Had Batasan Frekuensi bagi Oskiloskop

Had Batasan Lebar Pita

Oskilograf, seperti multimeter, adalah alat penting untuk memahami rangkaian. Namun, mereka memiliki batasan. Untuk menggunakan oskilograf secara efektif, sangat penting untuk mengetahui batasan-batasan ini dan mencari cara untuk mengatasinya.

Fitur utama dari oskilograf adalah lebar pita. Lebar pita menentukan seberapa cepat ia dapat mengambil sampel sinyal analog. Apa itu lebar pita? Banyak yang berpikir bahwa itu adalah frekuensi maksimum yang dapat ditangani oleh oskilograf. Sebenarnya, lebar pita adalah frekuensi di mana amplitudo sinyal turun sebesar 3dB, atau 29.3% di bawah amplitudo sebenarnya.

Pada frekuensi maksimum yang diberi peringkat, oskilograf menunjukkan 70.7% dari amplitudo sebenarnya sinyal. Misalnya, jika amplitudo sebenarnya adalah 5V, oskilograf akan menampilkan sekitar 3.5V.

Oskilograf dengan lebar pita 1 GHz atau kurang memiliki respons frekuensi Gaussian atau low-pass, dimulai pada sepertiga dari frekuensi -3 dB dan secara bertahap menurun pada frekuensi yang lebih tinggi.

Oskilograf dengan spesifikasi lebih dari 1 GHz menunjukkan respons yang sangat datar dengan roll-off yang lebih tajam dekat frekuensi -3dB. Frekuensi terendah oskilograf di mana sinyal input dikurangi 3 dB dianggap sebagai lebar pita oskilograf. Oskilograf dengan respons yang sangat datar dapat mengurangi sinyal dalam band yang lebih sedikit dibandingkan dengan oskilograf dengan respons Gaussian dan melakukan pengukuran yang lebih akurat pada sinyal dalam band.

Di sisi lain, oskilograf dengan respons Gaussian mengurangi sinyal luar band yang lebih sedikit dibandingkan dengan oskilograf dengan respons yang sangat datar. Ini berarti bahwa oskilograf tersebut memiliki waktu naik yang lebih cepat dibandingkan dengan oskilograf lain dengan spesifikasi lebar pita yang sama. Spesifikasi waktu naik oskilograf berkaitan erat dengan lebar pitanya.

Oskilograf tipe respons Gaussian akan memiliki waktu naik sekitar 0.35/f BW berdasarkan kriteria 10% hingga 90%. Oskilograf tipe respons yang sangat datar memiliki waktu naik sekitar 0.4/f BW berdasarkan ketajaman karakteristik roll-off frekuensinya.

Waktu naik adalah kecepatan tepi tercepat yang dapat ditampilkan oleh oskilograf jika sinyal input memiliki waktu naik yang tak terhingga cepat. Mengukur nilai teoritis ini tidak mungkin, jadi lebih baik menghitung nilai praktisnya.

Tindakan Pencegahan yang Diperlukan untuk Pengukuran Tepat di Oskilograf

Hal pertama yang harus diketahui pengguna adalah batasan lebar pita oskilograf. Lebar pita oskilograf harus cukup lebar untuk menampung frekuensi dalam sinyal dan menampilkan bentuk gelombang dengan benar.

Sond yang digunakan dengan oskilograf memainkan peran penting dalam kinerja peralatan. Lebar pita oskilograf serta sond harus dalam kombinasi yang tepat. Menggunakan sond oskilograf yang tidak tepat dapat merusak kinerja seluruh peralatan uji.

Untuk mengukur frekuensi serta amplitudo dengan akurat, lebar pita kedua oskilograf dan sond yang terpasang padanya harus jauh di atas sinyal yang ingin ditangkap dengan tepat. Misalnya, jika akurasi amplitudo yang diperlukan adalah sekitar 1%, maka faktor berating oskilograf dikurangi 0,1x, artinya oskilograf 100MHz dapat menangkap 10MHz dengan kesalahan 1% dalam amplitudo.

Perlu dipertimbangkan pemicuan yang benar dari oskilograf sehingga tampilan hasil bentuk gelombang menjadi lebih jelas.

Pengguna harus menyadari klip tanah saat melakukan pengukuran kecepatan tinggi. Kabel klip menghasilkan induktansi dan ringing ke dalam rangkaian yang mempengaruhi pengukuran.

Ringkasan seluruh artikel ini adalah bahwa untuk oskilograf analog, lebar pita oskilograf setidaknya tiga kali lebih tinggi dari frekuensi analog tertinggi sistem. Untuk aplikasi digital, lebar pita oskilograf setidaknya lima kali lebih tinggi dari laju jam tercepat sistem.