OSILATOR

OSILATOR

PENDAHULUAN
Praktikum kali ini adalah suatu konsep pendalaman tentang elektronika analog yang mencakup beberapa aspek pengetahuan dasar tentang impedansi, reaktansi, resistansi, penguatan, umpan balik, penapisan, daerah kerja, stabilitas, kontrol dan distorsi, baik elektronis, linearitas, harmonik bahkan multiplikatif serta teori gelombang di dalam elektronika.
Osilator elektronis adalah suatu rangkaian penguat yang dikondisikan agar dapat menghasilkan isyarat listrik periodik. Bentuk gelombang yang memegang peranan penting dewasa ini adalah sinusoida, gigi gergaji dan pulsa. Osilator bisa dibangun dengan menggunakan komponen yang memperlihatkan karakteristik resistansi-negatif dan lazimnya hal ini adalah dioda terobosan dan transistor satu lapis. Namun demikian sebagian besar rangkaian rangkaian osilator didasarkan pada penguat dengan loop umpan balik positif. Jika sebagian dari keluaran penguat diumpanbalikan sefasa dengan masukkan, maka masukkan efektifnya ditingkatkan dan dengan demikian penguatan keseluruhannya.
Penguatan tinggi yang timbul dari penggunaan umpan balik positif dapat dipakai untuk memelihara amplitudo osilasi dengan penggantian kerugian-kerugian yang terjadi dalam jaringan penentu frekuensi.

TUJUAN PECOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini, para peserta sangat diharapkan menguasai pengetahuan tentang:
1. Pengaturan penguatan dan umpan balik.
2. Penapisan dan penalaan frekuensi isyarat suatu gelombang.
3. Stabilitas osilasi dan titik kerja serta daerah kerja suatu penguat.
4. Adanya distorsi harmonik yang terdapat pada suatu sistem osilasi.

ALAT PRAKTIKUM
Pokok utama permasalahan dalam osilator agar senantiasa dapat berosilasi adalah bahwa adanya faktor balikan positif. Deskripsi rangkaian secara umum ditunjukkan sebagai berikut

Positif feed back pada osilator

Perhatikan bahwa nilai [Aβ] = 1, dan beda fasa antara isyarat masukkan dan isyarat keluaran haruslah kelipatan 2π. Dua hal ini adalah kriteria Berkhausen sebagai syarat cukup terjadinya osilasi pada sistem penguat.
Adapun persyaratan bagi rangkaian yang menghasilkan osilasi terus menerus adalah :
1. penguatan untuk memelihara osilasi
2. umpan balik positif
3. jaringan penentu frekuensi
4. catu daya
Sedangkan persyaratan utama bagi osilator gelombang sinus adalah :
1. frekuensi dan daerah frekuensi
2. amplitudo keluaran dan kemantapan
3. kemantapan frekuensi
4. kemurnian keluaran, yaitu banyaknya cacat harmonik yang terdapat dalam bentuk gelombang keluaran.
Dalam beberapa penerapan kemantapan frekuensi, hal ini diipersyaratkan setinggi mungkin. Untuk jangka panjang perubahan harga-harga komponen dan parameter karena usia akan menyebabkan perubahan yang sebanding dengan frekuensi, tetapi untuk stabilitas penggunaan akan sangat dipengaruhi oleh :
1. variasi beban osilator
2. stabilitas tegangan catu daya
3. berubahnya harga komponen karena
– perubahan suhu
– medan magnetik
– medan listrik
– gangguan mekanik
Secara sederhana dasar feed back rangkaian osilator adalah jaringan reaktansi yang terdiri dari Z1 Z2 dan Z3. Untuk kemudian dikembangkan - A+Z1Z2Z3

Rangkaian resonansi

Menjadi beberapa jenis osilator yaitu dengan mengambil Z = j X , dengan j adalah tanda bagian kompleks dari impedansi dan X adalah reaktansi.
a. Osilator resonans X1 = XL XC X2 = XL XC X1 tak ada
b. Osilator Colpitt X1 = XC X2 =XC X3 = XL
c. Osilator Hartley X1 = XL X2 = XL X3 = XC

Tugas pendahuluan
1. Apa yang terjadi bila nilai [Aβ] > 1 atau [Aβ] < x1 =" XL" x2 =" XL" x1 =" XC" x2 ="XC" x3 =" XL" x1 =" XL" x2 =" XL" x3 =" XC">> Cseri.
7. Tentukan frekuensi osilasi untuk rangkaian osilator colpit, dan turunkan hubungan antara β dan ω 0 ketika terjadi osilasi.
8. Apa pengaruh ripple yang terjadi pada catu daya terhadap rangkaian osilator di atas.
9. Tentukan frekuensi osilasi untuk rangkaian osilator resonans, dan turunkan hubungan antara β dan ω 0 ketika terjadi osilasi.

Osilator Collpit

10. Tentukan frekuensi osilasi untuk rangkaian osilator hartley, dan hubungan antara β dan ω 0 ketika terjadi osilasi.
11. Apa pengaruh ripple yang terjadi pada catu daya terhadap rangkaian osilator di atas.
12. Bagaimana perubahan frekuensi yang terjadi jika pada lilitan ini ditambahkan suatu bahan ferromagnetik atau diamagnetik
13. Apa yang anda ketahui tentang distorsi harmonik dan distorsi harmonik total (THD). Terangkan penyebab terjadinya distorsi harmonik secara fisis dan elektronis.
14. Pelajari metoda yang digunakan oleh lissajous untuk mengamati adanya distorsi harmonik genap, harmonik ganjil serta adanya perbedaan fasa dan perbedaan frekuensi. Kemampuan analisa ini akan digunakan dalam percobaan osilator.

Percobaan
1. Catat tegangan ripple yang terjadi pada catu daya yang digunakan ketika ditarik arus beban sebesar 100mA.
2. Susun seluruh komponen sesuai skema berikut

Osilator Collpit

3. Lihat dan catat sinyal yang terjadi pada beberapa titik pengamatan seperti pada emitor, basis dan kolektor terhadap ground.
4. Cari besarnya harga ω0 (frekuensi osilasi) pada keluaran.
5. Bandingkan isyarat keluaran pada (kolektor-ground) dengan suatu sinyal generator referensi melalui lissajous (pastikan beda fasa kedua sinyal ini selalu tetap).
6. Ubahlah kapasitor 10nF dengan 39nF lalu 100nF.
7. Lakukan hal yang sama seperti No. 4 dan No. 5.a.
8. Ganti besarnya harga harga RE 27K dengan 82K, 18K, 18K, dan 10K .
9. Catat dalam suatu table harga RE, ω 0 dan V0.
10. Ubah-ubah tegangan +Vcc dan amati perubahan RE, ω 0 dan V0.
11. Ganggu coil yang digunakan dengan bahan logam / magnetik, amati kejadian ini lalu beri komentar pendekatan secara teori.
12. Buatlah rangkaian pemandu gelombang seperti terlihat pada gambar 100K

Rangkaian pemadu gelombang

- Set masing-masing sinyal generator pada 2Vpp sinusoida 1kHz.
- Lakukan pengukuran serempak pada satu osiloskop di titik a dan c, periksa apakah frekuensi dan fasa SG1 = SG2 (pastikan triger osiloskop anda pada kedudukan alternatif).
- Pindahkan probe di titik c menjadi di titik b.
- Amati paduan gelombang isyarat pada a dan b melalui metoda lissajous untuk kondisi-kondisi berikut:
- Perkecil amplitudo SG1 sekecil mungkin.
- Set frekuensi SG1 = 2KHz sehingga di dapat pola yang mantap.
- Perbesar amplitudo SG2 perlahan-lahan
- Analisa hasil pola yang didapat.
17. Lakukan berulang-ulang percobaan 16 untuk frekuensi SG1 pada 3kHz, 4kHz, 5kHz, 6kHz, lalu apa kesimpulan yang anda dapat ?
18. Setelah usai praktikum minta pada asisten untuk diterangkan tentang teori gelombang di dalam elektronik !

LAPORAN

1. Apa pengaruh adanya ripple catu daya terhadap besar amplitudo dan frekuensi osilasi osilator.
2. Buat rangkaian setara transistor sederhana melalui pendekatan parameter-h untuk osilator collpit ini, pisahkan mana yang disebut bagian penguat, bagian penentu frekuensi dan bagian umpan balik.
3. Hitung besarnya penguatan open loop A dan penguatan umpan balik  dari harga-harga tegangan input dan output penguat.
4. Bagaimana pendapat anda tentang tolenransi komponen setelah membandingkan frekuensi osilasi yang terjadi dengan frekuensi osilasi menurut perhitungan teori.
5. Bagaimana anda dapat menunjukkan secara lissajous bahwa frekuensi suatu sinya osilator adalah 2, 3, 4, 5 atau 6 kali frekuensi sinyal osilator yang lain.
6. Apa fungsi C1, dan apa akibatnya bila harganya diperbesar.
7. Apa fungsi utama C3 dan mengapa harus dilakukan ini.
8. Dapatkah mengatur besarnya frekuensi dan amplitudo dari tegangan catu daya yang diberikan, sebutkan alasan dan pertimbangannya.
9. Apa yang mensyaratkan kemungkinan terjadinya distorsi harmonik pada sinyal gelombang elektronik, bandingkan dengan kejadian pada osilasi gelombang mekanik.
Mungkinkah didapatkan distorsi harmonik yang memiliki frekuensi di bawah frekuensi osilasi ? Jelaskan !


"Tjetjep"


Sumber : http://boomx.wordpress.com/category/modul-artikel/