnya generator fungsi
dapat menghasilkan sinyal sampai
2 MHz, bahkan beberapa model
mampu memberikan frekuensi
sampai 10 MHz atau lebih tinggi.
Pada teknik sinyal tracing ini tidak
diperlukan tegangan DC-offset dari
generator fungsi, walaupun
rangkaian penguat audio
menggunakan kopling kapasitor
yang mampu memblokir tegangan
DC yang berasal dari sumber.
Gambar 6.3. Gambar troubleshooting menggunakan teknik pelacakan sinyal
6.1.4.2.Troubleshooting menggunakan teknik sinyal pengganti
Variasi dari metode signal tracing
adalah dengan memanfaatkan
sinyal frekuensi audio yang
berfungsi sebagai sinyal
pengganti, diinjeksikan pada
berbagai titik dalam peralatan yang
sedang dites. Dalam teknik ini
pertama kali sinyal diinjeksikan
pada titik terdekat dengan
speaker, kemudian bergerak maju
menuju tingkat sebelumnya secara
bertahap sampai tidak terdengar
suara pada speaker. Tingkat yang
tidak menghasilkan suara pada
speaker diduga mengandung
kerusakan. Gambar 6-3 dapat
dipakai sekaligus untuk
troubleshooting menggunakan
teknik sinyal pengganti. Perlu
diperhatikan bahwa pada teknik
sinyal pengganti ini pengaturan
tegangan DC offset sumber sinyal
dijamin harus cocok dengan
tegangan bias masing-masing
tingkat pada sistem audio tersebut.
Ketidak sesuaian tegangan offset
dari operasi normal rangkaian,
dapat berakibat operasi tingkat
tersebut cut-off dan akan nampak
seolah-olah terjadi kerusakan,
bahkan dapat juga menyebabkan
kerusakan pada bagian tersebut.
Penguat
Audio Driver Penguat
daya
Generator fungsi
Oleh karena itu dapat digunakan
kapasitor kopling pada probe
sehingga tegangan DC offset tidak
akan masuk menggangu titik kerja
karena sinyal tetap mengambang
pada titik kerja yang dikehendaki.
Teknik sinyal pengganti ini cukup
menggunakan indikator speaker
saja, karena suara yang keluar
dari speaker sudah cukup untuk
mendeteksi ada / tidaknya
kerusakan.
6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumber
sinyal
Beberapa generator fungsi modern
mampu mencampurkan tegangan
DC-offset pada tegangan output
ACnya.
Gambar 6.4. Penggunaan generator fungsi sebagai kombinasi bias dan
sumber sinyal
Seperti nampak pada gambar 6-4
kemampuan ini dapat dipakai
untuk membias transistor penguat
yang dites dengan melengkapi
Osiloskop
atau
Ch B
Generator fungsi
Ch A
komponen AC dari sinyal input.
Dengan mengamati output
penguat pada osiloskop, amplitudo
dan bias transistor dapat
dioptimalkan pada output tidak
cacat. Dengan melakukan variasi
DC-offset, maka pengaruh
beberapa bias (klas A, B dan C)
dapat ditentukan.
6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifier
Titik beban lebih (overload) dari
beberapa penguat sulit ditentukan
dengan cara pengetesan
menggunakan input gelombang
sinusoida. Bentuk gelombang
segitiga merupakan bentuk
gelombang ideal untuk keperluan
ini, karena setiap titik awal dari
linieritas mutlak suatu gelombang
dapat dideteksi dengan baik.
Dengan output segitiga kondisi
puncak pembebanan lebih dari
sebuah penguat akan mudah
ditentukan. Kondisi overload
tersebut dapat dilihat pada gambar
6-5.
Gambar 6-5. Karakteristik penguat kondisi overload
6.1.5.2. Pengukuran Respon Frekuensi
Generator fungsi dengan
kapabilitas sweep adalah ideal
untuk pengecekan respons
frekuensi pada peralatan seperti
penguat, kendali bass dan treble,
filter band-pass, filter High Pass
dan Low Pass, rangkaian kopling,
dan speaker maupun rumah
speaker. Penguat IF, tuned circuit,
notch filter dan rangkaian
impedansi lainnya. Dengan range
frekuensi generator fungsi sampai
minimal 1 MHz, maka dapat
dipakai untuk pengukuran,
mengaturan dan analisis respons
peralatan pasip atau aktip sampai
batas frekuensi tersebut.
Sebagai tambahan pada fasilitas
sweep internal, beberapa
generator memiliki input frekuensi
terkontrol tegangan (VCF =
voltage controlled frequency), yang
memungkinkan pengendalian
sinyal sweep oleh gelombang
sinus atau pola khusus lainnya.
Juga beberapa unit tercakup
rentang audio dari 20 Hz ~ 20 kHz
dapat masuk dalam satu sweep
dengan mudah.
Bentuk gelombang
masukan
Bentuk gelombang
keluaran
6.1.5.3. Setting Peralatan Tes
Prosedur berikut ini mengacu
gambar. 6-6 . menjelaskan cara
penyiapan dan metode pengukuran
respons frekuensi.
1. Pilih rentang frekuensi yang
dikehendaki pada generator.
2. Sambungkan kabel dari
terminal output pada generator
ke input horisontal (X) dari
osiloskop.
3. Pasang osiloskop pada posisi
input X-Y.
4. Dengan pembangkit sweep
pada posisi OFF, variasikan
operasi dari alat pada frekuensi
dasar.
5. Nyalakan signal sweep dan
atur lebar dan titik awal untuk
melacak semua arah yang
dikehendaki oleh ”marker”
pada layar. Atur kecepatan
sweep sehingga displai bebas
dari derau.
6. Sambungkan output generator
dengan input rangkaian yang
akan dites. Bila perlu sisipkan
terminasi untuk matching
impedance antara output
generator dengan input
rangkaian. Hal ini tidak perlu
kalau impedansi input dan
output telah cocok misalkan
sebesar 50Ω.
7. Sambungkan input vertical (Y)
osiloskop untuk mengukur
tegangan output beban dari
rangkaian yang dites.
8. Pilih bentuk sinyal sinus,
segitiga, atau persegi manakah
yang sesuai. Sinyal sinus yang
lazim dipakai pada pengecekan
respons frekuensi.
mengendalikannya sesuai
tegangan sweep.
6.1.5.4. Peraga Respon Frekuensi
Bila menggunakan osiloskop
kovensional, maka peraga yang
diperoleh akan nampak seperti
gambar 6-7 Penguatan atau
atenuasi relatip dari seluruh
frekuensi dalam pita tersebut akan
ditampilkan. Tampilan akan dapat
dianalisis untuk menerima atau
menolak karakteristik respons
frekuensi. Dalam penguat pitalebar,
tujuan analisis umumnya
adalah untuk menjaga respons
frekuensi rata pada lebar-pita
selebar mungkin. Tampilan
respons frekuensi dari rangkaian
filter dan kopling menunjukkan
frekuensi dan ketajaman cut-off.
Gambar 6-7. Peragaan respon frekuensi penguat audio
6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem Audio
Bila penguat audio yang dites
dilengkapi dengan kendali bass
dan treble, pengaruh pengendalian
itu pada keseluruhan respons
dapat ditentukan degan tes respos
frekuensi jalan kalau pengendalian
dilakukan pada range frekuensi
secara penuh. Gambar berikut
memberikan gambaran hasil
respons frekuensi dari variasi tone
control.
Komponen
yang dites
Osiloskop
Sweep Generator
Peragaan
osiloskop
Gambar 6-6. Setting Peralatan dan Pengukuran Respon
Frekuensi
Gambar 6-8 Pengaruh variasi tone control pada
frekuensi respons system audio
6.1.4.6. Pengetesan speaker dan rangkaian impedansi
Generator fungsi dapat dipakai
untuk memperoleh informasi
mengenai impedansi input suatu
speaker atau sembarang
rangkaian impedansi yang lain
terhadap frekuensi. Dengan kata
lain frekuensi resonansi rangkaian
dapat ditentukan.
Adapun prosedur pengetesannya
adalah sebagai berikut:
1. Hubungkan peralatan seperti
tertera pada gambar 6-9
osiloskop dapat dipakai untuk
memastikan apakah output
generator fungsi tidak dalam
kondisi terpotong.
2. Bila menggunakan metode
voltmeter, variasikan nilai
frekuensi sampai range penuh
dan logaritmik tegangan terukur
pada terminal speaker terhadap
frekuensi. Skala dB dari
Voltmeter AC sesuai untuk
mengkonversi data ke dalam
satuan respons standar.
3. Bila memilih menggunakan
CRO, maka gunakan sweep
untuk pengukuran respons
frekuensi.
Frekuensi Hz
Gambar 6-9a. Pengetesan sistem speaker
Gambar 6-9b. Karakteristik sistem speaker dan rangkaian impedansi
4. Dalam pengetesan speaker
tegangan sinyal percakapan
akan naik pada frekuensi
rendah. Frekuensi resonansi
f f Z
Function Generator Speaker system
Speaker
Generator Fungsi
Voltmeter db
Osiloskop
c. Hasil Grafik Frekuensi Hertz
0 10 100 1K 10K 100K
-20
-15
-10
0
+5
+10
+15
+20
-5
b. Rangkaian ekuivalen dari pengaturan pengetesan R = Z
dihasilkan seperti pada kurva
gambar 6.9.c. Hal ini sangat
dipengaruhi oleh konstruksi
kotak speaker. Para perancang
kotak speaker dapat
menggunakan karakteristik yang
dihasilkan, untuk mengevaluasi
pengaruh berbagai faktor seperti
bahan peredam, jenis bahan
kotak speaker, dan tentu saja
jenis speakernya sendiri.
5. Dalam pengetesan rangkaian
impedansi, tidak perlu terjadi
resonansi pada frekuensi
rendah. Tetapi bila mendekati
resonansi level sinyal akan naik.
Impedansi rangkaian dapat
diukur pada frekuensi resonansi,
atau pada frekuensi lain bila
dikehendaki, dengan cara
seperti berikut :
(a) Hubungkan resistor variabel
non-konduktif, seperti pada
gambar 6.9b.
(b) Ukur tegangan pada titik E1
dan E2 dan atur resistor
variabel R1, sehingga
tegangan E2 = ½ dari E1.
(c) Impedasi dari rangkaian =
nilai resistor variabel R1
yang diperoleh.
6.1.4.7. Keselamatan Kerja
1. Periksa apakah tegangan pada
ground Generator fungsi
terhadap netral stop kontak tetap
0 Volt.
2. Bila ternyata tegangan ground
tersebut tidak sama dengan nol,
laporkan pada teknisi atau
instruktur, hentikan sementara
percobaan.
3. Jangan biasakan memutar
tombol-tombol kontrol diluar
ketentuan praktikum
4. Jangan coba masukkan
tegangan DC atau apapun ke
terminal output Generator fungsi.
5. Jangan coba memasukkan
tegangan apapun ke input.
terminal EXT SYNC, selain
tegangan eksternal sinkronisasi
yang diperlukan (tanyakan pada
instruktur).
6. Jangan menggunakan Generator
fungsi pada tempat yang
bersuhu sangat tinggi,
kelembaban tinggi dan dalam
medan elektromagnetik tinggi.
7. Simpanlah Generator fungsi di
tempat yang sejuk, dan bebas
debu. Sebaiknya disimpan
dalam almari tertutup dan berilah
silika-gel untuk menghindari
kelembaban dalam almari.
6.2. Pembangkit Frekuensi
Radio
Dalam penggunaan RF generator
banyak dipakai pada bidang
telekomunikasi atau dalam bidang
RF (radio frequency). Peralatan
dan komponen di bidang
telekomunikasi sering
membutuhkan pengetesan, baik
dalam masa pembuatan,
pemasangan maupun
pemeliharaan. Simulasi sinyal
input kadang diperlukan untuk
mengganti komponen rusak, atau
menganalisis karakteristik piranti di
bawah kondisi sinyal yang
berbeda.
Pada gambar nampak seorang ahli
teknik sedang melakukan
pengujian sistem elektronik
dengan menggunakan generator
RF modern, yang disebut
Arbitrary/Generator fungsi. Alat ini
dapat digunakan untuk berbagai
keperluan, seperti pengetesan
frekuensi respons piranti RF,
seperti pengukuran lebar pita filter
atau penguat IF, pengukuran
distorsi intermodulasi, simulasi
sinyal radar, maupun pengukuran
bilangan derau (NF, noise figure).
Instrumen ini mampu
membangkitkan sinyal Continous
Wave (CW) sampai 240 MHz, dan
sinyal pulsa sampai 120 MHz,
dengan daya output sampai 16
dBm. Sinyal ini dapat dimodulasi
dalam frekuensi, amplitudo dan
fasa melalui generator modulasi
internal yang tersedia atau sumber
dari luar sampai modulasi
frekuensi 50 kHz.
6.2.1. Konstruksi dan Cara kerja
6.2.1.1. Direct Digital Synthesis
Metoda DSP (digital signal
processing) dipakai pada banyak
pemakaian. Dengan metoda ini
banyak hal dapat dilakukan,
seperti : digital audio CD Player,
piano, bentuk gelombang
kompleks dapat dengan mudah
dibuat atau direproduksi
menggunakan metode
pembangkitan sinyal digital. AFG
ini menggunakan teknik
pembangkitan gelombang yang
disebut DDS (Direct Digital
Synthesis) untuk semua jenis
gelombang fungsi kecuali pulsa.
Seperti nampak pada gambar di
bawah nampak aliran data digital
menyatakan gelombang yang
diinginkan, dibaca secara beruntun
dari memori bentuk gelombang
dan dipasang pada input konverter
DAC. DAC diberi input clock pada
frekuensi sampling generator
fungsi sebesar 200 MHz dan
outputnya merupakan sederet
tegangan undak (step) mendekati
bentuk gelombang yang
diinginkan. Filter low pass “antialiasing”
kemudian menghaluskan
gelombang undak untuk
membangkitkan bentuk gelombang
akhir.
Jenis AFG ini menggunakan dua
buah filter “anti aliasing”. Sebuah
filter eliptik orde ke-9 dipakai untuk
gelombang sinus kontinyu, sebab
mempunyai lebar pita yang rata
dan frekuensi cut-off yang tajam
diatas 80MHz. Karena filter eliptik
menghasikan beberapa “ringing”
untuk bentuk gelombang selain
sinus kontinyu, filter orde ke-7
berfasa linier dipakai untuk semua
bentuk gelombang fungsi. Untuk
bentuk gelombang standar,
arbitrary waveform didefinisikan
dengan lebih kecil dari 16.384
(16K) titik, generator fungsi
memakai memori bentuk
gelombang sebesar 16K kata.
Sedangkan untuk generator fungsi
yang didefinisikan lebih dari 16K
titik, generator fungsi memakai
memori bentuk gelombang
sebesar 65.536 (64K) kata
(words).
AFG ini mempunyai nilai amplitudo
4.096 level tegangan diskrit atau
12-bit resolusi vertikal. Data
bentuk gelombang spesifik dibagi
kedalamsampel sedemikian rupa,
sehingga satu siklus bentuk
gelombang dengat tepat mengisi
memori bentuk gelombang (lihat
gambar di bawah
untukgemombang sinus). Bila
anda membangkitkansembarang
bentuk gelombang yang tidak
berisi tepat 16 K atau 64K titik,
bentuk gelombang akan secara
otomatik direntang oleh titik-titik
perulangan atau oleh interpolasi
antara titik-titik yang ada yang
diperlukan untuk mengisi memori
bentuk gelombang. Bilasemua
memori bentuk gelombang terisi
satu siklus gelombang, setiap
lokasi memori sesuai dengan
sudut fasa 2pi/16.384 radian atau
2pi/65.536 radian.
Generator DDS menggunakan
teknik akumulasi fasa untuk
mengendalikan pengalamatan
memori bentuk gelombang. Selain
penghitung untuk membangkitkan
alamat memori sekuensial, juga
dipakai ”adder”. Pada setiap siklus
clock, konstanta dibebankan pada
register kenaikan fasa (the phase
increment register, PIR )
ditambahkan pada hasil yang ada
dalam akumulator fasa. MSB (the
most-significant bits) dari output
akumulator fasa dipakai untuk
pengalamatan memori bentuk
gelombang. Dengan mengubah
konstanta PIR, jumlah siklus clock
yang diperlukan untuk menaiki
tangga meliputi seluruh memori
bentuk gelombang ikut berubah,
sehingga terjadi perubahan pada
frekuensi output. Bila konstanta
PIR baru dibebankan pada
register, frekuensi bentuk
gelombang mengubah fasa secara
kontinyu mengikuti siklus clock
berikutnya. PIR menentukan
kecepatan nilai fasa berubah
terhadap waktu dan akhirnya
mengendalikan frekuensi yang
disintesis. Semakin besar bit
dalam akumulator fasa akan
menghasilkan resolusi frekuensi
yang makin halus. Bila PIR hanya
mempengaruhi nilai kecepatan
perubahan nilai fasa (bukan
fasanya itu sendiri), perubahan
dalam frekuensi bentuk gelombang
mempunyai fasa kontinyu.
AFG ini menggunakan akumulator
fasa 64-bit yang dapat
menghasilkan 2 ~ 64 X 200 MHz
atau 10,8 picoHertz resolusi
frekuensi internal. Perlu dicatat
bahwa 14 atau 16 MSB dari
register fasa dipakai sebagai
alamat memori bentuk gelombang.
Akan tetapi bila menyintesis
frekuensi rendah ( < 12,21 KHz ),
alamat tidak akan berubah
sepanjang siklus clock dan
beberapa titik akan diloncati. Bila
cukup banyak titik diloncati, gejala
”aliasing” akan terjadi dan bentuk
gelombang output akan
mengalami distorsi.
6.2.1.2. Creating Arbitrary Waveforms
Untuk aplikasi pada umumnya,
tidak perlu menciptakan suatu
bentik gelombang sembarang
(arbitrary) dengan sejumlah titik
khusus selama generator fungsi
mengulang titik (atau interpolasi)
yang perlu untuk mengisi memori
bentuk gelombang. Contoh kalau
anda memilih 100 titik, setiap titik
bentuk gelombang akan diulang
dengan rerata 16.384 / 100 atau
163,84 kali. Pada alat ini anda
Gambar 6-13 Phase accumulator circuitry
Teorema Sampling Nyquist menyatakan bahwa untuk
mencegah terjadinya aliasing, komponen frekuensi tertinggi
dari bentuk gelombang output yang diinginkan harus lebih
kecil dari setengah frekuensi sampling (dalam alat ini dipakai
100 MHz)
tidak perlu menubah panjang
bentuk gelombang untuk
mengubah frekuensi output.
Semua yang harus dikerjakan
menciptakan bentuk gelombang
dengan panjang berapapun, dan
kemudian mengatur frekuensi
output generator fungsi. Tetapi
untuk memperoleh hasil yang
terbaik (dan meminimalkan
kekeliruan kuantisasi tegangan,
direkomendasikan bahwa
penggunaan rentang penuh (full
range) dari pembentuk gelombang
DAC ( digunakan 4.096 semua
tingkat ).
Hanya melaui panel belakang
dapat menggunakan interpolasi
linier untuk menghaluskan transisi
antar titik bentuk gelombang. Hal
itu memungkinkan menciptakan
bentuk gelombang sembarang
dengan titik-titik yang relatip
sedikit. Frekuensi dapat diperoleh
maksimal 25 MHz. Tetapi perlu
dicatat bahwa manfaat frekuensi
batas atas, biasanya kurang
dipengaruhi keterbatasan
bandwidth generator fungsi dan
aliasing. Komponen bentuk
gelombang di atas bandwidth 3 dB
akan diredam.
Ketika memilih bentuk gelombang
pada fungsi panel belakang
generator, tidak perlu
memasukkan pilihan interval
waktu. Pilihan interval waktu
ditambahkan bilamana diperlukan
bentuk gelombang yang sangat
komplek. Hanya melalui panel
belakang, dapat digunakan
interpolasi linier untuk
memperhalus peralihan antar
bentuk gelombang. Dalam
perkembangannya memungkinkan
membentuk gelombang acak yang
dengan sejumlah titik yang relatip
sedikit. Instrumen 33250A,
keluaran gelombang acak
frekuensi tertinggi MHz.
Bagaimanapun, perlu dicatat
bahwa batas atas yang biasa
digunakan sedikit lebih rendah
dari pada pembatasan luas bidang
pada fungsi generator. Komponen
bentuk gelombang generator
fungsi di atas lebar band -3 dB
akan diperlemah. Bila pada
keluaran frekuensi diatur sampai 5
MHz frekuensi keluaran
sebenarnya akan menjadi 5 MHz
dan amplitudo akan dilemahkan
3dB. Pada frekuensi sekitar 8
MHz, distorsi bentuk gelombang
dalam kaitan dengan aliasing akan
menjadi penting. Beberapa
aliasing akan ada dalam bentuk
gelombang arbitrary, tetapi akan
menyusahkan atau tidaknya
tergantung pada aplikasi spesifik
pemakaian.
Pada saat membentuk gelombang
arbitrary, generator fungsi akan
selalu berusaha untuk replicate
pada saat merekam, sehingga
menghasilkan versi data periodik
dalam memori bentuk gelombang.
Bagaimanapun, dimungkinkan
bentuk dan pasa sinyal yang
terjadi diskontinyuitas pada bagian
akhir. Bila bentuk gelombang
diulangai sepanjang waktu, titik
akhir diskontinyuitas ini akan
mengantarkan kesalahan
kebocoran dalam ranah frekuensi
yang dikarenakan banyak
spektrum diperlukan untuk
menguraikan diskontinuitas.
Kesalahan kebocoran disebabkan
bila rekaman bentuk gelombang
tidak meliputi jumlah siklus
keseluruhan dari frekuensi dasar.
Daya frekuensi dasar, dan
harmonisnya ditransfer pada
komponen spektrum segi empat
fungsi pencuplikan. Kesalahan
kebocoran dapat dikurangi dengan
mengatur panjang jendela meliputi
jumlah integer dari siklus
dalam jendela, untuk mengurangi
ukuran residu titik akhir
diskontinuitas. Beberapa sinyal
dikomposisikan dari diskrit, yang
berkaitan dengan frekuensi non
harmonis. Karena sinyal ini tidak
diulang-ulang, semua komponen
frekuensi tidak dapat menjadi
harmonisasi berkaitan dengan
panjang jendela. Penanganan
situasi ini harus secara hati-hati
untuk meminimkan bagian akhir
diskontinyuitas dan kebocoran
spektrum.
Gambar 6-14 Bentuk gelombang arbitrary dengan diskontinyuitas
Gambar 6-15 Spektrum dari bentuk gelombang diatas pada 100 kHz
6.2.1.3. Pembangkit Gelombang
Untuk mengeliminasi distorsi
aliasing pada frekuensi yang lebih
tinggi, 3325E menggunakan teknik
pembangkit gelombang kotak
yangberbeda untuk menghasilkan
gelombang kotak. Untuk
frekuensi di atas 2 MHz,
gelombang kotak dibuat dengan
routing DDS pembangkit
gelombang sinus ke dalam
komparator. Keluaran digital dari
komparator kemudian digunakan
sebagai basis keluaran bentuk
gelombang kotak. Duty cycle
bentuk gelombang dapat divariasi
dengan mengubah threshold
komparator . Untuk frekuensi di
bawah 2 MHz pembentuk
gelombang berbeda dibebankan
kepada pembentuk gelombang
memory untuk meminimkan jitter.
Gambar 6-16 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang kotak
6.2.1.4. Generasi bentuk gelombang pulsa
Untuk mengeliminasi distorsi
aliasing pada frekuensi yan lebih
tinggi, 33250 A juga menggunakan
teknik pembangkitan bentuk
gelombang yang berbeda untuk
membuat gelombang pulsa.
Pembangkitan gelombang pulsa,
siklus clock dihitung diturunkan
pada kedua perioda dan lebar
pulsa. Untuk mencapai resolusi
amplitudo yang halus frekuensi
clock divariasi dari 100 Mhz
sampai 200 MHz dengan
menggunakan PLL (Phase Lock
Loop).
Untuk mencapai resolusi lebar
pulsa yang halus, analog ditunda
(0 sampai 10 ns) diaplikasikan
pada ujung akhir perioda. Waktu
naik dan turun dikontrol oleh
rangkaian yang memvariasi
muatan arus dalam kapasitor.
Perioda, lebar pulsa dikendalikan
secara independen dalam batasan
yang pasti.
Anti-Aliasing Filter
Comparatorr
DAC
DAC
Gambar 6-17. Rangkaian pembangkit bentuk gelombang pulsa
Gambar 6-18 Parameter bentuk gelombang pulsa
6.2.2. Ketidaksempurnaan sinyal
Untuk bentuk gelombang sinus,
ketidaksempurnaan sinyal paling
mudah untuk diuraikan dan diamati
dalam ranah frekuensi dengan
menggunakan penganalisa
spektrum. Banyak komponen
sinyal keluaran yang mempunyai
frekuensi berbeda dengan
frekuensi dasar (pembawa)
dipandang sebagai sinyal palsu.
Ketidaksempurnaan sinyal dapat
dikatagorikan sebagai harmonis,
non harmonis atau pasa noise dan
dispesifikasikan relatip terhadap
tingkat pembawa atau dBc.
6.2.2.1. Cacat Harmonis
Komponen harmonis selalu
muncul pada kelipatan dari
frekuensi dasar yang disebabkan
oleh sifat non linieritas dalam
pembentuk tegangan DAC dan
elemen jalur sinyal lain. Tipe
30250A menggunakan filter
frekuensi rendah 100 MHz untuk
melemahkan harmonis frekuensi
yang sangat tinggi. Pada frekuensi
lebih rendah dan amplitudo lebih
rendah, mungkin ada sumber
distorsi harmonis lain yang
menyebabkan arus mengalir
melalui kabel yang dihubungkan
ke penghantar keluaran serempak
(syn). Arus ini menyebabkan
timbulnya tegangan gelombang
kotak dengan amplitudo rendah
pada ujung-ujung resistansi kabel
pengaman. Tegangan ini dapat
bercampur dengan tegangan
sinyal utama. Jika dalam aplikasi
tidak bisa diabaikan kabel dapat
dipindahkan atau dilemahkan.
Jika dalam aplikasi membutuhkan
penggunaan penghantar keluaran
serempak, pengaruh ini dapat
diminimkan dengan
menterminasikan dengan kabel
yang mempunyai impedansi beban
tinggi.
6.2.2.2. Cacat Non-Harmonis
Sumber terbesar dari komponen
non harmonis spurs ( dinamakan
"spurs/taji") adalah bentuk
gelombang DAC. Ketaklinearan
dalam DAC mengarah pada
timbulnya harmonic alias atau
“folded back”, ke dalam bandpass
dari generator fungsi. Harmonis
spur ini sangat signifikan pada
saat terdapat hubungan sederhana
antara frekuensi sinyal dan
frekuensi pencuplikan generator
fungsi (200MHz). Misal pada
frekuensi 75 MHz, DAC
menghasilkan harmonis pada 150
MHz dan 225 MHz. Harmonis
yang 50 MHz dan 25 MHz berasal
dari frekeunsi pencuplikan
generator fungsi 200 MHz, akan
muncul seperti taji pada 50 MHz
dan 25 MHz. Sumber lain dari non
harmoni spurs adalah
penghubung sumber-sumber
sinyal yang tidak berkaitan dengan
sinyal keluaran (seperti clock
mikroprossor). Spurs ini biasanya
mempunyai amplitudo tetap (= -
75 dBm atau 112 μVpp)
amplitudo ini tidak bias diabaikan
terutama sinyal di bawah 100
mVpp. Untuk mencapai amplitudo
rendah dengan kandungan spurs
minimum, keluaran generator
fungsi dipertahankan pada level
relatip tinggi dan menggunakan
attenuator eksternal jika
dimungkinkan.
6.2.2.3. Fasa Noise
Pasa noise diakibatkan dari
perubahan kecil frekuensi keluaran
sesaat (jitter). Noise datar pada
sekitar frekuensi dasar dan
bertambah sebesar 6 dBc/oktaf
terhadap frekuensi pembawa.
Pada 33250A noise pasa
ditampilkan jumlah dari semua
komponen noise dengan band 30
KHz berpusat pada frekuensi
dasar. Hubungan integrasi noise
pasa terhadap jitter memenuhi
persamaan berikut.
6.2.2.4. Kesalahan Kuantisasi
Resolusi DAC terbatas (12 bit)
menjadi penyebab utama
kesalahan kuantisasi tegangan.
Asumsi kesalahan secara seragam
didistribusikan melebihi cakupan ±
0,5 nilai bit terendah (leastsignificant
bit /LSB), ekuivalen
tingkat noise -74 dBc untuk
gelombang sinus yang
menggunakan cakupan DAC
penuh (4096 tingkatan). Panjang
memori bentuk gelombang
terbatas menjadi penyebab utama
terjadinya kesalahan pasa
kuantisasi. Perlakuan kesalahan
ini seperti modulasi pasa tingkat
rendah dan dengan asumsi
distribusi merata melampaui
cakupan LSB, tingkat ekuivalen
noise -76 dBc untuk gelombang
sinus yang mempunyai panjang
sampel 16K. Standarisasi bentuk
gelombang menggunakan
cakupan masukan DAC dan
panjang sampel 16K. Beberapa
bentuk gelombang arbitrary yang
menggunakan kurang dari
cakupan masukan DAC, atau
ditetapkan dengan lebih sedikit
dibanding 16.384 poin-poin, akan
memperlihatkan secara
proporsional kesalahan kuantisasi
relatip lebih tinggi.
6.2.2.5. Pengendali Tegangan Keluaran
Multiplier analog digunakan untuk
mengendalikan sinyal yang
mempunyai amplitudo melampaui
10 dB. Seperti ditunjukkan pada
gambar 6-19. satu dari beberapa
masukan multiplier dilewatkan
dalam sebuah filter anti-aliasing.
Masukan lain berasal dari control
tegangan DC yang merupakan
jumlah dari dua keluaran DAC.
Salah satu DAC diatur sesuai
dengan tegangan nominal
amplitudo keluaran yang
dikehendaki. DAC kedua
memberikan suatu tegangan untuk
mengkoreksi variasi respon
frekuensi generator fungsi.
Prosedur kalibrasi 33250A
dilengkapi semua informasi yang
diperlukan untuk menghitung nilai
DAC. Dua attenuator (- 10 dB dan
– 20 dB) dan penguat (+20 dB)
digunakan sebagai variasi
kombinasi untuk mengendalikan
tegangan keluaran dalam step 10
dB melampaui lebar cakupan nilai
amplitudo ( 1 mVpp sampai 10
Vpp).
Catatan :
Perlu diperhatikan bahwa offset dc merupakan jumlah sinyal ac setelah
attenuator, sebelum penguat keluaran. Ini memungkinkan sinyal ac kecil di
offsetkan dengan tegangan dc yang relatip besar. Misal tegangan 100mVpp
dapat dioffsetkan dengan hampir 5Vdc (dalam beban 50 ? ).
Pada saat merubah cakupan, selalu mensaklar attenuator yang demikian ini
menyebabkan tegangan keluaran tidak pernah melampaui pengaturan awal
amplitudo arus. Bagaimanapun, gangguan sesaat atau glitch yang
disebabkan oleh pensaklaran, dalam beberapa aplikasi dapat menyebabkan
masalah. Untuk alasan inilah, 33250A mengembangkan range hold untuk
menyegarkan saklar attenuator dan amplifier dalam arus kerjanya.
Bagaimanapun, amplitudo, akurasi dan resolusi offset (seperti halnya
ketepatan bentuk gelombang) mungkin berpengaruh kurang baik ketika
mengurangi amplitudo di bawah cakupan yang diharapkan. Sebagaimana
ditunjukkan di bawah ini 33250A memiliki impedansi seri keluaran yang tetap
50 ?, membentuk pembagi tegangan dengan tahanan beban.
Gambar 6-19 Rangkaian kendali
amplitudo output
Zo 50 ?
Rl VL
V gen
Gambar 6-20 Impedansi keluaran generator
fungsi
Sebagai kenyamanan, impedansi
beban dapat ditetapkan
sebagimana diperlihatkan oleh
generator fungsi dan dengan
demikian dapat diperagakan
tegangan beban dengan benar.
Jika impedansi beban sebenarnya
berbeda dengan nilai yang
ditetapkan, amplitudo yang
diperagakan, offset, dan tingkatan
tinggi / rendah menjadi salah.
Variasi tahanan sumber diukur dan
diperhitungkan selama instrumen
dikalibrasi. Oleh karena itu akurasi
tegangan beban terutama
bergantung pada akurasi tahanan
beban dengan persamaan
ditunjukkan di bawah ini.
6.2.3.Pengendali Tegangan Keluaran
6.2.3.1. Rangkaian Tertutup Ground
Kecuali untuk antar muka
hubungan jarak jauh dan pemicu,
33250A diisolasi dari ground
chasis (tanah). Isolasi ini
membantu mengeliminasi
rangkaian tertutup ground dalam
system dan juga memungkinkan
ke acuan sinyal keluaran tegangan
selain terhadap ground.
Ilustrasi di bawah ini menunjukkan
generator fungsi dihubungkan ke
beban melalui kabel koaksial.
Terdapat banyak perbedaan dalam
tegangan ground (VGND) yang
akan cenderung membuat arus
IGND mengalir ke dalam
pengaman kabel, sehingga
menyebabkan penurunan
tegangan pada impedansi
pengaman (Zshield). Akibatnya
penurunan tegangan (IGND X
Zshiled) mengakibatkan kesalahan
tegangan beban. Bagaimanapun,
karena instrumen diisolasi,
terdapat impedansi seri yang
besar (umumnya 1 M? parallel 45
nF) dalam jalur yang berlawanan
dengan aliran arus IGND dengan
demikian mengurangi efek ini.
Gambar 6-21 Pengaruh rangkaian tertutup ground
Pada frekuensi di atas beberapa
KHz pengaman kabel koaksial
menjadi bersifat induktif, lebih baik
dari pada resistif dan kabel
berfungsi seperti transformator.
Bila ini terjadi, ada kecenderungan
daya pengaman arus konduktor
sama besarnya namun dalam arah
yang berlawanan. Tegangan drop
dalam pengaman serupa dengan
tegangan drop pada konduktor. Ini
dikenal sebagai balun effect dan
pada frekuensi yang lebih tinggi ini
mengurangi rangkaian tertutup
ground.Perlu diperhatikan bahwa
resistansi pengaman lebih rendah
menyebabkan balun effect menjadi
lebih banyak, merupakan faktor
frekuensi lebih rendah. Oleh
karena itu, kabel koaksial dengan
dua atau tiga pita rambut
pengaman sangat lebih baik dari
pada dengan pita rambut
pengaman tunggal. Untuk
mengurangi kesalahan karena
rangkaian tertutup ground,
hubungan generator fungsi dan
beban menggunakan kabel
koaksial kualitas tinggi. Ground
pada beban dilewatkan melalui
kabel pengaman. Jika
dimungkinkan, generator fungsi
dan beban dihubungan dengan
saluran listrik yang sama untuk
memperkecil perbedaan tegangan
ground.
6.2.2.4. Atribut Sinyal AC
Kebanyakan sinyal ac berupa
gelombang sinus. Dalam faktanya,
beberapa periodik sinyal dapat
ditampilkan sebagai penjumlahan
dari gelombang sinus yang
berbeda. Besaran gelombang
sinus biasanya di spesifikasi
dengan harga puncak, puncak ke
puncak atau efektif (root
meansquare /rms). Semua
besaran ini dengan asumsi bahwa
bentuk gelombang memiliki
tegangan offset nol.
Gambar 6-22 Nilai tegangan yang penting pada gelombang sinusoida
Tegangan puncak bentuk
gelombang merupakan harga
absolute dari semua titik dalam
bentuk gelombang. Tegangan
puncak ke puncak merupakan
perbedaan antara harga
maksimum dan minimum.
Tegangan rms diperoleh dengan
menjumlahkan kuadrat tegangan
disetiap titik bentuk gelombang,
dibagi jumlah titik dan kemudian
hasil bagi diakar pangkat dua.
Harga rms bentuk gelombang juga
menunjukkan daya rata-rata sinyal
satu siklus . Daya = (Vrms)2 / Rl
Crest faktor merupakan
perbandingan harga sinyal puncak
terhadap harga rms dan harganya
akan berbeda sesuai dengan
bentuk gelombang. Tabel di bawah
ini menunjukkan beberapa bentuk
gelombang pada umumnya
dengan besanrnya crest faktor dan
harga rms.
Tabel 6-2 Crest faktor dan bentuk gelombang
Vp-p
T = 1/f
Vrms = 0.77 Vp
Adakalanya tingkatan arus bolakbalik
ditetapkan dalam " desibel
relatip terhadap 1 milliwatt" ( dBm).
Karena dBm menampilkan tingkat
daya yang diperlukan untuk
mengetahui tegangan rms sinyal
dan resistansi beban dalam hal ini
dapat diperhitungkan :
Untuk gelombang sinus beban 50
? berkaitan dengan tegangan
dBm ditunjukan dalam tabel
berikut.
Tabel 6-3 Konversi dBm
6.2.4. Modulasi
Modulasi merupakan proses
memodifikasi sinyal frekuensi
tinggi (disebut sinyal pembawa,
carrier signal) dengan sinyal
informasi frekuensi rendah
(disebut sinyal pemodulasi,
modulating signal). Bentuk
gelombang sinyal pemodulasi bisa
beraneka ragam, sedangkan
bentuk sinyal pembawa biasanya
gelombang sinusoida. Dua jenis
modulasi yang terkenal adalah AM
(amplitudo modulation) dan FM
(frequency modulation). Kedua
jenis modulasi tersebut
memodifikasi amplitudo, frekuensi
pembawa sesuai dengan harga
sesaat sinyal pemodulasi. Jenis
modulasi ketiga adalah frequencyshift
keying (FSK), yang memiliki
frekuensi output bergeser antara
dua frekuensi tergantung pada
keadaan sinyal pemodulasi digital.
Generator fungsi akan menerima
sumber modulasi internal dan
eksternal. Bila anda memilih
sumber internal, maka gelombang
termodulasi dibangkitkan oleh
proses pembangkit DDS dari
prosesor signal digital (DSP, digital
signal processor). Namun bila
dipilih sumber eksternal, maka
dBm = 10 x log10(P / 0.001)
dimana P = VRMS 2/ RL
gelombang termodulasi
dikendalikan oleh level sinyal dari
panel belakang generator fungsi
bertanda MODULATION IN. Sinyal
eksternal disampel dan didigitalkan
oleh konverter analog ke digital
(ADC) dan kemudian disambung
ke DSP. Sumber sinyal
pemodulasi, dapat dihasilkan
stream sampel digital yang
mewakili gelombang pemodulasi.
Perlu dicatat bahwa pada FSK,
frekuensi output ditentukan oleh
level sinyal dari konektor
TRIGGER IN pada panel
belakang.
6.2.4.1. Modulasi Amplitudo (AM)
Untuk AM, DSP merupakan contoh
modulasi DAC yang kemudian
mengendalikan amplitudo keluaran
melalui sebuah pengali analog.
DAC dan pengali sama seperti
yang digunakan untuk mengatur
tingkat keluaran generator fungsi.
Bentuk AM pemancar
menggunakan pembawa double
sideband dan merupakan jenis
modulasi yang digunakan pada
kebanyakan stasiun radio AM.
Gambar 6-23 Modulasi amplitudo
Jumlah modulasi amplitudo
merupakan apa yang dinamakan
kedalaman modulasi yang
direferensikan sebagai bagian dari
cakupan amplitude. Misalnya
seting kedalaman 80%
menyebabkan amplitudo bervariasi
dari 10% sampai 90% dari seting
amplitudo (90% - 10%) = 80%)
dengan salah satu siyal
pemodulasi (± 5V) internal atau
eksternal.
6.2.4.2. Frequency Modulation
(FM)
Frekuensi modulasi dan DSP
menggunakan sampel modulasi
untuk memodifikasi frekuensi
keluaran instrumen dengan
mengubah isi PIR. Perlu dicatat
bahwa karena panel belakang
masukan modulasi dihubungkan
langsung, 33250A dapat
digunakan untuk menandingi
osilator yang frekuensinya
dikendalikan dengan tegangan
(VCO). Variasi frekuensi bentuk
gelombang modulasi dari frekuensi
pembawa dinamakan deviasi
frekuensi. Bentuk gelombang
dengan frekeunsi deviasi di bawah
1% dari lebar sinyal modulasi
direferensikan sebagai FM band
sempit. Bentuk gelombang dengan
deviasi yang lebih besar
direferensikan sebagai FM band
lebar. Bandwidth sinyal yang
dimodulasi dapat didekati dengan
persamaan berikut.
BW8 2 X (lebar band sinyal
modulasi) untuk FM band sempit
BW8 2 X )Deviasi + lebar band
sinyal modulasi ) untuk FM band
lebar.
Stasiun FM komersial di Amerika
pada umumnya mempunyai lebar
band modulasi 15 kHz dan deviasi
75 kHz, membuat band lebar. Oleh
karena itu, lebar band modulasi =
2 X (75 kHz + 15 kHz) = 180 kHz.
Jarak antar kanal 200 kHz.
Gambar 6-24. Modulasi frekuensi
6.2.4.3. Frequency-Shift Keying (FSK)
FSK serupa dengan FM kecuali
perubahan frekuensi antara dua
harga preset. Kecepatan
pergeseran keluaran antara dua
frekeunsi (dinamakan frekuensi
pembawa dan frekuensi harapan)
ditentukan oleh kecepatan
generator internal atau level sinyal
Trig In pada panel belakang.
Perubahan frekuensi seketika dan
pasa kontinyu. Sinyal internal
modulasi berbentuk gelombang
kotak dengan duty cycle 50%.
Kecepatan FSK dapat diatur
secara internal dari 2 mHz sampai
100 kHz.
Gambar 6-25. Frequency shift keying
6.2.4.5. Sapuan Frekuensi
Sapuan frekuensi serupa dengan
FM namun tidak menggunakan
bentuk gelombang pemodulasi.
DSP internal mengatur frekuensi
keluaran yang didasarkan pada
salah satu fungsi linier atau
logaritmis. Dalam sapuan linier,
perubahan frekuensi keluaran
konstan hertz per detik. Dalam
sapuan logaritmis, perubahan
frekuensi keluaran dalam
konstanta oktaf/detik atau decade
per detik. Sapuan logaritmis
sangat berguna untuk meliputi
cakupan frekuensi yang luas
dimana resolusi pada frekuensi
rendah secara potensial akan
kehilangan sapuan linier. Sapuan
dibangkitkan dengan
menggunakan sumber pemici dari
dalam atau luar berupa perangkat
keras sumber pemicu. Bila sumber
eksternal dipilih, generator fungsi
akan menerima perangkat keras
pemicu yang diterapkan pada
konektor panel belakang Trig In.
Generator Fungsi memulai satu
sapuan pada setiap menerima Trig
In berupa pulsa TTL.
Satu sapuan terdiri dari sejumlah
langkah-langkah kecil frekuensi.
Karena setiap langkah mengambil
waktu yang sama, sapuan waktu
yang lebih lama menghasilkan
langkah lebih kecil dan oleh
karena itu resolusinya lebih baik.
Jumlah titik titik frekuensi diskrit
dalam sapuan secara otomatis
dihitung oleh generator fungsi dan
didasarkan pada waktu sapuan
yang telah dipilih.
Gambar 6-26 Frekuensi sapuan
Pemicu sapuan, sumber picu
dapat berupa sinyal eksternal,
kunci atau komentar yang diterima
dari antarmuka jarak jauh.
Masukan sinyal picu eksternal
dihubungkan Trig In yang berada
pada panel belakang.
Penghubung ini kecuali TTL,
berada pada tingkat kompatibel
dan direferensikan terhadap
ground chasis (bukan ground
mengambang). Bila tidak
digunakan sebagai masukan,
konektor Trig In dapat
dikonfigurasikan sebagai keluaran
sehingga memungkinkan
instrument 33250A untuk memicu
instrumen lain pada waktu yang
sama sebagai pemicu kejadian
internal.
6.2.4.6. Sinyal Sinkron dan Marker
Keluaran penghantar sync pada
panel belakang menuju tinggi pada
setiap permulaan sapuan. Jika
fungsi marker disable (lumpuh),
sinyal sync menuju rendah pada
titik tengah sapuan. Jika fungsi
marker memungkinkan, sinyal syn
menuju rendah pada saat
frekuensi keluaran mencapai
frekuensi marker tertentu.
Frekuensi marker harus berada
diantara frekuensi mulai dan
frekuensi berhenti. Penggunaan
fungsi marker untuk
mengidentifikasi frekuensi tertentu
dalam respon piranti yang diuji
(Device under test/DUT) missal
jika diinginkan untuk identifikasi
frekuensi resonansi. Untuk
mengerjakan ini, hubungkan
keluaran sync ke satu kanal
osiloskop dan hubungkan keluaran
DUT pada kanal osiloskop yang
lain. Kemudian, picu osiloskop
dengan ujung awal dari sinyal sync
pada posisi permulaan frekuensi
pada sisi kiri osiloskop. Lakukan
penyesuaian frekuensi marker
sampai sinyal syn menuju keadaan
rendah, respon piranti akan
membentuk corak yang menarik.
Frekuensi dapat dibaca pada
peraga panel belakang instrument
33250A.
Gambar 6-27 Sweep with marker at DUT resonance
6.2.4.6.1. Burst
Keluaran generator fungsi dapat
diatur pada bentuk gelombang
dengan jumlah siklus tertentu yang
dinamakan burst. Burst dapat
digunakan dalam salah satu dari
dua mode burst siklus N (juga
dinamakan triggered burst atau
gated burst). Burst siklus N
merupakan burst siklus N yang
terdiri dari bentuk gelombang
dengan jumlah siklus tertentu (1
sampai 1.000.000) dan selalu
diaktifkan dengan peristiwa picu.
Burst juga dapat diset untuk
menghitung tak hingga yang
dihasilkan pada bentuk gelombang
kontinyu pada generator fungsi
terpicu.
Gambar 6-28 Bentuk gelombang keluaran sync dan tiga siklus bentuk
gelombang burst
Untuk burst, sumber picu dapat
berupa sinyal eksternal, suatu
pewaktu internal, kunci, atau
komand yang diterima dari
antarmuka jarak jauh. Masukan
sinyal picu eksternal melalui
penghantar Trig In yang berada
pada panel belakang. Penghantar
ini kecuali TTL, berada pada
tingkat kompatibel dan
direferensikan terhadap ground
chasis (bukan ground
mengambang). Bila tidak
digunakan sebagai masukan,
penghantar dapat dikonfigurasikan
sebagai keluaran sehingga
memungkinkan 33250A untuk
memicu instrumen lain pada saat
yang sama sebagai pemicu
kejadian internal. Pengaruh picu
dapat ditunda sampai 85 detik
(penambahan 100 picodetik) untuk
menyerempakkan permulaan burst
dengan kejadian lain.
Trigger delay juga dapat disisipkan
untuk mengkompensasi peundaan
kabel dan waktu respon instrumen
lain dalam system. Pada burst N
siklus selalu dimulai dan diakhiri
pada titik yang sama pada bentuk
gelombang, yang dinamakan start
phase. Pasa permulaan pada 0°
berhubungan dengan awal
perekaman bentuk gelombang dan
360° berhubungan dengan akhir
perekaman bentuk gelombang.
Misal perkiraan aplikasi
memerlukan dua bentuk
gelombang sinus frekuensi 5 MHz
yang secara pasti satu sama lain
berbeda pasa 90°. Dapat
menggunakan dua 33250A seperti
diuraikan berikut ini. Pertama
rencanakan satu generator fungsi
sebagai master dan yang lain
sebagai slave. Seperti ditunjukkan
6-29. hubungkan penghantar
keluaran master 10 MHz ke
penghantar masukan slave 10
MHz dengan menggunakan kabel
koaksial kualitas tinggi. Konfigurasi
ini akan meyakinkan bahwa kedua
instrumen akan membangkitkan
secara pasti frekuensi sama dan
tidak akan terdapat istilah
pergeseran pasa diantara kedua
instrumen. Berikutnya, hubungkan
dua penghantar masukan dan
keluaran trigger bersama-sama
untuk memungkinkan master
memicu slave.
Keluaran
sinkronisasi
Keluaran
utama
Gambar 6-29 Konfigurasi dua instrumen
Setelah membuat hubungan seperti
yang ditunjukan gambar 6-29. ikuti
langkah-langakh di bawah ini.
1. Atur kedua instrumen pada
keluaran bentuk gelombang
sinus dengan frekuensi 5 MHz.
2. Pada kedua instrumen, diatur
pada mode N siklus burst, set
burst menghitung sampai tiga
siklus, dan set pasa permulaan 0
derajat.
3. Pada master, pilih sumber picu
internal dan memungkinkan
sinyal keluaran picu dengan
rising edge dari penghantar Trig
Out.
4. Pada slave, pilih sumber picu
eksternal dan memungkinkan
pemicuan pada rising edge dari
sinyal picu.
5. Dengan menggunakan
osiloskop, verifikasi bahwa
kedua instrumen sekarang
membangkitkan bentuk
gelombang burst tiga siklus.
Kemudian lakukan penyesuaian
parameter penundaan picu satu
instrumen untuk membawa burst
keduanya ke dalam kelurusan
satu sama lain. Sekarang dua
instrumen diserempakkan dan
akan tetap diserempakkan
sampai pengaturan parameter
penundaan picu.
6. Atur pasa permulaan dari satu
instrumen pada 90°. Kemudian,
atur penjumlah burst pada
masing-masing instrumen
sebagaimana diperlukan untuk
aplikasi. Jika diperlukan bentuk
gelombang burst kontinyu, pilih
jumlah burst tak hingga pada
kedua instrumen dan
memungkinkan pemicuan
manual pada master. Dalam
contoh ini, menjadi parameter
penunda picu, konstanta system
kalibrasi.
Sekali ditetapkan, kedua
instrumen dipertahankan lurus
dalam waktu, sekalipun jika
frekuensi atau pasa permulaan
diubah. Setiap waktu master
dipicu slave, kedua instrumen
diserempakkan kembali. Jika
tenaga diedarkan, instrumen
dapat distel kembali dengan
pemugaran keterlambatan picu
sebelumnya. Perlu dicatat
bahwa perbedaan harga
penundaan mungkin diperlukan
jika pasangan instrumen yang
digunakan berbeda atau jika
bentuk gelombang fungsi yang
dipilih berbeda.
6.2.4.6.2. Gated Burst
Dalam mode gated burst, bentuk
gelombang keluaran merupakan
salah satu on atau off didasarkan
pada level sinyal eksternal yang
diaplikasikan pada konektor panel
dengan Trig In. Pada saat sinyal
gate benar keluaran generator
fungsi bentuk gelombang kontinyu.
Bila sinyal gate menuju salah,
siklus bentuk gelombang arus
dilengkapi dan kemudian
generator fungsi berhenti selagi
tetap berada pada level tegangan
yang sesuai dengan pasa burst
awal dari bentuk gelombang yang
dipilih. Bentuk gelombang noise,
keluaran berhenti seketika bila
sinyal gate menuju salah.
6.2.5. Spesifikasi Alat
Model : AFG3251 / AFG3252
Channels : 1 / 2
Sine Wave : 1 μHz to 240 MHz
Amplitudo
<200 MHz : 50 mVp-p to 5 Vp-p / –30 dBm to 18.0 dBm
>200 MHz : 50 mVp-p to 4 Vp-p / –30 dBm to 16.0 dBm
Harmonic Distortion (1 Vp-p)
10 Hz to 1 MHz : <–60 dBc
1 MHz to 5 MHz : <–50 dBc
5 MHz to 25 MHz : <–37 dBc
>25 MHz : <–30 dBc
THD (10 Hz – 20 kHz, 1 Vp-p) : <0.2%
Spurious (1 Vp-p)
10 Hz to 1 MHz : <–50 dBc
1 MHz to 25 MHz : <–47 dBc
>25 MHz :<–47dBc+ 6 dBc/octave
Phase Noise, typical : <–110 dBc/Hz at 20 MHz, 10 kHz
offset, 1 Vp-p
Residual Clock Noise : –57 dBm
Modulation : AM, FM, PM
Source : Internal/External
Internal Modulation Frequency : 2 mHz to 50.00 kHz
Frequency Shift Keying : 2 keys
Source : Internal/External
Internal Modulation Frequency : 2 mHz to 1.000 MHz
Sweep : Linear, logarithmic
Burst :Triggered, gated
Internal Trigger Rate : 1.000 ms to 500.0 s
Gate and Trigger Sources : Internal, external, remote interface
ArbitraryWaveforms : 1 mHz to 120 MHz
Sample Rate : 2 GS/s
Waveform Memory : 2 to 128 K
6.2.6. Prosedur Pengoperasian Pengukuran bilangan pulsa noise
Bilangan derau atau NF (Noise
Figure) adalah suatu parameter
penting dari amplifier
telekomunikasi, yang menyatakan
berapa besar sumbangan noise
pada output amplifier. Hal itu
menjelaskan turunnya nisbah
sinyal ke derau SNR (signal to
noise ratio), yang disebabkan oleh
komponen dalam rantai sinyal.
Definisinya merupakan nisbah
antara signal terhadap derau dari
output terhadap input. Misalnya
dari : ponsel dan penguat pada
stasiun pangkalan TDMA, GSM
dan standar radio burst-type
lainnya. Untuk memperoleh hasil
pengukuran yang teliti, bilangan
noise harus diukur dengan
amplifier yang dioperasikan pada
kondisi mode pulsa seperti kondisi
operasi normalnya.
Gambar 6-30 Pengukuran lebar band dari filter bandpass dan
penguat IF
Setiap penguat RF baru dan filter
dirancang memiliki karakteristik
bandpass yang harus diukur untuk
meyakinkan hasil sesuai tujuan
rancangan. Kebanyakan peguat
dirancang memiliki respon linier
sepanjang cakupan frekuensi
aplikasi. Hal serupa, filter
dirancang untuk melewatkan band
frekuensi yang telah ditetapkan
sebelumnya dan menolak yang
lain. Kedua jenis komponen yang
cenderung memiliki cakupan
frekuensi dimana respon amplitudo
relatip datar. Pada salah satu
ujung cakupan respon amplitudo
ini secara mantap berkurang. Titik
dimana respon turun -3 dB dari
amplitudo puncak ke puncak
didefinisikan sebagai batasan
lebar band.
Dalam aplikasi ini misalnya kita
akan menguji penguat IF 140 MHz
dan mengukur batas frekuensi
atas dan bawah lebar band
dimana amplitudo keluaran turun -
3 dB. Turun -3dB ekuivalen
dengan 70,71% harga puncak ke
puncak. AFG memberikan sapuan
gelombang sinus seperti sinyal
masukan ke penguat dan
penganalisa spektrum melacak
sinyal keluaran dalam mode hold
peak. Menekan tombol mode
sweep AFG mengantarkan layar
dengan semua bentuk gelombang
yang perlu dilihat, meliputi
tampilan bentuk gelombang itu
sendiri (gambar 6-31). Tampak
bentuk gelombang pada bingkai
didekat layar bagian bawah.
Meringkas semua detil yang
menyolok berkaitan dengan sinyal
yang dibangkitkan : amplitudo,
frekuensi, slope dari gelombang
ramp yang meningkatkan frekuensi
dan panjang total sapuan (waktu).
Gambar 6-32 melukiskan
instrumen pelacak dari
penganalisa spektrum.
Penggunaan marker, instrumen
menghasilkan cakupan frekuensi
dari 133 MHz sampai 147 MHz.
Diluar lebar band ini respon
penguat di bawah titik -3 dB.
Gambar 6-31 Bantuk gelombang keluaran generator fungsi
Gambar 6-32 Pelacakan
penganalisa spektrum
6.3. Pembangkit Pulsa
6.3.1. Pendahuluan
Generator pulsa ini dipakai pada
pengukuran dengan
dikombinasikan pemakaian CRO.
Dengan pengukuran ini dihasilkan
informasi kualitatif dan kuantitatif
tentang peralatan yang sedang
dites. Pengetesan yang sering
dilakukan dengan generator pulsa
ini adalah pengetesan transient
respons dari amplifier. Perbedaan
pokok antara generator pulsa
dengan generator gelombang
kotak, adalah pada duty cyclenya.
Pada generator gelombang kotak
duty cyclenya 50%. Pada
generator pulsa, duty cyclenya
bervariasi, dimana duty cycle
dirumuskan sebagai berikut.
6.3.2. Spesifikasi Alat
Ada beberapa persyaratan yang
harus dipenuhi oleh sebuah
generator pulsa.
1. Pulsa harus mempunyai distorsi
minimal, sehingga setiap
distorsi yang terjadi pada
peraga murni hanya disebabkan
oleh alat yang dites.
2. Karateristik dasar dari pulsa
adalah rise time, overshoot,
ringing, sag dan undershoot.
6.4. Sweep Marker Generator
6.4.1. Prosedur Pengoperasian
6.4.1.1. Alignment penerima AM
Prosedur pelaksanaan alignment
penerima AM dilakukan sebagai
berikut
1. Gunakan rangkaian pengetesan
seperti nampak pada gambar 6-
33, dengan snyal generator
pada posisi output gelombang
sweep linier.
2. Menggunakan pengetesan
gambar 6-33 dengan mengatur
generator untuk menghasilkan
peragaan sapuan linier.
3. Jika penghitungan frekuensi
senter teliti akan digunakan
selama pengetesan. Generator
fungsi dengan penghitung
frekuensi (peraga digital)
merupakan langkah sederhana.
Sebelum operasi sapuan
dimulai, atur pemutar frekuensi
pada generator untuk mencapai
frekuensi yang diinginkan. Cek
melalui penghitung dan
tempatkan marker pada layar
osiloskop dengan
menggunakan lemak pinsil.
4. Sinyal dapat dinjeksikan melalui
salah satu mixer (455 kHz)
atau pada antenna. Bila injeksi
sinyal 455 kHz pada masukan
mixer, osilator harus
dipasipkan.
5. Bila respon IF yang diamati
pada masukan detektor AM,
probe detektor RFdiperlukan
kecuali jika titik demodulasi
telah ditetapkan oleh pabrikan.
Duty cycle =
pulseperiode
pulsewidth
6. Pengaturan tuning penguat IF
dapat dilakukan seperti yang
diinginkan memperoleh kurva
respon IF yang dikehendaki.
Seringkali, setiap rangkaian
tune diatur untuk memperoleh
amplitudo maksimum pada titik
tengah frekuensi IF.
Bagaimanapun, beberapa
penguat IF tune bertingkat
untuk mencapai lebar band
yang diinginkan.
Sapuan eksternal mungkin
digunakan jika diinginkan
gelombang sinus atau pola sapuan
lain. Menghubungkan sumber
tegangan sapuan eksternal ke jack
masukan VCF dari generator.
Tegangan sapuan eksternal dapat
juga diaplikasikan pada masukan
horisontal osliloskop. Pengaturan
frekuensi marker, dapat dilakukan
dengan power suplly yang dapat
divariasi diumpankan pada jack
masukan VCF. Masukan horisontal
osiloskop dan penghitung mungkin
dapat digunakan untuk mengukur
frekuensi keluaran.
Bagaimanapun, sama dengan
operasi sapuan eksternal, mungkin
ini lebih nyaman dalam pengaturan
frekuensi marker menggunakan
tegangan keluaran GCV untuk
mengendalikan masukan
horisontal osiloskop. Karena
memungkinkan berkorelasi
langsung antara peraga osiloskop,
penghitung frekuensi dan
pengaturan frekuensi generator.
Gambar 6-33 Alignment penerima AM
RF
Amplifier
Mixer IF Amp AM
detektor
Audio
Amp
Osilator
Hor
455 kHz
Vert
CRO
Sweep Function Generator
6.4.1.2. Aligment penerima komunikasi FM
Pengetesan pada gambar 6.-33
dapat dipakai untuk proses
alignment pesawat penerima FM,
yaitu bagian frekuensi menengah
(intermediate frequency = IF) 455
kHz, dan bagian diskriminator.
Untuk ketepatan pengaturan
frekuensi tersebut dapat dipakai
sumber marker kristal-terkontrol
(crystal-controlled marker source)
455 kHz, dengan cara sebagai
berikut:
1. Pilih bentuk gelombang sweep,
dan gunakan sinyal ke bagian
IF 455 kHz.
2. Bila sinyal output bagian IF 455
kHz didisplaikan, kurva respons
akan nampak seperti gambar 6-
34.a marker (marker) “pip”
seharusnya pada pusat kurva
respons.
3. Bila kurva respons diskriminator
diperagakan, kurva respons
akan nampak seperti gambar 6-
34b. Kurva ”S” harus setimbang
pada setiap sisi dari “pip”
marker.
Dalam skenario alignment
penerima hanya dapat dievaluasi
dan diverifikasi tanpa pengaturan.
Dimana rangkaian tune dapat
diatur, dengan mengikuti prosedur
pabrikan untuk meyakinkan
bahwa respon keseluruhan dicapai
dengan tepat.
Gambar 6-34 Alignment dari penerima IF komunikasi FM dan diskriminator
CRO
Sweep Function Generator
RF
Amplifier
Fst
Mixer
Fst
IF Amp
demodulator Audio
Amp
Osilator
2nd
Mixer
Osilator
2nd
IF Amp
475 455 435 kHz 455 kHz
Penerima radio FM
A B
6.4.1.3 Pengukuran Noise Figure
Noise figure merupakan parameter
penting dalam penguat
telekomunikasi seperti seberapa
banyak noise yang
dikonstribusikan oleh penguat
dalam sinyal keluaran. Ini
menguraikan degradasi
perbandingan sinyal terhadap
noise yang disebabkan oleh
komponen sinyal. Ini didefiniskan
sebagai perbandingan sinyal
terhadap noise pada keluaran
yang pada inputnya dapat berupa
:Telpon seluler dan penguat
pangkalan stasiun TDMA, GSM
dan jenis burst radio standar yang
hanya bertenaga mesin
sepanjang slot waktu aktip untuk
memelihara tenaga. Untuk
mencapai ketelitian hasil
pengukuran, noise figure harus
diukur dengan penguat yang
dioperasikan dalam mode pulse
seperti selama operasi normal.
Suatu metoda pengukuran SNR
yang populer adalah metoda faktor
Y. Hal ini terletak pada kalibrasi
sumber derau dengan nisbah
derau lebih (ENR = excess noise
ratio) yang dihubungkan ke input
amplifier yang dites (lihat gambar
6-34). Kanal 1 dari AFG3252
menyebabkan amplifier ON dan
OFF melalui signal pulsa yang
mengemudikan input bias penguat.
Lebar dan kecepatan pengulangan
pulsa di atur sesuai dengan
standar pengetesan. Penganalisa
spektrum dikonfigurasikan dalam
mode gated time hanya untuk
mengukur keluaran penguat
selama saklar pada posisi pasa.
Kanal 2 dari sinyal picu AFG
pada spektrum serempak untuk
mengendalikan pulsa pembias
penguat.
Penurunan noise figure dengan
metoda ini pertama diperlukan
untuk menentukan apa yang
dinamakan faktor Y yang
merupakan perbandingan
kepdatan noise keluaran dari
sumber noise dalam keadaan ON
dan OFF. Untuk dapat mencapai
reproduksi hasil pengukuran
rerata dari pengukuran yang
dikehendaki.
Dengan faktor Y diukur dan ENR
dibagi dengan sumber yang
menghasilkan noise untuk
frekuensi tertentu, noise figure
sekarang dapat dihitung sebagai
berikut :
Sebagai contoh asumsikan bahwa
ENR adalah 5,28 dB dan
kepadatan noise yang diukur
ditingkatkan dari -90 dBm/Hz
sampai -87 dBm/Hz setelah
sumber noise ditune. Faktor Y dari
3dB yang diperlukan untuk diubah
ke nilai linier untuk digunakan
dalam persmaan di atas.
Penggunaan formula Y(lin) =
10Y(dB)/10 dcapai Y(lin) =1,995.
Pengisian harga ini ke dalam
formula di atas untuk noise figure
NF=5,3 dB.
Keuntunga penggunaan AFG
dalam aplikasi ini bahwa
NF= ENR dB – (10log (Y-1)).
menawarkan dua kanal yang dapat
disinkronkan dalam frekuensi dan
pengaturan ampitudo secara
independen disesuaikan level bias
yang diperlukan penguat dan
masukan picu dari penganalisa
spektrum atau pengukur noise
figure.
7.1 Pengantar
7.1.1. Pemahaman Dasar Sinyal
Gerakan alami dalam bentuk
gelombang sinus, serupa ombak
lautan, gempa bumi, suara bising
dan bergetar, suara melalui udara
atau frekuensi alami dari gerakan
tubuh. Energi, getaran partikel dan
gaya yang tidak tampak meliputi
pisik alam semesta. Cahaya
merupakan bagian partikel, bagian
gelombang berupa frekuensi
dasar, yang dapat diamati sebagai
warna.
Pengamatan dan pengukuran
untuk melihat perbedaan gerakan
diperlukan alat yang mampu
memvisualisasi. Berdasarkan
visualisasi tersebut gerakan dapat
dibedakan kekuatan, besarnya
perioda pengulangan. Alat yang
mampu mevisualisasikan gerakan
periodik ini dinamakan osiloskop.
Osiloskop merupakan perangkat
yang sangat dibutuhkan untuk
perancangan, pabrikasi atau
perbaikan peralatan elektronika.
Perkembangan teknologi sekarang
ini para teknisi atau ahli
membutuhkan ketersediaan
perangkat terbaik untuk
menyelesaikan tantangan
pengukuran secara cepat dan
tepat. Osiloskop merupakan kunci
jawaban tantangan tuntutan
pengukuran secara akurat.
Kegunaan osiloskop tidak dibatasi
pada dunia elektronik. Dengan
transduser yang tepat osiloskop
dapat mengukur semua jenis
phenomena. Transduser
merupakan piranti yang
menciptakan sinyal listrik dalam
respon terhadap rangsangan pisik
seperti suara, tekanan mekanik,
tekanan, cahaya atau panas.
Sebuah mikropon merupakan
transducer yang mengubah suara
ke dalam sinyal listrik. Gambar 7-1
menunjukkan data ilmiah yang
dapat dikumpulkan oleh osiloskop.
Tujuan
Setelah mengikuti pembahasan
osiloskop pembaca diharapkan
mampu :
1. Mampu menjelaskan prinsip
dasar operasi CRO
2. Mampu mendiskripsikan
jenis-jenis CRO
3. Mampu menjelaskan prinsip
pengukuran sinyal dengan
CRO.
Pokok Bahasan
Pembahasan CRO meliputi :
1. Pengertian jenis-jenis sinyal,
amplitudo, frekuensi dan fasa.
2. Operasi dasar CRO
3. Jenis-jenis CRO Analog dan
digital
4. Pengoperasian CRO untuk
pengukuran karakteristik sinyal.
5. MSO perkembangan CRO
digital dalam aplikasi khusus.
BAB 7 OSILOSKOP
Gambar 7-1. Pengambilan data dengan CRO
Osiloskop digunakan oleh semua
orang dari ahli fisika sampai
teknisi perbaiki TV. Ahli mesin
otomotif menggunakan osiloskop
untuk mengukur getaran mesin.
Peneliti medis menggunakan
osiloskop untuk mengukur
gelombang otak. Berbagai
kemungkinan tidak ada akhirnya.
Setelah membaca bahasan ini
akan mampu :
1. Menguraikan bagaimana
osiloskop bekerja
2. Menguraikan perbedaan
antara osiloskop analog,
penyimpan digital, phaspor
digital dan pencuplikan digital.
3. Menguraikan jenis-jenis bentuk
gelombang
4. Memahami pengendali dasar
osiloskop
5. Melakukan pengukuran
sederhana.
Buku manual yang disertakan
dengan osiloskop akan memberi
informasi khusus tentang
bagaimana menggunakan
osiloskop. Beberapa penghasil
osiloskop juga memberikan
banyak aplikasi untuk membantu
dalam aplikasi pengukuran
tertentu.
Osiloskop sinar katoda (cathode
ray oscilloscope) selanjutnya
disebut instrumen CRO
merupakan instrumen yang sangat
bermanfaat dan terandalkan untuk
pengukuran dan analisa bentukbentuk
gelombang dan gejala lain
dalam rangkaian elektronik yang
bersifat dinamis. Pada dasarnya
CRO merupakan alat pembuat
grafik yang menunjukkan
bagaimana sinyal berubah
terhadap waktu : sumbu vertikal
mempresentasikan tegangan dan
sumbu horisontal
mempresentasikan waktu.
Intensitas atau kecerahan
peragaan seringkali disebut
sumbu Z.
Grafik yang digambarkan dapat
menginformasikan banyak tentang
sinyal yang diukur diantaranya :
�� harga tegangan dan waktu
sinyal.
�� menghitung frekuensi sinyal
osilasi.
�� gerakan bagian dari rangkaian
yang direpresentasikan dalam
bentuk sinyal.
�� kesalahan fungsi komponen
seperti sinyal terdistorsi.
�� seberapa banyak sinyal DC
atau sinyal AC.
�� seberapa banyak sinyal noise
dan apakah noise berubah
mengikuti perubahan waktu.
Gambar 7-2: Peraga bentuk gelombang komponen X, Y, Z. (www.interq or
japan/se-inoue/e-oscilo0.htm)
Dalam pemakaian CRO yang
biasa, sumbu X masukan
horisontal berupa tegangan tanjak
(ramp voltage) linier yang
dibangkitkan secara internal yang
merupakan basis waktu (time
base) secara periodik
menggerakkan bintik cahaya dari
kiri ke kanan melalui permukaan
layar. Tegangan yang akan
diamati dimasukkan ke sumbu Y
atau masukan vertikal CRO,
menggerakkan bintik cahaya ke
atas dan ke bawah sesuai dengan
nilai sesaat tegangan masukan.
Selanjutnya bintik cahaya akan
menghasilkan jejak berkas gambar
pada layar yang menunjukan
variasi tegangan masukan sebagai
fungsi waktu. Bila tegangan
masukan berulang dengan laju
yang cukup cepat, gambar akan
kelihatan sebagai pola yang diam
pada layar. Dengan demikian
CRO melengkapi suatu cara
pengamatan tegangan yang
berubah terhadap waktu.
Disamping tegangan CRO dapat
menyajikan gambaran visual dari
berbagai fenomena dinamik
melalui pemakaian transduser
yang mengubah arus, tekanan,
tegangan, temperatur, percepatan
dan banyak besaran fisis lainnya
menjadi tegangan.
7.1.2. Pengetahuan dan Pengukuran Bentuk Gelombang
Istilah umum untuk suatu pola
pengulangan dari waktu ke waktu
adalah gelombang, misal
gelombang suara, gelombang
otak, dan gelombang tegangan
atau semua pola yang berulang.
Osiloskop mengukur gelombang
tegangan. Satu siklus dari
gelombang merupakan bagian dari
pengulangan gelombang. Satu
bentuk gelombang merupakan
penampilan grafik dari
pengulangan gelombang. Suatu
bentuk gelombang tegangan
menunjukkan waktu pada sumbu
horisontal dan tegangan pada
sumbu vertikal.
Gambar 7-3. Bentuk gelombang pada umumnya
Gambar 7-4. Sumber-sumber bentuk gelombang pada
umumnya
Mengungkapkan bentuk
gelombang sebagian besar
tentang sinyal. Kapanpun dapat
dilihat perubahan tinggi bentuk
gelombang, waktu dalam sumbu
horisontal. Garis lurus diagonal
merupakan perubahan linier
tegangan naik ataupun turun
tegangan keadaan mantap.
Ketajaman sudut pada bentuk
gelombang menunjukkan
perubahan mendadak. Gambar 7-
3 menunjukkan bentuk gelombang
pada umumnya dan gambar 7-4
menunjukkan sumber-sumber
bentuk gelombang pada
umumnya.
Jenis-jenis Gelombang
Gelombang dapat diklasifikasi kedalam jenis :
�� Gelombang sinus
�� Gelombang kotak dan segi empat
�� Gelombang segitiga dan gigi gergaji
�� Bentuk step dan pulsa
�� Sinyal periodik dan non periodik
�� Sinyal sinkron dan asinkron
7.1.2.1 Gelombang Kotak dan Segi empat
Gelombang kotak merupakan
bentuk gelombang lain yang
umum. Pada dasarnya gelombang
kotak merupakan tegangan yang
on dan off (tinggi dan rendah)
pada interval yang teratur. Ini
merupakan gelombang standar
untuk menguji penguat – penguat
baik amplitudo bertambah
gelombang kotak mempunyai
distorsi minimum. Rangkaian
televisi, radio dan komputer sering
menggunakan gelombang kotak
untuk sinyal pewaktuan.
Gelombang segi empat
menyerupai gelombang kotak
kecuali bahwa interval waktu tinggi
dan rendahnya tidak sama
panjang. Terutama sekali
diperlukan pada saat untuk
menganalisa rangkaian digital.
7.1.2.1. Gelombang Sinus
Gelombang sinus merupakan
bentuk gelombang dasar untuk
beberapa alasan. Mempunyai sifat
harmonis matematis Tegangan
dalam saluran dinding bervariasi
seperti gelombang sinus. Tes
sinyal yang dihasilkan rangkaian
osilator dari pembangkit sinyal
seringkali berupa gelombang sinus.
Kebanyakan sumber-sumber daya
menghasilkan gelombang sinus
(AC menandakan arus bolak-balik,
meskipun tegangan bolak-balik jua,
DC arus rata yang berarti arus dan
tegangan seperti yang dihasilkan
baterai.Gelombang sinus damped
merupakan kasus tertentu yang
dapat dilihat pada rangkaian yang
berosilasi namun menurun dari
waktu ke waktu. Gambar 7-5
menunjukkan macam-macam
bentuk gelombang.
7.1.2.2. Gelombang gigigergaji dan segitiga
Gelombang gigigergaji dan
segitiga hasil dari rangkaian yang
dirancang untuk mengendalikan
tegangan secara linier, seperti
sapuan horisontal dari osiloskop
analog atau scan raster televisi.
Transisi antar tingkat tegangan
dari perubahan gelombang ini
kecepatannya konstan. Transisi
dinamakan ramp ditunjukkn pada
gambar 7-8.
Gambar 7-8. Step, pulsa dan rentetan pulsa
7.1.2.3. Bentuk Step dan Pulsa
Sinyal seperti step dan pulsa
jarang terjadi atau tidak secara
periodik ini dinamakan single shot
atau sinyal transien. Step
menunjukkan perubahan tegangan
mendadak seperti perubahan
pada pemidahan saklar on power.
Pulsa menunjukkan perubahan
tegangan mendadak, serupa
dengan perubahan tegangan jika
memindahkan saklar power on
dan kemudian off lagi. Pulsa
mungkin ditunjukkan satu bit dari
informasi yang berjalan melalui
rangkaian komputer atau mungkin
glitch atau dalam rangkaian cacat.
Kumpulan pulsa-pulsa berjalan
bersama membuat pulsa train.
Komponen digital dalam komputer
komunikasi dengan setiap
penggunaan pulsa yang lain.
Pulsa biasanya juga dalam sinar X
dan peralatan komunikasi.
Gambar 7-8 menunjukan contoh
bentuk step dan pulsa dan pulsa
train.
7.1.2.4. Sinyal periodik dan Non periodik
Pengulangan sinyal direferensikan
sebagai sinyal periodik, sementara
sinyal yang perubahannya konstan
dikenal sebagai sinyal non
periodik.
7.1.2.5. Sinyal sinkron dan tak sinkron
Bila pewaktuan berhubungan
dengan keberadaan dua sinyal,
sinyal direferensikan sebagai
sinyal sinkron. Sinyal clock, data
dan alamat di dalam komputer
merupakan contoh sinyal sinkron.
Asinkron merupakan istilah yang
digunakan untuk menguraikan
sinyal antara yang tidak
berhubungan dengan keberadaan
pewaktuan. Karena tidak ada
korelasi waktu antara aksi
penyentuhan kunci pada keyboard
komputer dan clock di dalam
komputer, ini dipandang sebagai
sinyal asinkron.
7.1.2.6. Gelombang kompleks
Banyak bentuk gelombang yang
mengkombinasikan karakteristik
sinus, kotak, step dan pulsa untuk
menghasilkan bentuk gelombang
yang memenuh tantangan
osiloskop. Sinyal informasi
mungkin ditempelkan dalam
bentuk variasi amplitudo, fasa dan
atau frekuensi. Contoh meskipun
sinyal dalam gambar 7-9
merupakan sinyal video komposit
biasa, ini dicampur banyak siklus
dari bentuk gelombang frekuensi
yang lebih tinggi yang ditempelkan
dalam amplop frekuensi yang lebih
rendah. Misal ini biasanya sangat
diperlukan untuk mengetahui
tingkat relatip dan pewaktuan yang
berhubungan dengan step. Untuk
melihat sinyal ini diperlukan
sebuah osiloskop yang mengambil
amplop frekuensi rendah dan
campuran dalam gelombang
frekuensi lebih tinggi dalam suatu
intensitas peunjukan yang bernilai
sehingga dapat dilihat keseluruhan
kombinasi sebagai gambar yang
dapat diinterpretasikan secara
visual. Osiloskop phosphor
analog dan digital sangat
menyenangkan untuk melihat
gelombang kompleks. Gambar 7-
9. mengilustrasikan peraga yang
memberikan informasi kejadian
frekuensi yang diperlukan atau
penilaian intensitas, penting untuk
dipahami apa sebenarnya bentuk
gelombang.
Gambar 7-9. Bentuk gelombang komplek video
1 2 3
Perioda
1 detik
1
3 siklus
perdetik
= 3 Hz
Gambar 7-10.
perioda
gelombang sinus
kompleks
7.1.3. Pengukuran Bentuk Gelombang
Banyak istilah digunakan untuk
menguaikan jenis - jenis
pengukuran yang dilakukan
dengan osiloskop. Pada bagian ini
menguraikan beberapa
pengukuran dan istilah pada
umumnya.
7.1.3.1. Frekuensi dan Perioda
Jika ada pengulangan sinyal, ini
memiliki frekuensi. Frekuensi
diukur dalam Hertz dan sama
dengan jumlah pengulangan sinyal
dalam waktu satu detik
direferensikan sebagai siklus
perdetik. Pengulangan sinyal juga
mempunyai perioda ini mengambil
banyak waktu untuk sinyal
melengkapi satu siklus. Perioda
dan frekuensi timbal balik satu
sama lain, sehingga 1/perioda
sama dengan frekuensi dan
1/frekuensi sama dengan perioda.
Misal gelombang sinus dalam
gambar 7-10 mempunyai frekuensi
3Hz dan perioda 1/3 detik.
7.1.3.2. Tegangan
Tegangan merupakan jumlah
potensial listrik atau kekuatan
sinyal antara dua titik rangkaian.
Biasanya satu dari titik ini adalah
ground atau nol volt, namun tidak
selalu. Untuk mengukur tegangan
dari puncak maksimum ke puncak
minimum dari bentuk gelombang,
direferensikan sebagai tegangan
puncak ke puncak.
7.1.3.3. Amplitudo
Amplitudo referensi terhadap
sejumlah tegangan antara titik
dalam rangkaian. Amplitudo
biasanya direferensikan tegangan
maksimum dari sinyal yang diukur
terhadap ground. Bentuk
gelombang ditunjukkan dalam
gambar 7-11 mempunyai
amplitudo 1V dan puncak ke
puncak 2V.
2
Gambar 7-11. Amplitudo dan derajat gelombang sinus
0° 90° 180° 270°
2
+1 V
-1V
7.1.3.4. Fasa
Fasa terbaik dijelaskan dengan
melihat pada gelombang sinus.
Level tegangan dari gelombang
sinus didasarkan pada gerakan
melingkar. Lingkaran mempunyai
360°, satu siklus gelombang sinus
mempunyai 360° sebagaimana
ditunjukkan dalam gambar 7-11.
Penggunaan derajat dapat
digunakan sebagai acuan untuk
sudut fasa gelombang sinus bila
ingin menguraikan seberapa
banyak perioda telah dilalui.
7.1.3.5. Pergeseran Fasa
Pergeseran fasa menguraikan
perbedaan antara dua sinyal
serupa satu sama lain. Bentuk
gelombang gambar 7-12 ditandai
arus sehingga dikatakan tertinggal
fasa dengan bentuk gelombang
yang ditandai tegangan, karena
gelombang mencapai titik sama
dalam siklus ¼ siklus
(360°/4=90°). Pergeseran fasa
biasanya dalam elektronik
dinyatakan dalam derajat.
Gambar 7-12 Pergeseran fasa
7.2. Operasi Dasar CRO
Subsistem utama CRO untuk
pemakaian umum ditunjukkan
gambar diagram di bawah ini
terdiri atas :
1. Tabung sinar katoda (CRT)
2. Penguat vertikal (vertikal
amplifier)
3. Rangkaian trigger (Trigger
Circuit)
4. Penguat Horisontal
(Horisontal Amplifier).
Tabung sinar katoda atau CRT
merupakan jantung siloskop ,
pada dasarnya CRT menghasilkan
berkas elektron yang dipusatkan
secaravtajam dan dipercepat pada
kecepatan yang sangat tinggi.
Berkas yang tajam dan kecepatan
tinggi bergerak dari sumbernya
(senapan elektron) ke layar CRT
bagian depan, membentur bahan
lapisan flouresensi yang melekat
di permukaan CRT. Akibat
benturan ini menimbulkan energy
yang cukup untuk membuat layar
tegangan Arus
Fasa 90°
0
bercahaya dalam sebuah bintik kecil.
Dalam perjalanannya menuju
layar, berkas elektron melewati
sefasang pelat defleksi vertikal
dan sefasang pelat defleksi
horisontal. Tegangan yang
dimasukkan pada pelat defleksi
vertikal dapat menggerakkan
berkas elektron pada bidang
vertikal sehinga bintik CRT
bergerak dari atas ke bawah.
Sedangkan tegangan yang
dimasukkan pada pelat defleksi
horisontal dapat menggerakkan
berkas elektron pada bidang
horisontal sehingga bintik akan
bergerak dari kiri ke kanan.
Gerakan-gerakan ini tidak saling
bergantungan satu sama lain
sehingga bintik CRT dapat
ditempatkan di setiap tempat pada
layar dengan menghubungkan
masukan tegangan vertikal dan
horisontal yang sesuai secara
bersamaan. Bentuk sinyal yang
diamati dihubungkan ke masukan
penguat vertikal dengan
menggunakan probe. Penguat
vertikal dilengkapi rangkaian
attenuator atau pelemah yang
telah dikalibrasi, biasanya diberi
tanda Volt/Div. Setelah sinyal
diperkuat cukup untuk
mengendalikan bintik CRT
diteruskan ke bagian defleksi
vertikal.
Generator basis waktu disediakan
untuk operasi internal, sedangkan
dalam pengoperasian eksternal
basis waktu diambil dari sinyal
masukan pada horisontal amplifier
seperti pada gambar. Generator
basis waktu membangkitkan
gelombang gigi gergaji yang
digunakan sebagai tegangan
defleksi horisontal dalam CRT.
spot
Gambar 7-13. Operasi dasar CRO
Input
layar berlapis
pospor
Attenuattor
dan pra
penguat
Penguat
Vertikal
Rangkaian
Triger
Penguat
Horisontal
senapan elektron pembelok vertikal
trigger dalam
Pembelok horisontal
Trigger dari luar
Bagian gelombang gigi gergaji
yang menuju positip bersifat linier,
dan laju kenaikkan dapat disetel
dengan alat control di panel
depan yang diberi anda Time/Div.
Tegangan diumpankan pada
penguat horisontal, gigi geraji
positip dimasukkan pada pelat
defleksi horisontal CRT sebelah
kanan dan gigi gergaji menuju
negatip dumpankan pada pelat
defleksi horisontal sebelah kiri.
Tegangan-tegangan ini akan
menyebabkan berkas elektron
akan menyapu sepanjang layar
dari arah kiri ke kanan, dalam
satuan waktu yang dikontrol oeh
Time/Div. Tegangan defleksi
kedua fasangan pelat secara
bersamaan menyebabkan bintik
CRT meninggalkan berkas
bayangan pada layar. Ini
ditunjukkan pada gambar 7-14..
Pada gambar ini menunjukkan
sebuah tegangan gigi gergaji
dimasukkan ke pelat defleksi
horisontal dan sinyal gelombang
sinus dimasukkan pada pelat
defleksi vertikal. Karena tegangan
penyapu horisontal bertambah
secara lnier terhadap waktu, maka
bintik CRT bergerak sepanjang
layar pada kecepatan konstan
dari kiri ke kanan. Pada akhir
penyapuan bila tegangan gigi
gergaji tiba-tiba turun dari harga
maksimalnya ke nol, bintik CRT
kembali dengan cepat ke posisi
awal di bagian kiri layar dan tetap
berada disana sampai ada
penyapuan baru. Bila secara
bersamaan diberikan sinyal
masukan pada pelat defleksi
vertikal, berkas elektron akan
dipengaruhi oleh dua gaya, yaitu
satu dalam bidang horisontal
menggerakkan bintik CRT dengan
laju linier, dan satu lagi dalam
bidang vertikalmenggerakan bintik
CRT dari atas ke bawah sesuai
dengan besar dan polaritas sinyal
masukan. Dengan demikian gerak
resultante dari berkas elektron
menghasilkan peragaan sinyal
masukan vertikal pada CRT
sebagai fungsi waktu.
Gambar 7-14. Hubungan basis waktu masukan dan tampilan
7.2.1. Prinsip Kerja Tabung Sinar Katoda
Tabung sinar katoda pada
beberapa penganalisa logika
(Logic Analysers) defleksi secara
magnetik, dapat monokrom atau
warna. Pada jenis ini peraga
menggunakan teknik seperti yang
digunakan pada TV . Dalam
tabung sinar katoda storage
oscilloscope pada dasarnya
serupa dengan defleksi
elektrostatik jenis tabung yang
akan dijelaskan di bawah ini hanya
ditambahkan satu atau lebih
storage meshes.
fokus akselerasi photon
F K 1 2 p vertikal p Horisontal
Gambar 7-15. Strktur tabung gambar
layar
sinyal masukan vertikal
t (waktu)
V
layar CRO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
4
8
6
2
2,2 6, 8,
Basis waktu
Tabung sinar katoda merupakan
komponen utama jantung
oasiloskop, pada dasarnya terdiri
dari susunan elektroda yang
dilapisi kaca bejana. Elektrodaelektroda
berfungsi sebagai berikut
�� Susunan tiga elektroda (triode)
yang berfungsi membangkitkan
berkas elektron, biasa disebut
sinar katoda yang terdiri dari
katoda (K) filamen pemanas
(F), grid pengontrol (G) dan
elektroda pemercepat berkas
elektron (1).
�� Elektroda pemfokus berkas
elektron (2).
�� Berkas elektron dipercepat
sebelum mencapai pelat
defleksi.
�� Pelat pembelok vertikal
mengubah arah berkas
sebanding dengan beda
tegangan kedua pelat. Bila
beda tegangan nol atau besar
tegangan kedua pelat sama
berkas akan dilewatkan lurus.
Disebut pelat defleksi vertikal
karena dapat membelokkkan
berkas ke arah vertikal,
sehingga berkas dapat berada
pada layar berupa titik yang
bergerak dari atas ke bawah.
Pelat defleksi horisontal serupa
dengan defleksi vertikal hanya
arah pembelokkan berkas
elektron dalam arah horisontal
dari kiri ke kanan.
�� Setelah berkas dbelokkan
akan menumbuk lapisan
flouresensi yang berada
pada permukaan layar
tabung sinar katoda.
Lapisan terdiri dari lapisan
tipis pospor, olahan kristal
garam metalik yang sangat
halus didepositkan pada
kaca. Akibatnya berkas
berpijar, semua emisi
cahaya dalam arah maju.
Gambar 7-16. Sistem pembelokan berkas elektron
Beda tegangan pada elektroda
focus diatur agar berkas yang
menumbuk layar berupa bintik
yang kecil. Sayangnya , jika tidak
ada pengontrol lain seringkali
didapati pengaturan control focus
minimum titik yang terbentuk,
melebar berbeda dengan titik
berkas tinggi minimum. Ini dapat
dicegah dengan memberikan
control astigmatism. Dalam kasus
tabung sinar katoda sederhana
terdiri dari potensiometer yang
mengatur beda tegangan relatip
?Y
D
V
L
d
pada elektroda Anoda akhir dan
layar terhadap tegangan pelat
defleksi. Pengaturan fokus dan
astigmatism memungkinkan
dicapai titik berkas elektron
dalam ukuran sekecil mungkin.
Pada saat berkas elektron
dilewatkan diantara dua pelat
pembelok vertikal yang
mempunyai beda tegangan V volt
antara kedua pelat defleksinya
maka berkas akan didefleksikan
secara vertikal besarnya :
Dimana
L = Panjang pelat
D = jarak antara pelat dan titik pada sumbu dimana defleksi diukur.
d = jarak antar pelat
Va = tegangan pem ercepat yang diberikan
K = konstanta yang berhubungan dengan muatan dan masa
Brilliance atau intensitas modulasi
atau juga dinamakan modulasi Z
dicapai dengan memberikan beda
tegangan pada katoda atau grid
yang mengontrol intensitas berkas
elektron. Pada umumnya
perubahan 5 V akan menghasilkan
perubahan kecerahan yang nyata,
ayunan maksimum sekitar 50V
akan memadamkan intensitas
penjejakan berkas elektron.
Secara normal berkas akan
dipadamkan selama flayback atau
penjejakan balik berupa
elektroda pemadam yang dapat
mendefleksikan berkas tanpa
mencapai layar.
7.2.2. Sensitivitas Tabung
Pelat defleksi dari tabung sinar
katoda dihubungkan dengan
penguat, yang dapat menjadikan
perancangan relatip sederhana
bila diperlukan amplitudo keluaran
rendah, namun diperlukan tabung
yang memiliki sensitivitas setinggi
mungkin. Penguat yang diperlukan
memiliki lebar band yang lebar,
kapasitansi antar pelat harus
dijaga rendah sehingga harus
dalam ukuran kecil dan terpisah
secara baik. Untuk mencapai
penjejakan yang jelas dari sinyal
yang mempunyai pengulangan
frekuensi rendah energy berkas
harus tinggi. Idealnya tabung
harus pendek (praktis) : D kecil
Cerah (tegangan pemercepat
tinggi) : V besar kapasitas pelat
pembelok pemercepat rendah : L
kecil, d besar. Ini menghasilkan
tabung dengan sensitivitas sangat
besar, diformulasikan :
KVLD
? Y = --------------------
2 Va d
Kebutuhan sensitivitas tinggi
kontradiksi dengan persamaan.
Praktisnya tabung sinar katoda
diperoleh dari hasil kompromi.
Oleh karena itu teknik yang
dikembangkan untuk
meningkatkan parameter yang
dipilih dengan tanpa mengabaikan
terhadap parameter yang lain.
Kecemerlangan penjejakan
dengan sensitivitas tetap terjaga
baik dapat ditingkatkan dengan
melewatkan berkas melalui
sistem defleksi dalam kondisi
energy rendah. Ini dicapai dengan
menggunakan tegangan beberapa
kilovolt pada layar tabung sinar
katoda.
7.3. Jenis-jenis Osiloskop
7.3.1. Osiloskop Analog
Pada dasarnya sebuah osiloskop
analog bekerja dengan
menerapkan sinyal tegangan yang
diukur secara langsunng diberikan
pada sumbu vertikal dari berkas
elektron yang berpindah dari kiri
melintasi layar osiloskop –
biasanya tabung sinar katoda.
Disisi sebaliknya dari layar
diberlakukan dengan perpendaran
pospor yang menyala dimana saja
berkas elektron membenturnya.
Sinyal tegangan membelokkan
berkas ke atas dan turun
berpindah secara proporsional
sebagaimana perindahan secara
hrisontal, pelacakan bentuk
gelombang pada layar. Lebih
sering berkas membentur lokasi
layar tertentu, semakin terang
nyalanya.
Gambar 7-17. Blok diagram CRO analog
? Y KLD
Sensitivitas = ---------- = -----------
V 2 Va d
attenuator Penguat
vertikal
System
triger
System vertikal
Generator
sinkronisasi
Penguat
horisontal
Time base
System horisontal
System
pembangkit
elektron
Probe
masukan
CRT
CRT membatasi cakupan
frekuensi yang dapat diperagakan
dengan osiloskop analog. Pada
frekuensi yang sangat rendah,
sinyal muncul sebagai titik terang
bergerak lambat yang sulit
membedakan sebagai ciri bentuk
gelombang. Pada frekuensi tinggi
kecepatan penulisan CRTterbatas.
Bila frekuensi sinyal melbihi
kecepatan menulis CRT, peraga
menjadi sangat samar untuk
dilihat. Osiloskop analog tercepat
dapat memperagakan frekuensi
sampai sekitar 1 GHz.
Bila sinyal dihubungkan rangkaian
probe osiloskop, tegangan sinyal
berjalan melalui probe ke sistem
vertikal dari osiloskop. Gambar 7-
17. mengilustasikan bagaimana
osiloskop analog memperagakan
sinyal yang diukur. Tergantung
pada bagaimana pengaturan skala
vertikal (control Volt/div),
attenuator mengurangi tegangan
sinyal dan sebuah penguat
menambah tegangan sinyal.
Selanjutnya sinyal berjalan
langsung ke pelat pembelok
vertikal dari CRT. Tegangan yang
diberikan pada pelat pembelok
menyebabkan perpendaran pada
titik yang bergerak melintasi layar.
Nyala titik dibuat oleh berkas
elektron yang membentur pospor
luminansi di dalam CRT.Tegangan
positip menyebabkan titik
berpindah ke atas sementara
tegangan negatip menyebabkan
titik bergerak ke bawah.
7.3.2. Jenis-jenis Osiloskop Analog
7.3.2.1. Free Running Osciloskop
Free running oscilloscope
merupakan jenis CRO generasi
awal yang sederhana, secara blok
diagram prinsip kerjanya
dijelaskan berkut ini. Pada kanal
(Channel) vertikal terdapat
penguat sinyal yang fungsinya
mengendalikan pelat defleksi
vertikal. Penguat vertikal
mempunyai penguatan yang tinggi
sehingga keluaran berupa sinyal
yang kuat ini harus dilewatkan
attenuator. Penguat horisontal
dihubungkan ke suatu sinyal time
base internal dan dikontrol oleh
pengontrol penguatan horisontal
dan mengontrol dua frekuensi
sapuan : pemilih sapuan dan
sapuan vernier.
Generator time base
menghasilkan bentuk gelombang
gigi gergaji yang berguna untuk
mendefleksikan berkas dalam
arah horisontal. Tegangan antara
pelat defleksi horisontal CRT
disusun supaya titik berkas
elektron pada posisi sisi kiri dari
layar pada saat tegangan gigi
gergaji nol. Berkas elektron akan
ditarik ke kanan sebanding
dengan tegangan ramp yang
diberikan. Jika pengaturan
memberikan tegangan ramp
mencapai maksimum berkas akan
berada diujung sebelah kanan
layar. Untuk satu ramp lengkap
tegangan gigi gergaji, bentuk
gelombang gigi gerjaji akan jatuh
secara cepat kembali ke nol,
berkas akan kembali diujung kiri
layar; pada kasus ini titik pada
layar mencapai posisi ujung dan
secara cepat dikembalikan ke
posisi awal, Akibat aksi ini garis
retrace (flyback) digambarkan
pada layar. Masalah ini
diselesaikan dengan pemberian
pulsa blanking pada saat retrace
memadamkan berkas selama
waktu flyback. Ini akan
mengurangi garis retrace pada
layar.
Gambar 7-18. Blok diagram CRO free running
Osiloskop free running merupakan
instrumen harga murah, time base
generator harus disinkronisasikan
dengan sinyal pada penguat
vertikal agar peragaan pada layar
CRT stabil. Dengan kata lain
bentuk gelombang bergerak
melintasi layar dan tetap tak stabil.
Sinkronisasi diperlukan untuk
menyamakan waktu lintasan
sapuan sinyal time base dengan
jumlah perioda gelombang
vertikal. Jadi bentuk gelombang
vertikal dapat terkunci pada layar
CRT jika frekuensi sinyal masukan
vertikal merupakan kelipatan dari
frekuensi sapuan (fv = n fs).
7.3.2.2. Osiloskop Sapuan Terpicu (Triggered – Sweep
Osciloscope)
Osiloskop free running harga
murah mempunyai keterbatasan
pemakaian. Misalnya rise time
pulsa tidak dapat diukur dengan
free running osiloskop, namun
dapat diukur dengan
menggunakan triggered-sweep
osciloscpe. Triggered-sweep
osciloskop dipandang lebih
serbaguna dan merupakan
standar industry. Dalam triggeredsweep
mode pembangkit gigi
gergaji tidak membangkitkan
tegangan ramp kecuali dikerjakan
dengan trigger pulsa. Triggered
sweep memungkinkan peragaan
sinyal vertikal pada CRT dalam
durasi yang sangat pendek, pada
Posisi vertikal
Posisi horisontal
Attenuator
Tegangan Tingi
dan Power
Supply
Sinkronisas Time
bidang layar yang cukup besar,
sederhana karena sapuan dimulai
dengan pulsa trigger yang diambil
dari bentuk gelmbang yang
diamati.
Secara blok diagram dari dasar
triggered-sweep oscilloscope
digambarkan di bawah ini, meliputi
sumber tegangan, CRT, jalur
tunda, sistem penguat vertikal,
trigger pick-off amplifier, rangkaian
trigger, generator sapuan, penguat
horisontal dan rangkaian sumbu Z.
Pada saat sinyal diberikan pada
masukan vertikal, segera
diteruskan ke preamplifier (A)
diubah dalam sinyal push-pull.
Sinyal diteruskan ke vertikal output
amplifier (C) melalui rangkaian
penunda (B). Sinyal dari vertikal
output amplifier digunakan untk
mengendalikan berkas elektron
CRT secara vertikal,
menyebabkan titik pada layar
bergerak secara vertikal. Sebuah
sample sinyal vertikal diambil dari
vertikal preamplifier sebelum
delay line diberikan ke penguat
trigger pick-off (D) diteruskan ke
rangkaian trigger (E). Sinyal ini
akan digunakan dengan sistem
time base (E.F.G). Sinyal trigger
digunakan untuk memaksa waktu
yang berhubungan antara sinyal
vertikal dan time base. Sinyal
trigger pick-off dibentuk menjadi
sinyal trigger oleh rangkaian
trigger (E). Trigger ini memicu
sweep generator menghasilkan
sinyal ramp (F), kemudian
diperkuat dan diubah ke dalam
bentuk sinal push pull oleh
penguat horisontal (G).
dihubungkan dengan pelat defleksi
horisontal CRT dan menyebabkan
penjejakan secara horisontal pada
layar mengikuti kenaikan tegangan
ramp. Keluaran sweep generator
(F) menggerakkan berkas selama
waktu naik dan kembali keposisi
awal selama off.
Attenuator dan sistem penguat
vertikal memungkinkan
diperagakan pada layar
pengukuran tegangan dari range
beberapa mV sampai beberapa
ratus volt Volt/div, pemilihan
control factor pembelok vertikal
dan pengkalibrasi sinyal. Time
/div dan control vernier memilih
kecepatan sapuan dan masukan
eksternal harisontal. Kontrol
Slope menentukan apakah
sapuan ditrigger pada slope + atau
– dari sinyal trigger. Level control
memilih sautu titik dimana trigger
sapuan diberikan. Kontrol
intensitas dan focus memungkin
peragaan focus dengan tingkat
kecerahan yang tepat.
Gambar 7-19. Blok diagram osiloskop terpicu
Perbedaan peragaan sinyal hasil pengukuran antara osloskop free
running dan triggered-sweep osciloskop seperti di bawah ini.
Gambar 7-20. Peraga osiloskop Gambar 7-21.
free running Peraga osiloskop
terpicu(www.interq or jp/japan/se-inoue/e-oscilo0.htm)
7.3.2.3. CRO Dua Kanal
7.3.2.3.1. CRO Jejak Rangkap (Dual Trace CRO)
Pemakaian osloskop sekarang ini
hampir semuanya memiliki peraga
yang mampu membandingkan
waktu dan amplitudo antara dua
bentuk gelombang. Untuk
mencapai dual trace pada layar
dapat menggunakan satu dari dua
teknik : (1) berkas tunggal
ditujukan dua sinyal kanal dengan
alat elekctronic switching (dual
level
Slope
+ posisi horisontal
Attenuator Delay
line
Penguat
vertikal
PS
tegangan
rendah
Trigger
pick off
Tegangan
tinggi
Rangkaian
trigger
Sweep
generator
Penguat
horisontal
V/div posisi vertikal
intensitas fokus
CRT
Time/div
trace). (2). Dua berkas diberikan
ke satu peraga setiap sinyal kanal
(dual beam). Karena konstruksi
CRT dual beam dan split-beam
mahal, biasanya digunakan teknik
dual trace.
Dengan dual trace osiloskop
mempunyai dua rangkaian
masukan vertikal yang diberi tanda
A dan B. Saluran A dan B
mempunyai pra penguat dan
saluran tunda yang identik.
Keluaran pra penguat A dan B
diumpankan ke sebuah saklar
elektronik yang secara bergantian
menghubungkan masukan
penguat vertikal akhir dengan
keluaran pra penguat. Saklar
elektronik juga berisi rangkaian
untuk memilih variasi mmodus
peragaan, Penguat vertikal akhir
menyediakan tegangan pelat
defleksi, berturut-turut
menghubungkan ke dua kanal
input dengan saklar elektronik.
Saklar elektronik dioperasikan
dengan menggunakan salah satu
multivibrator free-running atau
dengan pulsa yang berasal dari
rangkaian time base, berturut-turut
dalam chopped mode atau
alternate mode. Bila saklar
modus berada pada posisi
alternate (bergantian), saklar
elektronik secara bergantian
menghubungkan penguat vertikal
akhir ke saluran A dan saluran B.
Penyaklaran ini terjadi pada
permulaan tiap-tiap penyapuan
yang baru. Kecepatan
pemindahan saklar elektronik
diselaraskan dengan kecepatan
penyapuan, sehingga bintik CRT
mengikuti jejak sinyal saluran A
pada satu penyapuan dan sinyal
saluran B pada penyapuan
berikutnya.
Gambar 7-22. Blok diagram CRO jejak rangkap
Saluran
B
mode X-Y
Trigger Ext
Saluran
A
Attenuator Penunda Saklar
elektronik
Penguat
vertikal
Attenuator Penunda
Generator
penyapu
Rangkaian
pemicu
Penguat
horisontal
Karena tiap penguat vertikal
mempunyai rangkaian pelemahan
masukan yang telah terkalibrasi
dan sebuah pengontrol posisi
vertikal, amplitudo sinyal masukan
dapat diatur secara tersendiri
sehingga kedua bayangan
ditempatkan secara terpisah pada
layar. Alternate mode biasanya
digunakan untuk melihat sinyal
frekuensi tinggi, kecepatan sweep
lebih cepat dari pada 0,1 ms/div
sehingga dapat diperoleh
peragaan sinyal yang simultan dan
stabil.
Dalam mode chopped
(tercincang), saklar elektronik
berkerja penuh pada kecepatan
100 sampai 500 kHz, seluruhnya
tidak bergantung pada frekuensi
generator penyapu. Dalam modus
ini penyaklaran secara berturutturut
menghubungkan segmensegmen
kecil gelombang A dan B
ke penguat vertikal akhir. Pada
laju pencincangan yang sangat
cepat misal 500 kHz, segmen 1��s
dari setiap bentuk elombang
diumpankan ke CRT untuk
peragaan. Jika laju pencincangan
jauh lebih cepat dari laju
penyapuan horisontal, segmensegmen
terpisah yang kecil
diumpankan ke penguat vertikal
akhir bersama-sama akan
menyusun kembali bentuk
gelombang A dan B yang asli
pada layar CRT, tanpa
mengakibatkan gangguan yang
nyata pada kedua bayangan. Jika
kecepatan penyaklaran hampir
sama dengan kecepatan
pencincangan segmen-segmen
kecil dari gelombang yang
tercincang akan kelihatan sebagai
bayangan-bayangan terpisah dan
kesinambungan peragaan
bayangan hilang. Dalam hal ini
akan lebih baik menggunakan
modus alternate.
7.3.2.3.2. Osiloskop Berkas
Rangkap (Dual Beam
CRO)
CRO jenis berkas rangkap
menerima dua sinyal masukan
vertikal dan memperagakannya
sebagai dua bayangan terpisah
pada layar CRT. Osiloskop berkas
rangkap menggunakan CRT
khusus yang menghasilkan dua
berkas elektron yang betul-betul
terpisah yang secara bebas dapat
disimpangkan kea rah vertikal.
Dalam beberapa CRT berkas
rangkap keluaran senapan
elektron tunggal dipisahkan secara
mekanis menjadi dua berkas
terpisah yang disebut teknik
pemisahan berkas. Sedangkan
CRT jenis lain berisi dua senapan
elektron terpisah, masing-masing
menghasilkan berkas sendiri. CRT
berkas rangkap mempunyai dua
fasang pelat defleksi vertikal, satu
fasang untuk tiap saluran dan satu
fasang pelat deflesi horisontal.
Secara disederhanakan CRO
berkas rangkap secara blok
diagram digambarkan di bawah
ini. CRO berkas rangkap
mempunyai dua saluran vertikal
yang identik yang ditandai dengan
A dan B. Tiap saluran terdiri dari
pra penguat dan pelemah
masukan, saluran tunda, penguat
vertikal akhir dan pelat-pelat
vertkal CRT. Generator basis
waktu menggerakkan fasangan
tunggal pelat-pelat horisontal
menyapu kedua berkas sepanjang
layar pada laju kecepatanyang
sama. Geneator penyapu dapat
dipicu secara internal dari salah
satu saluran dari suatu sinyal
pemicu yang dihubungkan dari
luar, atau dari tegangan jala-jala.
Gambar 7-23. Diagram blok osiloskop berkas rangkap yang disederhanakan
7.3.2.4. CRO Penyimpanan Analog (Storage Osciloscope)
Keistimewaan ekstra disediakan
pada beberapa scope analog
penyimpan. Keistimewaan ini
memungkinkan pola penjejakan
normal rusak dalam hitungan detik
untuk tetap tinggal pada layar.
Dalam rangkaian listrik kemudian
dapat dengan sengaja jejak pada
layar diaktifkan disimpan dan
dihapus.
Penyimpan disempurnakan
dengan menggunakan prinsip
emisi sekunder. Bila berkas titik
elektron menulis dilewatkan pada
permukaan pospor, momen tidak
hanya menyebabkan pospor
beriluminasi, namun energi kinetik
berkas elektron membentur
elektron lain sehingga bebas
meninggalkan permukaan pospor.
