1.PRINSIP PENGENDALIAN OSILOSKOP

1.1 BINAAN

Osiloskop terdiri daripada tabung sinar katod (CRT) dan litar-litar kawalan dan masukan

yang berkaitan seperti dalam rajah 1. Dalam tabung sinar katod, elektron terjana oleh

katod yang dipanaskan dan dibentukkan kepada alur halus dan dipecutkan ke arah skrin

pendarfluor. Skrin tersebut mengeluarkan cahaya pada tempat yang terkena elektron.

Alur elektron terpesong pada arah menegak dan mengufuk oleh voltan yang dikenakan

pada plat memesong. . Berikut merupakan contoh gambarajah binaan osiloskop.

1.2 SISTEM PLAT PESONGAN

1. Sistem pemesongan bagi osiloskop mempunyai dua set plat selari yang akan

memesongkan sinar elektron apabila beza keupayaan di bekalkan pada plat-plat

tersebut.

2. Jadual dibawah menunjukkan fungsi plat-plat selari dalam pemesongan.

Komponen-komponen Fungsi

(a) plat-Y

i) Apabila tiada voltan dikenakan, tompok tidak dipesongakan.ii) Apabila voltan at dikenakan, tompok dipesongkan secara mencancang.iii) Apabila voltan au dikenakan, satu garis mencancang dikenakan.

Mengawal pemesongan alur elektron secara mencancang.

(b) plat-X

i) Voltan at dikenakan merentas plat-X sahaja, tompok dipesongkan secara mengufuk.

Mengawal pemesongan elektron secara mengufuk.

3. Contoh gabungan pesongan sinar elektron oleh dua plat yang dinyatakan dalam

jadual di atas adalah surihan berbentuk gelombang seperti di bawah.

1.3 PENGUAT MENEGAK

Ciri-ciri bagi penguat menegak adalah seperti berikut, pertama pertambahan

penguat mestilah tidak ketara dengan frekuensi masukan dan tidak melebihi amplifier

pass band. Ciri kedua ialah the pass band hendaklah dimasukkan isyarat a.t. dan cirinya

yang ketiga ialah frekuensi akhir mestilah melebihi nilai frekuensi yang telah ditetapkan

(frekuensi awal). Ciri yang terakhir ialah cirinya mestilah sama dengan setiap gain setting

(Graf 3.1).

Graf 3.1

1.3.1 Faktor Pemesongan

Apabila isyarat tegak atau Y digunakan keatas plat pesongan, kejituan dan

kepekaan sesuatu osiloskop akan menjadi terhad. Oleh itu cara untuk mengatasi masalah

ini ialah dengan menyelitkan susunan pengecil julat dan penguat di antara isyarat

pesongan dan plat-plat pesongan. Nilai kepekaan biasanya dinyatakan sebagai mV atau

V/bah. (‘bah’ disini ialah bahagian) dan ia disusun merjujukan 1-2-5 (Rajah 3.1). setiap

osiloskop mempunyai kepekatan yang berbeza, ini semua bergantung kepada jenis

osiloskop tersebut; tetapi pada umumnya julat osiloskop ialah dari 5mV/bah. hingga

20V/bah..

Rajah 3.1

Jika voltan a.t. dibekalkan kepada plat-Y, tompok terpesong secara mencancang;

dan jika voltan a.u. yang dikenakan satu garis mencancang akan terbentuk (Rajah 3.2

dibawah).

a) ketika tiada voltan b)apabila voltan a.t. dikenakan

c)apabila voltan a.u. dikenakan

Rajah 3.2

Suatu voltan a.t. dikenakan keatas plat-X, tompok akan dipesongkan kearah plat

berkeupayaan positif secara mengufuk (Rajah 3.3).

Rajah 3.3

Apabila voltan a.u dikenakan kepada plat-X dan plat-Y, tompok dipesongankan

mencancang dan mengufuk secara serentak untuk memaparkan satu surih bentuk

gelombang pda skrin. Voltan a.u yang digunakan untuk merintasi plat-X dipanggil voltan

dasar masa (Rajah 3.4).

Rajah 3.4

1.3.2 Masukan coupling

Coupling digunakan untuk menghubungkan isyarat elektrik dari satu litar ke satu

litar yang lain. Pada amnya masukan coupling berfungsi menghubungkan litar yang diuji

dengan osiloskop. Masukan coupling ini boleh ditetapkan pada dc., ac. atau bumi

(ground). Coupling ac boleh menhalang isyarat dc dan gelombang pada 0 volt akan

dipaparkan diskrin osiloskop. Perbezaan ini telah diilustrasikan dalam rajah 3.5.

Masukan coupling ac isyarat DC yang dihalang coupling ac

Rajah 3.5

Bagi ground pula, ia berfungsi untuk memutuskan antara isyarat masukan dengan sistem penegak.

1.3.3 Filter frekuensi

Kebanyakkan osiloskop telah dilengkapi dengan rangkaian filter frekuensi.

Tujuan utama filter frekuensi ini dibekalkan kepada osiloskop ialah untuk mengurangkan

gangguan yang adakalanya turut dipaparkan diskrin osiloskop dnegan cara menghadkan

isyarat frekuensi yang masuk ke osiloskop.

1.3.4 Pembalik Polariti

Kebanyakkan osiloskop telah dilengkapi dengan pembalik isyarat polariti,

menjadikan graf diosiloskop mengubah fasa menjadi 180 dajah (180o).

1.4 LITAR PEMICU

Litar pemicu merupakan satu litar yang terdapat di dalam osiloskop yang berfungsi

untuk menggerakkan masa dan isyarat pemesong Y. litar pemicu peka terhadap arus

voltan yang digunakan kepadanya. Apabila arus voltan yang telah ditentukan tercapai,

satu denyut akan dikeluarkan daripada litar pemicu untuk memulakan satu sapuan asas

kuasa. Oleh itu pada suatu skala masa akan berlaku perubahan berturutan.

Kesan litar pemicu adalah menyelaraskan asas masa pada osiloskop pada isyarat

masukkan, untuk mengelakkan horizontal tergelincir daripada garisannya. Untuk ini, litar

pemicu membernakan paparan isyrat berkala sperti gelombang sinus dan gelombang

segiempat. Litar pemicu juga membenarkan paparan isyarat tidak berkala seperti

gelombang denyutan tunggal atau denyutan yang tidak berulang pada kadar yang tetap.

1.4.1 jenis –jenis litar pemicu

1. Litar pemicu luar: berfungsi membuatkan denyutan daripada sambungan punca

luar akan memberikan input ke atas skop.

2. Litar pemicu tepi: satu pengesan pemicu akan menghasilkan denyutan apabila

isyarat masukkan menyimpang daripada had voltan

yang telah ditetapkan pada arah yang ditetapkan juga.

3. Litar pemicu video: liotar ini menyelaraskan denyutan daripada format video PAL

dan NTSC dan pemicu asas masa pada setiap garis yang

spesifik, setiap kawasan dan setiap bidang. Litar ini

selalunya dijumpai di skrin waveform.

4. Litar pemicu tangguh: berhenti pada suatu masa selepas pemicu tepi memulakan

sapuan. Tiada pemicu yang berfungsi secara serta-merta, pemicu selalu

tertangguh sesetengahnya, tetapi pemicu tangguh ini melanjutkan tangguh itu

kepada yan kita hendak dan boleh dilaraskan. Untuk ini penguna boleh menguji

denyutan ynag tertentu di dalam sepanjang arah denyutan itu.

1.5 PERMODULAT Z

Pemodulat Z atau lebih dikenali sebagai modulator ialah satu alat yang digunakan

untuk memasukan informasi/maklumat dalam satu bentuk gelombang pembawa yang

biasanya berupa gelombang sinus.

Kekuatan alur elektron yang keluar daripada senapang elektron bergantung

kepada perbezaan voltan yang dikenakan di antara grid dan katodnya.Jika sesuatu denyut

arus di kesan kepada grid melalui pemuat yang menyekat maka adalah mungkin untuk

memadam paparan untuk tempoh denyut tersebut.Ini ialah tujuan kegunaan terminal

pemodulat Z yang tersedia dalam kebanyakan osiloskop dan membolehkan sebahagian

daripada paparan samaada dikurangkan atau ditambahkan larnya.

Terdapat dua jenis paparan modulator iaitu

a) Wave-Envelope Patterns

b) Trapezoidal Pattern

Rajah 1

1.6 OSILOSKOP SAMPELAN

Apabila frekuensi isyarat tegak meningkat maka kecepatan sinaran elektron juga

meningkat. Peningkatan kepantasan yang berlaku secara tiba-tiba menyebabkan

pengecilan keamatan pada skrin. Pada peringkat mencapai kekuatan sinaran yang cukup,

sinaran elektron mesti ditambah kelajuannya kepada halaju yang tinggi. Ini membolehkan

lebih banyak tenaga kinetik yang membolehkan perpindahan ke paparan skrin dan

kecerahan normal dapat dikekalkan. Suatu pertambahan halaju sinaran elektron adalah

mudah dicapai dengan pertambahan voltan pada anod pemecut. Satu sinaran dengan

halaju tinggi juga memerlukan satu pesongan keupayaan yang besar untuk mengekalkan

kepekaan.

Oleh sebab itu, osiloskop sampelan digunakan untuk membaiki frekuensi yang

tinggi. Dalam osiloskop sampelan, gelombang input adalah terbina daripada token mudah

semasa pengulangan kitaran pada gelombang input pan pintasan jalur lebar kelaziman

CRT dan amplifier. Kaedah yang lebih baik ialah mengilustrasikan keupayaan

gelombang seperti dalam rajah;

Dalam penghasilan gelombang, kitaran denyutan sampelan bagi litar sampelan

untuk sesuatu kitaran adalah terlalu pendek. Bintik CRT pada kedudukan tegak yang

sepadan dengan input voltan. Bintik CRT pada kedudukan tegak semasa kitaran

berikutnya pada gelombang input untuk kedudukan yang berterusan. Bintik CRT

bergerak secara mendatar dengan jarak yang sangat pendek dan prepositioned vertically

menjadi nilai voltan input yang baru.

Disini osiloskop akan memplot gelombang secara point to point menggunakan

1000 bintik perdarkilau untuk membina satu gelombang yang asli. Frekuensi mudah

mungkin rendah seperti 100 isyarat frekuensi input. Jika isyarat input ialah 1000 MHz

maka amplifier harus 10MHz sahaja.

1.7 LAYAR FOSFOR

Skrin CRT dibuat dengan mengendap salutan bahan fosfor pada bahagian

dalam permukaan tiub. Apabila alur elektron menghentak skrin, elektron dalam skrin

tersebut ternaik ke aras tenaga yang lebih tinggi dan memancarkan cahaya semasa

menurunkan kembali ke aras biasa. Kerlipan bertahan untuk beberapa milisaat, beberapa

saat, atau lebih lama bergantung kepada bahan yang digunakan, warna kerlipan yang

terhasil pada skrin sama ada biru, merah, hijau, atau putih.

Bahan salutan layar menyerap tenaga kinetik daripada alur elektron dan

mengeluarkan tenaga lar . Beberapa bahan yang mempunyai cirri yang berbeza boleh

diperoleh untuk tujuan ini.

1.7.1 Contoh kegunaan umum ditunjukkan dalam jadual

Jenis fosfor Jenis surih dan kegunaanP.1 Surih hijau dalam kegigihan sederhana, memuaskan

untuk fotograf, bagus untuk kerja (visual). (Digantikan dengan P.31 untuk kebayakan penggunaan).

P.2 Surih hijau kebiruan dengan kegigihan pendarfosfor kuning yang lama, cukup sesuai untuk menganalisis isyarat berubah perlahan-lahan. (Digantikan dengan P.31 untuk kebanyakan kegunaan).

P.4 Surih putih, digunakan di dalam paparan televisyen.

P.7 Surih biru-hitam, kegigihan kuning-hijau yang lama.

P.11 Surih biru kegigihan pendek, baik untuk kerja fotograf, terutamanya digunakan di dalam osiloskop laju tinggi.

P.31 Surih hijau, tujuan umum yang baik (fosfor tercerah yang boleh dapat)

P.39 Surih hijau kekuningan, untuk kegunaan fotograf.

1.7.2 Fungsi layar fosfor

Fungsi layar fosfor adalah untuk memfokuskan sinar elektron ke dalam tabung

sinar katod, CRT untuk menghasilkan satu tompok bulat cerah pada skrin. Apabila satu

elektron berlanggar dengan atom menyebabkan satu atau lebih elektron meningkat

kepada satu kedudukan tenaga yang lebih tinggi. Ketika satu elektron kembali kepada

kedudukan tenaga asalnya, ia memberikan perningkatan tenaga lebihan apabila kuantum

elektromagnet beradiasi yang bergantung kepada atom dan tenaga yang boleh atau tidak

boleh dilihat kecerahannya. Fosfor digunakan dalam CRT adalah satu kumpulan bahan

yang dipilih untuk membolehkannya menukarkan tenaga daripada sinaran elektron

kepada bentuk cahaya yang boleh dilihat.

Banyak perbezaan formula fosfor yang biasa digunakan dan terdapat beberapa

faktor yang dipertimbangkan dalam pemilihan fosfor untuk penggunaan yang khusus.

Yang paling mustahak bagi pemilihan fosfor adalah warna kecerahan, persis, dan

kecekapan penukaran tenaga..

Fosfor memendapkan sinaran ke dalam lapisan tebal pada permukaan sebelah

dalam permukaan plat kaca CRT dan ditutupi dengan salutan aluminium yang tebal.

Lapisan aluminium berguna sebagai beberapa tujuan. Ia membuatkan seluruh kawasan

perlanggaran sinaran elektron berlanggar dengan seragam beraliran dan menghalang

pertambahan cas elektrik. Lapisan berkilat itu juga adalah satu bahan untuk memantulkan

cahaya dan menghalang sebarang sinaran luar yang masuk ke osiloskop daripada

ransangan fosfor atau dengan sendirinya keluar melalui skrin, untuk mengekalkan

keseragaman latar belakang gelap untuk dilihat atau membuat gambar bentuk garis

gelombang. Semua cahaya adalah diakibatkan daripada pergerakan sinaran elektron pada

fosfor mengeluarkan cahaya ke luar iaitu hampir dua kali ganda garis bercahaya terang.

Pada satu bahagian kecil adalah disebabkan kehilangan sinaran tenaga elektron dalam

permukaan lapisan aluminium. Kelebihan aluminium adalah lebih daripada menghalang

kerosakan.

Setiap elektron yang berlanggar, menyebabkan layar fosfor mempunyai

satu tenaga kinetik berkadar dengan perbezaan voltan diantara katod dan layar fosfor. Ia

dipanggil “keupayaan jumlah pecutan”. Perningkatan halaju akhir adalah dikehendaki

kerana banyak tenaga boleh digunakan untuk merangsang fosfor dan garis kecerahan

diberikan oleh sinar arus. Had atas pada pecutan voltan ialah beban yang dikenakan oleh

kesukaran yang wujud oleh penghasilan dan kandungan voltan tinggi dan penyerapan

lembut * sinaran hasil daripada pemberhentian kecergasan elektron. Jumlah keupayaan

pecutan pada frekuensi tinggi bagi osiloskop analog adalah pada julat 12 hingga 20kv.

1.8 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 .