LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM TELEKOMUNIKASI ANALOG PERCOBAAN OSILATOR Disusun Oleh : Kelompok 2 DWI EDDY SANTOSA NIM. 1141160049 JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL 2011/2012 POLITEKNIK NEGERI MALANG jl.soekarno Hatta No.9 Malang 65141 Telp (0341) 404424-404425 Fax (0341) 404420 http://www.poltek-malang ac.id
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam-macam, yaitu bentuk sinusoidal, persegi, segitiga gigi gergaji, atau denyut. Osilator berbeda dengan penguat, oleh karena penguat memerlukan isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran. Pada osilator, tak ada isyarat masukan, hanya ada isyarat keluaran saja, yang frekuensi dan amplitudonya dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat secara tak disengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan frekuensi yang nilainya tak dapat dikendalikan. Dalam hal ini, penguat dikatakan berosilasi. Osilator bisa dibangun dengan menggunakan komponen yang memperlihatkan karakteristik resistansi-negatif dan lazimnya hal ini adalah dioda terobosan dan transistor satu lapis. Namun demikian, sebagian besar rangkaian osilator didasarkan pada penguat dengan umpan balik positif. Rangkaian osilator menghasilkan arus bolak-balik (ac) dengan daya kurang dari satu watt sampai dengan ribuan watt. Bila diperlukan tegangan ac, frekuensi daya dan berdaya besar (10 sampai dengan 100 Hz), dapat digunakan berbagai jenis alternator elektromagnetik. Untuk frekuensi-frekuensi yang lebih tinggi di dalam daerah frekuensi-radio, digunakan rangkaian osilator transistor atau tabung. I.2 Ruang Lingkup Ruang lingkup pada praktikum ini meliputi pengukuran resistansi pada resistor berdasarkan warna cincin yang tertera pada resistor, membuat rangkaian osilator, mengamati isyarat keluaran dan mengukur frekuensi ( apabila nilai hambatan dan kapasitor pada rangkaian diganti, serta mengukur tegangan masukan dan keluaran.
I.3 Tujuan Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan telah mampu menguasai pengetahuan tentang: - Pengaturan penguatan dan umpan balik. - Penapisan dan penalaan frekuensi isyarat suatu gelombang. - Stabilitas osilasi dan titik kerja serta daerah kerja suatu penguat. - Adanya distorsi harmonik yang terdapat pada suatu sistem osilasi. I.4 Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum Osilator ini dilakukan pada hari Jumat, 29 Juni 2012, pukul 13.30-16.30 WIB, di Laboratorium Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Malang.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Pendahuluan Osilator adalah suatu rangkaian yang menghasilkan keluaran yang amplitudonya berubah-ubah secara periodik dengan waktu. Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam-macam, yaitu bentuk sinusoidal, persegi, segitiga, gigi gergaji, atau denyut. Osilator berbeda dengan penguat, oleh karena penguat memerlukan isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran. Pada osilator tak ada isyarat masukan, hanya ada isyarat keluaran saja, yang frekuensi dan amplitudonya dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat secara tak disengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan frekuensi yang nilainya tak dapat dikendalikan. Dalam hal ini penguat dikatakan berosilasi. Osilator digunakan secara luas sebagai sumber isyarat untuk menguji suatu rangkaian elektronik. Osilator seperti ini disebut pembangkit isyarat, atau pembangkit fungsi jika isyarat keluarannya dapat mempunyai berbagai bentuk. Osilator juga digunakan untuk mendeteksi dan menentukan jarak dengan gelombang mikro (radar) ataupun gelombang ultrasonic (sonar). Selain itu, hampir semua alat digital seperti jam tangan, digital kalkulator, komputer, alat-alat pembantu komputer, dan sebagainya menggunakan osilator. Pesawat penerima radio dan televisi juga menggunakan osilator untuk mengolah isyarat yang datang. Isyarat yang datang ini dicampur dengan isyarat dari osilator lokal sehingga menghasilkan isyarat pembawa informasi dengan frekuensi lebih rendah. Isyarat yang terakhir ini dikenal sebagai isyarat if (intermediate frequency). Pada dasarnya, ada tiga macam osilator, yaitu osilator RC, osilator LC, dan osilator relaksasi. Dua yang pertama menghasilkan isyarat berbentuk sinusoidal sedangkan osilator relaksasi menghasilkan isyarat persegi, segitiga, gigi gergaji atau pulsa.
II.2 Prinsip Rangkaian Osilator Secara umum prinsip rangkaian osilator dibagi dua, yaitu Osilator Harmonisa dan Osilator Relaksasi. A. Osilator Harmonisa Osilator harmonisa menghasilkan bentuk gelombang sinusoida. Osilator harmonisa disebut juga dengan Osilator Linear. Bentuk dasar osilator harmonisa terdiri dari sebuah penguat dan sebuah filter yang membentuk umpan balik positif yang menentukan frekuensi output. Prinsip osilator ini dimulai dengan adanya noise/desah saat pertama kali power dinyalakan. Noise/desah ini kemudian dimasukkan kembali ke input penguat dengan melalui filter tertentu. Karena hal ini terjadi berulang-ulang, maka sinyal noise akan menjadi semakin besar dan membentuk periode tertentu sesuai dengan jaringan filter yang dipasang. Periode inilah yang kemudian menjadi nilai frekuensi sebuah osilator. Macam-macam osilator harmonisa/ sinus : 1. Osilator Hartley Osilator Hartley termasuk jenis osilator LC. Osilator Hartley tersusun dari dua buah induktor yang disusun seri dan sebuah kapasitor tunggal. Kelebihan osilator hartley adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah kapasitor variabel pada komponen kapasitornya. Selain itu, amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator. 2. Osilator Colpits Osilator Colpits termasuk jenis osilator LC. Osilator colpits tersusun dari dua buah kapasitor yang disusun seri dan sebuah induktor tunggal. Kelebihan osilator colpits adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah induktor variabel pada komponen induktornya seperti halnya penggunaan kapasitor variabel pada osilator hartley. Amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.
3. Osilator Clapp Osilator Clapp termasuk jenis osilator LC. Osilator Clapp tersusun dari tiga buah kapasitor dan satu buah induktor. Konfigurasi osilator clapp sama dengan osilator colpits namun ada penambahan kapasitor yang disusun seri dengan induktor (L). Osilator Clapp diperkenalkan oleh James K. Clapp pada tahun 1948. 4. Osilator Kristal Osilator Kristal adalah osilator yang rangkaian resonansinya tidak menggunakanan LC atau RC melainkan sebuah kristal kwarsa. Rangkaian dalam kristal mewakili rangkaian R, L dan C yang disusun seri. Osilator Pierce ditemukan oleh George W. Pierce. Osilator Pierce banyak dipakai pada rangkaian digital karena bentuknya yang simpel dan frekuensinya yang stabil.
BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM III.1 Alat dan Bahan III.1.1 Alat Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut. - Multimeter Multimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan. - Papan Rangkaian Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian. - Catu Daya Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC. - Osiloskop Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat. - Signal Generator Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat. - Kabel Jumper Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian. III.1.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut. - Transistor Transistor adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai penguat tegangan dan penguat arus. - Resistor Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. - Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik. - Induktor
Induktor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi listrik. III.2 Prosedur Praktikum Adapun prosedur pada praktikum osilator ini yaitu: 1. Melakukan kalibrasi terhadap peralatan yng akan digunakan. 2. Mencatat harga/nilai dari komponen yang digunakan. 3. Membuat rangkaian osilator seperti pada gambar, dimana kabel (+) dan (-) dari catu daya, masing-masing disambungkan ke dan ke ground. Sementara itu, kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop, masing-masing disambungkan ke ground dan ke, serta ke ground dan ke (kolektor sebagai titik pengamatan). 4. Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada layar osiloskop. 5. Mengukur dan mencatat nilai dari hasil yang diperlihatkan pada osiloskop. 6. Mengganti kapasitor dengan dan 7. Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai nya. 8. Mengembalikan rangkaian ke bentuk semula (sebelum nilai C 2 diganti). 9. Mengganti resistor dengan dan 10. Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai nya. 11. Mengubah posisi kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop, yaitu menyambungkan kabel (+) dan kabel (-) dari signal generator dan osiloskop masingmasing ke output dan input, serta ke basis dan ground (basis sebagai pengamatan). 12. Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai nya. 13. Mengubah posisi kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop (emitter sebagai titik pengamatan). 14. Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai nya. 15. Mengukur dan mencatat nilai dan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil IV.1.1 Tabel Pengamatan Osilator Clamp Vpp : 20mV * 7 : 210mV 0.21V T : 0,4 * 0.1µs : F : Frekuensi Terukur : IV.1.2 Tabel Pengamatan Osilator Kristal Vpp : 20mV * 5,6 : 112mV 0.112V T : 0,4 * 0.1µs : F : Frekuensi Terukur :
IV.1.3 Tabel Pengamatan Osilator Hartley Vpp : 4 * 2 : 8 T : 0,2 * 2,6 µs : F : Frekuensi Terukur : IV.1.4 Tabel Pengamatan Osilator Colpits Vpp : 0,5 * 5 : 2,5 T : 1,3 * 0.2µs : F : Frekuensi Terukur :
IV.2 Pembahasan Pada praktikum osilator ini digunakan transistor, resistor, kapasitor, dan induktor. Kapasitor yang digunakan adalah kapasitor bernilai, dan. Adapun resistor yang digunakan adalah resistor dengan nilai hambatan kecil. Pada praktikum ini, sebuah rangkaian osilator dirangkai di mana dalam pengamatan, digunakan 3 titik pengamatan, yaitu pada kolektor, basis dan emitter. Selanjutnya, dari masing-masing titik pengamatan dilakukan pengamatan terhadap isyarat keluaran dan menghitung frekuensi osilasinya.
BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu: - Pengaturan penguatan dan umpan balik merupakan persyaratan bagi rangkaian osilator agar menghasilkan osilasi secara terus-menerus. - Frekuensi isyarat suatu gelombang dapat dihitung dengan persamaan dimana adalah frekuensi yang digunakan dalam signal generator dan adalah waktu yang digunakan untuk memperoleh siyarat keluaran yang baik pada osiloskop. - Kapasitansi kapasitor yang digunakan pada rangkaian osilator berbanding lurus dengan frekuensi osilasi yang dihasilkannya. - Adanya distorsi harmonik adalah salah satu persyaratan utama bagi osilator gelombang sinus. V.2 Kritik dan Saran V.2.1 Laboratorium Teknik Telekomunikasi Kritik dan saran untuk laboratorium Teknik Telekomunikasi, yaitu: - Alat dan bahan praktikum kurang banyak, perlu ditambah lagi untuk mempermudah praktikum. - Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau diganti.
DAFTAR PUSTAKA Adibaduts. 2009. Elektronika. http://adibaduts.wordpress.com/elektronika/. Diakses pada 2 Juni 2012. Malang. Chanshue. 2010. Rangkaian Osilator. http://chanshue.wordpress.com/2010/04/15/ rangkaian-osilator/. Diakses pada 2 Juni 2012. Malang. Malang, Telkompoltek. 2010. Osilator Armstrong. http://elkakom.telkompoltek. net / 2010/07/osilator-armstrong.html. Diakses pada 2 Juni 2012. Malang. Sabrina, Abi. 2010. Osilator. http://abisabrina.wordpress.com/category/ elektronikadasar/page/3/. Diakses pada 2 Juni 2012. Malang. Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB.