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.
Tone Control Stereo
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.
Deskripsi Rangkaian
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.
Kontrol Nada Bass
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.
Kontrol Nada Treble
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.
Hum
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.
Power Amplifier
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.
Catu Daya
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.
0 $type={blogger}:
Post a Comment