Osilator Sinusoidal Percobaan 4 Tujuan Mengamati dan mengenali

Osilator Sinusoidal Percobaan 4

Tujuan • Mengamati dan mengenali prinsip pembangkitan sinyal sinusoidal • Mengamati dan menganalisa osilator opamp RC dan osilator LC • Mengamati dan menganalisa keadaan untuk menjamin terjadinya osilasi • Mengamati dan menganalisa pengaturan amplituda output osilator

Prinsip Terjadinya Osilasi • Sistem dengan Umpan Balik • Penguatan Af tak hingga bila • Penguatan tak hingga: ada output tanpa input

Prinsip Terjadinya Osilasi • Untuk umpan balik positif output bertahan dengan amplituda yang sama bila

Alternatif Implementasi • Kondisi terjadi osilasi • Alternatif implementasi yang “mudah” direalisasikan

Contoh Implementasi • Osilator Jembatan Wien untuk • Isu praktis – R 1=R 2=R dan C 1=C 2=C, sehingga w=1/CR dan Am=3 – R 1=R, R 2=10 R, C 1=C dan C 2=1/10 C sehingga w=1/CR, namun penguatan hanya Am=1, 2

Contoh Implementasi • Osilator Penggeser Fasa untuk

Contoh Implementasi • Osilator Kuadratur untuk

Pengendalian Amplituda • Untuk osilasi: – Saat power on harus ada Open Loop gain tinggi memperoleh umpan balik positif dari sinyal derau – Saat amplituda mencapai nilai target Open Loop gain diturunkan pada kriteria osilasi • Alternatif implementasi: – Automatic Gain control (AGC) – Penguatan penguat diturunkan saat amplituda output mencapai nilai diinginkan – Piece Wise Linear Limiter – Amplituda output dibatasi pada nilai yang diinginkan

Piece Wise Linear Limiter • Menggunakan dioda dan resistor – Saat tegangan input melebihi batas tertentu D 1 ON tegangan dibatasi oleh VCC, RA dan RB – Saat tegangan input di kurang batas tertentu D 2 ON tegangan dibatasi oleh -VCC, RA dan RB – Amplita output osilator dirancang lebih besar dari batas untuk memberi ruang kendali

Osilator LC (Resonator) • Memanfaatkan rangkaian resonansi pada umpan baliknya • Arsitektur terkenal: Colpitts, Clapp, Hartley

Osilator Colpitts • Osilasi pada resonansi seri

Osilator Clap • Osilasi pada resonansi seri

Osilator Hartley • Osilasi pada

Osilator Kristal • Seperti halnya osilator LC memanfaatkan rangkaian resonansi untuk umpan baliknya • Dalam hal ini menggunakan kristal sebagai rangkaian resonansi nya • Sifat kristal – Mempunyai faktor kualitas resonansi tinggi sehingga mempunyai frekuensi yang tajam (derau fasa kecil) – Mempunyai koefisien suhu yang sangat rendah sehingga frekuensi stabil (relatif tetap pada rentang suhu yang lebar)

Osilator Kristal • Contoh rangkaian osilator kristal – Kristal sebagai komponen umpan baliknya – Dua penguat inverting dari inverter CMOS

Percobaan • Osilator Jembatan Wien, pengamatan – Atur penguatan agar terjadi osilasi – Amati amplituda dan catat frekuensi osilasi

Osilator Kristal Pierce • Osilator Pierce – Kristal sebagai komponen umpan balik – Menggunakan satu penguat dan satu LPF

Percobaan Perhatian! • Pada petunjuk praktikum ada beberapa kesalahan rangkaian dan petunjuk. • Lakukan percobaan sesuai dengan langkah pada slide ini.

Percobaan 1 • Mengamati prinsip osilasi pada rangkaian osilator dengan opamp, resistor, dan kapasitor – Osilator diamati Jembatan Wien, Penggeser Fasa, Kuadratur – Mengukur frekuensi osilator masing-masing rangkaian – Mengukur penguatan openloop AB masing-masing rangkaian pada frekuensi osilasi

Percobaan 1 Jembatan Wien • Pengamatan Osilasi – Hubungkan rangkaian seperti pada gambar – Hubungkan catu daya – Atur penguatan agar terjadi osilasi yang baik – Amati dan catat ouput osilator untuk bentuk sinyal dan frekuensinya

Percobaan 1 Jembatan Wien • Pengamatan penguatan openloop – Putuskan umpan balik pada simpul P – Berikan sinyal pada simpul tersebut padafrekuensi osilasi – Ukur penguatan openloopnya – Amati penguatan tersebut untuk frekuensi di bawah dan di atas frekuensi osilasi

Percobaan 1 Penggeser Fasa • Pengamatan osilasi – Hubungkan rangkaian seperti pada gambar, Hubungkan catu daya, Atur penguatan agar terjadi osilasi yang baik – Amati dan catat ouput osilator untuk bentuk sinyal dan frekuensinya

Percobaan 1 Penggeser Fasa • Pengamatan penguatan openloop – Putuskan umpan balik pada simpul P, Berikan sinyal pada simpul tersebut pada frekuensi osilasi – Ukur penguatan openloopnya, Amati penguatan tersebut untuk frekuensi di bawah dan di atas frekuensi osilasi

Percobaan 1 Kuadratur • Pengamatan osilasi – Hubungkan rangkaian seperti pada gambar, Hubungkan catu daya, Atur penguatan agar terjadi osilasi yang baik – Amati dan catat ouput osilator untuk bentuk sinyal dan frekuensinya pada kedua output bersamaan

Percobaan 1 Kuadratur • Pengamatan penguatan openloop – Putuskan umpan balik pada simpul P, Berikan sinyal pada simpul tersebut pada frekuensi osilasi – Ukur penguatan openloopnya, Amati penguatan tersebut untuk frekuensi di bawah dan di atas frekuensi osilasi

Percobaan 2 • Mengamati prinsip pengendalian amplituda dengan rangkaian Piece Wise Linear Limiter (pembatas amplituda) pada osilator penggeser fasa • Amati bentuk gelombang, amplituda dan frekuensi saat – Pengaturan osilasi dengan mengatur resistansi pada penguat inverting – Rangkaian tanpa pembatas amplituda diganggu dengan mengubah suhu transistor – Rangkaian dengan pembatas amplituda diganggu dengan mengubah suhu transistor

Percobaan 2 Tanpa Pembatas • Atur Rf agar diperoleh output sinusoid murni sekitar 18 Vpp. Amati bentuk sinyal, amplituda dan frekuensinya • Gunakan udara terkompresi untuk mendinginkan opamp yang digunakan. Amati bentuk sinyal, amplituda dan frekuensinya

Percobaan 2 Dengan Pembatas • Atur Rf agar diperoleh output sinusoid murni sekitar 25 Vpp. • Ulangi pengamatan pengaruh suhu seperti sebelumnya

Percobaan 3 • Mengamati prinsip osilasi pada rangkaian osilator LC dan Osilator Kristal – Osilator diamati Colpitts, Clapp, dan Hartley – Mengukur frekuensi osilator masing-masing rangkaian – Mengamati sinyal output dan sinyal umpan baliknya

Percobaan 3 Colpitss • Osilator Colpitts – Amati dan ukur frekuensi pada osilator – Gunakan osiloskop dual trace untuk mengamati Vout dan Vf bersamaan

Percobaan 3 Clapp • Osilator Clapp – Amati dan ukur frekuensi pada osilator – Gunakan osiloskop dual trace untuk mengamati Vout dan Vf bersamaan

Percobaan 3 Hartley • Osilator Hartley – Amati dan ukur frekuensi pada osilator – Gunakan osiloskop dual trace untuk mengamati Vout dan Vf bersamaan

Percobaan 3 Kristal • Osilator Kristal – Rangkai rangkaian pada breadboard – Amati dan ukur frekuensi pada osilator – Gunakan osiloskop dual trace untuk mengamati Vout dan Vf bersamaan

Percobaan 3 Pierce • Osilator Pierce – Rangkai rangkaian pada breadboard – Amati dan ukur frekuensi pada osilator – Gunakan osiloskop dual trace untuk mengamati Vout dan Vf bersamaan

SELAMAT BEKERJA