NX Amplifier (Update)

NX amplifier adalah amplifier dengan topologi CFA yang didisain oleh Bonsai member dari www.diyaudio.com. Bonsai juga menulisnya pada websitenya http://hifisonix.com/nx-amp/. Berbeda dengan VSSA yang sama-sama menggunakan topologi CFA, NX amplifier ini memakai diamond buffer pada inputnya sehingga bisa menghilangkan kapasitor umpan balik. Sebagian perancang ada yang tidak suka penggunaan diamond buffer di input CFA, namun hal itu adalah selera pribadi. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa amplifier ini memiliki kualitas yang tinggi.

Saya mensimulasikan NX amplifier dan mendapatkan spesifikasi yang sangat mirip dengan yang dinyatakan oleh perancangnya. Rangkaiannya ada di bawah ini.

 

Q2 dan Q3 adalah diamond buffer. Sedangkan Q1 dan Q4 adalah input dari amplifier ini. Umpan balik arus masuk ke emitor Q1 dan Q4 melalui R3 dan R4. Umpan baliknya adalah R31 dan R32. Selebihnya mirip dengan VSSA, hanya saja pada VSSA menggunakan output lateral mosfet sedangkan Nx amplifier menggunakan transistor bipolar. Ada satu lagi perbedaan antara VSSA dan NX amplifier ini yaitu cara kompensasinya.

Perlu diketahui bahwa dalam simulasi ini saya memakai transistor BC550C dan BC560C untuk transistor Q1, Q2, Q3, dan Q4. Berbeda dengan rangkaian aslinya. Tentu saja BC550C dan BC560C tidak bisa dipakai pada Q1 dan Q4 karena tegangan kerjanya melebihi tegangan VCE maksimalnya. Saya pakai transistor tersebut karena dengan transistor aslinya, dan transistor lain juga, saya tidak bisa mengatur tegangan offset di keluarannya. Hal ini sudah saya tanyakan pada perancangnya. Sejauh ini belum ada penjelasan secara teknis mengenai hal tersebut. Salah satu member www.diyaudio.com juga mengalami kesulitan dalam mengatur tegangan offset ini. Dari hasil simulasi, untuk sementara saya simpulkan bahwa hFE Q1, Q2, Q3, dan Q4 harus cukup tinggi dan VBE nya harus di-matching agar tegangan DC offset bisa di-nol-kan.

Q5 dan Q6 sebagai VAS. Q8 dan Q7 sebagai VBE multiplier yang pada rancangan aslinya memakai transistor chip/SMD. Q9 sampai Q14 adalah ouput emitter follower. C13 untuk kompensasi agar amplifier ini stabil.

Dari hasil simulasi didapat Phase Margin sebesar 74 derajat dan Gain Margin sebesar 12 dB. Jadi amplifier ini stabil. Total Harmonic Distortion (THD) atau cacatnya sebesar 0.005488% pada 1 kHz, 84 Watt rms / 8 Ohm dan 0.007065% pada 20 kHz, 84 Watt rms / 8 Ohm. Slew rate nya sangat tinggi yaitu 1100 V/µS jika tidak memakai filter input C1. Ini adalah amplifier dengan slew rate paling tinggi yang pernah saya simulasikan.

Upadate – 24 Maret 2014

Bonsai sudah menemukan penyebab sulitnya pengaturan tegangan offset pada output amplifier ini. Makin kecil perbedaan tegangan basis emitor (VBE) pada transisto Q1, Q2, Q3, dan Q4 makin besar kemungkinan tegangan offset tersebut bisa diatur. Agar tidak perlu matching VBE, maka Bonsai mengganti nilai R1 dan R2 menjadi 150 Ohm, R3 dan R4 menjadi 110 Ohm, dan R36 menjadi 4K7 ohm. Bonsai menyatakan bahwa pergantian nilai resistor tersebut tidak merubah kualitasnya. Namun menurut simulasi yang sala lakukan, THD-nya mengalami sedikit peningkatan dan slew rate nya juga terjadi penurunan.

Update – 25 Maret 2014

Saya sarankan penggunaan servo untuk amplifier yang menggunakan diamond buffer pada CFA IPS. Contohnya adalah NAD 1.3 disain dari Ostripper. Ini untuk menghindari masalah sulitnya pengaturan tegangan offset pada keluarannya.

(Bonsai secara pribadi sudah memberi ijin kepada saya untuk menulis NX amplifier berdasarkan simulasi yang saya buat)