Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya

Osilator adalah konstruksi mekanik atau elektronik yang menghasilkan osilasi tergantung pada beberapa variabel inputan. Kita semua memiliki perangkat yang membutuhkan osilator seperti jam tradisional atau jam tangan. 

Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya

Berbagai jenis detektor logam, komputer di mana mikrokontroler dan mikroprosesor yang menggunakan osilator, terutama osilator elektronik yang menghasilkan sinyal periodik. 

Osilator Colpitts ditemukan oleh insinyur Amerika Edwin H. Colpitts pada tahun 1918. Osilator Colpitts bekerja dengan kombinasi induktor dan kapasitor dengan membentuk filter LC, untuk mengetahui lebih lengkap mengetahui osilator kristal silahkan baca Penjelasan Osilator Kristal Kuarsa

Sama seperti osilator lainnya Osilator Colpitts terdiri dari perangkat gain, dan output dihubungkan dengan loop umpan balik rangkaian LC. Osilator Colpitts adalah osilator linier yang menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal.

Rangkaian Osilator Colpitts

Perangkat osilasi utama dalam osilator Colpitts dibuat menggunakan rangkaian tangki. Rangkaian tangki terdiri dari tiga komponen - induktor dan dua kapasitor. 

Dua kapasitor dihubungkan secara seri, dan kapasitor ini selanjutnya dihubungkan secara paralel dengan induktor.

Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya

Pada gambar di atas, tiga komponen rangkaian tangki ditunjukkan dengan koneksi yang benar. Prosesnya dimulai dengan pengisian dua kapasitor C1 dan C2. Kemudian di dalam rangkaian tangki, kedua kapasitor seri ini dibuang ke induktor paralel L1 dan energi yang tersimpan dalam kapasitor ditransfer ke induktor. 

Karena kapasitor terhubung secara paralel, induktor sekarang dikosongkan oleh dua kapasitor dan kapasitor mulai diisi lagi. Pengisian dan pengosongan ini di kedua komponen berlanjut dan dengan demikian memberikan sinyal osilasi di atasnya.

Osilasi sangat tergantung pada kapasitor dan nilai induktor. Rumus di bawah ini adalah untuk menentukan frekuensi osilasi:

F = 1/2LC

di mana F adalah frekuensi dan L adalah Induktor, C adalah kapasitansi ekivalen total.

Kapasitansi ekivalen dari kedua kapasitor dapat ditentukan dengan menggunakan

C = (C1 x C2) / (C1 + C2)

Selama fase osilasi di rangkaian tangki, beberapa kehilangan energi terjadi. Untuk mengkompensasi energi yang hilang ini dan untuk mempertahankan osilasi di dalam rangkaian tangki, diperlukan perangkat penguatan. 

Ada berbagai jenis perangkat penguatan yang digunakan untuk mengkompensasi hilangnya energi di dalam rangkaian tangki. Perangkat gain yang paling umum adalah transistor dan penguat operasional.

Jenis jenis Osilator Colpitts

Osilator Colpitts Berbasis Transistor

Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya
Pada gambar di atas, Osilator Colpitts berbasis Transistor ditunjukkan di mana perangkat gain utama dari osilator adalah transistor NPN T1.

Dalam rangkaian, resistor R1 dan R2 diperlukan untuk tegangan dasar. Kedua resistor ini digunakan untuk membuat pembagi tegangan melintasi basis Transistor T1, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai transistor silahkan baca Apa itu Transistor? Jenis Transistor dan Cara Kerjanya

Resistor R3 digunakan sebagai resistor emitor. Resistor ini sangat berguna untuk menstabilkan perangkat gain selama drift termal. Kapasitor C3 digunakan sebagai kapasitor bypass emitor yang dihubungkan secara paralel dengan resistor R3. 

Jika kita melepas kapasitor C3 ini, sinyal AC yang diperkuat akan dibuang melintasi resistor R3 dan menghasilkan penguatan yang buruk. Jadi, kapasitor C3 disediakan jalur yang mudah untuk sinyal yang diperkuat. Umpan balik dari rangkaian tangki selanjutnya dihubungkan menggunakan C4 ke basis transistor T1.

Osilasi rangkaian osilator Colpitts berbasis transistor tergantung pada pergeseran fasa. Ini dikenal sebagai kriteria barkhausen untuk osilator. 

Sesuai dengan Kriteria Barkhausen, penguatan loop harus sedikit lebih besar dari kesatuan dan pergeseran fasa di sekitar loop harus 360 derajat atau 0 derajat. 

Jadi, selama kasus ini, untuk memberikan osilasi di seluruh output, rangkaian total membutuhkan pergeseran fasa 0 derajat atau 360 derajat. 

Konfigurasi transistor sebagai emitor umum memberikan pergeseran fasa 180 derajat sedangkan rangkaian tangki juga memberikan kontribusi tambahan pergeseran fasa 180 derajat. 

