Konsep Dasar Oscilator Relaksasi

Pada dasarnya pada osilator relaksasi ini tergantung pada proses pengosongan-pengisian rangkaian kapasitor-resistor (RC). Perubahan tegangan pada jaringan digunakan untuk mengubah-ubah konduksi perangkat elektronik. Sebagai pengontrol proses pengisian dan pengosongan rangkaian RC, pada osilator dapat digunakan transistor, UJT (uni junction transistors) atau IC (integrated circuit).

Proses pengisian dan pengosongan kapasitor pada rangkaian seri RC akan mengikuti fungsi eksponensial dengan konstanta waktu yang tergantung pada harga RC. Pada proses pengisian, satu konstanta waktu dapat mengisi sebanyak 63% dari sumber tegangan yang digunakan dan akan penuh setelah lima kali konstanta waktu. Sebaliknya saat proses pengosongan, isi kapasitor akan berkurang sebanyak 37% setelah satu konstanta waktu dan akan terlucuti secara penuh setelah lima konstanta waktu seperti pada gambar berikut.

Proses Dan Kurva Pengisian Kapasitor

Proses Dan Kurva Pengosongan Kapasitor

Proses pengisian dan pengosongan kapasitor melalui resistor seperti pada gambar diatas dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang gergaji. Saklar pengisian dan pengosongan pada rangkaian gambar diatas dapat diganti dengan saklar elektronik, yaitu dengan menggunakan transistor atau IC. Rangkaian yang terhubung dengan cara ini dikelompokkan sebagai osilator relaksasi. Saat komponen pengganti saklar tersebut berkonduksi disebut “aktif” dan saat tidak berkonduksi disebut “rileks”. Demgan kondisi tersebut secara berulang dan kontinyu maka gelombang gergaji akan terjadi pada ujung kaki kapasitor.

Contoh Rangkaian Oscilator Relaksasi Dengan UJT

Dari contoh rangkaian oscilator relaksasi diatas rangkaian RC terdiri atas R1 dan C1 . Titik sambungan rangkaian RC dihubungkan dengan emitor dari UJT. UJT tidak akan berkonduksi sampai pada harga tegangan tertentu yang dicapai pada pengisian kapasitor. Saat terjadi konduksi sambungan E-B1 menjadi beresistansi rendah. Ini memberikan proses pengosongan C dengan resistansi rendah. Arus hanya mengalir lewat R3 saat UJT berkonduksi. Pada rangkaian ini sebagai R3 adalah speaker.

Pada saat pertama kali diberi catu daya, osilator UJT dalam kondisi tidak berkonduksi sehingga titik sambungan RC E- B1 mendapat bias mundur. Dalam waktu singkat muatan pada C1 akan terpenuhi (dalam hal ini ukuran waktu adalah R*C ). Dengan termuatinya C1 akan menyebabkan sambungan E- B1 menjadi konduktif atau memiliki resistansi rendah. Selanjutnya terjadi pengosoangan C1 lewat sambungan E- B1 yang memiliki resistansi rendah. Ini akan menghilangkan bias maju pada emitor. UJT selanjutnya menjadi tidak berkonduksi dan C1 mulai terisi kembali melalui R1 dan proses ini secara kontinu akan berulang.

Osilator UJT dipakai untuk aplikasi yang memerlukan tegangan dengan waktu kenaikan (rise time) lambat dan waktu jatuh (fall time) cepat. Sambungan E- B1 dari UJT memiliki keluaran tipe ini. Antara B1 dan “ground” pada UJT menghasilkan pulsa yang tajam (spike pulse). Keluaran tipe ini biasanya digunakan untuk rangkaian pengatur waktu dan rangkaian penghitung. Sebagai kesimpulan osilator UJT sangat stabil dan akurat untuk konstanta waktu satu atau lebih rendah.