TUGAS SISTEM TELEKOMUNIKASI OSILATOR Dosen Pengampu : Eko Marpanaji, M.Pd
Nama
: Abrid Madilantoro
NIM
: 12502241022
Kelas
: A4.1
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2013/2014
A. Tugas :
Membuat ringkasan tentang macam-macam osilator (pengertian, gambar rangkaian, dan persaman bagaimana menentukan frekuensi kerja atau frekuensi osilasinya). Dan juga contoh rangkaian yang sering digunakan lengkap dengan nilai-nilai komponennya.
I. Pengertian Pengertian Osilator
Osilator yaitu suatu rangkaian elektronika yang dapat membangkitkan getaran listrik dengan frekuensi tertentu dan amplitudonya tetap. Dasar dari sebuah osilator yaitu sebuah rangkaian penguat dengan sistem feedback, yaitu sebagian sinyal keluaran yang dikembalikan lagi ke masukan dengan phase dan tegangan yang sama sehingga terjadi osilasi yang terus menerus. Adapun beberapa bagian yang menjadi syarat untuk sebuah osilator supaya terjadi osilasi yaitu adanya rangkaian penguat, rangkaian feedback, dan rangkaian tank circuit. Osilator dapat dianggap sebagai penguat (amplifier) yang outputnya umpan balik (feed-back) ke input. Maka seluruh input dari dari penguat berasal dari outputnya. Pada osilator tidak ada tegangan input sehingga osilasi dimulai dari suatu tegangan tegangan kecil yaitu tegangan “noise”. Tegangan ya ng sangat kecil ini (orde-mikro volt) diperbesar dan dikembalikan kembali ke input dengan fase yang sama, diperbesar lagi dan seterusnya dikehendaki.sampai terjadi getaran atau gelombang sinus yang dikehendaki.
II.
Jenis-Jenis Osilator 1. Osilator Harmonik
Osilator yang membangkitkan sinyal sinus. Rangkaian osilator jenis ini terdiri dari sebuah penguat dan filter. Osilator harmonisa dibagi menjadi beberapa jenis. Diantaranya adalah sebagai berikut : a. Osilator Amstrong
Osilator Amstrong ditemukan oleh Edwin Amstrong. osilator amstrong adalah penerapan dari rangkaian tangki kapasitor dan inductor LC. Rangkaian osilator ini dibuat dengan memberikan bias maju pada sambungan emitor-basis dan bias mundur pada kolektor. Pemberian bias tegangan ke basis , emitor dan kolektor dilakukan lewat resistor R3. Resistor
R1 dan R2 yng berfungsi sebagai pembagi tegangan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 1. Rangkaian osilator Amstrong b. Osilator Clapp
Osilator ini diciptakan oleh James Kilton Clapp pada tahun 1948. Menurut Vackár, osilator dari jenis ini dikembangkan sendiri oleh beberapa penemu, dan satu dikembangkan oleh Gouriet telah beroperasi di BBC sejak tahun 1938. Osilator Clapp adalah salah satu dari beberapa jenis osilator elektronik dibangun dari transistor (atau tabung vakum ) dan umpan balik positif jaringan, dengan menggunakan kombinasi dari induktansi (L) dengan kapasitor (C) untuk penentuan frekuensi, demikian juga disebut osilator LC . Osilator Clapp termasuk jenis osilator LC. Berikut adalah gambar rangkaian osilator clapp.
Gambar 2. Rangkaian osilator Clapp
Secara perhitungan frekuensi yang dibangkitkan oleh osilator Clapp adalah sebagai berikut :
c. Osilator Colpitts
Osilator Colpitts sangat mirip dengan osilator Shunt-fed Hartley. Perbedaan yang pokok adalah pada bagian rangkaian rangkaian tangkinya. Pada osilator Colpitts, digunakan dua kapasitor sebagai pengganti kumparan yang terbagi. Balikan dikembangkan dengan menggunakan “medan elektrostatik” melalui jaringan pembagi kapasitor. Frekuensi ditentukan oleh dua kapasitor terhubung seri dan induktor. Gambar berikut memperlihatkan rangkaian osilator Colpitts :
Gambar 3. Rangkaian osilator Colpits d. Osilator Hartley
Osilator Harley adalah sebuah osilator yang banyak digunakan pada rangkaian penerima radio AM dan FM. osilator jenis ini mempunyai sifat khusus yaitu adanya tapped oil. Sehingga jumlah variasi rangkaian dimungkinkan pada rangkaian osilator Hartley. Berikut adalah gambar rangkaian osilator Hartley.
