Dan banyak pula kita gunakan penguat dari rangkaian Op-Amp yang diumpan balik ke masukan negatif, seperti pada gambar 6.
Umpan Balik
Jaringan RC Penguat Op-Amp
Gambar 6. Jaringan RC dan penguat Op-Amp
Pada gambar 6. Ri sebagai input resistor pada input inverting dari Op-Amp dan masih termasuk jaringan RC yang ke tiga. Bila faktor attenuasi
β, dari jaringan RC adalah 129, maka kita gunakan penguatan Av sebesar 29, sehingga amplitudo frekuensi
resonan dalam kondisi tetap. Kita bisa menentukan nilai resistor feedback Rf pada gambar 6. dengan persamaan:
Av
Ri Rf
=
Rf = 29 x 4700 = 136300 Ohm
Bisa kita gunakan Rf sebesar 150 Ohm atau yang lebih besar lagi.
1.2. Nilai Induktif L dan Kapasitor C
Rangkaian LC
Kebanyakan rangkaian osilator dirancang berdasarkan beberapa jenis rangkaian LC paralel. Frekuensi output merupakan frekuensi resonan dari kombinasi LC.
Pada gambar 2. dibawah ini merupakan rangkaian osilator LC yang terdiri dari sumber daya, komponen L dan C serta saklar S. Setelah kondensator jenuh, saklar S
dipindahkan ke induktor L, maka pada kondensator terjadi proses pengosongan muatan karena muatannya dialirkan melalui induktor L, gambar 2 b. Pada gambar 2
c, arus akan dikosongkan kembali berlawanan dengan arah jarum jam. Arus ini terbentuk karena hilangnya gaya-gaya magnet yang diubah menjadi arus induksi diri
berdasarkan asas Lenz.
Jadi antara tegangan v dan arus I akan berbentuk gelombang sinus. Setelah terjadi proses pengosongan, maka arus akan mengosongkan lagi searah jarum jam. Bila arus
yang mengalir secara bolak-balik ini diukur dengan teliti, maka amplitudonya semakin kecil, sehingga bila getaran ini digambarkan akan membentuk grafik sinus yang
menyurut, seperti terlihat pada gambar 2 d.
a Rangkaian LC paralel b Proses pengisian kapasitor
c Proses pengisian kapasitor d Penyusutan sinyal saat tidak arah
berlawanan ada
tambahan tegangan
Gambar 2. Proses Osilasi dalam rangkaian LC paralel Osilator LC digunakan pada frekuensi diantara 1 sampai di atas 500 MHz. Ada
beberapa contoh penggunaan osilator dari konfigurasi LC tersebut, antara lain osilator Hartley, osilator Colpitts, osilator Clapp serta osilator crystal. Namun untuk
pembahasan secara detail untuk osilator Colpitts akan kita terangkan pada sub bab 1.6.
Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas operasi dasar dari osilator LC. Persamaan rangkaian tank paralel seperti pada gambar 3. terdapat frekuensi
f
R
, disebut juga
frekuensi resonansi, dimana : X
L
= X
C
Frekuensi resonansi dapat dicari sebagai berikut : X
L
= 2
π
f L dan
fC XC
π
2 1
=
pada f
R
dimana X
L
= X
C
C f
L f
R R
π π
2 1
2 =
Persamaan diatas dapat diselesaikan f
R
: LC
f
R 2
2
2 1
π
= atau
LC f
R
π 2
1 =
Dimana f
R
dalam hertz, L dalam henry, C dalam farrad.
Dengan persamaan diatas kita dapat menghitung frekuensi resonan dengan tepat. Sebagai contoh pada tank paralel LC seperti pada gambar 3 a, yakni osilator
Colpitts, kita mengamati loop arus I yang mengalir pada C1 dan C2 yang dalam hubungan seri, sehingga menentukan nilai C dengan persamaan :
2 1
2 1
C C
C C
C +
=
Jika C1 dan C2 masing-masing 100pF, maka nilai C adalah 50 pF.
Gambar 3. Tank LC pada rangkaian osilator Contoh lain untuk perhitungan nilai C, seperti pada gambar 3b, adalah tank osilator
Clapp yang mempunyai arus sirkulasi I yang mengalir melalui tiga kapasitor dalam hubungan seri. Karena itu nilai ekivalen kapasitansi untuk digunakan dalam
persamaan frekuensi resonan adalah:
3 2
1
1 1
1 1
C C
C C
+ +
=
Misalnya jika C1 = 1000pF ; C2 = 5000pF ; dan C3 = 50 pF, maka kita bisa menentukan C osilator Clapp sebesar:
pF C
50 17
, 47
5000 106
1 50
1 5000
1 1000
1 1
≅ =
= +
+ =
Dalam osilator Clapp, C3 dibuat jauh lebih kecil dari C1 dan C2, karena kapasitor- kapasitor dalam hubungan seri berkenaan dengan arus sirkulasi, C3 memegang
peranan penting. Berdasar perhitungan diatas kita bisa membuat acuan bahwa:
C ≅ C3
Contoh: Tentukan nilai frekuensi resonan jika C = 0,01
µF dan L = 50 mH. Jawab:
fo
LC π
2 1
=
10 01
, 10
50 28
, 6
1
6 3
− −
× ×
× ×
=
= 7121 Hz
1.3. Diagram Phasor Tegangan dan Arus
