laprak limaa

Download LAPRAK LIMAA

Post on 24-Nov-2015

41 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Ini laprak, adalah laprak yang laporan

TRANSCRIPT

Argi Kartika Candri

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKAUNIT 5: OSILATOR GESER FASE

Nama: NIM: Kel. Hari/ Jam:

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARJurusan Teknik Elektro & Teknologi InformasiFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADA2013I. PENDAHULUAN1. Tujuan Praktikuma. Mengetahui prinsip kerja osilator geser fase.b. Mengetahui perbedaan masing-masing gelombang ouput osilator geser fase.c. Mengetahui dan dapat melakukan analisis gelombang Lissajous yang terbentuk dari osilator geser fase.d. Mampu melakukan analisis terhadap grafik beda fase yang terbentuk.2. Landasan TeoriRangkaian osilator adalah sebuah rangkaian yang digunakan untuk menghasilkan sebuah gelombang (sinusoidal atau bukan) dengan frekuensi tertentu, dengan menggabungkan elemen-elemen aktif dan pasif. Suatu osilator memberikan tegangan keluaran dari suatu bentuk gelombang yang diketahui tanpa penggunaan sinyal masuk dari luar. Osilator mengubah daya arus searah (dc) dari catu daya ke daya arus bolak-balik (ac) dalam beban. Dengan demikian fungsi osilator berlawanan dengan penyearah yang mengubah daya DC ke daya AC.Suatu osilator dapat membangkitkan bentuk gelombang pada suatu frekuensi dalam batas beberapa siklus tiap jam sampai beberapa ratus juta siklus tiap detik. Osilator dapat hampir secara murni menghasikan gelombang sinusoidal dengan frekuensi tetap, ataupun gelombang yang hanya dengan harmonic. Osilator umumnya digunakan dalam pemancar dan penerima radio dan televisi, dalam radar dan dalam berbagai sistem komunikasi. Osilator bekerja dengan membandingkan frekuensi suatu gelombang dengan frekuensi referensi, dan melihat pola yang dihasilkan untuk kemudian memperkuat gelombang tersebut dengan feedback amplifier sehingga amplitudonya meningkat. Osilator digunakan sebagai frekuensi referensi dengan melihat pola Lissajous yang dihasilkan. Dua gelombang sinusoidal dengan frekuensi masing-masing akan menghasilkan pola-pola yang khas tergantung pada perbandingan frekuensi kedua gelombang tersebut. Dengan melihat pola yang dihasilkan dan dengan mengetahui frekuensi osilator, kita dapat menentukan frekuensi gelombangnya.Dalam suatu osilator, suatu resistansi negatif diberikan untuk kompensasi kehilangan-kehilangan (kebocoran) dalam rangkaian. Dalam osilator umpan-balik, umpan-balik positif dari luar cukup untuk membuat perolehan keseluruhan menjadi tidak terhingga dan memberikan resistansi negatif yang diperlukanuntuk menanggulangi peredaman alami dari osilator. Dalam osilator resistansi negatif terjadi umpan-balik positif dan berperan menghasilkan resistansi negatif yang diperlukan.Pada osilator, tidak ada sinyal yang diberikan dari luar. Sinyal awal untuk menyulut (trigger) osilasi biasanya diberikan oleh tegangan derau. Tegangan derau muncul sewaktu catu daya dihidupkan. Karena spektrum frekuensi derau sangat lebar, osilator selalu memiliki tegangan komponen pada frekuensi yang benar untuk bekerjanya osilator.Ada dua macam osilator berdasarkan bentuk gelombang yang dibangkitkan, yaitu : Osilator sinusoidal menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal atau mendekati sinusoidal pada frekuensi tertentu.Contoh: osilator Colpitt, osilator Hartley, osilator Clapp, osilator geser fase dan osilator kristal. Osilator relaksasi (nonsinusoidal) adalah osilator dimana kondensator diisi sedikit demi sedikit dan dikosongkan dengan cepat. Osilator jenis ini menghasilkan bentuk gelombang bukan sinusoidal seperti gelombang segiempat dan gelombang gigi-gergaji.Contoh: osilator gelombang kotak, osilator gelombang segi tiga dan osilator gigi gergaji.Pada praktikum ini, praktikan merangkai dan menguji rangkaian osilator geser fase. Osilator geser fase terdiri atas rangkaian RC cascade sebagai rangkaian feedback-nya dan sebuah amplifier. Rangkaian feedback tersusun atas beberapa resistor dan kapasitor yang disusun secara kaskade untuk menghasilkan osilasi. Agar suatu amplifier dapat bekerja sebagai osilator, amplifier tersebut harus memenuhi kriteria sbb :1) Sinyal umpan balik dari keluaran ke masukan berada pada fase yang sama dengan masukan sebenarnya2) AB = 1, dimana A adalah nilai penguatan amplifier (gain) dan B adalah nilai umpan baliknya.Penguat umpan balik (feedback amplifier) adalah rangkaian penguat dimana sinyal output diumpankan kembali ke input. Osilator geser fase menghasilkan umpan balik positif dengan menggunakan penguat common emitter dan menambahkan pergeseren fase 180o umumnya dengan tiga rangkaian RC identik, yang berfungsi sebagai tapis lewat tinggi. Osilator ini menghasilkan pergeseran fase 180o hanya pada satu frekuensi :

Keuntungan dari osilator geser fase adalah : Mudah dan murah Stabilitas frekuensinya dapat diperbaiki (penambahan rangkaian RC) Tidak ada komponen induktif Modulasi dan demodulasi fase dan frekuensi mudahSedangkan, kekurangannya adalah : Keluarannya kecil karena umpan baliknya juga lebih kecil Rangkaian sulit untuk memulai osilasi di awal (trigger) Memerlukan Vcc yang tinggi untuk umpan balik yang besarOsilator geser fase banyak digunakan pada alat-alat musik, voice synthesis, piranti GPS, dan bekerja pada semua frekuensi audio.

II. ALAT DAN BAHANAlat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :1. Osiloskop (CRO)2. Multimeter3. AFG (Frequency Generator)4. Power Supply PS4455. Capit buaya6. Kabel probe7. Lima buah resistor dengan beban sebagai berikut :R1=82K, R2=15K, RC =3300, RE =220, R =1200 8. Empat buah kapasitor dengan spesifikasi sebagai berikut :3 buah kapasitor 50nF, satu buah kapasitor CE 47F//25V9. Transistor FCS9013 (1 buah)10. Kabel jumper11. Papan bread boardIII. ANALISIS RANGKAIAN

Rangkaian yang kami uji disini adalah rangkaian osilator geser fase dengan rangkaian penguat Common Emitter atau Voltage Divider Bias. Transistor yang kami gunakan adalah Fcs 9013. Tegangan yang diberikan di emitter lebih rendah daripada yang diberikan pada kolektor. Hambatan R1, R2, RC, RE, Ce membentuk penguat pembalik Common Emitter. Resistor R1 dan R2 di rangkaian berguna sebagai pembagi tegangan dan juga bisa sebagai R input. Apabila dikombinasikan dengan kapasitor, C1/R1 dan C2/R2 akan berguna untuk elemen penggeseran dan menghasilkan pergeseran sejauh 180o. Kapasitor C3 berguna sebagai feedback atau umpan balik keluarankembali ke basis transistor. Resistor Rc digunakan untuk menyediakan prasikap kolektor dan sebagai tempat diumpankannya stabilisasi suhu oleh Re (dihubungkan ke kolektor). CE adalah emitter bypass capacitor, yang berfungsi untuk melewatkan komponen frekuensi yang dihasilkan pada emitter ke ground. Kapasitor ini sangat berperan untuk menstabilkan besar penguatan karena jika komponen-komponen frekuensi diperbolehkan melewati resistor Re, tegangan di Re akan menurun; sehingga terjadi umpan balik negatif dan nilai penguatan menjadi lebih kecil. Karena dihubungkan ke kaki emitor, CE berfungsi menghubungsingkatkan sinyal AC emitor ke ground. Kapasitor tersebut dihubungkan secara paralel dengan resistor yang ada pada emitor agar Re tidak mempengaruhi operasi AC pada rangkaian. Dengan pemasangan kapasitor ini, sinyal pada kaki emitor nantinya adalah sinyal DC murni yang berbentuk garis lurus bila dilihat osiloskop.Pengukuran tegangan Vcc dilakukan dengan probe pada multimeter dihubungkan dengan Vinput positif dan negatif. Nilai Vcc akan diatur sedemikian rupa sehingga bentuk gelombang Vout 4 harus terbentuk sinus. Pengukuran tegangan pada V1 yaitu dengan menghubungkan probe multimeter antara kaki basis dengan kaki pada R1 yang terhubung pada VDC+. Serta untuk pengukuran tegangan V2 di lakukan dengan menghubungkan probe multimeter antara kaki basis dengan kaki pada R2 yang terhubung pada VDC-. Selanjutnya pengukuran tegangan VC dapat dilakukan dengan menghubungkan probe multimeter pada kaki Colector dengan ground. Kemudian pengukuran tegangan VE, dilakukan dengan menghubungkan probe multimeter pada kaki Emittor dan ground.Pengujian Voutput ini menghasilkan gelombang sinus. Saat Voutput dilewatkan pada kapasitor, maka tegangannya aka menjadi lebih kecil, gelombangnya bergeser dan berbentuk sinus yang belum sempurna. Maka dari itu, untuk membuat gelombang sinus yang sempurna pada Voutput yang terletak pada setelah melewati kapasitor, nilai Vcc di ubah ubah hingga Voutput membentuk sinusoidal. Hal itu di lakukan hingga Voutput 4, sehingga nilai Vcc yang di gunakan pada rangkaian di dapat setelah di lakukan pengujian gelombang.Analisis menurut gambar yang tersedia :

Loop abcdea :

I2 . R2 + I1 .R1 Vcc = 0I2 . R2 + I1 .R1 = Vcc (I)

Loop abcBEa

I2 . R2 VBE IE . RE = 0I2 . R2 = VBE + IE . RE (II)Pada titik C :

I2 + IB - I1 = 0 I2 + IB = I1 (III)

Pada titik B

IE IB IC = 0 IE = IB + IC (IV)

Hubungan antara IB dan IC IC = hfe . IB (V)

Substitusikan persamaan V ke persamaan IVIE = IB . (1 + hfe ) (VI)

Substitusikan persamaan III ke persamaan I (VII)

Substitusikan persamaan III danVI ke persamaan II (VIII)

Selanjutnya dari persamaan VII dan VIII didapat persamaan berikut

Tegangan pada Emittor adalah

Dari persamaan tersebut akan menjadi :

Jika

1. Pengujian Lissajous Osilator Geser Fase

Pengujian yang kami lakukan adalah untuk melihat grafik lissajous yang dihasilkan oleh beberapa gelombang. Pengujian kali ini di lakukan denga cara menghubungkan antara CRO, AFG dan rangkaian osilator yang di rangkai. Pengujian di sini di lakukan untuk mencari nilai frekuensi yang di hasilkan dari AFG agar terbentuk gambar Lissajous yang di inginkan. Terdapat 4 gambar lissajous dengan beberapa perbandingan yang akan di cari nilai frekuensi. Gambar pola lissajous yang akan di cari nilai frekuensi nya adalah sebagai berikut:

Percobaan pertamaPercobaan Kedua

1:1 1:3

Percobaan ketigaPercobaan keempat

2:33:4

Frekuensi