RSS

Resistor Dan Kapasitor

19 Agu

Untuk mencapai performa yang mendekati hasil simulasi, salah satunya ditentukan dengan pemilihan komponen yang tepat. Resistor dan kapasitor tidaklah ideal hanya murni memiliki resistansi/tahanan atau kapasitansi. Mereka memiliki banyak tipe dengan bahan dan proses pembuatannya yang berbeda-beda sehingga memiliki karakteristik yang berbeda. Di sini akan dibahas karakteristik seperti apa komponen yang dibutuhkan untuk menghasilkan rangkaian audio yang low noise dan low distortion (cacatnya kecil).

Resistor

Resistor yang umum dipakai pada rangkaian audio umumnya dari bahan karbon, thick film, thin film atau metal film, metal foil, dan wire wound (gulungan kawat/resistor daya besar atau oleh orang awam disebut resistor kapur).

Ada dua karakteristik utama yang membedakan resistor-resitor tersebut, yaitu koefisien tegangan dan koefisien suhu. Koefisien tegangan (VCR) adalah besarnya perubahan nilai tahanan yang disebabkan oleh perubahan tegangan pada resistor tersebut. Satuannya adalah ppm/V. Sedangkan koefisien suhu (TCR) adalah besarnya perubahan nilai tahanan yang disebabkan oleh perubahan suhu pada resistor tersebut. Satuannya adalah ppm/ᵒC. (ppm = parts per million = bagian persejuta).

Adanya tegangan pada resistor mengakibatkan suhu resistor tersebut akan naik.

Resistor karbon memiliki toleransi dari 5% – 20%, TCR dari 150 – 1000 ppm/ᵒC, makin kecil nilai tahanannya makin besar TCR –nya. Resistor ini memiliki modulation noise dan VCR yang lebih tinggi daripada resistor tipe lain. Sangat tidak disarankan untuk rangkaian audio, kecuali untuk amplifier gitar yang memang diinginkan cacat harmonik yang tinggi.

Resistor thick film popular digunakan di semua rangkaian elektronik. Resistor ini memiliki toleransi yang baik, yaitu dari 0,1% – 2%. TCR –nya dari 100 – 250 ppm/ᵒC dan VCR –nya biasa saja sekitar 10 ppm/V (berbeda-beda tiap pabrik). Modulation noise –nya pun tidak terlalu tinggi.

Resistor thin film atau metal film memiliki performa yang lebih tinggi dibandingkan dengan resistor thick film, namun harganya lebih mahal. Resistor ini memiliki toleransi yang sangat rendah dari 0,02% – 1%. TCR –nya umumnya berkisar dari 5 – 25 ppm/ᵒC, tapi ada yang mencapai 2 ppm/ᵒC. VCR –nya dari 0,1 – 1 ppm/V dan modulation noise sangat kecil.

Resistor metal foil sangat bagus digunakan untuk aplikasi yang hanya ada tegangan DC. Dan harganya paling mahal. Toleransinya sangat kecil mencapai 0,001% dan TCR –nya juga sangat kecil mencapai 0,05 ppm/ᵒC. VCR –nya luar biasa kecil mencapai kurang dari 0,1 ppm/V dan modulation noise sangat kecil. Namun ada kekurangan pada resistor ini, yaitu pada frekuensi rendah cacat yang dihasilkan cukup tinggi.

Resistor wire wound boleh dikatakan tidak memiliki VCR. Resistor ini memiliki induktansi internal yang tinggi sehingga harus hati-hati memakainya dalam rangkaian audio.

VCR resistor ini akan menghasilkan cacat harmonic dengan harmonic ke-3 yang dominan. Sedangkan TCR yang dipengaruhi juga oleh daya yang di-disipasi-kan/dibuang ole resistor akan meningkatkan cacat harmonik pada frekuensi sekitar 5 – 200 Hz. Untuk mengurangi efek VCR bisa dengan cara menseri resistor-resistor. Dan untuk mengurangi efek TCR bisa memakai resistor dengan rating daya yang besar.

Untuk rangkaian audio sebaiknya hindarkan pemakaian resistor metal foil karena performa pada sinyal AC tidak baik. Sedangkan untuk resistor chip atau SMD gunakan ukuran 1206. Gunakan resistor thin metal atau metal film jika tegangan DC cukup besar pada resistor tersebut.

Kapasitor

Kapasitor yang umum digunakan pada rangkaian audio di jalur sinyal memiliki bahan dielektrik bermacam-macam, yaitu polymer film (PET, PEN, PPS, PP, PS, dan PTFE), keramik (Z5U, X7R, NP0, dan Hi-K), (silver) mica, dan glass.

Polystyrene (PS) memiliki TCR yang kecil sekitar 100 ppm/ᵒC dan dapat meleleh pada suhu 85 ᵒC sehingga mudah rusak akibat penyolderan yang terlalu lama. Polypropylene (PP) memiliki TCR yang kecil sekitar 250 ppm/ᵒC dan dapat meleleh pada suhu 105 ᵒC.

polypropelene

Polypropylene.

Polymer film ada 2 jenis yaitu metal film dan foil film. Foil film memiliki ESR (Equivalent Series Resistance) yang lebih kecil dan mampu menahan arus kejut (surge) yang lebih tinggi. Sedapat mungkin gunakan kapasitor foil film (misalnya aluminium foil) pada jalur sinyal audio.

MKP

MKP (Polypropylene dengan konstruksi metal film)

MKP copper foil

MKP (Polypropylene dengan konstruksi copper foil)

Kapasitor keramik sebaiknya dihindarkan karena memiliki VCR yang tinggi, kecuali tipe NP0 atau COG yang memiliki TCR yang sangat kecil yaitu dari 15 – 30 ppm/ᵒC. Kapasitor jenis ini sering digunakan pada kompensasi di amplifier (kompensasi Miller, TPC, TMC, lead, lag, dll).

Kapasitor mica atau silver mica pada jaman dulu banyak dipakai di rangkaian audio karena TCR yang sangat kecil, namun adanya keramik NP0 atau COG yang lebih murah, maka kapasitor mica jarang dipakai. Sayangnya toko komponen elektronik di Indonesia yang saya tanya belum ada yang tahu apa itu keramik NP0 atau COG, sehingga saya masih memakai kapasitor silver mica ini.

silver mica

Silver mica.

Kapasitor glass memiliki VCR yang hampir nol. Tidak memiliki efek penuaan (nilainya berubah dengan bertambahnya usia kapasitor). TCR –nya lebih tinggi daripada kapasitor keramik NP0.

Rangkaian audio dengan performa tinggi bisa dicapai salah satunya dengan memilih komponen yang tepat untuk tiap-tiap fungsi pada rangkaian tersebut. Karena tiap fungsi membutuhkan karakteristik yang berbeda-beda. Perhatian atas detail ini yang memungkinkan dicapainya rangkaian audio yang memiliki low noise dan low distortion.

Bacaan lebih lanjut:

Capacitor 1

Capacitor 2

Capacitor 3

 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada 19 Agustus 2014 in Audio, Uncategorized

 

Tag: ,

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: