Analog Storage Oscilloscope : Diagram Blok, Cara Kerja & Aplikasinya

Osiloskop adalah jenis alat laboratorium yang umumnya digunakan untuk menampilkan bentuk gelombang tunggal atau berulang pada layar. Bentuk gelombang ini dapat dianalisis untuk sifat yang berbeda seperti frekuensi, amplitudo, waktu naik, distorsi, interval waktu, dll. Osiloskop digunakan di berbagai bidang industri seperti teknik, kedokteran, sains, telekomunikasi, industri otomotif, dll. Dalam osiloskop, ada adalah dua teknik yang digunakan untuk menyimpan sinyal; penyimpanan analog & digital. Penyimpanan analog memiliki kecepatan yang lebih tinggi, meskipun kurang serbaguna dibandingkan dengan penyimpanan digital. Artikel ini membahas ikhtisar dari sebuah osiloskop penyimpanan analog – cara kerja & aplikasinya.

Apa itu Osiloskop Penyimpanan Analog?

Osiloskop penyimpanan analog adalah salah satu jenis osiloskop, yang digunakan untuk menyimpan bentuk gelombang untuk visualisasi nanti. Jenis osiloskop ini sangat sederhana dalam hal kinerjanya, dan harganya sangat mahal, sehingga biasanya hanya digunakan untuk aplikasi khusus. Osiloskop ini menggunakan CRT khusus (tabung sinar katoda) dengan fasilitas persistensi yang panjang. CRT ini memiliki kemampuan untuk mengubah durasi, namun, jika jejak yang sangat terang ditahan dalam jangka waktu lama, maka ada kemungkinan jejak tersebut terbakar secara permanen di layar. Jadi pajangan ini harus digunakan dengan hati-hati.

Cara Kerja Osiloskop Penyimpanan Analog

Osiloskop penyimpanan analog bekerja dengan menggunakan CRT khusus dengan kemampuan bertahan lama. CRT khusus dengan pengaturan digunakan untuk menyimpan muatan di dalam area tampilan di mana berkas elektron telah mengenai, sehingga memungkinkan fluoresensi bertahan lebih lama dari tampilan normal.

Osiloskop ini hanya bekerja dengan menerapkan tegangan yang diukur secara langsung ke berkas elektron yang bergerak melintasi layar osiloskop. Sinar diarahkan ke layar berlapis fosfor, yang bersinar saat terkena sinar. Sinar tersebut kemudian dibelokkan oleh sinyal, menelusuri bentuk gelombang di layar. Tegangan akan membelokkan sinar ke atas & ke bawah secara proporsional untuk menelusuri bentuk gelombang di layar. Jadi ini memberikan gambar bentuk gelombang langsung.

Spesifikasi

Itu spesifikasi osiloskop penyimpanan analog termasuk berikut ini.

• Dimensi atau ukurannya kira-kira: 305(W) x 135(H) x 365(D)mm.
• Impedansi masukan adalah 1 M Ohm.
• Mode pemicunya adalah AUTO/TV-V/NORM/TV-H.
• Perbedaan Fase X Y di bawah atau setara dengan 3 derajat, DC – 50KHz.
• Pemilihan Polaritas adalah + atau -.
• Memicu dengan sensitivitas tinggi setara dengan 1mV/divisi.
• Fungsi pembesaran tambahan saluran Ch1 untuk pemeriksaan yang lebih jelas.
• Ini memiliki sirkuit pemisahan sinkron TV untuk menampilkan sinyal TV yang stabil.
• CRT adalah layar berbentuk persegi panjang berukuran 6 inci dengan graticule bagian dalam, 8 x10 div dimana 1 div = 1cm.
• Mode tampilan adalah CH1, CH2, ADD, ALT, dan CHOP.
• Waktu naik adalah ≤ 8.8ns.
• Maksimum tegangan input adalah 250V ≤ 1KHz.
• Kopling input adalah AC, DC, dan GND.
• Akurasi ± 3%.
• Sumber pemicunya adalah CH1, CH2, VERT, LINE, dan EXT.
• Sensitivitas & frekuensi 20Hz ~ 60MHz.
• Kalibrasi bentuk gelombang adalah frekuensi 1KH ± 20% dan voltase 0,5V ± 10%.
• Catu daya adalah 220V / 110V ± 10% ; 50/60Hz.
• Beratnya kira-kira 9Kg.

Diagram Blok Osiloskop Penyimpanan Analog

Diagram blok osiloskop penyimpanan analog ditunjukkan di bawah ini yang menggunakan CRT. Jenis CRT yang digunakan dalam osiloskop ini adalah elektrostatik dan bukan defleksi magnetik karena memberikan kontrol aliran elektron yang jauh lebih cepat dan memungkinkan osiloskop analog mencapai operasi frekuensi sangat tinggi. Osiloskop analog mencakup sejumlah blok sirkuit dan mampu memberikan gambar bentuk gelombang masuk yang stabil.

Input Sinyal

Ada berbagai kontrol yang terkait dengan input sinyal atau sumbu Y pada layar. Dalam banyak kasus, sinyal akan ditumpangkan dalam bias DC. Jadi, perlu menghubungkan kapasitor secara seri melalui input untuk memastikan DC diblokir. Ketika kapasitor digunakan, memilih opsi AC akan menandakan bahwa sinyal frekuensi rendah mungkin dibatasi.

Y Atenuasi

Attenuator Y digunakan untuk memastikan bahwa sinyal disajikan ke penguat Y pada level yang diperlukan atau tidak.

Dan Penguat:

Penguat Y dalam osiloskop hanya menyediakan amplifikasi untuk menghasilkan output. Penguat ini sebagian besar linier karena ini akan menentukan keakuratan osiloskop.

Sirkuit Lendutan Y:

Ketika sinyal yang diperkuat dari penguat y diberikan ke rangkaian defleksi Y kemudian diberikan ke pelat CRT pada level yang diperlukan. Defleksi yang digunakan pada CRT adalah Elektrostatik karena memberikan defleksi kecepatan tinggi yang diperlukan untuk osiloskop ini.

Sirkuit Pemicu:

Sistem pemicu digunakan untuk memastikan bahwa bentuk gelombang yang stabil ditampilkan di layar atau tidak. Diperlukan untuk mengatur sinyal ramp untuk memulai pada titik yang sama pada setiap siklus sinyal masuk yang akan diperiksa. Dengan cara ini, titik serupa pada bentuk gelombang akan ditampilkan pada posisi serupa di layar.

Dalam diagram blok di atas, sebuah sinyal diterima dari output penguat Y dan diberikan ke satu penguat pengkondisian lagi. Setelah itu, dilewatkan melalui rangkaian pemicu Schmitt yang menyediakan titik sakelar tunggal saat bentuk gelombang bertambah & berkurang. Indera yang diperlukan dipilih untuk pemicu sehingga titik pemicu dapat terjadi pada tepi bentuk gelombang yang naik atau turun yang dapat dipilih sebelum diberikan ke rangkaian ramp, di mana pun sinyal pemicu memberikan titik awal untuk ramp.

Dari sumber eksternal, juga layak untuk memanfaatkan sinyal. Jadi ini bisa menjadi fitur yang sangat cocok karena mungkin diperlukan untuk mendapatkan trigger dari sumber lain selain dari sinyal yang masuk.

Penguat Pengosongan

Amplifier blanking digunakan untuk membersihkan layar selama fase fly-back ini. Hanya dibutuhkan elemen reset ramp untuk menghasilkan pulsa yang diberikan ke grid CRT. Ini mengurangi aliran elektron & mengosongkan layar secara efisien untuk periode ini.

Generator Ramp (Basis Waktu)

Kontrol basis waktu adalah salah satu kontrol penting pada osiloskop penyimpanan analog. Ini akan memiliki perbedaan besar dalam kecepatan & akan disesuaikan pada waktunya untuk setiap divisi pada ruang lingkup CRT . Memilih kecepatan basis waktu yang tepat untuk menampilkan bentuk gelombang tertentu yang diperlukan sangat penting.

Pengoperasian osiloskop penyimpanan analog ini adalah; ia menggunakan CRT untuk menampilkan sinyal dalam sumbu horizontal dan vertikal. Biasanya sumbu vertikal adalah nilai tegangan masuk instan dan sumbu horizontal adalah bentuk gelombang ramp.

Saat voltase bentuk gelombang ramp meningkat, jejak bergerak melintasi tampilan dalam arah horizontal. Begitu tiba di ujung layar, bentuk gelombang kembali ke nol & jejaknya kembali ke awal. Dengan menggunakan pendekatan ini, sumbu horizontal sesuai dengan waktu sedangkan sumbu vertikal sesuai dengan amplitudo. Jadi dengan cara ini, plot umum bentuk gelombang dapat ditampilkan di CRT.

Osiloskop Penyimpanan Digital Vs Osiloskop Penyimpanan Analog

Perbedaan antara osiloskop penyimpanan digital dan osiloskop penyimpanan analog meliputi yang berikut ini.

Keuntungan dan kerugian

Itu keuntungan dari osiloskop penyimpanan analog termasuk berikut ini.

• Osiloskop penyimpanan analog biasanya sangat murah.
• Osiloskop ini mampu memberikan rentang kinerja yang baik untuk banyak situasi laboratorium & layanan.
• Osiloskop ini memberikan kinerja yang akurat, terutama untuk latihan laboratorium.
• Osiloskop ini tidak memerlukan Mikroprosesor, ADC, atau memori akuisisi untuk pengukuran.

Itu kerugian dari osiloskop penyimpanan analog termasuk berikut ini.

• Tidak menawarkan fitur tambahan dibandingkan dengan osiloskop digital
• Perangkat ini tidak cocok untuk menganalisis transien waktu naik tajam frekuensi tinggi dalam sirkuit elektronik.
• Osiloskop ini tidak mudah dioperasikan, jadi Anda perlu melakukan pelatihan langsung.

Aplikasi

Itu aplikasi osiloskop penyimpanan analog termasuk berikut ini.

• Ini menampilkan bentuk gelombang single-shot & periode panjang.
• Osiloskop analog digunakan untuk menyediakan gambar bentuk gelombang masuk yang stabil.
• Jenis osiloskop ini banyak digunakan untuk pengamatan real-time dari peristiwa yang terjadi hanya sekali.
• Ini digunakan untuk menampilkan sinyal frekuensi sangat rendah.
• Osiloskop ini terutama digunakan di mana waktu tampilan di layar terlalu singkat untuk memeriksa sinyal yang akan diukur.
• Osiloskop ini digunakan untuk memetakan & menampilkan tegangan input variabel konstan sinyal dengan menggunakan berkas elektron.

T: Berapa frekuensi maksimum yang dapat diukur oleh osiloskop penyimpanan analog?

A: Frekuensi maksimum yang dapat diukur oleh osiloskop penyimpanan analog umumnya berkisar antara beberapa megahertz hingga puluhan megahertz.

T: Apa keuntungan menggunakan osiloskop penyimpanan analog dibandingkan osiloskop penyimpanan digital?

A: Osiloskop penyimpanan analog mampu menangkap dan menampilkan bentuk gelombang kompleks dengan resolusi tinggi, menampilkan beberapa bentuk gelombang pada saat yang sama, dan menyimpan bentuk gelombang untuk jangka waktu tertentu setelah sinyal tidak ada lagi. Selain itu, osiloskop penyimpanan analog umumnya lebih murah daripada osiloskop penyimpanan digital.

T: Bagaimana cara kerja CRT penyimpanan dalam osiloskop penyimpanan analog?

A: CRT penyimpanan dalam osiloskop penyimpanan analog mampu menahan gambar bentuk gelombang di layar untuk jangka waktu tertentu setelah sinyal tidak ada lagi. Ini memungkinkan pengguna untuk menganalisis bentuk gelombang meskipun sinyal tidak lagi ada.

T: Apa saja jenis pemicu berbeda yang tersedia dalam osiloskop penyimpanan analog?

J: Jenis pemicu yang tersedia dalam osiloskop penyimpanan analog termasuk pemicu tepi, pemicu lebar pulsa, dan pemicu video.

T: Bagaimana osiloskop penyimpanan analog menampilkan beberapa bentuk gelombang secara bersamaan?

A: Osiloskop penyimpanan analog dapat menampilkan beberapa bentuk gelombang pada saat yang sama dengan menggunakan teknik yang disebut 'dual-beam' atau 'dual-trace' yang menggunakan dua berkas elektron untuk menampilkan dua sinyal secara bersamaan.

T: Bagaimana osiloskop penyimpanan analog dibandingkan dengan osiloskop penyimpanan digital dalam hal daya tahan?

J: Osiloskop penyimpanan analog kurang tahan lama dibandingkan osiloskop penyimpanan digital karena penggunaan tabung sinar katoda, yang rapuh dan mudah rusak.

T: Berapa umur khas tabung sinar katoda dalam osiloskop penyimpanan analog?

J: Masa pakai khas tabung sinar katoda dalam osiloskop penyimpanan analog adalah sekitar 10.000 hingga 15.000 jam pengoperasian.

T: Dapatkah osiloskop penyimpanan analog digunakan untuk mengukur sinyal frekuensi rendah?

J: Ya, osiloskop penyimpanan analog dapat digunakan untuk mengukur sinyal frekuensi rendah, tetapi mungkin memerlukan penggunaan filter low-pass eksternal.

T: Apa jenis probe yang umum digunakan dengan osiloskop penyimpanan analog?

J: Jenis probe yang umum digunakan dengan osiloskop penyimpanan analog termasuk probe pasif, probe aktif, dan probe diferensial.

Jadi, ini adalah ikhtisar penyimpanan analog osiloskop - bekerja dengan aplikasi. Dalam osiloskop penyimpanan analog, ada banyak kontrol yang memungkinkan instrumen untuk menampilkan sinyal secara tepat dengan cara yang diperlukan seperti kontrol Fokus, kontrol intensitas, input sinyal, basis waktu, pemicu, dll. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu osiloskop penyimpanan digital?