Ini meninggalkan muatan positip.
Osiloskop penyimpan mempunyai
satu atau lebih elektron gun
sekunder yang dinamakan flood
gun memberikan keadaan banjir
elektron bernergi rendah berjalan
menuju layar pospor. Elektronelektron
dari senapan banjir
sangat lebih kuat menuju area
layar pospor dimana senapan
menulis telah meninggalkan
muatan positip, dengan cara ini
elektron-elektron dari senapan
banjir mengeluminasi kembali
pospor dengan memberikan
muatan positip pada layar. Jika
energi elektron dari senapan banjir
tepat seimbang, setiap elektron
Selektor picu
Attenuator saluran
tunda
Penguat
vertikal
Attenuator Saluran
tunda
Penguat
vertikal
Rangkaian
pemicu
Generator
penyapu
penguat
horisontal
Saluran A
Saluran B
Picu luar A
B
Jala-jala
senapan banjir merobohkan satu
elektron sekunder pospor,
sehingga mempertahankan
muatan positip daerah yang
diiluminasi. Dengan cara demikian
gambar asli yang telah ditulis
dengan senapan tulis dapat tetap
tinggal dalam waktu yang lama.
Kelebihan CRO penyimpanan
adalah mampu merekam hasil
pengukuran sinyal, dan tetap
diperagakan meskipun sinyal
masukan telah dihilangkan. Ini
sangat membantu untuk
pengamatan suatu peristiwa yang
terjadi sekali saja akan lenyap dari
layar. CRT penyimpan dapat
menyimpan peragaan jauh lebih
lama, sampai beberapa jam
setelah bayangan terbentuk pada
pospor. Ciri ingatan atau
penyimapanan bermanfaat
sewaktu memperagakan bentuk
gelombang sinyal yang
frekuensinya sangat rendah.
Frekuensi sangat rendah bila
diukur dengan CRO biasanya
bagian awal peragaan akan
menghilang sebelum bagian akhir
terbentuk pada layar. CRT
penyimpan dapat digolongkan
sebagai tabung dengan dua
kondisi stabil dan tabung setengah
nada (half tone). Tabung dua
kondisi stabil akan menyimpan
satu peristiwa atau tidak
menyimpan, hanya menghasilkan
satu level keterangan bayangan.
Tabung dengan dua kondisi stabil
dan setengah nada keduanya
mengunakan fenomena emisi
elektron sekunder guna
membentuk dan menyimpan
muatan elektrostatik pada
permukaan satu sasaran yang
terisolasi. Pembahasan berikut
berlaku untuk kedua jenis tabung
tersebut.
Bila sebuah sasaran ditembak
oleh satu aliran elektron primer,
satu pengalihan energy yang
memisahkan elektron lain dari
permukaan sasaran akan terjadi
dalam satu proses yang disebut
emisi sekunder. Jumlah elektron
sekunder yang dipanaskan dari
permukaan sasaran bergantung
pada kecepatan elektron primer,
intensitas berkas elektron,
susunan kimia dari bahan sasaran
dan kondisi permukaannya.
Karakteristik ini dinyatakan dalam
perbandingan emisi sekunder,
yang didefinisikan sebagai
perbandingan antara arus emisi
sekunder terhadap arus berkas
primer yaitu :
Prinsip kerja tabung penyimpan
dengan kondisi dua stabil yang
elementer digambarkan gambar 7-
24 di bawah ini. Jika tegangan
sasaran tinggi, sasaran ditulis
(direkam), jika tegangan sasaran
rendah sasaran terhapus. Dengan
demikian tabung mempunyai
suatu penunjukan elektris dan
kondisi penyimpanannya tidak
dapat dilihat.
? = Is/Ip
Gambar 7-24 Tabung penyimpan dengan sasaran ganda dan dua
senapan elektron
Gambar 7-25 CRT penyimpan sasaran ganda dan dua senapan elektron
Pada gambar 7-25 menunjukkan
prinsip sebuah tabung penyimpan
dengan dua kondis stabil yang
mampu menuliskan, menyimpan
dan menghapus sebuah
bayangan. Tabung penyimpan ini
berbeda dengan tabung
penyimpan dengan sasaran
Rasio emisi sekunder Tindakan senapan banjir
menulis
Tindakan senapan banjir
hapus
Titik potong
Tegangan sasaran
Kolektor 200 V
Katoda senapan banjir
0 V
Katoda senapan penulis
-2000 Volt
? = 1
? = 0
pulsa untuk menghapus
Pengembalian perlahan
-2000 V
Senapan banjir
Pulsa gerbang
Senapan
penulis
Elektroda
pengumpul
+200 V
Senapan ganda
mengambang, mempunyai dua
aspek perbedaan yaitu : (1)
memiliki permukaan sasaran
ganda dan memiliki senanpan
berkas elektron kedua. Senapan
berkas elektron kedua disebut
senapan banir (flood gun),
fungsinya memancarkan berkas
elektron primer kecepatan rendah
membanjiri seluruh permukaan
sasaran. Ciri yang menonjol dari
senapan banjir adalah membanjiri
sasaran sepanjang waktu dan
tidak hanya sebentar seperti
halnya yang dilakukan senapan
penulis. Titik stabil rendah adalah
beberapa volt negative terhadap
katoda senapan banjir, dan titik
stabil atas adalah + 200V, yaitu
tegangankolektor. Sedangkan
tegangan katoda senapan penulis
-2000V, dan kurva emisi
sekundernya ditindihkan di atas
kurva senapan banjir. Gabungan
efek senapan penulis dan
senapan banir merupakan
penjumlahan efek masng-masing
berkas berkas elektron itu sendiri.
Bila senapan penulis dibuka,
berkas elektron primernya
mencapai sasaran pada potensial
2000V, yang menyebabkan emisiemisi
ekunder sasaran tinggi.
Dengan demikian tegangan
sasaran meninggalkan titik stabil
rendah dan mulai bertambah.
Akan tetapi senapan berkas
elektron banjir berusaha
mempertahankan sasaran pada
kondisi stabilnya dan melawan
pertambahan tegangan sasaram.
Jika senapan penulis dialihkan ke
posisi bekerja cukup lama guna
membawa sasaran melewati titik
potong, berkas elektron senapan
banjir akan membantu senapan
berkas elektron penulis dan
membawa sasaran sepenuhnya
ke titik stabil atas, sehingga
sasaran dituliskan.
Meskipun jika hubungan ke
senapan penulis diputuskan,
sasaran akan dipertahankan oleh
berkas elektron senapan banjir
dalam kondisi stabil atas, dengan
demikian menyimpan informasi
yang disampaikan oleh senapan
penlis. Bila senapan penulis tidak
cukup lama bekerja membawa
sasaran melewati titik poton,
berkas elektron senapan banjir
akan memindahkan sasaran
kembali ke kondisi stabil bawa
dan tidak terjadi penyimpanan.
Menghapus sasaran berarti hanya
menyimpan tegangan saran
kembali ke tingkat stabil rendah.
Ini dilakukan dengan
mendenyutkan kolektor ke negatip
sehingga secara seketika kolektor
menolak elektron emisi sekunder
dan memantulkan kembali ke
sasaran. Ini memperkecil arus
kolektor Is, dan perbandingan
emisi sekunder turun di bawah
satu. Selanjutnya sasaran
mengumpulkan elektron primer
dari senapan banjir (pada saat ini
senapan penulis idak bekerja) dan
bermuatan negatip. Tegangan
sasaran berkurang samapai
mencapai titik stabil rendah
akibatnya pengemisian terhenti
dan sasaran dalam kondisi
terhapus. Stelah penghapusan
kolektor dikembalikan ke
tegangan positip semula (+200V)
dengan demikian pulsa
penghapus dikembalikan ke nol.
Seperti ditunjukan pada gambar 7-
24 ini terjadi secara perlahanlahan,
sehingga sasaran tidak
dikemudikan secara idak sengaja
melalui titik potong dan kembali
menjadi tertulis (terekam).
Permukaan sasaran tabung
penyimpan pada gambar 7-24
terdiri dari sejumlah sasaran
logam terpisah yang secara
elektris terpisah satu sama lain
dan diberi angka 1 sampai 5.
Senapan banjir dikonstruksi
sederhana tanpa pelat-pelat
defleksi, dan memancarkan
elektron berkecepatan rendah,
menutup semua sasaran terpisah.
Bila senapan penulis ditembakkan,
sebuah berkas elektron terpusat
berkecepatan tinggi diarahkan
sasaran kecil (dalam hal ini nomor
3). Kemudian sasaran yang satu
ini bermuatan positip dan
dituliskan ke titik stabil atas. Bila
senapan penulis dimatikan lagi,
elektron banjir mempertahankan
sasaran nomor 1 pada titik stabil
atas. Semua sasaran lain
dipertahanan pada titik stabil
bawah.
Langkah terakhir dalam
perkembangan tabung penyimpan
dua kondisi stabil dengan tembus
pandang adalah penggantian
masing-masing sasaran logam
dengan sebuah pelat dielektrik
tunggal. Pelat penyimpan dari
bahan dielektrik terdiri dari lapisan
partikel-partikel fosfor yang
terhambur setiap bagian dari
luasan permukaan mampu ditulis
atau dipertahankan positip atau
dihapus mempertahankan negatip
tanpa mempengaruhi permukaan
pelat di sebelahnya. Pelat
dielektrik ini diendapkan pada
sebuah permukaan pelat gelas
yang dilapisi bahan konduktif.
Lapisan konduktif disebut
punggung pelat sasaran (storage
target back plate), berfungsi
mengumpulkan berkas elektron
emisi sekunder. Di samping
senapan penulis dan
perlengkapan pelat defleksi CRT
penyimpan ini mempunyai dua
senapan banjir dan sejumlah
elektroda pengumpul yang
membentuk sebuah lensa berkas
elektron guna mendistribusikan
berkas elektron banjir secara
merata pada seluruh luasan
permukaan sasaran penyimpan.
Setelah senapan penulis
menuliskan bayangan bermuatan
pada sasaran penyimpan,
senapan banir menyimpan
bayangan. Bagian sasaran yang
dituliskan telah ditembaki oleh
berkas elektron banjir yang
mengalihkan energy ke lapisan
fosfor dalam bentuk cahaya
terlihat.
Pola cahaya ini dapat dilihat
melalui permukaan pelat gelas.
Karena sasaran permukaan
penyimpan dapat positip atau
negatip, maka terangnya keluaran
cahaya yang dihasilkan oleh
berkas elektron banjir biasanya
memiliki kecerahan (brightness)
penuh ataupun minimal. Tidak
terdapat skala kabur diantara
kedua batas.
7.4. Osiloskop Digital
7.4.1. Prinsip Kerja CRO Digital
Pada CRO digital menyediakan
informasi sinyal secara digital
disamping peragaan CRT
sebagaimana CRO analog. Pada
dasarnya CRO digital terdiri dari
CRO laboratorium konvensional
berkecepatan tinggi ditambah
dengan rangkaian pencacah
elektronik yang keduanya berada
dalam satu kotak kemasan.
Rangkaian kedua unit
dihubungkan dengan memakai
sebuah pengontrol peragaan
logic, memungkinkan pengukuran
pada kecepatan dan ketelitian
tinggi. CRO penunjuk angka
pembacaan,. kenaikan waktu (rise
time), amplitudo dan beda waktu,
bergantung pada posisi alat
control seperti TIME/DIV,
AMPLTUDE/DIV dan PROGRAM
dengan hasil relatip lebih akurat.
Pada saat probe osiloskop
digital diberi masukan,
pengaturan amplitudo sinyal
pada sistem vertikal seperti
osiloskop analog. Selanjutnya
sinyal analog diubah ke dalam
bentuk digital dengan
rangkaian analog-to-digital
converter (ADC). Dalam sistem
akuisi sinyal sampel pada titik
waktu diskrit, diubah dalam
harga digital disebut sample
point. Sampel clock sistem
digital menentukan seberapa
sering ADC mengambil sampel.
Kecepatan clock “ticks” disebut
sample rate dan diukur dalam
banyak sampel yang diambil
dalam satuan detik (jumlah
sample/detik).
Hasil dari ADC disimpan dalam
memori sebagai titik-titik bentuk
gelombang. Mungkin lebih dari
satu titik sampel dibuat satu titik
bentuk gelombang. Titik-titik
bentuk gelombang secara
bersama-sama membentuk
rekaman bentuk gelombang.
Jumlah titik bentuk gelombang
yang digunakan untuk membentuk
rekaman disebut record length.
Sistem trigger menentukan kapan
perekaman sinyal dimulai dan
diakhiri. Peragaan menerima
rekaman titik-titik bentuk
gelombang setelah disimpan
dalam memori. Kemampuan
osiloskop tegantung pada
pemroses pengambilan titik. Pada
dasarnya osiloskop digital serupa
dengan osiloskop analog, pada
saat pengukuran memerlukan
pengaturan vertikal, horisontal dan
trigger.
Gambar 7-26. Blok diagram osiloskop digital
7.4.2. Metoda Pengambilan Sampel
Metoda pengambilan sampel
menjelaskan bagaimana osiloskop
digital mengumpulkan titik-titik
sampel. Untuk perubahan sinyal
lambat, osiloskop digital dengan
mudah mengumpulkan lebih dari
cukup titik sampling untuk
mengkonstruksi gambar secara
akurat. Oleh karena itu untuk sinyal
yang lebih cepat (seberapa cepat
tergantung pada kecepatan
sampling osiloskop) osiloskop tidak
dapat mengumpulkan cukup
sampel . Osiloskop digital mampu
melakukan dua hal yaitu :
�� mengumpulkan beberapa titik
sampel dari sinyal dalam jalan
tunggal ( real-time sampling
mode ) dan kemudian
menggunakan interpolasi.
Interpolasi merupakan teknik
pemrosesan untuk
mengestimasi apakah bentuk
gelombang pada beberapa titik
nampak sama seperti aslinya.
�� membangun gambar bentuk
gelombang sepanjang waktu
pengulangan sinyal (
equivalent-time sampling
mode).
7.4.3. Pengambilan Sampel Real-Time dengan Interpolasi
Osiloskop digital menggunakan
pengambilan sampel real-time
seperti metoda sampling standar.
Dalam pengambilan sampel realtime,
osiloskop mengumpulkan
sampel sebanyak yang dapat
menggambarkan sinyal
sebenarnya. Untuk pengukuran
sinyal tansien harus menggunakan real time sampling.
Peraga
Sistem Akusisi
Pengubah
analog ke
digital Memori
Pemroses
Sistem
triger
Sistem
peraga
digital
Sistem
Horisontal
Sample
Clock
Sistim Vertikal
Attenuat
Penguat
Vertikal
Gambar 7-27. Pengambilan sampel real-time
Osiloskop digital menggunakan
interpolasi dalam memperagakan
sinyal secepat yang osiloskop
dapat hanya dengan
mengumpulkan beberapa titik
sampel. Inperpolasi adalah
menghubungkan titik. Interpolasi
linier sederhana menghubungkan
titik sampel dengan garis lurus.
Interpolasi sinus menghubungkan
titik sampel dengan titik kurva
(gambar 7-28) . Dengan
interpolasi sinus , titik-titik dihitung
untuk mengisi waktu antar sampel
riil. Proses ini meskipun
menggunakan sinyal yang
disampel hanya beberapa kali
dalam satu siklus dapat
diperagakan secara akurat.
Gambar 7-28. Interpolasi sinus dan linier
gelombang sinus
yang direprduksi
dengan
interpolasi sinus
gelombang sinus
yang direproduksi
dengan
menggunakan
linier interpolasi
kecepatan pengambilan sampel
bentuk gelombang yang dikonstruksi dengan titik sampel
7.4.4. Ekuivalensi Waktu Pengambilan Sampel
Beberapa osloskop digital dapat
menggunakan ekuivalen waktu
pengambilan sampel untuk
menangkap pengulangan sinyal
yang sangat cepat. Ekuivalensi
waktu pengambilan sampel
mengkonstruksi gambar
pengulangan sinyal dengan
menangkap sedikit bit informasi
dari setiap sinyal (gambar 7-30) .
Bentuk gelombang secara perlahan
dibangun seperti untai cahaya yang
berjalan satu persatu. Dengan
mengurutkan sampel titik-titk
muncul dari kiri ke kanan secara
berurutan, sedangkan pada
random sampling titik-titik muncul
secara acak sepanjang bentuk
gelombang
Gambar 7-29. Akusisi pembentukan gelombang
7.4.5. Osiloskop Penyimpan Digital
Osiloskop penyimpan digital atau
disingkat DSO (Digital Storage
Osciloscpe), sekarang ini merupakan
jenis yang lebih disukai untuk aplikasi
kebanyakan industri meskipun CRO
analog sederhana masih banyak
digunakan oleh para hobist. Osiloskop
penyimpan digital menggantikan
penyimpan analog yang tidak stabil
dengan memori digital, yang dapat
menyimpan data selama yang
dikehendaki tanpa mengalami
degradasi. Ini memungkinkan untuk
pemrosesan sinyal yang kompleks
dengan rangkaian pemroses digital
kecepatan tinggi.
Gambar 7-30. Osiloskop
penyimpan digital
Gelombang
dibentuk dengan
titik sampel
akuisisi siklus
pertama
akusisi siklus kedua
akusisi siklus
ketiga
akuisis siklus ke n
Masukan vertikal, sebagai
pengganti pengendali penguat
vertikal adalah digitalisasi dengan
rangkaian pengubah analog
menjadi digital (analog digital
converter) hasilnya sebagai data
yang disimpan dalam memori
mikroprosesor. Data selanjutnya
diproses dan dikirim untuk
diperagakan, awalnya osiloskop
penyimpan digital menggunakan
peraga tabung sinar katoda, namun
sekarang lebih disukai dengan
menggunakan LCD layar datar.
Osiloskop penyimpan digital
dengan peraga LCD warna sudah
umum digunakan. Data dapat
diatur dikirim melalui pemrosesan
LAN atau WAN atau untuk
pengarsipan. Layar gambar dapat
langsung direkam pada kertas
dengan alat berupa printer atau
plotter , tanpa memerlukan kamera
osiloskop. Osiloskop memiliki
perangkat lunak penganalisa sinyal
sangat bermanfaat untuk
penerapan ranah waktu misal
mengukur rise time, lebar pulsa,
amplitudo, spektrum frekuensi,
histogram, statistik, pemetaan
persistensi dan sejumlah parameter
yang berguna untuk seorang
engineer dalam bidang
spesialisasinya seperti
telekomunikasi. analisa disk drive
dan elektronika daya.
Osiloskop digital secara prinsip
dibatasi oleh performansi
rangkaian masukan analog dan
frekuensi pengambilan sampel.
Pada umumnya kecepatan
frekuensi pengambilan sampel
sekurang-kurangnya dua kali
komponen frekuensi tertinggi dari
sinyal yang diamati. Osiloskop
dapat memvariasi timebase dengan
waktu yang teliti. Misal untk
membuat gambar sinyal yang
diamati secara berulang.
Memerlukan salah satu clock atau
memberikan pola yang berulang.
Bila diperbandngkan antara
osiloskop penyimpan analog
dengan osiloskop penyimpan
digital, osiloskop penyimpan digital
memiliki beberapa kelebihan antara
lain.
�� Peraga lebih jelas dan besar
dengan warna pembeda untuk
multi penjejakan.
�� Ekuivalen pengambilan sampel
dan pengamatan menunjukkan
resolusi lebih tinggi di bawah
��V.
�� Deteksi puncak.
�� Pre-trigger
�� Mudah dan mampu menyimpan
beberapa penjejakan
memungkinkan pada awal kerja
tanpa trigger.
�� Ini membutuhkan reaksi
peraga cepat (beberapa
osiloskop memiliki
penundaan 1 detik).
�� Knob harus besar dan
perpindahan secara halus.
�� Juga dapat digunakan untuk
penjejakan lambat seperti variasi
temperatur sepanjang hari,
dapat direkam.
�� Memori osiloskop dapat disusun
tidak hanya sebagai satu
dimensi namun juga sebagai
susunan dua dimensi untuk
mensimulasikan pospor pada
layar. Dengan teknik digital
memungkinkan analisis
kuantitatip .
�� Memungkinkan untuk
pengamatan otomasi.
Kelemahan osiloskop
penyimpan digital adalah
kecepatan penyegaran layar
terbatas. Pada osiloskop analog,
pemakai dapat mengindra
berdasarkan intuisi kecepatan
trigger dengan melihat pada
keadaan penjejakan CRT. Untuk
osiloskop digital layar terkunci
secara pasti sama untuk
kecepatan sinyal kebanyakan
yang mana kecepatan
penyegaran layar dilampaui.
Satu hal lagi, seringkali titik
terlalu terang glitches atau
penomena lain yang jarang
didapat pada layar hitam putih
dari osiloskop digital standar,
persistansi dari pospor CRTpada
osiloskop analog rendah
membuat glitch dapat dilihat jika
diberikan beberapa trigger
berurutan. Keduanya sulit
diselesaikan sekarang ini
dengan pospor osiloskop digital,
data disimpan pada kecepatan
penyegaran tinggi dan
dipergakan dengan intensitas
yang bervariasi untuk
mensimulasikan persistensi
penjejakan dari CRT osiloskop.
7.5. Spesifikasi Osiloskop
Untuk melihat seberapa bagus
kualitas osiloskop dapat dilihat dari
nilai spesifikasi instrument yang
bersangkutan. Dalam
pembahasan ini diambil spesifikasi
dari Osciloscope Hewlett Packard
(HP) type 1740 A. Dipilih
Osiloskop HP 1740 karena jenis
dua kanal yang dapat mewakili
osiloskop analog.
7.5.1. Spesifikasi Umum
Jenis osiloskop dua kanal sistem
defleksi vertikal memiliki 12 faktor
defleksi terkalibrasi dari 5 mV/div
sampai 20V/div. Impedansi
masukan dapat dipilih 50? atau 1
M? untuk memenuhi variasi
pengukuran yang diperlukan.
Sistem defleksi horisontal memiliki
kecepatan sapuan terkalibrasi dari
2s/div sampai 0,05 ��s/div,
kecepatan penundaan sapuan dari
20 ms/div sampai 0,05��s/div.
Pengali 10 untuk memperluas
semua sapuan dengan faktor 10
dan sapuan tercepat 5 ns/div.
Dalam mode alternate ataupun
Chop control trigger-view
dimungkinkan memperagakan tiga
sinyal yaitu kanal A, kanal B dan
sinyal trigger.
7.5.2. Mode Peraga Vertikal
Kanal A dan kanal B diperagakan
bergantian dengan sapuan
berurutan (ALT). Kanal A dan
kanal B diperagakan dengan
pensaklaran antar kanal pada
kecepatan 250 kHz, selama
pensaklaran (Chop) berkas
dipadamkan, kanal A ditambahkan
kanal B (penambahan aljabar) dan
trigger view.
7.5.3. Perhatian Keamanan
Untuk pencagahan kerusakan
diperhatikan selama
pengoperasian, perawatan dan
perbaikan peralatan. Untuk
meminimumkan kejutan casis
instrument atau cabinet harus
dihubungkan ke ground secara
listrik. Instrumen menggunakan
kabel AC tiga konduktor hijau
untuk dihubungkan dengan ground
listrik.
7.6. Pengukuran Dengan Osiloskop
7.6.1. Pengenalan Panel Depan dan Fungsi
1. Pengenalan Fungsi Panel
Depan dijelaskan searah
jarum jam dimulai dari saklar
daya.
2. Saklar on / off untuk
mengaktifkan CRO putar
tombol searah jam.
3. CRO aktif ditandai dengan
lampu menyala.
4. Time/ div untuk mengatur
lebar sinyal agar mudah
dibaca.
5. Tombol time kalibrasi
digunakan saat
mengkalibrasi waktu, bila
kalibrasi telah dilakukan
posisi ini tidak boleh diubahubah.
6. Terminal kalibrasi tempat
dihubungkan probe pada
saat kalibrasi.
Posisi X digunakan untuk
menggeser tampilan sinyal
dalam peraga kea rah
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.
Lebar band : batas atas mendekati 20 MHz.
Kopel DC : dc sampai 100 MHz untuk kedua mode Ri 50? dan 1M?.
Kopel AC : mendekati 10Hz sampai 100 MHz dengan probe pembagi 10:1
Rise time : = 3ns diukur dari 10% sampai 90% .
Faktor defleksi :
Range : 5mV/div sampai 20V/div (12 posisi terkalibrasi).
Vernier : bervariasi
Gambar 7-31. Fungsi tombol panel depan CRO
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,
Posisi
vertikal
Ch 1
Input
Ch 1
Time/
div
kalibrasi
Lampu
Saklar indikator
on/off
Tombol
kalibrasi
Posisi X
Intensita
s
Triger
Fokus
Posisi
vertikal
ch 2
Input Ch 2
gratikul
Berkas
elektron
kalibrasi
mode teg
operasi
Volt/div
Ground
pemilih AC,
ground, DC
Inp
Ext
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 di
tipiskan 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.
7.6.2. PengukuranTegangan DC
7.6.2.1. Alat dan bahan yang diperlukan
1. CRO 1 buah
2. Probe CRO 1 buah
3. Batere 6 Volt 1 buah
4. Kabel secukupnya
7.6.2.2. Kalibrasi CRO
Sebelum pengukuran tegangan
DC, dilakukan kalibrasi dengan
langkah-langkah sebagai berikut.
1. Sebelum pengukuran dilakukan,
terlebih dahulu osiloskop
dikalibrasi dengan cara berikut.
Menghubungkan probe
osiloskop pada terminal kalibrasi
dan ground. Model osiloskop
yang berbeda ditunjukkan pada
gambar 7-32.
2. Kemudian time/div dan Volt/div
di atur untuk memperoleh besar
tegangan dan frekuensi
kalibrasi. Osiloskop yang
digunakan mempunyai nilai
kalibrasi 1 Volt dengan
frekuensi 1 kHz. Mengatur
Volt/div pada 1 Volt/div, time
div diatur pada 1 ms dihasilkan
peragaan seperti gambar
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 7-32.. Pengawatan kalibrasi
Gambar 7-33. Bentuk gelombang kalibrasi
3. Saklar pemilih posisi AC, DC
ground diposisikan pada gound,
berkas diamati dan ditepatkan
berimpit dengan sumbu X.
Input
kalibrasi
ground
T ime
kalibrasi
V kalibrasi Kanal 1
Gambar 7-34. Berkas elektron senter tengah
4. Probe dihubungkan dengan
kutub batere positip ground
kutub betere negatip, saklar
pemilih posisi dipindahkan ke
DC sehingga berkas akan
berpindah pada posisi keatas.
Besarnya lompatan dihitung
denan satuan kolom sehingga
harga penunjukan adalah =
jumlah kolom loncatan X posisi
Volt/div. Bila Volt/div posisi 1
maka harga penunjukan
adalah = 6 kolom div x
1Volt/div = 6 Volt DC.
Gambar 7-35. Loncatan pengukuran tegangan DC
7.6.3. Pengukuran Tegangan AC
7.6.3.1. Peralatan yang diperlukan
1. CRO 1 buah 3. Audio Frekuensi Genarator 1 buah
2. Probe 1 buah 4. Kable penghubung secukupnya.
7.6.3.2. Prosedur Pengukuran
1. Pemilih diposisikan pada AC,
bila hanya digunakan satu
kanal tetapkan ada kanal 1 atau
kanal 2.
2. Sumber tegangan AC dapat
digunakan sinyal generator ,
dihubungkan dengan masukan
CRO pengawatan ditunjukkan
gambar 7-36.
Gambar 7-36. Pengawatan pengukuran dengan function generator
3. Frekuensi sinyal generator di
atur pada frekuensi 1 kHz
dengan mengatur piringan pada
angka sepuluh dan menekan
tombol pengali 100 ditunjukkan
pada gambar di bawah.
Gambar 7-37. Pengaturan function generator panel depan
Gambar 7-38. Pengaturan frekuensi sinyal
ditekan
On, putar ke
kanan
4. Tombol power (tombol merah) di
tekan untuk mengaktifkan sinyal
generator.
Diamati bentuk gelombang pada
layar dan baca harga
amplitudonya.
Gambar 7-39. Bentuk gelombang V/div kurang besar
Amplitudo terlalu besar tidak terbaca penuh, volt/div dinaikkan pada
harga yang lebih besar atau putar tombol berlawanan arah jarum jam.
Gambar 7-40. Bentuk gelombang intensitas terlalu besar
Gambar terlalu terang, intensitas
diatur sehingga diperoleh gambar
yan mudah dibaca, dan intensitas
baik seperti gambar berikut.
Gambar 7-41. Bentuk gelombang sinus
3. Cara lain dengan menempatkan
time/div pada XY diperoleh
peragaan sinyal garis lurus
sehingga pembacaan kolom
lebin teliti. Saklar time/div diatur
putar ke kanan searah jarum
jam. Untuk peragaan seperti ini
intensitas jangan terlalu terang
dan jangan berlama-lama.
7.6.4. Pengukuran Frekuensi
7.6.4.1. Peralatan yang dibutuhkan
1. CRO 1 buah
2. Audio Function Generator 2 buah
3. Probe 2 buah
4. Kabel penghubung secukupnya
6 kolom
div bila
posisi
Volt/div 1
maka
V=6Vp-p
Gambar 7-42. Bentuk
gelombang mode XY
7.6.4.2. Pengukuran Frekuensi Langsung
Pengukuran frekuensi langsung dengan langkah-langkah seperti berikut :
1. Melakukan kalibrasi CRO
dengan prosedur seperti dalam
pengukuran tegangan DC
diatas.
2. Probe dihubungkan dengan
keluaran sinyal generator.
3. Frekuensi di atur pada harga
yang diinginkan berdasarkan
keperluan, sebagai acuan baca
penunjukan pada skala sinyal
generator.
4. Atur Volt divisi untuk
mendapatkan simpangan
amplitudo maksimum tidak cacat
(terpotong).
5. Time/div diatur untuk
mendapatkan lebar sinyal
maksimum tidak cacat
(terpotong).
6. Lebar sinyal diukur dari sinyal
mulai naik sampai kembali naik
untuk siklus berikutnya.
T= perioda
Gambar 7-43. Pengukuran frekuensi langsung
T perioda =
8 X time/div
F = 1/T
Gambar 7-44. Pengawatan pengukuran frekuensi langsung
7.6.4.3. Pengukuran Frekuensi Model Lissayous
Pada pengukuran jenis ini
diperlukan osiloskop dua kanal
dan sinyal yang telah diketahui
frekuensinya, pengukuran
dilakukan dengan langkah-langkah
berikut ini.
1. Sinyal yang telah diketahui
dihubungkan pada kanal yang
kita tandai sebagai acuan
misalnya pada X.
2. Sinyal yang akan diukur
dihubungkan pada kanal yang
lain.
3. Amplitudo diatur untuk
mendapatkan amplitudo yang
sama besarnya bila
penyamaan tidak dapat
dicapai dengan pengaturan
Volt/div, tombol kalibrasi diatur
untuk mencapai kesamaan
amplitudo. Kesamaan ini
penting supaya diperoleh
bentuk lissayous sempurna.
4. Misalnya sebelum di
lissayouskan kedua sinyal
mempunyai amplitudo sama
frekuensi berbeda seperti
gambar di atas. Time/div diatur
dipindahkan pada posisi
lissayous. Jika sinyal warna
hijau adalah masukan X dan
merah Y pada layar akan
menunjukkan perbandingan
seperti gambar berikut.
Sinyal X
Gambar 7-45. Pengukuran frekuensi model Lissayous
7.6.5. Pengukuran Fasa
7.6.5.1. Alat dan bahan yang diperlukan
1. CRO 1 buah
2. Rangkaian penggeser phasa 1 buah
3. Probe 2 buah
4. Kabel penghubung secukupnya
7.6.5.2. Prosedur Pengukuran Beda Phasa
Pengukuran fasa dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara
langsung dan model lissayous.
1. Pengukuran secara langsung, kedua sinyal dihubungkan pada
masukan kanal 1 dan kanal 2.
t T = perioda
Gambar 7-46. Pengukuran beda fasa langsung
Sinyal Y
Fx : Fy = 1 : 2
Fx = (Fy/2)
Beda fasa
= (t/T) X 360°
2. Pengukuran beda fasa dengan
mode lissayous kedua sinyal
dihubungkan pada kedua
terminal masukan CRO.
Kemudian time divisi diatur
pada posisi XY. Penampilan
peraga berdasarkan
perbandingan dan perbedaan
fasa ditunjukkan pada table
berikut.
Gambar 7-47. Perbandingan frekuensi 1: 3 beda fasa 90°
Perbandingan
XY
1:1
0o 45o 90o 135o 220o 360o
1:2
0o 22 30’ 45o 90o 135o 180o
1:3
0o 15o 30o 60o 90o 120o
1:4
0o 11 15’ 22 30’ 45o 67 30’ 90o
Gambar 7-48. Beda fasa dan beda frekuensi model lissayous
7.7.1. MSO Sumbu XYZ Aplikasi Pada Pengujian Otomotif
7.7.2. Mixed Signal Oscilloscope
Sebuah osiloskop sinyal dicampur
(mixed signal oscilloscope /
MSO) memiliki dua jenis masukan,
jumlah kecil ( pada umumnya dua
atau empat) kanal analog.
Pengukuran diperoleh dengan
basis pewaktuan tungal, dapat
dilhat pada peraga tunggal dan
banyak kombinasi sinyal yang
dapat digunakan untuk memicu
osiloskop.
Gambar 7-49. Mixed storage oscilocope (MSO)
MSO mengkombinasi semua
kemampuan pengukuran model
Digital Storage osciloscope (DSO)
dengan beberapa kemampuan
pengukuran penganalisa logika
(logic Analyzer). Pada umumnya
MSO menindak lanjuti
kekurangan kemampuan
pengukuran digital dan
mempunyai sejumlah besar kanal
akuisisi digital dari penganalisa
logika penuh namun
penggunaannya tidak sekomplek
penganalisa logika. Pengukuran
sinyal campuran pada umumnya
meliputi karakterisasi dan
pencarian gangguan, sistem
menggunakan rangkain campuran
analog, digital dan sistem meliputi
pengubah analog ke digital (ADC),
pengubah digial ke analog (DAC)
dan sistem pengendali. Arsitektur
MSO merupakan perpaduan
antara DSO (Digital Storage
Osciloscope) atau lebih tepatnya
DPO (Digital Phospor
Osciloscope) dengan panganalisa
logika (Logic Analyzer).
7.7.3. Osiloskop Digital Pospor (Digital Phospor Osciloscope /
DPO)
Osiloskop digital pospor (DPO)
menawarkan pendekatan
osiloskop arsitektur baru,
Arsitektu ini memungkinkan DPO
mengantarkan akuisisi unik dan
kemampuan rekonstruksi sinyal
secara akurat.
Sementara DPO menggunakan
arsitektur pemrosesan serial untuk
pengambilan, peragaan dan
analisa sinyal, DPO menggunakan
arsitektur pemrosesan parallel
mempunyai dedikasi unik
perangkat keras ASIC untuk
memperoleh gambar bentuk
gelombang, mengantarkan
kecepatan pengambilan bentuk
gelombang tinggi yang
menghasilkan visualisasi sinyal
pada tingkat yang lebih tinggi.
Performansi ini menambah
kemungkinan dari kesaksian
kejadian transien yang terdapat
pada sistem digital, seperti pulsa
kerdil, glitch dan kesalahan
transisi. Deskripsi dari arsitektur
pemrosesan parallel dijelaskan
berikut ini.
7.7.4. Arsitektur Pemrosesan Paralel
Tingkat input pertama DPO serupa
dengan osiloskop analog sebuah
penguat vertikal dan tingkat kedua
serupa DSO sebuah ADC. Namun
DPO secara signifikan berbeda
dari konversi analog ke digital
yang dahulu. Kebanyakan
osiloskop analog DSO atau DPO
selalu ada terdapat sebuah holdoff
selama waktu proses
pengambilan data, pemasangan
sistem lagi dan menunggu untuk
kejadian pemicuan berikutnya.
Selama waktu ini, osiloskop tidak
melihat semua aktivitas sinyal.
Kemungkinan melihat perubahan
atau pengulangan kejadian lambat
mengurangi penambahan waktu
holdoff.
Gambar 7-50. Arsitektur pemrosesan paralel dari osiloskop digital pospor
Dapat dinotasikan bahwa
kemungkinan untuk menentukan
besarnya kemungkinan dari
pengambilan dengan melhat pada
kecepatan update peraga. Jika
semata-mata mempercayakan
pada kecepatan update, ini mudah
untuk membuat kesalahan dari
kepercayaan pengambilan
osiloskop pada semua informasi
tentang bentuk gelombang pada
saat nyata atau tidak. Osiloskop
penyimpan digital memproses
bentuk gelombang yang diambil
secara serial. Kecepatan
mikroprosesor merupakan
penentu dalam proses ini karena
ini membatasi kecepatan
Amp
Digital
fosfor
mikroprosesor
Peraga
ADC
pengambilan bentuk gelombang.
Rasterisasi DPO bentuk
gelombang didigitkan diteruskan
ke data base pospor digital. Setiap
1/30 detik atau sekitar kecepatan
mata menerima sebuah snapshot
dari gambar sinyal yang disimpan
dalam data base, kemudian
disalurkan secara langsung ke
sistem peraga. Rasterisasi data
bentuk gelombang dan secara
langsung disalin ke memori
peraga, dari data base
dipindahkan ke pemrosesan data
tidak dapat dipisahkan dalam
arsitektur yang lain. Detail sinyal,
terjadi timbul tenggelam dan
karakteristik dinamis dari sinyal
yang diambil dalam waktu riil.
DPOs mikroprosesor bekerja
secara parallel dengan sistem
akuisisi terpadu untuk
memperagakan managemen,
pengukuran otomasi dan
pengendali instrument sehingga
tidak mempengaruhi kecepatan
akuisisi osiloskop.
Gambar 7-51. Peragaan sinyal DPO
Bila data base pospor digital
diumpankan ke peraga osiloskop,
mengungkapkan bentuk
gelombang pada peraga
diintensifkan, sebanding dengan
proporsi frekeunsi sinyal pada
setipa titik kejadian, sangat
menyerupai penilaian karakteristik
intensitas dari osiloskop analog.
DPO juga memungkinkan
memperagakan informasi variasi
frekeunsi kejadian pada peraga
seperti kekontrasan warna, tidak
seperti pada psiloskop analog.
Dengan DPO mudah untuk
melihat perbedaan antara bentuk
gelombang yang terjadi pada
hampir setiap picu.
Osiloskop digital pospor (DPO)
merupakan teknik antara teknologi
osiloskop analog dan digital.
Terdapat persamaan pengamatan
pada frekuensi tinggi dan rendah,
pengulangan bentuk gelombang,
transien dan variasi sinyal dalam
waktu riil. DPO hanya memberikan
sumbu intensitas (Z) dalam waktu
rill yang tidak ada pada DSO
konvensional.
DPO ideal yang memerlukan
perancangan terbaik dan piranti
pelacak gannguan untuk cakupan
aplikasi yang luas (contoh gambar
19). DPO yang pantas dicontoh
untuk pengujian topeng
komunikasi, digital debyg dari
sinyal intermittent, perancangan
pengulangan digital dan aplikasi
pewaktuan.
Kemampuan pengukuran
osiloskop ditingkatkan sehingga
memungkinkan bagi anda untuk :
�� Membuat, mengedit dan
berbagi dokumen dilakukan
osiloskop, sementara
osiloskop tetap bekerja
dengan intrumen dalam
lingkungan tertentu.
�� Akses jaringan mencetak dan
berbagi file sumber daya
�� Mengakses window komputer
�� Melakukan analisis dan
dekomentasi perangkat lunak
�� Menghubungkan ke jaringan
�� Mengakses internet
�� Mengirim dan menerima e-mail
Gambar 7-52. Paket pilihan software
Peningkatan Kemampuan Sebuah
osiloskp dapat ditingkatkan
sehingga mampu mengakomodasi
kebutuhan perubahan. Beberapa
osiloskop memungkinkan pemakai
untuk :
Gambar 7-53 aplikasi modul
Gambar 7-54. Modul video Gambar 7-55 Pengembangan analisis
1. Menambah memori kanal untuk
menganalisa panjang rekaman
yang leih panjang
2. Menambah kemampuan
pengukuran untuk aplikasi
khusus
3. Menambah daya osiloskop
untuk memenuhi cakupan
probe dan modul
4. Bekerja dengan penganalisa
pihak ketiga dan produktivitas
perangkat lunak kompatibel
window.
5. Menabah asesoris seperti
tempat baterai dan rak.
6. Aplikasi modul dan perangkat
lunak memungkinkan untuk
menstransformasi osiloskop ke
dalam perangkat analisa
tertentu dengan kemampuan
tinggi untuk melakukan fungsi
seperti analisa jitter dan
pewaktuan, sistem verifikasi
memori mikroprosesor,
pengujian komunikasi standar,
pengukuran pengendali
piringan, pengukran video,
pengukuran daya dan
sebagainya .
Gambar 7-56. Tombol pengendali posisi tradisional
7.7.5. Mudah Penggunaan
Osiloskop mudah dipelajari dan
mudah untuk membantu bekerja
pada frekuensi dan produktivitas
puncak. Sama halnya tidak ada
satupun pengendali mobil khas,
tidak ada satupun pemakai
Gambar 7-57 peraga sensitip tekanan
Gambar 7-58 Menggunakan pengendali grafik
Gambar 7-59. Osiloskop portable
osilsokop yang khas. Kedua
pemakai instrument tradisional
dan yang mengalami
perkembangan dalam area
window / internet. Kunci untuk
mencapai pemakai kelompok
besar demikian adalah fleksibilitas
gaya pengoperasian. Kebanyakan
osiloskop menawarkan
keseimbangan pencapaian dan
kesederhanaan dengan member
pemakai banayk cara untuk
mengoperasikan instrument.
Tampilan panel depan disajikan
untuk pelayanan pengendalian
vertikal, horisontal dan picu.
Penggunaan banyak antara muka
icon grafik membantu memahami
dan dengan tak sengaja
menggunakan kemampuan yang
lebih tinggi. Peraga sensitip
sentuhan menyelesaikan isu
kekacauan dalam kendaraan dan
sementara memberi akses yang
jelas bersih pada tombol layar.
Memberi garis bantu yang dapat
digunakan sebagai acuan. Kendali
intuitif memungkinkan para
pemakai osiloskop merasa
nyaman mengendalikan osiloskop
seperti mengendalikan mobil,
sementara memberi waktu penuh
pada pengguna untuk mengakses
osiloskop. Kebanyakan osilskop
portable membuat osiloskop
efisien dalam banyak perbedaan
lingkungan kerja di dalam
laboratorium ataupun di lapangan
7.7.6. Probe
7.7.6.1. Probe pasip
Untuk pengukuran sinyal dan
besar tegangan, probe pasip
memberikan kemudahan dalam
pemakaian dan kemampuan
cakupan pengukuran. Fasangan
probe tegangan pasip dengan
arus probe akan memberi solusi
ideal pengukuran daya.
Probe attenuator pengurangan
10X (baca sepulu kali) membebani
rangkaian dalam perbandingan
sampai 1X probe dan merupakan
suatu tujuan umum probe pasip.
Pembebanan rangkaian menjadi
lebih ditujukan pada frekuensi
yang lebih tinggi dan atau sumber
sinyal impedansi yang lebih tinggi,
sehingga meyakinkan untuk
menganalisa interaksi
pembebanan sinyal / probe
sebelum pemilihan probe. Probe
attenuator 10K meningkatkan
keteliatian pengukuran, namun
juga mengurangi amplitudo sinyal
pada masukan osiloskop dengan
factor 10.
Probe pasip memberikan solusi
sempurna terhadap tujuan
pengamatan pada umumnya.
Namun, probe pasip tidak dapat
mengukur secara akurat sinyal
yang memiliki waktu naik ekstrim
cepat dan mungkin terlalu sering
membebani sensitivitas rangkaian.
Bila kecepatan sinyal clock
bertambah dan tuntutan
kecepatan lebih tinggi dari pada
kecepatan probe sedikit akan
berpengaruh terhadap hasil
pengukuran. Probe aktif dan
diferensial memberikan
penyelesaian ideal untuk
pengukuran sinyal kecepatan
tinggi atau diferensial.
Gambar 7-60. Probe pasip tipikal beserta asesorisnya
Karena ini mengecilkan sinyal,
probe attenuator 10X membuatnya
sulit melihat sinyal kurang dari
10mV puncak ke puncak.
Penggunaan probe atenuator 10X
sebagaiana tujuan penggunaan
probe pda umumnya, namun
dengan probe 1X dapat diakses
dengan kecepatan rendah, sinyal
amplitudo rendah. Beberapa probe
memiliki saklar atenuasi antara 1X
dan 10X jika probe mempunyai
pilihan seperti ini yakinkan
pengaturan penggunaan
pengukuran benar.
7.7.6.2. Probe aktif dan Probe
Differensial
Penambahan kecepatan sinyal
dan tegangan lebih rendah
membuat hasil pengukuran yang
akurat sulit dicapai. Ketepatan
sinyal dan pembebanan piranti
merupakan isu kritis. Solusi
pengukuran lengkap pada
kecepatan tinggi, solusi
pengamatan ketepatan tinggi
untuk menyesuaikan performansi
osiloskop (gambar 7-62).
Gambar 7-61. probe performansi tinggi
Probe aktif dan diferensial
menggunakan rangkaian terpadu
khusus untuk mengadakan sinyal
selama akses dan transmisi ke
osiloskop, memastikan integritas
sinyal. Untuk pengukuran sinyal
dengan waktu naik tinggi, probe
aktif kecepatan tinggi atau probe
diferensial yang akan memberikan
hasil yang lebih akurat.
Gambar 7-62. Probe sinyal terintegrarasi
7.8. Pengoperasian Osiloskop
7.8.1. Pengesetan
Pada bagian ini menguraikan
bagaiaman melakukan
pengesetan dan mulai
menggunakan osiloskop khusus,
bagaimana melakukan ground
osiloskop mengatur pengendalian
dalam posisi standard an
menggnati probe.
Penabumian merupakan langkah
penting bila pengaturan untuk
membuat pengukuran atau
rangkaian bekerja. Sifat
penbumian dari osiloskop
melindungi pemakai dari tegangan
kejut dan penabumian sendiri
melindungi rangkaian dari
kerusakan.
7.8.2. Menggroundkan
osiloskop
Menggroundkan osiloskop artinya
menghubungkan secara listrik
terhadap titik acuan netral, seperti
ground bumi. Ground osiloskop
dilakukan dengan mengisi tiga
kabel power ke dalam saluran
ground ke ground bumi.
Menghubung osiloskop dengan
ground diperlukan untuk
keamanan jika menyentuh
tegangan tinggi kasus osiloskop
tidak diground banyak kasus
meliputi tombol yang muncul
diisolasi ini dapat memberi resiko
kejut. Bagaimanapun dengan
menghubungkan osiloskop ke
ground secara tepat, arus berjalan
melalui alur ground ke ground
bumi lebih baik dari pada tubuh ke
groun bumi.
Ground juga diperlukan untuk
pengukuran yang teliti dengan
osiloskop. Osiloskop
membutuhkan berbagi ground
yang sama dengan banyak
rangkaian yang diuji.
Gambar 7-63. Probe reliable khusus pin IC
Banyak osiloskop tidak
membutuhkan pemisah hubungan
ke bumi ground. Osiloskop
mempunyai dengan menjaga
kemungkinan resiko kejut dari
pengguna.
7.8.3. Ground Diri Pengguna
Jka bekerja dengan rangkaian
terpadu (IC), juga diperlukan untuk
mengubungkan tubuh dengan
ground. Rangkaian terpadu
mempunyai alur konduksi tipis
yang dapat dirusak oleh listrik
statis yang dibangun pada tubuh.
Pemakai dapat menyelamatkan IC
mahal secara sederhana dengan
alas karpet dan kemudian
menyentuh kaki IC. Masalah ini
diselesaikan pakaian dengan tali
pengikat ground ditunjukkan
dalam gambar 6.4. Tali pengikat
secara aman mengirim perubahan
statis pada tubuh ke ground bumi.
7.8.4. Pengaturan Pengendali
Bagian depan osiloskop biasanya
terbagi dalam 3 bagian utama
yang ditandai vertikal, horisontal
dan picu. Osiloskop mungkin
mempunyai bagian-bagian lain
tergantung pada mmodel dan jenis
analog atau digital. Kebanyakan
osiloskop memiliki sekurangkurangnya
dua kanal masukan
dan setiap kanal dapat
memperagakan bentuk gelombang
pada layar. Osiloskop multi kanal
sangat berguna untuk
membandingkan bentuk
gelombang. Beberapa osiloskop
mempunyai tombol AUTOSET dan
atau DEFAULT yang dapat
mengatur untuk mengendalikan
langkah menampung sinyal. Jika
osilskop tidak memiliki
kemampuan ini, perlu dibantu
mengatur pengendalian posisi
standar sebelum pengukuran
dilakukan. Pada umumnya
instruksi pengaturan osiloskop
posisi standar adalah sebagai
berikut :
�� Atur osiloskop untuk
mempergakan kanal 1
�� Atur skala vertikal volt/div dan
posisi ditengah cakupan posisi
�� Offkan variable volt/div
�� Offkan pengaturan besaran
�� Atur penghubung masukan
kanal 1 pada DC
�� Atur mode picu pada auto
�� Atur sumber picu ke kanal 1
�� Atur picu holdoff ke minimum
atau off
�� Atur pengendali intensitas ke
level minimal jika disediakan
�� Atur pengendali focus untuk
mencapai ketajaman peraga
�� Atur posisi horisontal time/div,
posisi berada ditengah-tengah
cakupan posisi.
7.8.5. Penggunaan Probe
Sebuah probe berfungsi sebagai
komponen kritis dalam sistem
pengukuran, memastikan
integritas sinyal dan
memungkinkan pengguna untuk
mengakses semua daya dan
performansi dalam osiloskop. Jika
probe sangat sesuai dengan
osiloskop, dapat dipastikan
mengakses semua daya dan
performansi osiloskop dan akan
memastikan integritas sinyal
terukur.
Probe dikompensasi dengan benar
Gambar 7-64. Hasil dengan probe
dikompensasi
Probe tidak dikompensasi
Gambar 7- 65 Hasil dengan probe dikompensasi
Probe kompensasi berlebihan
Gambar 7-66. Probe kompenasi berlebihan
Kebanyakan osiloskop mempunyai
acuan sinyal gelombang kotak
disediakan pada terminal depan
digunakan untuk menggantikan
kerugian probe. Instruksi untuk
mengganti kerugian probe pada
umumnya sebagai berikut :
�� Tempatkan probe pada kanal
vertikal
�� Hubungkan probe ke probe
kompensasi misal acuan sinyal
gelombang kotak
�� Ground probe dihubungkan
dengan ground osiloskop
�� Perhatikan sinyal acuan
gelombang kotak
�� Buat pengaturan probe yang
tepat sehingga ujung
Probe
pengatur
sinyal
Amplitudo
tes sinyal
1MHz
Amplitudo
sinyal
berkurang
Probe
pengatur
sinyal
Probe
pengatur
sinya l
Amplitudo tes
sinyal 1MHz
gelombang kotak berbentuk siku.
Gambar 7-67. Tegangan puncak ke puncak
Pada saat mengkompensasi,
selalu sertakan beberapa asesoris
yang perlu dan hubungkan probe
ke kanal vertikal yang akan
digunakan. Ini akan memastikan
bahwa osiloskop memiliki
kekayaan listrik sebagaimana
yang terukur.
Teknik Pengukuran Dengan Osiloskop.
Ada dasar pengukuran dengan
osiloskop adalah tegangan dan
waktu. Oleh karena itu untuk
pengukuran yang lain pada
dasarnya adalah satu dari dua
teknik dasar tersebut. Dalam
pengukuran ini merupakan
penggabuangan teknik instrument
analog dan juga dapat digunakan
untuk menginterpretasikan
peragaan DSO dan DPO.
Kebanyakan osiloskop digital meliputi perangkat pengukuran yang
diotomatiskan. Pemahaman bagaimana membuat pengukuran secara
Gambar 7-68. Pengukuran amplitudo senter
gratikul waktu
Pengukuran senter
gratikul horisontal dan
vertikal
Gambar 7-69. Pengukuran
tegangan
Tegangan
puncak ke
puncak
Tegangan
puncak
Sumbu nol Harga RMS
gratikul
manual akan membantu dalam memahami dan melakukan pengecekan
pengukuran otomatis dari DSO dan DPO.
7.8.6. Pengukuran Tegangan
Tegangan merupakan bagian dari
potensi elektrik yang
diekspresikan dalam volt antara
dua titik dalam rangkaian. Biasa
salah satu titiknya dalah ground
(nol volt) namun tidak selalu.
Tegangan dapat diukur dari
puncak ke puncak yaitu titik
maksimum dari sinyal ke titik
minimum. Harus hati-hati dalam
mengartikan tegangan tertentu.
Terutama osiloskop piranti
pengukur tegangan. Pada saat
mengukur tegangan kuantias yang
lain dapat dihitung. Misal hukum
ohm menyaakan bahwa tegangan
antara dua tiik dalam rangkaian
sama dengan arus kali resistansi.
Dari dua kuantitas ini dapat
dihitung :
Tegangan = arus X resistansi
Arus = (Tegangan / resistansi )
Resistansi = (tegangan / arus).
Rumusan lain hokum daya, daya
sinyal DC sama dengan teganga
kali atus. Perhitungan lebih
komplek untuk sinyal AC, namun
pengukuran tegangan merupakan
langkah pertama untuk
penghitungan besaran yang lain.
Gambar 7-67 menunjukkan satu
dari tegangan puncak (Vp) dan
tegangan puncak ke puncak (Vpp).
Metode yang paling dasar dari
pengukuran tegangan adalah
menghitung jumlah dari luasan
divisi bentuk gelombang pada
skala vertikal osiloskop .
Pengaturan sinyal meliputi
pembuatanan layar secara vertikal
untuk pengukuran tegangan
terbaik (gambar 7-67). Semakin
banyak area layar yang digunakan
pembacaan layar semakin akurat .
Beberapa osiloskop mempunyai
satu garis kursor yang membuat
pengukuran bentuk gelombang
secara otomatis pada layar, Tanpa
harus menghitung tanda gratikul.
Kursor merupakan garis
sederhana yang dapat berpindah
melintasi layar. Dua garis kursor
horisontal dapat bergerak naik dan
turun untuk melukiskan amplitudo
bentuk gelombang dari teganga
yang diukur, dan dua garis
vertikal bergerak ke kanan dank e
kiri untuk pengukuran waktu.
Pembacaan menunjukkan posisi
tegangan atau waktu.
7.8.7. Pengukuran Waktu dan Frekuensi
Pengukuran waktu dengan
menggunakan skala horisontal
dari osiloskop. Pengukuran waktu
meliputi pengukuran perioda dan
lebar pulsa. Frekuensi kebalikan
dari perioda sehingga perioda
dikeahui, frekuensi merupakan
satu dibagi dengan perioda.
Sebagaimana pengukuran
tegangan, pengukuran waktu lebih
akurat bila diatur porsi sinyal yang
diukur meliputi sebagian besar
area dari layar seperti ditunjukkan
gambar 7-67.
7.8.8. Pengukuran Lebar dan
Waktu Naik Pulsa
Dalam banyak aplikasi, detail
bentuk pulsa penting. Pulsa dapat
menjadi distorsi dan menyebabkan
rangkaian digital gagal fungsi dan
pewaktuan pulsa dalam rentetan
pulsa seringkali signifikan.
Pengukuran pulsa standar berupa
lebar pulsa dan waktu naik pulsa.
Waktu naik berupa sebagian pulsa
pada saat beranjak dari tegangan
rendah ke tinggi. Waktu naik
diukur dari 10% sampai 90% dari
tegangan pulsa penuh.
Ini mengurangi sudut transisi
ketidakteraturan pulsa. Lebar
pulsa merupakan bagian dari
waktu pulsa beranjak dari rendah
ke tinggi dan kembali ke rendah
lagi. Lebar pulsa diukur pada 50%
dari tegangan penuh (gambar 7-
70).
Gambar 7-70. Pengukuran rise time dan lebar pulsa
Rise time
tegangan
Fall time
Lebar pulsa
100%
90%
50%
10%
0 %
7.8.9. Pengukuran Pergeseran Fasa
Metode untuk pengukuran
pergeseran fasa, perbedaan waktu
antara dua sinyal periodik yang
identik, menggunakan mode XY.
Teknik pengukuran ini meliputi
pemberian sinyal masukan pada
sistem vertikal sebagaimana
biasanya dan kemudian sinyal
sinyal lain diberikan pada sistem
horisontal yang dinamakan
pengukuran XY karena kedua
sumbu X dan Y melakukan
penjejakan tegangan. Bentuk
gelombang yang dihasilkan dari
susunan ini dinamakan pola
Lissayous (nama ahli Fisika
Perancis Jules Antoine
Lissayous). Dari bentuk pola
Lissayous dapat dibaca
perbedaan fasa antara dua sinyal
dapat juga perbandingan frekuensi
(gambar 7-48) menunjukkan pola
untuk perbandingan frekuensi dan
pergeseran fasa yang bervariasi.
8.1. Frekuensi Meter Analog
Frekuensi meter adalah meter
yang digunakan untuk mengukur
banyaknya pengulangan gerakan
periodik perdetik. Gerakan
periodik seperti detak jantung,
ayunan bandul jam.
Ada dua jenis frekuensi meter
analog dan digital. Frekuensi
meter analog merupakan alat ukur
yang digunakan untuk mengukur
besaran frekuensi dan yang
berkaitan dengan frekuensi.
Terdapat beberapa jenis
frekuensimeter analog diantaranya
jenis batang atau lidah getar, alat
ukur ratio dan besi putar. Dalam
mengukur frekuensi atau waktu
perioda secara elektronik dapat
dilakukan dengan beberapa cara.
8.1.1. Alat ukur frekuensi jenis
batang atau lidah bergetar
Alat ukur frekuensi lidah getar
prinsip kerjanya berdasarkan
resonansi mekanis. Jika sederetan
kepingan baja yang tipis
membentuk lidah-lidah getar,
masing-masing mempunyai
frekuensi getar yang berbeda.
Lidah-lidah getar dipasang
bersama-sama pada sebuah alas
fleksibel yang terpasang pada
sebuah jangkar elektromagnit.
Kumparan elektromagnet diberi
energi listrik dari jala-jala arus
bolak-balik yang frekuensinya
akan ditentukan, maka salah satu
dari lidah-lidah getar akan
beresonansi dan memberikan
defleksi yang besar bila frekuensi
getarnya sama dengan frekuensi
medan magnet bolak-balik
tersebut.
Gambar 8 -1 Kerja frekuensi meter
jenis batang getar
Tujuan
Setelah mengikuti pembahasan
tentang frekuensi meter, para
pembaca diharapkan dapat :
1. Mendiskripsikan jenis-jenis
frekuensi meter
2. Mampu menjelaskan prinsip kerja
frekuensi meter
3. Mampu memahami cara
penggunaan frekuensi meter.
Pokok Bahasan
Dalam frekuensi meter
pembahasan meliputi :
1. Frekuensimeter analog jenisjenis
dan prinsip kerjanya
2. Frekuensimeter digital cara
kerja, metoda pengukuran, jenis
– jenis kesalahan dan cara
penggunaannya.
BAB 8 FREKUENSI METER
48 49 50 51 52
Gambar 8 -2 Prinsip frekuensi meter jenis batang getar
Batang yang frekuensi dasarnya
sama dengan frekuensi
elektromagnet diberi energi, akan
membentuk suatu getaran.
Getaran batang ini dapat dilihat
pada panel alat ukur berupa
getaran batang ditunjukkan
melalui jendela. Apabila frekuensi
yang diukur berada diantara
frekuensi dua batang yang
berdekatan, maka kedua batang
akan bergetar dan frekuensi jalajala
paling dekat pada batang
yang bergetar paling tinggi.
Frekuensi langsung terbaca
dengan melihat skala pada bagian
yang paling banyak bergetar (
misal 50 Hz).
Pada lidah getar gaya bekerja
berbanding lurus dengan kuadrat
fluksi magnet tetap ¢ yang
disebabkan oleh magnet
permanen dan fluksi arus bolakbalik
¢m sin ωt (pada gambar 8-2).
Alat ukur ini mempunyai
keuntungan karena konstruksi
sederhana dan sangat kokoh,
tidak dipengaruhi oleh tegangan
atau bentuk gelombang,
penunjukannya secara bertangga
dalam 0,5 atau 1 Hz. Untuk
mempertahankan kalibrasi,
syaratnya getaran batang-batang
dipertahankan dalam batas-batas
yang wajar. Kerugian alat ini
penunjukan tidak cepat mengikuti
perubahan-perubahan frekuensi.
Sehingga alat ukur jenis ini hanya
dipergunakan untuk frekuensifrekuensi
komersiil.
Gambar 8 – 3 . Bentuk frekuensi
meter batang getar
8.1.2. Alat pengukur frekuensi dari type alat ukur rasio
Dalam alat ukur frekuensi ini,
kumparan-kumparan medan
sebagian membentuk dua
rangkaian resonansi terpisah.
Kumparam medan 1 seri dengan
induktor L1 dan kapasitor C1, dan
membentuk sebuah rangkaian
resonan yang diset ke suatu
frekuensi sedikit di bawah skala
terendah dari instrumen.
Kumparan medan 2 adalah seri
dengan induktor L2 dan kapasitor
C2, dan membentuk sebuah
rangkaian resonan yang diatur
pada frekuensi sedikit lebih tinggi
dari skala tertinggi instrumen.
Gambar 8 - 4 Prinsip frekuensi meter jenis meter pembagi
Konstanta-konstanta rangkaian
dipilih sedemikian rupa sehingga
menyebabkan arus-arus tersebut
mempunyai resonansi masingmasing
42 Hz dan 58 Hz seperti
pada gambar 8-4. Rasio dari I1
dan I2 akan berubah secara
monoton dengan frekuensifrekuensi
di atas dan di bawah 50
Hz.pada pertengahan skala.
Kedua kumparan medan disusun
seperti pada gambar 8-3 dan
dikembalikan ke jala-jala melalui
gulungan kumparan yang dapat
berputar. Torsi yang berputar
sebanding dengan arus yang
melalui kumparan putar, arus ini
terdiri dari penjumlahan kedua
arus kumparan medan. Karena
torsi yang dihasilkan oleh kedua
arus terhadap kumparan putar
berlawanan dan torsi tersebut
merupakan fungsi dari frekuensi
tegangan yang dimasukkan.
Setiap frekuensi yang dimasukkan
dalam batas ukur instrumen,
membangkitkan torsi yang
menyebabkan jarum berada pada
posisi yang hasil pengukuran.
Torsi pemulih dilengkapi dengan
sebuah daun besi kecil yang
dipasang pada kumparan yang
berputar. Alat ukur ini biasanya
terbatas pada frekuensi jala-jala.
i1 arus pada M1
i2 arus pada M2
8.1.3. Alat ukur frekuensi besi putar
Prinsip kerja alat ukur ini
tergantung pada perubahan arus
yang dialirkan pada dua rangkaian
paralel, satu induktif dan yang
lain non induktif. Bila terjadi
perubahan frekuensi dua
kumparan A dan B yang terpasang
permanen sumbu-sumbu
magnetnya akan saling tegak lurus
satu sama lain. Bagian pusat
dipasangkan sebuah jarum
panjang dari besi lunak ringan
dan lurus sepanjang resultante
medan magnet dari dua
kumparan. Alat ukur ini tidak
menggunakan peralatan
pengontrol (ditunjukkan pada
gambar 8–5).
Gambar 8 – 5 Prinsip Alat Ukur frekuensi besi putar
Gambar 8 – 6 Bentuk frekuensi meter analog
Rangkaian tersusun dari elemenelemen
seperti halnya jembatan
Wheatstone sebagai penyeimbang
pada frekuensi sumber. Kumparan
rendah Tinggi
Lb
L3 Rb
Ra
A B
N
Suplai
A mempunyai tahanan seri RA dan
paralel dengan induktansi LA;
kumparan B seri dengan RB dan
paralel dengan induktansi LB.
Induktansi L berfungsi untuk
membantu menekan harmonisharmonis
tinggi pada bentuk
gelombang arus, sehingga
memperkecil kesalahan
penunjukan alat ukur.
Alat ukur saat dihubungkan
dengan sumber tegangan, arus
akan mengalir melalui kumparan A
dan B dan menghasilkan kopel
yang berlawanan. Jika frekuensi
sumber yang diukur tinggi, maka
arus yang mengalir pada
kumparan A akan lebih besar
dibanding dengan arus yang
mengalir pada kumparan B,
dikarenakan adanya penambahan
reaktansi dari induktansi LB.
Akibatnya medan magnet
kumparan A lebih kuat dibanding
medan magnet kumparan B,
sehingga jarum bergerak
mendekati sumbu medan magnet
pada kumparan A. Jika frekuensi
sumber yang diukur rendah, maka
kumparan B mengalirkan arus
lebih besar dari kumparan A dan
jarum akan bergerak mendekati
sumbu medan magnet pada
kumparan B. Alat ukur ini dapat
dirancang pada batas ukur
frekuensi yang lebar maupun
sempit tergantung pada
parameter-parameter yang ada
pada rangkaian.
8.2. Frekuensi Meter Digital
8.2.1. Prinsip kerja
Sinyal yang akan diukur
frekuensinya diubah menjadi
barisan pulsa, satu pulsa untuk
setiap siklus sinyal. Kemudian
jumlah pulsa yang terdapat pada
interval waktu tertenu dihitung
dengan counter elektronik. Karena
pulsa ini dari siklus sinyal yang
tidak diketahui, jumlah pulsa pada
counter merupakan frekuensi
sinyal yang diukur. Karena counter
elektronik ini sangat cepat, maka
sinyal dari frekuensi tinggi dapat
diketahui.
Blok diagram rangkaian dasar
meter frekuensi digital
diperlihatkan pada gambar 8-7.
sinyal frekuensi tidak diketahui
dimasukkan pada schmitt trigger.
Gambar 8 – 7 Rangkaian dasar frekuensimeter digital.
Sinyal diperkuat sebelum masuk
Schmitt Trigger. Dalam Schmitt
Trigger sinyal diubah menjadi
gelombang kotak (kotak) dengan
waktu naik dan turun yang sangat
cepat, kemudian dideferensier dan
dipotong (clipped). Keluaran dari
Schmitt Trigger berupa barisan
pulsa, satu pulsa untuk setiap
siklus sinyal. Pulsa keluaran
Schmitt Trigger masuk ke gerbang
start-stop. Bila gerbang terbuka
(start), pulsa input melalui gerbang
ini dan mulai dihitung oleh counter
elektronik. Bila pintu tertutup (stop),
pulsa input pada counter berhenti
dan counter berhenti menghitung.
Counter memperagakan (display)
jumlah pulsa yang telah masuk
melaluinya antara interval waktu
start dan stop. Bila interval waktu
ini diketahui, kecepatan dan
frekuensi pulsa sinyal input dapat
diketahui. Misalnya f adalah
frekuensi dari sinyal input, N jumlah
pulsa yang ditunjukkan counter dan
t adalah interval waktu antara start
dan stop dari gerbang. Maka
frekuensi dari sinyal yang tidak
diketahui dapat dihitung dengan
persamaan di bawah ini
.
Untuk mengetahui frekuensi
sinyal input, interval waktu
gerbang antara start dan stop
harus diketahui dengan teliti.
Interval waktu perlu diketahui
sebagai time base rangkaian
secara blok diagram ditunjukkan
pada gambar 8 – 8. Time base
terdiri dari osilator kristal dengan
frekuensi tetap, schmit trigger,
dan pembagi frekuens. Osilator
diketahui sebagai osilator clock
harus sangat teliti, supaya
ketepatannya baik, kristal ini
dimasukkan ke dalam oven
bertemperatur konstan.
Output dari osilator frekuensi
konstan masuk ke Schmitt Trigger
fungsinya mengubah gelombang
non kotak menjadi gelombang
kotak atau pulsa dengan
kecepatan yang sama dengan
frekuensi osilator clock. Barisan
pulsa kemudian masuk melalui
rangkaian pembagi frekuensi
persepuluhan yang dihubungkan
secara cascade. Setiap pembagi
persepuluhan terdiri dari
penghitung sepuluhan dan
pembagi frekuensi dengan 10.
hubungan dibuat dari output setiap
pembagi persepuluhan secara
serie, dan dilengkapi dengan
switch selektor untuk pemilihan
time base yang tepat.
Gambar 8 - 8 Time base selektor.
Gambar 8-8. Blok diagram pembentukan time base
F= .
t
N
Pada blok diagram gambar 8-8.
frekuensi osilator clock adalah 1
MHz atau 106 Hz. Jadi output
Schmitt Trigger 106 pulsa per
detik. Pada setiap 1x dari switch
ada 106 pulsa per detik, dan
interval waktu antara dua pulsa
yang berturutan 10-6 detik atau
1μdetik. Pada tiap 10-1x, pulsa
telah melalui satu pembagi
persepuluhan, dan berkurang
dengan faktor 10, dan sekarang
ada 105 pulsa perdetik. Jadi
interval waktu diantaranya adalah
10 μdetik. Dengan cara yang
sama, ada 104 pulsa per detik
pada tap 10-2 x dan interval
waktunya 100 μdetik; 103 pulsa
per detik pada tap 10-3x dan
interval waktu 1 mdetik; 102 pulsa
per detik pada tap 10-4x dan
interval waktu 10 mdetik; 10 pulsa
perdetik pada tap 10-5 dan interval
waktu 100 mdetik; satu pulsa per
detik pada tap 10-6x dan interval
waktunya 1 detik. Interval waktu
antara pulsa-pulsa ini adalah time
base dan dapat dipilih dengan
switch selektor (switch pemilih).
Pernyataan simbolik dari
rangkaian flip-flop (FF)
digambarkan pada gambar 8 - 9.
Gambar 8 - 9 Pernyataan simbolik dari rangkaian flip-flop.
Flip-flop berfungsi sebagai
gerbang start dan stop, dan
rangkaian flip-flop diperlihatkan
pada gambar 8-10. ini adalah
rangkaian multivibrator bistable
dan mempunyai dua keadaan
seimbang.
Gambar 8 – 10 Rangkaian flip-flop (multivibrator bistable)
RB RB
RC RC
R R
Tegangan negatif diberikan pada
set terminal S, merubah flip-flop ke
keadaan 1. bila sekarang pulsa
negatip diberikan pada terminal
reset R, flip-flop berubah menjadi
keadaan 0. perlu dicatat dalam hal
pulsa positif digunakan untuk
merubah flip-flop dari satu
keadaan ke yang lain, suatu
inverter harus digunakan pada
terminal input untuk merubah
pulsa trigger positif menjadi pulsa
negatif. Pada langkah ini akan
diketahui cara kerja gerbang AND,
karena ini digunakan pada
rangkaian instrumen digital.
Gambar 8 - 11 Rangkaian AND
Gerbang AND lambang gerbang
AND diperlihatkan pada gambar
8-11. Input A dan B sedang
outputnya A.B, dibaca sebagai “A
dan B”. Bila input dalam bentuk
pulsa tegangan positif, input A dan
B “Reverse Bias” semua dioda
(pada gambar 8-11), dan tidak ada
arus melalui tahanan sehingga
outputnya positif. Bila salah satu
input 0, ada arus melalui dioda
karena mendapat bias maju dan
output 0. bila dua input tersebut
berubah terhadap waktu, respon
rangkaian AND diperlihatkan pada
gambar 8 - 12. Tabel kebenaran
untuk rangkaian ini diberikan pada
gambar 8 - 12, 0 menyatakan tidak
ada input atau output, dan 1
menyatakan ada input dan output.
Keadaan 0 (state 0) Bila output
−Υ
pada tegangan positif dan
output Y pada tegangan 0
Keadaan 1 (state 1) Bila output
−Υ
pada tegangan nol dan output
Y pada tegangan positip
Gambar 8-12. Tabel Kebenaran dari suatu gerbang AND
Secara singkat gerbang AND
mempunyai dua input dinyatakan
dengan simbol A dan B. Bila
tegangan positif diberikan pada
salah satu terminal input, gerbang
terbuka dan tetap terbuka selama
tegangan positif tetap pada input
tersebut. Dengan gerbang terbuka
pulsa, positif yang diberikan pada
inpit lainnya dapat muncul
sebagai pulsa positif pada output
(pada gambar 8 -12). Sebaliknya
bila gerbang ditutup, pulsa tidak
dapat melaluinya. Rangkaian
lengkap untuk pengukuran
frekuensi diperlihatkan pada
gambar 8 - 13.
Gambar 8 – 13 Rangkaian untuk mengukur frekuensi.
Pulsa positif dari sumber frekuensi
yang tidak diketahui sebagai sinyal
yang dihitung masuk pada input
A gerbang utama dan pulsa positif
selektor time base masuk pada
input B ke “gerbang start”. Mulamula
flip-flop FF, pada keadaan 1.
Tegangan pada output Y
dimasukkan pada input A salah
satu terminal masukan dari
“gerbang stop” berfungsi
membuka gerbang. Tegangan 0
dari output Y flip-flop FF1 yang
masuk ke input A dari “start
gerbang” menutup gerbang ini.
Bila “gerbang stop” terbuka, pulsa
positif dari time base dapat lewat
pada set input terminal S dari flipflop
FF2 dan menjadikannya tetap
pada Keadaan 1. tegangan 0 dari
output
−Υ
masuk pada terminal B
dari gerbang utama. Karena itu
tidak ada pulsa dari sumber
frekuensi yang tidak diketahui,
dapat lewat melalui gerbang
utama. Supaya mulai bekerja,
pulsa positif disebut pulsa
pembaca (“Read Pulse”) diberikan
pada terminal reset R dari FF1,
ini menyebabkan FF1 berubah
keadaan dari 1 ke 0. Sekarang
output
−Υ
tegangan positif dan
output Y nol. Sebagai hasilnya,
“gerbang stop” menutup dan
“gerbang start” terbuka. Pulsa
pembaca yang sama diberikan
pada dekade counter
menyebabkannya menjadi nol dan
penghitungan mulai bekerja.
Bila pulsa lain dari time base
masuk, ini dapat lewat gerbang
start ke terminal, reset FF2
merubah dari keadaan 1 ke
keadaan 0. Tegangan positif yang
dihasilkan dari input Y (disebut
sinyal gating) dimasukkan pada
input B dari gerbang utama,
membuka gerbang tersebut.
Sekarang pulsa dari sumber
frekuensi yang tidak diketahui
dapat lewat dan dicatat pada
counter. Pulsa yang sama lewat
gerbang start masuk pada set
input S dari FF1 merubahnya dari
keadaan 0 ke 1. Ini menyebabkan
gerbang start tertutup dan
gerbang stop.terbuka. Tetapi
karena gerbang utama tetap
terbuka, pulsa dari sumber
frekuensi yang tidak diketahui
tetap lewat menuju counter.
Pulsa selanjutnya dari time base
selektor lewat melalui “gerbang
stop” yang terbuka ke terminal
input set S dari FF2, merubah
kembali ke keadaan 1. Input dari
terminal
−Υ
menjadi nol, dan
karenanya gerbang utama
menutup penghitungan berhenti.
Jadi counter menghitung jumlah
pulsa yang lewat gerbang utama
pada interval waktu antara dua
pulsa yang berturutan dari selektor
time base. Sebagai contoh, time
base dipilih 1 detik, jumlah pulsa
yang ditunjukkan counter
merupakan frekuensi sumber yang
tidak diketahui dalam satuan Hz.
Peralatan terdiri dari dua gerbang
AND dan dua flip-flop, disebut
gerbang control flip-flop.
8.2.2. Rangkaian Frekuensi Meter Digital yang Disedehanakan
Rangkaian frekuensi meter digital sederhana diperlihatkan pada gambar
8 – 14.
Gambar 8 - 14 Rangkaian digital frekuensi meter.
Ada dua sinyal yang harus diikuti :
Sinyal input diperkuat dan masuk
ke Schmitt Trigger, dimana sinyal
dirubah menjadi barisan pulsa.
Time base dibentuk oleh Schmitt
Trigger menjadi pulsa-pulsa
terpisah 1μ detik. Pulsa ini masuk
ke rangkaian dekade 6 (DDA’S).
Switch selektor mengeluarkan
interval waktu yang diperoleh dari
1μ detik sampai 1 detik. Input dari
time base berasal dari osilator
clock dan schmitt trigger.
Pulsa output pertama dari switch
time base selektor lewat melalui
schmitt trigger ke gerbang control
flip-flop. Gerbang control flip-flop
dalam keadaan dimana sinyal
yang memenuhi dapat masuk ke
gerbang utama adalah AND
gerbang, pulsa sinyal input
dibiarkan masuk ke DCAs, dimana
mereka akan dihitung semua dan
didisplay. Proses ini berlanjut
sampai pulsa kedua sampai pada
control flip-flop dari DDAs (dekade
deviding assembles) atau
rangkaian pembagi dekade.
Kontrol gerbang berganti keadaan
dan mengeluarkan sinyal dari
gerbang utama dan tidak ada lagi
pulsa yang diizinkan masuk ke
rangkaian penghitung, karena
gerbang utama sudah tutup. Jadi
jumlah pulsa yang lewat selama
selang waktu tertentu dihitung dan
didisplay pada DCAS. Frekuensi
dapat dibaca langsung dalam hal
time base selektor menggerakkan
titik desimal pada display.
8.3. Metode Pengukuran
8.3.1. Pengukuran Frekuensi
Dengan Counter
Frekuensi dapat diukur dengan
menghitung jumlah siklus dari
sinyal yang tidak diketahui selama
interval waktu yang dikontrol.
Gambar 8 - 15 memperlihatkan
diagram untuk counter yang
bekerja sebagai pengukur
frekuensi.
Ada dua sinyal yang perlu diikuti
sinyal input dan sinyal gating.
Kedua sinyal masuk ke gerbang
utama, yang biasanya merupakan
gerbang AND 2 input. Input sinyal
yang akan diukur frekuensinya,
pertama kali masuk ke suatu
amplifier dan kemudian ke
rangkaian schmitt trigger. Di sini
sinyal dirubah menjadi gelombang
kotak yang amplitudonya tidak
tergantung dari amplitudo
gelombang input. Gelombang
kotak ini dideferensier, sehingga
sinyal yang datang pada
sepanjang gerbang utama terdiri
dari barisan pulsa tajam yang
terpisah oleh periode sinyal input
yang sebenarnya.
Sinyal input atau sinyal yang
dihitung frekuensi melalui
pengukuran.
Sinyal gating ini memberikan selang
waktu dimana counter (yang terdiri dari
susunan dekade counter) akan
menghitung semua pulsa yang masuk.
Gambar 8-15 Blok diagram dari counter electronik yang bekerja sebagai
pengukur frekuensi
Gating sinyal di dapat dari osilator
kristal. Pada diagram blok gambar
8-15. osilator atau frekuensi time
base adalah 1 MHz. Output dari
time base dibentuk oleh rangkaian
schmitt trigger, sehingga menjadi
pulsa-pulsa yang terpisah 1μ
detik, masuk ke rangkaian
pembagi persepuluhan (dekade
devider). Dalam contoh
diperlihatkan 6 DDAs digunakan
yang outputnya dihubungkan
dengan time base selektor. Switch
pada panel depan memungkinkan
untuk dipilihnya interval waktu 1μ
detik. Output dari time base
selektor lewat melalui schmitt
trigger dan masuk ke gerbang
control flip-flop. Gerbang kontrol
kemudian berada pada keadaan
lain yang akan menolak sinyal
yang memenuhi dari gerbang
utama. Gerbang utama ini tertutup
dan tidak ada lagi pulsa yang
masuk ke DCAs. Display DCAs
sekarang menunjukkan jumlah
pulsa yang diterima selama
interval waktu yang diberikan oleh
time base.
Karena frekuensi dapat
didefinisikan dengan jumlah
kemunculan fenomena tertentu
pada selang waktu yang
didefinisikan counter akan
mendisplay frekuensi sinyal.
Biasanya switch selector time
base menggerakkan titik desimal
display, sehingga frekuensi dapat
dibaca langsung dalam Hertz,
kilohertz atau megahertz.
8.3.2. Pengukuran Frekuensi
System Heterodyne
Kemampuan pengukuran dari
counter elektronik pada mode
kerja “frekuensi” dapat diperluas
dengan menggunakan
“heterodyne converter”. Ini
diperlihatkan pada blok diagram
gambar 8-16. Sinyal input
dimasukkan pada heterodyne
converter, yang terdiri dari osilator
reference dan mixer stage
dengan filter low-pass. Frekuensi
sinyal input fs dan frekuensi
osilator reference, f0, dimasukkan
pada mixerstage yang akan
menghasilkan jumlah dan selisih
dua frekuensi tersebut. Tetapi filter
filter low-pass, hanya melaukan
selisih frekuensinya pada
rangkaian gerbang dari counter.
Counter kemudian menghitung
frekuensi (fo-fs) atau (fs-f0),
tergantung pada apakah frekuensi
sinyal input di atas atau di bawah
frekuensi osilator reference.
Kebutuhan untuk mengetahui
apakah penjumlahan atau
pengurangan terhadap frekuensi
reference yang akan dibaca
counter, supaya memperoleh
frekuensi sinyal yang tidak
diketahui, kadang-kadang
mempersulit pekerjaan, tetapi
metode ini memperluas daerah
penggunaan counter dengan
efektif. Suatu counter dengan time
base frekuensi 1 MHz biasanya
mempunyai daerah frekuensi input
sekitar 5 MHz. Pengguna
frekuensi converter memperluas
daerah ini sampai 500 MHz atau
lebih tinggi.
Beberapa counter yang lebih
sophisticated mempunyai
perlengkapan untuk unit plugon
yang mudah dapat dihubungkan
frekuensi converter dengan
memasukkan sambungan yang
tepat pada frame counter. Dekade
Divider Assemblies (DDAs) pada
rangkaian osilator counter
menghitung frekuensi time base
dari 1 MHz turun sampai 1 Hz,
melengkapi perioda 1 detik.
Keuntungan dari time base 1 detik,
adalah bahwa pembacaan
frekuensi input dalam siklus
perdetik, suatu gambaran yang
telah umum. Bila time base
lainnya dipilih dengan mengatur
control “time base” pada panel
depan, titik desimal pada display
akan terletak pada posisi tertentu,
sehingga pembacaan kembali
dalam siklus perdetik.
Gambar 8 – 16. Konversi frekuensi Heterodyne
Tidak perlu menggunakan time
base 1 detik, pada kenyataannya
banyak penggunaan yang
membutuhkan time base yang
berbeda. Sebagai contoh, bila
roda drum putaran pada gambar
8–23 mempunyai keliling 100 cm,
kecepatan tali (v) dalam cm/detik
adalah 100 kali kecepatan sudut
roda drum ® dalam putaran
perdetik; jadi V = 100 R,
kecepatan tali dapat dibaca
langsung dalam cm/detik, bila
counter menghitung 100 pulsa
perputaran untuk waktu 1 detik.
Bila kecepatan tali diinginkan
dalam cm/menit counter dapat
diatur untuk menghitung 100 pulsa
perputaran untuk 60 detik dengan
menggunakan 10 cam pada roda
drum.
Gambar 8 – 17. Gambar putaran drum menghasilkan 10 pulsa perputaran untuk
digunakan dengan counter.
8.3.3. Pengukuran Perioda Dengan Counter Perioda Tunggal
Pada beberapa penggunaan lebih
diinginkan pengukuran perioda
sinyal dari pada frekuensinya. Ini
dapat dilakukan dengan merubah
susunan blok diagram dari
rangkaian pengukur frekuensi,
sehingga sinyal yang dihitung dan
sinyal gating bertukar tempat.
Pada gambar 8-18. diperlihatkan,
blok diagram counter dalam mode
penguran “perioda”. Sinyal gating
dibentuk dari input yang tidak
diketahui, sekarang mengatur,
membuka dan menutup gerbang
utama. Pulsa yang terpisah secara
tetap dari osilator kristal dihitung
untuk satu perioda frekuensi sinyal
yang tidak diketahui. Sebagai
contoh terlihat pada gambar 8-18.
time base di atur pada 10 μdetik
(time base frekuensi 100 khz), dan
jumlah pulsa 100 kHz yang
muncul selama perioda sinyal,
yang tidak diketahui dihitung dan
didisplay pada DCAs.
Gambar 8 – 18. Diagram blok dari counter pada mode kerja “periode tunggal”
dan “periode ganda rata-rata”
Ketelitian dari pengukuran perioda
dapat dinaikkan dengan
menggunakan mode kerja
“perioda ganda rata-rata”.
Pengukuran tipe ini sama dengan
pengukuran perioda tunggal, yaitu
sinyal gating dibentuk dari sinyal
input yang tidak diketahui dari
sinyal yang dihitung dari time base
osilator. Perbedaan dasar ialah
bahwa gerbang utama diteruskan
terbuka untuk lebih lama dari
suatu periode sinyal yang tidak
diketahui. Ini dipenuhi dengan
melewatkan sinyal yang tidak
diketahui melalui satu atau lebih
DDAs, sehingga periode ini
diperlebar dengan faktor 10,100
atau lebih.
Gambar 8-18. memperlihatkan
mode periode ganda rata-rata,
sebagai modifikasi pengukuran
periode tunggal dengan
memotong jalur dari blok diagram.
Frekuensi kristal 1 MHz dibagi
oleh 1 DDA menjadi frekuensi 100
khz (periode 10 μdetik). Pulsa
clock ini dibentuk oleh frekuensi
trigger dan dimasukkan pada
gerbang utama untuk dihitung.
Sinyal input yang periodenya akan
diukur diperkuat, dibentuk dengan
trigger perioda, dan masuk ke 5
DDAs secara cascade,
menghitung frekuensi input yang
dibagi dengan faktor 105. Sinyal
yang terbagi ini kemudian dibentuk
dengan “multiple-period trigger”
(rangkaian schmitt trigger lainnya)
dan masuk pada “gerbang control
flip-flop”. Gerbang control ini
memberikan “pulsa stop” dan
pulsa yang memenuhi untuk
gerbang utama. Pada umumnya,
gerbang utama selalu terbuka
dengan membersarnya interval
waktu, pada kenyataannya
kenaikan interval waktu ini 105.
dalam hal DCAs menghitung
jumlah dari interval 10 μdetik yang
terjadi selama 100.000 x perioda
input. Pembacaan logik
direncanakan supaya titik desimal
display berada pada tempat yang
tepat.
8.3.4.Pengukuran Perbandingan
atau Perbandingan Ganda
Pengukuran perbandingan
adalah efek dari pengukuran
periode dengan frekuensi dari dua
sinyal yang lebih rendah berfungsi
sebagai “gating sinyal” dan
frekuensi sinyal yang lebih tinggi
sebagai sinyal yang dihitung
(counted sinyal). Dengan
perkataan lain, frekuensi sinyal
yang lebih rendah mengambil alih
time base. Pada blok diagram
gambar 8-19. menunjukkan hal
ini. Jumlah siklus sinyal frekuensi
tinggi f1 yang terjadi selama
perioda sinyal frekuensi rendah f2
dihitung dan didisplay pada DCAs.
Pengukuran perbandingan ganda
memperluas perioda sinyal
frekuensi rendah dengan suatu
faktor misalnya 10.000 dan
sebagainya. Perlu dicatat bahwa
“selektor time base” pada posisi
“external” dan f1 mengambil alih
fungsi “osilator internal”.
Gambar 8-19. Blok diagram counter yang bekerja sebagai “perbandingan” dan
“perbandingan ganda”.
8.3.5. Pengukuran Interval Waktu Dengan Counter
Pengukuran interval waktu dapat
dilakukan dengan blok dasar
seperti pada pengukuran
“perbandingan”. Pengukuran ini
berguna untuk mencari lebar pulsa
dari suatu bentuk gelombang.
Blok diagram untuk pengukuran ini
diberikan pada gambar 8-20.
Bentuk ini memperlihatkan dua
input terminal A dan B diparalel
dan satu kanal memberikan pulsa
yang memenuhi untuk gerbang
utama dan pada kanal yang lain
pulsa yang tidak memenuhi.
Gerbang utama terbuka pada titik
“leading edge” dari gelombang
sinyal input dan tertutup pada titik
“Trailing edge” dari gelombang
yang sama. Ini dinyatakan sebagai
“slope selection” seperti yang
diberikan pada blok diagram.
“Trigger level” control memilih
suatu titik dari gelombang sinyal
datang, kapan pengukuran dimulai
dan kapan berhenti.
Gambar 8-20. Blok diagram counter sebagai pengukur “interval waktu”
8.3.6. Pengukuran Interval
Waktu
Pada pengukuran interval waktu,
gerbang sinyal dibuka dan ditutup
oleh sinyal input, melewatkan
frekuensi time base untuk dihitung.
Pada diagram blok gambar 8-20.
trigger perioda melengkapi pulsa
pembuka untuk gerbang utama,
sedangkan multiple period trigger
mensupply pulsa penutup untuk
gerbang utama. Semua pulsa
dibentuk dari gelombang input
yang sama, tetapi satu schmitt
trigger bereaksi pada “positif going
sinyal” dan schmitt trigger lainnya
bereaksi pada “negatif going
sinyal”. Suatu ”trigger level”
mengatur pemilihan titik pada
gelombang yang datang, baik
positif atau negatif, dimana
rangkaian ditrigger. Pengaturan ini
dapat memperkecil noise dan
mengurangi pengaruh adanya
harmonik pada pengukuran. Kerja
dari pengaturan trigger level
diperlihatkan pada gambar 8 - 21.
Satu penggunaan dari pengukuran
waktu interval memerlukan
kejelasan lebar pulsa dan rise time
dari gelombang yang tidak ada
diketahui, dengan menggunakan
bagian “slope-selection” dari
instrumen (lihat gambar 8 - 21).
Gerbang sinyal dibuka pada suatu
titik pada “leading edge” dari input
sinyal oleh trigger level control dari
amplifier A. Gerbang tertutup pada
suatu titik pada “trailing edge dari
sinyal input oleh trigger level
control dari amplifier B. Lebar
pulsa dicatat oleh pencatat digital
dan tergantung pada setting dari
“time base selektor”.
Gambar 8 – 21. Trigger level control
Bila time base selektor di set pada 1μ detik (frekuensi 1 MHz) counter
membaca interval waktu langsung dalam 1μ detik.
Penggunaan lainnya diperlihatkan
pada gambar 8 - 23. Disini suatu
electronic counter digunakan
untuk mengukur waktu delay dari
suatu relay. Fungsi relay untuk
mengatur pembukaan atau
penutupan gerbang sinyal dan
jumlah siklus time base generator
dihitung oleh DCAs.
Gambar 8 – 22.
Slope triggering
Waktu respon yang berbeda-beda diukur seperti berikut :
Waktu delay : Gerbang dibuka dengan adanya tegangan coil. Gerbang
ditutup oleh kontak yang normal tertutup (normally clossed
contacts), bila mereka terbuka.
Waktu transfer : Gerbang dibuka oleh kontak normal tertutup, saat mereka
terbuka. Gerbang ditutup oleh kontak normal terbuka, saat
mereka tertutup.
Waktu pick-up : Gerbang dibuka oleh penggunaan tegangan coil. Gerbang
ditutup oleh kontak normal terbuka, saat aktif tertutup.
Waktu drop-out : Gerbang dibuka oleh peniadaan tegangan coil. Gerbang
ditutup oleh kontak normal terbuka, saat mereka kembali ke
posisi terbuka normalnya pada pen-energian kembali coil
tersebut.
8.3.7. Totalizer
Totalizer menghitung dan
melengkapi pembacaan (read out)
dari jumlah total pulsa yang
diterima DCAs, dengan tidak
menggunakan waktu gerbang
khusus. Totalizer dapat digunakan
untuk menghitung segala sesuatu,
dari jumlah kotak yang datang
pada jalur produksi sampai pulsa
detektor partikel nuklir.
Scaler adalah totalizer dengan
beberapa macam faktor skala
yang dipasang sebelum “Readout”.
Scaler pada umumnya
berguna untuk merubah unit.
Sebagai contoh, bila kita
memperoleh satu pulsa untuk
setiap telur yang berguling ke
bawah dan kita ingin mengetahui
berapa lusin telur yang berguling,
faktor skala 12 diberikan, sehingga
setiap hitungan menyatakan 1
lusin telur.
Hal yang sama digunakan pada
tachometer, dimana diketahui
jumlah total putaran, faktor skala
adalah jumlah pulsa dari generator
tachometer perputaran. Penskalaan
mudah dipenuhi dengan
cara yang sama, diturunkan dari
Gambar 8 – 23. Pengukuran waktu delay suatu relay
time base, disebut dengan
menggunakan pembagi binary (2),
pembagi dekade (10), atau tipe
lain dari feedback dividers.
Suatu penggunaan totalizer
adalah “Preset Counter”
(Penskalaan Khusus) yang tepat
untuk pengaturan proses. Bila
jumlah total pada read-out terbaca
hal yang sama seperti pada
jumlah “Preset” (yang diketahui
dari switches), pulsa ditimbulkan
dan unit ini berhentimenghitung
sampai reset. Kontak penutup
(contact closure) yang
ditambahkan pada preset nomer
dapat digunakan sebagai pengatur
mesin. Sebagai contoh, misalkan
kita menggulung lilitan kawat dan
kita dapatkan pick off yang
menghasilkan satu pulsa setiap
lilitan. Bila diperlukan 50 lilitan,
maka kontak penutup (contact
closure) pada preset nomer dapat
digunakan untuk mengatur
mekanisme perlilitan, dan
menghentikannya setelah putaran
50 lilitan yang diperlukan. Fungsi
yang sama dapat sangat berguna
pada program quality-control yang
memerlukan sample dari setiap
jumlah unit yang diberikan.
Sebagai contoh, dengan
menggunakan contact closure
untuk menjalankan mekanisme
pengeluaran, setiap 100 telur yang
diambil dari kandang dan telah
diperiksa. Fungsi ganda dapat
diperoleh dengan menggunakan
lebih dari satu preset number dan
set of switches. Misalkan kita
menginginkan men “tap” coli pada
lilitan ke 10, 20 dan 25. Dengan
menggunakan y preset number,
kita dapat memerintahkan mesin
untuk membuat “tap” bila dia
mencapai 3 pertama dari lilitan
preset number, dan berhenti pada
yang keempat. Counter akan
menutup kontak sementara, tetapi
melanjutkan menghitung sampai
mencapai jumlah keempat.
Penyelesaian
a. Frekuensi f : Hz KHz
t x
N
3400 3,4
10 10
034
3 = = = −
b. Untuk menguji hasil, kita harus menggunakan waktu gatingyang lebih
rendah, misalnya 1 ms. Bila frekuensi antara 3000 dan 3499 Hz
pembacaan akan : 3000 x 1 x 10-3 = 3,499 karena meter mempunyai
display 3 digit, dapat memperlihatkan pembacaan 003 pada kedua kasus
diatas.
c. Supaya diperoleh hasil yang lebih baik (resolusi yang lebih baik) kita harus
menggunakan waktu gating yang lebih tinggi, misalnya 100m detik.
Contoh Aplikasi
Perioda gerbang 1 m detik; 10 m detik, 100 m detik, 1 detik dan 10 detik yang
melengkapi digital counter-time-frequency meter mempuny ai display 3 digit.
Perioda gating 10m detik dipilih untuk mengukur frekuensi yang tidak diketahui
dan diperoleh pembacaan 034. Berapakah harga frekuensi ? langkah-langkah
apa yang diambil untuk (a) menguji kepercayaan hasilnya ? (b) memperoleh
hasil yang lebih teliti ?
Misalkan frekuensi lebih
mendekati 3420 Hz daripada 3400
Hz Pembacaan meter akan 3420 x
100 x 10-3 = 342.
Tidak ada kelebihannya bila waktu
gating dinaikkan menjadi 1 detik
atau 10 detik. Misalkan frekuensi
3424 Hz dan waktu gating
ditetapkan 1 detik. Pembacaannya
adalah 3424 x 1 = 3424. Tetapi
karena meter hanya mempunyai 3
digit, meter akan menunjukkan
suatu overflow. Hal yang sama
untuk gating time (waktu gating)
10 detik.
Pembacaan ini memerlukan posisi
9 digit dan karena meter
digunakan pada read out μ detik
akan memperlihatkan adanya
overflow, sebab meter hanya
mempunyai display 8 digit. Karena
itu pembacaan 500 detik tidak
dapat dilakukan pada range μ
detik.
Marilah dicoba readout m detik.
500 detik = 500 x 103m detik =
50.000 m detik.
Contoh Aplikasi
Suatu timer digital dengan read-out 8 digit ditetapkan untuk mendapatkan
ketelitian 0.005 % dari pembacaan, ±1 dalam digit terakhir. Read-out dalam
detik, m detik dan μ detik. Misalkan instrumen ini memenuhi spesifikasi,
berapakah kesalahan maksimum bila pembacaan :
a. 05000000 μ detik
b. 00 000 500 detik ?
c. Berapakah ketelitian nominal maksimum dalam unit waktu dengan mana
pembacaan b. dapat dilakukan dengan instrumen ini ?
Penyelesaian
a. Pembacaan 05 000 000 μ detik atau pembacaan = 5000 000 μ detik = 5 x
106 μ detik.
0.005% pembacaan = ±
100
0.005
x 5 x 106 = ±250 μ detik.
Digit pada LSD sekarang mempunyai harga 1μ detik. ∴Kesalahan
maks. ± 250 ± 1 = 251 μ detik.
b. Pembacaan 00 000 500 detik atau pembacaan 500 detik.
0,005% pembacaan = ±
100
0.005
x 500 = ± 0.025 detik.
Digit pada LSD sekarang mempunyai harga 1 detik. ∴kesalahan maksimum = ± 0.025 ± 1,025 detik.
c. Ketelitian maksimum berarti kesalahan minimum. Kesalahan minimum
diperoleh bila waktu dibaca pada read-out μ detik.
500 s = 500 x 106 μ detik = 500 000 000 μ detik.
∴ readout m detik akan mendisplay pembacaan : 00 500 000
0,005% pembacaan = ±
100
0,005x500 x103 = ± 25 m detik.
LSD mempunyai harga 1 ms.
∴ Ketelitian maksimum yang mungkin, dengan mana pembacaan 500
detik dapat dilakukan oleh meter ini ialah ± 25 ± 1 = ± 26m detik.
8.4. Kesalahan pengukuran
8.4.1. Kesalahan pada “gate”
Pengukuran frekuensi dan waktu
dengan counter elektronik
mempunyai beberapa
ketidaktelitian, karena instrumen
itu sendiri. Satu kesalahan
instrumen yang paling umum
adalah “gating error” yang terjadi
pada pengukuran frekuensi dan
perioda. Untuk pengukuran
frekuensi, gerbang utama terbuka
dan tertutup oleh pulsa output
osilator. Ini menyebabkan sinyal
input dapat lewat melalui gerbang
dan dihitung oleh DCAs. Pulsa
gating tidak sinkron dengan sinyal
input; pada kenyataannya
keduanya adalah sinyal yang
sama sekali tidak berhubungan.
Pada gambar 8-24. interval gating
diberikan oleh gelombang.
Gelombang (a) dan (b)
menyatakan sinyal input yang
mempunyai fasa berbeda
dibandingkan dengan sinyal
gating. Dengan jelas, pada satu
hal akan terbaca 6 pulsa, dalam
hal yang lain hanya 5 pulsa dapat
lewat melalui gerbang. Sehingga
terdapat ketidakpastian
perhitungan ±1 dalam
pengukuran ini.
Dalam mengukur frekuensi
rendah, gating error dapat
mempengaruhi pada kesalahan
hasilnya. Ambilah sebagai contoh
pada keadaan dimana frekuensi
10 Hz yang akan diukur dan
interval gating time 1 detik
(pemisalan yang beralasan).
Gambar 8-24. Gating error
Dekade counter akan
menunjukkan 10 ±1, ketidaktelitian
10%. Oleh karena itu pada
frekuensi rendah pengukuran
periode lebih disukai dari pada
pengukuran frekuensi. Garis
pemisah antara pengukuran
frekuensi dan pengukuran perioda
dinyatakan sebagai berikut,
misalkan :
fc = frekuensi kristal (atau
frekuensi clock) dari instrument.
fx = frekuensi dari sinyal input
yang tidak diketahui.
Pada pengukuran perioda, jumlah pulsa yang terhitung sama dengan
.
fx
Np = fc
Pada pengukuran frekuensi dengan gerbang waktu 1 detik, jumlah pulsa
yang terhitung
Nf = fx.
Frekuensi cross over, dimana Np = Nf adalah :
fo
fo
fc = atau fo = fc
Sinyal pada frekuensi lebih
rendah dari fo akan dapat diukur
pada mode “period”; supaya
meminimumkan pengaruh dari
gating error ± 1. Pengurangan
ketelitian pada fo disebabkan
oleh gating error ± 1 adalah
fc
100 persen.
.
8.4.2. Kesalahan Time Base
Ketidaktelitian pada time base
juga menyebabkan kesalahan
pengukuran. Pada pengukuran
frekuensi, time base juga
membuka dan menutup sinyal
gerbang, dan ini melengkapi pulsa
yang dihitung. Kesalahan time
base terdiri dari kesalahan
kalibrasi osilator, kesalahan
stabilitas kristal jangka pendek
dan jangka panjang.
Beberapa metoda untuk kalibrasi
kristal sering digunakan. Satu dari
teknik kalibrasi yang paling
sederhana adalah men “zerobeat”
osilator kristal dengan frekuensi
standar yang ditransmisikan oleh
stasion radio standard seperti
Metoda ini memberikan hasil yang
dapat dipercaya, dengan tingkatan
ketelitian 1 bagian untuk 106,
yang dinyatakan 1 siklus pada
frekuensi osilator kristal 1 MHz.
Bila “zero beating” dilakukan
secara visual (daripada untuk di
dengar), sebagai contoh dengan
menggunakan CRO, ketelitian
kalibrasi pada umumnya dapat
mencapai 1 bagian dalam 107.
Beberapa stasiun radio dengan
frekuensi sangat rendah (VLF)
meliputi daratan Amerika Utara
dengan sinyal yang tepat pada
range 16-20 kHz. Frekuensi
pendengar yang rendah cocok
untuk “Automatic Servo-Controlled
Tuning” yang dapat di “Slaved” ke
salah satu sinyal dari stasion ini.
Kesalahan antara osilator kristal
lokal dengan sinyal yang datang
dapat direkam pada “strip-chart
recorder”. Diagram yang
disederhanakan untuk prosedur ini
diberikan pada gambar 8-25.
Ketelitian kalibrasi dapat
diperbaiki dengan menggunakan
stasion VLF daripada stasion HF,
karena jalan transmisi untuk
frekuensi yang sangat rendah
lebih singkat dari pada untuk
transmisi frekuensi tinggi.
Kesalahan stabilitas kristal jangka
pendek disebabkan oleh variasi
frekuensi sesaat karena transien
tegangan, schock dan vibrasi,
siklus pemanasan kristal,
interferensi listrik dan sebagainya.
Kesalahan ini dapat
diminimumkan dengan mengambil
pengukuran frekuensi selama
selang waktu gerbang time yang
panjang (10 detik sampai 100
detik) dan pengukuran perioda
rata-rata ganda (multiple periode
average measurement). Gambar
untuk stabilitas jangka pendek
pada kombinasi standar kristaloven
pada orde 1 atau 2 bagian
per 107.
Gambar 8–25. Kalibrasi sumber frekuensi lokal.
Kesalahan stabilitas jangka
panjang merupakan sumber
ketidaktelitian pada pengukuran
frekuensi atau waktu. Stabilitas
jangka panjang adalah fungsi dari
usia dan memperburuk kristal.
Karena kristal pada temperatur
bersiklus dan dijaga pada osilasi
yang kontinu, tegangan selama
perbuatan dibebaskan, dan
partikel kecil yang tertangkap pada
permukaan dialirkan untuk
mengurangi ketebalannya. Pada
umumnya, fenomena ini akan
menyebabkan kenaikan frekuensi
osilator.
Kurva perubahan frekuensi
terhadap waktu diperlihatkan pada
gambar 8–21. Ketepatan
perubahan frekuensi kristal mulamula
pada orde 1 bagian per 106
per hari. Kecepatan ini akan
menurun, bila kristal digunakan
pada temepratur operasinya,
secara normal kira-kira 50 s/d 60o
C, dengan stabilitas puncak 1
bagian per 109. Bila instrumen
yang mengandung kristal dibuka
dari sumber daya untuk perioda
waktu yang cukup untuk
pendinginan, slope baru karena
bertambahnya usia akan terjadi
bila instrumen digunakan kembali.
Mungkin frekuensi osilasi yang
sebenarnya sesudah pendinginan
akan berubah beberapa siklus,
dan frekuensi permulaannya tidak
akan dicapai lagi, kecuali
dilakukan kalibrasi.
Gambar 8 - 26. Perubahan frekuensi terhadap waktu untuk “oven-controlled
crystal”
Untuk memperlihatkan efek
stabilitas jangka panjang dengan
ketelitian pengukuran yang
absolut, misalkanlah osilator
dikalibrasi 1 bagian dalam 109,
dan dicapai stabilitas jangka (longterm
stability) 1 bagian dalam 108
per hari. Misalkan lebih lanjut
bahwa kalibrasi dilakukan 60 hari
yang lalu. Ketelitian yang
digaransikan saat ini adalah 1 x
10-9 + 60 x 10-8 = 6.01 x 10-7, atau
6 bagian dalam 107. sehingga
dapat dilihat bahwa ketelitian
absolut maksimum dapat dicapai,
bila kalibrasi yang tepat dilakukan
pada waktu yang relatif pendek
sebelum digunakan untuk
pengukuran.
8.4.3. Kesalahan “Level trigger”.
Pada pengukuran interval waktu
dan periode, sinyal gerbang
dibuka dan ditutup oleh sinyal
input. Ketelitian dengan mana
gerbang dibuka atau ditutup
adalah fungsi dari kesalahan
“Trigger Level”. Pada penggunaan
yang umum, sinyal input diperkuat
dan dibentuk, dan kemudian
dimasukkan ke rangkaian schmitt
trigger yang mensuplay gerbang
ini dengan pula pengatur.
Biasanya sinyal input berisi
sejumlah komponen yang tidak
diharapkan atau noise, yang akan
diperkuat bersama-sama dengan
sinyal.
Waktu dimana terjadi terigger
pada rangkaian schmitt adalah
fungsi dari penguatan sinyal input
dan dari perbandingan “sinyal to
noise”. Pada umumnya kita dapat
mengatakan bahwa kesalahan
waktu trigger dikurangi dengan
amplitudo sinyal yang besar dan
rise time yang cepat.
Ketelitian maksimum diperoleh bila
hal-hal seperti di bawah ini terjadi :
a. Pengaruh dari kesalahan “onecount
gating error” (satu
hitungan pada gerbang)
diminimumkan dengan
pengukuran frekuensi lebih
besar dari vfc dan
pengukurandi di bawah vfc,
dimana fc adalah frekuensi
clock dan counter.
b. Karena stabilitas jangka
panjang mempunyai pengaruh
yang akumulatif, ketelitian
pengukuran sangat tergantung
pada waktu sejak kalibrasi
terakhir terhadap standard
primer atau sekunder.
c. Ketelitian dari pengukuran
waktu sangat dipengaruhi oleh
slope dari sinyal datang yang
mengatur sinyal gerbang.
Amplitudo sinyal yang besar
dan rise time yang cepat
memberikan ketelitian yang
maksimum.
DAFTAR PUSTAKA
Agilent.2007. Agilent Automotive Electronics 10 Aplication Note on
Design Debug and Function. Agilent Test. USA. © Agilent
Technologies,Inc. www.agilent.com
Basic oscilloscope operationCreative Commons Attribution License,
version 1.0. To view a copy of this license, visit
http://creativecommons.org/licenses
Bernard Grob. 1984. Basic Television And Video Sistem. Singpore. Mc
Graw Hill International Edition Singapore
Carson Kennedy.1999. Introduction to GPS (Global Position System).
Leica Geosystem AG. Switzerland. www.leica-geosystems.com
Cooper, William D, 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik
Pengukuran. (Terjemahan Sahat Pakpahan). Jakarta : Penerbit
Erlangga.(Buku asli diterbitkan tahun 1978)
Creative Commons 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305,
USA
David Matzke dkk. USE OF THE OSCILLOSCOPE. Science Learning
Center. Data University Of Michigan-Dearbon.
Deboo and Burrous.1977. Integreted Circuit And Semiconductor Devices
: theory and application. Tokyo Japan : Kogakusha.Ltd
Fluke. Principles testing methods and applications.
http://www.newarkinone.thinkhost.com/brands/p
romos/ Earth_Ground_Resistance.pdf
Garmin.(2000). GPS Guide for beginner. Garmin Corporation. USA.
www.garmin.com
Gekco. 2002. A Video Tutorial. Copyright Gekco.
http://www.gekco.com/vidprmr.htm tanggal 1 Oktober
Hai Hung Chiang. (1984). Electrical And Electronic Instrumentation. A
wiley Interscience New York. Publication Jhn Wiley And Son.
LAMPIRAN. A
Healthline Network,Inc. 2007. Equipment Information. 2007 Healthline
Networks, Inc. All rights reserved.
http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information
http://www.diagnostic medical IS\Medical ultrasonography -
Wikipedia,the free encyclopedia.mht
Jean-Marie Zogg.2002. GPS Basics Introduction to the system Aplication
overview. Thalwil Switzerland. www.u-blox.com
Kamran Khan. (2007). XYZ of Oscilloscopes. Posted by bailarina on 29
May 2007. www.sribd.com
Knopp Intercorporated. http://www.knoppinc.com/phase_seq.htm
Leader Electronics. Instruction Manual LCR Bridge Model LCR-740.
Leader electronics.Corp.
Le Magicien. 2000. 3 PHASE - 3 Wires Sequence Indikator. Tersedia
dalam
http://www.geocities.com/lemagicien_2000/elecpage/3phase/3pha
se.html diakses tanggal 19 Juni 2008
Magellan. Magellan Maestro TM 4050 User Manual. San Dimas CA
91773. Magellan Navigation Inc.
Manual stargass :
http://images.mycdmm.de/file/353bb62d149fcebb6f5537f0c8f152
203b41f7c9
Muslimim ,M. 1984. Alat-alat Ukur Listrik dan Pengukuran Listrik.
Bandung : CV.Armico.
Phase Squence Indoicator . tesco dua kawat . http://www.tescoadvent.
com/tesco-phase-sequence.html
R.S. Panti Rapih. MRI ( Magnetik Resonance Imaging ) Instalasi
Radiologi.R.S. Panti Rapih .
http://health.howstuffworks.com/mri1.htm
Soedjana, S., Nishino, O. 1976. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik.
Jakarta : PT. Pradnya Paramita.
Sanwa Electric. Instructional Manual YX-360 TRD Multitester. Sanwa
Electric
Sri M. Shanmukha Chary. 2005. Intermediate Vocational Course, 2nd
Year TV servicing Lab-II Manual. Andra Pradesh. Director of
Intermediate Education Govt.
Stanford. Basic oscilloscope operationCreative Commons Attribution
License,version 1.0. To view a copy of this license, visit
http://creativecommons.org/licenses Creative Commons 559
Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA Instrument
Co.Ltd.
Textronix. 2005. Fundamentals Of Real-Time Spectrum Analysis. USA.
Textronics. Inc. www.tektronix.com
Wikipedia.2007. Global Positioning System.
http://wikipedia.org/wiki/GPS
http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm
"http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube"
www.tektronix.com/signal_generators 9
(www.interq or japan/se-inoue/e-oscilo0.htm)
http://www.doctronics.co.uk/scope.htm
http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/37W_18400/eng/37W_184
00_0.pdf
http://productsearch.machinedesign.com/featuredproducts/Industrial_Co
mputers_Embedded_Computer_Components/Data_Acquisition/Spe
ktrum_Analyzers_Signal_Analyzers
http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The_Atomhttp://www.radiologyi
nfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm
http://www.medicalim
http://www.nmr-services.com /Process%20NMR
http://www.duncaninstr.com/images
http://www.humminbird.com/images/ PDF/737.pdf
http://www.eaglesonar.com/Downloads/Manuals/Files/IntelliMap640c_01
43-881_121305.pdf tanggal 20 Desember 07
http://www2.tek.com/cmswpt/tidownload.lotr?ct=TI&cs=wpp&ci=3696&lc=
EN&wt=480&wtwi=3696&wtla=EN&wtty=TI&wtsty=White+Paper&wt
pt=DOWNLOAD&wtbu=Instrumens+Business&wtpl=Real+Time+Sp
ektrum+Analyzers&wtlit=37W-19285-
0&wtsize=27+KB&wtver=1.0&wtcat=tektronix&wtnbrp=0&wtmd=RS
A2203A%2CRSA2208A%2CRSA3303A%2CRSA3308A%2CRSA3
408A&wtti=EMI+Measurements+Using+Tektronix+Real-
Time+Spektrum+Analyzers
http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm
http://www.medicalim
http://www.nmr-services.com /Process%20NMR
http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/37W_18400/eng/37W_184
00_0.pdf
http://productsearch.machinedesign.com/featuredproducts/Industrial_Co
mputers_Embedded_Computer_Components/Data_Acquisition/Spe
ktrum_Analyzers_Signal_Analyzers
http://www2.tek.com/cmswpt/tidownload.lotr?ct=TI&cs=wpp&ci=3696&lc=
EN&wt=480&wtwi=3696&wtla=EN&wtty=TI&wtsty=White+Paper&wt
pt=DOWNLOAD&wtbu=Instrumens+Business&wtpl=Real+Time+Sp
ektrum+Analyzers&wtlit=37W-19285-
0&wtsize=27+KB&wtver=1.0&wtcat=tektronix&wtnbrp=0&wtmd=RS
A2203A%2CRSA2208A%2CRSA3303A%2CRSA3308A%2CRSA3
408A&wtti=EMI+Measurements+Using+Tektronix+Real-
Time+Spektrum+Analyzers
http://images.mycdmm.de/file/353bb62d149fcebb6f5537f0c8f152203b41f
7c9 Manual stargass
(www.wikimediafoundation.org/ Oktober 2007)
http://www.aboutniclear.org/view
http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.htm
http://www.medicalim
http://www.nmr-services.com /Process%20NMR
http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information
http://health.howstuffworks.com/mri1.htm
http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26b.html CT ijo
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26c.html sumber CAT
http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1
http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26d.html
http://en.wikilipedia.org/wiki/Functional_magnetik_resonance_imaging
http://en.wikipedia.org/wiki/Medical_imaging
http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=The_Atomhttp://www.radiologyi
nfo.org/en/info.cfm?PG=PET&bhcp=1http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/P
art2_26d.htm
http://www.medicalim
http://www.nmr-services.com /Process%20NMR
http://www.healthline.com\CTscan\ Ctimaging equipment Information
http://health.howstuffworks.com/mri1.htm
http://www.DiagnostikMedicalIS/Medicalultrasonography-Wikipedia,the
freeencyclopedia.mht.
http://www.humminbird.com/images/PDF/737.pdf
DAFTAR TABEL
No. Tabel Nama Tabel Halaman
Tabel 1-1 Besaran-besaran satuan dasar SI 3
Tabel 1-2 Beberapa contoh satuan yang diturunkan 4
Tabel 1-3 Perkalian desimal 5
Tabel 1-4 Satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama
dengan satuan
5
Tabel 1-5 Konversi Satuan Inggris ke SI 6
Tabel 1-6 Letak alat ukur waktu digunakan 9
Tabel 1-7 Beberapa Contoh Alat Ukur Penunjuk Listrik 13
Tabel 1-8 Tabel kebenaran decoder BCD 33
Tabel 1-9 Karakteristik beberapa fosfor yang lazim
digunakan
39
Tabel 2-1 Kalibrasi Arus 50
Tabel 2-2 Harga Rx dan D 64
Tabel 2-3 Spesifikasi Umum Meter Elektronik Analog 72
Tabel 2-4 Probe Multimeter Pengukuran Tegangan Tinggi 72
Tabel 2-5 Range Pengukuran dan Akurasi 73
Tabel 2-6 Kalibrasi Voltmeter 84
Tabel 2-7 Kesalahan dan Koreksi Relatip 85
Tabel 2-8 Kalibrasi Arus 89
Tabel 2-9 Kesalahan dan Koreksi Relatip 90
Tabel 2-10 Spesifikasi Multimeter Digital 114
Tabel 3-1 Pembacaan nilai pengukuran 145
Tabel 3-2 Pengaturan saklar NORMAL pada +1,00 146
Tabel 3-3 Range multiplier 158
Tabel 4-1 Rating, Internal Impedance, and rated power loss 175
Tabel 4-2 Konstanta Pengali (Tegangan perkiraan
120/240V, arus perkiraan 1/5A
179
Tabel 4-3 Range Tegangan dan Arus 194
Tabel 5-1 Tahanan pentanahan 221
Tabel 5-2 Panduan Penetapan Penyelidikan 226
Tabel 5-3 Spesifikasi Field Meter Statik 239
Tabel 5-4 Data Teknik 243
Tabel 5-5 Spesifikasi Smart Field Meter 246
Tabel 6-1 Spesifikasi generator fungsi 250
Tabel 6-2 Crest faktor dan bentuk gelombang 272
Tabel 6-3 Konversi dBm 273
Tabel 9-1 Span dipilih, dihapus dan kecepatan sampel
efektif
388
Tabel 9-2 Perbandingan pengaruh perubahan pengaturan
span pada ranah frekuensi dan waktu
389
Tabel 9-3 Beberapa model penganalisa spectrum waktu riil 414
Tabel 9-4 Data Spesikasi 415
Tabel 9-5 Simbol-simbol keamanan 415
Tabel 9-6 Kebutuhan Alat Pelengkap 416
Tabel 10-1 Saklar pola gambar 456
Tabel 11-1 Spesifikasi 502
LAMPIRAN B
Tabel 11-2 Karakteristik Pengetesan Alat 503
Tabel 11-3 Cakupan Nilai Antara Kandungan Gas Aman 515
Tabel 12-1 Faktor-faktor kesalahan 538
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Nama gambar Halaman
Gambar 1-1 Alat ukur standar galvanometer 2
Gambar 1-2 Alat ukur sekunder 3
Gambar 1-3 Posisi pembacaan meter 7
Gambar 1-4a Pembacaan yang salah 7
Gambar 1-4b Pembacaan yang benar 7
Gambar 1-5 Pengenolan meter tidak tepat 7
Gambar 1-6 Posisi pegas 8
Gambar 1-7 Kalibrasi sederhana ampermeter 10
Gambar 1-8 Kalibrasi sederhana voltmeter 11
Gambar 1-9 Hukum tangan kiri Fleming 14
Gambar 1-10 Prinsip kerja alat ukur 15
Gambar 1-11 Momen penyimpang 16
Gambar 1-12 Penentuan dari penunjukkan alat ukur kumparan
putar
17
Gambar 1-13 Skala alat ukur kumparan putar 17
Gambar 1-14 Peredaman alat ukur kumparan putar 18
Gambar 1-15 Gerakan jarum penunjuk dari suatu alat ukur 19
Gambar 1-16 Prinsip kerja instrumen tipe tarikan 20
Gambar 1-17 Beberapa bagian instrumen tipe tarikan 21
Gambar 1-18 Besarnya momen gerak 21
Gambar 1-19 Beberapa bagian penampang jenis repulsion 23
Gambar 1-20 Dua buah lembaran besi yang berbentuk seperti
lidah
23
Gambar 1-21 Prinsip alat ukur elektrodinamis 25
Gambar 1-22 Rangkaian ampermeter elektrodinamis 26
Gambar 1-23 Rangkaian voltmeter elektrodinanmis 26
Gambar 1-24 Skema voltmeter elektrostatis 27
Gambar 1-25 Rekombinasi elektron 29
Gambar 1-26 Polaritas dan simbol LED 29
Gambar 1-27 LED 30
Gambar 1-28 Rangkaian LED 30
Gambar 1-29 Skematik seven segmen 31
Gambar 1-30 Peraga seven segmen 31
Gambar 1-31 Rangkaian dekoder dan seven segmen 32
Gambar 1-32 Macam-macam peragaan seven segmen 32
Gambar 1-33 Konstruksi LCD 33
Gambar 1-34 Contoh peraga LCD pada multimeter 34
Gambar 1-35 Perkembangan LCD pada implementasi monitor
TV
35
Gambar 1-36 Skema CRT 36
Gambar 1-37 Cutaway rendering of a color CRT 36
Gambar 1-38 Senapan elektron 37
Gambar 1-39 Tanda skala gratikul 40
Gambar 2-1 Basic meter unit 42
Gambar 2-2a Ampermeter shunt 43
Gambar 2-2b Ampermeter dengan basic meter unit 43
Gambar 2-3 Contoh soal ampermeter shunt 44
LAMPIRAN C
Gambar 2-4 Ampermeter dengan ring yang berbeda 45
Gambar 2-5 Ayrton shunt 46
Gambar 2-6 Rangkaian penyearah pada Ampermeter AC 47
Gambar 2-7 Contoh dasar ampermeter AC 48
Gambar 2-8 Hasil posisi pembacaan meter 49
Gambar 2-9 Kalibrasi arus 49
Gambar 2-10a Rangkaian tanpa meter 50
Gambar 2-10b Rangkaian dengan meter 51
Gambar 2-11 Rangkaian ekivalen thevenin 51
Gambar 2-12 Contoh soal thevenin 52
Gambar 2-13 Contoh soal 52
Gambar 2-14 Contoh soal 54
Gambar 2-15 Voltmeter DC sederhana 54
Gambar 2-16 Voltmeter dengan basic meter unit dan multiplier 55
Gambar 2-17 Contoh soal voltmeter 56
Gambar 2-18 Contoh Implementasi 57
Gambar 2-19a Tegangan tanpa meter 60
Gambar 2-19b Tegangan dengan meter 60
Gambar 2-20a Rangkaian tanpa meter 60
Gambar 2-20b Rangkaian dengan meter 60
Gambar 2-21 Rangkaian penyelesaian aplikasi 1 61
Gambar 2-22 Rangkaian penyelesaian aplikasi 2 62
Gambar 2-23 Dasar ohmmeter seri 63
Gambar 2-24 Pembuatan tanda/skala ohmmeter 65
Gambar 2-25 Skala logaritmis pada ohmmeter seri 65
Gambar 2-26 Aplikasi ohmmeter seri 66
Gambar 2-27 Dasar ohmmeter parallel 67
Gambar 2-28 Skala ohmmeter parallel 67
Gambar 2-29 Jenis-jenis multimeter elektronik di pasaran 68
Gambar 2-30 Mulmeter elektronik 69
Gambar 2-31 Rangkaian voltmeter DC elektronik 69
Gambar 2-32 penyearah 70
Gambar 2-33 Rangkaian ohmmeter elektronik 71
Gambar 2-34 Gambar saklar jarum nol 74
Gambar 2-35 Gambar pemilih fungsi 74
Gambar 2-36 Panel depan 75
Gambar 2-37 Fungsi jarum penunjuk 75
Gambar 2-38 Fungsi skala 75
Gambar 2-39 Fungsi zero adjust secrew 76
Gambar 2-40 Fungsi ohm adjust knob 76
Gambar 2-41 Fungsi selector switch 77
Gambar 2-42 Fungsi lubang kutub (VAO terminal) 77
Gambar 2-43 Fungsi lubang kutub + (common terminal) 78
Gambar 2-44 Knob pemilih range 78
Gambar 2-45 Rangkaian pengukur tegangan DC 79
Gambar 2-46 Penunjukan pengukuran tegangan DC 79
Gambar 2-47 Pengawatan pengukuran tegangan DC salah 80
Gambar 2-48 Knob pemilih range 80
Gambar 2-49 Rangkaian pengukuran tegangan AC jala-jala
PLN
81
Gambar 2-50 Penunjukan pengukuran tegangan AC 81
Gambar 2-51 Rangkaian Kalibrasi Tegangan 83
Gambar 2-52 Rangkaian Pengukuran Arus DC 85
Gambar 2-53 Knob Pemilih Range 86
Gambar 2-54 Skala Penunjukkan Arus DC 86
Gambar 2-55 Knob Pemilih Range 87
Gambar 2-56 Rangkaian Pengukuran Arus DC yang Salah 87
Gambar 2-57 Rangkaian Kalibrasi Arus 88
Gambar 2-58 Cara Pemasangan Ohmmeter 91
Gambar 2-59 Posisi Pemindahan Range Ohmmeter 91
Gambar 2-60 Kalibrasi Ohmmeter 92
Gambar 2-61 Penempatan Resistor pada Pengukuran OHM 92
Gambar 2-62 Penunjukkan Hasil Pengukuran Ohm 93
Gambar 2-63 Rangkaian Pengukuran Resistansi 93
Gambar 2-64 Membuka Sekrup Pengunci 94
Gambar 2-65 Bagian Belakang Meter 94
Gambar 2-66 Posisi Skala dB Meter 95
Gambar 2-67 Pengenolan Sebelum Mengukur Hambatan 95
Gambar 2-68 Pengukuran Arus Bocor Transistor NPN 96
Gambar 2-69 Posisi Saklar Pembacaan ICEO 96
Gambar 2-70 Rangkaian Pengetesan LED dengan Ohmmeter 97
Gambar 2-71 Pengukuran Arus IF Dioda Bias Maju 97
Gambar 2-72 Pengukuran Arus IR Dioda Bias Mundur 98
Gambar 2-73 Posisi Skala Pembacaan LV 98
Gambar 2-74 Gerakan Jarum Pengukuran Kapasitor 99
Gambar 2-75 Posisi Skala Kapasitor 99
Gambar 2-76 Pengenolan jarum Ohmmeter 100
Gambar 2-77 Pengetesan Dioda Bias Maju 101
Gambar 2-78 Pengetesan Dioda Bias Balik 101
Gambar 2-79 Knob Selektor Posisi Ohmmeter 102
Gambar 2-80 Gambar Kalibrasi Ohmmeter 102
Gambar 2-81 Pengetesan Transistor NPN Emitor Negatip
Meter Nunjuk Nol
103
Gambar 2-82 Pengetesan Transistor NPN Kolektor Negatip
Meter Nunjuk Nol
103
Gambar 2-83 Pengetesan Base Emitor Reverse 104
Gambar 2-84 Pengetesan Basis Kolektor Reverse 104
Gambar 2-85 SCR Anoda Gate dikopel Katoda Tegangan
Negatip
105
Gambar 2-86 Gate Dilepaskan Posisi Jarum Tetap Nol 105
Gambar 2-87 Elektroda SCR FIR 3D 106
Gambar 2-88 Pelepasan Skrup Pengunci Sekring 106
Gambar 2-89a Posisi Sekering dalam PCB 107
Gambar 2-89b Sekering 107
Gambar 2-90 Pengetesan sekering 107
Gambar 2-91 Pengukuran Baterai 108
Gambar 2-92 Pengecekan Colok Meter 108
Gambar 2-93 Pengubah analog ke digital 110
Gambar 2-94 Bentuk gelombang pencacah pengubah analog
ke digital
111
Gambar 2-95 Meter Digital 111
Gambar 2-96a Sistem Pengukuran Tegangan 115
Gambar 2-96b Bentuk Gelombang Tegangan 116
Gambar 2-97 Pengukuran Resistansi dengan Voltmeter Digital 117
Gambar 2-98 Sistem dan Bentuk Gelombang Pengukuran
Frekuensi
118
Gambar 2-99 Sistem dan Bentuk Gelombang Pengukuran
Perioda
119
Gambar 2-100 Sistem Pengukuran Interval Waktu 120
Gambar 2-101 Sistem dan Bentuk Gelombang pengukuran
kapasitansi
121
Gambar 2-102 Macam-macam Meter Digital 122
Gambar 2-103 Multimeter Digital dengan Selektor dan Otomatis 124
Gambar 2-104 Macam-macam Multimeter Digital di Pasaran 125
Gambar 3-1 Jembatan Wheatstone 126
Gambar 3-2 Jembatan Kelvin 128
Gambar 3-3 Jembatan Ganda Kelvin 130
Gambar 3-4 Jembatan Pembanding Induktansi 132
Gambar 3-5 Jembatan Maxwell 133
Gambar 3-6 Jembatan Hay 135
Gambar 3-7 Jembatan Pembanding Kapasitansi 137
Gambar 3-8 Jembatan Schering 138
Gambar 3-9 Panel-panel LCR Meter 141
Gambar 3-10 Sisi Atas Case 142
Gambar 3-11 Panel Belakang LCR Meter 143
Gambar 3-12 Posisi Saklar Off 144
Gambar 3-13 Posisi Nol Meter 144
Gambar 3-14 Panel Depan LCR Meter 145
Gambar 3-15 Cara Mengukur Resistansi 146
Gambar 3-16 Posisi Selector 146
Gambar 3-17 Posisi DC R 147
Gambar 3-18 Posisi Normal 147
Gambar 3-19 Posisi On 147
Gambar 3-20 Range Multiplier 147
Gambar 3-21 Pengaturan Indikator Meter Nol 148
Gambar 3-22 Pembacaan Indikator RCL 148
Gambar 3-23 Selector pada Posisi C 149
Gambar 3-24 Saklar Source pada AC/RL 149
Gambar 3-25 Dial D Q pada 0 149
Gambar 3-26 Saklar D Q pada posisi x 1 150
Gambar 3-27 Saklar Normal +1,00 pada posisi Normal 150
Gambar 3-28 Saklar Power pada posisi On 150
Gambar 3-29 Kontrol Sensitivity 150
Gambar 3-30 Posisi Kapasitor yang diukur 151
Gambar 3-31 Mengatur Saklar Range Multiplier 151
Gambar 3-32 Mengatur Dial D Q 151
Gambar 3-33 Mengatur Knob RCL dan Dial D Q 152
Gambar 3-34 Mengatur Saklar D Q pada Posisi x 10 152
Gambar 3-35 Pembacaan Hasil Pengukuran 152
Gambar 3-36 Saklar Pemilih pada Posisi L 153
Gambar 3-37 Saklar Sumber Tegangan AC 153
Gambar 3-38 Saklar DQ x 1 – x 10 dipilih Posisi x1 154
Gambar 3-39 Saklar Normal pada Posisi Normal 154
Gambar 3-40 Saklar Range Pengali pada Posisi 1 mH 154
Gambar 3-41 Posisi Induktor yang Diukur 155
Gambar 3-42 Penunjukan Jarum 155
Gambar 3-43 Hubungan ke Sumber Tegangan Luar 157
Gambar 3-44 Pengukuran R dengan Sumber dari Luar 158
Gambar 3-45 Pengukuran C, L dengan Sumber dari Luar 158
Gambar 4-1 Pengukuran Daya dengan Memakai Voltmeter
dan Ampermeter
160
Gambar 4-2 Pengukuran Daya Metoda Tiga Voltmeter dan
Tiga Ampermeter
163
Gambar 4-3 Wattmeter Satu Fasa 165
Gambar 4-4 Metode ARON 167
Gambar 4-5 Diagram Fasor Tegangan Tiga Fasa Vac, Vcb,
Vba dan Arus Tiga Fasa Iac, Icb, dan Iba
168
Gambar 4-6 Konstruksi Wattmeter Elektrodinamometer 169
Gambar 4-7 Diagram Vektor Wattmeter Jenis
Elektrodinamometer
170
Gambar 4-8 Diagram Vektor Wattmeter Jenis Induksi 170
Gambar 4-9 Prinsip Wattmeter Jenis Thermokopel 171
Gambar 4-10 Rangkaian Wattmeter Jenis Elektrodinamometer 172
Gambar 4-11 Variasi Penyambungan Wattmeter 173
Gambar 4-12 Konstruksi Wattmeter Tipe Portable Single
Phase
174
Gambar 4-13 Hubungan Internal Wattmeter Tipe Portable
Single Phase
174
Gambar 4-14 Hubungan Kumparan Arus Seri terhadap Beban 176
Gambar 4-15 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Arus Melebihi
Nilai Perkiraan
176
Gambar 4-16 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Tegangan
Melebihi Nilai Perkiraan
177
Gambar 4-17 Pengukuran Daya Satu Fasa jika Arus dan
Tegangan Melebihi Nilai Perkiraan
177
Gambar 4-18 Pengukuran Daya Tiga Fasa (Metode Dua
Wattmeter)
178
Gambar 4-19 Pengukuran Daya Tiga Fasa jika Arus dan
Tegangan Melebihi Nilai Perkiraan
178
Gambar 4-20 Rangkaian Wattmeter AC Satu Fasa 180
Gambar 4-21 Rangkaian Kumparan tegangan 181
Gambar 4-22 Konstruksi Wattjam Meter 184
Gambar 4-23 Mekanik Meter Induksi Elektromekanik 185
Gambar 4-24 Meter Induksi Elektromekanik, 100A 230/400 V
Cakram Baling-baling Aluminium Horizontal
Merupakan Pusat Meter
186
Gambar 4-25 Meter Listrik Solid State 187
Gambar 4-26 Rangkaian Alat Ukur Faktor Daya Satu Fasa 191
Gambar 4-27 Konstruksi Alat Ukur Faktor Daya 192
Gambar 4-28 Rangkaian Alat Ukur Faktor Daya Tiga Fasa 193
Gambar 4-29 Alat Ukur Faktor Daya Tipe Daun Terpolarisasi 193
Gambar 4-30 Konstruksi Faktor Daya (Cos Q meter) 194
Gambar 4-31 Segitiga Daya 196
Gambar 4-32 Daya Bersifat Induktif 196
Gambar 4-33 Daya Bersifat Kapasitif 196
Gambar 4-34 Pengukuran Faktor Daya Satu Fasa 199
Gambar 4-35 Pengukuran Faktor Daya Tiga Fasa 200
Gambar 4-36 Metode Menentukan Urutan Fasa dengan R dan
C
200
Gambar 4-37 Fasor Diagram saat Urutan Fasa Benar 201
Gambar 4-38 Fasor Diagram saat Urutan Fasa Salah 201
Gambar 4-39 Metode Menentukan Urutan Fasa dengan
Lampu
202
Gambar 4-40 Konstruksi Indikator Tes Urutan Fasa 202
Gambar 4-41 Prinsip Indikator Tes Urutan Fasa 203
Gambar 4-42 Contoh Indikator Tes Urutan Fasa yang Lain 205
Gambar 4-43 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan R
dan C pada Urutan Benar
206
Gambar 4-44 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan R
dan C pada Urutan Salah
207
Gambar 4-45 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan
Lampu pada Urutan Benar
208
Gambar 4-46 Pengoperasian Indikator Urutan Fasa dengan
Lampu pada Urutan Salah
209
Gambar 5-1 Penguji Tahanan Isolasi 211
Gambar 5-2 Penguji tahanan Isolasi Menggunakan Baterai 212
Gambar 5-3 Pengecekan Kondisi Baterai 213
Gambar 5-4 Baterai dalam Kondisi Baik 213
Gambar 5-5 Meter Siap Digunakan 214
Gambar 5-6 Pengukuran Tahanan isolasi 214
Gambar 5-7 Pengukuran Tahanan Isolasi antara Fasa
dengan Nol N
214
Gambar 5-8 Pengukuran tahanan isolasi antara Fasa dengan
Tanah G
215
Gambar 5-9 Pengukuran tahanan isolasi antara nol N dengan
Tanah G
Gambar 5-10 Pengukuran Tahanan Isolasi antara Instalasi
dengan Tanah G
215
Gambar 5-11 Elektroda yang Mempunyai Pengaruh Lapisan 216
Gambar 5-12 Tanah yang korosif 217
Gambar 5-13 Sambaran petir 218
Gambar 5-14 Nilai Tahanan Pentanahan yang Ideal 218
Gambar 5-15 Hubungan antara Penghantar Tanah dan
Elektroda Tanah
219
Gambar 5-16 Elektroda yang mempunyai pengaruh lapisan 221
Gambar 5-17 Elektroda Pentanahan 222
Gambar 5-18 Hubungan Beberapa Elektroda Pentanahan 222
Gambar 5-19 Jaringan Bertautan 222
Gambar 5-20 Pelat Tanah 222
Gambar 5-21 Cara Mengukur Tahanan Tanah 224
Gambar 5-22 Uji drop tegangan 225
Gambar 5-23 Uji Selektif 227
Gambar 5-24 Pengetesan alur arus metoda tanpa pancang 228
Gambar 5-25 Susunan Metoda tanpa Pancang 229
Gambar 5-26 Mengukur Tahanan Tanah dengan Dua Kutub 230
Gambar 5-27 MGB Mentanahkan Tanah 230
Gambar 5-28 Pengetesan kantor pusat tanpa pancang 231
Gambar 5-29 Pelaksanaan Pengujian Jatuh Tegangan pada
Sistem Pentanahan Secara Keseluruhan
232
Gambar 5-30 Pengukuran Tahanan Tanah Masing-masing
pada Sistem Pentanahan Menggunakan
Pengujian Terpilih
232
Gambar 5-31 Susunan Khas Sistem Pentanahan pada Suatu
Instalasi Menara Seluler
233
Gambar 5-32 Susunan Khas Sistem Pentanahan pada Gardu
Induk
235
Gambar 5-33 Penggunaan Pengetesan tanpa Pancang pada
Instalasi Switching Jarak Jauh
235
Gambar 5-34 Penggunaan Pengetesen Tahanan Tanah
Terpilih pada Sistem Penangkal Petir
235
Gambar 5-35 Mekanik field meter 235
Gambar 5-36 Rangkaian Elektronik Field Meter Statik 236
Gambar 5-37 Hasil pengukuran tegangan 237
Gambar 5-38 Field Meter Statik 237
Gambar 5-39a Rotating Shutters pada Permukaan Belakang
Field Meter
238
Gambar 5-39b Field Meter Digunakan Diluar Ruangan 238
Gambar 5-40 Ukuran field meter statik 239
Gambar 5-41 Letrak Pin Field Meter Statik 240
Gambar 5-42 Aluminium-Clamp dengan Ulir 240
Gambar 5-43 Instrumen Field Meter Digital 241
Gambar 5-44 Display Field Meter Digital 242
Gambar 5-45 Smart field meter 244
Gambar 5-46 Aplikasi smart field meter 245
Gambar 5-47 Frekuensi respon 245
Gambar 6-1 Contoh Generator Fungsi 247
Gambar 6-2 Blok Diagram Generator Fungsi 249
Gambar 6-3 Gambar Troubel Shooting Menggunakan Teknik
Signal Tracing
251
Gambar 6-4 Penggunaan Generator Fungsi Sebagai
Kombinasi Bias dan Sumber Sinyal
252
Gambar 6-5 Karakteristik Amplifier pada Overload 253
Gambar 6-6 Setting Peralatan dan Pengukuran Respon
Frekuensi
255
Gambar 6-7 Peragaan Respon Frekuensi Audio Amplifier 255
Gambar 6-8 Pengaruh Variasi Tone Kontrol 256
Gambar 6-9a Pengetesan Sistem Speaker 257
Gambar 6-9b Karakteristik Pengetesan Sistem Speaker dan
Rangkaian Impedansi
257
Gambar 6-10 Pengoperasian Generator RF 259
Gambar 6-11 Rangkaian Direct Digital Synthesis 260
Gambar 6-12 Presentasi Gelombang Sinus dalam Memori
Gelombang
261
Gambar 6-13 Phase Accumulator Circuitry 262
Gambar 6-14 Bentuk gelombang arbitrary dengan
diskontinyuitas
264
Gambar 6-15 Spektrum bentuk gelombang di atas pada 100
kHz
264
Gambar 6-16 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang kotak 265
Gambar 6 -17 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang pulsa 266
Gambar 6-18 Parameter bentuk gelombang pulsa 266
Gambar 6-19 Rangkaian kendali amplitudo output 269
Gambar 6-20 Impedansi keluaran generator fungsi 269
Gambar 6-21 Pengaruh rangkaian tertutup ground 271
Gambar 6-22 Nilai tegangan yang penting pada gelombang
sinus
272
Gambar 6-23 Modulasi amplitudo 274
Gambar 6-24 Modulasi frekuensi 275
Gambar 6-25 Frequensi shift keying 275
Gambar 6-26 Fekuensi sapuan 276
Gambar 6-27 Sweep with marker at DUT resonance 277
Gambar 6-28 Bentuk gelombang keluaran syn dan tiga siklus
bentuk gelombang burst
278
Gambar 6-29 Konfigurasi dua instrumen 278
Gambar 6-30 Pengukuran lebar band dari filter bandpass dan
penguat IF
280
Gambar 6-31 Bentuk gelombang keluaran generator fungsi 281
Gambar 6-32 Pelacakan Penganalisa spektrum 281
Gambar 6-33 Alignment penerima AM 283
Gambar 6-34 Alignment dari penerima IF komunikasi FM dan
diskriminator
284
Gambar 7-1 Pengambilan Data dengan CRO 288
Gambar 7-2 Peraga Bentuk Gelombang Komponen X, Y, Z 289
Gambar 7-3 Bentuk Gelombang pada Umumnya 290
Gambar 7-4 Sumber-sumber Bentuk Gelombang pada
Umumnya
290
Gambar 7-5 Gelombang Sinus 291
Gambar 7-6 Bentuk Gelombang Kotak dan Segiempat 291
Gambar 7-7 Bentuk Gelombang Gigi Gergaji dan Segitiga 291
Gambar 7-8 Step, Pulsa dan Rentetan Pulsa 292
Gambar 7-9 Bentuk Gelombang Komplek Video Komposit 293
Gambar 7-10 Frekuensi dan Perioda Gelombang Sinus 293
Gambar 7-11 Amplitudo dan Derajat Gelombang Sinus 294
Gambar 7-12 Pergeseran Pasa 295
Gambar 7-13 Operasi Dasar CRO 296
Gambar 7-14 Hubungan Basis Waktu Masukan dan Tampilan 298
Gambar 7-15 Struktur Tabung Gambar 298
Gambar 7-16 Sistem Pembelokan Berkas Elektron 299
Gambar 7-17 Blok Diagram CRO Analog 301
Gambar 7-18 Blok Diagram CRO Free Running 303
Gambar 7-19 Blok Diagram Osiloskop Terpicu 305
Gambar 7-20 Peraga Osiloskop Free Running 055
Gambar 7-21 Peraga Osiloskop Terpicu 305
Gambar 7-22 Blok Diagram CRO Jejak Rangkap 306
Gambar 7-23 Diagram Blok Osiloskop Berkas Rangkap yang
Disederhanakan
308
Gambar 7-24 Tabung Penyimpan dengan Sasaran Ganda dan
Senapan Elektron
310
Gambar 7-25 CRT Menyimpan dengan Sasaran Ganda dan
Dua Senapan Elektron
310
Gambar 7-26 Blok Diagram Osiloskop Digital 314
Gambar 7-27 Pengambilan Sampel Real Time 315
Gambar 7-28 Interpolasi Sinus dan Linier 315
Gambar 7-29 Akusisi Pembentukan Gelombang 316
Gambar 7-30 CRO Function Generator 316
Gambar 7-31 Fungsi Tombol Panel Depan CRO 320
Gambar 7-32 Pengawatan Kalibrasi 322
Gambar 7-33 Bentuk Gelombang Kalibrasi 322
Gambar 7-34 Berkas Elektron Senter Tengah 323
Gambar 7-35 Loncatan Pengukuran Tegangan DC 323
Gambar 7-36 Pengawatan Pengukuran dengan Function
Generator
324
Gambar 7-37 Pengaturan Function Generator Panel Depan 324
Gambar 7-38 Pengaturan Frekuensi Sinyal 324
Gambar 7-39 Bentuk Gelombang V/div Kurang Besar 325
Gambar 7-40 Bentuk Gelombang Intensitas terlalu Besar 325
Gambar 7-41 Bentuk Gelombang Sinus 326
Gambar 7-42 Bentuk Gelombang Mode XY 326
Gambar 7-43 Pengukuran Frekuensi Langsung 327
Gambar 7-44 Pengawatan Pengukuran Frekuensi Langsung 328
Gambar 7-45 Pengukuran Frekuensi Model Lissayous 329
Gambar 7-46 Pengukuran Beda Pasa Langsung 329
Gambar 7-47 Perbandingan Frekuensi 1 : 3 Beda Pasa 90o 330
Gambar 7-48 Beda Pasa dan Beda Frekuensi Model
Lissayous
330
Gambar 7-49 Mixed Storage Osciloscope (MSO) 331
Gambar 7-50 Arsitektur Pemrosesan Parallel dari Osiloskop
Digital Pospor
332
Gambar 7-51 Peragaan Sinyal DPO 333
Gambar 7-52 Paket Pilihan Software 334
Gambar 7-53 Aplikasi Modul 334
Gambar 7-54 Modul Video 334
Gambar 7-55 Pengembangan Analisis 334
Gambar 7-56 Tombol Pengendali Tradisional 335
Gambar 7-57 Peraga Sensitif Tekanan 335
Gambar 7-58 Menggunakan Pengendali Grafik 335
Gambar 7-59 Osiloskop Portable 335
Gambar 7-60 Probe Pasip Tipikal beserta Asesorisnya 337
Gambar 7-61 Probe Performansi Tinggi 337
Gambar 7-62 Probe Sinyal Terintegrasi 338
Gambar 7-63 Probe Reliabel Khusus Pin IC 338
Gambar 7-64 Hasil dengan Probe Dikompensasi dengan
benar
340
Gambar 7-65 Hasil dengan Probe Tidak Dikompensasi 340
Gambar 7-66 Hasil dengan Probe Dikompensasi dengan
kompensasi berlebihan
340
Gambar 7-67 Tegangan Puncak ke Puncak 341
Gambar 7-68 Pengukuran Tegangan Senter Horizontal 341
Gambar 7-69 Pengukuran Tegangan Senter Vertikal 341
Gambar 7-70 Pengukuran rise time dan lebar pulsa 343
Gambar 8-1 Kerja frekuensi meter jenis batang getar 345
Gambar 8-2 Prinsip frekuensi meter jenis batang getar 346
Gambar 8-3 Bentuk frekuensi meter batang getar 346
Gambar 8-4 Prinsip frekuensi meter jenis meter pembagi 347
Gambar 8-5 Prinsip alat ukur frekuensi besi putar 348
Gambar 8-6 Bentuk frekuensi meter analog 348
Gambar 8-7 Rangkaian dasar meter frekuensi digital 349
Gambar 8-8 Blok Diagram Pembentukan Time Base 350
Gambar 8-9 Pernyataan simbolik dari rangkaian flip-flop 351
Gambar 8-10 Rangkaian flip-flop (multivibrator bistable) 351
Gambar 8-11 Rangkaian AND 351
Gambar 8-12 Tabel kebenaran dari suatu rangkaian AND 352
Gambar 8-13 Rangkaian untuk mengukur frekuensi 352
Gambar 8-14 Rangkaian digital frekuensi meter 353
Gambar 8-15 Blok diagram dari counter elektronik yang
bekerja sebagai pengukur frekuensi
355
Gambar 8-16 Konversi Frekuensi Hiterodin 356
Gambar 8-17 Gambar putaran drum menghasilkan 10 pulsa
perputaran untuk digunakan dengan counter
357
Gambar 8-18 Diagram blok counter pada mode kerja perioda
tungal dan perioda ganda rata-rata
358
Gambar 8-19 Blok diagram counter yang bekerja sebagai
perbandingan dan perbandingan ganda
359
Gambar 8-20 Blok diagram counter sebagai pengukur interval
waktu
360
Gambar 8-21 Trigger level control 361
Gambar 8-22 Slope triggering 361
Gambar 8-23 Pengukuran waktu delay suatu relay 362
Gambar 8-24 Gating error 365
Gambar 8-25 Kalibrasi sumber frekuensi lokal 367
Gambar 8-26 Perubahan frekuensi vs waktu untuk ”oven
controlled crystal”
368
Gambar 9-1 Langkah sapuan penganalisa spektrum pada
serangkaian unsur frekuensi seringkali terjadi
kesalahan transien diluar arus sapuan jalur yang
digaris kuning
372
Gambar 9-2 Arsitektur tipikal penganalisa spektrum sapuan 374
Gambar 9-3 Blok diagram VSA sederhana 375
Gambar 9-4 Arsitektur tipikal penganalisa spektrum waktu riil 376
Gambar 9-5 Sampel, bingkai dan blok hirarki memori dari 377
RSA
Gambar 9-6 Penganalisa spektrum waktu riil blok akuisisi dan
pemrosesan
378
Gambar 9-7 Penggunaan topeng frekuensi pada pemicuan
ranah frekuensi waktu riil
379
Gambar 9-8 Topeng frekuensi pada level burst rendah 380
Gambar 9-9 Penggunaan topeng frekuensi untuk memicu
sinyal berada pada sinyal besar sinyal tertentu
dalam lingkungan spectrum kacau
380
Gambar 9-10 Peraga spektogram 381
Gambar 9-11 Pandangan waktu dikorelasikan, peraga daya
terhadap frekuensi (kiri) dan spektogram (kanan)
381
Gambar 9-12 Ilustrasi dari beberapa waktu dikorelasikan
disediakan untuk pengukuran pada RTSA
382
Gambar 9-13 Pandangan multi ranah menunjukan daya
terhadap waktu, daya terhadap frekuensi dan
demodulasi FM
383
Gambar 9-14 Pandangan multi ranah menunjukan spektogram
daya terhadap frekuensi, daya terhadap waktu
383
Gambar 9-15 Blok diagram pemrosesan sinyal digital pada
penganalisa spektrum waktu riil
385
Gambar 9-16 Diagram pengubah digital turun 386
Gambar 9-17 Informasi passband dipertahankan dalam I dan
Q terjadi pada setengah kecepatan sampel
387
Gambar 9-18 Contoh lebar band pengambilan lebar 388
Gambar 9-19 Contoh lebar band pengambilan sempit 388
Gambar 9-20 Pemicuan waktu riil 390
Gambar 9-21 Pemicuan sistem akuisisi digital 391
Gambar 9-22 Proses pemicuan penganalisa spektrum waktu
riil
393
Gambar 9-23 Definisi topeng frekuensi 395
Gambar 9-24 Spectrogram menunjukkan sinyal transien diatur
pada pembawa. Kursor diatur pada titik picu
sehingga data sebelum picu ditampilkan, diatas
garis kursor dan data setelah picu diperagakan
dibawah garis kursor. Garis sempit putih pada
sisi kiri daerah biru dinotasikan data setelah
picu.
395
Gambar 9-25 Satu bingkai spektogram yang menunjukkan
kejadian picu dimana sinyal transien terjadi
disekitar topeng frekuensi
398
Gambar 9-26 Tiga bingkai sampel Sinyal Ranah Waktu 398
Gambar 9-27 Diskontinuitas yang disebabkan oleh ekstensi
periodic dari sampel dan bingkai tunggal
398
Gambar 9-28 Profil jendela Blackman-Harris 4B (BH4B) 399
Gambar 9-29 Sinyal akuisisi, pemrosesan dan peraga
menggunakan bingkai overlap
400
Gambar 9-30 Vektor besaran dan Pasa 401
Gambar 9-31 Typical Sistem Telekomunikasi digital 402
Gambar 9-32 Blok diagram analisa modulasi RSA 403
Gambar 9-33 Spektogram frekuensi sinyal hopping mode SA
waktu riil
405
Gambar 9-34 Beberapa blok yang diperoleh dengan
menggunakan picu frekuensi untuk
mengukur topeng pengulangan frekuensi
transien pensaklaran
405
Gambar 9-35 Mode SA standar menunjukkan pengukuran
frekuensi diatas 1GHZ menggunakan span
maxhold
406
Gambar 9-36 Perbandingan spektogram frekuensi terhadap
waktu
406
Gambar 9-37 Spektogram pengesetan frekuensi di atas 5 MHz
of dan waktu 35 ms
408
Gambar 9-38 Frekuensi terhadap waktu pengesetan di atas 5
MHz of dan waktu 25 ms
408
Gambar 9-39 Pengesetan frekuensi di atas 50 Hz dari
frekuensi dan waktu 1 ms yang diperbesar
408
Gambar 9-40 Peraga daya terhadap waktu 409
Gambar 9-41 Pengukuran CCDF 409
Gambar 9-42 Pengukuranpengaturan transien I/Q terhadap
waktu untuk data
410
Gambar 9-43 Analisa demodulasi AM sinyal pulsa
dengan menggunakan pengunci pergeseran
amplitudo
410
Gambar 9-44 Analisa demodulasi FM sinyal yang
dimodulasi dengan sinus
410
Gambar 9-45 Analisa demodulasi PM pasa tak stabil melebihi
panjang burst.
410
Gambar 9-46 Analisa EVM dari waktu ke waktu sinyal 16 QAM
mengungkapkan distorsi amplitudo
411
Gambar 9-47 Peraga konstelasi menunjukkan pasa 411
Gambar 9-48 Peraga diagram mata menunjukkan kesalahan
besaran rendah dalam sinyal PDC
412
Gambar 9-49 Analisa modulasi W-CDMA handset dibuka loop
penendali daya. Peragaan konstelasi (rendah
kanan) menunjukkan kesalahan berkaitan
dengan glitch besaryang terjad selama level
transisi yang dapat dilihat dalam hubungan daya
terhadap waktu (atas kiri)
412
Gambar 9-50 Spektogram, konstelasi, EVM dan kesalahan
pasa terhadap waktu dari frekuensi hopping
sinyal
412
Gambar 9-51 Ilustrasi peraga codogram 413
Gambar 9-52 Pengukuran kodogram dari mode W-CDMA
diringkas kesalahan pasa terhadap waktu dari
frekuensi hopping sinyal
413
Gambar 9-53 Macam-macam model penganalisa spectrum di
pasaran
414
Gambar 9-54 Penempatan Marker pada sinyal 10 MHz 417
Gambar 9-55 Penggunaan Marker Fungsi Delta 418
Gambar 9-56 Pengaturan Pencapaian Dua Sinyal 419
Gambar 9-57 Sinyal Amplitudo Sama Belum Terpecahkan 420
Gambar 9-58 Resolusi Sinyal Amplitudo Sama Sebelum Lebar
band Video Dikurangi
420
Gambar 9-59 Pencacah Menggunakan Penanda 422
Gambar 9-60 Pengukuran Sinyal Terhadap Noise 423
Gambar 9-61 Sinyal AM 425
Gambar 9-62 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 425
Gambar 9-63 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 426
Gambar 9-64 Pengukuran Modulasi Dalam Span Nol 426
Gambar 9-65 Pengukuran Parameter Waktu 426
Gambar 9-66 Sinyal AM Demodulasi Kontinyu 427
Gambar 9-67 Menetapkan titik Offset 429
Gambar 9-68 Menentukan Offset 429
Gambar 9-69 Demodulasi Sinyal Broadcast 430
Gambar 10-1 Penjejakan bingkai gambar 432
Gambar 10-2 Pola standar EIA 435
Gambar 10-3 Tanda panah pengetesan bingkai 436
Gambar 10-4 Pengujian pemusatan dan sumbu horisontal 437
Gambar 10-5 Pengetesan linieritas vertikal horisontal 438
Gambar 10-6 Pengetesan aspek perbandingan dan kontras 439
Gambar 10-7 Pengetesan interfacing 440
Gambar 10-8 Pengetesan resolusi horisontal 441
Gambar 10-9 Pengetesan ringing 443
Gambar 10-10 Chart bola pengecekan linieritas 445
Gambar 10-11 Pola bola untuk pengetesan linieritas kamera 446
Gambar 10-12 Sinyal batang warna standar 447
Gambar 10-13 Pola putih, I dan Q 447
Gambar 10-14 Bentuk gelombang tangga 448
Gambar 10-15 Level sinkronisasi 449
Gambar 10-16 Pengetesan bidang putih penuh 449
Gambar 10-17 Pengetesan bidang warna putih 75% 450
Gambar 10-18 Pola jendela pengecekan frekuensi rendah 451
Gambar 10-19 Pengetesan puritas 451
Gambar 10-20 Pengetesan linieritas sistem 452
Gambar 10-21 Pengetesan ramp termodulasi 453
Gambar 10-22 Pengaturan konvergensi 454
Gambar 10-23 Pengetesan area gambar aman 454
Gambar 10-24 Blok diagram pembangkit pola 457
Gambar 10-25 Tombol panel depan pembagkit pola 458
Gambar 10-26 Pengawatan penggunan pola non video
komposit
460
Gambar 10-27 Pengawatan pengujian lebar penalaan tuner 461
Gambar 10-28 Pattern generator dengan TV pengetesan fungsi 464
Gambar 10-29 Model-model pembagkit pola di pasaran 465
Gambar 10-30 Blok Diagram Penerima Televisi BW 466
Gambar 10-31 Pola pengetesan sinyal video 467
Gambar 11-1 Bagan Serial Buses Mesin Tester 468
Gambar 11-2 Mesin tester 469
Gambar 11-3 Mixer Signal Osciloscope (MSO) 470
Gambar 11-4 Pengambilan Gambar Ganda SPI dan CAN
dengan Menggunakan MSO
471
Gambar 11-5 Kesalahan acak yang teramati dalam dekode
CAN pada bingkai data 1D:07F HEX
473
Gambar 11-6 Pemicuan pada CAN bingkai error mengisolasi
perbedaan akuisisi CAN pada bingkai transmisi
pengulangan bentuk gelombang glitch
475
Gambar 11-7 Perbesaran bentuk gelombang glitch pada CAN 476
Gambar 11-8 Lebar pulsa pemicu pengulangan sumber acak
dan glitch
477
Gambar 11-9 Masukan dan keluaran ECU 478
Gambar 11-10 Rak PC Mountable 480
Gambar 11-11 Serial communications 481
Gambar 11-12 Modul variasi protocol serial 482
Gambar 11-13 Rangkaian Card breadboard 483
Gambar 11-14 Saklar beban tipikal 484
Gambar 11-15 Pengawatan "m" instruments x 4 2-wire busses x
"n" DUT pins "m" instruments x 4 2-wire busses
x "n" DUT pins
485
Gambar 11-16 Perancangan system fungsi tes elektronik
otomotif
486
Gambar 11-17 Bentuk gelombang sapuan untuk keempat
sensor roda
487
Gambar 11-18 Respon ABS/TC ECM terhadap masukan VRS 488
Gambar 11-19 Pengarah solenoid sisi bawah 488
Gambar 11-20 Profil tegangan deaktivasi solenoid 489
Gambar 11-21 Penerapan pulsa pengetesan untuk menetukan
system integritas
490
Gambar 11-22 Profil arus solenoid 491
Gambar 11-23 Modul bodi kontrol 492
Gambar 11-24 Pemancar 492
Gambar 11-25 Aliran fungsi aksi immobilizer 494
Gambar 11-26 Immobilizer 495
Gambar 11-27 Pohon keputusan yang digunakan respon ECM 496
Gambar 11-28 Aliran aksi fungsionalitas TPMS 497
Gambar 11-29 Deviasi frekuensi ESA4402B 498
Gambar 11-30 Data bit pada ESA4402B 499
Gambar 11-31 Pengaturan kalibrasi pada umumnya 500
Gambar 11-32 Mesin Tester 501
Gambar 11-33 Piranti Scan 504
Gambar 11-34 Macam-macam peralatan diagnosa mesin 505
Gambar 11-35 Pemasangan alat uji 505
Gambar 11-36 Tombol 24-56 penganalisa gas 507
Gambar 11-37 Halaman manajer aplikasi 507
Gambar 11-38 Halaman pilihan bahasa 507
Gambar 11-39 Halaman fole manajer 508
Gambar 11-40 Halaman inisialisasi 509
Gambar 11-41 Pilihan icon 510
Gambar 11-42 Tampilan hasil tes standar 511
Gambar 11-43 Halaman tes standar 512
Gambar 11-44 Pilihan bahan bakar 513
Gambar 11-45 Peraga jumlah kendaraan yang diuji 513
Gambar 11-46 Kurva kandungan gas 514
Gambar 11-47 Hitogram gas kendaraan 515
Gambar 11-48 Gambar posisi sensor oksigen 516
Gambar 11-49 Precleaner transparan eksternal 517
Gambar 12-1 Macam-macam Tampilan GPS 519
Gambar 12-2 Peralatan system posisi global 520
Gambar 12-3 Fungsi dasar GPS 521
Gambar 12-4 Segmen ruang 521
Gambar 12-5 Posisi satelit 522
Gambar 12-6 Menunjukan cakupan efektif 522
Gambar 12-7 Posisi 28 satelit pada jam 12 UTC pada
tanggal 14 April 2001
523
Gambar 12-8 Konstruksi satelit 523
Gambar 12-9 Blok diagram system posisi global 524
Gambar 12-10 Pseudo Random Noise 526
Gambar 12-11 Posisi Lokasi Segmen Kontrol 527
Gambar 12-12 Bidang implemenasi GPS 527
Gambar 12-13 Sinyal system posisi global 528
Gambar 12-14 Pendeteksian kapal 528
Gambar 12-15 Pendeteksian posisi oran ditengah lautan 529
Gambar 12-16 Pemanfaatan GPS untuk pengukuran tanah 529
Gambar 12-17 GPS portable sederhana 530
Gambar 12-18 Penentuan posisi dengan 3 satelit 530
Gambar 12-19 Penentuan posisi dengan 4 satelit 531
Gambar 12-20 Hubungan pulsa satelit dengan penerima 531
Gambar 12-21 Penentuan posisi dengan 4 satelit 532
Gambar 12-22 Gambar perhitungan ?t 532
Gambar 12-23 Rambatan gelombang dari lapisan ionosper 534
Gambar 12-24 GPS dengan fekuensi ganda 535
Gambar 12-25 Antena cincin 536
Gambar 12-26 Terjadinya multipath 536
Gambar 12-27 Pengukuran DOP 536
Gambar 12-28 Satelit geometri PDOP 537
Gambar 12-29 Pengaruh Gugusan bintang pada nilai PDOP 538
Gambar 12-30 Koreksi perbedaan posisi 539
Gambar 12-31 Hubungan stasiun acuan dalam pengukuran 540
Gambar 12-32 Pengukuran nilai koreksi cakupan luas 540
Gambar 12-33 Pengkuran nilai koreksi cakupan semu 541
Gambar 12-34 GPS Maestro 4050 Berbagai Sudut Pandang 542
Gambar 12-35 Pemasangan GPS 543
Gambar 12-36 Pemasangan Piringan Perekat 544
Gambar 12-37 Pemasangan Baterai 544
Gambar 12-38 Pengaturan Volume 545
Gambar 12-39 Pengaturan Tingkat Kecerahan Gambar 545
Gambar 12-40 Menu Halaman 1 546
Gambar 12-41 Menu Halaman 2 547
Gambar 12-42 Keypad 548
Gambar 12-43 Layar Peta Mode Normal 549
Gambar 12-44 Layar Peta Mode Perjalanan 550
Gambar 12-45 Layar Peta Menunjukan Perjalanan 551
Gambar 12-46a Daftar Katagori 551
Gambar 12-46b Daftar Sub Katagori Belanja 551
Gambar 12-47 Perbelanjaan Terdekat dengan Posisi Saat itu 552
Gambar 12-48 Masukan Nama Perjalanan 552
Gambar 12-49 Tampilan Add 552
Gambar 12-50 Tampilan Save 553
Gambar 12-52 Pengaturan Tujuan 553
Gambar 12-53 Ketuk Sears Buka Menu 553
Gambar 13-1 Hasil scan otak MRI 555
Gambar 13-2 Mesin MRI 556
Gambar 13-3 MRI panjang terbuka tipikal 557
Gambar 13-4 Scaner MRI sebanding antara panjang dan
pendeknya
557
Gambar 13-5 Scaner MRI berdiri 557
Gambar 13-6 Scaner MRI terbuka 557
Gambar 13-7 Blok diagram rangkaian MRI 558
Gambar 13-8 Ruang pengendali pengoperasian MRI 559
Gambar 13-9 Scan MRI tangan patah 560
Gambar 13-10 Tampak dalam gambar dongkrak kasur jerami
terisi dihisap ke dalam sistem MRI
561
Gambar 13-11 Poto perbandingan gambar otak kiri laki-laki
atelitik muda (25t th), tengah (86 th) dan umur
(76 th) mempunyai penyakit Alzheimer's
semua digambar dalam tingkat yang sama
562
Gambar 13-12 menunjukkan pertumbuhan tumor dalam otak
wanita dilihat dari irisan lateral.
563
Gambar 13-13 Organ dalam digambar dengan MRI 564
Gambar 13-14 Perbandingan CAT scan, dan MRI cenderung
lebih detail dan kontras
565
Gambar 13-15 Scan MRI menunjukkan tubuh bagian atas
dilihat dari samping sehingga tulang tulang
belakang kelihatan jelas
565
Gambar 13-16 Irisan Axial, coronal dan sagitall 567
Gambar 13-17 MRI gambar kepala irisan tunggal 569
Gambar 13-18 Urutan temporal scan FMRI (irisan tunggal) 569
Gambar 13-19 aktivasi otak 3D 569
Gambar 13-20 Posisi CT scan 570
Gambar 13-21 Scan irisan otak 570
Gambar 13-22 Scan dada 571
Gambar 13-23 Gambar tabung dasar CT scan 572
Gambar 13-24 Emisi cahaya atom 572
Gambar 13-25 Hasil CT scan otak 573
Gambar 13-26 Mesin sinar x 573
Gambar 13-27 Pancaran poton 574
Gambar 13-28 Hasil CAT jantung dan torax 575
Gambar 13-29 Ide dasar penyinaran sinar x 576
Gambar 13-30 Prinsip dasar penyinaran sinar x pada CAT dan
hasil
576
Gambar 13-31 CT scan multi irisan 578
Gambar 13-32 Tabung dasar mesin CT scan 579
Gambar 13-33 Ruang kontrol dan pelaksanaan scanning 579
Gambar 13-34 Jaringan sistem manajemen gambar 580
Gambar 13-35 Hasil CT scan otak 582
Gambar 13-36 ultrasonik pertumbuhan janin (umur 12 minggu)
dalam kandungan ibu. Pandngan samping bayi
ditunjukkan (kanan ke kiri) kepala, leher, badan
dan kaki
583
Gambar 13-37 bayi dalam kandungan dilihat dengan sonogram 584
Gambar 13-38 perkembangan bayi 29 minggu ultrasonik 3D 594
Gambar 13-39 Pengujian Ultasonik Selama kehamilan 585
Gambar 13-40 Sonograph menunjukkan gambar kepala janin
dalam kandungan
585
Gambar 13-41 Medical sonographic scanner 587
Gambar 13-42 Sensor suara 588
Gambar 13-43 Spektrum Doppler Arteri 590
Gambar 13-44 Spektrum warna Arteri yang sama 590
Gambar 13-45 Ultrasonik Doppler untuk mengukur aliran darah
melalui jantung. Arah aliran darah ditunjukkan
pada layar dengan warna yangberbeda
590
Gambar 13-46 Bagian-bagian mesin ultrasonik 592
Gambar 13-47 Perkembangan janin dalam kandungan 594
Gambar 13-48 Peralatan Positron Emisi Tomography (PET) 599
Gambar 13-49 Gambar skeletal anomali 600
Gambar 13-50 Warna hijau kelenjar ludah, warna merah gonfok
adenomas
600
Gambar 13-51 Mesin PET 601
Gambar 13-52 Gambar Scanner PET lengkap 601
Gambar 13-53 Hasil Scan kepala dengan SPECT 602
Gambar 13-54 Refleksi sinar pada proses penggambaran 603
Gambar 13-55 Gambar otak normal yang digambarkan dalam 3
posisi yang berbeda
603
Gambar 13-56 Pengurangan alkohol 604
Gambar 13-57 Penambahan alkohol 604
Gambar 13-58 Hasil SPECT dan CT dari torso bagian atas
tubuh manusia ditunjukkan kedua tulang dan
organ dalam
604
Gambar 13-59 Cylodran bagian instrumen PET yang digunakan
untuk menghasilkan radioisoto umur pendek
Menunjukkan cyclotron bagian instrumen PET
605
Gambar 13-60 PET mengungkapkan kemajuan kanker dada
kiri pasien
605
Gambar 13-61 Rangkaian Irisan PET menunjukkan distribusi
kondisi anomalous otak
606
Gambar 13-62 Scan PET dapat menunjukan pola dalam otak
yang membantu dokter analisis parkinson
606
Gambar 13-63 Scan otak penderita Parkinson 606
Gambar 13-64 Perbandingan hasil MRI 607
Gambar 13-65 Hasil scan termal 608
LEMBAR PENGESAHAN
GLOSSARY
airbag deployment Airbag adalah suatu pengekangan pasif (tidak
memerlukan campur tangan manusia) di rancang
dalam bentuk tas memompa ketika terjadi benturan.
Terbuat dari bahan fleksibel yang dapat memompa bila
terjadi tabrakan mobil.
akuisisi Akuisisi data merupakan pencuplikan waktu riil untuk
membangkitkan data yang dapat dimanipulasi oleh
komputer.
amniocentesis Amniocentesis adalah prosedur yang digunakan
dalam mendiagnosa cacat janin pada awal
trimester kedua kehamilan.
anti-aliasing Dalam pemrosesan sinyal digital anti-aliasing
merupakan teknik meminimkan aliasing pada saat
merepresentasikan sinyal resolusi tinggi pada resolusi
yang lebih rendah.
anti-lock brake Anti-lock brakes dirancang untuk mencegah
peluncuran dan membantu pengendara
mempertahankan kendali kemudi selama situasi
pemberhentian darurat
attenuator Attenuator merupakan piranti elektronik yang
mengurangi amplitudo atau daya sinyal tanpa
membuat bentuk gelombang cacat. Attenuator
biasanya biasanya berupa piranti pasip terdiri dari
resistor.
Bandpass Filter Penyarring frekuensi yang hanya melewatkan
frekuensi menengah.
chip Serpihan kristal tunggal yang berisi rangkaian
terpadu.
claustrophobic Tidak nyaman di ruang sempit, gelap tertutup.
Common Mode
Rejection Ratio
Besaran yang dapat menunjukkan kualitas
penguat beda merupakan perbandingan antara
besarnya penguatan common dan penguatan
penguat beda.
cyclotron Unsur radiasi yang dihasikan oleh mesin scan
sebelum pengujian dimulai.
Debug Mengidentifikasi dan melokalisir letak kesalahan .
LAMPIRAN D
densifying Perbandingan harga atas beribu-ribu nama merek
produk untuk semua kebutuhan.
distorsi Cacat gelombang
ECU test
throughput
Piranti throughput misalnya perubahan RS 232
dengan CAN dan sebaliknya dapat membuat atau
memecahkan performansi sitem pengetesan.
efek piezolistrik Bila sumbu mekanik dari Kristal diberi tekanan maka
akan timbul beda tegangan pada sumbu listrik. Bila
pada sumbu listrik diberi tegangan maka akan terjadi
perubahan keadaan disepanjang sumbu mekanik.
Bila pada sumbu listrik diberi tegangan AC maka akan
terjadi getaran di sumbu mekanik dengan frekuensi
naturalnya. Semakin tipis Kristal frekuensi getar
semakin tinggi.
elektron gun Susunan elektroda yang menghasilkan berkas
elektron yang dapat dikendalikan difokuskan dan
dibelokkan sebagaimana dalam gambar tabung
televisi.
electrocardiogram Electrocardiogram, juga dinakaman EKG atau ECG,
merupakan pengetesan sederhana yang mendeteksi
dan merekam aktivitas kelistrikan jantung.
encrypte code Kode yang digunakan dalam program Java , anda
dapat menggunakan sistem manajemen menjaga
profil pemakai dengan menggunakan passwaord.
fisiologi Istilah dalam fisiologi yang berasal dari kata physics
yang berarti alami dan logos yang berarti kata.
Fisiologi merupakan bidang ilmu yang mempelajari
berbagai fungsi organisme hidup.
gastrointestinal Berkaitan dengan perut dan isi perut.
Glitch Dalam elektronika, glitch adalah suatu sinyal listrik
jangka waktu pendek yang pada umumnya hasil
suatu kesalahan atau kesalahan disain
High Pass Filter Penyaring frekuensi yang hanya melewatkan
frekuensi tinggi
Immoblizer Tidak ada definisi standar, merupakan keadaan yang
tidak sesuai dengan perancangan.
Interlace Dua bidang gambar yang tampak dalam satu layar
televise, namun setiap bidang gambar di scan secara
terpisah.
Interpolasi Interpolasi adalah menghubungkan titik. Interpolasi
linier sederhana menghubungkan titik sampel dengan
garis lurus.
Indomitabel Tidak mampu untuk diperdaya, ditundukkan; lunak,
atau ditaklukkan; tak tertundukkan .
interferensi Percampuan dua gelombang atau lebih dapat saling
memperkuat atau melemahkan tergantung dari
kedudukan pasa satu dengan yang lain.
intravascular Dalam pembuluh darah
Intermittent Selang waktu mulai dan berhenti berselang-seling
dengan sebentar-sebentar sinonim dengan periodik
Intuitif Tentang, berkenaan dengan, atau timbul dari intuisi
kompatibel Dapat digunakan secara bersama-sama dengan
tanpa merubah dan menambah peralatan lain dalam
sistem. Misal penerima TV warna dan hitam putih
untuk menerima siaran dari pemancar yang sama
Low Pass Filter Penyaring frekuensi yang hanya melewatkan
frekeunsi rendah.
luminansi Istilah yang digunakan untuk menandai kecerahan
atau hitam putihnya gambar televisi.
neonatal Berkaitan dengan bayi baru.
noise Sinyal yang tidak dikehendaki keberadaannya dalam
sistem.
noise figure Dalam telekomunikasi noise figure (NF) merupakan
suatu ukuran degradasi dari perbandingan sinyal
terhadap noise, yang disebabkan oleh komponen
dalam sinyal RF.
osteoporosis Pengapuran / pengkeroposan tulang
Partikel Suatu bagian yang sangat kecil
Patologi forensic Ilmu penyakit forensik adalah suatu cabang
kedokteran yang terkait dengan menentukan
penyebab kematian, pada umumnya untuk kasus
hukum pidana dan kasus hukum perdata dalam
beberapa yurisdiksi.
pacemaker Pacemaker berupa alat kecil yang membantu detak
jantung dengan simulasi listrik membantu
mengendalikan irama jantung.
Penomena Suatu kejadian, keadaan, atau fakta yang dapat
diterima oleh pikiran sehat.
peripheral Periperal merupakan piranti komputer seperti drive
CD-ROM atau printer yang bukan merupakan bagian
utama computer seperti memori, mikroprosesor.
Periperal eksternal seperti mouse, keyboard, monitor,
printer.
peripheral
neuropathy
Peripheral neuropathy merupakan masalah
dengan kegelisahan yang membawa informasi ke dan
dari otak dan tulang belakang. Sakit ini
mengakibatkan, hilangnya sensasi, dan ketidakmampuan
untuk mengendalikan otot.
portable Dapat dijinjing tidak ditempatkan secara permanen.
protocol Dalam teknologi informasi, protokol adalah
satuan aturan yang khusus dalam koneksi
telekomunikasi .
pseudo-range Cakupan pengukuran semu digunakan bersamasama
dengan estimasi posisi SV yang didasarkan
pada data empiris yang dikirim oleh masing-masing
SV. Data orbital (empiris) memungkinkan penerima
untuk menghitung posisi SV dalam tiga dimensi pada
saat pengiriman sinyal secara berunyun.
radio isotop Suatu versi elemen kimia yang memiliki inti tak sabil
dan mengemisikan radiasi selama decay untuk
membentuk kestabilan. Radio isotop penting
digunakan dalam diagnosa medis untuk pengobatan
dan penyelidikan.
radiactive decay Radioactive decay merupakan suatu proses
ketidakstabilan inti atom karena kehilangan energi
berupa emisi radiasi dalam bentuk partikel atau
gelombang elektromagnetik.
real time waktu yang sebenarnya pada saat terjadinya proses.
Resolution Kejelasan atau ketajaman gambar,
retrace Kembalinya berkas elektron dari sistem scanning
televisi sisi kanan layar ke sisi kiri layar monitor.
rise time Waktu yang diperlukan pulsa untuk naik dari 10%
amplitudo maksimum sampai 90%.
ringing Dengan hanya satu sinyal yang diberikan pada
terminal osiloskop dan yang lain tidak dihubungkan
dapat dilihat adanya beberapa sinyal yang tidak
berguna. Sinyal ringing tidak menambah amplitude
tegangan, yang bertambah adalah frekuensinya
karena factor ketiga.
scrambling CSS, Content Scrambling System, merupakan
system enkripsi lemah yang digunakan pada
kebanyakan DVD komersial.
shadow mask Lapisan logam berlubang di dalam monitor warna
untuk meyakinkan bahwa berkas elektron hanya
menumbuk titik pospor dengan warna yang benar dan
tidak mengiluminasi lebih dari satu titik.
S/N Ratio Perbandingn sinyal terhadap noise meruakan
perbandingan dari sinyal yang dikehendaki terhadap
sinyal yang tak diinginkan.
sweep vernier Sapuan dari atas ke bawah untuk mengukur posisi
terhadap skala.
tomography Berkaitan dengan scan medis.
Transduser Transduser merupakan suatu piranti yang dapat
mengubah besaran non listrik menjadi besaran listrik
dan sebaliknya.
transceiver Pemancar dan penerima sinyal yang ditempatkan
dalam satu kemasan.
transien Transien dapat didefinisikan sebagai lonjakan
kenaikkan arus yang mempunyai durasi 50 sampai
100 milidetik dan kembali normal pada tegangan
sumber 28 Volt membutuhkan waktu 50 mili detik atau
lebih.
troubleshooting Proses pencarian letak gangguan atau kerusakan.
Vasodilatation Pelebaran pembuluh darah.
Virtual Virtual sekarang ini secara filosofi distilahkan
sebagai sesuatu yang tidak nyata, namun
memungkinkan untuk diperagakan sepenuh kualitas
nyata.