ASTRI MAYASARI12223762

Phase Shift Oscilator

Osilator penggeser fasa adalah osilator dengan tiga rangkaian lead pada jalur umpan baliknya.

Masalah pada rangkaian ini adalah tidak mudah untuk mengatur pada kisaran frekuensi yang

lebar

Implementasi penguat-operasi

Salah satu implementasi osilator geseran-fase yang paling sederhana adalah dengan

menggunakan penguat operasi, tiga kondensator dan empat resistor seperti pada diagram.

Perhitungan frekuensi osilasi untuk sirkuit ini ternyata sangat rumit karena setiap tingkat R-C

membebani tingkat sebelumnya. Perhitungan dapat disederhanakan dengan menggunakan

kondensator dan resistor dengan harga yang sama, kecuali untuk resistor umpan balik negatif.

Pada diagram, jika , dan , maka:

dan persyaratan osilasi adalah:

Tanpa menjadikan semua resistor dan kondensator berharga sama, perhitungan menjadi sangat

rumit:

ASTRI MAYASARI12223762

Persyaratan osilasi:

Versi lain dari sirkuit ini dapat dibuat dengan menggunakan penyangga penguatan tunggal di

antara setiap tingkat R-C sehingga menghindari pembebanan dan mempermudah perhitungan.

RC_phase_shift_oscillator.svg (Berkas SVG, nominal 304 × 272 piksel, besar berkas: 6 KB)

Osilator Colpitts

Osilator Colpitts mempunyai rangkaian seperti ditunjukkan pada di bawah. Titik kerja

ditempatkan di tengah-tengah kurva karakteristiknya, atau penguat bekerja sebagai penguat

kelas-A. Selanjutnya, nilai-nilai induktansi dan kapasitansi tank-circuit ditentukan sesuai dengan

frekuensi osilasi yang dikehendaki. Biasanya nilai kapasitansi dulu yang dipilih bebas sesuai

dengan nilai-nilai yang tersedia di pasaran.

ASTRI MAYASARI12223762

Gambar 5. Osilator Colpitts

Frekuensi osilasi osilator Colpitts ini ditentukan oleh rumus berikut ini,

dimana,

L = induktansi tank-circuit (H)

Ct = kapasitansi tank-circuit (F) = C1 seri C2

Kapasitansi C3 dan C4 berfungsi sebagai jalan bebas bagi komponen ac (RF) disamping

mencegah hubungan dc. Begitu juga kapasitor CE berfungsi sebagai jalan bebas komponen AC

dengan mem-bypass resistor RE. Sementara resistor RB dan RE digunakan untuk memberikan

prategangan pada rangkaian, yaitu agar bekerja pada kelas-A. RFC (radio frequency choke)

digunakan untuk mencegah sinyal RF masuk ke batere. Ujung- ujung tank-circuit masing-

masing tersambung secara RF ke kolektor dan basis transistor, sementara titik sambung dua

kapasitornya terhubung secara RF ke emitter

ASTRI MAYASARI12223762

Gambar 6. Osilator Colpitts bentuk lain

Osilator Hartley

Mempunyai rangkaian seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Titik kerja

ditempatkan di tengah- tengah kurva karakteristiknya, atau penguat bekerja sebagai penguat

kelas-A. Selanjutnya, nilai-nilai induktansi dan kapasitansi tank-circuit ditentukan sesuai

dengan frekuensi osilasi yang dikehendaki. Biasanya nilai kapasitansi dulu yang dipilih bebas

sesuai dengan nilai-nilai yang tersedia di pasaran.

Gambar 7. Osilator Hartley

ASTRI MAYASARI12223762

Frekuensi osilasi osilator Hartley ini ditentukan oleh rumus berikut ini,

dimana,

Lt = induktansi tank-circuit = L1 + L2

C = kapasitansi tank-circuit

Kapasitansi C1 dan C2 berfungsi sebagai jalan bebas bagi komponen ac (RF) disamping

mencegah hubungan dc. Begitu juga kapasitor CE berfungsi sebagai jalan bebas komponen

AC dengan mem-bypass resistor RE. Sementara resistor RB dan RE digunakan untuk

memberikan prategangan pada rangkaian, yaitu agar bekerja padakelas-A. RFC (radio

frequency choke) digunakan untuk mencegah sinyal RF masuk ke batere.

Osilator Clapp

Akibat struktur transistor yang tersusun dari pn-junction, yaitu collector-junction dan

emitter-junction, terbentuklah pada persambungan itu satu kapasitor keping sejajar. Masing-

masing adalah Cc dan Ce. Nilai keduanya bergantung pada catu tegangan dan temperatur

junction, sehingga nilainya tidak tetap. Kedua nilai tersebut berkisar antara,

Cc ≡ CCB ≈ 1 ~ 50 pF (karena prategangan mundur)

Ce ≡ CEB ≈ 30 ~ 10.000 pF (karena prategangan maju)

Kedua kapasitor parasitik tersebut terpasang paralel dengan masing-masing kapasitor

tank circuit, yaitu, C1 dengan Cc seri Ce, sedang C2 dengan Ce, yaitu pada rangkaian pengganti

ac-nya. Akibatnya, kedua nilai kapasitansi parasitik tersebut akan mempengaruhi nilai frekuensi

osilasi. Dan karena nilainya yang tidak stabil, maka frekuensi osilator juga tidak stabil.

ASTRI MAYASARI12223762

Gambar 8. Osilator Clapp

Karena osilator yang dirancang dalam bidang telekomunikasi selalu pada pit frekuensi

radio, maka kapasitor parasitik tersebut tidak dapat diabaikan besarnya. Akibat kondisi tersebut,

maka nilai C2 baru dan C1 baru menjadi,

C2’ = C2 + Ce ................................................... (9-9a)

C1’ = C1 + Ce seri Cc .................................................. (9-9b)

Untuk mengatasi keadaan itu, maka dalam perencanaan dilakukan :

1) Pemilihan nilai C1 dan C2, besar dibandingkan dengan nilai Cc dan Ce

2) Penambahan satu kapasitor kecil C3 pada tank-circuit seri dengan induktor L seperti

ditunjukkan pada Gambar 9. Rangkaian osilator terakhir ini dinamakan osilator Clapp

atau Gouriet.

ASTRI MAYASARI12223762

Gambar 9. Rangkaian pengganti Osilator Clapp

Dengan penambahan kapasitor bernilai kecil dibandingkan dengan C1 dan C2, maka

frekuensi osilasi lebih banyak ditentukan oleh nilai C3 seperti rumus berikut,

Kombinasi L seri dengan nilai kecil kapasitor, C3, itu adalah mirip dengan rangkaian

pengganti struktur sebuah kristal. Dengan mengganti posisi lengan L seri C3 tersebut dengan

sebuah kristal, maka frekuensi osilator akan ditentukan oleh kristal dimaksud. Jadilah sebuah

osilator Krista.