18.9 CRYSTAL OSCILLATOR




Crystal Oscillator


 
a. Mengetahui apa itu Crystal Oscillator

b. Mampu membuat rangkaian Crystal Oscillator

c. Mengetahui fungsi Crystal Oscillator

d. Memenuhi tugas mata kuliah elektronika



  • Resistor berfungsi sebagai tahanan
  •  

     
 Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:


                                                  V = I . R
       Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)


 

  • Capasitor berfungsi sebagai penyimpan energi listrik 






  • Induktor berfungsi sebagai meyimpan arus listrik dalam medan magnet
 



  • Ground berfungsi sebagai potensial nol



  • NPN Transistor berfungsi sebagai saklar penyambung, pemutus dan penguat sinyal

Datasheet transistor



  • Crystal berfungsi sebagai pembangkit frekuensi tinggi

  Kristal adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi sebagai resonator. Kristal sering digunakan sebagai pembangkit frekuensi tinggi karna lebih stabil dibandingkan dengan induktor serta penggunaannya yang lebih mudah. Kristal digunakan pada rangkaian elektronika yang berhubungan dengan pembangkitan frekuensi baik itu frekuensi  tinggi, frekuensi suara, maupun frekuensi rendah.                     



3. Teori[Kembali]

Crystal Oscillator
Sebuah osilator kristal pada dasarnya adalah osilator sirkuit-tuned menggunakan kristal piezoelektrik sebagai sirkuit tangki resonansi.  Kristal (biasanya kuarsa) memiliki stabilitas yang lebih besar dalam memegang konstan pada frekuensi berapapun kristal awalnya dipotong untuk beroperasi.  Osilator kristal digunakan setiap kali dibutuhkan stabilitas yang tinggi, seperti pada pemancar dan penerima komunikasi.

gambar18.31 Rangkain listrik yang setara dengan kristal


Kristal yang diwakili oleh rangkaian listrik ekivalen Gambar 18.31 dapat memiliki dua frekuensi resonansi.Satu kondisi resonansi terjadi ketika reaktansi kaki seri RLC sama (dan berlawanan).Untuk kondisi ini, impedansi seri-resonan sangat rendah (sama dengan R).Kondisi resonansi lainnya terjadi pada frekuensi yang lebih tinggi ketika reaktansi seri-resonansi kaki sama dengan reaktansi kapasitor Cu.Ini adalah resonansi paralel atau kondisi antiresonansi kristal.Pada frekuensi ini, kristal menawarkan impedansi yang sangat tinggi ke sirkuit eksternal.Impedans versus frekuensi kristal ditunjukkan pada Gambar. 18.32.Agar dapat menggunakan kristal dengan benar, ia harus dihubungkan dalam suatu rangkaian sehingga impedansinya rendah dalam mode operasi resonan-ries atau impedans tinggi dalam mode operasi antiresonan.

Gambar 18.32 Grafik impedansi kristal dengan frekuensi

Sirkuit Resonansi

Untuk mengeluarkan kristal untuk operasi dalam mode resonan-seri, ia dapat dihubungkan sebagai elemen seri dalam jalur umpan balik.Pada frekuensi resonansi seri kristal, impedansinya terkecil dan jumlah umpan balik (positif) terbesar.Rangkaian transistor tipikal ditunjukkan pada Gambar. 18.33. Resistor R, R2, dan Ry menyediakan pembagi tegangan yang distabilkan terhadap rangkaian bias.Kapasitor Ca menyediakan pintas ac dari keluaran emitor resistor
(a)

(b)


Gambar 18.33 Osilator yang dikendalikan kristal menggunakan kristal dalam jalur seri-umpan balik: (a) sirkuit BJT;(B) sirkuit FET.

dan kumparan RFC menyediakan de bias sementara decoupling setiap sinyal ac pada saluran listrik dari mempengaruhi sinyal output.Umpan balik tegangan dari pengumpul ke pangkalan adalah maksimum ketika impedansi kristal minimum (dalam mode resonansi seri).Kapasitor kopling Cc memiliki impedansi yang dapat diabaikan pada frekuensi operasi rangkaian tetapi menghalangi semua perbedaan antara kolektor dan basis.
Frekuensi rangkaian osilasi yang dihasilkan diatur, kemudian, dengan frekuensi resonansi seri kristal.Perubahan tegangan suplai, parameter perangkat transistor, dan sebagainya tidak berpengaruh pada frekuensi operasi rangkaian, yang dipegang stabil oleh kristal.Stabilitas frekuensi sirkuit diatur oleh stabilitas frekuensi kristal.yang mana yang bagus.

Sirkuit Paralel-Resonansi

Karena impedans pararel-resonan kristal adalah nilai maksimum, ia dihubungkan dalam pirau.Pada frekuensi operasi paralel-resonansi, kristal muncul sebagai reaktansi induktif dari nilai terbesar.Gambar 18.34 menunjukkan kristal yang terhubung sebagai induc- Output RFC XTAL

Gambar 18.34 Kristal yang dikendalikan kristal beroperasi dalam mode paralel-resonansi

Setelah elemen dalam sirkuit Colpitts yang dimodifikasi.  Rangkaian de bias dasar harus jelas.  Tegangan maksimum dikembangkan melintasi kristal pada frekuensi paralel-resonannya.  Tegangan digabungkan ke emitor oleh pembagi tegangan kapasitor-kapasitor C dan Cz.  Sirkuit osilator yang dikendalikan kristal Miller ditunjukkan pada Gambar. 18.35.  Sirkuit LC yang disetel pada bagian saluran disesuaikan di dekat frekuensi resonansi paralel kristal.  Sinyal sumber gerbang maksimum terjadi pada frekuensi kristal antiresonan
yang mengendalikan frekuensi operasi rangkaian.

hf78ewyf7yw
gambar 18.35 Osilator yang dikendalikan kristal Miller





Oscillator Crystal

Sebuah op-amp dapat digunakan dalam osilator kristal seperti ditunjukkan pada Gambar. 18.36.Kristal terhubung dalam jalur seri-resonansi dan beroperasi pada frekuensi seri-resonansi. Sirkuit ini memiliki gain tinggi sehingga sinyal gelombang persegi keluaran menghasilkan seperti yang ditunjukkan pada gambar.Sepasang dioda Zener ditunjukkan pada output untuk memberikan amplitudo keluaran tepat pada tegangan Zener (Vz).

Gambar 18.36 Crystal osilator menggunakan op-amp.

4. Prinsip Kerja[Kembali]
Kristal sering digunakan sebagai pembangkit frekuensi tinggi. Arus dialirkan ke resistor, kapasitor, dan ke transistor NPN. Arus yang mengalir antara kaki basis dan emitor akan berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arus yang lebih besar dari kaki kolektor ke emitor. Arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emittor dikuatkan di keluaran kolektor







 


 






7. Link Download[Kembali]
Download rangkaian simulasi 1 disini
Download rangkaian simulasi 2disini
Download rangkaian simulasi 3disini
Download rangkaian simulasi 4disini
Dwonload rangkaian simulasi 5disini
Download rangkaian simulasi 6 disini
Download Video disini
Download Video 2 disini
Download Video 3disini
Download Video 4disini
Download Video 5 disini
Download Video 6 disini 
Download Datasheetdisini
Download daftar resistor di pasarandisini
.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar