Contoh Laporan Praktikum Alat-Alat Ukur / Elektronika: ANALOG FUNCTION GENERATOR

I.     Judul               : Analog Function Generator (AFG)

II.  Hari/Tanggal :

III.Tujuan           : Adapun tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Dapat mengenal bagian Function Generator Dan fungsinya.

2. Dapat menyelidiki hubungan frekuensi dengan output

yang terbentuk.

 

IV. Landasan Teori

Figure. Analog Function Generator (source: google)

According to Herre, et al (2004: 2), Joint – stero coding denotes audio coding techniques which code two ( or more ) audio channels jointly in order to achieve a higher coding efficiency than would be possible by separate coding of the channels. Generally speaking, both inter- channel redundancy and inter- channel irrelevance is exploited for reducting the bitrate. in the following two most commonly used such techniques are described.  Stero coding was introduced for low bitrate audio coding in. A matrixing operation similar to the approach used in FM stereo transmitting the left and right signal, the normalized sum and difference signals are used which are referred to as middle ( M ) and side ( S ) channel. The matrixing operation is carried out on the spectral coefficients of the channel signals and can be thus performed in a frequency selective fasion.

            Menurut Budi (2013:128-134), kenyataannya gelombang pulsa dengan satu komponen dan satu frekuensi adalah tidak ada. Gelombang nyata terdiri dari berbagai gelombang atau komponen gelombang Dengan frekuensi berbeda-beda. Karena itu gelombang nyata merupakan superposisi gelombang - gelombang normal. Secara umum dalam super posisi gelombang dapat terbentuk peristiwa :

a. Modulasi                         

b. Super posisi yang membentuk denyut.

Secara sederhana modulasi didefinisikan sebagai proses yang menumpang gelombang pertama pada gelombang kedua. Jadi, gelombang modulasi memerlukan gelombang pembawa yang biasanya memiliki frekuensi yang lebih tinggi, sedangkan super posisi yang membentuk denyut akan membentuk gelombang grup.

Modulasi gelombang terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Modulasi amplitudo

2. Modulasi frekuensi.

Dalam modulasi amplitudo, gelombang modulasi dipancarkan sebagai alunan amplitudo gelombang pertama, sedangkan modulasi frekuensi, frekuensi gelombang modulasi disisipkan kedalam frekuensi pembawanya.

Modulasi amplitudo, gelombang AM merupakan gelombang modulasi pita sisi ditambah dengan komponen pembawanya dan dapat ditulis sebagai berikut:

Modulasi Frekuensi, pada modulasi frekuensi, sudutfase gelombang berubah menurut pola perubahan gelombang modulasi. Karena itu modulasi ini bersifat tidak linier dan dapat dinaikkan dengan prinsip super posisi.

            Frekuensi suatu gelombang menunjukkan seberapa cepat gelombang bergetar bolak - balik di sekitar titik setimbangnya. Semakin besar frekuensi gelombang maka semakin cepat dia berosilasi di sekitar titik setimbang. Dan akibatnya makin cepat gelombang merambat dalam medium yang dilaluinya (Ishaq, 2007:07).

            Alat pengukur jarak sudah banyak di kembangkan sekarang ini. Pada dasarnya alat pengukur jarak adalah alat untuk mengetahui beberapa jarak atau berapa panjang jarak atau benda. Alat pengukur jarak yang biasa adalah penggaris atau meteran, dalam bidang pengembangan alat ukur jarak sudah banyak diteliti diantaranya rancang bangun generator pulsa gelombang ultrasonik dan implementasinya untuk mengukur jarak antara dua objek. Rancang bangun alat ukur tinggi badan berbasis mikrokontroller AT 89552 dengan sensor ultrasonik pink. Menunjukkan hubungan antara waktu interval dengan jarak bidang pantul. Sedangkan dalam penelitian ini akan menggunakan modulasi gelombang yang dimanfaatkan sebagai alat pengukur jarak yang akan membandingkanantara jarak bidang pantul dengan tegangan. Modulasi adalah proses penggabungan sinyal informasi yang akan dikirim menunjukkan hasil modulasi dari Quardrature Phase Shif Keying (QPSK) dimana merupakan proses modulasi dengan pergeseran 4 fasa tahapan informasi Digital. Pada penelitian modulasi ini yang digunakan menggunakan Audio Frekuensi Geggnerator (AFG) yang di modulasi. Alat tersebut sering digunakan pembelajaran fisika terutama dalam praktikum fisika dasar, elektronika dasar, elekktronika Digital, dan praktikum - praktikum yang lainnya (Nuryanto, 2012 : 127).

Generator sinyal standar sering digunakan untuk pengukuran penguat, lebar bidang (bandwith), perbandingan sinyal terhadap derau (signal to noise ratio) dan sifat – sifat rangkaian lainnya. Pengolahan sinyal terdiri dari rangkaian pasif menggunakan komponen - komponen  pasif sebagai penyusunannya, seperti : resistor, kapasitor, maupun induktor. Kelemahan dari rangkaian pasif adalah energy yang terbuang cukup banyak dan ukurannya cenderung lebih besar. Sebaiknya untuk rangkaian aktif kelebihannya adalah lebih kompak, panduan  komponen – komponen pasif jumlahnya sedikit ( resistor dan penguat solid state diskrit lainnya ) dan juga memperkuat atau paling tidak mempertahankan amplitudo sinyal masukkan (Fatkhurrozi, 2009 : 50).

            Menurut Halliday (2010: 447 – 449),  amplitudo adalah besar dari perpindahan maksimum elemen – elemen dari posisi tersebut. Panjang gelombang  λ dari suatu gelombang adalah jarak ( sejajar dengan arah rambat gelombang ) antara pengulangan dari muka gelombang sebuah panjang gelombang umum di tandai. Yang mana dari suatu gelombang pada waktu  t = 0. Periode getaran T dari suatu gelombang menjadi waktu yang di perlukan sembarang elemen dawai. Untuk bergerak sejauh satu getaran penuh. Frekuensi f suatu gelombang di tentukan sebagai   dan itu berhubungan dengan frekuensi sudut ω dengan :

f =  =   .

V. Alat dan Bahan

1.      Function Generator AFG

2.      Osiloskop

3.      Probe

VI. Prosedur Kerja

1.      Siapkan AFG dan Osiloskop, Dan pastikan dalam keadaan kondisi baik.

2.      Hubungkan kedua probe dari AFG dan CRO .

3.      Gunakan frekuensi 50 Hz, 100 Hz, 300Hz, 500Hz, dan 1000Hz. Amati gelombang yang terbentuk.

4.      Gambarlah hubungan grafik frekuensi dan output yang terbentuk

VII. Analisis Data

a.       Persamaan mencari Amplitudo

A =

b. Persamaan  mencari tegangan efektif

Vrms =

c. Persamaan mencari Vpp Osiloskop

Vpp = Vout

Vpp = Div x

d. Persamaan mencari waktu

t =  x Div

VIII. Hasil

No.	Frekuensi (Hz)	Vpp AFG (volt)	Vpp Osiloskop (volt)	Amplitudo (m)	Vrms (m/s)	Gambar gelombang yang terbentuk
1.	50,812	2,1	4	57,3066	40,522
2.	100	2,0	4	-28,777	-20,348
3.	300	2,1	4	-9,828	-6,949
4.	500	2,1	4	-6,221	-4,399
5.	1000	2,1	4	-4,061	-2,872

Grafik tabel hasil  percobaan hubungan Vpp AFG dengan frekuensi

IX. Pembahasan

            Function generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan atau membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa. Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator utama menyediakan gelombang output sinus, kotak  atau gelombang segitiga dengan rangkuman frekuensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan menghasilkan bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekuensi 0,01 Hz sampai 10KHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai amplitudo modulation ( AM ) atau frequency Modulation ( FM ). Selubung ( envelope ) AM dapat diatur dari 0  sampai 100 , FM dapat diatur frekuensi pembawaannya hingga . Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5Hz sampai  20MHz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).

            Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1 V – 20 Vp-p ( tegangan puncak ke puncak ) kondisi tanpa  beban, dan 0,1 V – 10 Vp-p ( volt peak to peak (tegangan puncak ke puncak ) ). Dengan  beban besar 50 Ω . Output utama di tetapkan oleh SYNC  Output.

            Function generator juga memiliki pengertian sbuah instrument terandalkan yang memberi suatu pilihan beberapa bentuk terandalkan yang memberi suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang frekuensi – frekuensinya di atur sepanjang rangkuman ( range ) yang lebar. Bentuk – bentuk yang lazim digunakan adalah sinusoidal, segitiga, persegi, dan gigi gergaji. Frekuensi bentuk – bentuk gelombang ini dapat bisa di atur dari stu hertz sampai beberapa ratus kilo hertz ( khz) bahkan sampai mega hertz (mhz). Generator fungsi juga bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang – ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu di perlukan, secara internal ataupun eksternal. Tipe lain dari generator fungsi adalah sub – sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya,  output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendalian umpan dan komputer analog.

            Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua Outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang di muat dan dilepas secara berulang – ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase Output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komperator. Menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.

