Astable Multivibrator dengan IC
106 Untuk memahami bagaimana osilator jembatan Wien bekerja kita harus
membahas jaringan lead lag, jaringan itu terdiri dari hubungan RC seri dan RC parallel.
Gambar 3.35. Jaringan Lead Leg
Dengan rangkaian umpan balik tersebut pada frekuensi rendah sudut fasa akan mendahului dan pada frekuensi tinggi akan ketinggalan dan pada
frekuensi tertentu fo pergeseran fasanya tepat 0
o
, sifat yang penting ini memungkinkan jaringan lead lag menentukan frekuensi osilasinya.
Pada frekuensi yang sangat rendah kapasitor seri pada gambar 5.35a seperti terbuka Xc ~ sehingga tidak ada tegangan output, demikian juga
pada frekuensi tinggi, kapasitor paralel seperti terhubung singkat Xc sangat kecil dan tidak ada tegangan output, diantara kedua harga ekstrim tersebut
terdapat harga maksimum pada tegangan outputnya, dan saat itu pula pergeseran fasanya adalah 0
o ,
frekuensi resonansinya
RC 2
1 f
o
Gambar 5.35 c menunjukkan sudut fasa dari tegangan output terhadap input , pada gambar tersebut nampak pada frekuensi rendah sudut pergeseran fasa
adalah positip dan rangkaian sebagai jaringan lead, sementara itu pada saat frekuensi tinggi diatas frekuensi resonansi sudut fasa adalah negatip dan
rangkaian bekerja sebagai jaringan lag pada frekuensi fo pergeseran frekuensinya 0
o
. Karena itu jaringan lead lag pada gambar tersebut bekerja sebagai rangkaian
resonator, tegangan output maksimum dari rangkaian tersebut pada saat fo, dan sudut fasanya
o
, Jaringan lead lag adalah kunci untuk bagaimana osilator jembatan wien bekerja. Hubungan antar tegangan pada osilator
jembatan wien diperlihatkan pada Gambar 3.36.
107 U
2
U
B
U
B2
C R
R C R
k
R
Q
Frekuensi resonansinya :
RC 2
1 fo
pada frekuensi resonansi jaringan lead lag adalah:
3 U
2 U
B B
dan dibutuhkan penguatan sebesar
3 Av
Gambar 3.36. Hubungan tegangan input output pada jembatan Wien
Untuk mendapatkan frekuensi yang dapat diubah ubah osilator Wien sangat memungkinkan dengan cara resistor dipasang variabel seperti yang
ditunjukkan Gambar 3.37 .
Gambar 3.37. Rangkaian osilator jembatan wien dengan frekuensi variable
Resistor pada hubungan seri dan hubungan paralellnya harus dirubah bersama sama, dengan memilih potensio stereo maka pengaturan tersebut
dapat dengan mudah direalisasikan Dari teori diketahui penguatan A adalah penguatan op-amp yang dibentuk
oleh rangkaian resistor Rf dan R1 yang dirangkai ke input negatif op-amp. Rumus penguatannya adalah :
1 R
Rf 1
A
1 R
1 R
2 1
A
3 A
Pada rangkain Gambar 3.37 diketahui Rf = 2R1, sehingga dengan demikian besar pengguat A = 3. Dengan hasil ini, untuk memenuhi syarat terjadinya
osilasi dimana AB = 1 maka B penguatannya harus 13. Rangkaian penggeser phasa pada Gambar 3.37 dengan pesyaratan osilasi yaitu
108 VoutVin = 13. Akan ditemukan bahwa rangkaian penggeser phasa tersebut
akan mencapai nilai maksimum pada satu frekuensi tertentu. Nilai maksimun ini akan tercapai jika
C = R dan diketahui = 2
f. Selanjutnya jika diuraikan dapat diketahui besar frekuensi ini adalah :
RC 2
1 f
o
Ini yang dikenal dengan sebutan frekuensi resonansi resonant frequency. Dengan demikian osilator wien yang dibuat akan menghasilkan gelombang
sinus dengan frekuensi resonansi tersebut. Wien Bridge
–pada frekuensi osilasi tegangan output vo dan input V+ sefasa pada 0 derajat
–sinyal akan berbentuk segi empat dan frekuensi akan turun apabila penguatan terlalu besar
–perbandingan nilai kapasitor dan resistor menentukan tingkat kestabilan frekuensi .
Mengapa rangkaian ini diberi nama jembatan? Dimana jembatannya? Pertanyaan ini mungkin akan timbul saat melihat rangkaian yang tidak ada
jembatan pada rangkaian tersebut. Bagaimana kalau Gambar osilator jembatan wien dirubah posisinya baik untuk rangkaian lead lag maupun
jaringan umpan balik penguatnya, sehingga seperti yang terlihat pada Gambar berikut ini
.
Gambar 3.38. Jembatan pada osilator wien
Tentu sekarang sudah dapat melihat ada jembatannya bukan. Ya, rangkaian yang berbentuk seperti dioda bridge itulah jembatannya, jembatan Wien.