Gambar 4. Rangkaian osilator Hartley
Persamaan osilator Hartley adalah sebagai berikut
√
e. Osilator Jembatan Wien
Osilator jembatan Wien disebut juga osilator
“Twin“Twin-T” karena
menggunakan dua “T” sirkuit RC beroperasi secara paralel.Satu rangkaian adalah sebuah RCR “T” yang bertindak sebagai filter low-pass. low -pass. Rangkaian kedua adalah CRC “T” yang beroperasi sebagai penyaring bernilai tinggi. Bersama sama, sirkuit ini membentuk sebuah jembatan yang disetel pada frekuensi osilasi yang diinginkan. Sinyal di cabang CRC dari filter Twin-T yang maju, di RCR itu – tertunda, tertunda, sehingga mereka dapat melemahkan satu sama lain pada frekuensi tertentu. Berikut adalah rangkaian dari osilator jembatan wien :
Gambar 5. Rangkaian Osilator Jembatan Wien
Berdasarkan gambar diatas, besar frekuensi osilasi dapat diketahui denagn rumus berikut : f.
Osilator Pergeseran Phase
Osilator pergeseran fasa termasuk jenis osilator RC. Pada osilator pergeseran fasa terdapat sebuah pembalik fasa total 180 derajat. Pembalik fasa ini di menggeser fasa sinyal output sebesar 180 derajat dan memasukkan kembali ke input sehingga terjadi umpan balik positif. Rangkaian pembalik fasa ini biasanya dibentuk oleh tiga buah rangkaian RC.
Gambar 6. Rangkaian Osilator Jembatan Pergeseran Phase
g. Osilator Pierce
Pada osilator ini kristal merespon sebagai rangkaian resonansi paralel. Jadi osilator osil ator ini adalah merupakan modifikasi dari osilator Colpitts. Pengoperasian osilator Pierce didasarkan pada balikan yang dipasang dari kolektor ke basis melalui 1 C dan dan 2 C . Kedua transistor memberikan kombinasi pergeseran fase sbesar180o.
Keluaran dari emitor-bersama
mengalami pembalikan agar sefase atau sebagai balikan regeneratif. Nilai 1 C dan 2 C menentukan besarnya tegangan balikan. Sekitar 10 – 10 – 50 % dari keluaran dikirim kembali sebagai balikan untuk memberikan energi kembali ke kristal. Jika kristal mendapatkan energi yang tepat, frekuensi resonansi yang yang dihasilkan akan sangat tajam. Kristal akan bergetar pada selang frekuensi yang sangat sempit. Keluaran pada frekuensi fr ekuensi ini akan sangat stabil. Namun keluaran osilatorPierce adalah sangat kecil dan kristal kristal
dapat mengalami kerusakan dengan strain mekanik yang terus-menerus. Beikut adalah rangkaian Osilator Pierce :
Gambar 7. Rangkaian Osilator Piece
h. Osilator Kristal
Kristal adalah sebuah komponen yang dapat menghasilkan kestabilan frekuensi yang sangat tinggi. Kristal dapat digabungkan dengan rangkaian osilator lain. Salah satunya adalah dengan menggabungkan Kristal dengan rangkaian osilator Hartley. Berikut adalah gambar rangkaian gabungan antara Kristal dan rangkaian osilator Hartley.
Gambar 8. Rangkaian osilator Hartley dengan Kristal.
2. Osilator Releksasi
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. Osilator relaksasi sederhana adalah sebuah multivibrator / flip-flop. Prinsipnya adalah mensaklar tagangan suply oleh sebuah komponen transistor atau FET. Osilator relaksasi juga ada yang menggunakan IC yaitu yang terkenal adalah dengan IC 555. a. Osilator UJT
Pengisian dan pengosongan kapasitor melalui resistor dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang gergaji. Saklar pengisian dan pengosongan pada rangkaian gambar 17.13 dan 17.14 dapat diganti dengan saklar elektronik, yaitu dengan menggunakan transistor atau IC. Rangkaian yang terhubung dengan cara ini dikelompokkan sebagai osilator relaksasi. Saat piranti berkonduksi disebut “aktif” dan saat tidak berkonduksi disebut “rileks”. Gelombang gergaji akan terjadi pada ujung kaki ka pasitor. ka pasitor. Beikut adalah gambar rangkaian penggunaan UJT sebagai osilator relaksasi :
Gambar 9. Osilator UJT
b. Astable Multivibrator
Multivibrator merupakan jenis osilator relaksasi yang sangat penting. Rangkaian osilator ini menggunakan jaringan RC dan menghasilkan
gelombang kotak pada keluarannya. Astabel multivibrator biasa digunakan pada penerima TV untuk mengontrol mengontrol berkas elektron pada tabung gambar.
Gambar 10. Rangkaian Osilator Astable Multivibrator
c. Monostable Monostable Multivibrator Multivibrator
Monostable multivibrator memiliki satu kondisi stabil sehingga sring juga disebut sebagai multibrator one-shot. Saat osilator terpicu untuk berubah ke suatu kondisi pengoperasian, maka pada waktu singkat akan kembali ke titik awal pengoperasian. Konstanta waktu RC menentukan periode waktu perubahan keadaan. Monostable multivibrator termasuk jenis osilator triggered. Skema rangkaian monostable multivibrator diperlihatkan pada gambar 11. Rangkaian memiliki dua kondisi yaitu kondisi stabil dan kondisi tak stabil. Rangkaian akan rileks pada kondisi stabil saat tidak ada pulsa. Frekuensi yang dibangkitkan dibangkitkan dirumuskan f= 1/1,4 RC
Gambar 11. Rangkaian Monostable Multivbrator
d. Bistable Multivibrator
Bistable multivibrator mempunyai dua keadaan stabil. Pulsa pemicu masukan akan menyebabkan rangkaian diasumsikan pada salah satu kondisi stabil. Pulsa kedua akan menyebabkan terjadinya pergeseran ke kondisi stabil lainnya. Multivibraator tipe ini hanya akan berubah keadaan jika diberi pulsa pemicu. Multivibrator ini sering disebut sebagai flip-flop. Ia akan lompat ke satu kondisi (flip) saat dipicu dan bergeser kembali ke kondisi lain (flop) jika dipicu. Rangkaian kemudian menjadi stabil pada suatu kondisi dan tidak akan berubah atau toggle sampai ada perintah dengan diberi pulsa pemicu. Gambar 12 memperlihaatkan skema rangkaian muldivibrator bistable dengan menggunakan BJT.
Gambar 12. Rangkaian Bistable Multivibrator
e. IC 555
IC NE/SE 555 adalah piranti multiguna yang telah secara luas digunakan. Piranti ini dapat difungsikan sebagai astable multivibrator. Rangkaian khusus ini dapat dibuatdengan komponen dan daya yang minimal. Rangkaian dapat dengan mudah dibuat dan sangat reliabel. Chip khusus ini telah banyak diproduksi oleh beberapa pabrik. Sebagai tanda, semua produksi terdapat angka 555 misalnya SN72555, MC14555, SE555, LM555 dan CA555. Berikut adalah rangkaian IC 555 yang dgunakan sebagai astable mltivibrator :
Gambar 13 Rangkaian Osilator NE 555
Kemudian untuk persamaan frekuensi output dapat diperoleh dengan rumus :
