Empat Pilar – Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya : Pembahasan Lengkap. Artikel ini akan membahas pengertian osilator, prinsip kerjanya, dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Temukan bagaimana osilator bisa memberikan dampak positif pada teknologi dan kehidupan kita!
Apa sih yang melintas di benak Kalian ketika mendengar kata “Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya”? Mungkin sebagian dari kita akan merasa asing atau bahkan bingung.
Tapi jangan khawatir! Artikel ini akan membantu Kalian memahami apa itu osilator, prinsip kerjanya, dan bagaimana osilator digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari.
Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya
Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya, osilator adalah suatu rangkaian elektronika yang dapat menghasilkan sinyal listrik secara periodik dengan amplitudo yang konstan.
Gelombang sinyal yang dihasilkan dapat berbentuk Gelombang Sinus (Sinusoide Wave), Gelombang Kotak (Square Wave), atau Gelombang Gigi Gergaji (Saw Tooth Wave).
Rangkaian Osilator dapat mengubah sinyal arus searah atau DC dari pencatu daya (power supply) menjadi sinyal arus bolak-balik atau AC, sehingga menghasilkan sinyal listrik periodik dengan amplitudo konstan.
Terdapat tiga istilah penting yang berkaitan dengan rangkaian Osilator, yaitu “Periodik”, “Amplitudo”, dan “Frekuensi”.
- “Periodik” mengacu pada waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu kali getaran atau satu siklus gelombang bolak-balik, biasanya diukur dalam detik (second) dan dilambangkan dengan t.
- “Amplitudo” mengacu pada simpangan terjauh dari titik keseimbangan dalam suatu getaran.
- “Frekuensi” mengacu pada jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik dan diukur dalam satuan Hertz.
Prinsip Kerja Osilator
Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya, rangkaian Osilator sederhana terdiri dari dua bagian utama, yaitu Penguat (Amplifier) dan Umpan Balik (Feedback).
Prinsip kerja osilator adalah dengan menggunakan sinyal kecil atau desahan kecil yang berasal dari Penguat itu sendiri.
Pada saat Penguat atau Amplifier diberikan arus listrik, akan terjadi desah kecil yang kemudian diumpanbalik ke Penguat sehingga terjadi penguatan sinyal.
Jika keluaran (output) penguat sefasa dengan sinyal yang diumpanbalik (masukan), maka Osilasi akan terjadi.
Berikut ini adalah Blok Diagram dasar sebuah Rangkaian Osilator:
Fungsi Osilator
Dari gambar rangkaian dasar osilator, dapat disimpulkan bahwa osilator adalah alat elektronika yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal AC.
Sinyal yang dihasilkan dapat berupa getaran atau gelombang, seperti gelombang sinusoidal (gelombang sinus), gelombang persegi, dan gelombang gigi gergaji.
Osilator dapat digolongkan menjadi beberapa jenis berdasarkan tingkat frekuensi keluarannya.
Berikut adalah klasifikasi dan pengertian dari jenis osilator:
- Osilator Frekuensi Rendah (Low Frequency Oscillator): jenis osilator ini hanya dapat membangkitkan daya dengan frekuensi di bawah 20 Hz.
- Osilator Audio (Audio Oscillator): osilator audio ini dapat membangkitkan daya dengan frekuensi kisaran 16 Hz hingga 20 kHz. Dengan kata lain, daya yang dapat dibangkitkan lebih besar dari Osilator Frekuensi Rendah.
- Osilator Frekuensi Radio (Radio Oscillator): jenis Osilator Frekuensi Radio memiliki hasil daya yang paling besar, terutama jika dibandingkan dengan dua jenis osilator lainnya. Tingkat daya yang dapat dibangkitkan cukup tinggi, yaitu dengan kisaran 100 kHz hingga 100 GHz.
Setiap jenis osilator memiliki kekurangan dan kelebihannya masing-masing. Meskipun begitu, setiap osilator memiliki peran penting dalam setiap proses yang dilaluinya.
Dasar Teori Rangkaian Osilator
Setelah memahami mengenai Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya, selanjutnya osilator dapat dibangun dengan menerapkan beberapa teknik dasar, di antaranya:
- Menggunakan komponen-komponen yang menunjukkan karakteristik resistansi negatif, umumnya menggunakan UJT dan diode terobosan.
- Menggunakan umpan balik positif pada penguat. Umpan balik positif tersebut akan memperkuat desah internal yang ada pada penguat. Jika keluaran penguat sefasa dengan masukan, maka osilasi dapat terjadi.
Aplikasi Osilator
Osilator terdiri dari berbagai jenis dan nama yang berbeda yang tersedia di pasaran, seperti osilator Colpitts, osilator Armstrong, osilator kristal, osilator Clapp, osilator harmonik, dan lain sebagainya. Berikut adalah beberapa aplikasi penggunaan osilator:
1. Aplikasi Osilator Colpitts
Osilator Colpitts digunakan untuk menghasilkan sinyal output sinusoidal pada frekuensi yang sangat tinggi.
Osilator ini dapat digunakan sebagai berbagai jenis sensor seperti sensor suhu. Selain itu, Osilator Colpitts juga digunakan untuk pengembangan komunikasi seluler dan komunikasi radio.
2. Aplikasi Osilator Kristal
Untuk sistem komunikasi yang efisien, osilator kristal biasanya digunakan di militer dan luar angkasa. Sistem komunikasi ini bertujuan untuk menetapkan dan untuk tujuan navigasi serta peperangan elektronik dalam sistem panduan.
Selain itu, osilator kristal banyak digunakan pada barang konsumen seperti sistem televisi kabel, kamera video, komputer pribadi, mainan dan permainan video, telepon seluler, dan sistem radio.
Jenis-jenis Osilator Sinus/LC
Sudah mengerti mengenai Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya? Nah berikutnya adalah Jenis-jenis Osilator Sinus/LC, yang bisa kalian ketahui :
1. Osilator Armstrong
Osilator Armstrong dikenal sebagai osilator pengingat karena memiliki fitur sinyal umpan balik yang harus menghasilkan osilasi yang secara magnetis digabungkan dengan indikator tangki.
Osilator ini menggunakan transistor untuk mencapai osilasi pergeseran fasa 180 derajat, dengan output dari transformator primer memiliki transistor dan umpan balik diambil dari coil transformator sekunder.
Frekuensi operasi didapatkan dari kapasitor C1 dan transformator primer dengan melihat titik polaritas pada coil transformator sekunder dibalik menggunakan coil primer.
2. Osilator Colpitts
Osilator Colpitts terdiri dari perangkat penguatan seperti transistor bipolar, transistor FET, penguat operasional (Op-amp), dan tabung vakum.
Output terhubung ke input dalam loop umpan balik yang memiliki rangkaian tuned paralel dan berfungsi sebagai band-pass filter untuk menghasilkan frekuensi osilator.
Osilator ini adalah dual elektrik dari osilator Hartley sehingga sinyal umpan balik diambil dari pembagi tegangan induktif yang memiliki dua kumparan (coil) dalam seri.
Induktor L dan kedua Kapasitor C1 & C2 berada dalam rangkaian dengan rangkaian tangki resonansi paralel dan memberikan frekuensi osilator.
Tegangan di terminal C2 diterapkan ke base-emitor dari Transistor untuk membuat osilasi umpan balik.
3. Osilator Hartley
Osilator Hartley terdiri dari dua buah induktor yang disusun seri dan sebuah kapasitor tunggal (dua buah induktansi untuk x1 dan x2 dan sebuah kapasitansi untuk x3).
Kelebihan osilator Hartley adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi dengan menempatkan sebuah kapasitor variabel pada komponen kapasitornya.
Selain itu, amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.
4. Osilator Kristal
Rangkaian osilator kristal biasanya bekerja berdasarkan prinsip efek piezoelektrik terbalik. Medan listrik yang diterapkan akan menghasilkan deformasi mekanis pada beberapa material.
Dengan demikian, osilator kristal menggunakan resonansi mekanik kristal bergetar, yang dibuat dengan bahan piezoelektrik untuk menghasilkan sinyal listrik dari frekuensi tertentu.
Biasanya, osilator kristal kuarsa sangat stabil, terdiri dari faktor kualitas yang baik (Q), ukurannya kecil, dan terkait secara ekonomi.
5. Osilator Pierce
Osilator Pierce banyak digunakan dalam solusi tertanam dan beberapa perangkat karena pembuatannya yang sederhana dan frekuensi resonansi yang stabil.
Tidak ada parameter yang dapat memengaruhi frekuensi resonansinya, sehingga dapat menghasilkan frekuensi osilasi yang konstan.
Tetapi, dalam beberapa inverter digital, keterlambatan propagasi terlalu kecil, sehingga perlu mempertimbangkan yang tidak memiliki penundaan propagasi lebih lanjut.
6. Osilator Clapp
Osilator Clapp adalah versi modifikasi dari Osilator Colpitt dengan kemantapan frekuensi yang lebih baik.
Frekuensi ditentukan oleh deretan Kondensator Co dan Induktor Lo, bukan oleh kondensator jajar C1 dan C2 seperti dalam rangkaian osilator Colpitt standar.
Umpan balik positif diadakan oleh C1 dan C2. Kondensator-kondensator ini harus memiliki nilai yang jauh lebih tinggi daripada Co.
Kesimpulan
Demikianlah pembahasan lengkap mengenai pengertian osilator dan prinsip kerjanya. Melalui artikel dari empatpilar.com ini, kita telah memahami bahwa osilator adalah perangkat elektronik yang menghasilkan gelombang periodik, seperti gelombang sinusoidal atau gelombang kotak, dengan frekuensi yang tetap.
Prinsip kerja osilator umumnya didasarkan pada umpan balik positif dan resonansi, yang memungkinkan perangkat untuk menghasilkan sinyal berulang dengan amplitudo yang konsisten.
Dalam dunia elektronika, osilator memiliki peran yang sangat penting, terutama dalam sistem komunikasi, pengolahan sinyal, dan pengendalian frekuensi.
Dengan berbagai jenis osilator yang ada, seperti osilator LC, osilator RC, dan osilator kristal, kita bisa memilih yang paling sesuai dengan kebutuhan dan aplikasi yang diinginkan.
Semoga artikel mengenai Pengertian Osilator dan Prinsip Kerjanya ini, bisa memberikan pemahaman yang jelas mengenai osilator dan prinsip kerjanya, sehingga dapat bermanfaat bagi Kalian yang ingin mempelajari dan mengaplikasikan teknologi ini dalam berbagai bidang.
Teruslah belajar dan eksplorasi dunia elektronika untuk menciptakan inovasi dan kemajuan teknologi yang lebih baik lagi.
