MAKALAH OSILATOR

PENGERTIAN OSILATOR Osilator adalah rangkaian yang merupakan gabungan elemen-elemen aktif dan pasif yang menghasilkan bentuk gelombang periodik yang spesifik, misalnya gelombang kotak, segitiga, gigi gergaji, atau sinusoida yang amplitudonya berubah-ubah secara periodik dengan waktu.

TEORI DASAR Osilator mengubah daya arus searah (dc) ke daya arus bolak- balik (ac) dalam beban. Dengan demikian fungsi osilator berlawanan dengan penyearah yang mengubah daya searah ke daya bolak-balik. Osilator umumnya digunakan dalam pemancar dan penerima radio dan televisi, dalam radar dan dalam berbagai sistem komunikasi .

TEORI DASAR Suatu osilator membangkitkan bentuk gelombang pada suatu frekuensi dalam batas beberapa siklus tiap jam sampai beberapa ratus juta siklus tiap detik. Osilator dapat hampir secara murni menghasikan gelombang sinusoidal dengan frekuensi tetap, ataupun gelombang yang hanya dengan harmonic.

PRINSIF DASAR OSILATOR Dalam osilator, resistansi negatif diberikan untuk kompensasi kebocoran dalam rangkaian. Dalam suatu osilator tidak ada sinyal yang diberikan dari luar. Sinyal awal untuk menyulut (trigger) osilasi biasanya diberikan oleh tegangan derau. Tegangan derau muncul sewaktu catu daya dihidupkan. Karena spektrum frekuensi derau sangat lebar, osilator selalu memiliki tegangan komponen pada frekuensi yang benar untuk bekerjanya osilator.

Jenis-jenis Oscillator Oscillator Umpan Balik Positif Oscillator Pergeseran Fasa Oscillator LC ditala (tuned) : Oscillator Hartley Oscillator Colpitts Oscillator Clapps Oscillator Tunned in/out Oscillator Kristal Pierce

1. OSILATOR UMPAN BALIK POSITIF Bagian-bagian utama osilator balikan

OSILATOR UMPAN BALIK POSITIF Diagram blok osilator balikan diperlihatkan pada gambar diatas, osilator memiliki perangkat penguat, jaringan balikan, rangkaian penentu frekuensi dan catu daya. Isyarat masukan diperkuat oleh penguat (amplifier) kemudian sebagian isyarat yang telah diperkuat dikirim kembali ke masukan melalui rangkaian balikan. Isyarat balikan harus memiliki fase dan nilai yang betul agar terjadi osilasi.

2. OSILATOR PERGESERAN FASA Osilator ini memiliki sebuah penguat pembalik, dan sebuah tapis umpanbalik yang menggeser 180° fasa dari frekuensi osilasi. Filter elektronik harus didesain sedemikian rupa sehingga isyarat diatas dan dibawah frekuensi osilasi yang diinginkan digeser kurang ataupun lebih dari 180°. Ini menghasilkan superposisi membangun bagi isyarat pada frekuensi osilasi dan superposisi merusak pada frekuensi lainnya.

2. OSILATOR PERGESERAN FASA Jalan paling umum untuk mendapatkan tapis jenis ini adalah dengan menyambungkan deret tiga tapis resistor-kondensator, yang memberikan geseran fasa sebesar 270°. Pada frekuensi osilasi, setiap tapis memproduksi geseran fasa sebesar 60° sehingga keseluruhan tapis forsoduksi geseran fasa 180°.

Osilator Penggeser Fasa pada frekuensi osilasi tegangan input dan output penguat berbeda fasa 180 derajat – perbedaan fasa diperoleh dari jaringan tangga RC tiga tingkat – Menggunakan umpan balik tunggal – Frekuensi resonansi 1/(2π(RC)0.5)

3. Osilator LC Osilator ini terdiri dari sebuah kapasitor dan sebuah kumparan terhubung secara paralel. Teknis rangkaian LC dasar ini menghasilkan gelombang sinus yang kehilangan tegangan pada setiap siklus. Untuk mengatasi hal ini, tegangan tambahan diterapkan untuk menjaga osilator dari kehilangan tegangan. Namun, untuk menjaga osilator ini berjalan dengan baik, sebuah metode switching yang digunakan. Sebuah tabung hampa (atau setara solid-state seperti FET) digunakan untuk menyimpan sirkuit LC ini berosilasi. Keuntungan menggunakan tabung vakum adalah bahwa mereka dapat berosilasi pada frekuensi tertentu seperti seribu siklus per detik.

Jenis-jenis osilator LC: Osilator Hartley adalah LC osilator elektronik yang berasal dengan umpan balik dari mengetuk kumparan secara paralel dengan kapasitor (pada tangki rangkaian). Meskipun tidak ada persyaratan untuk menjadi saling ada coupling antara dua kumparan segmen, sirkuit biasanya dilaksanakan seperti itu. Sebuah osilator Hartley dasarnya setiap konfigurasi yang menggunakan sepasang kumparan terhubung seri dan satu kapasitor

Rangkaian Osilator Hartley

Ket: C = kapasitor L = induktor fres = frekuensi osilasi Sebuah osilator Hartley terdiri dari sebagai berikut: Dua induktor secara seri dan Satu tuning kapasitor

Keuntungan dari osilator Hartley meliputi: Frekuensinya dapat divariasikan menggunakan kapasitor variabel Amplitudo keluaran tetap konstan selama rentang frekuensi Kumparan baik mengetuk atau dua induktor tetap diperlukan

Osilator Corpitts adalah salah satu dari sejumlah desain untuk osilator elektronik sirkuit dengan menggunakan kombinasi dari sebuah induktansi (L) dengan kapasitor (C) untuk penentuan frekuensi, demikian juga disebut LC osilator. Salah satu fitur utama dari jenis osilator adalah kesederhanaan (hanya memerlukan satu induktor) dan ketahanan. Frekuensi pada umumnya ditentukan oleh induktansi dan dua kapasitor

Osilator Colpitts Gambar 1: dasar Common Colpitts osilator (dengan disederhanakan biasing) Gambar 2: Common kolektor Colpitts osilator (dengan disederhanakan biasing)

Gambar 1 Gambar. 1 memperlihatkan rangkaian Colpitts dasar, di mana dua kapasitor dan satu induktor menentukan frekuensi osilasi. umpan balik yang diperlukan untuk osilasi adalah diambil dari pembagi tegangan yang dibuat oleh dua kapasitor, di mana dalam osilator Hartley umpan balik diambil dari pembagi tegangan yang dibuat oleh dua induktor (atau tunggal mengetuk induktor).

Gambar 2 Gambar. 2 menunjukkan varian yang sering disukai, di mana induktor juga didasarkan (yang membuat tata letak sirkuit lebih mudah bagi frekuensi yang lebih tinggi).

frekuensi osilasi untuk rangkaian pada Gambar 1 dan 2

penguatan transistor yang dibutuhkan oleh osilator

Osilator Clapp Merupakan versi modifikasi osilator Colpitt dengan kemantapan frekuensi lebih baik. Frekuensi ditentukan oleh deret kondensator Co dan induktor Lo dan bukan oleh kondensator jajar C1 dan C2 seperti dalam rangkaian osilator Colpitt standar.

Rangkaian Osilator Clapp

Osilator Clapp Untuk osilator Clapp sederhana, kalang panjar tidak diperlihatkan dan umpan balik positif diadakan oleh C1 dan C2. Kondensator-kondensator ini harus jauh lebih tinggi harganya daripada Co.

Osilator Armstrong Seperti diperlihatkan pada gambar di bawah merupakan hasil penerapan osilator LC. Rangkaian dasar dibuat dengan memberikan panjar maju pada sambungan emitor-basis dan panjar mundur pada kolektor. Pemberian panjar dilakukan lewat resistor R3 . Resistor R1 dan R2 berlaku sebagai pembagi tegangan.

Rangkaian Osilator Armstrong

Osilator Armstrong Frekuensi osilator Armstrong ditentukan oleh nilai C1 dan S (nilai induktasi diri kumparan sekunder) dengan mengikuti persamaan frekuensi resonansi untuk LC. Perhatikan C1 dan S membentuk rangkaian tangki dengan mengikutkan sambungan emitor-basis dari Q1 dan R1.

Osilator Armstrong Keluaran dari osilator Armstrong seperti pada gambar di atas dapat diubah dengan mengatur harga R3 . Penguatan akan mencapai harga tertinggi dengan memasang R3 pada harga optimum. Namun pemasangan R3 yang terlalu tinggi akan mengakibatkan terjadinya distorsi, misalnya keluaran akan berupa gelombang kotak karena isyarat keluaran terpotong.

Osilator Pierce Menggunakan kristal sebagai rangkaian tangkinya seperti pada rangkaian berikut. Pada osilator ini kristal merespon sebagai rangkaian resonansi paralel. Jadi osilator ini adalah merupakan modifikasi dari osilator Colpitts.

Rangkaian Osilator Pierce

Osilator Pierce Pengoperasian osilator Pierce didasarkan pada balikan yang dipasang dari kolektor ke basis melalui C1 dan C2 . Kedua transistor memberikan kombinasi pergeseran fase sbesar 180o. Keluaran dari emitor-bersama mengalami pembalikan agar sefase atau sebagai balikan regeneratif. Nilai C1 dan C2 menentukan besarnya tegangan balikan. Sekitar 10 – 50 % dari keluaran dikirim kembali sebagai balikan untuk memberikan energi kembali ke kristal.

Osilator Pierce Rangkaian ekivalen kristal menunjukkan ada dua kemungkinan keadaan resonansi, yaitu: Resonansi deret Resonansi jajar Namun karena Cp >> Cs, kedua frekuensi saling berdekatan sekali.

TERIMA KASIH