Dengan menggabungkan pergeseran dua fase ini, rangkaian total mencapai pergeseran fase 360 derajat yang bertanggung jawab atas osilasi.

Umpan balik dapat dikontrol menggunakan dua kapasitor C1 dan C2. Kedua kapasitor ini dihubungkan secara seri dan sambungan selanjutnya dihubungkan dengan ground suplai. Tegangan melintasi C1 jauh lebih besar daripada tegangan melintasi C2. 

Dengan mengubah kedua nilai kapasitor tersebut, kita dapat mengontrol tegangan umpan balik yang selanjutnya diumpankan kembali ke rangkaian tangki. 

Penentuan tegangan umpan balik adalah bagian penting dari rangkaian karena jumlah tegangan umpan balik yang rendah tidak akan mengaktifkan osilasi sedangkan jumlah tegangan umpan balik yang tinggi akan berakhir dengan menghancurkan gelombang sinus keluaran dan menyebabkan distorsi.

Osilator Colpitts dapat disetel dengan mengubah nilai induktansi dan kapasitansi. Ada dua cara untuk membuat osilator Colpitts bekerja dalam konfigurasi penyetelan variabel.

Cara pertama adalah mengubah induktor sebagai induktor variabel dan cara lainnya adalah mengubah kapasitor sebagai kapasitor variabel. 

Pada opsi kedua, karena tegangan umpan balik sangat bergantung pada rasio C1 dan C2, disarankan untuk menggunakan geng sederhana. Sehingga ketika terjadi variasi pada salah satu kapasitor maka kapasitor yang lain juga merubah kapasitansinya sesuai dengan itu.

Osilator Colpitts Berbasis Op-Amp

Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya

Pada gambar di atas rangkaian osilator Colpitts berbasis op-amp ditampilkan. Penguat operasional dalam mode konfigurasi pembalik. 

Resistor R1 dan R2 digunakan karena memberikan umpan balik yang diperlukan ke penguat operasional. Rangkaian tangki dihubungkan dengan induktor tunggal secara paralel dengan dua kapasitor seri. Input dari penguat operasional terhubung ke umpan balik dari rangkaian tangki.

Cara kerjanya sama seperti yang dibahas pada rangkaian osilator Colpitts berbasis transistor di atas. Selama startup, op-amp memperkuat sinyal noise yang bertanggung jawab untuk mengisi dua kapasitor. Gain Osilator Colpitts berbasis Op-amp lebih tinggi daripada Osilator Colpitts berbasis Transistor.

Perbedaan antara Osilator Colpitts dan Osilator Hartley

Osilator Colpitts sangat mirip dengan osilator Hartley tetapi ada perbedaan dalam konstruksi antara keduanya. 

Meskipun dua rangkaian osilator ini terdiri dari tiga komponen sebagai rangkaian tangki tetapi osilator Colpitts menggunakan induktor tunggal yang diparalel dengan dua kapasitor secara seri sedangkan osilator Hartley menggunakan kebalikannya, satu kapasitor tunggal secara paralel dengan dua induktor secara seri. 

Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya

Osilator Colpitts berkinerja lebih stabil dalam operasi frekuensi tinggi daripada Osilator Hartley.

Osilator Colpitts adalah pilihan yang sangat baik dalam operasi frekuensi tinggi. Hal ini dapat menghasilkan frekuensi output dalam rentang Megahertz serta dalam kisaran Kilohertz.

Penerapan Rangkaian Osilator Colpitts

  1. Karena kesulitan dalam variasi induktor dan kapasitor yang mulus, osilator Colpitts terutama digunakan untuk pembangkitan frekuensi tetap.
  2. Penggunaan utama osilator Colpitts adalah pada perangkat komunikasi bergerak atau perangkat komunikasi yang dikendalikan frekuensi radio lainnya.
  3. Dalam osilasi frekuensi tinggi, osilator Colpitts adalah pilihan yang sangat baik. Jadi perangkat berbasis osilator frekuensi tinggi menggunakan Colpitts Oscillator.
  4. Dalam beberapa aplikasi di mana osilasi kontinu dan tidak teredam diperlukan selain stabilitas termal, digunakan Osilator Colpitts.
  5. Untuk aplikasi yang membutuhkan rentang frekuensi yang luas dengan induksi kebisingan yang minimal.
  6. Banyak jenis sensor berbasis SAW menggunakan osilator Colpitts
  7. Berbagai jenis detektor logam menggunakan osilator Colpitts.
  8. Pemancar frekuensi radio terkait modulasi frekuensi menggunakan osilator Colpitts.
  9. Ini memiliki aplikasi besar dalam produk kelas militer dan komersial.
  10. Dalam aplikasi gelombang mikro, rangkaian kacau terkait penutupan sinyal juga diperlukan osilator Colpitts dalam rentang frekuensi yang berbeda.

0 Response to "Osilator Colpitts Penjelasan secara lengkap Serta Jenis jenisnya"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel