Osilator serta jenis-jenisnya

Osilator (oscillator) merupakan rangkaian elektronik untuk menghasilkan getaran alias guncangan-guncangan listips.
Osilator menghasilkan getaran alias guncangan berupa gelombang listips dengan amplitudo yang konstan, tak surut.  Gelombang listips ini berbentuk sinyal ac sinus (sinusoidal wave).
Pada dasarnya suatu  osilator merupakan penguat (amplifier) dengan umpan balik positif (positive feedback) yang kuat.  Umpan balik positif inilah yang menyebabkan adanya kontinuitas getaran listips yang dihasilkan oleh osilator.
Osilator tak sedikit diterapkan di dalam beberapa perangkat elektronik semacam penerima radio, pemancar radio, perekam pita magnetik, synthesizer alat musik serta lain-lain.
Sebuah rangkaian osilator memiliki tiga tahap yang membentuknya, yaitu :
  • ©      Penguat
  • ©      Penentu frekwensi
  • ©      Sirkit umpan balik.

Penguat (amplifier), dalah transistor alias tabung vakum yang dirangkai sebagai suatu  penguat sinyal (signal-amplifier).
Penentu frekwensi, merupakan L (lilitan alias kumparan) serta C (kondensator) yang dirangkai dengan cara berjajar (paralel) ataupun berderet (seri) di dalam osilator yang menghasilkan resonansi pada frekwensi tertentu. Mengenai sirkit L serta C dengan frekwensi resonansinya dapat diikuti dalam :
Frekwensi Resonansi Sirkit L - C .

Ada kalanya penentu frekwensi merupakan berupa rangkaian R (resistor) serta C (kondensator), semacam di dalam osilator geseran fasa.
Sirkit umpan balik, merupakan rangkaian yang mengumpan balikkan sinyal keluaran (dari kolektor) ke jalan masukan (basis alias emitor). Bakal namun syarat pengumpan balikkan ini merupakan fasa sinyalnya wajib sama. Sebab antara sinyal pada basis alias emitor dengan sinyal yang timbul di kolektor berlawanan fasa 180º, maka diperbuatlah pembalikkan fasa terlebih dahulu.
Dalam osilator yang menerapkan sirkit L-C pembalikkan fasa sinyal diperbuat oleh gulungan pada L yang dibangun tak sama arah gulungannya antara gulungan primer dari kolektor dengan gulungan sekunder untuk umpan balik ke basis alias emitor.

Jenis-jenis osilator


Ada beberapa tipe osilator yang dapat dikenali dari pola pengumpan-balikannya serta pola sirkit tala-nya, di antaranya merupakan :






Osilator Armstrong

Adalah osilator yang mengumpan balikkan sinyal keluaran (kolektor) dengan kopling induksi terhadap jalan masukan (basis) yang ternala.  Sebabnya dalam penerapan rangkaian bertransistor osilator tipe ini dikenal juga dengan nama : osilator dengan basis ternala (tuned base oscillator).
Pada foto (a) tampak rangkaian osilator armstrong dengan transistor.  Tersedia trafo yang terbentuk dari gulungan L1 serta L2.  Sinyal keluaran di kolektor diinduksikan oleh L1 terhadap L2 yang terhubung ke basis. L2 bersama dengan C3 membentuk sirkit tala yang menentukan frekwensi osilator.  Untuk memperoleh frekwensi yang dapat diubah-ubah maka C3 ini dapat dibangun variabel (berbentuk varco).
Kondensator C1 menyekat tegangan DC supaya tak masuk/terhubung ke L1, serta C2 menyekat tegangan DC supaya tak masuk ke L2.
Dalam perkembangannya, sirkit tala pada osilator Armstrong tak hanya diletakkan pada basis, bakal namun ada kalanya diletakkan pada emitor sebagaimana diperlihatkan pada foto (b).

Osilator Colpitts

Adalah osilator dengan pengumpan-balikkan sinyal keluaran terhadap jalan masukan melewati pembagi tegangan dengan cara kapasitansi.
Pada foto (c) tampak rangkaian osilator Cilpitts dengan transistor.  Perhatikanlah bahwa C3 serta C4 membentuk pembagi tegangan bagi frekwensi yang ternala.
Sinyal keluaran yang diumpan balikkan ke basis sesungguhnya adalah sinyal dengan level yang tersedia pada C4 (bukan yang tersedia pada L1 dengan cara keseluruhan).  Perbandingan kapasitas C3 dengan C4 menentukan hal pengumpan-balikkan.
Frekwensi osilator ditentukan oleh sirkit tala L1, C3 serta C4.  Untuk memperoleh frekwensi yang dapat diubah-ubah maka C4 dapat dibangun variabel, alias C3 yang dibangun variabel, alias keduanya dibangun variabel.
Pada foto (d) di atas menunjukan bentuk lain osilator Colpitts.  Umpan balik diperbuat dari kolektor ke emitor melewati pembagi tegangan dengan cara kapasitansi C3 serta C4.   Jalan masukan basis diground-kan bagi sinyal ac. Sirkit tala L1, C3 serta C4 menentukan frekwensi osilator.

Osilator Hartley

Adalah osilator yang menerapkan pengumpan balikkan sinyal keluaran terhadap jalan masukan melewati pembagi tegangan dengan cara induktansi.
Pada foto (e) tampak rangkaian osilator Hartley dengan transistor.  Sinyal keluaran yang diumpan balikkan ke basis adalah sinyal dengan level yang berada pada gulungan antara c serta b (bukan yang tersedia pada L1 dengan cara keseluruhan).  Perbandingan gulungan dari a ke b dengan gulungan dari b ke c menentukan hal pengumpan-balikkan.
Frekwensi osilator ditentukan oleh sirkit tala L1 serta C4. Untuk memperoleh frekwensi yang dapat diubah-ubah maka C4 dapat dibangun variabel.
Pada foto (f) tampak bentuk lain konfigurasi osilator Hartley.  Sinyal yang diumpan balikkan adalah sinyal yang tersedia pada gulungan antara a serta b. L1 serta C4 adalah sirkit tala yang menentukan frekwensi osilator.  Sinyal keluaran diambil langsung dari kolektor dengan penyadapan C2.

Osilator Armstrong, osilator Colpitts serta osilator Hartley adalah tiga tipe mutlak osilator sinus yang menerapkan L serta C sebagai resonatornya.  Di samping ketiga tipe osilator itu tetap ada berbagai tipe osilator sinus yang lainnya, di antaranya adalah :





Osilator Pierce

Osilator ini sebetulnya ekivalen dengan osilator Colpitts, hanya saja ia tak menerapkan sirkit tala L serta C, bakal namun menerapkan kristal kwarsa sebagai resonatornya (penentu frekwensinya).
Pada foto (g) tampak rangkaian osilator pierce.   C3 serta C4 adalah pembagi tegangan dengan cara kapasitansi.  Basis transistor di-groundkan bagi sinyal-sinyal ac.  Umpan balik diperbuat melewati akses emitor.  Frekwensi osilator ditentukan oleh frekwensi osilasi dari kristal kwarsa (X-tal).
Pada osilator yang menerapkan kristal kwarsa, frekwensi osilator adalah masih (tidak dapat diubah-ubah). Kalaupun C5 (umpama) dibangun variabel, perubahan frekwensi yang terjadi benar-benar kecil jadi tak jarangkali diabaikan.

Osilator Clapp

Osilator ini adalah bentuk pengembangan dari osilator Colpitts, hanya saja sirkit tala yang menentukan frekwensi kerjanya menerapkan L serta C dengan cara berderet (seri).
Perhatikan foto (h) di atas.
Pada osilator Clapp ada tambahan C3 yang berderet (seri) dengan L1. L1 bersama dengan C3 menjadi sirkit tala yang menentukan frekwensi osilator.  Jika frekwensi hendak dibangun variabel, maka C3 dibangun variabel dalam bentuk varco.
Dalam rangkaian semacam ini C1 serta C2 dengan cara praktis tak ikut menentukan frekwensi osilator sebab pengaruhnya hanya kecil saja terhadap L1.
Jadi, C1 serta C2 lebih berperan sebagai pembagi tegangan saja.

Osilator Geseran Fasa

Osilator geseran fasa (Phase Shift Oscillator) tak jarang diistilahkan dengan osilator R-C.  Dikatakan sebagai osilator R-C sebab dibangun dengan komponen-komponen R (resistor) serta C (kondensator) serta tak menerapkan sirkit tala L serta C.  Frekwensi osilator ditentukan oleh besaran-besaran R serta C di dalam sirkit umpan baliknya.
Osilator geseran fasa umumnya diterapkan untuk menghasilkan frekwensi audio serta jarang sekali diterapkan untuk frekwensi radio.  Ia mekegunaaankan efek bergesernya fasa tegangan pada setiap bagian rangkaian R serta C.
Perhatikan foto (i) di atas.
Supaya terselenggara umpan balik positif, fasa tegangan sinyal yang ada di kolektor wajib diputar terlebih dahulu sebesar 180º barulah kemudian diumpankan terhadap jalan masukan (basis). Faktor itu diperbuat sebab sebagaimana diketahui bahwa fasa sinyal pada kolektor rutin berlawanan dengan fasa sinyal pada basis.
Pemutaran/penggeseran fasa diperbuat oleh tiga bagian yang masing-masing bagiannya bakal memutar fasa sebesar 60º. Penggeser fasa pertama adalah untaian C1 serta R1, yang kedua adalah C2 serta R2, serta yang ketiga adalah C3 serta R3. Dengan demikian terjadi 3 kali penggeseran fasa sebesar 60º, maka dengan cara keseluruhan menjadi 180º.