VSSA Dalam Simulasi

Kali ini saya akan membahas amplifier VSSA yang didisain oleh Lazy Cat dalam bentuk simulasi. Gambar rangkaiannya ada di bawah ini.

Sengaja saya sederhanakan agar mudah dalam pembahasannya. Q1 dan Q2 adalah input transistor yang basisnya dihubungkan sebagai input dan umpan balik pada masing-masing emitornya. Ini disebut current feedback amplifier (CFA). Berbeda dengan Lin topologi yang sering disebut sebagai voltage feedback amplifier (VFA). Pada Lin topologi, umpan balik diberikan pada input yang memiliki impedansi tinggi yaitu basis, sedangkan CFA umpan balik pada input yang berimpedansi rendah yaitu emitor. Kemudian sumber arus saya buat ideal yaitu I1 dan I2 sebesar 2.5mA.

Q3 dan Q4 adalah sebagai VAS yang simetri. Outputnya memakai lateral mosfet yang dibias oleh V4. C2 dan C3 sebagai kompensasi Miller. Di sini penguat tegangan hanya pada VAS sehingga penguatan tegangan open loop umumnya lebih rendah daripada VFA.

Tingkat kestabilannya dapat dilihat pada grafik “Tian Probe” di bawah ini. Pada gambar tersebut Phase Margin sebesar 72 derajat dan Gain Margin sebesar 19 dB. Jadi amplifier ini stabil.

Gain close loop bisa dilihat pada gambar di bawah ini. Frekuensi responnya sampai 1.10969 MHz.

Kemudian distorsi pada 1 kHz dengan daya 36 Watt rms / 8 Ohm adalah 0.000714%. Grafik Fast Fourier Transformnya ada di bawah ini.

Sedangkan distorsi pada 20 kHz dengan daya 36 Watt rms / 8 Ohm adalah 0.007970%. Grafik Fast Fourier Transformnya ada di bawah ini.

Bahkan cacat pada 100 kHz juga cukup rendah yaitu 0.060645% pada daya 36 Watt rms / 8 Ohm. Grafik Fast Fourier Transformnya ada di bawah ini.

Pengukuran Intermodulation Distortion (IMD) CCIF dengan sinyal 20kHz yang dicampur dengan sinyal 19kHz dengan perbandingan amplitudo 1:1 adalah sebagai berikut.

Slew rate amplifier ini jauh lebih tinggi daripada amplifier dengan Lin topologi. Dengan input sinyal kotak 100 kHz, hasilnya bisa dilihat di bawah ini.

Dengan sedikit transistor namun performa yang dihasilkan cukup tinggi. Walaupun ada kelemahannya yaitu PSRR (Power Supply Ratio Rejection) lebih kecil daripada amplifier dengan Lin topologi. Namun PSRR dapat ditingkatkan dengan menggunakan catu daya yang baik atau catu daya untuk VAS dan input diberi capacitance multiplier atau regulator tegangan.