osilator

A.      Konsep dasar osilator

I.     Topik    : Konsep dasar  osilator, prinsip kerja osilator feed back dan

prinsip kerja osilator relaksasi

II. Tujuan : Setelah melakukan  kegiatan pembelajaran diharapkan mahasiswa

dapat :

2.1. Menjelaskan konsep dasar osilator

2.2. Prinsip kerja osilatorfeed back

2.3. Prinsip kerja osilator relaksasi

III. Pendahuluan

Kegiatan pembelajaran untuk topik konsep dasar osilator membahas tentang: konsep dasar osilator dan klasifikasi jenis-jenis osilator feed back dan osilator relaksasi.

IV. Materi

4.1. Konsep dasar osilator

Osilator adalah suatu rangkaian yang menghasilkan keluaran dengan amplitudo yang selalu berubah-ubah terhadap waktu. Keluaran osilator  pada umumnya berbentuk sinusoida, persegi, pulsa segitiga atau gigi gergaji. Berdasarkan sistem operasinya osilator dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu osilator balikan dan osilator relaksasi.

4.2. Osilator feed back

Gambar 8.1. menunjukkan blok diagram osilator feed back.

       Gambar 8.1 Blok diagram osilator feed back

Bagian-bagian dari osilator feed back terdiri dari: rangkaian penentu frekuensi, rangkaian penguat, rangkaian feed back dan catu daya. Prinsip kerja osilator feed back sebagai berikut, isyarat masukan diperkuat oleh penguat (amplifier) kemudian sebagian isyarat yang telah diperkuat dikirim kembali ke masukan melalui rangkaian balikan. Untuk kondisi ini isyarat balikan harus memiliki fase yang sama dan nilai penguatan totalnya (loop gain) harus satu, agar terjadi kestabilan osilasi (osilasi kontinyu), seperti yang ditunjukkan gambar 8.2.  Jika nilai loop gain-nya  kurang dari satu akan terjadi peredaman seperti yang ditunjukkan gambar 8.3. Sedangkan Jika nilai loop gain-nyalebih besar dari satu akan terjadi over shoot seperti yang ditunjukkan gamabar 8.4.

 

 

Gambar 8.2  Bentuk keluaran osilator yang stabil dengan loop gain = 1

 

Gambar 8.3  Bentuk keluaran osilator yang teredam loop gain < 1

 

Gambar 8.4  Bentuk keluaran osilator yang over shoot loop gain > 1

4.3. Osilator relaksasi

Prinsip kerja osilator relaksasi  tergantung pada proses pengosongan dan pengisian jaringan kapasitor-resistor. Perubahan tegangan pada jaringan digunakan untuk mengubah-ubah konduksi rangkaian elektronik.Osilator relaksasi merespon rangkaian elektronik dan bekerja pada selang waktu tertentu kemudian mati untuk periode waktu tertentu. Kondisi pengoperasian ini berulang secara mandiri dan kontinu. Sebagai  pengontrol osilator relaksasi biasanya menggunakan transistor, UJT (uni junction transistors) atau IC (integratedcircuit).

V. Pendalaman materi

1. Gambarkan blok diagram osilator feed back dan jelaskan fungsi masing-masing bloknya.

2. Jelaskan syarat-syarat apa saja yang harus dipenuhi agar osilator feed back  dapat berosilasi secara stabil (kontinyu)

3. Jelaskan apa yang terjadi bila rangkaian osilator  feed back mempunyai loop gain > 1.

4. Jelaskan bagaimana prinsip kerja dari osilator relaksasi

A.           Osilator feed back

I.     Topik    : Jenis-jenis  osilator feed back

II. Tujuan : Setelah melakukan  kegiatan pembelajaran diharapkan mahasiswa

dapat :

2.1. Membuat rangkaian osilator RC

2.2. Menghitung frekuensi osilasi osilatorRC

2.3. Membuat rangkaian osilator LC

2.4. Menghitung frekuensi osilasi osilator LC

2.5. Membuat rangkaian osilator kristal

2.6. Menghitung frekuensi osilasi osilator kristal

2.7. Membuat rangkaian osilator Colpitts

2.8. Menghitung frekuensi osilasi osilator Colpitts

2.9. Membuat rangkaian Osilator  Clapp

2.10. Menghitung frekuensi osilasi osilator Clapp

2.11. Membuat rangkaian Osilator  Hartley

2.12. Menghitung frekuensi osilasi Osilator  Hartley

III. Pendahuluan

Pada dasarnya prinsip kerja semua jenis osilator feed back adalah sama, perbedaannya hanya pada rangkaian penentu frekuensi yang digunakan untuk masing-masing jenis osilator. Kegiatan pembelajaran untuk topik jenis-jenis  osilator feed backmembahas tentang:membuat rangkaian osilator RC, menghitung frekuensi osilasi osilator RC, membuat rangkaian osilator LC, menghitung frekuensi osilasi osilator LC, membuat rangkaian osilator kristal, menghitung frekuensi osilasi osilator kristal, membuat rangkaian osilator Colpitts, menghitung frekuensi osilasi osilator Colpitts,  membuat rangkaian Osilator  Clapp, menghitung frekuensi osilasi osilator Clapp, membuat rangkaian Osilator  Hartley danmenghitung frekuensi osilasi Osilator  Hartley.

Pada dasarnya prinsip kerja semua jenis osilator feed back adalah sama, perbedaannya hanya pada rangkaian penentu frekuensi yang digunakan untuk masing-masing jenis osilator.

IV. Materi

4.1. Rangkaian osilator RC

Gambar 8.5 menunjukkan rangkaian osilator RC, yang dikontrol dengan FET. Setiap pasang RC memberikan pergeseran fase 60^{0 ,} karenaada 3 pasang RC, maka rangkaian osilator gambar 8.5 memberikan pergeseran 180^0.

4.2. Menghitung frekuensi osilasi osilator RC

Komponen yang digunakan pada gambar 8.5;

G_m = 4.0 ms         R   = 100 kW

R_d  =18 kW          R_D = 18kW

C   = 0.001 mF

Sehingga

G≥ 29

 

Gambar 8.5 Rangkaian osilator RC

4.3. Rangkaian osilator LC

Gambar 8.6 menunjukkan rangkaian osilator LC, Umpan balik: transformator yang memberikan pergeseran fase 180⁰, dengan pengontrol transistor, dan kapasitor penggandeng (C_c) untuk menjaga penguatan =1

Gambar 8.6 Rangkaian osilator LC

  

4.5. Rangkaian osilator kristal

Gambar 8.7 menunjukkan rangkaian osilator kristal, Kristal digunakan  untuk mengatur frekuensi.

4.6. Menghitung frekuensi osilasi osilator kristal

Frekuensi  osilasi tergantung pada kristal.

4.7. Rangkaian osilator colpitts

Gambar 8.8 menunjukkan rangkaian osilator Colpitts, dengan pengontrol penguat  FET,  menggunakan rangkaian  penggerser fase: C-C-L.  RF choke untuk memberi jalur dc  dengan resistansi rendah, Ce dan Rg untuk bias FET sehingga penguat bekerja  pada kelas C

Skema rangkaian dan nilai komponen yang digunakan

Gambar 8.8 Rangkaian osilator colpitts

4.8. Menghitung frekuensi osilasi osilator colpitts

 

Frekuensi osilasi

dengan C_eq = C₁C₂/(C₁+C₂)

 

Penguatan                                            

4.9. Rangkaian osilator clapp

Gambar 8.9. menunjukkan rangkaian osilator Clapp. Hampir sama dengan osilator Colpitts kecuali pada Z₃. Reaktansi pada kondisi resonansi bersifat induktif. Persamaan frekuensi resonansi dan perolehan penguat minimal sama dengan osilator Colpitts.

 

Gambar 8.9 rangkaian osilator clapp

4.11.  Rangkaian osilator Hartley

Gambar 8.10 menunjukkan rangkaian osilator Hartley

 

Gambar 8.10Rangkaian osilator hartley

V. Pendalaman materi

1. Tentukan besarnya frekuensi isolasi rangkaian osilator gambar 8.11

Gambar 8.11 Rangkaian osilator colpitts gambar soal no 1

2. Tentukan besarnya frekuensi isolasi rangkaian osilator gambar 8.11

Gambar 8.12Rangkaian osilator colpitts  gambar soal no 2

Gambar 8.13.Rangkaian osilator kristal gambar  soal no 3