OSILATOR

Oleh :Vina Fitri Yani R. (14708251013)

Esmiyati (14708251059)

Mata Kuliah Fisika Pend. IPA PPs UNYDosen Pengampu : Prof. Dr. Djumadi

Osilator adalah rangkaian pembangkit sinyal (signal generator).

Dapat menghasilkan keluaran gelombang dengan bentuk sinusoidal, segitiga, gergaji atau persegi tergantung desain rangkaiannya.

DEFINISI OSILATOR

JENIS OSILATOR

Secara umum osilator dibagi dua yaitu :1. Osilator sinusoidal (sinwave oscillator ), terdiri

dari osilator LC dan osilator RC, outputnya berupa sinyal sinusoidal.

2. Osilator relaksasi (relaxation oscillator ), outputnya berupa sinyal bentuk segitiga, gergaji dan persegi.

Jenis-jenisOSILATOR LC

OSILATOR HARTLEY• Osilator Hartley termasuk jenis osilator LC. Osilator

Hartley tersusun dari dua buah induktor yang disusun seri dan sebuah kapasitor tunggal (dua buah induktansi untuk X1 dan X2 dan sebuah kapasitansi untuk X3).

• Kelebihan osilator Hartley adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah kapasitor variabel pada komponen kapasitornya. Selain itu amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.

OSILATOR COLLPITS

• Osilator Colpits termasuk jenis osilator LC. Osilator colpits tersusun dari dua buah kapasitor yang disusun seri dan sebuah induktor tunggal.

• Kelebihan osilator colpits adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah induktor variabel pada komponen induktornya seperti halnya penggunaan kapasitor variabel pada osilator hartley. Amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.

OSILATOR CLAPP• Osilator Clapp adalah 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. Untuk osilator Clapp :

dan umpan balik positif diadakan oleh C1 dan C2. Kondensator-kondensator ini harus jauh lebih tinggi harganya daripada Co .

Osilator Clapp

Osilator kelas sinusoidal lebih populer. Tanpa sumber sinyal pada input, ia dapat memproduksi sinyal bentuk sinus monoton yang biasa digunakan sebagai referensi pada aplikasi audio, sistem digital dan sistem komunikasi. Hal ini dikarenakan rangkaian yang terdiri dari Op Amp beserta rangkaian RC atau LC menggunakan prinsip umpan balik (feedback) sehingga sinyal pun terbentuk. Dengan mengatur pemakaian komponen pasif dan aktif di dalam rangkaian maka besar frekuensi dan amplitudo sinyal keluaran bisa disesuaikan.

PROSES UMPAN BALIK KAPASITOR & INDUKTOR

Dalam keadaan diam, sebuah tank-circuit hanyalah sebuah rangkaian biasa (Gambar a). Tetapi bila diinjeksikan satu muatan listrik pada kapasitornya sampai penuh (Gambar b), maka disitulah akan dimulai osilasi. Energi listrik yang telah tersimpan dalam kapasitor akan mengalami pengosongan (discharge) ke induktor sampai muatan kapasitor tersebut habis. Energi listrik tersebut kemudian berpindah seluruhnya ke induktor. Setelah itu proses discharge terjadi sebaliknya, yaitu dari induktor ke kapasitor sampai muatan seluruhnya ditampung kapasitor. Selanjutnya siklus yang sama terjadi dan demikian seterusnya.Tetapi dalam kenyataannya, tetap harus ada energi tambahan dari luar tank-circuit untuk dapat mempertahankan osilasi.

Osilator RC 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.

Osilator RC

•Pada Rangkaian RC, hubungan antara frekuensi yang akan dihasilkan (fo) dengan nilai komponen R dan C yang digunakan dalam rangkaian memenuhi persamaan berikut ini:

Pemilihan nilai R (resistor) dan C (kapasitor) pada rangkaian akan mempengaruhi frekuensi sinyal output, dan untuk kestabilan dapat diperoleh dengan menggandeng komponen eksternal seperti menambahkan transistor, dioda atau alat yang memiliki nilai R tertentu seperti bola lampu ke dalam rangkaian osilator.

Osilator tipe Jembatan Wien

• Osilator tipe ini adalah tipe yang banyak digunakan dalam aplikasi audio. Jembatan Wien memiliki sebuah kombinasi seri RC dalam satu lengan dan sebuah kombinasi paralel RC dalam lengan di sebelahnya.

PRINSIP OSILATOR JEMBATAN WIEN

• Osilator ini dimulai dengan adanya noise/desah saat pertama kali power dinyalakan. Noise/desah ini kemudian dimasukkan kembali ke input penguat dengan melalui filter tertentu. Karena hal ini terjadi berulang-ulang, maka sinyal noise akan menjadi semakin besar dan membentuk periode tertentu sesuai dengan jaringan filter yang dipasang. Periode inilah yang kemudian menjadi nilai frekuensi sebuah osilator.• Osilator Jembatan Wien (Wien Bridge Oscilator) biasa

digunakan untuk membangkitkan frekuensi tanpa memerlukan sinyal input, dengan jangkauan frekuensi dari 5 Hz sampai kira-kira 1 MHz.

SYARAT OSILATOR JEMBATAN WIEN

• Syarat yang harus dipenuhi untuk membangun rangkaian osilator jembatan wien ini adalah penentuan besarnya Resistor dan Kapasitor penentu frekuensi output. Harga dari R2 harus sama dengan R3, dan C1 harus sama dengan C2. Untuk selanjutnya kita sebut komponen penentu frekuensi ini masing-masing dengan R dan C.• Untuk rangkaian ini besarnya R dan C diatur sedemikian rupa

sehingga frekuensi outputnya minimal sebesar 1 KHz. Sebab bila kurang dari 1 KHz maka akan menyebabkan rangkaian menjadi tidak stabil, akibatnya pembacaan menjadi tidak akurat.

OSILATOR RELAKSASI

• Osilator Relaksasi adalah osilator yang memanfaatkan prinsip saklar secara terus menerus dengan periode tertentu yang menentukan frekuensi output.

• Osilator relaksasi menghasilkan beberapa bentuk gelombang non sinus, yaitu : Gelombang kotak, segitiga, pulsa dan gigi gergaji.

Contoh penggunaan osilator relaksasi

• Sirkuit jenis ini digunakan sebagai basis waktu pada osiloskop dan penerima televisi jaman dulu. Varian dari sirkuit ini digunakan sebagai lampu kedip pada klab malam, dan flash kamera elektronik (menghasilkan satu siklus gelombang gigi gergaji, tepi naik saat kondensator flash diisi dan tepi jatuh saat kondensator dikosongkan melalui lampu flash).

Klasifikasi osilator didasarkan pada daerah frekuensi yang dihasilkan

1. Osilator Frekuensi Audio (AF) beberapa hz -20 KHz2. Osilator Frekuensi Radio (RF) 20 KHz - 30MHz3. Osilator Frekuensi Sangat Tinggi (VHF) 30MHz - 300MHz4. Osilator Frekuensi Ultra Tinggi (UHF) 300MHz - 3GHz5. Osilator Gelombang Mikro 3 GHz - Beberapa GHz

PENGGUNAAN YANG KHAS PADA OSILATOR

Stasiun radio dan televisi

memerlukan osilator untuk

mengembangkan sinyal dasar

untuk mengirimkan

informasi mereka

Penggunaan yang khas pada osilator

Ponsel, keyboard elektronik, dan remote kontrol menggunakan osilator untuk menghasilkan frekuensi yang diperlukan untuk operasi

Perangkat digital seperti komputer, jam tangan, kalkulator, dan iPod semua memerlukan osilator untuk menghasilkan gelombang persegi panjang yang diperlukan untuk operasi

SOAL & JAWABAN

Rangkaian pembangkit sinyal (signal generator) disebut ….

A. OsilatorB. OsilasiC. OsiloskopD. Frekuensi

1

Jawaban A

Osilator berikut ini yang tidak termasuk dalam osilator LC adalah ….

A. Osilator HartleyB. Osilator CollpitsC. Osilator RCD. Osilator Clapp

2

Jawaban C

“Lebih mudah dalam mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah kapasitor variabel pada komponen kapasitornya”, adalah kelebihan dari osilator …

A. ColpittsB. Jembatan Wien C. ClappD. Hartley

3

Jawaban D

Perangkat digital yang memerlukan osilator untuk menghasilkan gelombang persegi panjang yang diperlukan untuk operasi adalah ….

A. Komputer, jam tangan, kalkulatorB. Radio dan TVC. PonselD. Remote kontrol

4

Jawaban A

Osilator yang menghasilkan isyarat persegi, segitiga, gigi gergaji atau pulsa adalah ….

A. Osilator RCB. Osilator LCC. Osilator Jembatan WienD. Osilator Relaksasi

5

Jawaban D

Gambar berikut ini adalah rangkaian osilator ….

A. CollpitsB. Jembatan WienC. RelaksasiD. Pergeseran Fasa

6

Jawaban B

Syarat yang harus dipenuhi untuk membangun rangkaian osilator Jembatan Wien adalah ….

A. Penentuan besarnya PeriodeB. Penentuan besarnya GelombangC. Penentuan besarnya Resistor dan KapasitorD. Penentuan besarnya Induktor dan Kapasitor

7

Jawaban C

Induktansi 200 mH dan kapasitor 10 pF dihubungkan bersama secara paralel untuk membuat rangkaian tangki LC osilator. Frekuensi osilasinya adalah ….

A. 112,6 kHzB. 113,6 kHzC. 114,6 kHzD. 115,6 kHz

8

Diketahui:L = 200 mH = 200. 10-3

HC = 10 pF = 10 -12 F

Ditanya: f = …..?

Jawab:

f =

f =

f =

f =

f = 112.595,5 Hzf = 112,6 KHz

Jawaban A

Osilator Frekuensi Sangat Tinggi (UHF) mempunyai nilai frekuensi antara ….

A. beberapa hz -20 KHzB. 20 KHz - 30MHzC. 30MHz - 300MHzD. 300MHz - 3GHz

9

Jawaban D

Penambahkan transistor, dioda atau alat yang memiliki nilai R tertentu seperti bola lampu ke dalam rangkaian osilator dilakukan untuk memperoleh ….

A. DistorsiB. KestabilanC. NoiseD. Sinyal

10

Jawaban B

Terima Kasih