14.34
Osilator merupakan salah satu rangkaian penting dalam sistem elektronik modern yang digunakan untuk menghasilkan sinyal periodik tanpa sinyal input eksternal. Salah satu jenis osilator yang sangat umum dan memiliki kestabilan frekuensi tinggi adalah osilator kristal. Osilator kristal memanfaatkan sifat resonansi dari kristal kuarsa untuk menghasilkan frekuensi tetap yang sangat presisi. Karena kestabilan inilah, osilator kristal banyak diaplikasikan pada perangkat komunikasi, jam digital, mikrokontroler, sistem sinkronisasi digital, dan instrumen presisi lainnya.
Dalam percobaan ini, dilakukan simulasi osilator kristal berdasarkan rangkaian Gambar 14.34 dari buku referensi, yang menunjukkan konfigurasi osilator kristal dalam mode resonansi paralel. Rangkaian ini menggunakan transistor BJT sebagai elemen penguat dan kristal kuarsa sebagai elemen kontrol frekuensi. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami bagaimana kristal bekerja sebagai elemen resonansi dan bagaimana transistor menyediakan penguatan yang dibutuhkan untuk mempertahankan osilasi. Simulasi dilakukan dengan software Proteus untuk melihat apakah rangkaian benar-benar dapat menghasilkan gelombang sinusoidal dan stabil pada frekuensi tertentu.
2. Tujuan[Kembali]
Memahami prinsip kerja osilator kristal dalam konfigurasi resonansi paralel.
Menganalisis peran masing-masing komponen dalam menghasilkan osilasi.
Mempelajari penggunaan kristal sebagai pengontrol frekuensi tetap.
Menggunakan software Proteus untuk melakukan simulasi rangkaian osilator.
Mengamati bentuk gelombang hasil osilasi pada osiloskop virtual.
Software Proteus 8 (untuk simulasi rangkaian)
Transistor NPN tipe 2N1711
Kristal kuarsa (X1)
Resistor R1, R2, R3 (nilai disesuaikan dengan konfigurasi bias)
Kapasitor C1, C2, dan C3
Induktor L1 (RFC – Radio Frequency Choke)
Sumber tegangan DC (Vcc)
Ground
Osiloskop virtual (alat ukur bentuk gelombang)
Osilator adalah rangkaian yang dapat menghasilkan sinyal AC secara kontinu tanpa sinyal input eksternal. Kunci dari osilator adalah adanya penguatan aktif dan umpan balik positif. Dalam konfigurasi ini, transistor berfungsi sebagai penguat aktif, dan sinyal output sebagian dikembalikan ke input melalui jalur umpan balik, sehingga terjadi penguatan berulang yang memunculkan osilasi.
Jenis osilator yang digunakan dalam percobaan ini adalah osilator kristal yang menggunakan kristal kuarsa sebagai elemen frekuensi. Kristal kuarsa bersifat piezoelektrik, yang artinya dapat bergetar secara mekanik saat diberi tegangan listrik. Getaran ini terjadi pada frekuensi tertentu, yaitu frekuensi resonansi alami kristal. Dalam mode resonansi paralel, kristal bersifat seperti induktor dan memiliki impedansi maksimum pada frekuensi resonansinya, sehingga tegangan yang berkembang pada titik tersebut sangat tinggi dan stabil.
Rangkaian Gambar 14.34 merupakan modifikasi dari osilator Colpitts. Dalam osilator ini, dua kapasitor (C2 dan C3) digunakan untuk membentuk pembagi tegangan kapasitif dari kolektor ke emitor, sedangkan kristal dihubungkan ke titik tengah kapasitor untuk menentukan frekuensi osilasi. Induktor L1 atau RFC (Radio Frequency Choke) digunakan untuk memblokir sinyal frekuensi tinggi kembali ke catu daya. Dengan konfigurasi ini, osilasi terjadi hanya jika kondisi fase dan penguatan terpenuhi, yaitu sesuai dengan kriteria Barkhausen.
a) Prosedur [Kembali]
Buka software Proteus dan buat proyek simulasi baru.
Tempatkan komponen-komponen: transistor, resistor, kapasitor, induktor, dan kristal.
Rakit semua komponen mengikuti rangkaian Gambar 14.34 dari buku referensi.
Hubungkan catu daya DC (Vcc) dan ground pada titik-titik yang sesuai.
Tambahkan osiloskop pada kolektor transistor untuk melihat output.
Jalankan simulasi dan amati bentuk gelombang yang dihasilkan.
b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]
Rangakaian simulasi
Comments
Post a Comment