Penguat PA didesain untuk memberikan penguatan secara spesifik terhadap suara.
Sistem penguatan suara menambah respons lebar yang cukup terhadap penguatan untuk membuat suara pembicara seolah-olah dia memiliki suara yang kuat.
Ini memiliki peringkat daya IHF 15 watt pada distorsi kurang dari 1 persen. Dengan menggunakan mikrofon berkualitas baik, pengenalan ucapan yang dihasilkan hampir sempurna.
Banyak perangkat preamplifier maupun amplifier memiliki fitur control terhadap loudness yang akan mengkompensasi menurunnya nada bass dan treble jika volume diturunkan. Perangkat ini sangat ideal untuk memotong volume tanpa merusak keseimbangan bass dan treble.
Berbagai jenis skematik amplifier yang tekenal akan kinerjanya bisa kita dapatkan dengan mudah, namun ada pula rangkaian penguat yang lebih sederhana dan dapat dengan mudah dirakit oleh para amatir dengan jumlah komponen yang sedikit dan sangat mudah didapatkan.
Amplifier
yang disertakan disini adalah amplifier dengan kebutuhan yang umum yang dapat
digunakan untuk penguat berbagai sumber sinyal dan sudah dilengkapi dengan
tone-control.
Dengan
menggunakan speaker dengan impedansi 8 ohm, dapat menghasilkan daya 2W RMS
dengan kualitas suara yang baik dan noise serta hum yang sangat rendah
sekalipun tidak mencapai standar hifi.
Spesifikasi
Ada tiga buah sumber sinyal sebagai input amplifier yang mana masing-masing memiliki impedansi dan sensitifitas yang berbeda. Ketiga input ini mencakup aplikasi seperti instrumen musik, tuner serta kartrid keramik/kristal.
Datasheet dari IC TBA820 dapat dilihat disini.
Amplifier
ini menggunakan IC untuk membuatnya lebih sederhana. Disamping itu, komponen
yang digunakan relatif sedikit sehingga lebih mudah untuk dirakit dan juga
lebih ekonomis.
Resistor yang digunakan adalah 1/4W dengan toleransi sebesar 10%.
Karena IC
TBA820 tidak dilengkapi dengan proteksi terhadap suhu berlebih, amplifier ini
tidak dapat dioperasikan dengan tegangan yang lebih dari 12V menggunakan
speaker 8 ohm; dimana speaker dengan impedansi kurang dari 8 ohm sangat
tidak direkomendasikan.
Tegangan
suplai yang aman bagi ICTBA820 adalah 12,5 volt. Dapat menggunakan trafo
center-tap T1 melewati penyearah gelomnbang penuh push-pull menggunakan dua
buah dioda D1 dan D2; C15 berfungsi untuk menghaluskan tegangan dari penyearah.
Komponen R13,
D3, C16 dan TR2 membentuk rangkaian regulator pengikut emitor dan rangkaian
untuk menghaluskan tegangan suplai dimana hanya menghasilkan tegangan sebesar
500 mikrovolt pada emitor transistor TR2.
Rangkaian preamp hifi ditunjukkan pada Gb. 1 adalah versi mono, untuk membuatnya menjadi stereo perlu dirakit 1 unit lagi dengan rangkaian yang identik.
Bagian pertama adalah rangkaian penyeragam RIAA dua tahap, Ini digunakan mengkompensasi output yang sifatnya non-lineardari kartrid magnetik. Resistor R1 dan kapasitor C1 sesuai dengan impedansi atau kapasitansi output dari kartrid. Nilai ini pada umumnya sesuai dengan kebanyakan jenis kartrid namun dapat berubah menyesuaikan kebutuhan.
Komponen IC1 merupakan rangkaian terintegrasi dengan noise yang sangat rendah dan kualitas yang tinggi. Bersama dengan komponen feedback akan membentuk kurva penyeragaman RIAA dua-tingkat yang mana akan menguatkan frekuensi antara 30Hz dan 1kHz dan akan memotong frekuensi antara 1kHz dan 21kHz. Hal ini untuk menyesuaikan dengan karakteristik dari proses perekaman.
Tahap ini menghasilkan gain sebesar 32dB pada frekuensi acuan 1kHz dan menghasilkan output sebesar 80mV dari input sebesar 2mV. Karakteristik yang stabil membuatnya ideal pada berbagai aplikasi, bahkan jika output dari kartrid relatif rendah. Rangkaian dapat bekerja dengan sinyal lebih dari 2mV tanpa distorsi yang berarti.
Rangkaian Tone-Control
Komponen R3, R4 dan C3 membentuk filter low-pass untuk setengah bagian pertama dari penyeragam RIAA, menggunakan setengah dari IC1. R2 menentukan gain 24dB pada 1 kHz sementara C2 memjamin stabilitas. Resistor R5 berguna untuk mengkopel kedua tahapan RIAA. Komponen C4 dan R6 menentukan feedback terhadap respon dari tahapan kedua menggunakan setengah bagian yang kedua dari IC1 dan R6 mengatur gain sebesar 8dB pada 1kHz.
Sinyal yang masuk dipilih oleh sakelar S1 dan C5 untuk mendekopel sinyal dari berbagai sinyal dc. R8 berguna untuk mengatur impedansi, R9 dan R10 mengatur gain dari IC2a menjadi 16dB dalam range tersebut. Pada input nominal 100mV input, output akan menjadi 630mV, yang mana cukup untuk menggerakkan sebuah power amplifier.
Resistor R11 mengkopel tahap buffer untuk mengatur tahap tone control. VR1 berfungsi sebagai kontrol balance antara dua kanal yang identik. Output dari tape diambil dari titik ini untuk menjamin sinyal yang cukup memadai.
Kapasitor C6 mendekopel tahap buffer dari tone control yang berjenis Baxendall, yang akan menghasilkan nada bass dan treble, baik boost maupun cut. Sebuah sakelar defeat bekerja dengan mem-bypass rangkaian tone control tersebut, sehingga dapat membandingkan output antara kondisi flat maupun coloured dan menghilangkan noise yang mungkin dihasilkan oleh bagian tone control. Kontrol volume adalah VR4.
Catu daya 9V positif dan negatif yang dibutuhkan oleh IC LM833N, diberikan oleh 2 buah baterai PP3 dengan kebutuhan arus yang relatif kecil. Catu daya eksternal ±9V dapat digunakan namun dengan menambahkan rangkaian penyearah yang bersih dan komponen yang bagus untuk menjamin amplifier menghasilkan sinyal dengan noise rendah. Catu daya dapat dipilih menggunakan sakelar S3.
Transistor output komplementer, TRa dan TR3 memiliki basis yang terikat satu sama lain dengan dioda bias maju D1 dan D2; emitor juga membentuk rangkaian yang sering disebut dengan center-rail.
Transistor driver TR1, dibias oleh R1 sehingga tegangan pada centre-rail adalah setengah dari tegangan supply. Kapasitor kopling output C2 mem-blok tegangan ini dari RL; nilai yang cukup besar dengan impedansi rendah dibandingkan dengan R1, pada frekuensi rendah. Maka dari itu, pada konfigurasi ini transistor output berlaku sebagai amplifierdengan dua buah emitter-fllower dari polaritas berlawanan namun dengan input bersama yang dikopel langsung ke driver, dan output bersama yang dikopel secara kapasitif ke beban.
Saat sinyal masuk, sinyal yang diperkuat akan keluar dari kolektor driver. Selama itu, saat sinyal ini bersifat positif mengacu pada stengah tegangan supply, TR3 adalah cutoff dan TR2 akan menguatkan arus. Saat sinyal bersifat negatif mengacu pada tegangan supply, TR2 akan cutoff dan TR3 akan menguatkan sinyal. Akibatnya kapasitor kopling C2 akan mengisi dan melepas muatan secara bergantian melalui beban oleh TR2 dan TR3.
Untuk mencegah cacat silang, arus bias diam dibiarkan melewati TR2 dan TR3. Hal ini memungkinkan tingkat output bekerja dalam mode kelas A untuk sinyal yang kecil, dengan demikian akan mengimbangi karakter cacat silang tersebut.
Arus diam yang stabil diberikan oleh penurunan tegangan pada dioda D1 dan D2.
Untuk mencegah dioda bias menghasilkan distorsi harmonik ke amplifier dan untuk mencapai ayunan tegangan output maksimum, resistor R2 di-bootstrap oleh C1. Ini akan menjaga tegangan yang konstan yang melewati R2 sehingga dioda akan dilewati arus yang konstan pula untuk mencegah arus yang tidak linier.
Keuntungan tambahan dari bootstrap adalah bahwa gain loop terbuka maksimum dari tahapan tersebut dapat dicapai.
Dalam penguat daya tinggi jenis ini tidak praktis untuk menggunakan transistor komplementer tunggal karena jenis daya tinggi yang dibutuhkan tidak memiliki nilai hfe yang cukup tinggi untuk memungkinkan amplifier dibuat efisien dan mempunyai keuntungan yang tinggi. Oleh karena itu biasa menggunakan berbagai kombinasi transistor dalam rangkaian yang berperilaku sebagai transistor tunggal.
Konfigurasi compound ini memiliki gain arus yang sangat tinggi dan kira-kira hampir sama dengan produk yang menggunakan transistor dengan nilai hfe yang tinggi. Pada rangkaian final, pengaturan emitter-follower (a) dan (b) seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas digunakan untuk menggantikan transistor TR2 dan TR3 masing-masing dari gambar-2.
Rangkaian tersebut sangat cocok untuk ini aplikasi karena masing-masing memiliki input melalui satu titik junction dari basis ke emitor. Artinya tegangan bias maju basis ke emitor bersifat independen dari suhu dari junction transistor output yang membuat rangkaian ini stabil.
Keuntungan lainnya adalah penggunaan transistor NPN lebih murah dan lebih mudah didapatkan daripada pasangan komplementer.
Transistor output diperlukan untuk mendisipasi sejumlah besar kekuatan yang sesuai dengan kemampuan mereka, tetapi jika disalahgunakan, seperti output yang terhubung singkat atau kondisi beban yang sangat reaktif, dengan mudah terjadi kerusakan, meskipun mereka mungkin beroperasi di bawah disipasi daya maksimumnya.
Hal ini disebabkan oleh fenomena yang dikenal sebagai “breakdown kedua" yang disebabkan oleh ketidakstabilan arus lateral yang melalui transistor ketika beroperasi pada tegangan dan arus yang relatif tinggi. Hal ini merupakan pengaruh terbesar pada pengoperasian dc, tetapi akan menurun dengan meningkatnya suhu dan frekuensi; kerusakan yang ditimbulkan biasanya bersifat permanen.
Amplifier diproteksi oleh dua sirkuit seperti yang ditunjukkan pada Gambar-4 untuk perlindungan transistor tunggal.
ara kerja rangkaian proteksi adalah sebagai berikut. Ketika tegangan pada basis TR1 mencapai kira-kira 0,6 volt, hal tersebut akan mengaktifkan transistor daya TR2. Ini terjadi ketika penjumlahan arus yang melalui R3 dan R4 menghasilkan tegangan sekitar 0,73 volt melintasi R1 dan R2.
Dioda D1 digunakan sebagai resistor non-linier dalam memberikan kompensasi suhu untuk sirkuit.
Sinyal input tinggi dan rendah masing-masing melewati soket JK1 dan JK2. Sinyal input dari soket JK2 akan melewati rangkaian yang tersusun atas TR2, R3, dan R4. Resistor R1 berfungsi untuk mencegah peredaman berlebihan pada sinyal input high dengan masukan impedansi sumber yang rendah ke JK1 ketika mereka digunakan secara bersamaan.
Peredaman variabel dari kedua input ke front-end diatur oleh kontrol level VR1.
Bagian front-end dari amplifier terdiri dari sebuah preamplifier FET dengan sumber bersama yang dientuk oleh TR1, R5, R6, dan C1. FET yang digunakan adalah adalah type N-channel. Dengan mode self -biased oleh R5 yang di-dekopel ke C1.
Gate diproteksi terhadap kerusakan yang diakibatkan oleh dioda silikon D1 yang mana dapat berlaku sebagai sirkuit terbuka pada level input normal namun bersifat menghantar ketika tegangan pada FET melebihi 0,6 volt.
Penguatan lebih lanjut diberikan oleh TR2 di tahap kedua. Di sini penguatan dibatasi oleh feedback negatif yang diberikan ke emitor oleh R9.
Tahap ketiga terdiri atas kontrol bass dan treble VR3 dan VR2 dengan metode Baxandall.
Preamp berkualitas tinggi yang sesuai untuk berbagai amplifier.
Rangkaian preamp hifi ditunjukkan pada Gb. 1 adalah versi mono, untuk membuatnya menjadi stereo perlu dirakit 1 unit lagi dengan rangkaian yang identik.
Bagian pertama adalah rangkaian penyeragam RIAA dua tahap, Ini digunakan mengkompensasi output yang sifatnya non-lineardari kartrid magnetik. Resistor R1 dan kapasitor C1 sesuai dengan impedansi atau kapasitansi output dari kartrid. Nilai ini pada umumnya sesuai dengan kebanyakan jenis kartrid namun dapat berubah menyesuaikan kebutuhan.
Komponen IC1 merupakan rangkaian terintegrasi dengan noise yang sangat rendah dan kualitas yang tinggi. Bersama dengan komponen feedback akan membentuk kurva penyeragaman RIAA dua-tingkat yang mana akan menguatkan frekuensi antara 30Hz dan 1kHz dan akan memotong frekuensi antara 1kHz dan 21kHz. Hal ini untuk menyesuaikan dengan karakteristik dari proses perekaman.
Tahap ini menghasilkan gain sebesar 32dB pada frekuensi acuan 1kHz dan menghasilkan output sebesar 80mV dari input sebesar 2mV. Karakteristik yang stabil membuatnya ideal pada berbagai aplikasi, bahkan jika output dari kartrid relatif rendah. Rangkaian dapat bekerja dengan sinyal lebih dari 2mV tanpa distorsi yang berarti.
Komponen R3, R4 dan C3 membentuk filter low-pass untuk setengah bagian pertama dari penyeragam RIAA, menggunakan setengah dari IC1. R2 menentukan gain 24dB pada 1 kHz sementara C2 memjamin stabilitas. Resistor R5 berguna untuk mengkopel kedua tahapan RIAA. Komponen C4 dan R6 menentukan feedback terhadap respon dari tahapan kedua menggunakan setengah bagian yang kedua dari IC1 dan R6 mengatur gain sebesar 8dB pada 1kHz.
Sinyal yang masuk dipilih oleh sakelar S1 dan C5 untuk mendekopel sinyal dari berbagai sinyal dc. R8 berguna untuk mengatur impedansi, R9 dan R10 mengatur gain dari IC2a menjadi 16dB dalam range tersebut. Pada input nominal 100mV input, output akan menjadi 630mV, yang mana cukup untuk menggerakkan sebuah power amplifier.
Resistor R11 mengkopel tahap buffer untuk mengatur tahap tone control. VR1 berfungsi sebagai kontrol balance antara dua kanal yang identik. Output dari tape diambil dari titik ini untuk menjamin sinyal yang cukup memadai.
Kapasitor C6 mendekopel tahap buffer dari tone control yang berjenis Baxendall, yang akan menghasilkan nada bass dan treble, baik boost maupun cut. Sebuah sakelar defeat bekerja dengan mem-bypass rangkaian tone control tersebut, sehingga dapat membandingkan output antara kondisi flat maupun coloured dan menghilangkan noise yang mungkin dihasilkan oleh bagian tone control. Kontrol volume adalah VR4.
Catu daya 9V positif dan negatif yang dibutuhkan oleh IC LM833N, diberikan oleh 2 buah baterai PP3 dengan kebutuhan arus yang relatif kecil. Catu daya eksternal ±9V dapat digunakan namun dengan menambahkan rangkaian penyearah yang bersih dan komponen yang bagus untuk menjamin amplifier menghasilkan sinyal dengan noise rendah. Catu daya dapat dipilih menggunakan sakelar S3.
Amplifier dengan desain sederhana dan ekonomis.
Amplifier ini dilengkapi dengan rangkaian tone-control dimana nada bass dan treble dapat diatur dengan daya 20W tiap kanal stereo serta dilengkapi dengan rangkaian catu daya12V yang dapat disupply oleh aki mobil. Rangkaian tone-control ini juga dapat diaplikasikan pada amplifier lain sesuai kebutuhan.
Rangkaian tone-control menggunakan IC dengan karakteristik low-noise dan dikemas dalam satu packaging yang terdiri dari dua unit opamp yang mudah didapatkan di pasaran yang membuatnya ideal untuk konfigurasi stereo.
Resistor R7 dan R8 sebagai bagian dari input (non-inverting) pin 3 dari IC1 pada 6V. Ini menyebabkan input pin 2 dan output pin 1 dari IC1a juga sekitar 6V. Kapasitor C1 berguna untuk menahan arus d.c,yang mana jika tidak demikian maka arus akan mengalir dari supply 6V menuju input. Namun begitu C1 melewatkan sinyal a.c. yang mengalir dari input ke rangkaian tone-control.
Output dari pin 1menjadi feedback bagi input inverting (pin 2) melalui rangkaian yang terdiri dari resistor dan kapasitor di sekitar potensiometer VR1 dan VR2. Hal ini dikenal sebagai umpanbalik negatif dan kapasitor menyebabkan respon frekuensi dikontrol sesuai kebutuhan.
Pada prinsipnya, kapasitor akan memblok arus dc dan menjadi resitansi pada sinyal ac dengan frekuensi rendah. Jika frekuensi meningkat maka aliran yang melwati kapasitor akan meningkat pula dimana kapasitor ukuran besar lebih mudah melewatkan frekuensi rendah daripada ukuran kecil.
Karena rangkaian menggunakan catu daya tunggal, tegangan dc rata-rata adalah setengah dari tegangan catu. Karena itu sinyal ac (sinyal suara) bergerak naik-turun dari titik 0V pada sisi kiri C1, tetapi bergerak di atas dan bawah 6V pada sisi kanan C1.
Resistors R7 and R8 menjaga input non-inverting (pin 3) dari C1 pada 6V. Ini menyebabkan input inverting (pin 2) dan output (pin 1) dari IC1 tetap berada pada rata-rata 6V.
Resistors R7 and R8 menjaga input non-inverting (pin 3) dari C1 pada 6V. Ini menyebabkan input inverting (pin 2) dan output (pin 1) dari IC1 tetap berada pada rata-rata 6V. Kapasitor C1 befungsi untuk memblok arus dc yang dapat mengalir terbalik dari supply 6V menuju input. Bagaimanapun juga C1 melewatkan sinyal suara ac untuk mengalir dari input ke tone-control.
Output dari pin 1 di-umpanbalik ke input inverting (pin 2) lewat serangkaian resistor dan kapasitor di sekitar potensiometer VR1 dan VR2. Konfigurasi ini disebut sebagai umpanbalik negatif, dan kapasitor menyebabkan respon frekuensi dapat diatur sesuai kebutuhan.
Pada prinsipnya, kapasitor akan memblok arus dc dan bersifat resistan terhadap aliran arus ac dengan frekuensi rendah. Jika frekuensi meningkat maka arus yang melewati kapasitor akan meningkat pula. Nilai kapasitor yang besar akan melewatkan frekuensi rendah lebih mudah dibandingkan nilai kapasitor yang lebih kecil.
Berikut adalah penjelasan mengenai bagaimana rangkaian tone-control bekerja, didasarkan pada kondisi bahwa frekuensi rendah tidak dapat melewati kapasitor C3 dan C2 namun frekuensi tinggi dapat melewati rangkaian ini.
Dengan mengabaikan efek dari resistor R2, jika kontrol bass diaman putaran mendekati R3 (diatur ke 0%) maka gain dari frekuensi rendah adalah rasio dari R3/R1 + VR1, sebagai contoh 10k/110k, karena itu nilai cut merupakan faktor dari nilai 10. Hal ini mengasumsikan bahwa frekuensi sangat rendah sehingga kapasitor C2 secara virtual merupakan rangkaian terbuka.
Saat frekuensi meningkat kapasitor C2 bersifat menghantarkan sejumlah sinyal hingga secara virtual akan menjadi transparan secara virtual. Resistansi VR1 akan terhubung-singkat dan gain frekuensi tinggi sebesar rasio dari R3/R1 atau 10k/10k.
Saat VR1 diputar ke arah mendekati R1 (100%), gain pada frekuensi tinggi akan tetap sama namun gain pada frekuensi rendah (saat C2 merupakan rangkaian terbuka secara efektif) akan sebesar rasio dari (R3+VR1/R1 yaitu 10k/10k dengan gain sebesar 1.
Efek kapasitor C3 adalah untuk mencegah frekuensi rendah mempengaruhi kerja dari rangkaian kontrol nada treble.Saat VR2 diputar ke arah mendekati resistor R5 (0%) gain frekuensi tinggi adalah sebesar R5/R4+VR2 yatu 3k3/473k.
Saat diputar ke arah mendekati R4 (100%) gain adalah sebesar VR2+R5/R4 yaitu 473k/3k3. Gain aktual akan ditentukan oleh efek kontrol nada bass dan resistor R2meskipun pengaturan VR1 tidak relevan.
Jika kontrol nada bass dan treble diatur pada posisi 100%, pada frekeuensi tengah (sekitar 630Hz) terjadi sedikit cut atau gain,namun pada frekuensi rendah (sekitar 20Hz)maka gain dapat di-cut atau di-boost sekitar 7 atau 8 kali. Hal yang sama, frekuensi treble sekitar 20kHz dapat di-cut atau di-boost dengan nilai yang sama.
Efek dari resistor R6 dan kapasitor C4 C4 bertujuan untuk mengurangi gain pada frekuensi yang sangat tinggi yang mana dapat berkaibat pada stabilitas. Output dari pin 1 IC1a rata-rata 6Vdc dan kapasitor C6 mengurangi nilai rata-rata tersebut menjadi nol, juga akan melewatkan sinyal ac untuk berosilasi di atas dan di bawah 0V dan siap untuk tingkat selanjutnya.
Resistor R9 merupakan sebuah beban semu (dummy load) untuk memastikan bahwa sisi negatif dari C6 adalah sebesar 0V. Kapasitor C13 dan C14 menjadi dekopling untuk menjamin kerataan tegangan sumber.
Rangkaian tone control haruslah bebas hum jika menggunakan aki ataupun rangkaian catu daya yang stabil. Namun, hum juga dapat disebabkan oleh kualitas ground.
Sebagai contoh, jika dua buah rangkaian berasal dari tegangan sumber yang sama dan koneksi audio yang mana kabel ground-nya terhubung ke 0V dari kedua rangkaian maka arus yang melewatinya dapat menimbulkan hum. Jika ragu, lepaskan kabel ground pada salah satu ujungnya maka hum akan berkurang.
IC yang digunakan pada rangkaian ini adalah TDA2004 atau TDA2005 dan dirancang untuk dapat dioperasikan dengan tegangan sumber 12V yang membuatnya ideal untuk digunakan pada mobil. Aki mobil dapat memberikan arus yang dibutuhkan dan cukup dalam beberapa jam. IC ini akan secara otomatis mati jika terjadi kelebihan beban, namun kerusakan dapat terjadi jika tanpa beban. Jadi pastikan speaker selalu terhubung ke output IC saat power dinyalakan.
IC dikemas dengan dua unit amplifier yang dikonfigurasi secara “bridge” untuk memberikan tegangan maksimum ke loudspeaker dari supply 12V. Oleh sebab itu, untuk mode stereo dibutuhkan dua unit “power-booster” disertai komponen pendukungnya.
Rangkaian lengkap amplifier ini dapat dilihat dibawah berikut tegangan sipply yang dibutuhkan. Rangkaian di bawah adalah mono dan dibutuhkan 2 unit rangkaian yang sama.
Sinyal input mengalir ke potensiometer VR1a yang berfungsi sebagai kontrol suara dan melewati kapasitor C1 ke pin 1 dari power amplifier IC1.
Pengeras suara LS1 dikemudikan dari dua output dari IC1, dengan demikian jika tegangan pada output salah satu amplifier tinggi, output yang lain akan rendah, dan sebaliknya. Amplifier ini diatur agar IC1 menghasilkan daya hingga 20W pada speaker dengan impedansi 2 ohm.
Pada umumnya loudspeaker memiliki impedansi yang lebih tinggi, dimana daya akan berkurang sedikit. Namun demikian, amplifier mampu meredam noise yang ditimbulkan terutama jika menggunakan loudspeaker yang efisien. Kapasitor C3, C8 dan C11 berfungsi sebagai dekopling lokal.
Amplifirer dapat disupply langsung dari aki 12V dengan fuse yang sesuai, IC masih dapat menerima hingga 16V yang dapat menyebabkan noise dari mesin. Catu daya yang cocok dapat dilihat pada gambar di bawah.
Trafo T1 harus dapat menghasilkan output 9Vac. Tegangan ac selanjutnya diubah ke bentuk dc oleh penyearah bridge REC1 dan diratakan oleh kapasitor C23 dan C24 yang nantinya akan menghasilkan tegangan sekitar 12Vdc. Arus keluaran yang dihasilkan oleh trafo haruslah sekitar 1-4 kali lebih besar daripada yang dibutuhkan amplifier.
Trafo yang disarankan adalah sebesar 50VA dengan tegangan keluaran 9V. Lilitan primer disesuaikan dengan tegangan supply di setiap negara. Disarankan untuk menggunakan trafo toroidal. A more expensive toroidal transformer karena efek magnetik yang ditimbulkan sangat kecil dimana hal ini dapat menyebabkan interferensi.
Amplifier yang menggunakan supply 12V DC umumnya menghasilkan daya kecil dan biasanya tidak memiliki karakter 'hifi'. Tetapi amplifier stereo ini memiliki daya yang tidak kecil dan distorsi rendah. Dengan suplai 14,4V, ini akan menghasilkan 20W per kanal dengan impedansi speaker 4 ohm saat terjadi clipping, sedangkan distorsi harmonik pada tingkat daya yang lebih rendah biasanya kurang dari 0,03%.
Suara yang dihasilkan sangat baik dengan nilai THD tipikal hanya 0,03% atau kurang serta dalam kondisi 'idle' konsumsi daya cukup rendah tidak lebih dari 1W. Jika tidak dipaksakan untuk mencapai daya maksimal maka IC tetap dingin dan baterai tidak cepat habis. IC ini juga memiliki sirkuit perlindungan diri dan hampir tidak mungkin mengalami kerusakan dimana IC akan secara otomastis OFF jika terlalu panas dan output akan non-aktif jika terhubung singkat.
 |
| TDA7377 |
Mode "bridge" yang sering disebut dengan Bridge-Tied Load (BTL) membutuhkan 2 unit amplifier per-kanal. IC TDA7377 adalah pilihan yang tepat untuk konfigurasi ini. Sekalipun dimensi IC ini cukup kecil namun dengan catu daya 12V amplifier stereo ini mampu menghasilkan hingga 20W per-kanal pada beban 4 ohm dengan tingkat distorsi yang rendah.
Untuk mengerti bagaimana tone-control bekerja, Pada bagian bass, dengan mengabaikan kapasitor 100nF, terdapat IC1c atau IC1d yang bersifat inverting, dimana resistor (termasuk potensiometer) memebentuk jaringan feedback yang akan mengontrol gain. Potensiometer bass VR2 pada searah jarum jam pada posisi maksimum, gain diatur pada 122kΩ/22kΩ atau sekitar 5.5. Jika diputar berlawanan arah (minimum) gain menjadi 22kΩ/122kΩ atau sekitar 0.18. Penambahan kapasitor 10nF melewati VR2a dan VR2b untuk menambahkan low-pass filter pada gain, agar putaran potensiometer lebih pada frekuensi rendah daripada frekuensi tinggi.Maka penguatan bass dapat diatur untuk mencapai nilai bass boost/cut.
Pada bagian treble, VR3a dan VR3b bekerja dengan hal yang sama, kecuali bahwa kapasitor 4.7nF terhubung dengan resistor secara seri dan membentuk high-pass filter.
Kapasitor 10pF pada pada input inverting dari IC1c dan IC1d akan mengurangi gain pada frekuensi tinggi yang berfungsi untuk mengurangi osilasi jika ada sinyal RF pada jaringan filter.Hal yang sama juga berlaku pada resistor 10Ω pada output IC1c dan IC1d dimana kedua IC ini akan memperkuat sinyal RF yang mungkin saja bisa lewat sampai ke power amplifier IC2.
IC2 yaitu TDA7377V hanya membutuhkan beberapa komponen eksternal. IC ini 4 buah amplifier dengan noise rendah untuk menggerakkan speaker stereo dengan konfigurasi BTL namun juga ayunan tegangan virtual pada output dan stabil dengan gain tetap sebesar 26dB.
Pin 7 yang berfungsi sebagai mode standby dapat dihidupkan ataupun dimatikan. Ini berguna untuk mencegah arus yang besar melewati sakelar ON/OFF S1. Pada kenyataannya, S1 akan men-switch daya ke pin 7 dari IC2 dan IC 1 sebagai quad-opamp.Oleh karena itu, catu daya dan IC1 tetap tersedia selama tegangan catu hidup, hanya aarus bocor dari kapasitor dan arus standby dengan arus total sekitar 100μA. Jal ini akan memicu amplifier untuk menaikkan arus diam (tidak ada sinyal) hingga sekitar 100mA.
Saat sakelar S1 di-ON-kan, kapasitor filter 100μF akan terisi lewat dioda D1. Pin 7 (standby) bersifat low-pass filter yang terdiri dari resistor 22kΩ dan kapasitor 1μF dan power amplifier tidak diaktifkan sampai opamp dihidupkan. Ini berguna untuk mencegah getaran saat dihidupkan.
Hal yang sama terjadi saat sakelar S1 dimatikan, resistor 22kΩ yang terhubung dengan anoda dari dioda D1 akan menurunkan tegangan pada pin standby dan segera mematikan IC1. Hal ini akan mencegah bunyi getar pada loudspeaker saat dimatikan.
Komponen catu daya utama terdiri dari empat buah kapasitor elektrolit 2,200μF/25V ditambah dua buah kapasitor MKT dengan nilai 470nF yang terhubung secara paralel untuk membentuk filter terhadap frekuensi tinggi dimana MOSFET Q1 menyediakan proteksi terhdap tegangan terbalik.
Walaupun IC TDA7377 dapat menahan tegangan supply negatif, namun tidak begitu dengan kapasitor elektrolit. Oleh sebab itu perlu memasang MOSFET IRF1405 yang terhubung secara seri dengan ground.
Pada intinya, MOSFET berlaku sebagai sebuah dioda dengan tegangan maju yang sangat rendah. Secara tipikal kurang dari 25mV pada 5A. Ini dibandingkan dengan dioda penyearah standar dengan nilai sekitar 1V 5A. Ini berarti amplifier dapat menghasilkan daya lebih banyak sekitar 15% lebih daripada menggunakan dioda biasa.
Arus maksimum yang dikonsumsi bergantung pada impedansi speaker dan besar-kecilnya volume. Dengan hitungan kasar, daya keluaran penuh dengan supply 14.4V dan impedansi speaker 8 ohm membutuhkan arus minimal 3A. Untuk speaker dengan impedansi 4 ohm konsumsi arus dapat melebihi 6A.
PSRR (Power Supply Rejection Ratio) adalah >50dB pada 300Hz dan dengan menggunakan kapasitor bypass dengan kapasitas yang cukup tinggi maka noise dapat ditekan serendah mungkin.
Penguat PA didesain untuk memberikan penguatan secara spesifik terhadap suara. Sistem penguatan suara menambah respons lebar yang cukup ter...
