a. Mengetahui apa itu Crystal Oscillator
b. Mampu membuat rangkaian Crystal Oscillator
c. Mengetahui fungsi Crystal Oscillator
a. Crystal
gambar 1. Crystal di proteus gambar 2. Contoh crystal
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.
b.Resistor
gambar 3. Resistor di proteus gambar 4. Contoh Resistor
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).
c. Capasitor
gambar 3. Kapasitor di proteus gambar 4. Contoh Kapasitor
Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
d. Induktor
gambar 5. Induktor di proteus gambar 6. Contoh Induktor
Induktor merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat.
e. Ground
gambar 7. Ground di proteus
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembali nya arus listrik arus searah atau titik kembali nya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
Arti ground = bumi, sedangkan grounding = pembumian, dalam arti sebenar nya adalah titik di bumi di mana secara listrik berhubungan /bertemu dengan mata air tanah (mata air tanah).
Arti ground = bumi, sedangkan grounding = pembumian, dalam arti sebenar nya adalah titik di bumi di mana secara listrik berhubungan /bertemu dengan mata air tanah (mata air tanah).
f. NPN Transistor
gambar 9. NPN di proteus gambar 10. Contoh NPN
Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tipe-p diantara dua lapis tipe-n. Arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emittor dikuatkan di keluaran kolektor. Tanda panah dari simbol diletakkan di kaki emittor dan menuju keluar. Transistor sebagai saklar penyambung, pemutus dan penguat sinyal.
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
Karakteristik Kristal Kuarsa Kristal kuarsa (salah satu dari banyak jenis kristal) menunjukkan sifat bahwa ketika tekanan mekanis diterapkan pada permukaan kristal, perbedaan potensi terjadi pada permukaan kristal yang berseberangan. Sifat kristal ini disebut efek piezoelektrik. Demikian pula, tegangan yang diterapkan pada satu set wajah kristal menyebabkan distorsi mekanis pada bentuk kristal. Ketika tegangan bolak-balik diterapkan pada kristal, getaran mekanis diatur getaran ini memiliki frekuensi resonansi alami tergantung pada kristal. Meskipun kristal memiliki resonansi elektromekanis, kita dapat mewakili aksi kristal dengan sirkuit resonansi listrik yang sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 18.31. Induktor L dan kapasitor C mewakili padanan listrik dari massa dan kepatuhan kristal, sedangkan resistansi R adalah padanan listrik dari friksi internal struktur kristal. CM kapasitansi shunt mewakili kapasitansi karena pemasangan kristal secara mekanis. Karena kehilangan kristal, yang diwakili oleh R, kecil, kristal Q yang berkualitas (faktor kualitas) tinggi, biasanya 20.000. Nilai Q hingga hampir 10 dapat dicapai dengan menggunakan 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.
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. gjfjfkfjtfjkgfjfjfjfjfjfgjfjdjdjddddddddddd
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 Rangkaian [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
5. Gambar Rangkaian [kembali]
gambar 18.33 (a)
gambar 18.33 (b)
gambar 18.34
gambar 4
gambar 5
gambar simulasi rangkaian
6. Video [kembali]
video 18.33 (a)
video 18.33 (b)
video 18.34
Video 4
Video 5
Video 6
7. Download File [kembali]
Download rangkaian simulasi 1 disini
Download rangkaian simulasi 2 disini
Download rangkaian simulasi 3 disini
Download rangkaian simulasi 4 disini
Download rangkaian simulasi 5 disini
Download rangkaian simulasi 6 disini
Download rangkaian simulasi 2 disini
Download rangkaian simulasi 3 disini
Download rangkaian simulasi 4 disini
Download rangkaian simulasi 5 disini
Download rangkaian simulasi 6 disini
Download daftar resistor di pasaran disini
Download Datasheet Crystal Oscillator VT-840 disini
