Oskiloskop Analog vs Digital: Cara Memilih yang Tepat untuk Proyek Anda
Oskiloskop adalah alat uji penting dalam teknik elektronik. Khususnya saat kita mengukur bagian dari gelombang berulang atau sinyal frekuensi tinggi. Namun, ada pertanyaan di kalangan pemula; oskiloskop analog vs digital – mana yang lebih baik? Dalam hal besar, Anda akan memperhatikan bahwa oskiloskop digital biasanya lebih mahal daripada sekawatnya analog.
Tapi mengapa? Dalam panduan ini, kami akan menjawab pertanyaan ini dan lainnya. Kami juga akan membahas cara kerja setiap oskiloskop dan cara mengidentifikasinya. Pada akhir panduan ini, Anda harus dapat membedakan keduanya dan mana yang terbaik untuk proyek Anda.
Apa Itu Oskiloscope?
Seseorang menyesuaikan oskiloskop
Oskiloskop memiliki banyak nama. Anda mungkin menyebutnya sebagai osilograf, o-scope, CRO (cathode-ray oscilloscope), DSO (digital storage oscilloscope), atau sekedar scope. Ini adalah peralatan yang menggunakan probe untuk mengukur sinyal tegangan yang bervariasi antara dua titik dari perangkat elektronik atau sirkuit listrik.
Saat mengukur tegangan, multimeter mengambil pembacaan rangkaian dari satu titik waktu. Di sisi lain, oskiloskop memungkinkan Anda mengukur tegangan rangkaian seiring waktu. Secara esensial, ia akan mengambil ribuan ribuan pembacaan dan menampilkannya pada layar Anda. Ini akan memungkinkan Anda membandingkan lonjakan atau penurunan tegangan dari peristiwa transient dengan mudah.
Ada dua jenis utama oskiloskop; oskiloskop analog dan oskiloskop digital. Mereka secara virtual bekerja sama, tetapi seperti yang Anda lihat, oskiloskop digital datang dengan fitur tambahan yang tidak dimiliki oleh sekawatnya analog.
Oskiloskop Analog
Oskiloskop analog
Saat produsen memperkenalkan oskiloskop analog, mereka menggunakan CRT dengan plate defleksi horizontal untuk menampilkan gelombang.
Tegangan pada plate horizontal pada tabung memodifikasi posisi aliran. Ketika aliran elektron mengenai lapisan fosfor di layar, area tempat mendarat bersinar. Akibatnya, ini menampilkan titik cahaya yang pada akhirnya akan menjadi panjang gelombang yang dapat dipandang.
Ada oskiloskop dual-beam yang dapat Anda gunakan untuk membandingkan dua sinyal berbeda. Mereka secara bersamaan memancarkan dan menampilkan dua aliran elektron pada satu layar datar.
Oskiloskop analog dasar tidak datang dengan fitur penyimpanan. Namun, Anda dapat membeli oskiloskop penyimpanan analog untuk menyimpan citra gelombang masukan. Namun demikian, oskiloskop penyimpanan analog ini mahal dan cukup sederhana menurut standar modern.
Awalnya, oskiloskop analog umumnya besar dan penuh kesulitan. Namun, berkat teknologi digital, oskiloskop masa depan menjadi cukup kompak untuk aplikasi servis lapangan.
Oskiloskop Digital
Oskiloskop Digital Rigol DS2000 Series
Layar solid-state menggantikan CRT yang besar dan penuh kesulitan. Akibatnya, ini membuat oskiloskop jauh lebih kecil dan tidak terlalu dalam. Selain itu, ini juga memberikan lebih banyak fungsi tampilan pada mereka. Saat ini, oskiloskop digital adalah jenis oskiloskop yang paling umum.
Lebih jauh lagi, kemunculan oskiloskop digital memungkinkan fitur tambahan seperti penyimpanan standar, manipulasi tampilan yang ditingkatkan, triggering yang lebih baik, dll.
Jenis Oskiloskop Digital
Saat produsen dan perusahaan merilis oskiloskop digital pertama, mereka memperkenalkannya di bawah digital phosphor oscilloscope (DPO) dan digital storage oscilloscope (DSO). Ini karena oskiloskop digital pertama menggunakan layar fosfor. Oskiloskop digital modern menggunakan layar LED atau LCD.
Dahulu, ukuran layar dan resolusi membatasi oskiloskop analog. Sebaliknya, oskiloskop digital modern tidak memiliki masalah ini.
Oskiloskop Sinyal Campur dan Domain Campur (MSO dan MDO)
Agilent 54622D MSO Teardown
Sumber: Flickr
Kemampuan baru yang disediakan oskiloskop digital jauh melampaui apa yang banyak orang dapat kirakan di era analog. Mereka menggabungkan kemampuan seperti saluran analisis logika di luar dua atau lebih saluran oskiloskop analog yang biasanya tersedia. Misalnya, oskiloskop sinyal campur (MSO) menjadi tersedia. Kemampuan lain seperti output function generator dan digital multimeter juga memungkinkan.
Hampir semua oskiloskop modern memiliki model MSO standar. Alternatifnya, mereka mungkin menawarkan beberapa saluran digital sebagai opsi. Lebih jauh lagi, banyak oskiloskop digital memproses sinyal untuk melakukan pengukuran dalam domain frekuensi, yaitu, analisis spektrum. Ini memungkinkan pengujian rangkaian yang mungkin membutuhkan campuran analisis spektrum dan pengukuran oskiloskop normal.
Sebuah mixed domain oscilloscope sejati memiliki konektor RF khusus yang hanya dapat digunakan untuk pengukuran domain frekuensi. Menariknya, biasanya ia memiliki kemampuan analisis spektrum yang berkinerja lebih tinggi.
Oskiloskop Sampling Digital
Oskiloskop sampling digital
Sumber: Wikimedia Commons
Bentuk lain dari oskiloskop adalah oskiloskop sampling digital. Ini adalah bentuk oskiloskop yang sangat spesial yang digunakan untuk sejumlah aplikasi niche terbatas. Misalnya, ia dapat melihat aspek seperti jitter pada sinyal hingga wilayah gigahertz puluhan. Akibatnya, kami tidak menggunakan oskiloskop ini untuk aplikasi oskiloskop rata-rata.
Akibatnya, mereka memiliki kasus penggunaan yang terbatas. Oskiloskop juga hadir dalam berbagai format. Mereka dapat datang dalam kasus bench standar untuk digunakan di laboratorium. Sebaliknya, yang lain lebih cocok untuk aplikasi servis lapangan.
Oskiloskop Analog vs Digital – Oskiloskop USB dan Berbasis PC
Seorang PicoScope 6000 terhubung ke laptop
Sumber: Wikimedia
Oskiloskop berbasis PC dapat datang sebagai oskiloskop mandiri atau sebagai oskiloskop eksternal. Oskiloskop eksternal berbasis PC membutuhkan koneksi ke PC Anda untuk bekerja. Selain itu, mereka dapat menggunakan layar, sumber daya, dan prosesor komputer. Seringkali, Anda dapat menghubungkannya melalui antarmuka USB.
Namun, beberapa oskiloskop eksternal dapat menggunakan sistem bus komputer seperti sistem PXI. Tentu saja, Anda akan perlu menginstal perangkat lunak dan driver oskiloskop pada komputer Anda agar dapat berinteraksi dengan benar.
Di sisi lain, oskiloskop mandiri berbasis PC internal datang dengan bagian komputer internal. Mereka memiliki mikroprosesor internal yang memberikan fitur tambahan seperti instrument control, automatic measurement, dan display management. Selain itu, mereka memungkinkan pemrosesan yang lebih kompleks dari sinyal yang didigitalisasi. Ini melebihi kemampuan versi analog dengan penyimpanan langsung CRT.
Ada ragam besar dari berbagai jenis dan model oskiloskop. Dengan mengetahui karakteristik mereka dan melihat spesifikasi mereka, Anda dapat melihat performa, form-factor, dan kemampuan keseluruhan mereka.
Oskiloskop Analog vs Digital – Perbedaan Utama Antara Oskiloskop Analog dan Digital
Perbedaan dalam Operasi
Meja kerja teknik elektronik dengan oskiloskop
Ada kesalahpahaman besar di kalangan komunitas elektronika pemula. Banyak orang berasumsi bahwa hanya oskiloskop analog yang menggunakan layar CRT. Ini tidak benar. Oskiloskop digital seperti Tektronix 2230 digital storage oscilloscope menggunakan layar CRT.
Jika Anda membandingkan oskiloskop analog lama seperti Tektronix 2213 dengan Tektronix 2230 DSO, Anda akan memperhatikan bahwa yang terakhir memiliki lebih banyak kontrol panel. Jadi, secara intrinsik ada lebih banyak kompleksitas dalam cara kerja oskiloskop penyimpanan digital.
Oskiloskop digital dapat melakukan semua yang dapat dilakukan oskiloskop analog. Namun, ketika Anda mulai memperbesar tampilan pada oskiloskop analog, terutama jika frekuensinya rendah, citra output mulai berkedip. Ini adalah karena cara layar CRT menampilkan gelombang.
Oskiloskop penyimpanan digital memperbaiki ini dengan memberikan citra yang lebih stabil kepada Anda. Jadi, alih-alih menampilkan tegangan yang bervariasi, DSO akan men-sampling gelombang pada titik-titik yang bervariasi, menyimpannya, dan menampilkannya. Ini memberikan tampilan yang lebih stabil dan memudahkan Anda untuk melihat seluruh gelombang.
Oskiloskop digital mencapai ini melalui konverter analog-to-digital (ADC)nya. Ia mengambil tegangan yang diukur sebagai sinyal analog dan menerjemahkannya menjadi sinyal digital.
Oskiloskop analog tidak mampu memiliki persistenza yang sama seperti oskiloskop digital. Lebih jauh lagi, Anda dapat menyesuaikan persistencia efektif pada oskiloskop digital, memungkinkan ia untuk menangkap lebih banyak kebisingan. Kalibrasi tampilan memungkinkan Anda melihat pengukuran yang lebih akurat dan kualitas grafik yang lebih baik. Lebih jauh lagi, penggunaan teknologi LCD membuat sistem digital lebih ringan dan lebih portable.
Perbedaan dalam Spesifikasi
Gambar vektor oskiloskop
Sumber: Commons Wikimedia
Cara lain untuk memahami beberapa perbedaan antara oskiloskop adalah dengan mengamati spesifikasinya. Dalam bagian ini, kami akan membahas spesifikasi ini:
Oskiloskop Analog vs Digital – Bandwidth (BW):
Ini adalah spesifikasi utama untuk oskiloskop. Ini menjelaskan seberapa tinggi frekuensi yang dapat ditangani oleh front-end oskiloskop dan seberapa cepat waktu naiknya yang dapat ditangkap.
Jadi, frekuensi sinyal dan waktu naik dari sinyal tersebut secara inheren terkait. Untuk menghitung waktu naik tercepat yang dapat dilihat oleh oskiloskop Anda, bagi 0,35 dengan bandwidth yang ditentukan oskiloskop. Jadi rumusnya terlihat seperti ini: waktu tertangkap tercepat = 0,35 / bandwidth.
Kedua oskiloskop analog dan digital memiliki spesifikasi bandwidth. Namun, oskiloskop digital modern melebihi kemampuan bandwidth oskiloskop lama jauh sekali.
Sample/Sampling Rate:
Spesifikasi ini unik untuk oskiloskop digital. Ini memberi tahu Anda pada berapa titik per detik oskiloskop Anda mendapatkan data. Secara esensial, sinyal masukan dirutakan melalui front end analog (di mana bandwidth berasal dari), dan kemudian digitizer mengambil sample gelombang analog.
Sementara sample rate terkait dengan bandwidth, ia tidak mempengaruhinya. Ini hanya mengambil data dari front end analog. Namun demikian, bandwidth menggambarkan bagian analog oskiloskop, sementara sample rate menggambarkan bagian digital. Dari ini, kita dapat memahami mengapa sample rate adalah spesifikasi yang eksklusif untuk oskiloskop digital.
Memory Depth/Size:
Sample rate dan memory depth adalah atribut yang terkait erat satu sama lain dalam oskiloskop. Memory depth menggambarkan seberapa banyak data gelombang yang dapat ditangkap oleh oskiloskop. Semakin cepat sample rate, semakin pendek gelombang yang ditangkap. Jadi, gelombang dengan sample rate yang lebih cepat mengambil lebih banyak memori. Lebih jauh lagi, semakin banyak memori yang dapat Anda gunakan, semakin lama waktu yang dapat Anda simpan.
Memory depth adalah properti ketiga terpenting dari oskiloskop digital. Lagi, ini adalah spesifikasi yang unik untuk oskiloskop penyimpanan digital. Oskiloskop analog tidak menangkap atau merekam gelombang. Sebagai hasilnya, mereka tidak memiliki properti memory depth.
Oskiloskop Analog vs Digital – Resolusi (ADC Bits):
Oskiloskop modern datang dengan 8, 10, dan 12 ADC bits. Konverter analog-to-digital mengambil sinyal analog, mengonversinya, dan mengkuantisasikannya menjadi informasi digital. Jadi, ADC 8-bit mampu 256 tingkat kuantisasi (2^8 = 256). Ini adalah resolusi vertikal ADC.
Semakin tinggi resolusinya, semakin jelas representasi gelombangnya. Lebih jauh lagi, ADC bits akan menentukan rentang masukan. Misalnya, oskiloskop dengan resolusi yang lebih tinggi akan lebih cocok untuk menganalisis sinyal yang kecil. Ini adalah spesifikasi unik lain yang tidak dimiliki oleh oskiloskop analog.
Oskiloskop Analog vs Digital – Trigger:
- Setiap oskiloskop digital datang dengan sebuah knob yang memungkinkan Anda mengubah tingkat trigger pada oskiloskop. Trigger pada dasarnya memberi tahu oskiloskop kapan harus mengambil gambar dari gelombang.
Oskiloskop DSO standar Anda datang dengan banyak mode trigger berbeda, yang memberi tahu cara bereaksi ketika ia menemukan peristiwa trigger. Misalnya, mode trigger edge memberi tahu oskiloskop untuk mengambil gambar ketika sinyal menyentuh tepi grid pada tampilan. Ini memberi Anda cara serbaguna untuk mengukur gelombang.
Lagi, karena oskiloskop analog tidak menangkap dan menyimpan data, trigger sebagian besar unik untuk oskiloskop penyimpanan digital.
Oskiloskop Analog vs Digital – Manfaat Oskiloskop Analog
Ada banyak keuntungan menggunakan oskiloskop digital daripada analog. Namun, apa manfaat menggunakan oskiloskop analog lama?
Mudah Digunakan:
Oskiloskop digital cenderung menjadi oskiloskop yang lebih rumit. Sebaliknya, oskiloskop analog mungkin lebih mudah digunakan karena memiliki kontrol minimal dan tampilan yang kurang membingungkan. Jadi, Anda dapat menggunakannya untuk mempelajari dasar pengujian tegangan. Seringkali, fitur yang lebih sedikit sama dengan kesederhanaan yang lebih besar. Anda tidak perlu menghabiskan waktu sebanyak itu untuk mengonfigurasi oskiloskop analog.
Lebih Murah:
Oskiloskop analog lebih murah daripada tipe digital. Ini karena mereka lebih lama dan memiliki lebih sedikit fitur, dan karena Anda dapat menemukan banyak oskiloskop bekas tipe ini, mereka lebih murah.
Lebih Baik untuk Pembacaan Analog:
Pembacaan analog sering kali terlihat lebih baik pada layar CRT analog. Mereka lebih jelas dan, dalam beberapa kasus, mungkin terlihat kurang berisik.
Ketersediaan:
Lagi, karena mereka lebih lama, ada banyak model bekas lama yang dapat Anda beli. Selain itu, mereka kurang diminati. Jadi, sebagian besar toko elektronik dan peralatan terpercaya cenderung memiliki stok yang melimpah.
Ada banyak keuntungan menggunakan oskiloskop digital daripada analog. Namun, apa manfaat menggunakan oskiloskop analog lama?
- Mudah Digunakan: Oskiloskop digital cenderung menjadi oskiloskop yang lebih rumit. Sebaliknya, oskiloskop analog mungkin lebih mudah digunakan karena memiliki kontrol minimal dan tampilan yang kurang membingungkan. Jadi, Anda dapat menggunakannya untuk mempelajari dasar pengujian tegangan. Seringkali, fitur yang lebih sedikit sama dengan kesederhanaan yang lebih besar. Anda tidak perlu menghabiskan waktu sebanyak itu untuk mengonfigurasi oskiloskop analog.
- Lebih Murah: Oskiloskop analog lebih murah daripada tipe digital. Ini karena mereka lebih lama dan memiliki lebih sedikit fitur, dan karena Anda dapat menemukan banyak oskiloskop bekas tipe ini, mereka lebih murah.
- Lebih Baik untuk Pembacaan Analog: Pembacaan analog sering kali terlihat lebih baik pada layar CRT analog. Mereka lebih jelas dan, dalam beberapa kasus, mungkin terlihat kurang berisik.
Ketersediaan: Lagi, karena mereka lebih lama, ada banyak model bekas lama yang dapat Anda beli. Selain itu, mereka kurang diminati. Jadi, sebagian besar toko elektronik dan peralatan terpercaya cenderung memiliki stok yang melimpah.
Kesimpulan
Untuk pengujian sederhana dalam teknik elektronik, oskiloskop analog berfungsi sebaik oskiloskop digital. Jika Anda pemula atau hobiis, Anda mungkin mendapat manfaat lebih besar dari membeli oskiloskop analog daripada oskiloskop digital. Namun, saat membeli oskiloskop, Anda harus jelas tentang tujuan Anda dan apakah fitur oskiloskop sesuai dengan itu.
Misalnya, Anda akan perlu menganalisis desain oskiloskop, bandwidth digital atau analog, waktu naik, sample rate, densitas saluran, panjang rekaman, tingkat tangkapan gelombang, konektivitas, dan perluasan. Untuk oskiloskop digital, Anda akan perlu khawatir tentang memori per saluran dan kedalaman memori. Setelah Anda memahami spesifikasi sederhana ini, Anda akan dapat membedakan oskiloskop mana yang terbaik untuk Anda. Sekarang, ketika orang bertanya: “oskiloskop analog vs digital; mana yang lebih baik?” Anda akan dapat memberikan jawaban yang jelas kepada mereka. Namun demikian, kami berharap Anda telah menemukan panduan ini bermanfaat. Seperti biasa, terima kasih telah membaca.
