Osilator Pierce : Prinsip Kerja, Diagram Rangkaian, dan Aplikasi
Ada berbagai jenis osilator yang tersedia tergantung pada karakteristik dan fiturnya. Tetapi dalam hal itu, osilator yang paling banyak digunakan adalah Osilator Kristal, Osilator Hartley, Osilator Dynatron, Osilator RC, Osilator Colpitts, Osilator Jembatan Wien, Osilator Armstrong dll. Tujuan utama osilator pierce adalah untuk menghasilkan osilasi frekuensi yang stabil secara terus menerus & sering.
Di antara semua jenis osilator, osilator kristal yang berbeda menunjukkan stabilitas frekuensi yang sangat baik. Mereka dapat menghasilkan osilasi pada frekuensi resonansi tanpa distorsi dan bahkan efek suhu sangat rendah pada osilator kristal karena fitur unik dari bahan kristal.
Osilator kristal menggunakan prinsip efek piezoelektrik untuk menghasilkan osilasi frekuensi. Pada akhir artikel ini, kita akan melihat tentang pengertian Osilator Pierce, Prinsip Kerja, Diagram Rangkaian, dan Aplikasinya.
Apa itu Osilator Pierce?
Osilator pierce adalah salah satu jenis osilator elektronik yang terutama digunakan dalam osilator kristal untuk menciptakan frekuensi osilasi yang stabil dengan menggunakan prinsip efek piezoelektrik.
Karena biaya, ukuran, kompleksitas, dan daya dibandingkan dengan Osilator standar, ini lebih disukai di sebagian besar solusi dan perangkat tertanam untuk membuat osilasi frekuensi yang stabil. Osilator pierce sederhana memiliki komponen berikut seperti inverter digital, Resistor, dua Kapasitor, dan satu Kristal kuarsa.
Rangkaian Osilator Pierce
Gambar 1 berikut menunjukkan diagram osilator pierce sederhana dan gambar 2 menunjukkan diagram rangkaian sederhana osilator pierce. Dalam rangkaian di atas, X1 menunjukkan perangkat kristal, resistor R1 sebagai resistor umpan balik, U1 adalah inverter digital, C1 dan C2 adalah kapasitor yang terhubung paralel. Ini berada di bawah bagian desain.
Prinsip Kerja Osilator Pierce
Umpan balik (feedback) resistor R1 pada gambar 1 adalah membuat inverter linier dengan mengisi kapasitansi input inverter dari output inverter dan jika inverter ideal maka dengan impedansi input tak terbatas dan nilai impedansi output nol. Dengan ini, tegangan input dan output harus sama. Oleh karena itu inverter beroperasi di wilayah transisi.
• Inverter U1 memberikan pergeseran fasa 180° dalam loop.
• Kapasitor C1 dan C2, kristal X1 bersama-sama memberikan pergeseran fasa 180° tambahan ke loop untuk memenuhi kriteria pergeseran fasa terpilih untuk osilasi.
• Secara umum nilai C1 dan C2 dipilih untuk sama.
• Pada gambar 1 osilator pierce, kristal X1 adalah mode paralel dengan C1 dan C2 untuk bekerja di wilayah induktif. Ini disebut kristal paralel.
Untuk menghasilkan osilasi pada frekuensi resonansi, rangkaian osilator harus memenuhi dua kondisi yang disebut kriteria terpilih. Mereka:
• Nilai besarnya gain loop harus satu.
• Pergeseran fasa di sekitar loop harus 360° atau 0°.
Jika osilator memenuhi dua kondisi di atas maka hanya mereka yang bisa menjadi osilator yang layak. Di sini, osilator ini memenuhi dua kondisi Barkhausen di atas dengan loop rangkaian dan penggunaan inverter.
Aplikasi Osilator Pierce
Aplikasi osilator pierce meliputi berikut ini.
• Osilator ini dapat diterapkan dalam solusi tertanam dan perangkat loop-terkunci loop (PLL).
• Dalam mikrofon, perangkat yang dikontrol suara dan perangkat yang mengubah energi suara menjadi energi listrik dalam perangkat itu lebih disukai karena faktor stabilitas frekuensi yang sangat baik.
• Karena biaya pembuatannya yang rendah, ia berguna di sebagian besar aplikasi elektronik konsumen.
Dengan demikian, osilator Pierce adalah osilator yang banyak digunakan dalam solusi tertanam dan beberapa perangkat karena pembuatannya yang sederhana, frekuensi resonansi yang stabil. Tidak ada parameter yang dapat memengaruhi frekuensi resonansinya.
Sehingga dapat menghasilkan frekuensi osilasi yang konstan. Tetapi dalam beberapa inverter digital, keterlambatan propagasi terlalu kecil. Jadi kita perlu mempertimbangkan yang tidak memiliki penundaan propagasi lebih lanjut.
