RSS

Sumber Cacat Pada Rangkaian Audio Amplifier (Bagian 2)

06 Feb

Cacat yang dihasilkan bukan dari topologi rangkaian audio amplifier, antara lain:

Cacat Karena Coupling dari Power Supply

Sinyal-sinyal audio bisa diteruskan (coupling) ke bagian-bagian rangkaian yang seharusnya tidak menerima sinyal tersebut karena impedansi AC dari power supply tidak nol. Untuk mengurangi cacat ini, perancangan jalur ground harus benar. Usahakan memakai teknik star ground atau ground pada satu titik. Jika tidak memungkinkan gunakan teknik star on star ground. Ground sinyal input dan ground jaringan umpan balik dijadikan satu lalu dihubungkan ke ground lainnya baik secara langsung atau memakai resistor yang nilainya dari 0 sampai 10 Ohm. Usahakan ground rangkaian zobel, pada gambar Bagian 1 adalah C5 dihubungkan ke ground utama (titik ground central yang biasanya pada ground kapasitor elektrolit power supply). Ground speaker harus dihubungkan ke ground utama.

Jalur power supply yang terhubung ke transistor output harus di bypass dengan kapasitor elektrolit yang nilainya kecil (22uF – 100uF) atau kapasitor film 1uF atau kapasitor elektrolit dan film tersebut di paralel. Usahakan kapasitor tersebut sedekat mungkin dengan kaki transistor output. LTP dan VAS juga perlu kapasitor de-coupling pada jalur power supply.

Cacat Karena Induksi

Dua jalur tembaga atau kabel yang berdekatan akan menjadi kapasitor. Sinyal AC bisa melewati kapasitor tergantung frekuensi dan besarnya kapasitor tersebut. Arus yang besar akan menimbulkan medan elektromagnetik yang besar pada jalur yang dilewatinya, jika didekatnya ada induktor maka induktor tersebut bisa terinduksi. Jalur PCB yang panjang atau kabel panjang bisa menjadi induktor kecil. Sifat-sifat inilah yang harus kita minimalkan.

Jauhkan jalur power supply dari sinyal input dan sinyal output. Jalur power supply ini mengalir arus besar yang mengandung tegangan ripple berbentuk segitiga. Jangan sampai jalur ini menginduksi bagian lainnya.

Inteferensi frekuensi radio juga bisa menghasilkan cacat. Selalu gunakan filter frekuensi radio pada masukan amplifier dan pasang dekat dengan LTP. Gunakan casing atau boks dari bahan logam yang di-ground-kan.

Cacat Karena Salah Dalam Pengambilan Umpan Balik

Pada gambar Bagian 1, tegangan umpan balik diambil dari tegangan keluaran oleh resistor R9. R9 ini sebaiknya diambil pada jalur pertemuan antara R3 dan R6 menuju ke rangkaian zobel R13 dan C5. Jika hal ini tidak memungkinkan, hubungkan R9 persis di tengah-tengah pertemuan R3 dan R6.

Cacat Pada Kapasitor Elektrolit Yang Digunakan Sebagai Coupling Sinyal Audio

Biasanya pada input amplifier memakai kapasitor elektrolit untuk memblok tegangan DC. Kapasitor elektrolit digunakan karena impedansi amplifier yang relatif rendah sehingga kalau memakai kapasitor film akan menjadi mahal. Penggunaan kapasitor elektronik pada jalur sinyal akan meningkatkan cacat pada frekuensi rendah. Sebisa mungkin gunakan kapasitor film terutama polystyrene (KS). Untuk mengurangi cacat ini gunakan kapasitor Bipolar/NonPolar yang besar nilainya atau dua buah kapasitor elektrolit yang diseri dengan kaki minusnya saling dihubungkan. Paralel kapasitor tersebut dengan kapasitor film polystyrene (KS) dengan nilai 0,1uF sampai 1uF.

Cacat Karena Kecilnya Slew Rate dan Cacat Karena Transient Intermodulation

Slew rate adalah kemampuan amplifier dalam menguatkan sinyal frekuensi tinggi tanpa cacat dengan amplitudo mendekati kondisi clippling. Slew rate dinyatakan dalam satuan Volt/Second (perubahan tegangan maksimal terhadap perubahan waktu dV/dt). Pengukurannya memakai input gelombang kotak. Jika slew rate tidak mencukupi maka kemiringan gelombang kotak pada sinyal keluaran berbeda dengan kemiringan pada sinyal masukan. Sinyal keluaran akan lebih miring karena tegangannya tidak bisa berubah dengan cepat.  

slwerate1

Slew rate (SR) sama dengan tegangan A-B dibagi dengan waktu C-D.

Umumnya sinyal musik memiliki slew rate maksimal 1Vpeak/uS. Jika amplifier maksimal tegangan keluarannya adalah 100Vpeak maka slew rate yang dibutuhkan adalah minimal 100V/uS. Namun disain yang baik seharusnya membuat nilai slew rate dua sampai tiga kali yang dibutuhkan. Umumnya tidak terlalu sulit untuk mendisain amplifier dengan slew rate tinggi. Dengan topologi current feedback amplifier (CFA) hal tersebut lebih mudah lagi.

Cacat transient intermodulation umumnya makin kecil jika slew rate makin besar. Sumber cacat ini masih diperdebatkan namun ada yang berpendapat bahwa umpan balik terlalu besar yang menyebabkan cacat ini sehingga amplifier didisain memiliki penguatan loop terbuka yang kecil, namun jika cacat loop terbuka diusahakan sekecil mungkin maka cacat pada loop tertutup menjadi besar.

Pengukuran cacat transient intermodulation dengan cara mencampur dua buah sinyal sinus 19kHz dan 20kHz pada amplitudo 1:1 pada masukan. Pada keluaran diukur amplitudo sinyal selain frekuensi 19kHz dan 20kHz (1kHz, 2kHz, 3kHz, dan seterusnya).

 

Cacat Yang Dihasilkan Komponen Pasif

Kapasitor, Resistor, dan Induktor bisa menimbulkan cacat. Hindari penggunaan kapasitor polyester (Mylar) dan usahakan memakai polystyrene (KS) atau polypropylene (KP, MKP, FKP). Resistor film yang tebal (tick) khususnya dalam bentuk SMD/chip tidak linier dan nilainya berubah terhadap tegangan. Selalu gunakan resistor metal film.

Sebenarnya ada beberapa lagi sumber cacat dari audio amplifier menurut orang-orang yang ahli dalam disain audio amplifier ini. Namun saya tuliskan beberapa hal yang menurut saya lebih penting. Semua hal tersebut tidak selalu dilakukan dalam mendisain audio amplifier karena keterbatasan waktu dalam mendisain, keterbatasan total biaya secara keseluruhan, kesulitan dalam memperoleh komponen yang baik, kesulitan dalam hal memproduksinya, dan sebagainya. Engineer selalu akan mengkompromikan hal-hal tersebut sehingga tujuannya tercapai. Tujuan tersebut tidak selalu menghasilkan audio amplifier dengan cacat serendah-rendahnya.

Iklan
 
3 Komentar

Ditulis oleh pada 6 Februari 2014 in Audio, Uncategorized

 

Tag: , ,

3 responses to “Sumber Cacat Pada Rangkaian Audio Amplifier (Bagian 2)

  1. kf

    20 Januari 2015 at 00:55

    Ulasan yang sangat bagus, nambah ilmu lagi…..
    Mau tanya pak, apakah sumber2 cacat tersebut akan berpengaruh langsung terhadap nilai THD sistem ?

    Apakah sebuah speaker ikut berperan dalam menyumbangkan cacat, apakah antara speaker yang satu dengan yang lainnya akan menyumbangkan cacat yang berbeda2 pula (menikkan nilai THD) ???

     
    • anistardi

      20 Januari 2015 at 06:09

      Tentu saja sumber2 cacat tersebut menaikkan THD secara keseluruhan. Speaker juga memiliki THD sehingga menaikkan THD juga, Namun jarang datasheet speaker mencantumkan nilai THD-nya.

       
  2. kf

    20 Januari 2015 at 08:44

    APakah THD speaker hanya timbul di suara saja sehingga kalau diukur dengan spektrum meter pada output power tidak akan tampak THD dari speaker tersebut

    ataukah juga akan timbul pada output power, sehingga kalau diukur dengan spektrum meter akan nampak THD speaker tersebut.

    Trimakasih, semoga pak ANistardi bisa memahami bahasa pertanyaan saya yang tidak tersusun dengan baik dan dengan kata2 yang tidak ilmiah sehingga bisa salah tafsir.

     

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: