Konsep Dasar Oscilator Umpan Balik

Oscilator bedasarkan metode pengoperasiannya dibedakan dalam 2 (dua) jenis, yaitu Oscilator Umpan balik dan Oscilator Relaksasi. Masing-masing jenis oscilator tersebut memiliki keistimewaan tersendiri. Pada osilator umpan balik, sebagian daya keluaran dikembalikan ke masukan menggunakan rangkaian umpan balik. Osilator umpan balik biasanya dioperasikan pada frekuensi tertentu dengan keluaran gelombang sinus dan frekuensi operasi dari beberapa Hz sampai jutaan Hz.

Pada dasarnya oscilator umpan balik memiliki bagian penguat, jaringan umpan balik (feedback), rangkaian penentu frekuensi (tank circuit) dan catu daya. Isyarat masukan diperkuat oleh penguat (amplifier) kemudian sebagian isyarat yang telah diperkuat dikirim kembali ke masukan melalui rangkaian umpan balik. Isyarat umpan balik ini harus memiliki fase dan nilai yang tepat agar terjadi osilasi didalam rangkaian oscilator.

Diagram Blok Oscilator Umpan Balik

Frekuensi osilator umpan balik biasanya ditentukan dengan menggunakan jaringan induktor dan kapasitor (LC). Jaringan LC sering disebut sebagai “rangkaian tangki” atau “tank circuit“, karena kemampuannya menampung tegangan AC pada “frekuensi resonansi”.

Proses terjadinya sinyal AC dari sinyal DC dimulai dari rangkaian tanki LC pada saat kapasitor diisi muatan untuk pertama kali pada saat rangkaian mendapat sumber tegangan dari catu daya, kemudian terjadi proses pengosongan muatan melalui induktor dan terjadi lagi pengisian muatan lagi akibat induktansi dari induktor kemudian pengosongan lagi dan seterusnya. Proses pengisian dan pengosongan ini dapat dipelajari dari ilustrasi gambar berikut.

Proses Oscilasi Rangkaian Tanki LC

Frekuensi tegangan AC yang dibangkitkan oleh rangkaian tangki akan tergantung dari harga L dan C yang digunakan. Ini yang disebut sebagai “frekuensi resonansi” yang dapat dituliskan dengan persamaan matematis sebagai berikut.

$f_{r}=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$

dimana f_r adalah frekuensi resonansi dalam hertz (Hz), L adalah induktasi dalam henry dan C adalah kapasitansi dalam farad. Resonansi terjadi saat reaktansi kapasitif (X_C) besarnya sama dengan reaktansi induktif (X_L). Rangkaian tangki akan berosilasi pada frekuensi ini.

Pada frekuensi osilasi rangkaian tangki LC tentunya memiliki resistansi yang akan mengganggu aliran arus pada rangkaian. Akibatnya, tegangan AC akan cenderung menurun setelah melakukan beberapa putaran osilasi. Amplitudo gelombang mengalami penurunan yang biasa disebut sebagai gelombang sinus teredam (damped sine wave). Bentuk sinyal osilasi rangkaian tanki LC seperti ini dapat dilihat pada gambar berikut.

Sinyal Osilasi Rangkaian Tangki LC Teredam Dan Sinyal Kontinyu

Osilasi rangkaian tangki (tank circuit) dapat dibuat secara kontinu jika kita menambahkan energi secara periodik dalam rangkaian, yaitu dengan penambahan bagian penguat sinyal kemudian sinyal keluaran penguat tersebut di umpan balikan ke rangkaian tangki LC kembali untuk mendapatkan proses osilasi yang stabil sehingga menghasilkan gelombang pada keluaran yang kontinyu (continuous wave-CW).

Berbagi Artikel "Konsep Dasar Oscilator Umpan Balik":