Percobaan 4 Osilator Sinusoidal

Report
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
– R1=R2=R dan C1=C2=C, sehingga w=1/CR dan Am=3
– R1=R, R2=10R, C1=C dan C2=1/10C 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 D1
ON tegangan dibatasi oleh
VCC, RA dan RB
– Saat tegangan input di
kurang batas tertentu D2
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 masingmasing 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

similar documents