RSS

OCL Kuno Dengan Transistor Modern

15 Feb

OCL (Output Capacitor Less) amplifier dengan topologi kuno masih populer di Indonesia. Rangkaian ini sudah ada sejak sekitar 20 tahun yang lalu. Kalau dibandingkan dengan rancangan OCL amplifier sekarang, maka kualitasnya sudah jauh ketinggalan. Walaupun ada keunggulan dari disain ini yaitu mudah dirakit dan mudah dimengerti. Untuk pemula yang baru belajar merakit atau merancang amplifier sendiri, topologi ini sangat dianjurkan. Namun jika yang dicari adalah kualitas tinggi, gunakanlah disain yang lebih baru.

Bagaimana caranya mengoptimalkan disain ini agar diperoleh kualitas setinggi mungkin? Pertama tentu saja memakai transistor yang lebih modern. Pilih karakteristik transistor yang tepat untuk tugasnya masing-masing. Pada rancangan ini saya kompromikan antara cacat dan slew rate. Saya ingin agar slew rate cukup tinggi namun cacatnya masih bisa diterima. Pada rangkaian aslinya, umumnya slew rate-nya rendah sehingga respon frekuensi untuk sinyal besar (sinyal sebelum terjadi clipping) sangat rendah. Umumnya amplifier yang memiliki slew rate tinggi terdengar lebih enak.

Rangkaiannya adalah sebagai berikut.

 OCL kuno

Q1 dan Q2 adalah LTP (Long Tail Pair) atau penguat diferensial. Pilih transistor yang memiliki hFE tinggi dan low noise seperti BC560C (belakangnya harus ada tulisan C, ini menandakan hFE nya tinggi, harganya lebih mahal daripada yang tidak ada huruf C nya). Pilih R2 agar arus kolektor Q1 dan Q2 sama. Ini akan menghasilkan cacat yang paling rendah. R1 dan R2 digunakan untuk menaikan slew rate, konsekuensinya penguatan tegangan LTP turun sehingga akan menaikkan cacat sedikit. Q9 dan Q10 sebagai sumber arus LTP, bisa transistor sinyal kecil apa saja. R23 menentukan besarnya arus. R24 untuk mencegah sumber arus berosilasi. R25 dan R26 tidak dijadikan satu. Dengan C9 dan R26 akan meningkatkan PSRR. Umumnya OCL kuno memakai dua dioda dan satu transistor sebagai sumber arus. Sumber arus ini lebih baik dengan jumlah komponen yang hampir sama.

Q3 adalah VAS. Harus dipilih transistor yang memiliki Cob atau Cre yang kecil dan Early Voltage yang tinggi. Yang paling cocok adalah transistor penguat video pada televisi. Misalnya 2SC3503/KSC3503, 2SC3423, BF469, BF471. Ini menjamin cacat VAS kecil. Beban VAS yaitu R8 dan R9 dipilih nilainya 2K2 Ohm agar slew rate pada VAS ini tinggi. C3 digunakan sebagai bootstrap agar impedansi R8 dan R9 terlihat tinggi untuk sinyal AC. Makin besar nilai R8 dan R9 makin kecil cacatnya dan makin kecil pula slew rate nya. Idealnya memakai sumber arus. Padahal kalau dihitung biayanya, memakai dua resistor yang di bootstrap dan memakai sumber arus tidak beda jauh. Namun bedanya sumber arus menggunakan lebih banyak komponen. Di sinilah dibutuhkan kompromi dari perancang. Memilih sedikit lebih murah dan lebih sederhana namun mendapatkan kualitas yang lebih rendah atau memilih sebaliknya.

Transistor output digunakan konfigurasi CFP (Complementary Feedback Pair) atau Sziklai. Umpan baliknya diambil dari kolektor Q8/Q6 ke emitor Q5/Q7. Dengan CFP bisa didapat penguatan tegangan. Di sini penguatan teganganya adalah satu. Konfigurasinya ini cukup populer jaman dulu. Cacatnya sedikit lebih rendah daripada konfigurasi emitter follower. Namun kecepatan untuk beralih dari kondisi tidak aktif menjadi aktif lebih lambat daripada konfigurasi emitter follower. CFP juga sulit digunakan jika transistor keluarannya di paralel, karena mudah berosilasi. C15 dan C16 mencegah CFP ini berosilasi. Pemilihan transistor output yang utama adalah nilai hFE sama pada arus kolektor yang kita gunakan. Jika kita gunakan arus kolektor dari 50mA sampai 4A maka nilai hFE harus tetap sama pada range arus kolektor tersebut. Yang kedua pilih fT (frekuensi dimana hFE = 1) yang tinggi. Khusus untuk transistor driver Q5 dan Q7 selain kriteria di atas, pilih hFE nya yang tinggi. Di sini digunakan transistor Sanken yang populer dan transistor Toshiba untuk drivernya. Q8 dan Q6 bisa memakai NJW0281G dan NJW0302G yang murah, namun sayang susah dicari di sini. Untuk transistor diver bisa memakai BD139/BD140 atau MJE15032 dan MJE15033.

Sebagai VBE multiplier atau pengatur arus kolektor Q8 dan Q6 digunakan Q4.

Kontruksi

Q1 dan Q2 badannya ditempel agar tegangan offset keluaran stabil terhadap suhu. Q4, Q5, dan Q7 ditempel pada pendingin kecil. Lempengan aluminium tipis 6cm x 3cm cukup. Tujuannya agar suhu Q4 sama dengan suhu Q5 dan Q7 sehingga arus kolektor Q6 dan Q8 stabil. Q6 dan Q8 dipasang pada pendingin yang cukup besar. Untuk mengetahui pendingin cukup atau tidak, adalah dalam kondisi apapun suhu pendingin tidak boleh melebih 60 derajat Celsius. Kira-kira pendingin bisa kita pegang selama 30 detik. Pastikan pendingin tidak terhubungsingkat dengan kolektor transistor. Gunakan isolator mika atau karet.

R19 dan C7 adalah rangkain zobel untuk beban frekuensi tinggi sehingga bisa stabil. L1 dan R28 untuk menjaga amplifier tetap stabil jika dibebani dengan impedansi yang besifat kapasitif. L1 berupa gulungan kawat email diameter 1mm, digulung pada R28 sebanyak 12-18 lilitan.

Semua resistor adalah ¼ Watt 1% kecuali R8, R9, R15, R16, R19, dan R28. R8 dan R9 resistor ½ Watt 1%. R15 dan R16 resistor 5 Watt. R6 adalah trimpot multiturn 3K. R19 resistor 2 Watt. R28 reistor 1 Watt. C2 adalah kapasitor jenis Silver Mica. C13 dan C14 dipasang dekat dengan Q6 dan Q8.

Atur R6 agar tegangan pada kolektor Q6 dan Q8 sebesar 52mV. Ini menjamin cacat crossover paling rendah.

Baca juga artikel tentang cacat pada audio amplifier di blog ini.

Spesifikasi

Dengan komponen yang ada di gambar, maka spesifikasi amplifier ini pada simulasi adalah sebagai berikut.

Phase Margin sebesar 74 derajat dan Gain Margin sebesar 15 dB. Amplifier ini stabil.

Cacat (THD) pada 50 Watt rms, 8 Ohm, 1 kHz adalah 0.004907%.

Cacat (THD) pada 50 Watt rms, 8 Ohm, 20 kHz adalah .044762%.

Cacat (THD) pada 100 Watt rms, 4 Ohm, 1 kHz adalah 0.038705%.

Cacat (THD) pada 100 Watt rms, 4 Ohm, 20 kHz adalah 0.064094%.

Slew rate positif sebesar 11 V/µS dan slew rate negatif sebesar 15 V/µS.

Lebar jalur sinyal kecil tanpa C10 dan L1 adalah 1Mhz, dengan C10 dan L1 sebesar 330kHz.

Lebar jalur sinyal besar dibatasi oleh slew rate yaitu sekitar 56 kHz.

 
9 Komentar

Ditulis oleh pada 15 Februari 2014 in Audio, Uncategorized

 

Tag: , , ,

9 responses to “OCL Kuno Dengan Transistor Modern

  1. mason moore

    15 Februari 2014 at 19:14

    would you care if I promote this on twitter?

     
    • anistardi

      27 Februari 2014 at 17:20

      you can promote it on twitter

       
  2. Taufik

    10 Februari 2015 at 15:13

    Salaam.. Saya ingin memiliki amplifier (kisaran 100 – 150 W 8 ohm) untuk vocal, apa kah ini cocok? (Komponen yg mudah didapatkan)

     
    • anistardi

      10 Februari 2015 at 15:21

      Amplifier ini dayanya sekitar 55W pada 8 ohm atau 75W pada 4 ohm. Jika ingin daya 100W pada 8 ohm, bisa pakai Perkutut Amplifier yg ada di blog ini. Kalau mau lebih baik lagi bisa mencoba kit saya Blameless 150 yang artikelnya ada di blog ini.

       
  3. Taufik

    12 Februari 2015 at 09:55

    Oke, makase atas info dan sarannya…

     
  4. ardy dean

    23 Februari 2016 at 11:48

    maaf tr diff bc560c itu npn atau pnp ya mas? kalo yg bc556 nya si pnp memang kalo ga salah mas

     
    • anistardi

      23 Februari 2016 at 11:51

      BC560C itu PNP. Silakan dilihat datasheetnya yang bisa di download secara gratis (cari saja di internet).

       
  5. hartana

    12 Juli 2016 at 13:39

    Boleh jelaskan fungsi C8 pada vbe multiplier? Thanks

     
    • anistardi

      12 Juli 2016 at 13:51

      C8 fungsinya agar impendansi vbe multiplier pada frekuensi tinggi tetap rendah.

       

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: