Bab 4  Osiloskop Sinar Katod

4.1  Pengenalan
            Osiloskop adalah alat asas untuk mengkaji berbagai jenis bentuk gelombang . Ia boleh
     digunakan untuk mengukur kuantiti seperti voltan puncak , frekuensi , beza fasa , lebar denyut ,
     masa lengah , masa naik dan masa jatuh . Terdapat berbagai jenis osiloskop daripada alatan asas
     yang mudah kepada alatan boleh aturcara yang canggih dengan bacaan digit . Walau bagaimanapun ,
     prinsip dan ciri-ciri asasnya tetap sama .

  4.1.1 Kegunaan Asas Osiloskop Dalam Pengukuran
  * Pengukuran Voltan Puncak-ke-puncak
        - Amplitud puncak ke puncak bentuk gelombang yang terpapar pada osiloskop boleh diukur
          dengan mudah .
        - Pastikan bahawa tombol vernier pusat pada kawalan VOLT/DIV pada kedudukan tentukur
          (CAL) sebelum mengukur amplitud bentuk gelombang .
                   Vpp = (jumlah bahagian p ke p ) x ( volt/div )
        - Voltan Puncak , Vp = Vpp / 2
     * Penentuan Frekuensi
        - Tempoh ialah masa yang dilalui oleh satu kitar gelombang . Tempoh masa T boleh ditentukan
          dengan mengukur masa bagi satu kitar mengikut bahagian mendatar dan mendarab nilai tersebut
          dengan nilai time/div yang disetkan pada osiloskop .
      T  = ( jumlah bahagian mendatar/kitar ) ( time/div )
        - Frekuensi dikira sebagai songsangan tempoh masa , T .
     * Pengukuran Arus
        - Osiloskop merupakan alatan bergalangan masukan tinggi . Oleh itu , ia tidak boleh digunakan
          secara langsung untuk mengukur arus .
        - Arus diukur melalui jatuhan voltan pada satu perintang .
        - Untuk tujuan itu , perlu berhati-hati dengan sambungan osiloskop kepada perintang kerana
          salah satu hujung perintang perlu berada pada keupayaan bumi kecuali jika penguat masukan
          kebezaan digunakan .
     * Pengukuran Fasa
     * Pengukuran Denyut

  4.1.2 Operasi Osiloskop
  * Alur elektron bergerak dan menghentam lapisan fosfor di skrin .
     * Satu titik terbentuk di seluruh skrin dan kecerahannya ditentukan oleh banyaknya elektron yang
        terkena pada lapisan fosfor .
     * Alur elektron dipesong pada paksi-x dan paksi-y untuk mempamerkan bentuk 2 dimensi pada
        skrin .
     * Paksi-x dipesong dengan satu kadar malar yang dirujuk kepada masa ( time/div ) .
     * Paksi-y dipesong sebagai sambutan kepada masukan yang diberkan ( volt/div ) .

  4.1.3  Prinsip Kendalian
  * Osiloskop terdiri daripada tabung sinar katod (C.R.T.) dan litar-litar kawalan dan masukan
        yang berkaitan .
     * Dalam tabung sinar katod , elektron terjana oleh katod yang dipanaskan dibentukkan kepada
       alur halus dan dipecutkan ke arah skrin pendarflour .
     * Skrin tersebut mengeluarkan cahaya pada tempat yang terkena elektron .
     * Alur elektron terpesong pada arah menegak dan mengufuk oleh voltan yang dikenakan pada
        plat memesong .

4.2      Binaan Osiloskop

  4.2.1 C.R.T.
     * Berfungsi menghasilkan alur elektron .
     * Memecut alur elektron pada kelajuan yang tinggi .
     * Memesong alur elektron secara mendatar dan menegak bagi mendapatkan imrj pada skrin .

  4.2.2 Litar Tegak
     * Menerima isyarat masukan yang hendak diukur .
     * Merendah/meninggikan amplitud isyarat masukan .
     * Melengahkan isyarat masukan antara 100 ke 200 ns supaya isyarat massukan tiba di C.R.T.
        selepas isyarat datar .
     * Penguat tegak menguatkan isyarat sebelum dihantar ke plat pesongan tegak pada C.R.T.

  4.2.3 Litar Datar
     * Menerima isyarat masukan datar .
     * Merendahkan dan meninggikan amplitud isyarat masukan .
     * Menjana gelombang mata gergaji yang diperlukan oleh plat pesongan datar jika mod ' time '
        digunakan ( asas masa ) .
     * Penguat datar menguatkan isyarat tadi sebelum dihantar ke plat pesongan datar pada C.R.T.

   4.2.4  Litar Picu
     * Mengawal pergerakan antara isyarat mata gergaji dan isyarat masukan yang diberikan pada
        litar tegak .
     * Memastikan pesongan tegak dan datar bermula pada masa yang sama .
     * Boleh disambung kepada ' internal ' , ' external ' dan ' line ' .

   4.2.5  Bekalan Kuasa
     * Membekalkan voltan tinggi kepada C.R.T.
     * Membekalkan voltan kendalian kepada lain-lain litar .
 

4.3 Alat-alat Kawalan Pada Osiloskop

   4.3.1  Litar Tegak
  * Volt/div
         - Memberikan skala yang tertentu pada gambaran isyarat di paksi-Y .
         - Kalau isyarat terlalu besar , skala dinaikkan dan sebaliknya .
     * Pembolehubah
         - Jika skala Volt/div hendak digunakan ianya mesti dipusingkan ke kedudukan CAL , sekiranya
           tidak dilakukan nilai yang ditunjukkan bukanlah nilai yang sebenar .
     * AC-GND-DC
         - GND . membumikan isyarat supaya garis sifar dapat ditentukan di skrin .
         - AC . memberikan gambaran isyarat ulang-alik .
         - DC . memberikan isyarat terus .
     * Position
         - membolehkan isyarat dinaikkan dan diturunkan di skrin .
     * INV
         - Menyongsangkan isyarat .

  4.3.2 Litar Mendatar
     * Time/div
         - memberikan skala masa isyarat dari kiri ke kanan skrin osiloskop .
         - skala hanya boleh digunakan jika pembolehubah di bahagian tengah berada pada
           kedudukan CAL .
     * Position
         - Membolehkan isyarat dibawa ke kiri atau ke kanan skrin osiloskop .

  4.3.3 Litar Picu
     * Trigger Source
         - INT . isyarat diambil dari dalam ( salah satu bentuk gelombang atau isyarat masukan )
         - EXT . isyarat diambil dari luar ( perlu masukan pada punca EXT TRIGGER )
         - LINE . isyarat diambil dari talian atau frekuensi kuasa a.u.
     * SYNC ( Penyegerakan )
         - Selalu digunakan dalam keadaan biasa ( normal )
         - Kedudukan TV digunakan jika bentuk gelombang adalah kompleks .
     * Trigger Level ( aras picuan )
        - menjana gelombang mata gergaji yang diperlukan oleh plat pesongan datar jika mod
          ' Time ' digunakan ( asas masa ) .
        - Penguat datar menguatkan isyarat tadi sebelum dihantar ke plat pesongan datar pada
          CRT
     * Litar Picu
        - Mengawal pergerakan antara isyarat mata gergaji dan isyarat masukan yang diberikan
          pada litar tegak .
        - Memastikan pesongan tegak dan datar bermula pada masa yang sama .
        - Boleh disambungkan kepada ' internal ', ' external ' dan ' line ' .
     * Bekalan Kuasa
        - Membekalkan voltan tinggi kepada CRT .
        - Membekalkan voltan kendalian kepada lain-lain litar .
  4.3.4 Skrin
     * Focus
        - Memfokuskan paparan kepada garisan yang lebih halus .
     * Intensity
        - Mengawal kecerahan paparan .
     * Beam Finder
        - Untuk mendapatkan semula paparan yang teranjak keluar dari skrin .
     * Power On/Off
        - Menghidup atau mematikan osiloskop .

4.4 Pemodulat 'Z'

                  Kekuatan alur elektron yang keluar daripada senapang elektron bergantung kepada
    perbezaan voltan yang dikenakan di antara grid dan katodnya . Jika suatu denyut arus dikesan
    kepada grid melalui pemuat yang menyekat , paparan akan terpadam bagi tempoh denyut
    tersebut . Ini adalah tujuan penggunaan terminal pemodulat Z yang terdapat dalam kebanyakan
    osiloskop dan membolehkan sebahagian daripada paparan sama ada dikurangkan ataupun
    ditambahkan larnya.

  4.4.1 Osiloskop Sampelan
                Paparan berterusan pada osiloskop dihadkan pada frekuensi-frekuensi dalam julat
    50-300 MHz bergantung pada rekabentuk osiloskop . Pada julat frekuensi tersebut , teknik
    penyampelan mestilah digunakan untuk mendapatkan p[aparan yang memuaskan yang dibina
    daripada 1000 biny=tik pendarkilau . Pesongan tegak untuk setiap bintik diperolehi daripada
    titik-titik yang tiba secara berjujuran untuk setiap kitaran bentuk gelombang masukan yang
    berturutan . Pesongan mendatar alur elektron diperolehi dengan mengenakan bentuk gelombang
    tangga pada plat-plat pesongan X . Teknik penyampelan tidak boleh digunakan untuk memaparkan
    bentuk gelombang fana .

  4.4.2 Layar Fosfor
                Skrin CRT dibuat dengan mengendap salutan bahan fosfor pada bahagian dalam
    permukaan tiub . Apabila alur elektron menhentak skrin , elektron dalam bahan skrin tersebut
    ternaik ke aras tenaga yang lebih tinggi dan memancarkan cahaya ketika menurun kembali ke aras
    biasa . Kerlipan bertahan untuk beberapa milisaat , saat atau lebih lama , bergantung pada bahan
    yang digunakan , warna kerlipan yang terhasil pada skrin sama ada biru , merah , hijau atau putih .

  4.4.3 Penentukur
                Kebanyakan osiloskop mempunyai sumber voltan rujukan sendiri yang biasanya mengambil
    bentuk gelombang segiempat sama , frekuensi 1 kHz , magnitud 1 volt puncak-puncak . Kemudahan
    tersebut membolehkan penetukuran dilakukan terhadap asas masa dan penguat osiloskop setiap
    kali ia digunakan . Jika didapati kejituan terletak di luar had yang telah ditetapkan untuk alat tersebut ,
    maka penyelarasan yang dinyatakan di dalam manual pembuat hendaklah dilaksanakan oleh
    kakitangan yang bertauliah .

4.5 Osiloskop Dua Surih

                Kebanyakan osiloskop boleh memaparkan dua bentuk gelombang serentak . Dengan ini ,
    amplitud dan fasa dua gelombang boleh dibandingkan . Osiloskop tersebut mempunyai dua penkalan
    masukan dan dua set pengawal dinamakan Saluran A dan Saluran B . Terdapat dua jenis osiloskop
    dua surih bergantung pada bilangan alur elektron yang digunakan .

  4.5.1 Osiloskop dua-alur
                Osiloskop jenis ini mengandungi sama ada dua senapang elektron yang lengkap dalam tiub
    atau satu alur yang terbahagi dua sebelum sampai ke plat-plat pesongan . Alur elektron berasingan
    terhasil bagi setiap surih bentuk gelombang .Satu set plat pesongan mengufuk digunakan . Gelombang
    gerigi dari asas masa dikenakan pada plat tersebut , dan kedua-dua alur elektron tersapu pada skrin
    serentak . Terdapat dua masukan menegak yang berasingan : saluran A dan saluran B . Setiap saluran
    mempunyai penguat pesongan sendiri yang menyampaikan isyarat ke pasangan plat pesongan
    masing-masing .

  4.5.2 Osiloskop satu-alur
       Osiloskop jenis ini menggunakan CRT satu alur dengan satu set plat pesongan menegak .
   Dua penguat masukan berasingan ( saluran A dan saluran B ) digunakan , dengan satu penguat
   menggerakkan plat pesongan menegak . Masukan ke penguat tersebut disuiskan bersilih-ganti antara
   saluran A dan saluran B , dan frekuensi pensuisan dikawal oleh litar asas masa . Pensuisan tersebut
   boleh dilakukan dua ragam .
                Ragam silih-ganti ( alternate mode ) sesuai untuk masukan berfrekuensi tinggi (>1 kHz )
   . Masukan pada saluran A dan saluran B dipaparkan secara silih-ganti . Frekuensi ulangan yang
   sangat tinggi menyebabkan surih gelombang kelihatan terpapar seolah-olah serentak .
                Ragam penggal ( chop mode ) pula sesuai untuk masukan berfrekuensi rendah .
   Frekuensi pensuisan yang lebih tinggi digunakan . Masukan pada saluran A dan saluran B
   dipenggal pada masa yang berlainan . Masa penggalan yang sangat kecil menyebabkan ianya
   tidak kelihatan pada skrin . Frekuensi penggalan lazimnya 500 MHz .
 

4.6 Rajah Lissajou

  Rajah Lissajou didapati dengan memberikan gelombang sinus kepada masukan datar dan
     tegak . Mod X-Y digunakan .

  4.6.1  Pengukuran Frekuensi
            Jika dua isyarat yang berbeza frekuensi dimasukkan pada masukan X dan Y maka rajah
     Lissajou yang tertentu akan terbentuk seperti di bawah . Oleh itu bagi pengukuran frekuensi ,
     masukkan isyarat yang hendak diukur pada saluran X dan isyarat yang diketahui pada saluran
     Y atau sebaliknya . Daripada rajah yang terbentuk boleh ditentukan frekuensi isyarat yang tidak
     diketahui itu .

  4.6.2 Pengukuran Fasa
           Pengukuran hanya boleh dilakukan jika kedua-dua gelombang mempunyai amplitud dan
     frekuensi yang sama . Maka fasa dari rajah yang terbentuk :

           sin X = pintasan pada paksi Y / pesongan tegak maksimum
 
 
 
 

                                                         KEMBALI KE MAIN PAGE