14.30 - Transistor Hartley oscillator circuit.

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

Osilator merupakan salah satu rangkaian penting dalam dunia elektronika, khususnya pada sistem komunikasi, kontrol, dan pemrosesan sinyal. Salah satu jenis osilator yang banyak digunakan adalah Hartley Oscillator, yaitu osilator yang menghasilkan gelombang sinusoidal berdasarkan prinsip resonansi LC (induktor dan kapasitor). Ciri khas utama dari Hartley Oscillator adalah penggunaan dua induktor atau satu induktor dengan tap tengah yang membentuk pembagi tegangan dalam rangkaian umpan balik.

Dalam Hartley Oscillator berbasis transistor, transistor bertindak sebagai elemen penguat aktif yang memperkuat sinyal dan menjaga osilasi tetap berlangsung. Rangkaian ini bekerja dengan prinsip umpan balik positif, di mana sebagian sinyal output dikembalikan ke input untuk mempertahankan osilasi. Kombinasi dari induktor dan kapasitor menentukan frekuensi osilasi dari rangkaian tersebut.

Kelebihan Hartley Oscillator terletak pada desainnya yang sederhana, stabil, dan cocok digunakan untuk menghasilkan sinyal pada rentang frekuensi radio (RF). Oleh karena itu, pemahaman tentang prinsip kerja, komponen, dan analisis frekuensi pada Hartley Oscillator sangat penting, khususnya bagi mahasiswa teknik elektro dan bidang terkait.

2. Tujuan

Untuk memahami prinsip kerja osilator LC, khususnya Hartley Oscillator.

Untuk mempelajari cara kerja transistor sebagai penguat sinyal dalam rangkaian osilator.

Untuk merancang dan menganalisis rangkaian Hartley Oscillator guna menghasilkan gelombang sinusoidal pada frekuensi tertentu.

Untuk mengamati pengaruh nilai induktor dan kapasitor terhadap frekuensi osilasi yang dihasilkan.

Untuk melatih kemampuan dalam merangkai dan mengevaluasi rangkaian osilator secara praktis di laboratorium.

3. Alat dan Bahan

Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus . 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

Ground

Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

Baterai

Baterai adalah suatu bahan yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh alat-alat elektronika.

Transistor

Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Transformator

Transformator adalah komponen elektromagnetik yang digunakan untuk mengubah tingkat tegangan listrik AC (arus bolak-balik) dari satu nilai ke nilai lainnya melalui prinsip induksi elektromagnetik. Transformator terdiri dari dua kumparan kawat, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder, yang dililitkan pada inti besi yang sama. Ketika arus AC mengalir melalui kumparan primer, medan magnet yang berubah-ubah terbentuk di inti, dan medan ini kemudian menginduksi tegangan pada kumparan sekunder. Besarnya tegangan output tergantung pada rasio jumlah lilitan antara kedua kumparan

Ground

Baterai
          Baterai adalah suatu bahan yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh alat-alat elektronika.

Voltmeter DC

Kapasitor
          Kapasitor merupakan komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik
      Voltmeter DC berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

Amperemeter DC
Amperemeter DC berfungsi untuk mengetahui arus tegangan DC pada suatu rangkaian listrik atau beban listrik

4. Dasar Teori

Hartley Oscillator merupakan salah satu jenis osilator sinusoidal yang menggunakan elemen induktif (L) dan kapasitif (C) untuk menghasilkan frekuensi osilasi tertentu. Osilator ini termasuk ke dalam kelompok LC Oscillator, yang bekerja berdasarkan fenomena resonansi dalam rangkaian LC.

Rangkaian Hartley Oscillator umumnya terdiri dari:

Satu transistor sebagai penguat (bisa NPN atau PNP),
Dua induktor (atau satu induktor dengan tap tengah) yang berfungsi sebagai pembagi tegangan dalam rangkaian umpan balik,
Satu kapasitor yang membentuk rangkaian tangki (tank circuit) bersama induktor.

Prinsip kerja osilator ini melibatkan umpan balik positif, di mana sebagian sinyal dari output dikembalikan ke input melalui jaringan LC. Agar osilasi terjadi secara berkelanjutan, rangkaian harus memenuhi kondisi Barkhausen, yaitu:

Penguatan loop total (loop gain) ≥ 1
Perbedaan fasa total pada loop umpan balik adalah 0° atau kelipatan 360°

Transistor dalam rangkaian Hartley berfungsi sebagai penguat sinyal, yang mempertahankan amplitudo gelombang agar osilasi tidak meredam. Osilasi terjadi karena energi disimpan dan dilepas bergantian antara induktor dan kapasitor.

Hartley Oscillator banyak digunakan pada aplikasi pemancar RF, generator sinyal, dan sistem komunikasi karena mampu menghasilkan frekuensi tinggi dengan stabilitas yang baik.

5. Example

Example 1

Example 2

6. Problem

1.Jelaskan perbedaan utama antara Hartley Oscillator dan Colpitts Oscillator dalam hal konfigurasi komponen LC dan prinsip umpan baliknya.

Jawaban:

Hartley Oscillator menggunakan dua induktor (L1 dan L2) atau satu induktor dengan tap tengah, serta satu kapasitor. Umpan balik diperoleh dari pembagi induktif.

Colpitts Oscillator menggunakan dua kapasitor (C1 dan C2) dan satu induktor, dengan umpan balik berasal dari pembagi kapasitif.

2.Sebuah Hartley Oscillator menggunakan dua induktor

$𝐿_{1} = 10 𝜇 𝐻$ dan $𝐿_{2} = 15 𝜇 𝐻$ , serta sebuah kapasitor $𝐶 = 100 𝑝 𝐹$ .
Hitung frekuensi osilasi yang dihasilkan!

3.Apa fungsi utama transistor dalam rangkaian Hartley Oscillator, dan apa yang akan terjadi jika transistor gagal berfungsi?

Jawaban:
Transistor berfungsi sebagai penguat sinyal dan menjaga agar osilasi tidak meredam. Ia memperkuat sinyal yang diumpan balik dari rangkaian LC, sehingga siklus osilasi tetap berlangsung.
Jika transistor gagal (misalnya rusak atau bias tidak tepat), sinyal tidak akan diperkuat dan osilasi tidak akan terjadi atau cepat meredam.

7. Soal Latihan

1.Apa fungsi utama dari kapasitor dalam rangkaian Hartley Oscillator?

Jawaban:
Kapasitor bekerja sama dengan induktor membentuk rangkaian LC resonansi (tank circuit) yang menentukan frekuensi osilasi. Kapasitor menyimpan dan melepaskan energi bergantian dengan induktor untuk menghasilkan osilasi.

2.Apa yang dimaksud dengan "umpan balik positif" dalam Hartley Oscillator dan mengapa penting?

Jawaban:
Umpan balik positif adalah proses mengembalikan sebagian sinyal output ke input dengan fasa yang sama. Ini penting agar osilasi bisa terus berlangsung, sesuai dengan kondisi Barkhausen.

3.Komponen apa saja yang biasanya digunakan dalam rangkaian Hartley Oscillator berbasis transistor? Sebutkan minimal 3.

Jawaban:

Transistor (sebagai penguat)
Induktor (L1 dan L2 atau satu dengan tap tengah)
Kapasitor (C sebagai bagian dari rangkaian resonansi)
Tambahan: resistor bias dan kapasitor kopling

8. Percobaan

a. Prosedur

1). Buka aplikasi proteus

2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam rangkaian

3). Susunlah komponen sesuai gambar

4). Setelah merangkai seluruh komponen, jalankan simulasi

5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan

b. Rangkaian simulasi

Cari Blog Ini

Gading Bintang Riadhi