RANCANGAN PERCOBAAN

OSILATOR

1. Tujuan

a. Menentukan besar frekuensi (f) yang dihantarkan pada rangkaian osilator.

b. Menjelaskan hubungan antara besar kapasitas kapasitor (C) dengan frekuensi yang

dihasilkan pada eksperimen.

c. Membandingkan besar frekuensi berdasarkan hasil eksperimen dengan besar frekuensi

hasil perhitungan.

2. Landasan Teori

Osilator adalah suatu rangkaian yang menghasilkan keluaran yang amplitudonya

berubah-ubah secara periodik dengan waktu. Keluarannya bisa berupa gelombang sinusoida,

gelombang persegi, gelombang pulsa, gelombang segitiga atau gelombang gigi gergaji.

Osilator RC adalah osilator yang menggunakan tahanan dan kapasitor sebagai penentu

frekuensinya. Osilator ini sangat mudah untuk dibangun namun memiliki ketelitian frekuensi

yang rendah. Rangkaian osilator RC yang paling sederhana dapat dibangun dengan

menggunakan satu gerbang seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut.

Suatu osilator memberikan tegangan keluaran dari suatu bentuk gelombang yang

diketahui tanpa penggunaan sinyal masuk dari luar. Osilator mengubah daya arus searah (dc)

Osilator 1

dari catu daya ke daya arus bolak-balik (AC) dalam beban. Dengan demikian fungsi osilator

berlawanan dengan penyearah yang mengubah daya searah ke daya bolak-balik.

Suatu osilator dapat membangkitkan bentuk gelombang pada suatu frekuensi dalam batas

beberapa siklus tiap jam sampai beberapa ratus juta siklus tiap detik. Osilator dapat hamper

secara murni menghasikan gelombang sinusoidal dengan frekuensi tetap, ataupun gelombang

yang hanya dengan harmonic. Osilator umumnya digunakan dalam pemancar dan penerima

radio dan televise, dalam radar dan dalam berbagai sistem komunikasi.

Osilator dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara. Berdasarkan pada bentuk gelombang

yang dibangkitkan, osilator dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu osilator sinusoidal atau

osilator harmonik dan osilator relaksasi. Osilator sinusoidal menghasilkan bentuk gelombang

sinusoidal atau mendekati sinusoidal pada frekuensi tertentu. Osilator relaksasi menghasilkan

bentuk gelombang bukan sinusoidal seperti gelombang segiempat dan gelombang gigi-

gergaji.

3. Alat dan Bahan

a. Papan rangkaian

b. Transistor (npn)

c. 3 buah resistor dengan hambatan R1=R2=R3=3K3Ω

d. 1 buah resistor dengan hambatan R4=1KΩ

e. 1 buah resistor dengan hambatan R5=47KΩ

f. 1 buah resistor dengan hambatan R6=470Ω

g. 3 buah kapasitor 0,01μF

h. 3 buah kapasitor 0,1μF

i. 3 buah kapasitor 0,47µF

j. Potensiometer

k. Multimeter

l. CRO (Oscilloscope)

m. Kabel-kabel penghubung

4. Langkah Kerja

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

Osilator 2

b. Mengukur nilai β dari transistor yang akan digunakan dengan menggunakan multimeter

digital.

c. Merangkai alat dan bahan seperti pada gambar berikut (dengan nilai kapasitor yang

digunakan sebesar 0,47µF).

Gambar Rangkaian praktikum

d. Mengamati frekuensi yang dihasilkan dari rangkaian tersebut pada osilator.

e. Mengulangi percobaan dengan menggunakan kapasitor 0,1µF dan 0,01µF.

f. Mencatat hasil pengamatan pada tabel.

5. Hasil Pengamatan

Tabel 1. Data Hasil Pengamatan

VCC = 1400KΩ

VCE = 3K3Ω

β = 311

Osilator 3

CRO

C C C Ck

Ck = 100 µF

+ 6 Volt

1 K47 K

470 Ω

1 M

3K3 3K3 3K3

BC = 550

No.Kapasitas

Kapasitor (μF)Teksperimen (s)

feksperimen (Hz)

1. 0,47 25 x 10-3 40

2. 0,1 5,2 x 10-3 192,3077

3. 0,01 0,54 x 10-3 1851,8519

6. Analisis Data

Analisis data pada percobaan ini dilakukan secara kuantitatif dan kualititatif.

Analisis data secara kuantitatif dilakukan untuk menentukan nilai frekuensi hasil

perhitungan dengan persamaan:

Analisis data secara kualitatif dilakukan untuk menjelaskan hubungan antara besar

kapasitas kapasitor (C) dengan frekuensi yang dihasilkan pada eksperimen. Selain itu

juga dilakukan untuk membandingkan antara frekuensi yang diperoleh berdasarkan

ekperimen dengan frekuensi yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan.

7. Hasil Analisis Data

Dengan C=0,47µF=0,47x10-6F

Dengan C=0,1µF=0,1x10-6F

Osilator 4

Dengan C=0,01µF=0,01x10-6F

Dengan demikian, akan diperoleh tabel perbandingan sebagai berikut.

No.Kapasitas

Kapasitor (μF)Teksperimen (s)

feksperimen (Hz) fperhitungan (Hz)

1. 0,47 25 x 10-3 40 41,9

2. 0,1 5,2 x 10-3 192,3077 196,97

3. 0,01 0,54 x 10-3 1851,8519 1969,67

8. Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa:

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,47µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil eksperimen sebesar 40 Hz.

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,1µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil eksperimen sebesar 192,3077 Hz.

Osilator 5

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,01µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil eksperimen sebesar 1851,8519 Hz.

Dengan demikian, berdasarkan hasil percobaan di atas diperoleh bahwa semakin besar

kapasitas kapasitor yang digunakan, maka akan semakin kecil frekuensi yang dihasilkan pada

rangkaian osilator. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil kapasitas kapasitor yang

digunakan, maka akan semakin besar frekuensi yang dihasilkan pada rangkaian osilator.

Berikut merupakan grafik hubungan antara besar kapasitas kapasitor dengan frekuensi yang

dihasilkan pada eksperimen.

Sementara itu, berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan

, diperoleh bahwa:

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,47µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil perhitungan sebesar 41,9 Hz.

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,1µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil perhitungan sebesar 196,97Hz.

Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 0,01µF, maka diperoleh frekuensi pada

hasil perhitungan sebesar 1969,67Hz.

Osilator 6

C(µF)

f eksperimen (Hz)

Dengan demikian, tampak bahwa nilai frekuensi hasil perhitungan pada setiap kapasitas

kapasitor yang digunakan lebih besar dari nilai frekuensi yang dihasilkan pada eksperimen.

Seharusnya, besar frekuensi yang dihasilkan berdasarkan hasil eksperimen maupun

perhitungan adalah sama. Terjadinya perbedaan nilai frekuensi yang cukup besar ini tidak

terlepas dari kesalahan-kesalahan yang terjadi selama eksperimen yaitu:

1. Kesalahan umum yaitu kesalahan yang terjadi sebagai akibat dari kekeliruan praktikum

oleh praktikan, yaitu kesalahan dalam menentukan periode hasil eksperimen pada

osiloskop. Hal ini merupakan kendala yang dihadapi oleh praktikan dalam percobaan ini.

2. Kesalahan sistematis yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur atau instrumen dan

disebabkan oleh pengaruh lingkungan pada saat melakukan percobaan. Misalnya,

kesalahan pada instrumen yang tidak terkalibrasi dengan baik, sehingga menyebabkan

data yang diperoleh menjadi kurang akurat.

3. Kesalahan-kesalahan acak, yaitu kesalahan yang terjadi terlalu cepat dan disebabkan oleh

hal-hal yang tidak diketahui secara pasti sehingga pengontrolannya diluar jangkauan

praktikan

Perbedaan nilai frekuensi yang cukup besar antara hasil eksperimen dan hasil perhitungan

juga dapat disebabkan oleh pembulatan angka yang diperoleh pada hasil perhitungan.

Adapun kendala-kendala yang dialami pada saat pelaksanaan praktikum yaitu kesulitan

dalam merangkai alat dan bahan sehingga membutuhkan waktu praktikum yang cukup lama.

9. Kesimpulan

a. Besar frekuensi (f) yang dihantarkan pada rangkaian osilator dapat dicari melalui

eksperimen dan melalui perhitungan dengan persamaan

Adapun hasil yang

diperoleh adalah sebagai berikut.

No.Kapasitas

Kapasitor (μF)Teksperimen (s)

feksperimen (Hz) fperhitungan (Hz)

1. 0,47 25 x 10-3 40 41,9

2. 0,1 5,2 x 10-3 192,3077 196,97

Osilator 7

3. 0,01 0,54 x 10-3 1851,8519 1969,67

b. Hubungan antara besar kapasitas kapasitor (C) dengan frekuensi yang dihasilkan pada

eksperimen adalah berbanding terbalik. Semakin besar kapasitas kapasitor yang

digunakan, maka akan semakin kecil frekuensi yang dihasilkan pada rangkaian osilator.

Begitu pula sebaliknya, semakin kecil kapasitas kapasitor yang digunakan, maka akan

semakin besar frekuensi yang dihasilkan pada rangkaian osilator.

d. Besar frekuensi berdasarkan hasil eksperimen agak berbeda dengan besar frekuensi hasil

perhitungan. Seharusnya besar frekuensi berdasarkan hasil eksperimen sama dengan

besar frekuensi hasil perhitungan. Hal ini tidak terlepas dari kesalahan-kesalahan dan

kendala yang dialami selama melakukan praktikum.

Osilator 8