Kelebihan dan Kekurangan Osilator Kristal Serta Perbedaan Dengan Resonator

Ada berbagai resonator yang digunakan pada aplikasi rangkain elektronika,Dari resonator tersebut ada dua jenis yang paling banyak di gunakan yaitu resonator dengan bahan pembuatan kristal kuarsa dan Keramik.

Kristal kuarsa digunakan dalam Osilator Kristal dan Keramik digunakan dalam Resonator Keramik, Keduanya memiliki tujuan yang sama untuk membangkitkan frekuensi osilasi dengan cara bergetar ketika diberikan tegangan input. 

Tetapi kedua resonator tersebut memiliki beberapa perbedaan juga dan dari keduanya juga memiliki aplikasi yang berbeda juga.

Apa itu Osilator Kristal?

Osilator adalah rangkaian yang menghasilkan frekuensi dengan bantuan rangkaian yang disetel dan frekuensi yang dihasilkan dikenal sebagai frekuensi osilasi. 

Demikian pula, Osilator kristal adalah rangkaian atau perangkat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi yang stabil dengan bantuan kristal kuarsa, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai Hartley Osilator silahkan Baca di sini

Kristal Pada Osilator kristal ketika bergetar, ia bertindak seperti resonator & sebagai hasilnya menghasilkan frekuensi osilasi. 

Rangkaian resonator ini menggunakan kristal untuk menghasilkan osilasi, sehingga diberi nama sebagai Crystal Oscillator, Simbol & rangkaian osilator kristal di tunjukkan seperti gambar di bawah ini:

Pelajari lebih lanjut tentang kristal kuarsa dan osilator kristal di sini.

Apa itu Resonator Keramik?

Mirip dengan Osilator Kristal, Resonator Keramik juga merupakan rangkaian elektronik atau perangkat yang digunakan untuk menghasilkan keluaran frekuensi osilasi dengan bantuan Keramik sebagai bahan piezoelektrik yang beresonansi. 

Bahan dapat memiliki dua atau lebih elektroda yang ketika dihubungkan ke rangkaian osilator mendapat getaran mekanis & sebagai hasilnya sinyal berosilasi dengan frekuensi tertentu dihasilkan. 

Rangkaian resonator mirip dengan Rangkaian Osilator Kristal dan seperti yang ditunjukkan seperti gambar di bawah ini:

Ketika resonator bekerja, getaran mekanis menghasilkan tegangan berosilasi karena bahan piezoelektrik yaitu keramik dan tegangan berosilasi tersebut kemudian dipasang ke elektroda sebagai output, Konsep terbalik digunakan dalam kasus efek piezoelektrik yang terbalik.

Perbedaan Osilator Kristal Dan Resonator

Meskipun keduanya memiliki cara kerja yang sama dan menghasilkan osilasi frekuensi sebagai output, namun keduanya memiliki beberapa perbedaan dalam sifat karena osilator telah menggantikan resonator dalam banyak aplikasi rangkaian, beberapa perbedaannya yaitu:

• Rentang Frekuensi - Osilator Kristal memiliki faktor Q yang jauh lebih tinggi daripada Resonator Keramik karena Osilator Kristal memiliki rentang frekuensi 10 kHz – 100 MHz sedangkan rentang frekuensi resonator keramik bervariasi dari 190 kHz – 50 MHz
• Output - Osilator Kristal memberikan output frekuensi stabilitas tinggi sedangkan output stabilitas frekuensi resonator kurang baik jika di bandingkan dengan output dari Osilator Kristal, Dalam hal akurasi frekuensi keluaran, Osilator Kristal memberikan keluaran yang jauh lebih akurat daripada resonator Keramik. Akurasi untuk osilator adalah 10ppm-1000ppm sedangkan untuk resonator adalah 0,1% - 1%.
• Efek karena Parameter - Untuk resonator Keramik, ketebalan bahan keramik akan menentukan frekuensi resonansi keluaran sedangkan untuk Osilator Kristal keluaran frekuensi resonansi tergantung pada ukuran, bentuk, elastisitas & kecepatan suara dalam bahan. Nilai Keluaran frekuensi pada Osilator Kristal tidak di pengaruhi oleh perubaan suhu yang terjadi namun untuk resonator keramik nilainya dapat berubah jika suhu nya berubah. Untuk Osilator Kristal Kuarsa, karakteristik keluaran tergantung pada mode getaran dan sudut di mana kristal dipotong sementara di resonator tergantung pada ketebalan keramik.
• Toleransi & Sensitivitas - Osilator Kristal memiliki toleransi yang lebih kecil terhadap guncangan & getaran sedangkan resonator keramik memiliki toleransi yang tinggi secara komparatif. Osilator kristal memiliki toleransi ESD (Electrostatic Discharge) yang rendah sedangkan resonator keramik memiliki toleransi ESD yang tinggi. Osilator lebih sensitif daripada resonator, sensitivitasnya dapat dibandingkan dalam hal radiasi. Kuarsa memiliki toleransi frekuensi 0,001%, sedangkan resonator  memiliki toleransi 0,5%.
• Pengunaan Kapasitor - Resonator mungkin memiliki kapasitor internal atau terkadang membutuhkan kapasitor eksternal sementara Osilator membutuhkan kapasitor eksternal dan nilainya tergantung pada kristal apa yang digunakan.
• Bahan yang Digunakan - Crystal Oscillator terbuat dari Quartz sebagai bahan resonator piezoelektrik sedangkan resonator Keramik terbuat dari Lead Zirconium Titanate (PZT), yang dikenal sebagai bahan keramik piezoelektrik stabilitas tinggi. Osilator Kristal sulit dibuat sedangkan resonator keramik mudah dibuat, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai Capasitor silahkan baca di sini
• Aplikasi – Resonator keramik digunakan dalam aplikasi mikroprosesor di mana stabilitas frekuensi tidak penting sedangkan Crystal Oscillator dapat ditemukan di banyak aplikasi mulai dari televisi hingga mainan anak-anak yang memiliki komponen listrik. Resonator baik untuk komunikasi port serial dengan kecepatan rendah sementara osilator kristal memiliki frekuensi yang cukup untuk mendukung komunikasi serial dengan kecepatan tinggi juga sedangkan Resonator tidak memiliki frekuensi yang tersedia untuk komunikasi port serial berkecepatan tinggi. Dalam hal aplikasi berbasis yang membutuhkan kecepatan tinggi, Resonator tidak terlalu cocok sementara osilator mungkin cocok untuk aplikasi dengan kecepatan yang tinggi.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini