6.1. Fungsi Generator6.1.1. Pendahuluan Function Generator (generatorfungsi) adalah alat tes elektronik yang berfungsi sebagaipembangkit sinyal atau gelombang listrik. Bentuk gelombang padaumumnya terdiri dari tiga jenis,yaitu sinusoida, persegi, dansegitiga. Pada gambar 6-1 dapatdilihat salah satu jenis generatorfungsi.

Dengan generator fungsi iniseorang teknisi dapat melakukan pengetesan suatu alat yang akan dites (devices under test). Darianalisis terhadap hasil berbagaibentuk gelombang respons alattersebut, akan dapat diketahuiketepatan karakteristik sesuaidengan ketentuan yangdikehendaki.

Gambar 6-1. Contoh generator Fungsi

6.1.2. Konstruksi dan Cara Kerja Blok diagram generator fungsidapat dilihat pada gambar 6-2.Pada umumnya frekuensi yangdibangkitkan dapat divariasidengan mengatur kapasitor dalam rangkaian LC atau RC. Dalaminstrumen ini frekuensidikendalikan oleh variasi arus yang

mengemudikan integrator.Generator fungsi memberikankeluaran berbentuk gelombangsinus, segitiga dan kotak dengan jangkauan frekuensi dari 0,01Hertz sampai 100 kilo Hertz.Frekuensi terkendali tegangan(frequency controlled voltage)

Tujuan :Setelah mempelajari bab pembangkit sinyal diharapkan akan dapat :1. Mendiskripsikan jenis-jenis pembangkit sinyal2. Menjelaskan konstruksi dan cara kerja pembangkit sinyal generator3. Menjelaskan spesifikasi pmbengkit sinyal3. Menjelaskan kegunaan sinyal generator dalam pengetesan

BAB 6 PEMBANGKIT SINYAL

mengatur dua sumber arus Upperdan Lower Constant CurrentSource. Upper Constant CurrentSource mensuplai arus tetap keintegrator yang menghasilkantegangan output naik secara linier terhadap waktu, menurutpersamaan berikut :

Kenaikan dan penurunan arusakan mengakibatkan naik atauturunnya slope tegangan output,yang akan mengatur besarnyafrekuensi. Tegangan komparatorakan mengubah keadaan ke level maksimum tegangan outputintegrator yang telah ditetapkan.Perubahan ini akan memutussumber arus konstan Upperberalih ke Lower constant current sourceSumber arus konstan Lower akanmencatu arus balik ke integrator, sehingga tegangan output turunsecara linier terhadap waktu. Bila output mencapai batas minimumyang ditetapkan, maka tegangan komparator akan berubah keadaan dan menyambung ke Upperconstant current source, demikian seterusnya kembali sepertisemula. Dengan demikianterjadilah siklus yang terusmenerus.Tegangan output

integrator adalah bentukgelombang segitiga yang besarfrekuensinya tergantung padabesar kecil arus yang dicatu oleh kedua sumber arus konstan Upperdan Lower.Keluaran komparator memberikan tegangan gelombang kotak(SQUARE) dengan duty cycle50%. Rangkaian diode resistancemengatur slope dari gelombangsegitiga (TRIANGLE) sehinggaamplitudonya berubahmenghasilkan gelombang SINUSdengan distorsi kurang dari 1 %.

Jenis konektor yang dipakaitergantung frekuensi kerjanya.Kebanyakan generator fungsigenerasi terbaru frekuensikerjanya sampai 20MHz memakai konektor jenis-BNC, denganterminasi 50 ~ 75 .Generator fungsi seperti lazimnya kebanyakan generator sinyal,terdapat juga bagian attenuator,beberapa jenis gelombangmodulasi output, dan memilikifasilitas frekuensi gelombangsapuan yang memberikemampuan untuk pengetesanrespons frekuensi dari rangkaian elektronik yang diberikan.Beberapa generator fungsidilengkapi kemampuanmembangkitkan sinyal derau putih (pink noise).

Voutput = - idtC1

Gambar 6 2 Blok diagram generator fungsi

6.1.3. Spesifikasi Sebagai produk dari pabrikpembuat instrumen elektronikgenerator fungsi dilengkapispesifikasi instrumen. Parapemakai (users) akanmendapatkan informasi teknik

penting tentang produk yangmereka pakai. Berikut diberikancontoh sebuah spesifikasi darisebuah generator fungsi yanglazim dipakai.

Gambar 6-2. Blok diagram generator fungsi

Sumber aruskonstan atas

Pengendalifrekuensi

IntegratorKomparator

tegangan

Sumber arus konstan bawah

Tahanan diode rangkaianpembentuk

Keluaranpenguat 2

Keluaranpenguat 1

C

square

triangle

sinus

Tabel 6.1 Spesifikasi generator fungsi

6.1.4. Prosedur Pengoperasian

Dalam uraian tentang prosedurpengoperasian generator fungsiakan dijelaskan berbagai aplikasidari generator fungsi, antara lain : troubleshooting dengan tekniksignal tracing, troubleshootingdengan teknik signal substitutionatau teknik sinyal pengganti,penggunaan generator fungsisebagai bias dan sumber sinyal, karakteristik penguat dengan

beban lebih (overload), berbagaipengukuran respons frekuensi,pengetesan performansi penguatdengan gelombang persegi,pengetesan speaker danrangkaian impedansi. Uraianberikut akan berisi penjelasan cara pengetesan, setting up peralatan,dilengkapi dengan uraian dangambar kerja tentang pelaksanaan pengetesan masing-masing.

6.1.4.1. Troubleshooting dengan teknik signal tracingSalah satu teknik troubleshootinguntuk mencari kerusakan padakomponen 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 inputdan bergerak kearah output. Bila suatu tingkat memberikan sinyaloutput yang cacat atau tidak ada

OUTPUT UTAMARentang Frekuensi. . ........0.5Hz sampai 3MHz dalam 6 RentangBentuk 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 AccuracyDistorsi . . . . . . . . . . . . .

output sama sekali, maka dapatdiduga pada tingkat tersebutterdapat kerusakan. Sinyal inputyang lazim digunakan berbentuksinusoida dengan amplitudorendah, sedemikian rupa supayatidak menimbulkan cacat bentukpada tingkat berikutnya. Padagambar 6-3 dapat dilihattroubleshooting pada rangkaianpenguat audio menggunakanteknik signal tracing.

Teknik yang sama dapatditerapkan pada peralatan non-audio. Umumnya generator fungsidapat menghasilkan sinyal sampai 2 MHz, bahkan beberapa model mampu memberikan frekuensisampai 10 MHz atau lebih tinggi.Pada teknik sinyal tracing ini tidak diperlukan tegangan DC-offset dari generator fungsi, walaupunrangkaian penguat audiomenggunakan kopling kapasitoryang 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 penggantiVariasi dari metode signal tracingadalah dengan memanfaatkansinyal frekuensi audio yangberfungsi sebagai sinyalpengganti, diinjeksikan padaberbagai titik dalam peralatan yang sedang dites. Dalam teknik inipertama kali sinyal diinjeksikanpada titik terdekat denganspeaker, kemudian bergerak maju menuju tingkat sebelumnya secara bertahap sampai tidak terdengarsuara pada speaker. Tingkat yang tidak menghasilkan suara padaspeaker diduga mengandungkerusakan. Gambar 6-3 dapat

dipakai sekaligus untuktroubleshooting menggunakanteknik sinyal pengganti. Perludiperhatikan bahwa pada tekniksinyal pengganti ini pengaturantegangan DC offset sumber sinyal dijamin harus cocok dengantegangan bias masing-masingtingkat pada sistem audio tersebut. Ketidak sesuaian tegangan offsetdari operasi normal rangkaian,dapat berakibat operasi tingkattersebut cut-off dan akan nampak seolah-olah terjadi kerusakan,bahkan dapat juga menyebabkan kerusakan pada bagian tersebut.

PenguatAudio

Driver Penguatdaya

Generator fungsi

Oleh karena itu dapat digunakan kapasitor kopling pada probesehingga tegangan DC offset tidak akan masuk menggangu titik kerjakarena sinyal tetap mengambang pada titik kerja yang dikehendaki.

Teknik sinyal pengganti ini cukup menggunakan indikator speakersaja, karena suara yang keluardari speaker sudah cukup untuk mendeteksi ada / tidaknyakerusakan.

6.1.5. Penggunaan generator fungsi sebagai bias dan sumbersinyal

Beberapa generator fungsi modernmampu mencampurkan tegangan

DC-offset pada tegangan outputACnya.

Gambar 6.4. Penggunaan generator fungsi sebagai kombinasi bias dansumber sinyal

Seperti nampak pada gambar 6-4kemampuan 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 outputpenguat pada osiloskop, amplitudodan bias transistor dapatdioptimalkan pada output tidak

cacat. Dengan melakukan variasi DC-offset, maka pengaruhbeberapa bias (klas A, B dan C)dapat ditentukan.

6.1.5.1. Karakteristik beban lebih pada amplifierTitik beban lebih (overload) daribeberapa penguat sulit ditentukan dengan cara pengetesanmenggunakan input gelombangsinusoida. Bentuk gelombangsegitiga merupakan bentukgelombang ideal untuk keperluan ini, karena setiap titik awal dari

linieritas mutlak suatu gelombang dapat dideteksi dengan baik.Dengan output segitiga kondisipuncak pembebanan lebih darisebuah penguat akan mudahditentukan. Kondisi overloadtersebut dapat dilihat pada gambar 6-5.

Gambar 6-5. Karakteristik penguat kondisi overload

6.1.5.2. Pengukuran Respon FrekuensiGenerator fungsi dengankapabilitas sweep adalah idealuntuk pengecekan responsfrekuensi pada peralatan sepertipenguat, kendali bass dan treble, filter band-pass, filter High Passdan Low Pass, rangkaian kopling,dan speaker maupun rumahspeaker. Penguat IF, tuned circuit,notch filter dan rangkaianimpedansi lainnya. Dengan range frekuensi generator fungsi sampai minimal 1 MHz, maka dapatdipakai untuk pengukuran,mengaturan dan analisis respons

peralatan pasip atau aktip sampai batas frekuensi tersebut.Sebagai tambahan pada fasilitas sweep internal, beberapagenerator memiliki input frekuensi terkontrol tegangan (VCF =voltage controlled frequency), yang memungkinkan pengendaliansinyal sweep oleh gelombangsinus atau pola khusus lainnya.Juga beberapa unit tercakuprentang audio dari 20 Hz ~ 20 kHz dapat masuk dalam satu sweepdengan mudah.

Bentuk gelombang masukan

Bentuk gelombang keluaran

6.1.5.3. Setting Peralatan TesProsedur berikut ini mengacugambar. 6-6 . menjelaskan carapenyiapan dan metode pengukuranrespons frekuensi.1. Pilih rentang frekuensi yang

dikehendaki pada generator. 2. Sambungkan kabel dari

terminal output pada generator ke input horisontal (X) dariosiloskop.

3. Pasang osiloskop pada posisi input X-Y.

4. Dengan pembangkit sweeppada posisi OFF, variasikanoperasi dari alat pada frekuensi dasar.

5. Nyalakan signal sweep danatur lebar dan titik awal untukmelacak semua arah yangdikehendaki oleh markerpada layar. Atur kecepatansweep sehingga displai bebas dari derau.

6. Sambungkan output generator dengan input rangkaian yangakan dites. Bila perlu sisipkan terminasi untuk matchingimpedance antara outputgenerator dengan inputrangkaian. Hal ini tidak perlukalau impedansi input danoutput telah cocok misalkansebesar 50.

7. Sambungkan input vertical (Y) osiloskop untuk mengukurtegangan output beban darirangkaian yang dites.

8. Pilih bentuk sinyal sinus,segitiga, atau persegi manakahyang sesuai. Sinyal sinus yang lazim dipakai pada pengecekan respons frekuensi.mengendalikannya sesuaitegangan sweep.

6.1.5.4. Peraga Respon FrekuensiBila menggunakan osiloskopkovensional, maka peraga yangdiperoleh akan nampak sepertigambar 6-7 Penguatan atauatenuasi relatip dari seluruhfrekuensi dalam pita tersebut akan ditampilkan. Tampilan akan dapat dianalisis untuk menerima ataumenolak karakteristik respons

frekuensi. Dalam penguat pita-lebar, tujuan analisis umumnyaadalah untuk menjaga responsfrekuensi rata pada lebar-pitaselebar mungkin. Tampilanrespons frekuensi dari rangkaian filter dan kopling menunjukkanfrekuensi dan ketajaman cut-off.

Gambar 6-7. Peragaan respon frekuensi penguat audio

6.1.5.5. Pengetesan Tone Control Sistem AudioBila penguat audio yang ditesdilengkapi dengan kendali bassdan treble, pengaruh pengendalian itu pada keseluruhan responsdapat ditentukan degan tes respos frekuensi jalan kalau pengendalian

dilakukan pada range frekuensisecara penuh. Gambar berikutmemberikan gambaran hasilrespons frekuensi dari variasi tonecontrol.

Komponenyang dites

Osiloskop

Sweep GeneratorPeragaanosiloskop

Gambar 6-6. Setting Peralatan dan Pengukuran Respon Frekuensi

Gambar 6-8 Pengaruh variasi tone control padafrekuensi respons system audio

6.1.4.6. Pengetesan speaker dan rangkaian impedansi Generator fungsi dapat dipakaiuntuk memperoleh informasimengenai impedansi input suatuspeaker atau sembarangrangkaian impedansi yang lainterhadap frekuensi. Dengan kata lain frekuensi resonansi rangkaian dapat ditentukan.Adapun prosedur pengetesannyaadalah sebagai berikut:1. Hubungkan peralatan seperti

tertera pada gambar 6-9osiloskop dapat dipakai untukmemastikan apakah output

generator fungsi tidak dalamkondisi terpotong.

2. Bila menggunakan metodevoltmeter, variasikan nilaifrekuensi sampai range penuhdan logaritmik tegangan terukur pada terminal speaker terhadapfrekuensi. Skala dB dariVoltmeter AC sesuai untukmengkonversi data ke dalamsatuan respons standar.

3. Bila memilih menggunakanCRO, maka gunakan sweepuntuk pengukuran responsfrekuensi.

Frekuensi Hz

Gambar 6-9a. Pengetesan sistem speaker

Gambar 6-9b. Karakteristik sistem speaker dan rangkaian impedansi

4. Dalam pengetesan speakertegangan sinyal percakapan

akan naik pada frekuensirendah. Frekuensi resonansi

Zf f

Speaker systemFunction Generator

Speaker

Generator Fungsi

Voltmeter db

Osiloskop

Frekuensi Hertzc. Hasil Grafik 100 10K1K 100K100

-20-15-10

0+5

+10+15+20

-5

b. Rangkaian ekuivalen dari pengaturan pengetesan R = Z

dihasilkan seperti pada kurvagambar 6.9.c. Hal ini sangatdipengaruhi oleh konstruksikotak speaker. Para perancang kotak speaker dapatmenggunakan karakteristik yang dihasilkan, untuk mengevaluasipengaruh berbagai faktor seperti bahan peredam, jenis bahankotak speaker, dan tentu sajajenis speakernya sendiri.

5. Dalam pengetesan rangkaianimpedansi, tidak perlu terjadiresonansi pada frekuensirendah. Tetapi bila mendekatiresonansi level sinyal akan naik.

Impedansi rangkaian dapatdiukur pada frekuensi resonansi,atau pada frekuensi lain biladikehendaki, dengan caraseperti berikut :(a) Hubungkan resistor variabel

non-konduktif, seperti pada gambar 6.9b.

(b) Ukur tegangan pada titik E1 dan E2 dan atur resistorvariabel R1, sehinggategangan E2 = dari E1.

(c) Impedasi dari rangkaian =nilai resistor variabel R1yang diperoleh.

6.1.4.7. Keselamatan Kerja1. Periksa apakah tegangan pada

ground Generator fungsiterhadap netral stop kontak tetap 0 Volt.

2. Bila ternyata tegangan groundtersebut tidak sama dengan nol, laporkan pada teknisi atauinstruktur, hentikan sementarapercobaan.

3. Jangan biasakan memutartombol-tombol kontrol diluarketentuan praktikum

4. Jangan coba masukkantegangan DC atau apapun keterminal output Generator fungsi.

5. Jangan coba memasukkantegangan apapun ke input.

terminal EXT SYNC, selaintegangan eksternal sinkronisasiyang diperlukan (tanyakan pada instruktur).

6. Jangan menggunakan Generatorfungsi pada tempat yangbersuhu sangat tinggi,kelembaban tinggi dan dalammedan elektromagnetik tinggi.

7. Simpanlah Generator fungsi ditempat yang sejuk, dan bebas debu. Sebaiknya disimpandalam almari tertutup dan berilah silika-gel untuk menghindarikelembaban dalam almari.

6.2. Pembangkit Frekuensi Radio

Dalam penggunaan RF generator banyak dipakai pada bidangtelekomunikasi atau dalam bidang RF (radio frequency). Peralatandan komponen di bidangtelekomunikasi seringmembutuhkan pengetesan, baikdalam masa pembuatan,

pemasangan maupunpemeliharaan. Simulasi sinyalinput kadang diperlukan untukmengganti komponen rusak, ataumenganalisis karakteristik piranti di bawah kondisi sinyal yangberbeda.

Pada gambar nampak seorang ahli teknik sedang melakukanpengujian sistem elektronikdengan menggunakan generatorRF modern, yang disebutArbitrary/Generator fungsi. Alat ini dapat digunakan untuk berbagaikeperluan, seperti pengetesanfrekuensi respons piranti RF,seperti pengukuran lebar pita filter atau penguat IF, pengukurandistorsi intermodulasi, simulasisinyal radar, maupun pengukuran

bilangan derau (NF, noise figure).Instrumen ini mampumembangkitkan sinyal ContinousWave (CW) sampai 240 MHz, dan sinyal pulsa sampai 120 MHz,dengan daya output sampai 16dBm. Sinyal ini dapat dimodulasi dalam frekuensi, amplitudo danfasa melalui generator modulasiinternal yang tersedia atau sumber dari luar sampai modulasifrekuensi 50 kHz.

6.2.1. Konstruksi dan Cara kerja6.2.1.1. Direct Digital SynthesisMetoda DSP (digital signalprocessing) dipakai pada banyak pemakaian. Dengan metoda inibanyak hal dapat dilakukan,seperti : digital audio CD Player, piano, bentuk gelombangkompleks dapat dengan mudahdibuat atau direproduksimenggunakan metodepembangkitan sinyal digital. AFG ini menggunakan teknikpembangkitan gelombang yangdisebut DDS (Direct Digital

Synthesis) untuk semua jenisgelombang fungsi kecuali pulsa.Seperti nampak pada gambar dibawah nampak aliran data digital menyatakan gelombang yangdiinginkan, dibaca secara beruntun dari memori bentuk gelombangdan dipasang pada input konverterDAC. DAC diberi input clock pada frekuensi sampling generatorfungsi sebesar 200 MHz danoutputnya merupakan sederettegangan undak (step) mendekati

bentuk gelombang yangdiinginkan. Filter low pass anti-aliasing kemudian menghaluskan

gelombang undak untukmembangkitkan 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 ratadan frekuensi cut-off yang tajam diatas 80MHz. Karena filter eliptik menghasikan beberapa ringinguntuk bentuk gelombang selainsinus kontinyu, filter orde ke-7berfasa linier dipakai untuk semua bentuk gelombang fungsi. Untukbentuk gelombang standar,arbitrary waveform didefinisikandengan lebih kecil dari 16.384(16K) titik, generator fungsimemakai memori bentukgelombang sebesar 16K kata.Sedangkan untuk generator fungsi yang didefinisikan lebih dari 16K titik, generator fungsi memakaimemori bentuk gelombangsebesar 65.536 (64K) kata(words).

AFG ini mempunyai nilai amplitudo 4.096 level tegangan diskrit atau12-bit resolusi vertikal. Databentuk gelombang spesifik dibagi kedalamsampel sedemikian rupa, sehingga satu siklus bentukgelombang dengat tepat mengisi memori bentuk gelombang (lihatgambar di bawahuntukgemombang sinus). Bilaanda membangkitkansembarangbentuk gelombang yang tidakberisi tepat 16 K atau 64K titik,bentuk gelombang akan secaraotomatik direntang oleh titik-titikperulangan atau oleh interpolasiantara titik-titik yang ada yangdiperlukan untuk mengisi memoribentuk gelombang. Bilasemuamemori bentuk gelombang terisisatu siklus gelombang, setiaplokasi memori sesuai dengansudut fasa 2pi/16.384 radian atau 2pi/65.536 radian.

Generator DDS menggunakanteknik akumulasi fasa untukmengendalikan pengalamatanmemori bentuk gelombang. Selainpenghitung untuk membangkitkanalamat memori sekuensial, jugadipakai adder. Pada setiap siklus clock, konstanta dibebankan padaregister kenaikan fasa (the phase increment register, PIR )ditambahkan pada hasil yang ada dalam akumulator fasa. MSB (themost-significant bits) dari outputakumulator fasa dipakai untukpengalamatan memori bentukgelombang. Dengan mengubahkonstanta PIR, jumlah siklus clock yang diperlukan untuk menaikitangga meliputi seluruh memoribentuk gelombang ikut berubah,

sehingga terjadi perubahan pada frekuensi output. Bila konstantaPIR baru dibebankan padaregister, frekuensi bentukgelombang mengubah fasa secara kontinyu mengikuti siklus clockberikutnya. PIR menentukankecepatan nilai fasa berubahterhadap waktu dan akhirnyamengendalikan frekuensi yangdisintesis. Semakin besar bitdalam akumulator fasa akanmenghasilkan resolusi frekuensiyang makin halus. Bila PIR hanya mempengaruhi nilai kecepatanperubahan nilai fasa (bukanfasanya itu sendiri), perubahandalam frekuensi bentuk gelombang mempunyai fasa kontinyu.

AFG ini menggunakan akumulator fasa 64-bit yang dapatmenghasilkan 2 ~ 64 X 200 MHz atau 10,8 picoHertz resolusifrekuensi internal. Perlu dicatatbahwa 14 atau 16 MSB dariregister fasa dipakai sebagaialamat memori bentuk gelombang. Akan tetapi bila menyintesis

frekuensi rendah ( < 12,21 KHz ),alamat tidak akan berubahsepanjang siklus clock danbeberapa titik akan diloncati. Bila cukup banyak titik diloncati, gejala aliasing akan terjadi dan bentuk gelombang output akanmengalami distorsi.

6.2.1.2. Creating Arbitrary WaveformsUntuk aplikasi pada umumnya,tidak perlu menciptakan suatubentik gelombang sembarang(arbitrary) dengan sejumlah titikkhusus selama generator fungsimengulang titik (atau interpolasi)

yang perlu untuk mengisi memori bentuk gelombang. Contoh kalau anda memilih 100 titik, setiap titik bentuk gelombang akan diulangdengan rerata 16.384 / 100 atau 163,84 kali. Pada alat ini anda

Gambar 6-13 Phase accumulator circuitry

Teorema Sampling Nyquist menyatakan bahwa untukmencegah terjadinya aliasing, komponen frekuensi tertinggi dari bentuk gelombang output yang diinginkan harus lebihkecil dari setengah frekuensi sampling (dalam alat ini dipakai 100 MHz)

tidak perlu menubah panjangbentuk gelombang untukmengubah frekuensi output.Semua yang harus dikerjakanmenciptakan bentuk gelombangdengan panjang berapapun, dankemudian mengatur frekuensioutput generator fungsi. Tetapiuntuk memperoleh hasil yangterbaik (dan meminimalkankekeliruan kuantisasi tegangan,direkomendasikan bahwapenggunaan rentang penuh (fullrange) dari pembentuk gelombang DAC ( digunakan 4.096 semuatingkat ).

Hanya melaui panel belakangdapat menggunakan interpolasilinier untuk menghaluskan transisi antar titik bentuk gelombang. Halitu memungkinkan menciptakanbentuk gelombang sembarangdengan titik-titik yang relatipsedikit. Frekuensi dapat diperolehmaksimal 25 MHz. Tetapi perludicatat bahwa manfaat frekuensi batas atas, biasanya kurangdipengaruhi keterbatasanbandwidth generator fungsi danaliasing. Komponen bentukgelombang di atas bandwidth 3 dB akan diredam. Ketika memilih bentuk gelombang pada fungsi panel belakanggenerator, tidak perlumemasukkan pilihan intervalwaktu. Pilihan interval waktuditambahkan bilamana diperlukanbentuk gelombang yang sangatkomplek. Hanya melalui panelbelakang, dapat digunakaninterpolasi linier untukmemperhalus peralihan antarbentuk gelombang. Dalamperkembangannya memungkinkan

membentuk gelombang acak yang dengan sejumlah titik yang relatipsedikit. Instrumen 33250A,keluaran gelombang acakfrekuensi tertinggi MHz.Bagaimanapun, perlu dicatatbahwa batas atas yang biasadigunakan sedikit lebih rendah dari pada pembatasan luas bidang pada fungsi generator. Komponenbentuk gelombang generatorfungsi di atas lebar band -3 dBakan diperlemah. Bila padakeluaran frekuensi diatur sampai 5 MHz frekuensi keluaransebenarnya akan menjadi 5 MHz dan amplitudo akan dilemahkan3dB. Pada frekuensi sekitar 8MHz, distorsi bentuk gelombangdalam kaitan dengan aliasing akan menjadi penting. Beberapaaliasing akan ada dalam bentukgelombang arbitrary, tetapi akanmenyusahkan atau tidaknyatergantung pada aplikasi spesifik pemakaian.Pada saat membentuk gelombang arbitrary, generator fungsi akanselalu berusaha untuk replicatepada saat merekam, sehinggamenghasilkan versi data periodikdalam memori bentuk gelombang.Bagaimanapun, dimungkinkanbentuk dan pasa sinyal yangterjadi diskontinyuitas pada bagian akhir. Bila bentuk gelombangdiulangai sepanjang waktu, titikakhir diskontinyuitas ini akanmengantarkan kesalahankebocoran dalam ranah frekuensi yang dikarenakan banyakspektrum diperlukan untukmenguraikan diskontinuitas.Kesalahan kebocoran disebabkan bila rekaman bentuk gelombangtidak meliputi jumlah siklus

keseluruhan dari frekuensi dasar.Daya frekuensi dasar, danharmonisnya ditransfer padakomponen spektrum segi empat fungsi pencuplikan. Kesalahankebocoran dapat dikurangi dengan mengatur panjang jendela meliputijumlah integer dari siklusdalam jendela, untuk mengurangi ukuran residu titik akhirdiskontinuitas. Beberapa sinyal

dikomposisikan dari diskrit, yangberkaitan dengan frekuensi nonharmonis. Karena sinyal ini tidakdiulang-ulang, semua komponenfrekuensi tidak dapat menjadiharmonisasi berkaitan denganpanjang jendela. Penanganansituasi ini harus secara hati-hatiuntuk meminimkan bagian akhirdiskontinyuitas dan kebocoranspektrum.

Gambar 6-14 Bentuk gelombang arbitrary dengan diskontinyuitas

Gambar 6-15 Spektrum dari bentuk gelombang diatas pada 100 kHz

6.2.1.3. Pembangkit GelombangUntuk mengeliminasi distorsialiasing pada frekuensi yang lebih tinggi, 3325E menggunakan teknik pembangkit gelombang kotakyangberbeda untuk menghasilkan gelombang kotak. Untukfrekuensi di atas 2 MHz,gelombang kotak dibuat denganrouting DDS pembangkitgelombang sinus ke dalamkomparator. Keluaran digital dari

komparator kemudian digunakansebagai basis keluaran bentukgelombang kotak. Duty cyclebentuk gelombang dapat divariasi dengan mengubah thresholdkomparator . Untuk frekuensi dibawah 2 MHz pembentukgelombang berbeda dibebankankepada pembentuk gelombangmemory untuk meminimkan jitter.

Gambar 6-16 Rangkaian pembangkit bentuk gelombang kotak

6.2.1.4. Generasi bentuk gelombang pulsaUntuk mengeliminasi distorsialiasing pada frekuensi yan lebih tinggi, 33250 A juga menggunakan teknik pembangkitan bentukgelombang yang berbeda untukmembuat gelombang pulsa.Pembangkitan gelombang pulsa,siklus clock dihitung diturunkanpada kedua perioda dan lebarpulsa. Untuk mencapai resolusiamplitudo yang halus frekuensiclock divariasi dari 100 Mhzsampai 200 MHz dengan

menggunakan PLL (Phase LockLoop).Untuk mencapai resolusi lebarpulsa yang halus, analog ditunda (0 sampai 10 ns) diaplikasikanpada ujung akhir perioda. Waktu naik dan turun dikontrol olehrangkaian yang memvariasimuatan arus dalam kapasitor.Perioda, lebar pulsa dikendalikan secara independen dalam batasan yang pasti.

Anti-Aliasing Filter

ComparatorrDAC

DAC

Gambar 6-17. Rangkaian pembangkit bentuk gelombang pulsa

Gambar 6-18 Parameter bentuk gelombang pulsa

6.2.2. Ketidaksempurnaan sinyalUntuk bentuk gelombang sinus,ketidaksempurnaan sinyal palingmudah untuk diuraikan dan diamatidalam ranah frekuensi denganmenggunakan penganalisaspektrum. Banyak komponensinyal keluaran yang mempunyai frekuensi berbeda denganfrekuensi dasar (pembawa)dipandang sebagai sinyal palsu.Ketidaksempurnaan sinyal dapatdikatagorikan sebagai harmonis,non harmonis atau pasa noise dan dispesifikasikan relatip terhadaptingkat pembawa atau dBc.

6.2.2.1. Cacat HarmonisKomponen harmonis selalumuncul pada kelipatan darifrekuensi dasar yang disebabkan oleh sifat non linieritas dalampembentuk tegangan DAC danelemen jalur sinyal lain. Tipe30250A menggunakan filterfrekuensi rendah 100 MHz untuk melemahkan harmonis frekuensiyang sangat tinggi. Pada frekuensi lebih rendah dan amplitudo lebihrendah, mungkin ada sumberdistorsi harmonis lain yangmenyebabkan arus mengalirmelalui kabel yang dihubungkan

ke penghantar keluaran serempak(syn). Arus ini menyebabkantimbulnya tegangan gelombangkotak dengan amplitudo rendahpada ujung-ujung resistansi kabelpengaman. Tegangan ini dapatbercampur dengan tegangansinyal utama. Jika dalam aplikasitidak bisa diabaikan kabel dapat

dipindahkan atau dilemahkan.Jika dalam aplikasi membutuhkan penggunaan penghantar keluaran serempak, pengaruh ini dapatdiminimkan denganmenterminasikan dengan kabelyang mempunyai impedansi beban tinggi.

6.2.2.2. Cacat Non-HarmonisSumber terbesar dari komponennon harmonis spurs ( dinamakan"spurs/taji") adalah bentukgelombang DAC. Ketaklinearandalam DAC mengarah padatimbulnya harmonic alias ataufolded back, ke dalam bandpass dari generator fungsi. Harmonisspur ini sangat signifikan padasaat terdapat hubungan sederhanaantara frekuensi sinyal danfrekuensi pencuplikan generatorfungsi (200MHz). Misal padafrekuensi 75 MHz, DACmenghasilkan harmonis pada 150 MHz dan 225 MHz. Harmonisyang 50 MHz dan 25 MHz berasal dari frekeunsi pencuplikangenerator fungsi 200 MHz, akan

muncul seperti taji pada 50 MHz dan 25 MHz. Sumber lain dari non harmoni spurs adalahpenghubung sumber-sumbersinyal yang tidak berkaitan dengansinyal keluaran (seperti clockmikroprossor). Spurs ini biasanya mempunyai amplitudo tetap (= -75 dBm atau 112 Vpp)amplitudo ini tidak bias diabaikan terutama sinyal di bawah 100 mVpp. Untuk mencapai amplitudorendah dengan kandungan spurs minimum, keluaran generatorfungsi dipertahankan pada levelrelatip tinggi dan menggunakanattenuator eksternal jikadimungkinkan.

6.2.2.3. Fasa NoisePasa noise diakibatkan dariperubahan kecil frekuensi keluaran sesaat (jitter). Noise datar padasekitar frekuensi dasar danbertambah sebesar 6 dBc/oktafterhadap frekuensi pembawa.Pada 33250A noise pasa

ditampilkan jumlah dari semuakomponen noise dengan band 30 KHz berpusat pada frekuensidasar. Hubungan integrasi noisepasa terhadap jitter memenuhipersamaan berikut.

6.2.2.4. Kesalahan KuantisasiResolusi DAC terbatas (12 bit)menjadi penyebab utamakesalahan kuantisasi tegangan.Asumsi kesalahan secara seragam didistribusikan melebihi cakupan 0,5 nilai bit terendah (least-significant bit /LSB), ekuivalentingkat noise -74 dBc untukgelombang sinus yangmenggunakan cakupan DACpenuh (4096 tingkatan). Panjang memori bentuk gelombangterbatas menjadi penyebab utamaterjadinya kesalahan pasakuantisasi. Perlakuan kesalahan ini seperti modulasi pasa tingkat rendah dan dengan asumsi

distribusi merata melampauicakupan LSB, tingkat ekuivalennoise -76 dBc untuk gelombang sinus yang mempunyai panjangsampel 16K. Standarisasi bentukgelombang menggunakancakupan masukan DAC danpanjang sampel 16K. Beberapabentuk gelombang arbitrary yang menggunakan kurang daricakupan masukan DAC, atauditetapkan dengan lebih sedikitdibanding 16.384 poin-poin, akanmemperlihatkan secaraproporsional kesalahan kuantisasi relatip lebih tinggi.

6.2.2.5. Pengendali Tegangan KeluaranMultiplier analog digunakan untuk mengendalikan sinyal yangmempunyai amplitudo melampaui10 dB. Seperti ditunjukkan pada gambar 6-19. satu dari beberapa masukan multiplier dilewatkandalam sebuah filter anti-aliasing.Masukan lain berasal dari control tegangan DC yang merupakanjumlah dari dua keluaran DAC.Salah satu DAC diatur sesuaidengan tegangan nominalamplitudo keluaran yangdikehendaki. DAC keduamemberikan suatu tegangan untuk

mengkoreksi variasi responfrekuensi generator fungsi.Prosedur kalibrasi 33250Adilengkapi semua informasi yang diperlukan untuk menghitung nilai DAC. Dua attenuator (- 10 dB dan 20 dB) dan penguat (+20 dB)digunakan sebagai variasikombinasi untuk mengendalikantegangan keluaran dalam step 10 dB melampaui lebar cakupan nilai amplitudo ( 1 mVpp sampai 10Vpp).

Catatan :Perlu diperhatikan bahwa offset dc merupakan jumlah sinyal ac setelahattenuator, 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 yangdisebabkan oleh pensaklaran, dalam beberapa aplikasi dapat menyebabkan masalah. Untuk alasan inilah, 33250A mengembangkan range hold untukmenyegarkan saklar attenuator dan amplifier dalam arus kerjanya.Bagaimanapun, amplitudo, akurasi dan resolusi offset (seperti halnyaketepatan bentuk gelombang) mungkin berpengaruh kurang baik ketikamengurangi amplitudo di bawah cakupan yang diharapkan. Sebagaimanaditunjukkan di bawah ini 33250A memiliki impedansi seri keluaran yang tetap 50 ?, membentuk pembagi tegangan dengan tahanan beban.

Gambar 6-19 Rangkaian kendali amplitudo output

50 ?Zo

Rl VLV gen

Gambar 6-20 Impedansi keluaran generator fungsi

Sebagai kenyamanan, impedansibeban dapat ditetapkansebagimana diperlihatkan olehgenerator fungsi dan dengandemikian dapat diperagakantegangan beban dengan benar.Jika impedansi beban sebenarnya berbeda dengan nilai yangditetapkan, amplitudo yang

diperagakan, offset, dan tingkatantinggi / rendah menjadi salah.Variasi tahanan sumber diukur dan diperhitungkan selama instrumendikalibrasi. Oleh karena itu akurasi tegangan beban terutamabergantung pada akurasi tahanan beban dengan persamaanditunjukkan di bawah ini.

6.2.3.Pengendali Tegangan Keluaran6.2.3.1. Rangkaian Tertutup GroundKecuali untuk antar mukahubungan jarak jauh dan pemicu, 33250A diisolasi dari groundchasis (tanah). Isolasi inimembantu mengeliminasirangkaian tertutup ground dalam system dan juga memungkinkanke acuan sinyal keluaran teganganselain terhadap ground. Ilustrasi di bawah ini menunjukkan generator fungsi dihubungkan kebeban melalui kabel koaksial.Terdapat banyak perbedaan dalam tegangan ground (VGND) yangakan cenderung membuat arus

IGND mengalir ke dalampengaman kabel, sehinggamenyebabkan penurunantegangan pada impedansipengaman (Zshield). Akibatnyapenurunan tegangan (IGND XZshiled) mengakibatkan kesalahantegangan beban. Bagaimanapun, karena instrumen diisolasi,terdapat impedansi seri yangbesar (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 beberapaKHz pengaman kabel koaksialmenjadi bersifat induktif, lebih baik dari pada resistif dan kabelberfungsi seperti transformator.Bila ini terjadi, ada kecenderungan daya pengaman arus konduktorsama besarnya namun dalam arah yang berlawanan. Tegangan dropdalam pengaman serupa dengantegangan drop pada konduktor. Ini dikenal sebagai balun effect danpada frekuensi yang lebih tinggi ini mengurangi rangkaian tertutupground.Perlu diperhatikan bahwaresistansi pengaman lebih rendahmenyebabkan balun effect menjadilebih banyak, merupakan faktor

frekuensi lebih rendah. Olehkarena itu, kabel koaksial dengan dua atau tiga pita rambutpengaman sangat lebih baik dari pada dengan pita rambutpengaman tunggal. Untukmengurangi kesalahan karenarangkaian tertutup ground,hubungan generator fungsi danbeban menggunakan kabelkoaksial kualitas tinggi. Groundpada beban dilewatkan melaluikabel pengaman. Jikadimungkinkan, generator fungsidan beban dihubungan dengansaluran listrik yang sama untukmemperkecil perbedaan tegangan ground.

6.2.2.4. Atribut Sinyal ACKebanyakan sinyal ac berupagelombang sinus. Dalam faktanya, beberapa periodik sinyal dapatditampilkan sebagai penjumlahandari gelombang sinus yangberbeda. Besaran gelombangsinus biasanya di spesifikasi

dengan harga puncak, puncak ke puncak atau efektif (rootmeansquare /rms). Semuabesaran ini dengan asumsi bahwa bentuk gelombang memilikitegangan offset nol.

Gambar 6-22 Nilai tegangan yang penting pada gelombang sinusoida

Tegangan puncak bentukgelombang merupakan hargaabsolute dari semua titik dalambentuk gelombang. Teganganpuncak ke puncak merupakanperbedaan antara hargamaksimum dan minimum.Tegangan rms diperoleh denganmenjumlahkan kuadrat tegangandisetiap 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 / RlCrest faktor merupakanperbandingan harga sinyal puncak terhadap harga rms dan harganya akan berbeda sesuai denganbentuk gelombang. Tabel di bawah ini menunjukkan beberapa bentuk gelombang pada umumnyadengan besanrnya crest faktor danharga rms.

Tabel 6-2 Crest faktor dan bentuk gelombang

Vp-p

T = 1/f

Vrms = 0.77 Vp

Adakalanya tingkatan arus bolak-balik ditetapkan dalam " desibelrelatip terhadap 1 milliwatt" ( dBm).Karena dBm menampilkan tingkat

daya yang diperlukan untukmengetahui tegangan rms sinyaldan resistansi beban dalam hal ini dapat diperhitungkan :

Untuk gelombang sinus beban 50 ? berkaitan dengan tegangan

dBm ditunjukan dalam tabelberikut.

Tabel 6-3 Konversi dBm

6.2.4. ModulasiModulasi merupakan prosesmemodifikasi sinyal frekuensitinggi (disebut sinyal pembawa,carrier signal) dengan sinyalinformasi frekuensi rendah(disebut sinyal pemodulasi,modulating signal). Bentukgelombang sinyal pemodulasi bisaberaneka ragam, sedangkanbentuk sinyal pembawa biasanya gelombang sinusoida. Dua jenismodulasi yang terkenal adalah AM (amplitudo modulation) dan FM(frequency modulation). Keduajenis modulasi tersebutmemodifikasi amplitudo, frekuensi

pembawa sesuai dengan hargasesaat sinyal pemodulasi. Jenismodulasi ketiga adalah frequency-shift keying (FSK), yang memiliki frekuensi output bergeser antaradua frekuensi tergantung padakeadaan sinyal pemodulasi digital. Generator fungsi akan menerimasumber modulasi internal daneksternal. Bila anda memilihsumber internal, maka gelombang termodulasi dibangkitkan olehproses pembangkit DDS dariprosesor signal digital (DSP, digitalsignal processor). Namun biladipilih sumber eksternal, maka

dBm = 10 x log10(P / 0.001)

dimana P = VRMS 2/ RL

gelombang termodulasidikendalikan oleh level sinyal daripanel belakang generator fungsibertanda MODULATION IN. Sinyal eksternal disampel dan didigitalkan oleh konverter analog ke digital(ADC) dan kemudian disambung ke DSP. Sumber sinyal

pemodulasi, dapat dihasilkanstream sampel digital yangmewakili gelombang pemodulasi.Perlu dicatat bahwa pada FSK,frekuensi output ditentukan olehlevel sinyal dari konektorTRIGGER IN pada panelbelakang.

6.2.4.1. Modulasi Amplitudo (AM)Untuk AM, DSP merupakan contoh modulasi DAC yang kemudianmengendalikan amplitudo keluaranmelalui sebuah pengali analog.DAC dan pengali sama sepertiyang digunakan untuk mengatur

tingkat keluaran generator fungsi. Bentuk AM pemancarmenggunakan pembawa doublesideband dan merupakan jenis modulasi yang digunakan padakebanyakan stasiun radio AM.

Gambar 6-23 Modulasi amplitudo

Jumlah modulasi amplitudomerupakan apa yang dinamakan kedalaman modulasi yangdireferensikan sebagai bagian dari cakupan amplitude. Misalnyaseting kedalaman 80%menyebabkan amplitudo bervariasidari 10% sampai 90% dari seting amplitudo (90% - 10%) = 80%)dengan salah satu siyalpemodulasi ( 5V) internal ataueksternal.6.2.4.2. Frequency Modulation

(FM)Frekuensi modulasi dan DSPmenggunakan sampel modulasi

untuk memodifikasi frekuensikeluaran instrumen denganmengubah isi PIR. Perlu dicatatbahwa karena panel belakangmasukan modulasi dihubungkanlangsung, 33250A dapatdigunakan untuk menandingiosilator yang frekuensinyadikendalikan dengan tegangan(VCO). Variasi frekuensi bentukgelombang modulasi dari frekuensipembawa dinamakan deviasifrekuensi. Bentuk gelombangdengan frekeunsi deviasi di bawah 1% dari lebar sinyal modulasidireferensikan 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.BW 8 2 X (lebar band sinyalmodulasi) untuk FM band sempit

BW 8 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 kecualiperubahan frekuensi antara duaharga preset. Kecepatanpergeseran keluaran antara duafrekeunsi (dinamakan frekuensipembawa dan frekuensi harapan) ditentukan oleh kecepatangenerator internal atau level sinyal

Trig In pada panel belakang.Perubahan frekuensi seketika dan pasa kontinyu. Sinyal internalmodulasi berbentuk gelombangkotak dengan duty cycle 50%.Kecepatan FSK dapat diatursecara 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 menggunakanbentuk gelombang pemodulasi.DSP internal mengatur frekuensikeluaran yang didasarkan padasalah satu fungsi linier ataulogaritmis. Dalam sapuan linier,perubahan frekuensi keluarankonstan hertz per detik. Dalamsapuan logaritmis, perubahanfrekuensi keluaran dalamkonstanta oktaf/detik atau decade per detik. Sapuan logaritmissangat berguna untuk meliputicakupan frekuensi yang luasdimana resolusi pada frekuensirendah secara potensial akankehilangan sapuan linier. Sapuan dibangkitkan denganmenggunakan sumber pemici daridalam atau luar berupa perangkat

keras sumber pemicu. Bila sumber eksternal dipilih, generator fungsi akan menerima perangkat keras pemicu yang diterapkan padakonektor panel belakang Trig In.Generator Fungsi memulai satusapuan 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 menghasilkanlangkah lebih kecil dan olehkarena itu resolusinya lebih baik.Jumlah titik titik frekuensi diskritdalam sapuan secara otomatisdihitung oleh generator fungsi dan didasarkan pada waktu sapuanyang telah dipilih.

Gambar 6-26 Frekuensi sapuan

Pemicu sapuan, sumber picudapat berupa sinyal eksternal,kunci atau komentar yang diterimadari antarmuka jarak jauh.Masukan sinyal picu eksternaldihubungkan Trig In yang berada pada panel belakang.Penghubung ini kecuali TTL,berada pada tingkat kompatibeldan direferensikan terhadap

ground chasis (bukan groundmengambang). Bila tidakdigunakan sebagai masukan,konektor Trig In dapatdikonfigurasikan sebagai keluaran sehingga memungkinkaninstrument 33250A untuk memicuinstrumen lain pada waktu yangsama sebagai pemicu kejadianinternal.

6.2.4.6. Sinyal Sinkron dan MarkerKeluaran penghantar sync padapanel belakang menuju tinggi pada setiap permulaan sapuan. Jikafungsi marker disable (lumpuh),sinyal sync menuju rendah pada titik tengah sapuan. Jika fungsimarker memungkinkan, sinyal syn menuju rendah pada saatfrekuensi keluaran mencapaifrekuensi marker tertentu.Frekuensi marker harus beradadiantara frekuensi mulai danfrekuensi berhenti. Penggunaanfungsi marker untukmengidentifikasi frekuensi tertentu dalam respon piranti yang diuji(Device under test/DUT) missal

jika diinginkan untuk identifikasifrekuensi resonansi. Untukmengerjakan ini, hubungkankeluaran sync ke satu kanalosiloskop dan hubungkan keluaran DUT pada kanal osiloskop yang lain. Kemudian, picu osiloskopdengan ujung awal dari sinyal sync pada posisi permulaan frekuensipada sisi kiri osiloskop. Lakukanpenyesuaian frekuensi markersampai sinyal syn menuju keadaan rendah, respon piranti akanmembentuk corak yang menarik. Frekuensi dapat dibaca padaperaga panel belakang instrument33250A.

Gambar 6-27 Sweep with marker at DUT resonance

6.2.4.6.1. BurstKeluaran generator fungsi dapatdiatur pada bentuk gelombang dengan jumlah siklus tertentu yangdinamakan burst. Burst dapatdigunakan dalam salah satu daridua mode burst siklus N (jugadinamakan triggered burst atau gated burst). Burst siklus Nmerupakan burst siklus N yang

terdiri dari bentuk gelombangdengan jumlah siklus tertentu (1 sampai 1.000.000) dan selaludiaktifkan dengan peristiwa picu.Burst juga dapat diset untukmenghitung tak hingga yangdihasilkan pada bentuk gelombang kontinyu pada generator fungsiterpicu.

Gambar 6-28 Bentuk gelombang keluaran sync dan tiga siklus bentuk gelombang burst

Untuk burst, sumber picu dapatberupa sinyal eksternal, suatupewaktu internal, kunci, ataukomand yang diterima dariantarmuka jarak jauh. Masukansinyal picu eksternal melaluipenghantar Trig In yang beradapada panel belakang. Penghantar ini kecuali TTL, berada padatingkat kompatibel dandireferensikan terhadap groundchasis (bukan groundmengambang). Bila tidakdigunakan sebagai masukan,penghantar dapat dikonfigurasikan sebagai keluaran sehinggamemungkinkan 33250A untukmemicu instrumen lain pada saat yang sama sebagai pemicukejadian internal. Pengaruh picudapat 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 instrumenlain dalam system. Pada burst Nsiklus selalu dimulai dan diakhiri pada titik yang sama pada bentuk gelombang, yang dinamakan start

phase. Pasa permulaan pada 0berhubungan dengan awalperekaman bentuk gelombang dan 360 berhubungan dengan akhirperekaman bentuk gelombang.Misal perkiraan aplikasimemerlukan dua bentukgelombang sinus frekuensi 5 MHz yang secara pasti satu sama lain berbeda pasa 90. Dapatmenggunakan dua 33250A seperti diuraikan berikut ini. Pertamarencanakan satu generator fungsi sebagai master dan yang lainsebagai slave. Seperti ditunjukkan 6-29. hubungkan penghantarkeluaran master 10 MHz kepenghantar masukan slave 10MHz dengan menggunakan kabel koaksial kualitas tinggi. Konfigurasi ini akan meyakinkan bahwa kedua instrumen akan membangkitkansecara pasti frekuensi sama dan tidak akan terdapat istilahpergeseran pasa diantara keduainstrumen. Berikutnya, hubungkan dua penghantar masukan dankeluaran trigger bersama-samauntuk memungkinkan mastermemicu slave.

Keluaransinkronisasi

Keluaranutama

Gambar 6-29 Konfigurasi dua instrumen

Setelah membuat hubungan seperti yang ditunjukan gambar 6-29. ikutilangkah-langakh di bawah ini. 1. Atur kedua instrumen pada

keluaran bentuk gelombangsinus dengan frekuensi 5 MHz.

2. Pada kedua instrumen, diaturpada mode N siklus burst, setburst menghitung sampai tigasiklus, dan set pasa permulaan 0 derajat.

3. Pada master, pilih sumber picuinternal dan memungkinkansinyal keluaran picu denganrising edge dari penghantar TrigOut.

4. Pada slave, pilih sumber picueksternal dan memungkinkanpemicuan pada rising edge darisinyal picu.

5. Dengan menggunakanosiloskop, verifikasi bahwakedua instrumen sekarangmembangkitkan bentukgelombang burst tiga siklus.Kemudian lakukan penyesuaian parameter penundaan picu satuinstrumen untuk membawa burstkeduanya ke dalam kelurusansatu sama lain. Sekarang dua

instrumen diserempakkan danakan tetap diserempakkansampai pengaturan parameterpenundaan picu.

6. Atur pasa permulaan dari satu instrumen pada 90. Kemudian, atur penjumlah burst padamasing-masing instrumensebagaimana diperlukan untukaplikasi. Jika diperlukan bentuk gelombang burst kontinyu, pilih jumlah burst tak hingga padakedua instrumen danmemungkinkan pemicuanmanual pada master. Dalamcontoh ini, menjadi parameterpenunda picu, konstanta system kalibrasi.Sekali ditetapkan, keduainstrumen dipertahankan lurusdalam waktu, sekalipun jikafrekuensi atau pasa permulaan diubah. Setiap waktu masterdipicu slave, kedua instrumendiserempakkan kembali. Jikatenaga diedarkan, instrumendapat distel kembali denganpemugaran keterlambatan picusebelumnya. Perlu dicatatbahwa perbedaan harga

penundaan mungkin diperlukanjika pasangan instrumen yangdigunakan berbeda atau jika

bentuk gelombang fungsi yangdipilih berbeda.

6.2.4.6.2. Gated Burst Dalam mode gated burst, bentuk gelombang keluaran merupakansalah satu on atau off didasarkan pada level sinyal eksternal yang diaplikasikan pada konektor panel dengan Trig In. Pada saat sinyal gate benar keluaran generatorfungsi bentuk gelombang kontinyu. Bila sinyal gate menuju salah,

siklus bentuk gelombang arusdilengkapi dan kemudiangenerator fungsi berhenti selagitetap berada pada level tegangan yang sesuai dengan pasa burstawal dari bentuk gelombang yang dipilih. Bentuk gelombang noise,keluaran berhenti seketika bilasinyal gate menuju salah.

6.2.5. Spesifikasi AlatModel : AFG3251 / AFG3252Channels : 1 / 2Sine Wave : 1 Hz to 240 MHz

Amplitudo200 MHz : 50 mVp-p to 4 Vp-p / 30 dBm to 16.0 dBmHarmonic Distortion (1 Vp-p)10 Hz to 1 MHz :

6.2.6. Prosedur Pengoperasian Pengukuran bilangan pulsa noiseBilangan derau atau NF (NoiseFigure) adalah suatu parameterpenting dari amplifiertelekomunikasi, yang menyatakan berapa besar sumbangan noisepada output amplifier. Hal itumenjelaskan turunnya nisbahsinyal ke derau SNR (signal tonoise ratio), yang disebabkan oleh komponen dalam rantai sinyal.Definisinya merupakan nisbah

antara signal terhadap derau darioutput terhadap input. Misalnyadari : ponsel dan penguat padastasiun pangkalan TDMA, GSMdan standar radio burst-typelainnya. Untuk memperoleh hasil pengukuran yang teliti, bilangannoise harus diukur denganamplifier yang dioperasikan pada kondisi mode pulsa seperti kondisi operasi normalnya.

Gambar 6-30 Pengukuran lebar band dari filter bandpass danpenguat IF

Setiap penguat RF baru dan filter dirancang memiliki karakteristikbandpass yang harus diukur untuk meyakinkan hasil sesuai tujuanrancangan. Kebanyakan peguatdirancang memiliki respon liniersepanjang cakupan frekuensiaplikasi. Hal serupa, filterdirancang untuk melewatkan band frekuensi yang telah ditetapkansebelumnya dan menolak yanglain. Kedua jenis komponen yang cenderung memiliki cakupanfrekuensi dimana respon amplitudo

relatip datar. Pada salah satuujung cakupan respon amplitudoini secara mantap berkurang. Titik dimana respon turun -3 dB dari amplitudo puncak ke puncakdidefinisikan sebagai batasanlebar band. Dalam aplikasi ini misalnya kitaakan menguji penguat IF 140 MHz dan mengukur batas frekuensiatas dan bawah lebar banddimana amplitudo keluaran turun -3 dB. Turun -3dB ekuivalendengan 70,71% harga puncak ke

puncak. AFG memberikan sapuan gelombang sinus seperti sinyalmasukan ke penguat danpenganalisa spektrum melacaksinyal keluaran dalam mode hold peak. Menekan tombol modesweep AFG mengantarkan layardengan semua bentuk gelombang yang perlu dilihat, meliputitampilan bentuk gelombang itusendiri (gambar 6-31). Tampakbentuk gelombang pada bingkaididekat layar bagian bawah.Meringkas semua detil yang

menyolok berkaitan dengan sinyal yang dibangkitkan : amplitudo,frekuensi, slope dari gelombangramp yang meningkatkan frekuensidan panjang total sapuan (waktu). Gambar 6-32 melukiskaninstrumen pelacak daripenganalisa spektrum.Penggunaan marker, instrumenmenghasilkan cakupan frekuensidari 133 MHz sampai 147 MHz.Diluar lebar band ini responpenguat di bawah titik -3 dB.

Gambar 6-31 Bantuk gelombang keluaran generator fungsi

Gambar 6-32 Pelacakanpenganalisa spektrum

6.3. Pembangkit Pulsa 6.3.1. Pendahuluan Generator pulsa ini dipakai pada pengukuran dengandikombinasikan pemakaian CRO.Dengan pengukuran ini dihasilkan informasi kualitatif dan kuantitatiftentang peralatan yang sedangdites. Pengetesan yang seringdilakukan dengan generator pulsa ini adalah pengetesan transient

respons dari amplifier. Perbedaan pokok antara generator pulsadengan generator gelombangkotak, adalah pada duty cyclenya.Pada generator gelombang kotak duty cyclenya 50%. Padagenerator pulsa, duty cyclenyabervariasi, dimana duty cycledirumuskan sebagai berikut.

6.3.2. Spesifikasi AlatAda beberapa persyaratan yangharus dipenuhi oleh sebuahgenerator pulsa.1. Pulsa harus mempunyai distorsi

minimal, sehingga setiapdistorsi yang terjadi pada

peraga murni hanya disebabkan oleh alat yang dites.

2. Karateristik dasar dari pulsaadalah rise time, overshoot,ringing, sag dan undershoot.

6.4. Sweep Marker Generator6.4.1. Prosedur Pengoperasian6.4.1.1. Alignment penerima AMProsedur pelaksanaan alignmentpenerima AM dilakukan sebagaiberikut1. Gunakan rangkaian pengetesan

seperti nampak pada gambar 6-33, dengan snyal generatorpada posisi output gelombang sweep linier.

2. Menggunakan pengetesangambar 6-33 dengan mengatur generator untuk menghasilkanperagaan sapuan linier.

3. Jika penghitungan frekuensisenter teliti akan digunakanselama pengetesan. Generator fungsi dengan penghitungfrekuensi (peraga digital)merupakan langkah sederhana. Sebelum operasi sapuan

dimulai, atur pemutar frekuensi pada generator untuk mencapai frekuensi yang diinginkan. Cekmelalui penghitung dantempatkan marker pada layarosiloskop denganmenggunakan lemak pinsil.

4. Sinyal dapat dinjeksikan melalui salah satu mixer (455 kHz)atau pada antenna. Bila injeksi sinyal 455 kHz pada masukan mixer, osilator harusdipasipkan.

5. Bila respon IF yang diamatipada masukan detektor AM,probe detektor RFdiperlukankecuali jika titik demodulasitelah ditetapkan oleh pabrikan.

Duty cycle =depulseperio

pulsewidth

6. Pengaturan tuning penguat IFdapat dilakukan seperti yangdiinginkan memperoleh kurvarespon IF yang dikehendaki.Seringkali, setiap rangkaiantune diatur untuk memperoleh amplitudo maksimum pada titik tengah frekuensi IF.Bagaimanapun, beberapapenguat IF tune bertingkatuntuk mencapai lebar bandyang diinginkan.

Sapuan eksternal mungkindigunakan jika diinginkangelombang sinus atau pola sapuan lain. Menghubungkan sumbertegangan 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 jackmasukan VCF. Masukan horisontalosiloskop dan penghitung mungkin dapat digunakan untuk mengukur frekuensi keluaran.Bagaimanapun, sama denganoperasi sapuan eksternal, mungkin ini lebih nyaman dalam pengaturan frekuensi marker menggunakantegangan keluaran GCV untukmengendalikan masukanhorisontal osiloskop. Karenamemungkinkan berkorelasilangsung antara peraga osiloskop, penghitung frekuensi danpengaturan frekuensi generator.

Gambar 6-33 Alignment penerima AM

RFAmplifier

Mixer IF Amp AMdetektor

AudioAmp

Osilator

Hor

455 kHz

Vert

CRO

Sweep Function Generator

6.4.1.2. Aligment penerima komunikasi FMPengetesan pada gambar 6.-33dapat dipakai untuk prosesalignment pesawat penerima FM,yaitu bagian frekuensi menengah

(intermediate frequency = IF) 455kHz, dan bagian diskriminator.Untuk ketepatan pengaturanfrekuensi tersebut dapat dipakai

sumber marker kristal-terkontrol(crystal-controlled marker source)455 kHz, dengan cara sebagaiberikut: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) pipseharusnya pada pusat kurvarespons.

3. Bila kurva respons diskriminator diperagakan, kurva responsakan nampak seperti gambar 6-34b. Kurva S harus setimbang pada setiap sisi dari pipmarker.

Dalam skenario alignmentpenerima hanya dapat dievaluasi dan diverifikasi tanpa pengaturan. Dimana rangkaian tune dapatdiatur, dengan mengikuti prosedur pabrikan untuk meyakinkanbahwa respon keseluruhan dicapai dengan tepat.

Gambar 6-34 Alignment dari penerima IF komunikasi FM dan diskriminator

CRO

Sweep Function Generator

RFAmplifier

FstMixer

FstIF Amp

demodulator AudioAmp

Osilator

2ndMixer

Osilator

2ndIF 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 penguattelekomunikasi seperti seberapabanyak noise yangdikonstribusikan oleh penguatdalam sinyal keluaran. Inimenguraikan degradasiperbandingan sinyal terhadapnoise yang disebabkan olehkomponen sinyal. Ini didefiniskan sebagai perbandingan sinyalterhadap noise pada keluaranyang pada inputnya dapat berupa :Telpon seluler dan penguatpangkalan stasiun TDMA, GSMdan jenis burst radio standar yang hanya bertenaga mesinsepanjang slot waktu aktip untuk memelihara tenaga. Untukmencapai ketelitian hasilpengukuran, noise figure harusdiukur dengan penguat yangdioperasikan dalam mode pulseseperti selama operasi normal. Suatu metoda pengukuran SNRyang populer adalah metoda faktor Y. Hal ini terletak pada kalibrasi sumber derau dengan nisbahderau lebih (ENR = excess noise ratio) yang dihubungkan ke input amplifier yang dites (lihat gambar6-34). Kanal 1 dari AFG3252

menyebabkan amplifier ON danOFF melalui signal pulsa yangmengemudikan input bias penguat.Lebar dan kecepatan pengulangan pulsa di atur sesuai denganstandar pengetesan. Penganalisa spektrum dikonfigurasikan dalammode gated time hanya untukmengukur keluaran penguatselama saklar pada posisi pasa.Kanal 2 dari sinyal picu AFGpada spektrum serempak untukmengendalikan pulsa pembiaspenguat.Penurunan noise figure denganmetoda ini pertama diperlukanuntuk menentukan apa yangdinamakan faktor Y yangmerupakan perbandingankepdatan noise keluaran darisumber noise dalam keadaan ON dan OFF. Untuk dapat mencapai reproduksi hasil pengukuranrerata dari pengukuran yangdikehendaki.Dengan faktor Y diukur dan ENR dibagi dengan sumber yangmenghasilkan noise untukfrekuensi tertentu, noise figuresekarang dapat dihitung sebagaiberikut :

Sebagai contoh asumsikan bahwa ENR adalah 5,28 dB dankepadatan noise yang diukurditingkatkan dari -90 dBm/Hzsampai -87 dBm/Hz setelahsumber 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 dalamformula di atas untuk noise figure NF=5,3 dB. Keuntunga penggunaan AFGdalam aplikasi ini bahwa

NF= ENR dB (10log (Y-1)).

menawarkan dua kanal yang dapat disinkronkan dalam frekuensi dan pengaturan ampitudo secaraindependen disesuaikan level bias

yang diperlukan penguat danmasukan picu dari penganalisaspektrum atau pengukur noisefigure.