Laporan OSilator
-
Upload
isa-mahfudi -
Category
Documents
-
view
885 -
download
70
description
Transcript of Laporan OSilator
Praktikum “Rangkaian Osilator” 0
LAPORAN
PRAKTIKUM SISTEL. ANALOG
“ Rangkaian Osilator ”
Disusun oleh :
ISA MAHFUDI
NIM.1141160018
KELOMPOK 3 / D4-IA
JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL
POLITEKNIK NEGERI MALANG
Jalan Soekarno-Hatta No. 9, PO Box04, Malang-65141 Tel. (0341) 404424, 404425, Fax. (0341) 404420
Tanggal :
PARAF :
Praktikum “Rangkaian Osilator” 1
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan
Rahmad dan Hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum
Telekomunikasi Analog tentang “Rangkaian Osilator ” ini sesuai dengan waktu yang telah
ditentukan.
Kami juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu
pembuatan laporan ini. Diantaranya :
1. Bapak Ir. A.W. Purwandi . MT, selaku dosen pembimbing mata kuliah Praktikum
Sistem Telekomunikasi Analog ini.
2. Orang Tua yang telah memberi izin dan do’a restu untuk dapat mengerjakan laporan
ini .
3. Rekan kelompok lain, yang telah memberikan kritik dan saran guna terselesainya
laporan ini
4. Semua pihak yang belum kami sebutkan yang telah membantu terselesainya
laporan ini.
Segala upaya telah kami lakukan untuk menyempurnakan laporan ini, namun bukan
mustahil dalam laporan ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, kami
mengharap saran dan komentar yang membangun guna menyempurnakan laporan ini
Sehingga laporan ini dapat dijadikan sumber ilmiah serta pengetahuan bagi para pembaca.
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang telah membacanya.
Malang, 6 Juli 2012
Penulis
Praktikum “Rangkaian Osilator” 2
DAFTAR ISI
Kata Pengantar …………………………………………………………1
Daftar Isi …………………………………………………………2
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Tujuan …………………………………………………………3
1.2 Teori Dasar …………………………………………………………3
1.3 Alat Praktikum …………………………………………………………15
1.4 Gambar Rangkaian …………………………………………………………16
Bab 2 Pembahasan
2.1 Prosedur Percobaan …………………………………………………………17
2.2 Hasil Percobaan …………………………………………………………18
2.3 Analisis Data …………………………………………………………19
Bab 3 Penutup
3.1 Kesimpulan …………………………………………………………25
Praktikum “Rangkaian Osilator” 3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
Tujuan praktikum ini adalah
1) Untuk mengetahui karakteristik Osilator Hartley
2) Untuk mengetahui pengaruh dari Osilator Hartley
3) Untuk mengetahui karakteristik Osilator Colpits
4) Untuk mengetahui pengaruh dari Osilator Colpits
5) Untuk mengetahui karakteristik Osilator Clapp
6) Untuk mengetahui pengaruh dari Osilator Clapp
7) Untuk mengetahui karakteristik Osilator Kristal
8) Untuk mengetahui pengaruh dari Osilator Kristal
1.2 Toeri Dasar
Pengertian Osilator
Osilator adalah suatu alat yang merupakan gabungan elemen - elemen aktif dan
pasif untuk menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal atau bentuk gelombang periodik
lainnya. Suatu osilator memberikan tegangan keluaran dari suatu bentuk gelombang yang
diketahui tanpa penggunaan sinyal masuk dari luar. Osilator mengubah daya arus searah
(dc) dari catu daya ke daya arus bolak - balik (ac) dalam beban. Dengan demikian fungsi
osolator berlawanan dengan penyearah yang mengubah daya searah ke daya bolak -
balik. suatu oslator dapat membangkitkan bentuk gelombang pada suatu frekuensi dalam
batas beberapa siklus tiap jam sampai beberapa ratus juta siklus tiap detik. Osilator dapat
hampir secara murni menghasilkan gelombang sinusoidal dengan frekuensi tetapm
ataupun gelombang yang hanya fengan harmonic. osilator umumnya digunakan dalam
pemancar danpenerima radio dan televisi, dalam radar dan dalam berbagai sistem
telekomunikasi
Praktikum “Rangkaian Osilator” 4
Jenis – Jenis Osilator
Osilator dapat diklarifikasikan dalam berbagai cara. Tergantung dari bentuk
gelombang yang dibangkitkan osilator dapat dibagi menjadi dua kategori : osilator
sinusoidal atau osilator harmonic dan osilator relaksasi. Osilator sinusoidal menghasilkan
bentuk gelombang sinusoidal atau mendekati sinusoidal pada frekuensi tertentu. Osilator
relaksasi menghasilkan bentuk gelombang bukan sinusoidal sperti gelombang segiempat
dan gelombang gigi gergaji.
Osilator dapat pula digoliongkan pada alat - alat tertentu yang menghasilkan
osilasi. Pada penggolongan ini, Osilator dapat merupakan jenis restansi negatif atau jenis
umpan balik. Osilator resistansi negatif menggunakan alat aktif yang memproses
lengkung karakteristik arus tegangan dengan kemiringan negatif dalam daerah
operasinya. Dioda kanal merupakan alat resistansi negatif yang digunakan dalam resistor.
Osilator umpan balik sebaliknya mempunyai penguat umpan balik regeneratif (positif),
dimana perolehan lingkar juga diatur sedemikian sehingga perolehan keseluruan menjadi
tidak terhingga.
Osilator sinusoidal maupun osilator relaksasi merupakan jenis restansi negatif dan
jenis umpan balik. Osilator sinusoidal jenis umpan balik dapat digolongkan lebih lanjut
menjadi osilator LC (induktor - Kapasitor) dan RC (tahanan Kapasitor) / Osilator
sinusoidal kadang - kadang digolongkan menurut frekuensi sinyal yang dihasilkan. Jadi
osilator yang membangkitkan sinyal dalam daerah frekuensi audio dikenal sebagai
osilator frekuensi audio. Demikian pula, osilator yang menghasilkan sinyal - sinyal
daerah frekuensi radio dinamakan osilator frekuensi radio dan seterusnya. Klasifikasi
osilator didasarkan pada daerah frekuensi yang dihasilkan.
(1) Osilator Frekuensi Audio (AF) beberapa Hz - 20 KHz
(2) Osilator Frekuensi Radio (RF) 20 KHz - 30 MHz
(3) Osilator Frekuensi Sangat Tinggi (VHF) 30 MHz - 3 GHZ
(4) Osilator Gelombang Mikro 3 GHz - beberapa Ghz
1.2.1 Osilator Harmonisa
Osilator Harminisa menghasilkan bentuk gelombang sinusoida. Osilator
harmonisa disebut juga dengan Osilator Linear. Bentuk dasar osilator harmonisa terdiri
Praktikum “Rangkaian Osilator” 5
dari sebuah penguat dan sebuah filter yang membentuk umpan balik positif yang
menentukan frekuensi output.
Prinsip 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 niuse akan
menjadi semakin besar dan membentuk periode tertentu sesuai dengan jaringan filter
yang dipasang.
Periode inilah yang kemudian menjadi nilai frekuensi sebuah osilator. Jeni - jenis
Osilator Harminsa / sinus :
(1) Osilator Amstrong
(2) Osilator Hartley
(3) Osilator Colpits
(4) Osilator Clapp
(5) Osilator Pergeseran Fasa
(6) Osilator Kristal
(7) Osilator Wien-Bridge
1.2.2 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 non sinus, yaitu : Gelombang kotak, segitiga, pulsa dan
gigi gergaji.
Osilator relaksasi sederhana adalah sebuah multivibrator . flip - flip . Prinsipnnya
adalah mensaklar tegangan supply dengan sebuah komponen transistor atau FET/ osilator
relaksasi juga ada yang mengguanakn IC, yang terkenal adalah dengan IC 555
1.2.3 L-C Osilator
Osilator ini terdiri dari sebuah kapasitor dan kumparan yang dihubungkan secara
paralel. Untuk memahami bagaimana osilator LC bekerja, mari kita mulai dengan dasar.
Misalkan sebuah kapasitor dibebankan oleh baterai. setelah kapasitor dibebankan, satu
plat dari kapasitor memiliki elektron lebih dari plat lain, sehingga kapasiro mengalami
Praktikum “Rangkaian Osilator” 6
proses pengisian sekarang, ketika dibuang melalui kawat, kembali elektron ke lempeng
positifm sehingga membuat lempeng kapasitor itu netral, atau habiz. Namun, tindakan ini
bekerja secara berbeda ketika anda mendischarge kapasitor melalui sebuah kumparan.
Ketika saat ini diterapkan melalui koil, medan magnet yang dihasilkan sekitar kumparan.
Medan magnet ini menghasilkan tegangan yang mententang arah aliran elektron. karena
itum kapasitor tidak membebaskan segera. Semakin kecil kumparan, semakin cepat
pengosongan kapasitor. Sekarang bagian yang menarik terjadi. Setelah kapasitpr
sepenuhnya habis melalui kumparan, medan magnet mulai hilang di sekitar kumparan.
Tegangan terinduksi dari kapasitor menghilangkan medan magnet pada kumparan.
Kemudian kapasitor mulai melakukan pengisian melalui koil lagi. menghasilkan medan
magnet.
Secara teknis sirkuit LC dasar ini menghasilkan gelombang sinus yang
kehioangan tegangan dalam setiap siklus. Untuk mengatasi hal ini, tegangan tambahan
diterapkan untuk menjaga osilator ini berjalan dengan baik, sebuah metode switching
dapat digunakan. Sebuah tabung vakum (yang setara solid atau FET) dapat digunakan
untuk menjaga agar sirkuit LC dapat terus berosilasi. Keuntungan menggunakan sebuah
vakum adalah mereka dapat berosilasi pada frekuensi tertentu seperti seribu siklus per
detik.
1.2.4 R-C Osilator
Osilator ini mengguanakan 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.
Praktikum “Rangkaian Osilator” 7
Gambar 1. Rangkaian osilator RC dengan inverter
Inverter yang digunakan adalah inverter yang dilengkapi dengan schmit trigger. Fungsi
Schmitt trigger disini adalah untuk mempercepat transisi tegangan keluaran dan memberi efek
hysteris pada tegangan masukan. Efek hysteresis ini dapat dilihat pada gambar
Gambar 2. Efek hysteresis pada inverter.
Dari gambar terlihat bahwa keluaran baru akan turun jika masukan melampaui V2, yaitu ambang
tegangan atas (upper threshold). Selanjutnya jika tegangan masukan diturunkan maka keluaran
baru akan naik jika masukan lebih rendah dari V1, yaitu ambang tegangan bawah (lowe
threshold). Pada awalnya kapasitor belum bermuatan sehingga tegangan jepitnya adalah nol.
Pada saat catu daya dinyalakan maka tegangan masukan inverter adalah rendah sehingga
keluarannya tinggi. Oleh karena itu arus akan mengalir dari keluaran menuju ke kapasitor C
melalui tahanan R. Arus ini akan mengisi kapasitor sehingga tegangan jepitnya akan naik
perlahan – lahan secara ekponensial. Pada saat tegangan masukan melampaui V2 maka keluaran
Praktikum “Rangkaian Osilator” 8
akan turun dengan cepat. Karena saat ini tegangan keluaran < tegangan kapasitor maka arus akan
mengalir dari kapasitor menuju ke kelaran inverter sehingga kapasitor akan mengalami proses
pengosongan maka tegangan kapasitor akan turun secara perlahan sampai melampaui V1, saat
mana keluaran inverter akan kembali naik dan kapasitor akan mengalami proses pengisian. Hal
ini akan terus berulang sehingga keluaran akan turun dan naik secara beraturan. Hubungan antara
tegangan masukan dan keluaran inverter diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 3. Bentuk gelombang tegangan masukan dan keluaran inverter
Frekuensi dari osilator ini ditentukan oleh tahanan R, kapasitor C dan impedansi masukan dari
inverter yang digunakan. Secara umum dapat dikatakan bahwa frekuensi keluaran adalah
F = k x R x C
Dimana k adalah konstan yang harus dicari dengan ekperimen. Gerbang TTL yang dapat
digunakan pada osilator ini antara lain aiadalah SN7414 (Dua 4 input Schmitt Trigger NAND
Gate). MC40104 dari keluarga CMOS juga dapat digunakan untuk osilator ini.
Prinsip Dasar Osilator
Dalam suatu osilator, suatu frekuensi negatif diberikan untuk kompensasi kehilanga-
kehilangan (kebocoran) dalam rangkaian. Dalam osilator umpan balik, umpan balik positif
dari luar cukup untuk membuat perolehan keseluruhan menjadi tidak terhingga dan
memberikan restansi negatif yang diperlukan untuk mengurangi peredamana alami dari
osilator. Dalam osilator reistansi negatif terajdi umpan balik positif dalam dan berperan
menghasilkan resistansi negatif yang diperlukan . Dalam suatu osilator tidak ada sinyal yang
diberikan dari luar. Sinyal awal untuk menyulut (trigger) osilator tidak ada sinyal yang
diberikan dari luar. Sinyal awal untuk menyulut (trigger) osilasi biasannya diberkan oleh
tegangan derau. Tegangan derau muncul sewaktu catu daya dihidupkan. Karena spectrum
Praktikum “Rangkaian Osilator” 9
frekuensi derau sangat lebar, osilator selalu memiliki tegangan komponen pada grekuensi
yang benar untuk bekerjanya osilator.
Blog Diagaram Osilator
Gambar 4. Blok Diagram Osilator
1.3 Jenis – jenis Osilator
1.3.1 Osilator Hartley
Osilator Hartley adalah sebuah osilator LC yang menggunakan inductor dan kapasitor
secara parallel untuk menetukan frekuensi. Osilator Hartley diciptakan pada tahun 1915
oleh insinyur amareka ralph Hartley. Osilator Hartley merupakan jenis osilator paling tua
dan paling popular. Fitur yang membedakandari osilator Hartley adalah umpan balik yang
diperlukan untuk osilasinya akan terus membesar sehingga kita akan sulit mengatur
osilasinya.
- Gambar 5. Rangkaian osilator LC
Praktikum “Rangkaian Osilator” 10
Namun memungkinkan untuk membuat feedback untuk nilai tegangan yan tepat sehingga
terjadi osilasi yang konstan. Jika umpan baliknya lebih besar dari yang dibutuhkan terjadi
osilasi yang konstan. Jika umpan baliknya lebih besar dari yang dibuuhkan maka,
amplitude osilasinya dapat diatur dengan memanfaatkan bias amplifier, sehingga nilai –
nilai bias amplifier dapat meningkat dan penguatan amplifiernya menurun. Sedangkan jika
nilai amplitude osilasi menurun, maka bias amplifiernya akan menurun dan penguatan
amplifiernya akan meningkat, hal ini akan membuat umpan balik (feedbakck) akan
meningkat. Sehingga nilai amplitudenya akan tetap. Cara ini disebut dengan automatic
bias.
Salah satu keuntungan menggunakan automatic base bias pada pengaturan tegangan suatu
osilator adalah osilator tersebut dapat menjadi lebih efisien dengan menghasilkan kelas B
atau bahkan kelas C dari sebuah transistor. Ini akan menguntungkan karena arus
kolektornya hanya mengalir saat siklus osilasi, sehingga arus kolektor akan sangat kecil.
Jadi rangkaian “self-tuning” base osilator ini adalah salah satu konfigurasi rangkaian
osilator resonansi feedback parallel LC yang dikenal dengan rangkaian Osilator Hartley.
Dalam rangkaian Osilator Hartley, rangkaian LC yang dihubungkan diantara kolektor dan
basis dari transistor penguat. Untuk menjaga nilai tegangan osilasinya maka kaki emitor
dihubungkan dengan kumparan ter-tap. Umapan balik rangkaian diambil dari inductor yang
dipasang pertengahan inductor ter-tap atau dari koi; terpisah yang dipasang seri dan
diparalelkan dengan kapasitor.
Gambar 6. Kapasitor dan inductor dipasang secara parallel.
Praktikum “Rangkaian Osilator” 11
Keuntungan dari osilator Hartley meliputi:
- Frekuensi mungkin disesuaikan dengan menggunakan variabel tunggal kapasitor
- Amplitudo output tetap konstan selama rentang frekuensi
- Baik disadap coil atau dua induktor tetap diperlukan
Kekurangan dari osilator Hartley meliputi:
- Harmonic-kaya konten jika diambil dari amplifier dan tidak langsung dari sirkuit LC.
Rangkaian osilator ini sering disebut sebagai rangkaian inductor terpisah karena kumparan
L di tgao pada pertengahannya. Sehingga induktansi L bekerja seperti 2 buah kumparan
terpisah. Oleh karena itu sebuah Osilator Hartley dapat dirancang dengan menggunakan
sepasang kumparan seri yang diparalel dengan kapasitor.
Gambar 7. Rangkaian Osilator Hartley
Ketika sirkuit yang berosilasi tegangan pada titik X (kolektor), relative terhadap titik Y
(emmitor) adalah berberda fasa 180o dengan tegangan pada titik Z (dasar) relative
terhadapa titik Y. Pada frekuensi osilasi, impedansi beban kolektor adalah resitif dan
peningkatan tegangan base menyebabkan penurunan tegangan kolektor. Kemudian ada
perubahah fase 180o dalam loop umpan balik sehingga menyebabkan hubungan fase yang
benar dari umpan balik positif dan menghasilkan osilasi yang dapat dipertahankan.
Praktikum “Rangkaian Osilator” 12
Jumlah umpan balik tergantung pada posisi “titik tap” dari inductor. Jika titik ini
mendekati kolektor jumlah umpan balik meningkat, namun output diambil antara kolektor
dan ground berkurang dan sebaliknya. Resistor R1 dan R2 memberikan bias stabilisasi DC
untuk transistor dengan dengan cara normal sedangkan kapasitor bertindak sebagai DC –
Blocking Kapasitor.
Dalam rangkaian Osilator Hartley, arus DC Kolektor mengalir melalui bagian kumparan
dan untuk alas an ini sirkuit dikatakan “series-fed” dengan frekuensi osilasi dari Osilator
Hartley yang diberikan mirip dengan sebuah auto transformasi atau sepasang kumparan seri
dihubungkan secara parallel dengan kapasitor tunggal.
1.3.2 Osilator Colpit
Osilator Colpitts menggunakan pembagi tegangan kapasitor sebagai sumber feedback.
Kedua kapasitor, C1 dan C2 ditempatkan di sebuah induktor umum, L seperti yang
ditunjukkan sehingga C1, C2 dan L membentuk rangkaian tangki disetel sama untuk
rangkaian osilator Hartley. Seperti dengan osilator Hartley, osilator Colpitts menggunakan
penguat transistor bipolar tahap tunggal sebagai penghasilkan output sinusoidal. Kolektor
dihubungkan ke C1 dan C2 dihubungkan ke base. Center tap dari kapasitor di groundkan.
Pada rangkaian penguat, dua C tanpa label pada rangkaian tersebut digunakan sebagai
kapasitor coupling. Fungsinya untuk membatasi arus DC yang akan masuk dan keluar
rangkaian ini. R1 dan R2 digunakan sebagai penghasil Vb. RFC digunakan untuk
menghasilkan Vce yang lebih besar daripada menggunakan resistor. Re digunakan untuk
menstabilkan suhu transistor. C pada emitor digunakan untuk mem bypass atau
menghilangkan arus AC.
Output sinyal penguatan menghasilkan pergeseran fasa sebesar 180 derajat, dan pada
proses osilasi menghasilkan sinyal yang memiliki perbedaan fasa sebesar 180 derajat
sehingga sinyal output dari keseluruhan rangkaian adalah sebesar 360 derajat. Output
keseluruhan rangkaian melewati C1.
Praktikum “Rangkaian Osilator” 13
1.3.3 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.
Osilator Clapp tersusun dari tiga buah kapasitor dan satu buah induktor. Konfigurasi
osilator clapp sama dengan osilator colpits namun ada penambahan kapasitor yang
disusun seri dengan induktor (L).
Mengacu pada sirkuit nosional dalam gambar, jaringan terdiri dari induktor tunggal
dan tiga kapasitor. Kapasitor C1 dan C2 membentuk suatu pembagi tegangan yang
menentukan jumlah tegangan umpan balik diterapkan pada masukan transistor. Osilator
Clapp adalah osilator Colpitts yang memiliki kapasitor tambahan ditempatkan secara seri
dengan induktor.
Sebuah sirkuit Clapp seringkali lebih dipilih daripada sirkuit Colpitts untuk
membangun sebuah osilator frekuensi variabel ( VFO ). Dalam Colpitts VFO , pembagi
tegangan berisi kapasitor variabel (baik C1 atau C2). Hal ini menyebabkan tegangan
masukan untuk variabel juga, kadang-kadang membuat sirkuit Colpitts kurang
kemungkinan untuk mencapai osilasi atas sebagian dari rentang frekuensi yang
dikehendaki. Masalah ini dihindari dalam rangkaian Clapp dengan menggunakan
kapasitor tetap dalam pembagi tegangan dan kapasitor variabel (C0) secara seri dengan
induktor.
Osilator Clapp memiliki kestabilan frekuensi yang luar biasa. Ini adalah variasi
sederhana dari osilator Colpitts. Tangki kapasitansi total adalah kombinasi seri C 1 dan C
Praktikum “Rangkaian Osilator” 14
2. Inductance efektif L tangki bervariasi dengan mengubah reaktansi bersih dengan
menambahkan dan mengurangkan reaktansi kapasitif melalui CT dari reaktansi induktif
LT C. Biasanya 1 dan C 2 yang jauh lebih besar dari CT, sedangkan LT dan CT adalah
seri resonansi pada frekuensi yang dikehendaki dari operasi 1. C dan C 2 menentukan
rasio umpan balik, dan mereka begitu besar dibandingkan dengan penyesuaian CT CT
yang hampir tidak berpengaruh pada osilator back.The Clapp pakan mencapai reputasi
untuk stabilitas sejak kapasitansi stray yang dibanjiri oleh C 1 dan C 2 yang berarti
bahwa frekuensi hampir sepenuhnya ditentukan oleh LT dan CT.
1.3.4 Osilator Kristal
Osilator Kristal adalah osilator yang rangkaian resonansinya tidak
menggunakanan LC atau RC melainkan sebuah kristal kwarsa. Rangkaian dalam kristal
mewakili rangkaian R, L dan C yang disusun seri. Osilator Pierce ditemukan oleh George
W. Pierce. Osilator Pierce banyak dipakai pada rangkaian digital karena bentuknya yang
simpel dan frekuensinya yang stabil.
Osilator kristal adalah osilator yang menggunakan kristal sebagai kalang penentu
frekuensi osilator frekuensi tetap jika dibutuhkan stabilitas yang tinggi. Bahan dari kristal
tertentu memperlihatkan efek piezoelektrik (efek dimana terjadi perubahan energi
mekanik menjadi energi elektrik) apabila dikenai tegangan listrik.
Pada osilator kristal berlaku sebagai rangkaian resonansi seri. Kristal seolah-olah
memiliki komponen R, L dan C.
L ditentukan berdasarkan massa kristal, C ditentukan berdasarkan
kemampuannya berubah secara mekanik, sedangkan R berhubungan dengan gesekan
mekanik.
Rangkaian Ekuivalen Kristal berdasarkan tata kerja kristal dapat diilustrasikan melalui
rangkaian ekuivalen yang terdiri dari dua buah kapasitor, satu buah induktor dan satu
buah resistor.
L1 (motional inductance) adalah padanan dari massa keping kristal yang
bergetar, C1 (motional capacitance) adalah padanan dari kekakuan keping kristal
melawan getaran, R1 adalah padanan dari energi yang hilang diserap oleh kristal karena
Praktikum “Rangkaian Osilator” 15
bentuknya mengalami perubahan ketika bergetar. C0 (shunt capacitor) adalah kapasitansi
yang terbentuk diantara dua elektroda yang mengapit potongan kristal.
Frekuensi getar alami kristal diberikan oleh persamaan berikut:
Umumnya, nilai induktansi L1 adalah sangat tinggi sementara nilai kapasitansi
C1 sangat rendah. Sebagai contoh, sebuah kristal yang mempunyai frekuensi getar
10MHz mempunyai nilai L1 = 0.05H, C1 = 0.0051pF, R1 = 5Ω dan C0 = 6pF.
Nilai faktor kualitas kristal umumnya bekisar diantara 104 sampai dengan 106,
bandingkan dengan nilai faktor-kualitas rangkaian LC biasa yang hanya berkisar diangka
ratusan.
Osilator Colpitts Kristal dapat digunakan sebagai pengganti jajaran resonansi LC
untuk hampir semua jenis rangkaian osilator, baik secara resonansi-seri maupun
resonansi-paralel. Sebagai contoh adalah rangkaian osilator Colpitts yang menggunakan
jajaran kristal dan kapasitor secara resonansi-seri
1.4 Alat dan Komponen
(1) Osiloskop : 1 Buah
(2) Power supplay : 1 Buah
(3) Frekuensi counter : 1 Buah
(4) Transistor SC8239 : 1 Buah
(5) Protoboard : 1 Buah
(6) Resistor 3,7 kΩ, 4,7 kΩ, 800 Ω : 1 Buah
(7) Kapasitor 500 pF : 1 Buah
(8) Multimeter : 1 Buah
(9) Kapasitor 1 nF : 1 Buah
(10) Induktor 2,5mH : 1 Buah
(11) Kabel penghubung : Secukupnya
Praktikum “Rangkaian Osilator” 16
1.5 Gambar Rangkaian
(a) (b)
(c) (d)
Keterangan :
(a) Rangkaian Hartley
(b) Rangkaian Colpits
(c) Rangkaian Clapp
(d) Rangkaian Kristal
Praktikum “Rangkaian Osilator” 17
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Prosedur Percobaan
Pada praktikum ini adapun prosedur percobaannya sebagai berikut
1) Menyiapkan semua perlengkapan kemudian merangkai sesuai gambar.
a) Rangkaian Osilator Hartley b) Rangkaian Osilator Hartley
c) Rangkaian Osilator Hartley b) Rangkaian Osilator Hartley
2) Lalu hubungkan outputnya dengan osiloskop, atur Volt/Div dan Time/Div sehingga
output gelombangnya bagus.
3) Hitung frekuensi terukur dengan frekuensi counter.
4) Catat dan gambar hasil percobaan tersebut pada tabel.
Praktikum “Rangkaian Osilator” 18
2.2 Hasil Percobaan
Pada praktikum ini adapun hasil percobaannya adalah
(1) Osilator Hartley
Vout
(vpp)
F. Terukur
(Hz)
F. Hitung
(Hz)
Bentuk gelombang
4 vpp 2,5 MHz 1,9 MHz
(2) Osilator Colpits
Vout
(vpp)
F. Terukur
(Hz)
F. Hitung
(Hz)
Bentuk gelombang
2,5 vpp 3,873 MHz 3,8 MHz
Praktikum “Rangkaian Osilator” 19
(3) Osilator Clapp
Vout
(vpp)
F. Terukur
(Hz)
F. Hitung
(Hz)
Bentuk gelombang
0,21 vpp 2,4 MHz 2,5 MHz
(4) Osilator Kristal
Vout
(vpp)
F. Terukur
(Hz)
F. Hitung
(Hz)
Bentuk gelombang
0,112 vpp 2,4 MHz 2,5 MHz
2.3 Analisis Data
(1) Osilator Hartley
Pada percobaan Osilator Hartley didapatkan data :
Volt / Div = 2 ; Div = 2
Time / Div = 0,2 µs ; Div = 2,6
Mencari vpp :
Dapat dicari dengan cara : Volt/Div x Div
2 x 2 = 4 vpp
Praktikum “Rangkaian Osilator” 20
Mencari periode
Mencari Periode dengan cara :
T = Time/Div x Div
= 0,2 µs x 6
= 0,52 x 10-6
Pengukuran frekuensi
Pengukuran frekuensi pada rangkaian Osilator Hartley didapatkan = 2,5 Mhz.
Gambar 8. Hasil Pengukuran frekuensi pada frekuensi counter
Menghitung frekuensi
Menghitung frekuensi dengan cara :
(2) Osilator Colpits
Pada percobaan Osilator Hartley didapatkan data :
Volt / Div = 0,5 ; Div =5
Time / Div = 0,2 µs ; Div = 1,6
Praktikum “Rangkaian Osilator” 21
Mencari vpp :
Dapat dicari dengan cara : Volt/Div x Div
0,5 x 5 = 2,5 vpp
Mencari periode
Mencari Periode dengan cara :
T = Time/Div x Div
= 0,2 µs x 1,3
= 0,26 x 10-6
Pengukuran frekuensi
Pengukuran frekuensi pada rangkaian Osilator Hartley didapatkan = 3,87 Mhz.
Gambar 9. Hasil Pengukuran frekuensi pada frekuensi counter
Menghitung frekuensi
Menghitung frekuensi dengan cara :
Praktikum “Rangkaian Osilator” 22
(3) Osilator Clapp
Pada percobaan Osilator Hartley didapatkan data :
Volt / Div = 20 mV; Div = 7
Time / Div = 0,1 µs ; Div 0,4
Mencari vpp :
Dapat dicari dengan cara : Volt/Div x Div
20mV x 7 = 0,21 vpp
Mencari periode
Mencari Periode dengan cara :
T = Time/Div x Div
= 0,1 µs x 0,4
= 0,4 x 10-6
Pengukuran frekuensi
Pengukuran frekuensi pada rangkaian Osilator Hartley didapatkan = 2,4 Mhz.
Gambar 10. Hasil Pengukuran frekuensi pada frekuensi counter
Menghitung frekuensi
Menghitung frekuensi dengan cara :
Praktikum “Rangkaian Osilator” 23
(4) Osilator kristal
Pada percobaan Osilator Hartley didapatkan data :
Volt / Div = 20 mV; Div =5,6
Time / Div = 0,1 µs ; Div 0,4
Mencari vpp :
Dapat dicari dengan cara : Volt/Div x Div
20mV x 5,6 = 0,112 vpp
Mencari periode
Mencari Periode dengan cara :
T = Time/Div x Div
= 0,1 µs x 0,4
= 0,4 x 10-6
Pengukuran frekuensi
Pengukuran frekuensi pada rangkaian Osilator Hartley didapatkan = 2,4 Mhz.
Gambar 11. Hasil Pengukuran frekuensi pada frekuensi counter
Menghitung frekuensi
Menghitung frekuensi dengan cara :
Praktikum “Rangkaian Osilator” 24
BAB III
KESIMPULAN
Pada rangkaian Osilator Hartley terdiri dari rangkaian resonansi LC parallel tangki
umpan balik yang dicapai dengan cara suatu pembagi induktif. Seperti kebanyakan sirkuit
osilator, Osilator Hartley ada dalam beberapa bentuk, dengan bentuk yang paling umum adalah
sirkuit transistor di atas dengan rangkaian tangki disetel memiliki kumparan yang mengetuk
untuk memberi makan sebagian kecil dari sinyal keluaran kembali ke emitor dari transistor.
Karena output dari pemancar transistor selalu “di-fase” dengan output pada kolektor, ini sinyal
umpan balik positif. Frekuensi osilasi yang merupakan gelombang sinus tegangan ditentukan
oleh frekuensi renansi dari rangkaian tangki.
Pada rangkaian osilator kristal memiliki frekuensi yang sangat akurat dan hanya sedikit
terpengaruh oleh atau komponen - komponen eksternal.
Pada rangkaian osilator colpitts di tentukan oleh "nilai kapasitansi" C1 dan C2. harga C1
pada rangkaian ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan C2 atau Xc1 > Xc2. tegangan pada C1
lebih besar di bandingkan C2. dengan membuat C2 lebih kecil akan di peroleh tegangan balikan
yang besar. namun dengan menaikkan balikan terlalu tinggi akan mengakibatkan terjadi distorsi.
Biasanya sekitar 10-50% tengangan kolektor di kembalikan ke rangkaian tangki sebagai sinyal
umpan balik rangkaian oscilator colpitts.
Pada rangkaian Osilator Clapp memiliki kestabilan frekuensi yang luar biasa. Ini adalah
variasi sederhana dari osilator Colpitts. Tangki kapasitansi total adalah kombinasi seri C 1 dan C
2. Inductance efektif L tangki bervariasi dengan mengubah reaktansi bersih dengan
menambahkan dan mengurangkan reaktansi kapasitif melalui CT dari reaktansi induktif LT C.
Biasanya 1 dan C 2 yang jauh lebih besar dari CT, sedangkan LT dan CT adalah seri resonansi
pada frekuensi yang dikehendaki dari operasi 1. C dan C 2 menentukan rasio umpan balik, dan
mereka begitu besar dibandingkan dengan penyesuaian CT CT yang hampir tidak berpengaruh
pada osilator back.The Clapp pakan mencapai reputasi untuk stabilitas sejak kapasitansi stray
yang dibanjiri oleh C 1 dan C 2 yang berarti bahwa frekuensi hampir sepenuhnya ditentukan oleh
LT dan CT