            Bagian – Bagian Function Generator yaitu :

1.      Saklar daya ( power switch) : untuk menyalakan generator sinyal, sambungan generator sinyal ke tegangan jala – jala, lalu tekan saklar daya ini.

Pengatur frekuensi : tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.

Indikator frekuensi : menunjukkan nilai frekuensi sekarang.

2.       terminal output TTL/CMOS : terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS.

3.      Duty function : tarik dan putartombol ini untuk mengukur duty cycle gelombang.

4.      Selector TTL/CMOS : ketika tombol ini ditekan , terminal ouput TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini  ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output ( yang akan keluar dari terminal output ttl/cmos dapat di atur antara 5 – 15 Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.

5.      DC OFF SET : Untuk memberikan OFF SET  ( Tegangan DC ) pada sinyal + / - tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni teganan AC.

6.      Amplitude Output :  Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20Db.

7.      Selektor fungsi : Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan.

8.      Terminal output utama : Terminal yang mengeluarkan sinyal output utama.

9.      Tampilan pencacah ( counter display) : Tampilan nilai frekuensi dalam format 6 x 0,3”

10.  Selektor range frekuensi : Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.

11.  Pelemah 20Db :Tekan tombol untuk mendapatkan output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB.

            Pada saat praktikum, frekuensi yang di berikan tidak sama saat output di osiloskop. Jika kita menurunkan atau menaikkan gelombang frekuensinya akan menjadi berbeda di Function Generator. Ini di sebabkan kedua alat ukur ini memiliki rentang gelombang frekuensi yang berbeda. Tapi selisih yang ada pada osiloskop dan AFG tidak terlalu signifikan.

X. Pertanyaan

1.         Kenapa Vpp Osiloskop berbeda dengan Vpp di AFG?

Jawab :

Karena Vpp di AFG  langsung tertera di monitor pada AFG.

Sedangkan Vpp Osiloskop dicari menggunakan

rumus :  Vpp =  Div x

Contoh: f = 50 Hz              

Vpp =  Div x

=  2 Div x

=  4 volt.

XI. Kesimpulan

Kesimpulan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:

1)      Bagian – bagian dan fungsi dari analog function Generator :

1.      Saklar daya ( power switch) : untuk menyalakan generator sinyal, sambungan generator sinyal ke tegangan jala – jala, lalu tekan saklar daya ini.

Pengatur frekuensi : tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.

Indikator frekuensi : menunjukkan nilai frekuensi sekarang.

2.       terminal output TTL/CMOS : terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS.

3.      Duty function : tarik dan putartombol ini untuk mengukur duty cycle gelombang.

4.      Selector TTL/CMOS : ketika tombol ini ditekan , terminal ouput TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini  ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output ( yang akan keluar dari terminal output ttl/cmos dapat di atur antara 5 – 15 Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.

5.      DC OFF SET : Untuk memberikan OFF SET  ( Tegangan DC ) pada sinyal + / - tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni teganan AC.

6.      Amplitude Output :  Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

7.      Selektor fungsi : Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan.

8.      Terminal output utama : Terminal yang mengeluarkan sinyal output utama.

9.      Tampilan pencacah ( counter display) : Tampilan nilai frekuensi dalam format 6 x 0,3”

10.  Selektor range frekuensi : Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.

11.  Pelemah 20dB :Tekan tombol untuk mendapatkan output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB.

Hubungan frekuensi dengan Output yang terbentuk, Semakin besar frekuensi maka Vpp-nya semakin besar Sebaliknya, Semakin kecil frekuensi maka Vpp-nya juga semakin kecil.

XII. Daftar Pustaka

Budi, Esmar. 2013. Gelombang. Bandung : PT. Remaja Rosdakarya

Fatkhurrozy, Bagus., dkk. 2009. Rancang Bangun Audio Generator untuk Frekuensi 20Hz – 10KHz Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Jurnal teknika. Vol.32. No.02. Hal. 50.

Halliday, David,. dkk. 2010. Fisika Dasar I Jilid I Edisi 7. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Herre, J., C. Faller., S. Disch., C.Ertel., J. Hilpert., A.Hoelzer., K. Linzmeier., C. Spenger., and P. Kroon. 2004.  Spatial Audio Coding : Next – Generation Efficient and Compatible Coding Of Multi – Channel Audio. Convention Paper. Vol. 117^th. No. 01^st. page 02 of 13.

Ishaq, Mohammad. 2007. Fisika Dasar Edisi 2. Bandung : Graha Ilmu.

Nuryanto., dkk. 2012. Rancang Bangun Alat Ukur Jarak Memanfaatkan Modulasi Gelombang Bunyi. Jurnal Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah dan Inkuiri. Vol. 03. No. 03. Hal. 127.