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

1. Oscillator Umpan Balik Positif

2. Oscillator Pergeseran Fasa

3. 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

1. 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 = kapasitorL = induktorfres = 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:

1. Resonansi deret

2. Resonansi jajar

• Namun karena Cp >> Cs, kedua frekuensi saling berdekatan sekali.

TERIMA KASIH