Chapter 14 & 15

[menuju akhir]

[MENU]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Rangkaian dan Video

6. File

1.Pendahuluan  [kembali]

Wien Bridge Oscillator merupakan salah satu jenis osilator umpan balik (feedback oscillator) yang dirancang untuk menghasilkan sinyal sinusoidal dengan distorsi rendah dan stabilitas frekuensi yang baik. Osilator ini pertama kali dikembangkan oleh Max Wien pada tahun 1891 dan menjadi populer dalam aplikasi audio serta pengukuran frekuensi karena kemampuannya menghasilkan gelombang sinus murni tanpa memerlukan komponen yang terlalu kompleks.

 

2.Tujuan [kembali]

Adapun tujuan pada materi ini adalah sebagai berikut:

2.1 Mengetahui Konfigurasi dari Wien Bridge Oscilator

2.2 Mengetahui Prinsip dan Cara kerja dari rangkaian

 

3.Alat dan Bahan  [kembali]

   a. Alat

3.1 Battery 

Baterai adalah alat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia kemudian diubah menjadi energi listrik untuk memperoleh arus listrik yang diperlukan. 

 

3.2 Switch  

Switch/saklar pada dasarnya adalah suatu alat yang dapat atau berfungsi menghubungkan atau memutuskan aliran listrik(arus listrik)baik pada jaringan arus listrik kuat maupun lemah
 

   b. Bahan

3.3 Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.
 

3.4 Ground

Ground merupakan titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik.
 

3.5 Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya
 

3.6 Induktor

Induktor adalah sebuah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya.
 

4.Dasar Teori [kembali]

Summing Wien Bridge Oscillator adalah jenis osilator linier yang menghasilkan sinyal sinusoidal dengan memanfaatkan prinsip umpan balik positif dan selektivitas frekuensi. Osilator ini terdiri dari dua bagian utama: jaringan umpan balik Wien Bridge (RC seri-paralel) dan amplifier (biasanya op-amp). Jembatan Wien berfungsi sebagai filter selektif frekuensi yang hanya memperbolehkan umpan balik positif pada frekuensi resonansi tertentu Salah satu keunggulan Wien Bridge Oscillator adalah kemampuannya menghasilkan sinyal sinus dengan distorsi yang sangat rendah. Hal ini dicapai melalui mekanisme pengaturan amplitudo otomatis, biasanya menggunakan elemen nonlinier seperti dioda, lampu pijar, atau JFET dalam rangkaian umpan balik negatif. Elemen ini berfungsi menyesuaikan penguatan amplifier secara dinamis sehingga osilasi tetap terjaga pada amplitudo konstan tanpa mengalami kliping (clipping). Selain itu, frekuensi osilasi dapat dengan mudah diubah dengan memvariasikan nilai R atau C dalam jaringan Wien, membuat osilator ini fleksibel untuk berbagai aplikasi. 

Wien Bridge Oscillator banyak diaplikasikan dalam peralatan pengujian elektronik, generator sinyal audio, dan sistem komunikasi. Namun, osilator ini memiliki beberapa keterbatasan, seperti ketergantungan stabilitas frekuensi pada kualitas komponen RC serta sensitivitas terhadap perubahan suhu. Untuk meningkatkan performa, komponen presisi seperti resistor dan kapasitor dengan koefisien temperatur rendah sering digunakan. Selain itu, desain modern dapat menggabungkan penguatan otomatis berbasis mikrocontroller untuk menjaga stabilitas amplitudo dalam jangka panjang. Dengan optimasi tersebut, Wien Bridge Oscillator tetap menjadi pilihan utama untuk pembangkitan sinyal sinus murni dalam berbagai bidang teknik elektronik=

$\frac{1}{2\pi R\mathrm{C<span\; style="font-family:\; KaTeX\_Math;\; font-size:\; 1.21em;\; font-style:\; italic;\; text-wrap-mode:\; nowrap;">f</span><span\; class="mspace"\; style="border-color:\; currentcolor;\; display:\; inline-block;\; font-family:\; KaTeX\_Main,\; "Times\; New\; Roman",\; serif;\; font-size:\; 1.21em;\; margin-right:\; 0.2778em;\; text-wrap-mode:\; nowrap;"></span><span\; class="mrel"\; style="border-color:\; currentcolor;\; font-family:\; KaTeX\_Main,\; "Times\; New\; Roman",\; serif;\; font-size:\; 1.21em;\; text-wrap-mode:\; nowrap;"><br></span>}}$

5.Rangkaian dan Video [kembali]

    Prinsip Kerja:

Wien Bridge Oscillator bekerja dengan memanfaatkan kombinasi umpan balik positif selektif frekuensi melalui jaringan RC Wien Bridge dan umpan balik negatif pengatur amplitudo. Pada frekuensi resonansi tertentu (f=12πRCf=2πRC1​), jaringan RC seri-paralel (Wien Bridge) menghasilkan pergeseran fasa sebesar 0° dan penguatan tegangan maksimum sepertiga. Amplifier (biasanya op-amp) kemudian memperkuat sinyal ini dengan penguatan minimal 3 (karena 13×3=131​×3=1) untuk memenuhi kriteria Barkhausen. Umpan balik positif dari jaringan Wien Bridge mempertahankan osilasi, sementara umpan balik negatif (melalui rangkaian pengontrol amplitudo seperti dioda atau lampu pijar) secara dinamis menyesuaikan penguatan amplifier agar amplitudo sinyal keluaran tetap stabil tanpa distorsi.

Ketika daya dihidupkan, noise listrik acak yang mengandung komponen frekuensi resonansi (ff) diperkuat oleh amplifier dan difilter oleh jaringan Wien Bridge. Hanya sinyal dengan frekuensi ff yang memenuhi syarat pergeseran fasa 0° akan terus diperkuat, sedangkan frekuensi lain teredam. Mekanisme umpan balik negatif mengatur penguatan amplifier agar tepat mempertahankan osilasi tanpa menyebabkan amplitudo membesar tak terkendali (overdrive) atau mengecil hingga teredam. Proses ini menghasilkan sinyal sinus murni dengan amplitudo konstan pada frekuensi yang ditentukan oleh nilai R dan C.

Stabilitas osilator ini sangat bergantung pada presisi komponen RC dan linearitas mekanisme pengaturan amplitudo. Perubahan nilai R atau C akibat temperatur atau aging dapat menggeser frekuensi resonansi, sementara respons yang terlalu lambat dari pengontrol amplitudo dapat menyebabkan distorsi. Desain canggih sering menyertakan termistor atau elemen kontrol otomatis berbasis mikroprosesor untuk mengompensasi variasi tersebut, menjadikan Wien Bridge Oscillator solusi andal untuk pembangkitan sinyal referensi frekuensi rendah hingga menengah (1 Hz - 1 MHz) dengan distorsi harmonik di bawah 0.1%.

 

 • Video

6. Download File [kembali]

• Download Rangkaian [disini]
• Datasheet Baterai [disini]
• Datasheet Dioda [disini]
• Datasheet Induktor [disini]
• Datasheet Switch [disini]
• Datasheet resistor [disini]

[menuju awal]