Transcript Pertemuan 9 OSCILLATOR Matakuliah : H0072/Elektronika Terpadu

Matakuliah
Tahun
Versi
: H0072/Elektronika Terpadu
: 2006
:1
Pertemuan 9
OSCILLATOR
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
• Menerapkan cara membangkitkan
gelombang menggunakan OP-AMP.
2
Outline Materi
•
•
•
•
•
Phase Shift Oscillator.
Wien Bridge Oscillator.
Collpits Oscillator.
Hartley Oscillator.
Crystal Oscillator.
3
Prinsip Dasar Osilasi
Vi
+
_
+
V0
Frequency
selective network

Closed loop transfer function :
A f (s) 
A(s)
1  A(s)(s)
Loop gain feedback circuit :
T(s) = A(s).(s)
4
• Syarat terjadi osilasi :
• 1. Total pergeseran fasa ( phase shift )
melalui amplifier dan feedback network
besarnya N x 360o dengan N = 0,1,2,……
• 2. Besar dari loop gain harus sama
dengan 1 ( T(s) = -1 ). Kondisi ini disebut
Barkhausen Criterion.
5
Phase Shift Oscillator
• Rangkaian terdiri dari penguat A3 dan filter
RC 3 tingkat. Voltage follower untuk
menghilangkan efek pem-bebanan
diantara tingkat filter RC.
-
-
A
+ 1
Vi
C
R
+
V1 C
A2
R2
V3
V2 C
R
+
A3
V0
R
6
Phase Shift Oscillator
• Fungsi alih feedback :
V3
 sRC 
(s) 


Vi
1

sRC


3
• Amplifier gain :
As 
V0 R 2

V3
R
• Loop Gain :
R  sRC 
T (s)  A(s)(s)  2 

R  1  sRC 
3
7
Phase Shift Oscillator
• Syarat osilasi T(s=j) = -1 :


1
1  3 R C  0  0 
RC 3
2
0
2
2
• Frekuensi osilasi :
1
f0 
2RC 3
• Nilai o dimasukkan dalam persamaan T(s) :
R2  1 
T ( s)  
 
R 8
• T(s) = -1 jika R2/R = 1/8
8
Wien Bridge Oscillator
R2
R1
V0
Vi
C
C
R
Zs
R
Zp
Zp 
R
1  sRC
Zs 
1  sRC
sC

 Z p


Z Z 
s 
 p

R 2 

1


T ( s)   1 
  3  sRC  1/ sRC 
R

1 


R
T ( s)   1  2
R1

9
Wien Bridge Oscillator
• Karena T(s) real , maka bagian imajiner
persamaan diatas harus sama dengan nol:
joRC 
0  RC
1
0
joRC
1
f0 
2 RC
• Dengan nilai o = RC dan syarat osilasi,
persamaan T(s) menjadi :

R 2  1 

 
1  1
R 1  3 

R2
2
R1
10
Colpitts Oscillator
Frekuensi resonansi :
fo 
MOSFET
R
C2
C1
1
 CC 
2 L 1 2 
 C1  C2 
Syarat osilasi :
L
C2
 gmR
C1
• Rangkaian paralel LC resonan digunakan
untuk menentukan frekuensi osilator.
Feedback
diberikan
oleh
pembagi
tegangan diantara C1 dan C2. Tahanan R
dan Mosfet memberikan gain yang
11
diperlukan pada resonansi.
Hartley Oscillator
1
fo 
2 L1  L2 C
R
L2
L1
C
12
Crystal Oscillator
• Kristal piezoelectric seperti QUARTZ
menunjukkan
karakteristik
resonansi
elektromekanik sebagai respons terhadap
tegangan yang diberikan.
L
Cs
Cp
R
simbol
EKIVALEN
KRISTAL
13
Crystal Oscillator


 s2  1

 1 
LC s


Z ( s)  

 sC 
C

C
p
s
2
p

 s 


LC s C p 

• Kristal mempunyai 2 frekuensi yang
sangat berdekatan fs dan fp. Diantara 2
frekuensi ini, reaktansi kristal bersifat
induktif
sehingga
kristal
dapat
menggantikan induktor pada osilator
Colpitts dan dinamakan osilator PIERCE.
14
PIERCE OSCILLATOR
MOSFET
R
C2
C1
15