Osilator di bidang elektronika sering kali disebut dengan rangkaian elektronika yang bersumber dari elemen aktif dan pasif. Fungsi rangkaian ini yaitu untuk menciptakan getaran atau gelombang sinusoidal, jenis gelombang gigi gergaji, serta gelombang kotak.
Rangkaian ini juga bisa mengubah jenis arus listrik dari searah menjadi arus bolak-balik. Cara kerjanya dengan cara memberikan tegangan luar tanpa perlu memakai sinyal dari luar. Jenis arus listrik yang dihaislkan umumnya berbentuk getaran atau gelombang.
Pada artikel kali ini akan dibahas mengenai fungsi, jenis, hingga cara kerjanya. Supaya lebih paham, simak pembahasan berikut hingga tuntas!
Mengenal Osilator
Osilator adalah sebuah rangkaian elektronika yang menghasilkan sinyal listrik atau getaran secara periodik dengan amplitudo konstan. Bentuk gelombang sinyal yang dihasilka yaitu gelombang sinus (sinusoide wave), gelombang gigi gergaji (saw tooth wave), serta gelombang kotak (square wave).
Pada dasarnya, sinyal arus DC (searah) dari power supply dikonversi oleh rangkaian ini menjadi sinyal arus AC (bolak-balik) yang kemudian menghasilkan sinyal listrik secara periodik dengan amplitudo yang konstan.
Ketiga istilah ini, yaitu frekuensi, amplitudo, dan periodik sangat berhubungan erat dengan rangkaian osilator.
- Frekuensi yaitu jumlah getaran yang dihasilkan dalam 1 detik yang dinyatakan menggunakan satuan Hertz.
- Amplitudo yaitu simpangan terjauh dari titik keseimbangan pada suatu getaran.
- Periodik yaitu waktu yang diperlukan untuk menempuh 1 kali getaran atau siklus gelombang bolak-balik yang biasanya dinyatakan dalam satuan sekon.
Adapun contoh implementasi osilator dalam kehidupan sehari-hari yaitu pada pemancar tv, pemancar radio, jam, dan konsol video.
Prinsip kerjanya yaitu dengan membuat arus searah menjadi arus bolak-balik dengan memakai komponen aktif, sehingga sinyal input bisa dikonversi ke sinyal yang bentuknya berbeda.
Fungsi dari Osilator
Fungsi rangkaian ini yaitu sebagai pembangkit gelombang, yang mana output yang dihasilkan ini bisa dibangkitkan menggunakan sebuah rangkaian. Fungsi lainnya yaitu saat sebuah gelombang pembawa digeser frekuensinya menuju frekuensi yang lain.
Adapu syarat utama sebuah osilator yaitu penstabilan, maksudnya frekuensi tidak boleh gampang berubah. Namun, dala prakteknya justru lebih memerlukan rangakain ini yang frekuensinya mudah berubah-ubah secara variabel.
Pada dua kondisi ini terkesan saling bertentangan, yang mana arti stabil di sini yaitu frekuensi harus tetap dan tidak boleh berubah. Namun, di sisi lain, frekuensi harus bisa dengan mudah diubah-ubah.
Cara Kerja Osilator
Umumnya, rangkaian osilator dipakai untuk peralatan yang membutuhkan jenis arus listrik dalam tingkat kekuatan tertentu. Hal ini bertujuan agar alat bisa bekerja secara maksimal serta sesuai dengan kebutuhan pengguna.
Secara lebih detail, rangkaian ini umumnya memiiki dua buah komponen yang berhubungan. Komponen pertama yaitu amplifier atau biasa disebut dengan penguat. Komponen kedua yaitu feedback atau biasa disebut umpan balik. Berikut penjelasan dua komponen tersebut:
- Amplifier, yang mana komponen ini memiliki fungsi sebagai penguat daya. Dengan adanya amplifier, pemakaian rangkaian osilator bisa berfungsi secara maksimal.
- Feedback, yang mana berfungsi sebagai komponen penguat umpan, baik umpan positif ataupun negatif. Komponen ini juga berfungsi supaya output yang dihasilkan tetap terjaga kekuatannya.
Dari kedua komponen tersebut mempunyai peran dan fungsi yang sama-sama penting, yaitu bertujuan supaya bisa menghasilkan output arus listrik dengan baik.
Pada dasarnya, prinsip kerja rangkaian ini tergantung pada umpan balik positif yang ada di dalam rangkaian. Saat suatu sinyal dihasilkan di output osilator maka sinyal tersebut akan dikirim kembali menuju input dengan atau tanpa perubahan.
Sinyal ini nantinya diperkuat serta akan meneruskan siklusnya, yaitu menghasilkan sinyal berulang yang dikehendaki. Konsep dasar dari prinsip kerjanya yaitu umpan balik positif serta fase yang sesuai.
Umpan balik positif akan memungkinkan bahwa sinyal yang dihasilkan bisa terus diperkuat serta diulang. Sedangkan fase yang sesuai akan memastikan supaya sinyal yang dihasilkan ada di dalam fase yang tepat sesuai sinyal input.
Jenis-Jenis Osilator
Secara umum, osilator terbagi menjadi dua, yakni osilator harmonik dan osilator relaksasi. Jenis rangkaian ini dipakai dalam elektronika dan pastinya masing-masing memiliki karakteristik serta pengaplikasian yang berbeda. Berikut penjelasan lengkapnya.
1. Osilator Harmonik
Jenis ini juga biasa disebut dengan osilator linear yang menghasilkan gelombang berbentuk sinusoida. Bentuk dasarnya terdri atas sebuah filter dan sebuah penguat yang membentuk umpan balik positif dan menentukan frekuensi output.
Prinsipnya dimulai dari adanya noise ketika power pertama kali dinyalakan. Noise ini lalu masuk kembali menju input penguat dengan filter tertentu.
Karena hal tersebut terjadi berulang-ulang, maka sinyal noise semakin besar dan membentuk periode tertentu berdasarkan jaringan filter yang dipasang. Periode ini yang nantinya menjadi nilai frekuensi pada sebuah rangkaian osilator.
Osilator harmonik memiliki beberapa jenis, diantaranya yaitu:
- Osilator Amstrong yang mana nama ini diambil dari nama penemunya, yakni Edwin Amstrong. Jenis ini terdiri dari sebuah umpan balik rangkaian LC dan sebuah penguat.
- Osilator Hartley yang termasuk dalam jenis osilator LC dan terbentuk dari dua induktpr yang disususn seri serta sebuah kapasitor tunggal. Kelebihannya yaitu mudah dalam mengatur nillai frekuensi dengan cara menempatkan kapsitor variabel di komponen kapasitornya.
- Osilator Colpits yang juga termasuk jenis osilator LC dan terbentuk dari dua kapasitor yang disusun seri serta sebuah induktor tunggal. Kelebihannya yaitu mudah dalam mengatur nilai frekuensi dengan cara meletakkan induktor variabel di komponen induktornya.
- Osilator Clapp yang juga termasuk jenis osilator LC dan terbentuk dari riga kapasitor serta satu induktor. Konfigurasinya sama dengan osilator colpits, tapi terdapat penambahan kapasitor yang disusun seri bersama induktor.
- Osilator Pergeseran Fasa yang masuk dalam jenis osilator RC. Di dalamnya terdapat sebuah pembalik fasa yang dibentuk dari tiga buah rangkaian RC.
- Osilator Kristal yang rangkaiannya tidak memakai LC ataupun RC, tetapi menggunakan sebuah kristal kwarsa. Jenis ini banyak digunakan dalam rangkaian digital, karena memiliki bentuk yang sederhana serta frekuensi yang stabil.
- Osilator Jembatan Wien yang masuk dalam jenis osilator RC. Nama lainnya yaitu “Twin-T” karena memakai dua “T” sirkuit TC yang beroperasi secara paralel. Satu rangkaian merupakan RCR “T” yang berperan sebagai filter low-pass. Satu rangkaian lagi merupakan CRC “T” yang berperan sebagai penyaring bernilai tinggi. Keduanya membentuk jembatan yang dibuat pada frekuensi yang diinginkan.
2. Osilator Relaksasi
Jenis ini memanfaatkan prinsip saklar dengan terus-menerus pada periode tertentu yang menentukan frekuensi output. Jenis ini juga menghasilkan berbagai bentuk gelombang non sinus, yakni gelombang segitiga, gelombang kotak, gelombang pulsa, dan gelombang gigi gergaji.
Osilator relakssasi sederhana yaitu sebuah multvibrator yang prinsipnya mensaklar tegangan suply menggunakan sebuah komponen transistor atau FET.
Dari beberapa aplikasi elektronika, osilator merupakan elemen kunci untuk menghasilkan sinyal osilasi atau gelombang referensi yang stabil. Mulai dari perangkat sederhana sampai perangkat yang kompleks, pemakaian rangkaian ini cukup beragam dan membantu berbagai aspek teknologi modern.
