5
umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua
output
-nya. Gelombang segitiga ini dihasilkan oleh proses pengisian dan pengosongan kapasitor secara
berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menyebabkan tegangan menanjak dan menurun secara linier. Ketika tegangan
output
mencapai batas atas dan batas bawah, proses pengisian dan pengosongan dibalik mengunakan komparator dan menghasilkan gelombang
segitiga linier. Dengan arus dan nilai kapasitor yang bervariasi maka frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan[3].
Function generator
terdiri atas sebuah pengatur atenuasi, pengatur amplitudo, pengatur
duty cycle
, dan pengatur tegangan
DC offset
.
2.3. Osilator
Osilator adalah suatu rangkaian yang menghasilkan keluaran yang amplitudonya berubah-ubah secara periodik dengan waktu. Keluaran dari osilator dapat berupa
gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang pulsa, gelombang segitiga atau gelombang gigi gergaji[4].
Frekuensi kerja atau frekuensi osilasi rangkaian osilator gelombang segitiga ditentukan oleh waktu proses pengisian dan pengosongan kapasitor.
Pada saat tegangan sumber pertama kali diberikan pada rangkaian osilator gelombang segitiga di atas,
output
rangkaian
Schmitt trigger
akan berada pada kondisi Gambar 2.1. Rangkaian dan Bentuk Gelombang
Outpu
t Rangkaian Osilator Gelombang Segitiga[4].
6
jenuh positif atau negatif. Apabila diasumsikan kondisi
output
pada
output Schmitt trigger
adalah jenuh positif maka arus listrik mengalir melalui kapasitor
C
melalui resistor
R
1
pada titik A kondisi jenuh positif tersebut. Ketika muatan listrik mulai tersimpan di kapasitor,
tegangan dari kedua sisi dan kapasitor mulai naik. Karena jalur
input inverting
dari
IC
2
adalah sekitar 0V, maka tegangan
output
titik B dari rangkaian
integrator
turun secara bertahap.
Tegangan pada titik C juga turun ketika tegangan dari titik B mulai turun. Persentase penurunan tergantung pada rasio resistor
R
2
dan
R
3
. Ketika tegangan titik C turun di bawah 0V, maka tegangan
output
pada titik A
Schmitt trigger
berubah ke minus dengan cepat. Agar tegangan dari titik C turun dibawah 0V maka dibutuhkan nilai
R
2
lebih besar dari
R
3
. Kemudian aliran arus
reverse
dari kapasitor ke titik A melalui
R
1
. Dengan kondisi ini, tegangan pada titik B naik secara bertahap. Ketika tegangan dari titik C melebihi 0V maka
output
titik A
Schmitt
berubah menjadi positif dengan cepat sehingga membuat perubahan pada titik B ke arah negatif[4].
Proses tersebut berulang terus menerus hingga terbentuk sinyal
output
gelombang segitiga pada titik B
output
1 dan gelombang kotak pada titik A
output
2 pada rangkaian osilator gelombang segitiga di atas.
Sedangkan untuk mengubah gelombang tegangan segitiga menjadi tegangan sinus maka diperlukan
sine shapper
. Proses
sine shaping
ini dapat menggunakan
diode wave shaping
. Gelombang segitiga diasumsikan memiliki amplitudo relatif sebesar 1,5. Untuk 0º sampai dengan 30º gelombang sinus akan mengikuti
ramp
pada gelombang segitiga. Sedangkan untuk 30º sampai dengan 60º kemiringan gelombang akan menurun sehingga
gelombang sinus menaik hanya 0,866[5].
7
Rangkaian dioda pada Gambar 2.3 menggambarkan bagaimana gelombang yang diinginkan dibentuk. Tegangan
input
merupakan gelombang tegangan segitiga. Untuk mempermudah maka penurunan tegangan pada dioda diabaikan. Ketika dioda dalam
kondisi
reverse
bias dan
V
O
sama dengan
V
, maka tegangan keluaran akan mengikuti
ramp
. Misalkan
V
1
lebih kecil dari
V
2
adalah 0,5V. Kemudian ketika tegangan
input
mencapai 0,5V,
D
1
mulai menghantarkan[5].
Tegangan keluaran dinyatakan dengan: �
� � 1
= 0,5 + � − 0,5
�
1
1+ �
1
2.1 Gambar 2.3. Rangkaian
Positive Half-Cycle
[5]. Gambar 2.2.
PWL Transfer Function
[5].
8
Sepasang dioda pertama pada bagian sebelah kiri dari Gambar 2.4 menghasilkan bentuk gelombang sinus bagian positif sedangkan untuk bagian sebelah kanan
menghasilkan bentuk gelombang sinus bagian negatif seperti Gambar 2.5.
Untuk mengubah gelombang tegangan segitiga menjadi gelombang tegangan kotak maka digunakanlah rangkaian komparator. Sebuah komparator akan membandingkan dua
tegangan atau arus. Komparator memiliki dua masukan analog
V
+
atau
V
IN
dan
V
-
atau sebagai
V
REF
dan keluaran berupa
V
o
. Idealnya keluaran komparator adalah: � =
+ � ,
� �
�
�
�
−� , � �
�
�
�
2.2 Rangkaian dasar komparator
op-amp
dapat digunakan untuk mendeteksi baik positif dan negatif tegangan masukan tergantung masukan dari amplifier yang dikoneksikan pada
tegangan referensi. Sebagai contoh seperti rangkaian pada Gambar 2.6 dimana terdapat rangkaian komparator
non-inverting
yang mendeteksi ketika masukan sinyal,
V
IN
diatas atau bernilai lebih positif dari pada
V
REF
sehingga menghasilkan keluaran seperti pada Gambar 2.7[6].
Gambar 2.5. Transformasi Gelombang Segitiga ke Gelombang Sinus[5]. Gambar 2.4. Rangkaian
Diode Wave Shaping
[5].
9
Pada rangkaian komparator
non-inverting
, tegangan referensi dihubungkan pada
input inverting
dari
op-amp
dengan sinyal masukan terhubung pada bagian masukan
non- inverting
. Ketika
V
IN
lebih besar nilainya dari
V
REF
, maka keluaran dari komparator
op-amp
akan bernilai
V
CC
. Sedangkan apabila
V
IN
bernilai lebih kecil dari
V
REF
maka keluaran komparator
op-amp
akan mengubah kondisi dan bersaturasi pada sumber tegangan negatif atau pada rangkaian Gambar 2.6 bernilai 0V [6].
Gambar 2.7. Masukan dan Keluaran dari Rangkaian Komparator
Non-Inverting
[6]. Gambar 2.6. Rangkaian Komparator
Non-Inverting
[6].
10
2.5. MAX038
