RSS

Amplifier Perkutut-Pro


Masih banyak orang ingin merakit amplifier murah dengan daya yang relatif tinggi. Namun sayangnya saya belum menemukan rancangan amplifier yang sederhana, murah, dan berkualitas cukup baik. Masih banyak kit amplifier yang dirancang secara asal sehingga THD pada frekuensi tinggi sangat tinggi. Bagi yang pernah merakit amplifier gainclone seperti LM1875, LM3886, atau semacamnya mungkin tidak sanggup untuk mendengarkan kit amplifier transistor daya tinggi yang umum dijual di toko-toko, berlama-lama.

Rancangan amplifier saya yang sederhana seperti Emprit, AKSA 55 clone, Perkutut, tidak bisa dimodifikasi secara sederhana untuk menghasilkan daya tinggi namun kualitas suaranya tetap sama. Apalagi kali ini saya ingin memakai transistor yang mudah dicari di toko-toko. Pemakaian transistor yang mudah didapat tersebut tidak optimal dan makin menurunkan kualitas suara yang dihasilkan.

Setelah mencoba beberapa kali akhirnya saya memutuskan untuk memakai topologi Perkutut dengan modifikasi bagian VAS dengan memakai Hawksford cascode. Ini bisa menurunkan THD secara signifikan. Agar THD tidak berubah terlalu besar pada beban impedansi rendah, saya memutuskan untuk memakai output triple emitter follower (TEF). Amplifier ini saya namakan Perkutut-Pro dan hanya bisa dibebani dengan impedansi paling kecil sebesar 4 Ohm. Power supply bisa dari +-63VDC sampai +-77VDC.

Big-big Perkutut sch

Bagian input terdiri dari transistor Q1 dan Q2 yang difungsikan sebagai penguat diferensial atau LTP (Long Tailed Pair). Karena tidak memakai cermin arus maka DC Offset sulit menjadi kecil dengan pemakaian nilai resistor yang standard. Untuk itu diperlukan pengaturan DC Offset yaitu dengan R8. Q1 dan Q2 perlu ditempelkan dan diikat agar DC Offset stabil terhadap suhu.

Untuk bagian VAS (Voltage Amplification Stage), memakai Hawksford cascode, yaitu Q3, Q4, dan LED1. LED1 harus led warna hijau, yang memaksa tegangan kolektor-emitor Q4 tetap. Ini mengakibatkan berkurangnya efek Early Voltage.  Q3 bisa diganti dengan transistor video yang memiliki Cob kecil, namun sulit dicari di toko-toko. Penggunaan VAS seperti ini akan menurunkan THD secara signifikan, seperti pada amplifier Blameless 1200 dan Elang Amplifier rancangan saya.

Bagian output memakai triple emitter follower (TEF), sehingga input impedansinya tinggi dan mengurangi cacat pada bagian VAS. Namun sayangnya TEF ini mudah berosilasi kalau rancangannya tidak benar dan perancangan arus biasnya juga sulit untuk presisi. Ada beberapa cara kompensasi TEF, bisa pada transistor pre-driver-nya atau pada transistor driver-nya. Saya lebih suka memakai kompensasi pada transistor drivernya karena tidak mempengaruhi slew rate secara signifikan.  Rangkaian kompensasi tersebut adalah R34, C19 dan R35, C20.

Untuk bias servonya sendiri memakai 2 transistor Q5 dan Q6. Q5 ditempelkan pada pendingin transistor driver Q11 dan Q12 yang berupa lembaran aluminium. Sedangkan Q6 ditempelkan pada pendingin transistor final. Arus bias diatur dengan R25 sebesar 30mA atau 6,6mV pada resistor 0,22Ohm 5watt.

Hasil Simulasi

Power Supply 77VDC
Phase Margin = 77 derajat
Gain Margin = 12 dB
THD pada 280W/8Ohm, 1kHz -> 0.006826%
THD pada 280W/8Ohm, 20kHz -> 0.009644%
Slew Rate = 58 V/uS
PSRR pada 1kHz -> 113 dB

Daya maksimal sekitar 560W rms pada 4 Ohm. Diperlukan trafo 55VAC CT 10A.

