Osilator Pergeseran Fasa RC: Prinsip Kerja dan Aplikasinya
Osilator pergeseran fasa dapat didefinisikan sebagai; itu adalah salah satu jenis osilator linier yang digunakan untuk menghasilkan output gelombang sinus. Ini terdiri dari komponen penguat (amplifier) pembalik (inverting) seperti Op-amp (penguat operasional) atau Transistor. Output dari penguat ini dapat diberikan sebagai input dengan bantuan jaringan pemindah fasa.
Jaringan ini dapat dibangun dengan resistor serta kapasitor dalam bentuk jaringan tangga. Fasa penguat dapat digeser ke 180° pada frekuensi osilasi dengan menggunakan jaringan umpan balik untuk memberikan respons positif. Ini jenis Osilator yang sering digunakan sebagai osilator audio pada frekuensi audio. Artikel ini membahas pengertian osilator pergeseran fasa RC.
Tetapi dalam kenyataannya, variasi fasa akan berada di bawah ini karena kapasitor yang digunakan dalam rangkaian tidak dapat sempurna. Tepatnya sudut fasa jaringan RC dapat dinyatakan sebagai
Dalam ekspresi sudut fasa di atas, XC dapat 1 / (2πfC), dan itu adalah reaktansi resistor & kapasitor. Jenis-jenis jaringan ini menawarkan perubahan fasa yang pasti dalam osilator.
Implementasi dan kerja osilator pergeseran fasa RC dapat dilakukan dengan menggunakan tiga metode yaitu osilator pergeseran fasa RC menggunakan Op-amp, osilator pergeseran fasa RC menggunakan transistor bipolar (transistor BJT), dan osilator pergeseran fasa RC menggunakan transistor FET. Untuk pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini di sini kami akan menjelaskan metode berikut.
Resistor yang dekat dengan transistor seperti R & R1 dapat membentuk rangkaian pembagi tegangan karena RE (resistor emitor) mengembangkan kekuatan. Setelah itu, dua kapasitor yaitu Co & CE, di mana Co adalah kapasitor decoupling output daya DC & CE adalah kapasitor pintas emitor yang sesuai. Lebih lanjut, rangkaian ini juga menunjukkan jaringan 3-RC yang digunakan dalam jalur umpan balik.
Koneksi ini akan menyebabkan gelombang output daya bergerak dengan 180° sepanjang perjalanannya dari terminal output daya menuju terminal base transistor. Setelah itu, sinyal ini dapat dipindahkan sekali lagi dengan 180° dengan bantuan transistor dalam jaringan karena kebenaran bahwa perbedaan fasa antara input dan output dapat 180° dalam konfigurasi common emitor (CE). Ini akan membuat disparitas fasa jaringan hingga 360° dan memenuhi kondisi disparitas fasa.
Ada metode lain untuk memenuhi keadaan disparitas fasa adalah dengan menggunakan jaringan 4-RC, masing-masing memberikan 450 fasa pergeseran. Oleh karena itu, osilator pergeseran fasa-RC dirancang dengan cara yang berbeda karena jumlah jaringan RC di dalamnya tidak seimbang.
Tetapi, dengan meningkatkan jumlah tahapan akan meningkatkan kekuatan frekuensi rangkaian; itu juga mempengaruhi frekuensi output daya osilator karena efek pembebanan.
Dimana,
R adalah Resistansi (Ohms)
C adalah Kapasitansi
N adalah no. jaringan RC
Rumus frekuensi di atas dapat digunakan untuk desain terkait HPF (high pass filter), dan juga dapat digunakan LPF (low pass filter). Dalam kasus ini, rumus yang lebih tinggi tidak dapat berfungsi untuk menghitung frekuensi osilator, rumus lain akan berlaku.
Dimana,
R adalah Resistansi (Ohms)
C adalah Kapasitansi
N adalah no. jaringan RC
Jaringan ini dapat dibangun dengan resistor serta kapasitor dalam bentuk jaringan tangga. Fasa penguat dapat digeser ke 180° pada frekuensi osilasi dengan menggunakan jaringan umpan balik untuk memberikan respons positif. Ini jenis Osilator yang sering digunakan sebagai osilator audio pada frekuensi audio. Artikel ini membahas pengertian osilator pergeseran fasa RC.
Apa itu Osilator Pergeseran Fasa RC?
Rangkaian Phase Shift Osilator RC dapat dibangun dengan Resistor maupun Kapasitor. Rangkaian ini menawarkan pergeseran fasa yang diperlukan dengan sinyal umpan balik. Mereka memiliki kekuatan frekuensi yang luar biasa dan dapat memberikan gelombang sinus bersih untuk berbagai beban. Lebih disukai jaringan RC yang mudah dapat diharapkan untuk menyertakan output daya yang mengarahkan input dengan 90°.Tetapi dalam kenyataannya, variasi fasa akan berada di bawah ini karena kapasitor yang digunakan dalam rangkaian tidak dapat sempurna. Tepatnya sudut fasa jaringan RC dapat dinyatakan sebagai
Ф = tan-1 Xc / R
Implementasi dan kerja osilator pergeseran fasa RC dapat dilakukan dengan menggunakan tiga metode yaitu osilator pergeseran fasa RC menggunakan Op-amp, osilator pergeseran fasa RC menggunakan transistor bipolar (transistor BJT), dan osilator pergeseran fasa RC menggunakan transistor FET. Untuk pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini di sini kami akan menjelaskan metode berikut.
Diagram Rangkaian Osilator Pergeseran Fasa menggunakan Transistor Bipolar (BJT)
Rangkaian osilator pergeseran fasa RC berikut yang menggunakan transistor bipolar (BJT) dapat dibangun dengan cascading jaringan 3-RC phase shift; masing-masing memberikan pergeseran fasa 60°. Di rangkaian, RC yang dikenal sebagai resistor kolektor menghentikan arus kolektor transistor.Resistor yang dekat dengan transistor seperti R & R1 dapat membentuk rangkaian pembagi tegangan karena RE (resistor emitor) mengembangkan kekuatan. Setelah itu, dua kapasitor yaitu Co & CE, di mana Co adalah kapasitor decoupling output daya DC & CE adalah kapasitor pintas emitor yang sesuai. Lebih lanjut, rangkaian ini juga menunjukkan jaringan 3-RC yang digunakan dalam jalur umpan balik.
Koneksi ini akan menyebabkan gelombang output daya bergerak dengan 180° sepanjang perjalanannya dari terminal output daya menuju terminal base transistor. Setelah itu, sinyal ini dapat dipindahkan sekali lagi dengan 180° dengan bantuan transistor dalam jaringan karena kebenaran bahwa perbedaan fasa antara input dan output dapat 180° dalam konfigurasi common emitor (CE). Ini akan membuat disparitas fasa jaringan hingga 360° dan memenuhi kondisi disparitas fasa.
Ada metode lain untuk memenuhi keadaan disparitas fasa adalah dengan menggunakan jaringan 4-RC, masing-masing memberikan 450 fasa pergeseran. Oleh karena itu, osilator pergeseran fasa-RC dirancang dengan cara yang berbeda karena jumlah jaringan RC di dalamnya tidak seimbang.
Tetapi, dengan meningkatkan jumlah tahapan akan meningkatkan kekuatan frekuensi rangkaian; itu juga mempengaruhi frekuensi output daya osilator karena efek pembebanan.
Frekuensi Osilator Pergeseran Fasa RC
Persamaan umum untuk frekuensi derivasi osilator pergeseran fasa RC dapat dinyatakan sebagai
f = 1 / 2πRC√2N
R adalah Resistansi (Ohms)
C adalah Kapasitansi
N adalah no. jaringan RC
Rumus frekuensi di atas dapat digunakan untuk desain terkait HPF (high pass filter), dan juga dapat digunakan LPF (low pass filter). Dalam kasus ini, rumus yang lebih tinggi tidak dapat berfungsi untuk menghitung frekuensi osilator, rumus lain akan berlaku.
Frekuensi osilator f = √N / 2πRC
R adalah Resistansi (Ohms)
C adalah Kapasitansi
N adalah no. jaringan RC
Kelebihan Osilator Pergeseran Fasa
Kelebihan dari osilator pergeseran fasa ini adalah sebagai berikut.- Perancangan rangkaian osilator mudah dilakukan dengan komponen dasar seperti resistor maupun kapasitor.
- Rangkaian ini tidak mahal dan memberikan stabilitas frekuensi yang sangat baik.
- Ini terutama cocok untuk frekuensi rendah
- Rangkaian ini lebih sederhana dibandingkan dengan Osilator Jembatan Wien karena tidak memerlukan perencanaan stabilisasi & umpan balik negatif.
- Output rangkaian adalah sinusoidal yang agak bebas distorsi.
- Rentang frekuensi rangkaian ini akan berkisar dari beberapa Hz hingga ratusan kHz
Kelemahan Osilator Pergeseran Fasa
Kelemahan dari osilator pergeseran fasa ini meliputi yang berikut.- Output dari rangkaian ini kecil karena umpan balik yang lebih kecil
- Ini membutuhkan baterai 12 volt untuk mengembangkan tegangan umpan balik yang sangat besar.
- Sulit bagi rangkaian ini untuk membuat osilasi karena umpan balik yang kecil
- Stabilitas frekuensi rangkaian ini tidak baik dibandingkan dengan osilator jembatan Wien.
Aplikasi Osilator Pergeseran Fasa RC
Aplikasi jenis osilator pergeseran fasa ini meliputi yang berikut- Osilator pergeseran fasa ini digunakan untuk menghasilkan sinyal pada rentang frekuensi yang luas. Mereka digunakan dalam instrumen musik, unit GPS, & sintesis suara.
- Aplikasi osilator pergeseran fasa ini meliputi sintesis suara, instrumen musik, dan unit GPS.