Rangkaian Osilator

Pengertian Osilator

Osilator adalah suatu raangkaian elektronika yang bertujuan untuk menciptakan atau menghasilkan Gaya Gerak Listrik (GGL) bolak-balik dan tentunya dengan bentuk gelombang dan frekuensi yang sama atau harus diketahui terlebih dahulu. Osilator merupakan penguat yang memiliki sinyal masukan yang dihasilkan dari sinyal pengeluaran keluaran, karena prinsip kerja osilator ini adalah keseluruhan sinyal-sinyal dari tegangan keluaran yang akan diumpan balikan (feedback) ke bagian masukan.


Pada umumnya pada saat osilator pertama kali mendapatkan catu daya (power supply) maka arus loncatan (surge) pada bagian penentu frekuensinya akan menghasilkan tegangan dengan frekuensi yang sama seperti frekuensi yang kita inginkan. Setengah dari tegangan osilator akan diumpan balikan ke bagian masukan penguat dan akan diperkuat kembali, setelah itu dikembalikkan lagi ke dalam rangkaian penentu frekuensi osilasi. Pada bagian penentu frekuensi osilator ini dapat menggunakan rangkaian penala serta rangkaian resistensi kapasitas atau dapat juga mempergunakan kristal piezoeletrik.

Satu hal yang harus kita ketahui mengenai prinsip kerja rangkaian osilator ini adalah karakteristik utama dari suatu rangkaian osilator itu sendiri, karena karakteristik utama dari rangkaian osilator ini adalah frekuensi kerja, kemantapan ampiltudo dan persentase distorsi dari gelombang keluaran.

Kemantapan Suatu Frekuensi

Kemantapan suatu frekuensi dari rangkain osilator adalah perbedaan frekuensi osilator tersebut dengan nilai yang kita inginkan, sehingga sudah tentu pergeseran yang akan terjadi kita harapkan sangat kecil dan perubahan dapat semaksimal mungkin. Perubahan dari suatu bagian per-10⁶ dan ini berarti pergeseran frekuensi semaksimal mungkin, pergeseran tersebut adalah kurang lebih 1 Hz jika frekuensi osilasi tersebut adalah 1 MHz, dan apabila pergeseran frekuensi maksimum kurang lebih 100 Hz maka frekuensi osilasi tersebut adalah 100 MHz. Kemantapan suatu frekuensi dari suatu rangkaian  osilator tersebut dapat berupa jangaka p[endek (per menit) atau juga berupa jangka panjang (per jam, hari, bahkan bisa lebih lama lagi).

Osliator Kristal

Kemantapan suatu frekuensi yang diperoleh dari suatu rangkaian osilator harus dibatasi oleh suatu pertimbangan yang ekonomis, pertimbangan tersebut dapat sampai kurang lebih sepuluh bagian per-10⁶  per- ^oC, apabila kita menginginkan semua itu maka pergunakanlah jenis osilator kristal. Rangkaian osilator kristal adalah suatu rangkaian osilator yang menggunakan jenis kristal piezoeletrik sebagai penentu frekuensi operasinya.

             

                Kristal                                                     Kemasan Kristal


Kristal Piezoelektrik

Kristal Piezoelektrik merupakan baahan seperti kaca/mika dan apabila dipengaruhi oleh tekanan teknis akan dapat menghasilkan suatu perbedaan potensial. Lempeng kristal tersebut memiliki frekuensi alamia yang berkisar antara 4 KHz sampai dengan 10 MHz atau bahkan lebih dari itu, untuk menghasilkan frekuensi yang lebih tinggi, lempeng kristal yang dibutuhkan sangat tipis sehingga akan mudah rapuh/patah. Akan tetapi Kristal Piezoelektrik dapat dioperasikan pada frekuensi dasar harmonik, dan frekuensi operasi nada lebih akan dapat memperbesar frekuensi batas atas yang dapat bekerja pada frekuensi lebih dari 100 MHz.       

Apabila kita menginginkan suatu frekuensi dengan mempergunakan osliator kristal dan frekuensi yang kita inginkan tersebut sangat rendah atau sangat tinggi, sehingga penggunaan kristal Piezoelektrik sukar kita dapatkan di pasaran muka untuk membantu kita agar dapat memperoleh frekuensi yang kita inginkan, sebagai pengganti kristal Piezoelektrik dapat kita buat rangkaian pengganti kristal Piezoelektrik, seperti di bawah ini.

Rangkaian pengganti kristal piezoelektrik

Cara kerja rangkaian pengganti kristal Piezoelektrik:

L  : Induktansai lilitan mewakili kelembaman masa lempeng kristal Piezoelektrik di saat bergetar

C  : Kapasitansi kodensor C tersebut mewakili kebalikan dari kekakkuan lempeng kristal Piezoelektrik.

R  : Resistansi dari resistor adalah mewakilik kerugian gesekan lempeng kristal Piezoelektrik pada saat bergetar.

Cs  : Kapasitas kondensator Cs bekerja sebagai kapasitensi yang sebenarnya dari kristal Piezoelektrik, Karena isolator elektis kristal Piezoelektrik terletak di antara 2 lempengan konduktif.

Kristal Filter

Kristal filter pada dasarnya sama seperti kristal Piozoelektrik, karena bentuk dan bahan yang dipakainya pun sama. Letak perbendaannya adalah pada prinsip kerja kristal itu sendiri, cara kerja filter pada rangakaian elektronika sangat berbeda seperti kristal Piezooelektrik karena kristal filter dapat menambah tingkat selektivitas yang sangat tinggi dari suatu rangakaian radio penerima (receiver), dan menambah  lebar jalur frekuensi sehingga sinyal-sinyal masukan pun lebih banyak. Karakteristik kristal filter hampir sama seperti rangkaian penala (penguat RF) karena pada kristal filter tersebut memiliki resonansi tetap yang terdapat pada frekuensi kristal filter tersebut.

Perbedaan Kristal Filter Dengan Keramik Filter 

Perbedaan antara kristal filter dengan keramik filter adalah terletak pada jalur frekuensinya (bandwith), karena jalur frekuensi dari keramik filter lebih tinggi dari kristal filter. Pemakaian kristal filter dan kermaik filter pada rangkaian elektronika adalah sebagai peredam sinyal-sinyal yang diperlukan atau membuang sinyal-sinyal tertentu. 

            

              Kristal Filter                                                         Keramik Filter

Beban Osilator

Pada frekuensi osilasi dapat dipengaruhi oleh beban dari penerima daya osilator dan apabila daya tersebut bervariasi, maka frekuensi osilasi tidak akan mantap sehingga dapat berubah-ubah. Variasi beban luar dari rangkaian osilator dapat secara efektif diatasi dengan cara menyisipkan rangkaian penguat penyangga (buffer), di antara osilator dengan beban.

Perubahan Suhu Osilator

Dengan adanya perubahan suhu pada komponen dapat menghasilkan perubahan induksitansi serta kapasitansi dan dapat terjadi adanya perubahan pada frekuensi osilasi. Oleh karena itu, perubahan suhu akan mengubah induksitansi karena adanya perubahan pada semua jenis lilitan yang dipakai (khususnya pada kawat email dan besi ferit). Kapasitansi merupakan fungsi suhu karena lempeng pada komponen kapasitor sedikit mengendur dan mengerut dan karena permisivitas dielektrik tergantung pada suhu komponen. 3 Faktor utama yang dapat mencegah agar kemantapan frekuensi benar-benar stabil yaitu dengan memperkecil perubahan suhu.

3 Fakor utama tersebut adalah:

1. Jagalah agar disipasi daya pada komponen aktif agar lebih kecil.
2. Berilah pengaman sehingga komponen penentu frekuensi benar-benar aman dari berbagai sumber panas.
3. Apabila diperlukan, komponen dapat dipasang ke dalam suatu tabung yang sudah terjaga suhunya.

Dengan cara lain agar kemantapan frekuensi benar-benar stabil adalah dengan cara mengetahui bahwa perubahan temperatur juga dapat diperkecil, caranya yaitu dengan menjaga agar osilator terus berkerja (tidak dihidup matikan). Apabila seluruh perubahan temperatur sudah diperkecil maka kemantapan suatu frekuensi yang dapat lebih baik lagi, dapat diperoleh dengan mempergunakan komponen yang memiliki koefisien suhu kecil atau yang berlawanan.

Mixer

Rangkaian mixer adalah suatu rangkaian elektronika yang bekerja sebagai penyampur frekuensi, antara frekuensi yang berasal dari penguat RF (Radio Frekuensi) dengan frekuensi yang dihasilkan oleh osilator. Gabungan antara 2 frekuensi yang telah dipersatukan tersebut, disebut interferensi. 

Interferensi yang dihasilkan tersebut biasanya sebesar 455 Kc/detik dan Interferensi itu dihasilkan oleh getaran frekuensi yang berselisih 455Kc/detik antara osilator dengan penguat RF.

Hasil dari penyempurnaan kedua frekuensi yang berselisih itu, maka timbul suatu getaran menengah, yang selanjutnya diumpankan kepada bagian penguat IF (Intermediate Frekuensi)

Kata kunci:

Osilator Kristal, Osilator adalah, Pengertian Osilator, Fungsi Osilator, Osilator Harmonik, 

Sumber: Buku Teknik Dasar Komunikasi Radio Dengan Frekuensi Tinggi