Wednesday, July 1, 2015

Power Amplifier transistor bercatu daya tunggal

Halo sobat blogger..
Pada kesempatan ini kita akan mencoba merancang power amplifier atau penguat akhir audio yang menggunakan transistor, bercatu daya tunggal (non-simetris) dan berdaya kurang lebih 40 watts (tergantung tegangan).
Nama lain power ini adalah penguat EDWIN dan sangat populer di daratan eropa.

Keunggulan dari penguat edwin ini adalah,
• Transistor penguat akhir-nya tidak perlu dikembar (lihat gambar).
• Tahan terhadap hubung singkat.
• Bercatu daya tunggal, hanya plus dan ground saja.
• Berdaya lumayan, sekitar 40 watts RMS (tergantung tegangan sumber dan speaker beban).
• Tidak ada arus bila tidak ada input.

Kelemahan,
• Sensitifitas inputnya tinggi, sekitar 1 Volt.
• Terlalu banyak komponen terjejal, beda dengan power amplfier yang menggunakan IC :)

Power Amplifier transistor (EDWIN) bercatu daya tunggal
Daftar komponen,
R1: 10K
R2: 82K
R3: 100K
R4: 6K8
R5, R14, R15: 100R
R6, R7: 680R
R8: 330R
R9: 1K
R10, R12: 220R
R11: 1K2
R13, R16: 8K2
R17, R18, R19: 10R
R20, R21: 0.12R/2W bila tidak tersedia, bisa mengganti dengan 0.5R/5W diparalel 2 biji (nilai mendekati)

C1: 4.7uF/50V
C2: 3n3
C3, C4: 100uF/50V
C5: 10p
C6: 250uF/50V
C7: 2500uF/50V

D1: IN4148

TR1, TR2: BC107, BC171 (NPN)
TR3, TR8: BD138 (PNP)
TR4, TR5: BC108, BC148 (NPN)
TR6: BC177, BC158 (PNP)
TR7: BD137 (NPN)
TR9, TR10: 2N3055, BD140 (NPN)

SP: Speaker 4 Ohm (recommended) bila tidak tersedia, bisa menggunakan 8 Ohm.

KERJA RANGKAIAN.
Gambar diatas menunjukkan rangkaian penguat secara lengkap yang terdiri dari penguat tegangan, tingkat pengemudi kelas A (driver stage) dan tingkat akhir (final) kelas B.
Rangkaian penguat awal terdiri dari transistor TR1 dan TR2 membentuk rangkaian darlington untuk menghasilkan impedansi masukan yang tinggi.
Sinyal masuk ke basis dari transistor TR3 setelah melalui tahanan pembatas TR4.
Transistor TR4 yang disambungkan secara istimewa untuk mewujudkan perilaku sebuah dioda zener dengan tegangan zener tetap sekitar 2V sepanjang basis-basis dari transistor pengemudi TR7 dan TR8.
Umpan balik dimasukkan antara tingkat akhir dan titik simpul dari R11 dan R12 agar menghasilkan impedansi kolektor yang tinggi sehingga diperoleh arus kemudi yang tepat.
Hal ini makin membantu mengurangi cacat alih silang (crossover) sehingga walaupun umpan balik yang diberikan kecil dan tidak ada arus keja tetap, nilai cacatnya (distorsi) akan kecil.

Untuk mempertahankan kerja yang simetris dari tingkat akhir, dioda diparalelkan dengan R18.
Harga-harga dari R17, R18 dan R19 adalah kecil yaitu 10 Ohm untuk mengurangi cacat alih silang (crossover).
Umpan balik negatif yang menyeluruh diberikan dari tingkat akhir ke emitor transistor TR2.
Dengan digunakannya C3, berarti telah diterapkan umpan balik yang 100% DC (arus searah).
Hal tersebut digunakan untuk men-stabilkan titik kerja DC pada output yang besarnya sekitar setengah dari tegangan sumber.

Besar penguatan AC pada penguat EDWIN ini ditentukan rumus,
Av = Vout/Vin = R10+R5/R5

Pada kombinasi resistor R10 dan kapasitor C6 seperti yang terlampir pada gambar difungsikan untuk men-stabilkan gelombang pada puncak-puncak sinyal sinus, apabila output dikemudikan hingga mencapai clipping (puncak-puncak sinus terpotong).
Bila penguat diberi sinyal, arus yang mengalir melalui R10 dan tegangan pada C6 akan selalu berada dibawah lembah tegangan riak (titik-titik minimum ripple) dari tegangan power supply.
Tegangan pengemudi yang dihasilkan transistor TR3 dibatasi hanya sampai pada tegangan pada C6 dan output penguatnya tak akan berayun ke dalam daerah riak (ripple) dari tegangan catu.
R10 juga membatasi arus melalui TR3 bila terjadi beban lebih (overload).

PENCEGAHAN TERHADAP BEBAN LEBIH (OVERLOAD)
Rangkaian pelindung direncanakan untuk mencegah puncak arus yang berlebihan yang terjadi selama sinyal berbeban lebih atau bila terjadi hubungan singkat dari output.
Rangkaian pelindung terdiri dari transistor TR5 dan TR6.
Tegangan basis-basisnya ditetapkan sedemikian rupa sehingga pada keadaan operasi normal tegangan pada R20 dan R21 tidaklah cukup besar untuk membuat transistor tersebut bekerja.
Bila arus output yang mengalir melalui R20 dan R21 terus bertambah karena beban lebih atau hubungan singkat pada output, maka tegangan pada resistor-resistor menjadi besar dan akan mengerjakan transistor TR5 dan TR6.
Hal ini akan mengurangi tegangan pengemudi untuk tingkat akhir dan membatasi arus output dan akan melindungi transistor tingkat akhir.
Baca juga: pendingin
SUMBER DAYA
keuntungan dalam menggunakan penguat edwin ini adalah anda tidak perlu regulator khusus untuk men-supply penguat ini, cukup menggunakan rangkaian penyearah pada umumnya, 42V 5A.
Trafo yang dibutuhkan juga tidaklah perlu CT, bilapun sudah tersedia trafo CT anda cukup menggunakan duah buah dioda untuk penyearahnya.
Dan keuntungan lain untuk tidak menggunakan tegangan simetris adalah terhindar dari tegangan yang tidak seimbang.
Baca juga: Power amplifier berdetak setelah mati

Cukup menarik bukan?
Semoga artikel tentang power amplifier transistor bercatu daya tunggal ini bermanfaat selalu.. (selektron78)

3 komentar

Eno ajah Power Amplifier transistor bercatu daya tunggal delete August 22, 2015 at 12:13 AM

mf gan mu naya kalau power 600wat speker untuk subwofer, wofer,midel dan tuiternya pake yg berapa in dan berapa watnya mohon infonya saya eno dari sulawesi utara di gorontalo.

Romli NET Power Amplifier transistor bercatu daya tunggal delete September 1, 2015 at 1:57 AM

@Eno ajah, Daya power amplifier setidaknya harus berdaya lebih besar ±25% dari daya speaker.

Imam Ali Power Amplifier transistor bercatu daya tunggal delete December 27, 2015 at 7:05 PM

Maz rom,ketingalane kulo tertarik kaleh PA Niki,tapi kulo rade bingung nak mboten wonten Layout Pcb nipon,nak wonten gambar layout Pcb nipun kulo nyuwon maz Rom