Power Supply 63VDC
Phase Margin = 76 derajat
Gain Margin = 11 dB
THD pada 182W/8Ohm, 1kHz -> 0.005477%
THD pada 182W/8Ohm, 20kHz -> 0.008397%
Slew Rate = 44 V/uS
PSRR pada 1kHz -> 112 dB

Daya maksimal sekitar 350W rms pada 4 Ohm. Diperlukan trafo 45VAC CT 10A.

Contoh Layout

Big-big Perkutut top


Big-big Perkutut bottom

 

 
2 Komentar

Ditulis oleh pada 2 Februari 2016 in Uncategorized

 

AX16(AX14) Modification


Saya mengikuti thread ini di forum diyaudio. Lalu saya lihat schematic AX16 rancangan dari Apex. Saya tidak tahu kalau AX16 itu adalah AX14 yang ditambahkan proteksi arus lebih (over current). Saya tertarik untuk membuat simulasinya tanpa menyertakan rangkaian proteksi tersebut. Ini file simulasinya.

Kemudian saya memodifikasinya agar THD-nya lebih kecil dan slew rate –nya lebih tinggi. Sehingga jadinya seperti ini, termasuk layout PCB nya. Namun atas saran dari salah seorang anggota forum tersebut, akhirnya skematik dan PCB layoutnya menjadi seperti ini.

Untuk men-download file-file tersebut, kita harus mendaftar menjadi anggota forum tersebut.

Cara Kerja AX16(AX14) Modifikasi

Amplifier ini memakai topologi Lin atau Blameless (istilah dari Douglas Self). Yaitu bagian input memakai penguat diferensial atau Long Tail Pair (LTP), diikuti penguat tegangan utama atau Voltage Amplification Stage (VAS) dan terakhir adalah bagian output sebagai penguat arus.

Bagian LTP dibentuk oleh transistor Q1 dan Q5 yang memiliki kriteria low noise dan hFE-nya tinggi. Arus LTP ditentukan oleh sumber arus tetap Q3. Arus kolektor Q3 = (tegangan maju LED merah – VBE) / R7 yaitu sekitar 3,7mA. R9 untuk mengatur DC Offset. Beban LTP memakai cermin arus Q2 dan Q4 sehingga penguatan tegangan pada LTP cukup tinggi. D1 digunakan sebagai clamping agar saat clipping tidak terjadi “sticky” atau sinyalnya seolah-olah lengket ke power supply selama beberapa saat.

Untuk VAS-nya sendiri memakai konfigurasi Baxandall super-pair, Q7 dan Q9, suatu jenis kaskade yang ditemukan oleh Baxandall. VAS seperti ini sering dipakai Yamaha pada amplifiernya. VAS tersebut dibebani oleh sumber arus tetap yang dikonfigurasikan juga sebagai Baxandall super-pair, yaitu Q6 dan Q8. Sebenarnya sumber arus tetap ini bisa memakai satu transistor saja, namun saya tidak ingin mengubah terlalu banyak. Besarnya sumber arus tetap ini sekitar 6,4mA.

Kompensasi amplifier ini memakai kompensasi Transitional Miller Compensation (TMC), yaitu C6, C7, dan R16. Agar mendapatkan phase margin dan gain margin yang baik, maka ditambahkan C8 dan R19.

Kemudian bagian output memakai double emitter follower, Q11, Q12, Q13, dan Q14. Q11 dan Q12 bekerja pada kelas A, sedangkan Q13 dan Q14 bekerja pada kelas AB. Agar arus biasnya stabil, maka dipakai bias servo Q10. Arus bias sekitar 110mA yang diatur oleh R23.

Amplifier ini sudah dicoba oleh salah seorang anggota forum tersebut. Hasilnya seperti ini.

Pengaturan DC Offset dan Arus Bias

Sebelum amplifier dinyalakan, atur R23 agar tahanannya maksimal. Lalu Input SL1 dihubungsingkat dan pada output tidak dihubungkan apapun. Hidupkan amplifier. Atur R23 agar tegangan antara emitor Q13 dan Q14 sebesar 48mV sampai 52mV. Ini akan menghasilkan arus bias sekitar 110mA. Setelah itu atur R9 agar tegangan antara OUTPUT dan GROUND nol volt, maksimal +-10mV.

Matikan amplifier dan SL1 dikembalikan seperti sebelumnya. Amplifier siap digunakan.

Selamat mencoba.

 

 
9 Komentar

Ditulis oleh pada 16 Desember 2015 in Audio, Uncategorized

 

15V Dual Power Supply


IC op-amp seringkali memerlukan powersupply +-15VDC yang teregulasi. Biasanya op-amp hanya membutuhkan arus tak lebih dari 20mA. Jarang sekali rangkaian yang memakai banyak IC op-amp, sehingga power supply dengan kemampuan 200 mA sudah mencukupi.

IC regulator 7815 dan 7915 paling sederhana namun redaman noise-nya masih terlalu rendah untuk keperluan rangkaian audio. IC regulator LM317 dan LM337 lebih umum dipakai karena memiliki redaman noise yang cukup tinggi dan mudah didapat. Jadi saya putuskan untuk memakai IC regulator ini.

Diagram skematiknya ada di bawah ini.

DualPSU_sch

R1 dan C1 adalah rangkaian snubber lilitan sekunder trafo. Penyearah memakai dioda 1A biasa sehingga memerlukan snubber C2-5. Jika memakai dioda fast reverse recovery time maka C2-5 tidak diperlukan. Setelah disearahkan, tegangan difilter dengan R2-3 dan C10-11 agar tegangan ripple menjadi semakin kecil.

R6 dan R10 dipasang salah satu. Jika tidak diperlukan tegangan positif dan tegangan negatif yang sama persis, maka gunakan R6. Sebaliknya gunakan R10 agar tegangan positif bisa diatur sama dengan tegangan negatif. Tegangan output tidak perlu presisi 15VDC tapi noise-nya harus cukup kecil.

Layout PCB

DualPSU_top


DualPSU_bottom

Diperlukan trafo 18V CT 500mA.

 

 
3 Komentar

Ditulis oleh pada 1 Desember 2015 in Uncategorized

 

OTL Amplifier


Jaman dulu, sekitar sampai tahun 80an, masih banyak amplifier pabrikan yang memakai output capacitor karena pemakaian catu daya tunggal. Amplifier ini dinamakan OTL (Output Transformerless) atau amplifier dengan output tanpa memakai trafo. Pada jaman itu masih banyak amplifier bekerja di kelas B.

Jika Anda ingin bernostalgia membuat amplifier OTL tapi dengan transistor jaman sekarang dan bekerja pada kelas AB, maka amplifier ini adalah jawabannya.

OTL AMPLIFIER SCH

Sedikit banyak, mungkin Anda sudah familiar dengan skema di atas. Perbedaannya utama amplifier ini dengan amplifier OTL jaman dulu ada dua hal. Yang pertama adalah pemakaian VAS dua transistor Q2 dan Q3 dalam konfigurasi CFP (Complementary Feedback Pair) atau Sziklai. Yang kedua adalah Q4 yang berfungsi sebagai bias servo. Ini merupakan suatu keharusan jika membuat amplifier kelas AB dengan output transistor bipolar. Q4 harus ditempel dalam satu pendingin dengan Q5, Q6, Q7, dan Q8.

R3 digunakan untuk mengatur tegangan TP1 setengah dari tegangan catu daya. Jadi karena catu dayanya memakai tegangan 70VDC maka tegangan TP1 menjadi 35VDC. R14 digunakan untuk mengatur arus bias transistor Q7 dan Q8. Atur R14 agar tegangan antara TP2 dan TP1 sebesar 23mV sehingga arus biasnya menjadi sekitar 70mA.

Kompensasi amplifier ini memakai kapasitor Miller C6 dan lead compensation C7. Gainnya sebesar 1 + (R10 / R9).

Pemakaian elco di jalur sinyal tidak terhindarkan, yaitu pada C15. Ini akan meningkatkan cacat di frekuensi rendah. Namun kualitas elco jaman sekarang jauh lebih baik daripada jaman dulu. Pastikan untuk memakai elco yang bagus untuk C15 ini.

R26 adalah resistor 4.7 Ohm 1 Watt yang diparalel dengan induktor 1uH yang dibuat dengan kawat email dengan diameter 1mm digulung ke spidol yang diameternya 15mm sebanyak 9 lilitan, dililit dengan rapat.

Hasil Simulasi

Phase Margin = 75 derajat.
Gain Margin = 15 dB
THD pada 46W/8Ohm, 1kHz -> 0.003279%
THD pada 46W/8Ohm, 20kHz -> 0.016453%
Slew Rate = 64 V/uS
PSRR 1khz = 85 dB

Layout PCB

OTL AMPLIFIER TOP

OTL AMPLIFIER BOTTOM

Cara Setting

Setelah amplifier dihidupkan, atur R3 agar tegangan TP1 terhadap ground setengah tegangan catu daya (sekitar 35VDC). Lalu atur R14 agar tegangan TP2 terhadap TP1 sebesar 23mV. Sekali lagi periksa tegangan TP1 terhadap ground, atur kembali jika berubah.

Selamat mencoba.

 
3 Komentar

Ditulis oleh pada 16 November 2015 in Audio

 

Tag: ,

Bass Shaker Amplifier


Selama ini saya selalu memakai transistor final dengan fT tinggi, karena saya penggemar slew rate yang tinggi. Namun saya memiliki transistor bekas seperti MJ15003 dan MJ15004 yang fT nya sangat kecil dibandingkan transistor final jaman sekarang. Saya ingin memanfaatkan transistor tersebut. Tentu saja slew rate nya tidak boleh terlalu tinggi, bisa membahayakan transistor tersebut. Jadi yang cocok adalah amplifier untuk subwoofer. Saya akan memakai transistor yang mudah didapatkan di toko-toko sehingga akan mudah dibuat oleh teman-teman saya di daerah.

Topologi amplifier kelas AB yang memiliki keunggulan di frekuensi rendah adalah topologi simetris. Maka saya akan memakai topologi penemuan saya ini. Setelah saya simulasikan beberapa kali untuk mencoba beberapa kemungkinan, maka hasilnya seperti ini.

bass shaker amp sch

Cara Kerja

Input amplifier ini memakai dua LTP yang simetris, Q3-Q5 dan Q4-Q6. Masing-masing LTP arus kerjanya ditentukan oleh sumber arus tetap atau CCS Q1 dan Q2 yang besarnya sekitar 3mA. Trimpot R10 digunakan untuk mengatur DC Offset. Pada bagian VAS juga memakai dua LTP yang simetris, Q7-Q9 dan Q8-Q10. Kompensasinya hanya memakai kompensasi Miller biasa, C8 dan C9. Sengaja saya tidak memakai lead compensation karena tidak memerlukan slew rate yang tinggi.

Bagian output memakai triple emitter follower (TEF) dikarenakan dua hal. Pertama, ini memungkinkan saya memakai arus kerja pada VAS yang cukup kecil yaitu sekitar 4mA sehingga saya bisa memakai transistor 2N5401/2N5551 pada bagian VAS. Kedua, karena nilai hFE transistor final yang turun drastis saat arus kolektornya naik. Ini mengakibatkan cacat yang cukup tinggi. Dengan memakai TEF total penguatan arus bagian output jadi sangat tinggi, jadi penurunan hFE tersebut pengaruhnya sangat kecil.

Pada bagian bias servo saya memakai konfigurasi darlington. Koefisien suhu Q12 sebesar -6mV/derajat Celsius dan koefisien suhu transistor final adalah 2 kali VBE, yaitu -4,4mV/derajat Celsius. Q12 ditempelkan pada pendingin transistor final sehingga saat transistor final panas arus biasnya akan sedikit turun. Arus bias optimum pada 75 mA.

Hasil Simulasi

Pada simulasi saya memakai transistor final MJL21194 dan MJL21193 yang memiliki fT rendah sekitar 4 MHz. Model transistor ini dari Bob Cordell yang terkenal sangat akurat. Untuk transistor final MJ15003 dan MJ15004 akan menghasilkan cacat yang sedikit lebih tinggi.

Pada power supply +-56VDC:
Phase Margin = 79 derajat
Gain Margin = 18 dB
THD pada 127W/8Ohm, 1kHz -> 0.003665%
THD pada 127W/8Ohm, 20kHz -> 0.020241%
Slew Rate = 46 V/uS
PSRR pada 1kHz = 112 dB

Pada power supply +-45VDC:
Phase Margin = 78 derajat
Gain Margin = 18 dB
THD pada 78W/8Ohm, 1kHz -> 0.003428%
THD pada 78W/8Ohm, 20kHz -> 0.022291%
Slew Rate = 46 V/uS
PSRR pada 1kHz = 110 dB

Layout PCB

bass shaker amp top

bass shaker amp bottom

Konstruksi

Agar DC Offset stabil terhadap suhu maka setiap transistor LTP ditempel badannya dan diikat, yaitu Q3 dan Q5, Q4 dan Q6, Q7 dan Q9, serta Q8 dan Q10.

Transistor final memakai heatsink siku dan heatsink sirip yang cukup besar. Jangan pelit soal heatsink ini, usahakan agar dapat digunakan tanpa kipas/fan.

Trafo yang digunakan 35 sampai 40V CT 5A untuk mono.

Cara pengaturannya sederhana. Pertama, atur R10 agar DC Offset mendekati nol, atau paling besar +-10mV. Lalu ukur tegangan kedua kaki resistor 0.22 5 watt (probe hitam dan merah pada kedua kaki resistor tersebut). Atur R35 agar tegangannya menunjukkan 16mV sampai 17mV. Lalu periksa kembali DC Offset, jika berubah atur kembali.

Amplifier ini cocok digunakan sebagai amplifier subwoofer dengan subwoofer controller.

Implementasi

PCB amplifier ini dibuat oleh Panggih Sugiartono (terimakasih ya). Belum diberi heatsink yang memadai, jadi arus biasnya dibuat kecil. Suaranya bagus, bahkan di frekuensi tinggipun juga masih bagus. Untuk review-nya akan dibuat setelah diberi heatsink yang memadai.

BassShakerAmplifier

BassShakerAmplifier1

Selamat mencoba.

 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada 13 Oktober 2015 in Uncategorized

 

Tag: ,

Belajar Merancang Audio Amplifier


Beberapa orang bertanya kepada saya, dimulai dari mana kalau ingin belajar merancang amplifier. Sebuah pertanyaan sederhana namun jawabannya sulit. Saya akan berusaha menjawabnya secara sederhana, yang mungkin akan membantu pemula yang ingin belajar merancang amplifier.

Apakah amplifier itu? Banyak orang bisa merakit amplifier, bahkan mengaku merancang amplifier tapi kalau ditanya apakah amplifier itu mungkin akan bingung. Amplifier berasal dari kata amplify yang artinya menguatkan. Jadi amplifier adalah alat untuk menguatkan sinyal listrik. Sinyal listrik itu memiliki tegangan dan arus. Jadi amplifier adalah alat untuk menguatkan tegangan dan/atau arus listrik tanpa merubah bentuk gelombangnya. Pada dunia audio, amplifier digunakan sebagai alat untuk menguatkan sinyal audio (sinyal listrik dengan frekuensi dari 20 Hz sampai 20kHz) lalu keluarannya dihubungkan ke speaker yang tugasnya mengubah sinyal audio menjadi sinyal suara (akustik).

Belajar Mendengar

Sebelum kita mulai belajar merancang audio amplifier kita harus belajar untuk menilai suatu sound system. Tujuan awal sound system yang digunakan di rumah adalah menghadirkan pertunjukkan musik unplugged (tanpa sound system) ke dalam rumah. Pertunjukkan musik unplugged direkam pada media tape, piringan hitam, MiniDisk, CD Audio, SACD, HDCD, DVD-Audio, dll dengan teknik tertentu agar jika diputar di ruangan akan memberi kesan pertunjukkan musik tersebut ada di dalam ruangan tersebut. Ini yang disebut high – fidelity (hi-fi).

Oleh karena itu kita harus sering mendatangi pertunjukkan musik unplugged agar mengenali suara alat-alat musik. Jadi kita bisa membedakan pertunjukkan musik unplugged dengan rekaman musik yang diputar pada suatu ruangan. Bagaimana mungkin kita bisa menilai suara gitar, piano, drum, dan alat musik lainnya jika kita belum pernah mendengar suara alat musik tersebut secara langsung? Gitar akustik terdengar seperti gitar listrik tidak akan menjadi masalah bagi kita, asal suaranya merdu, jika kita belum pernah mendengar suara gitar.

Acuan (referensi) suara itu penting. Tanpa acuan kita tidak bisa menilai suara sound system tersebut BENAR atau tidak. Kita hanya menilai suaranya MERDU atau tidak. Suara merdu bagi setiap orang berbeda-beda. Tapi orang normal bisa membedakan suara alat-alat musik. Jadi penilaian sound system itu dengan MEMBANDINGKAN hasil keluaran dengan sebuah acuan.

Belajar Mengukur

Engineer audio dari dulu sampai sekarang berusaha mendefinisikan spesifikasi amplifier yang baik itu seperti apa dan bagaiman cara pengukurannya. Berawal dari fungsinya yang hanya menguatkan tanpa merubah bentuknya, menambahkan atau mengurangi, maka spesifikasi amplifier tersebut antara lain:

  1. Total Harmonic Distortion (THD).
  2. Intermodulation Distortion (IMD).
  3. Slew rate atau bandwidth full power.
  4. Signal To Noise Ratio (S/N R).
  5. Impedansi input.
  6. Impedansi output atau bisa juga dinyatakan sebagai damping factor.
  7. Gain (besarnya penguatan) atau bisa dinyatakan sebagai sensitivitas input.
  8. Power Supply Rejection Ratio (PSRR).

Dengan mengetahui cara-cara pengukuran tersebut, perancangan amplifier akan lebih cepat dan tidak hanya sekedar coba-coba. Yang paling penting adalah mencari hubungan antara yang terukur dengan yang terdengar.

Tehnologi pengukuran akan terus berkembang seiring dengan perkembangan tehnologi komponen elektronik dan pemahaman tentang amplifier.

Belajar Teori Elektronika

Ini sering dilupakan banyak orang. Bagaimana mungkin merancang amplifier yang baik tanpa belajar teori elektronika? Tidak tahu apa itu tegangan, arus, impedansi, daya dan hukum yang mengatur hubungan antara mereka. Tidak tahu cara kerja komponen-komponen elektronik. Ini seperti orang ingin menjadi dokter tapi tidak mau kuliah di fakultas kedokteran, sehingga jadinya dukun. Untunglah perancangan amplifier tidak secara langsung berhubungan dengan manusia sebagai obyeknya. Jadi dengan cara coba-coba tidak menjadi masalah. Tapi memang orang Indonesia masih banyak yang mempercayai dukun dibandingkan dokter. Demikian juga masih banyak mempercayai dukun elektro daripada engineer elektro.

Elektronika itu dasarnya dari ilmu Fisika. Ilmu pasti atau sains yang segala sesuatunya bisa diukur dan dibuktikan. Namun karena elektronika adalah ilmu terapan (teknik) maka dibutuhkan kreativitas.

Perbandingan Produk

Pada akhirnya kita ingin menilai kemampuan kita saat ini. Untuk itu kita harus membandingkan rancangan kita dengan amplifier – amplifier lainnya. Jangan sampai kita merancang amplifier asal bunyi lalu puas dan mengklaim sebagai amplifier terbaik di dunia.

Di daerah-daerah, sulit sekali mendapatkan toko-toko yang menjual amplifier kualitas tinggi. Selain harganya sangat mahal. merknya jarang dikenal oleh orang awam, misalnya Mark Levinson, Marantz, Accuphase, Krell, dan sebagainya. Ditambah lagi kit-kit amplifier yang dijual di toko-toko elektronik umumnya berkualitas rendah. Maka saya sarankan untuk membuat amplifier yang sederhana dan kualitasnya cukup bagus yaitu memakai IC LM1875. Beberapa teman saya menjual kit LM1875 ini. Pastikan untuk mendapatkan kit yang baik, karena layout PCB dan komponen yang dipakai berpengaruh terhadap kualitasnya. Amplifier ini bisa dijadikan referensi.

Penutup

Belajar merancang amplifier itu tidak mudah. Butuh waktu lama dan biaya yang besar. Namun tidak berarti keterbatasan kita akan menghambatnya. Mulailah dari yang sederhana dan apa yang kita bisa. Kalau saat ini kita bisanya membuat amplifier asal bunyi, tidak apa-apa. Seiring dengan waktu, kalau belajar pasti kemampuan kita akan meningkat.

Saran saya, sebelum investasi ke alat ukur yang mahal lebih baik investasi pada speaker yang berkualitas baik. Karena sebaik apapun amplifiernya, akan terdengar tidak benar pada speaker yang jelek.

Selain teori elektronika perlu juga dipelajari dasar-dasar ilmu akustik.

 
8 Komentar

Ditulis oleh pada 14 September 2015 in Uncategorized

 

Emprit Amplifier


Akhir-akhir ini saya termotivasi untuk merancang amplifier yang sederhana dan memakai transistor yang relatif mudah didapatkan di toko-toko elektronik. Bisakah dalam keterbatasan tersebut dihasilkan rancangan amplifier yang baik?

Setelah Blameless 100 sukses diimplementasikan, sekarang saya merancang amplifier yang lebih sederhana dan dayanya lebih kecil. Cocok untuk percobaan buat rekan-rekan yang sedang mempelajari perancangan amplifier. Saya namakan Emprit amplifier. Skematiknya bisa dilihat di bawah ini.

Emprit sch

Amplifier ini memakai tegangan power supply sebesar +-21VDC atau +-25VDC. Nilai komponen dalam kurung untuk penggunaan power supply +-25VDC. Daya maksimal sekitar 20W rms pada 8 Ohm atau 30W rms pada 4 Ohm dengan power supply +-21VDC dan 32W ems pada 8 Ohm atau 50W rms pada 4 Ohm dengan power supply +-25VDC.

Rancangan ini sederhana seperti AKSA 55 dengan sedikit optimalisasi agar cacat harmonik ke-2 lebih dominan dengan  mempertahankan THD tetap rendah. Jadi dasar rancangannya hanya akan saya jelaskan perbedaannya.

Arus pada penguat diferensial (LTP) memakai resistor R7 dan R6. R6 gunanya untuk mengatur agar DC Offset minimal. Agar arus pada LTP stabil terhadap perubahan tegangan power supply, maka digunakan tegangan referensi LED yang noise-nya lebih kecil daripada dioda zener. LED1 sampai LED4 harus memakai LED warna biru yang memiliki tegangan maju 3,4V jadi tegangan referensinya 13,6V. Lalu kolektor Q2 di-fold back ke emitor Q3.

Karena transistor driver Q5 dan Q6 tidak memerlukan pendingin, maka transistor bias servo Q4 hanya perlu mengkompensasi transistor final Q7 dan Q8. Untuk mengurangi koefisien suhu Q4 digunakan dioda D1. Q4, Q7, dan Q8 harus ditempel pada pendingin yang sama agar arus biasnya stabil terhadap suhu. Transistor final bisa memakai 2SC4467 dan 2SA1694 yang disipasi dayanya lebih rendah (80W maks).

R32 adalah resistor 4.7 Ohm 1W yang diparalel dengan induktor 2uH.

Hasil simulasi

Power supply: +-21VDC
Phase Margin = 77 derajat
Gain Margin = 10 dB
THD pada 17W/8Ohm, 1kHz -> 0.006249%
THD pada 17W/8Ohm, 20kHz -> 0.008589%
Slew Rate = 62 V/uS
PSRR 1kHz -> 92 dB

Power supply: +-25VDC
Phase Margin = 77 derajat
Gain Margin = 10 dB
THD pada 25W/8Ohm, 1kHz -> 0.008204%
THD pada 25W/8Ohm, 20kHz -> 0.009733%
Slew Rate = 63 V/uS
PSRR 1kHz -> 92 dB

Layout PCB

Contoh rancangan PCB

Emprit top

Emprit bottom

Hasil Implementasi

Teman saya, De Yusman berhasil membuat amplifier ini. Review-nya ada di group Facebook “DIY Indonesia”.

emprit

Selamat bereksperimen.

 
6 Komentar

Ditulis oleh pada 5 September 2015 in Audio

 

Tag: ,

 
Ikuti

Kirimkan setiap pos baru ke Kotak Masuk Anda.

Bergabunglah dengan 38 pengikut lainnya

%d blogger menyukai ini: