Kerja RC Oscillator dan Aplikasinya

Sebuah osilator adalah perangkat elektronik yang memberikan kestabilan frekuensi yang baik serta bentuk gelombang dengan menggunakan elemen resistif & kapasitif. Osilator ini dinamai sebagai osilator pergeseran fasa atau osilator RC. Osilator jenis ini mencakup manfaat tambahan yang dapat digunakan pada frekuensi yang sangat rendah. Dalam osilator pergeseran fasa, 180⁰fase dapat dicapai dengan menggunakan rangkaian pergeseran fasa daripada kopling kapasitif atau induktif. 180 tambahan⁰fase dapat diperkenalkan karena sifat-sifat transistor. Oleh karena itu energi yang disuplai kembali ke arah rangkaian tangki dapat menjadi fase yang tepat. Artikel ini membahas tentang pengertian osilator pergeseran fasa RC, prinsip kerja, diagram rangkaian menggunakan op-amp dan BJT serta aplikasinya.

Apa itu RC Oscillator?

Osilator RC adalah osilator sinusoidal yang digunakan untuk menghasilkan gelombang sinus sebagai keluaran dengan bantuan linier komponen elektronik . Osilator seperti rangkaian LC yang disetel bekerja pada frekuensi tinggi, namun pada frekuensi rendah, kapasitor dan induktor dalam rangkaian tangki jika tidak, rangkaian waktu akan berukuran sangat besar.

Oleh karena itu, osilator ini lebih sesuai pada aplikasi frekuensi rendah. Osilator ini mencakup jaringan umpan balik dan penguat . Umpan balik n / w juga disebut sebagai pergeseran fasa n / w yang dapat dirancang dengan resistor dan kapasitor. Ini bisa diatur dalam bentuk tangga. Jadi inilah alasan untuk menyebut osilator ini sebagai osilator tipe tangga.

Mari kita bicara tentang rangkaian osilator RC yang dapat digunakan dalam jaringan umpan balik sebelum memahami cara kerja osilator ini.

Prinsip Kerja RC Oscillator

Prinsip kerja osilator RC adalah rangkaian yang menggunakan jaringan RC untuk memberikan pergeseran fasa yang diperlukan oleh sinyal respon. Osilator ini memiliki kekuatan frekuensi yang luar biasa serta dapat menghasilkan gelombang sinus murni yang digunakan untuk berbagai beban.

RC Phase Shift Oscillator menggunakan BJT

Osilator pergeseran fasa RC menggunakan BJT ditampilkan di bawah. Transistor yang digunakan pada rangkaian ini merupakan elemen aktif untuk penguat stage. Titik operasi DC dalam area aktif transistor dapat diatur oleh tegangan suplai Vcc dan resistor R1, R2, RC & RE.

RC-osilator-menggunakan-BJT

Kapasitor CE adalah kapasitor bypass. Di sini, tiga segmen RC dianggap sama & resistansi dalam bagian akhir dapat berupa R '= R - hie.

'Hie' dari transistor adalah resistansi masukan yang dapat ditambahkan ke R ', oleh karena itu resistansi jaringan yang diketahui melalui rangkaian adalah' R '.

R1 & R2 resistor adalah resistor bias dan ini lebih unggul dan oleh karena itu tidak ada konsekuensi pada pengoperasian rangkaian AC. Juga karena impedansi tidak signifikan yang dapat diakses oleh kombinasi RE - CE, juga tidak ada konsekuensi atas pengoperasian AC.

Saat daya disuplai ke rangkaian, maka tegangan gangguan memulai osilasi di dalam rangkaian. Pada penguat transistor, penguat arus basis kecil menghasilkan arus yang dapat mencapai 180⁰fase bergeser.

Setiap kali sinyal ini di respons ke input penguat, maka lagi itu akan bergeser fase dengan 180⁰. Jika penguatan loop sama dengan satu maka osilasi lanjutan akan dihasilkan.

Rangkaian tersebut dapat disederhanakan dengan menggunakan rangkaian ekuivalen AC, kemudian kita bisa mendapatkan frekuensi osilasi seperti berikut ini.

f = 1 / (2πRC √ ((4Rc / R) + 6))

Saat Rc / R adalah<< 1, then

f = 1 / (2πRC√ 6)

Keadaan osilasi lanjutan,

hfe = (4Rc / R) + 23 + (29 R / Rc)

Untuk osilator pergeseran fasa RC menggunakan R = Rc, maka 'hfe' harus digunakan 56 untuk osilasi lanjutan.

Dari persamaan di atas, untuk mengubah frekuensi osilasi, nilai kapasitor dan resistor harus diubah.

Namun, untuk memenuhi kondisi osilasi, nilai tiga segmen harus diubah secara bersamaan. Dalam praktiknya, hal ini tidak mungkin dilakukan sehingga osilator RC digunakan seperti osilator frekuensi tetap yang digunakan untuk setiap tujuan praktis.

RC Osilator menggunakan Op-amp

Penguat operasional osilator RC biasanya digunakan osilator, dibandingkan dengan osilator transistor. Osilator jenis ini terdiri dari op-amp sebagai penguat stage dan tiga jaringan cascade RC sebagai rangkaian umpan balik seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

RC-osilator-menggunakan-op-amp

Ini op-amp dioperasikan dalam mode pembalik dan karenanya sinyal keluaran dari op-amp digeser 180 derajat ke sinyal masukan yang muncul di terminal pembalik. Dan pergeseran fasa 180 derajat tambahan disediakan oleh jaringan umpan balik RC dan karenanya kondisi untuk memperoleh osilasi.

Penguat mendapatkan sebaliknya penguat operasional dapat diatur menggunakan resistansi seperti Rf & R1. Untuk mendapatkan osilasi yang diperlukan, penguatan dapat disesuaikan sehingga produk dari penguatan jaringan umpan balik dan penguatan op-amp agak lebih unggul dari 1.

Rangkaian ini bekerja seperti osilator ketika gain loop lebih tinggi dari '1' jika penguat operasional menawarkan gain lebih tinggi dari 29.

Frekuensi osilasi dapat diturunkan dengan persamaan berikut

1 / (2πRC√ 6)

Kondisi osilasi dapat diberikan dengan A ≥ 29.

Nilai gain penguat dapat diperoleh sehingga osilasi terjadi di dalam rangkaian dengan mengatur R1 & Rf.

Aplikasi RC Oscillator

Aplikasi osilator ini meliputi yang berikut ini.

• Osilator RC digunakan dalam aplikasi frekuensi rendah.
• Aplikasi osilator ini terutama mencakup sintesis suara, alat musik, & unit GPS saat bekerja di semua frekuensi audio.

Jadi, ini semua tentang Osilator RC dan frekuensi osilator ini dapat diubah dengan kapasitor atau resistor. Tetapi, umumnya, resistor dicadangkan dengan mantap sedangkan kapasitor disetel. Setelah itu, dengan mengevaluasi osilator menggunakan osilator LC, dapat diketahui bahwa yang sebelumnya menggunakan jumlah komponen yang lebih banyak daripada yang terakhir. Oleh karena itu, frekuensi output daya yang dihasilkan dari osilator ini dapat menjauh dari nilai terukur sedikit daripada osilator LC. Namun, mereka digunakan seperti osilator lokal yang digunakan untuk alat musik, penerima sinkron, dan generator frekuensi audio. Berikut pertanyaan untuk Anda, apa saja kelebihan dan kekurangan osilator RC?