1.1. Nilai ResistansiR dan Kapasitor C
Rangkaian RC
Konfigurasi rangkaian osilator yang terdiri dari komponen RC sering dinamakan osilator pergeseran fase. Komponen yang digunakan terdiri dari tiga jaringan, karena
pada setiap jaringan menghasilkan pergesaran fase diantara 0 ° dan 90°, tergantung
pada frekuensi. Karena itu, pada frekuensi tertentu pergeseran fase total dari tiga jaringan RC sama dengan 180
°. Hal ini bisa kita lihat pada gambar 4.
II. III. I.
Gambar 4. Pergeseran fase sejumlah 180 ° pada jaringan RC
Pada gambar 4 jaringan RC I., terlihat dalam diagram vektor membentuk sudut θ
1
yang terbentuk antara tegangan input V
IN
dengan tegangan pada R1 V
R1
. Pada jaringan RC II. membentuk
θ
2
, serta pada jaringan RC III. membentuk θ
3
. Maka total pergeseran fasa antara tegangan input V
IN
dengan tegangan keluaran V
OUT
adalah 180
°. θ
1
+
θ
2
+ θ
3
= 180°
Sehingga bisa jelaskan proses terbentuknya gelombang pada jaringan RC adalah sebagai berikut :
1. Tegangan input V
IN
bertindak sebagai tegangan awal pada jaringan RC. 2. Tegangan pada R1 V
R1
mendahului dari tegangan input V
IN
. Tegangan V
R1
bertindak sebagai tegangan input pada jaringan RC kedua. 3. Tegangan pada R2 V
R2
mendahului dari tegangan input V
R1
. Tegangan V
R2
bertindak sebagai tegangan input pada jaringan RC ketiga. 4. Tegangan pada R3 V
R3
mendahului dari tegangan input V
R2
. Tegangan V
R3
bertindak sebagai tegangan keluaran V
OUT
total dari seluruh jaringan.
Sehingga dalam rangkaian osilator RC, tegangan keluaran yang bergeser sebesar 180
° tersebut diumpan balik ke input jaringan RC sehingga hasil keliling loop pergeseran fasa akan menjadi 360
°, atau sama dengan 0°. Frekuensi yang terjadi pada tegangan keluaran V
OUT
, merupakan frekuensi resonan pada jaringan RC yang ditentukan nilai dari XC dan R dengan persamaan:
6 2
1 RC
fo π
=
Pada gambar 4, diagram vektor menunjukkan bahwa tegangan disetiap resistor VR akan semakin kecil amplitudonya dibanding dengan VR sebelumnya. Hal ini berarti
bahwa tegangan keluaran V
OUT
akan terjadi pelemahan attenuasi terhadap tegangan input V
IN
. Pada kenyataannya, faktor pelemahan yang terjadi pada ketiga jaringan pergeseran fase RC tersebut sebesar 1 29 dari frekuensi resonannya. Faktor
pelemahan dilambangkan dengan β, maka bisa kita buat persamaan menjadi :
29 1
=
β
Contoh: Tentukan nilai frekuensi resonan jika R = 4,7 kOhm dan C = 0,001
µF. Jawab:
fo
6 2
1 RC
π =
10 001
, 10
7 ,
4 45
, 2
28 ,
6 1
6 3
−
× ×
× ×
× =
= 13831 Hz
Contoh Rangkaian Osilator RC
Gambar 5. menunjukkan sebuah osilator pergeseran fase FET, yang penggunaannya untuk semua frekuensi rendah yang terbentuk dari jaringan RC dan sebuah penguat.
Jangkauan frekuensinya diantara 5Hz sampai 1 MHz. Ini hampir selalu dipakai dalam pembangkit audio komersil dan biasanya lebih disukai untuk penggunaan frekuensi
rendah lainnya.
+ 15 Rangkaian
Penguat Jaringan RC
V
OUT
Gambar 5. Jaringan RC dan penguat FET. Kita bisa menentukan besar frekuensi resonansinya dengan persamaan diatas.
Sehingga nilai frekuensinya sebesar: fo
6 2
1 RC
π =
10 68
10 45
, 2
28 ,
6 1
12 6
−
× ×
× ×
=
= 956 Hz
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
Kategori