Secara umum osilator adalah suatu alat elektronik yang digunakan untuk mengubah energi DC menjadi energi AC dengan frekuensi tinggi dimana frekuensinya berkisar antara Hz sampai beberapa MHz. Osilator tidak memerlukan sumber sinyal eksternal, seperti amplifier. Umumnya, osilator tersedia dalam dua jenis sinusoidal & non-sinusoidal. Osilasi yang dihasilkan oleh osilator sinusoidal adalah gelombang sinus yang terbentuk pada frekuensi & amplitudo yang stabil sedangkan osilasi yang dihasilkan oleh non-sinusoidal adalah bentuk gelombang kompleks seperti segitiga, gelombang persegi, dan gigi gergaji. Maka artikel ini membahas tentang gambaran transistor sebagai osilator atau osilator transistor - bekerja dengan aplikasi.
Definisi Osilator Transistor
Ketika transistor bertindak sebagai osilator dengan umpan balik positif yang tepat maka itu dikenal sebagai osilator transistor. Osilator ini menghasilkan osilasi tak teredam terus menerus untuk frekuensi yang diinginkan jika tangki & sirkuit umpan balik terhubung dengan benar.
Diagram Sirkuit Osilator Transistor
Diagram rangkaian osilator transistor ditunjukkan di bawah ini. Dengan menggunakan rangkaian ini, secara sederhana kita dapat menjelaskan bagaimana memanfaatkan transistor sebagai osilator. Rangkaian ini dipisahkan menjadi tiga bagian seperti berikut ini.
Sirkuit Tangki
Rangkaian tangki menghasilkan osilasi yang diubah dengan transistor & menghasilkan output yang diperkuat di dalam sisi kolektor.
Sirkuit Penguat
Sirkuit ini digunakan untuk memperkuat osilasi sinusoidal kecil yang tersedia dalam rangkaian basis-emitor & output diproduksi dalam bentuk yang diperkuat.
Sirkuit Umpan Balik
Rangkaian umpan balik adalah bagian yang sangat penting dalam rangkaian ini karena, untuk penguat, memerlukan beberapa energi untuk memperkuat di rangkaian tangki. Jadi, energi rangkaian kolektor diumpankan kembali ke rangkaian basis menggunakan fenomena induksi bersama. Dengan menggunakan rangkaian ini, energi diumpankan kembali dari output ke input.
Cara Kerja Transistor sebagai Osilator
Pada rangkaian osilator transistor di atas, transistor digunakan sebagai rangkaian CE (common emitter) dimana emitor sama untuk terminal basis & kolektor. Antara terminal input emitor dan basis, sirkuit tangki terhubung. Dalam rangkaian tangki, induktor & kapasitor dihubungkan secara paralel untuk menghasilkan osilasi di dalam rangkaian.
Karena osilasi tegangan & muatan di dalam rangkaian tangki, aliran arus di terminal basis berfluktuasi, sehingga bias maju arus basis berubah secara berkala maka arus kolektor juga berubah secara berkala.
Osilasi LC bersifat sinusoidal sehingga arus basis dan kolektor secara sinusoidal bervariasi. Seperti yang ditunjukkan pada diagram, jika arus pada terminal kolektor berubah secara sinusoidal maka tegangan keluaran yang dicapai dapat ditulis secara sederhana sebagai Ic RL. Output ini dianggap sebagai output sinusoidal.
Setelah kita menggambar grafik antara waktu dan tegangan output maka kurva akan menjadi sinusoidal. Untuk mendapatkan osilasi terus-menerus dalam rangkaian tangki, kita memerlukan sejumlah energi. Tapi di sirkuit ini, tidak ada sumber dc atau baterai yang tersedia.
Jadi kami menghubungkan L1 & L2 induktor dalam rangkaian kolektor & basis menggunakan batang besi lunak. Jadi batang ini akan menghubungkan induktor L2 ke induktor L1 karena saling induksi, Sebagian energi di dalam rangkaian kolektor akan dihubungkan ke sisi dasar rangkaian. Dengan demikian, osilasi dalam rangkaian tangki dipertahankan & diperkuat terus menerus.
Kondisi Osilasi
Rangkaian osilator transistor harus mengikuti yang berikut:
- Pergeseran fase loop harus 0 & 360 derajat.
- Penguatan loop harus >1.
- Jika sinyal sinusoidal adalah keluaran yang disukai, maka penguatan loop > 1 akan dengan cepat menyebabkan output daya jenuh pada kedua puncak bentuk gelombang & menghasilkan distorsi yang tidak dapat diterima.
- Jika penguatan penguat >100, maka akan menyebabkan osilator membatasi kedua puncak bentuk gelombang. Untuk memenuhi kondisi di atas, rangkaian osilator harus mencakup beberapa jenis penguat, serta bagian dari outputnya, yang harus diumpankan kembali ke input. Untuk mengatasi kerugian dalam rangkaian input, kami menggunakan rangkaian umpan balik. Jika penguatan penguat <1, maka rangkaian osilator tidak akan berosilasi dan jika > 1, maka rangkaian akan berosilasi dan menghasilkan sinyal yang terdistorsi.
Jenis Osilator Transistor
Ada berbagai jenis osilator yang tersedia tetapi masing-masing osilator memiliki fungsi yang sama. Jadi mereka menghasilkan output tak teredam terus menerus. Tapi, mereka berubah dalam memasok energi ke rangkaian osilasi atau tangki untuk memenuhi rentang frekuensi serta kerugian di mana mereka digunakan.
Osilator transistor yang menggunakan rangkaian LC sebagai rangkaian osilasi atau tangkinya sangat populer untuk menghasilkan keluaran frekuensi tinggi. Berbagai jenis osilator transistor dibahas di bawah ini.
Osilator Hartley
Osilator Hartley adalah salah satu jenis osilator elektronik yang digunakan untuk menentukan frekuensi osilasi melalui rangkaian yang disetel. Fitur utama dari osilator ini adalah bahwa rangkaian yang disetel mencakup kapasitor tunggal yang dihubungkan secara paralel melalui dua induktor secara seri & sinyal umpan balik yang diperlukan untuk osilasi diperoleh dari koneksi pusat dua induktor. Osilator Hartley cocok untuk osilasi dalam rentang RF hingga 30MHz. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang osilator ini klik di sini – Osilator Hartley.
Osilator Kristal
Osilator kristal transistor berlaku di berbagai bidang elektronik serta radio. Osilator jenis ini memainkan peran kunci dalam menyediakan sinyal CLK murah untuk digunakan dalam logika atau rangkaian digital. Dalam contoh lain, osilator ini dapat digunakan untuk menyediakan sumber sinyal RF yang konstan dan tepat. Jadi osilator ini sering digunakan oleh amatir radio atau ham radio dalam sirkuit pemancar radio, di mana pun mereka bisa paling efektif. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang osilator ini klik di sini – osilator kristal.
Osilator Colpitt
Osilator Colpitts sangat berlawanan dengan Osilator Hartley kecuali induktor & kapasitor diganti satu sama lain dalam rangkaian tangki. Manfaat utama dari jenis osilator ini adalah bahwa dengan lebih sedikit induktansi timbal balik & mandiri dalam rangkaian tangki, stabilitas frekuensi osilator ditingkatkan. Osilator ini menghasilkan frekuensi yang sangat tinggi berdasarkan sinyal sinusoidal. Osilator ini memiliki stabilitas frekuensi tinggi dan mereka dapat menahan suhu rendah dan tinggi. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang osilator ini klik di sini – Osilator Colpitts
Osilator Jembatan Wien
Osilator jembatan Wien adalah osilator frekuensi audio yang sering digunakan karena fitur-fiturnya yang signifikan. Osilator jenis ini bebas dari fluktuasi serta suhu sekitar sirkuit. Manfaat utama osilator jenis ini adalah frekuensinya diubah dari rentang 10Hz ke 1MHz. Jadi rangkaian osilator ini memberikan stabilitas frekuensi yang baik. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang osilator ini klik di sini – Osilator jembatan Wien.
Osilator Pergeseran Fase
Osilator pergeseran fasa RC adalah salah satu jenis osilator di mana jaringan RC sederhana digunakan untuk menyediakan pergeseran fasa yang diperlukan ke arah sinyal umpan balik. Mirip dengan osilator Hartley & Colpitts, osilator ini menggunakan jaringan LC untuk memberikan umpan balik positif yang diperlukan. Osilator ini memiliki stabilitas frekuensi yang luar biasa dan menghasilkan gelombang sinus murni pada rentang beban yang luas. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang osilator ini klik di sini – Osilator pergeseran fasa RC
Rentang frekuensi osilator transistor yang berbeda adalah:
- jembatan wien (1Hz hingga 1MHz),
- osilator pergeseran fasa (1Hz hingga 10MHz),
- Osilator Hartley (10kHz hingga 100MHz),
- Colpitts (10kHz hingga 100MHz) &
- osilator resistansi negatif> 100MHz
Osilator Transistor menggunakan Rangkaian Resonansi
Osilator transistor yang menggunakan rangkaian resonansi termasuk induktor & kapasitor dalam rangkaian akan menghasilkan osilasi frekuensi. Jika sebuah induktor digandakan & kapasitor akan diubah menjadi 4C, maka frekuensinya diberikan oleh
Ekspresi frekuensi di atas digunakan untuk frekuensi osilasi LC dalam rangkaian LC seri. Setelah itu, mencari dua frekuensi seperti rasio f1 & f2, dan mengganti perubahan dalam nilai induktansi & kapasitansi, frekuensi 'f2' dapat ditemukan dalam bentuk 'f1'.
Rasio dua frekuensi (f1&f2)
Di sini 'L' digandakan & 'C' diubah menjadi 4C
Substitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan di atas, maka diperoleh
Jika kita menemukan frekuensi 'f2' dalam hal frekuensi 'f1' maka kita bisa mendapatkan persamaan berikut: 
Aplikasi
Itu aplikasi transistor sebagai osilator termasuk berikut ini.
- Osilator transistor digunakan untuk menghasilkan osilasi tak teredam konstan untuk frekuensi yang diinginkan jika rangkaian osilasi & umpan balik terhubung dengan benar ke sana.
- Osilator jembatan Wien sangat digunakan dalam pengujian audio, pengujian distorsi power amplifier, dan juga digunakan untuk eksitasi jembatan AC.
- Osilator Hartley digunakan dalam penerima radio.
- Osilator Colpitt digunakan untuk menghasilkan sinyal keluaran sinusoidal dengan frekuensi yang sangat tinggi.
- Ini banyak digunakan dalam instrumentasi, komputer, modem, sistem digital, kelautan, sistem loop fase-terkunci, sensor, drive disk & telekomunikasi.
Jadi, ini semua tentang sekilas tentang transistor osilator – jenis dan aplikasinya. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa fungsi osilator?
