Daya RMS adalah daya yang tersalurkan ke beban/speaker, belum termasuk panas yang dihasilkan power transistor, trafo, dioda, dan komponen lain.
Memperkirakan seberapa besar output dari suatu amplifier adalah dengan melihat seberapa besar power supply/transformatornya, tegangannya. Sebagai contoh amplifier Blazer 400 Watt disupply dengan tegangan 32 Volt maka outputnya ada sekitar 250 Watt. Supply 47 Volt akan mentransfer daya sekitar 276 Watt rms per satu speaker (8 ohm) dan 552 Watt pada dua speaker (4 ohm) ini kalau trafonya kuat. Daya berubah-ubah seirama intensitas dan getaran speaker.
Daya transfer optimum adalah setengah kemampuan maksimal. Sebagai contoh, transformator 1600 Watt akan aman menyalurkan 800 Watt ke amplifier, 400 Watt tersalur ke speaker sisanya masih tersimpan dan sebagian kecil menjadi panas. Teknik mengatasi panas ini biasanya dengan menurunkan impedansi amplifier terhadap speaker, yaitu dengan memperbanyak jumlah final power transistor.
Tabel di atas berlaku untuk semua amplifier (OCL, Blazer, Apex, Leach, Gajah). Lihat juga rating tegangan amplifier yang cocok untuk masing-masing amplifier, misalkan Gain-clone jangan dipaksakan dengan tegangan supply lebih dari 32 Volt.
Nilai tegangan ac 32 Volt disearahkan menjadi 44.8 Volt dc, ini tegangan maksimumnya karena ada kapasitor elko. Setelah diberi beban ke rangkaian amplifier, tegangan ini biasanya turun menjadi 41.6 V. Jika amplifier digeber sampai pada output maksimum maka tegangan ini biasanya turun mendekati tegangan ac trafo 32 Volt atau bahkan turun.
Inilah kekurangan dari power supply linier, tegangan selalu naik turun seirama dengan getaran speaker walaupun menggunakan trafo 15A, 25A, elko 100.000uF semuanya pasti turun, ngedrop pada beban maksi dan pasti mengurangi kualitas suara. Ada beberapa teknik untuk mensiasati tidak stabilnya teganan ini, di antaranya dengan memisahkan power supply untuk rangkaian core/inti, tetapi tegangan pada final transistor tetap ngedrop, ini lebih baik dari pada rankain core yang ngedrop.
Yang ke dua adalah dengan rangkaian pengendali tegangan, ini mengarah ke SMPS.
Karena harga trafo dan kapasitor elko yang semakin mahal dan tidak stabilnya tegangan, saya merasa kurang puas dan berpikir untuk mendesain sebuah SMPS supaya lebih ringan di tangan, di kantong dan terkesan canggih. Ada banyak keuntungan menggunakan SMPS ini, Semoga saja ada kesempatan untuk mendesain proyek ini.
Penjelasan & fungsi masing-masing komponen
pada Power OCL 150 Watt
R1 (100K), berfungsi meredam hum / sinyal liar yang mungkin timbul terutama pada saat amplifier dihidupkan tanpa rangkaian input.
C1 (100nF), sebagai kopling, menyalurkan sinyal ac (lebih dari 20Hz) dan menahan sinyal dc.
R2 (33)K, memberi bias ke basis TR1 sekaligus membuat kapasitor resonansi C2 lebih aktif. Ini yang tidak dimiliki amplifier lain.
R6 (33K), resistor gain. Semakin besar nilainya semakin besar pula penguatannya. Penguatan & kejernihan suara berbanding terbalik. Jika rangkaian amplifier ini harus disupply dengan tegangan rendah, misal 12V ct 12V, maka sebaiknya R6 ini diganti dengan yang lebih kecil, misalnya dari 33K menjadi 10-12K.
R3 (560), kebalikan dari R6
C2 (47uF), kapasitor resonansi, hanya bekerja pada arus ac. Menjamin R3 supaya hanya meneruskan sinyal audio (di atas 20Hz) & menahan arus dc.
TR1, TR2 (A564), Stage input yang bekerja kebalikan. TR1 penguat non-inverting, sedangkan TR2 penguat inverting. Untungnya stage ini menggunakan transistor PNP. Transistor PNP biasanya jauh lebih linier, pemilihan komponen yang cerdas.
D1, D2, R4, R7, TR4, membentuk rangkaian regulator arus untuk mensupply stage input. Dioda ini tidak harus high speed, yang penting kuat membentuk tegangan sekitar 1.3V, amplifier lain malah mengganti dua dioda ini dengan satu biji led.
R4 (10K), Bias D1 & D2, Semakin kecil semakin panas, semakin panas semakin jernih. Menjamin TR1 & TR2 tidak kekurangan arus. Kejernihan suara salah satunya ditentukan dari sini. Berfungsi juga untuk membuang muatan kapasitor power supply, penting pada saat rangkaian dimatikan dipegang untuk diperbaiki.
R10-R11 (100), C5-C6 (47uF), membentuk rangkaian filter dengung & osilasi yang mungkin terjadi dari kaki-kaki TR3 & TR4. Osilasi biasanya berupa sinyal ultra treble halus yang bisa membuat heatsink/transistor power lebih panas.
D3 D4, D5, membentuk regulator tegangan bias untuk TR5 & TR6 (pengganti baterai 1,8-2,1v) yang nilainya 3 x dioda = 1,8V - 2,1V. Pada rangkaian amplifier yang lain biasanya V bias ini di paralel dengan kapasitor 100nF-2u2 agar lebih stabil saat terkena guncangan sinyal yang berlebihan.
R12 (100), menjaga supaya nilai tegangan bias tidak lebih dari 2,1V. Tegangan bias ini bernilai tetap, berada di titik CT (kira kira -1V hingga +1V). Tegangan tetap ini terombang-ambing ke atas dan ke bawah seperti getaran daun speaker. Sebenarnya R ini bisa dihilangkan.
TR3 (D438), sebagai penguat sinyal tegangan (unbalanced). Menarik sinyal bias ke rel negatif supply. Sedangkan yang menjaga/ menarik sinyal bias ke rel positif supply adalah R8 (2K2) & R9 (4K7). Output antara rel positif dan rel negatif tegangannya mendekati simetris tetapi tidak sama kekuatan arusnya, oleh sebab itu perlu rangkaian penguat arus pertama (D313) sebelum diumpan ke transistor final. Untuk amplifier mosfet biasanya tidak perlu sepasang transistor ini (D313/B507) karena transistor final mosfet sudah cukup aktif diberi arus gate kecil, 0.1mA.
C3, mengatasi noise & osilasi pada TR3
C4 (47u), Bootstrap, menyesuaikan getaran V bias tadi, biasanya kapasitor ini bernilai 22uF atau lebih. Jalur referensi yang dipakai bukan ground tetapi jalur speaker untuk mengimbangi getaran tegangan bias. Menyesuaikan kekuatan getaran bass pada saat konus speaker bergerak ke depan.
TR5 (B507) & TR6 (D313), sebagai penguat arus pertama. Seringnya transistor ini diganti dengan TIP41C/tip42C.
R13 & R14 (330), memberi supply arus ke TR5 & TR6 lewat emitornya masing-masing. Sebaiknya resistor ini diganti dengan daya 2 Watt karena terhubung seri terhadap beban/speaker.
R15 & R16 (0,5/5W), memberi supply ke TR7 & Tr8 lewat kaki emitor. Resitor ini bernilai kecil karena kita menginginkan arus besar, biasanya bernilai tidak lebih dari 0.5 Ohm.
TR7 (MJ2955) & TR8 (2N3055), transitor daya sebagai penguat arus terakhir. Sebenarnya transistor buatan ST ini sudah lebih dari cukup bagus, tetapi karena alasan model jadul, tegangan rendah, susah memasangnya & murah harganya banyak di antara kita memilih tranistor lain yang lebih mahal. Ada banyak keuntungan menggunakan transistor logam dari pada transistor plastik terutama untuk peralatan outdoor.
Tambahan...Daya RMS Audio Amplifier
L, menahan sinyal di atas 20Khz & memutus osilasi ke jalur speaker. Jika sinyal treble terhambat dengan adanya L maka Ra menyalurkannya ke speaker dengan nilai yang mendekati impedansi speaker, biasanya 10 Ohm.
Rb & C, membantu kerja L & Ra. sinyal di atas 20KHz akan mengalir ke ground melalui Rb (10). Nilai C biasanya kurang dari 100nF. Sedangkan Rb biasanya mendekati nilai impedansi speaker 8 Ohm dengan daya minimal 2 Watt. Kalau Rb ini gosong berarti sinyal ultra treble/osilasi ada dan kerja . Jadi hati-hati dengan treble yang berlebihan!
Pemilihan PCB...
Model PCB yang saya pilih adalah yang mono.
Alasanya adalah yang mono lebih mempertimbangkan routing topologi sehingga
hasil output cenderung lebih stabil, sedangkan yang stereo lebih ke tata letak
artistik .
Modif versi Low voltage (32V):
1. Ganti kapasitor 100nF dengan 22nF (khusus OCL 150W)
Ini untuk menyaring sinyal infra bass yang tak terdengar dan suka mengganggu/
menggetar-getarkan daun speaker.
2. Ganti kapasitor elko 47uF/50V yang bawah-tengah (kapasitor resonansi) dengan 22uF/16-50V
Fungsi sama dengan no.1, dan membantu menaikkan hentakan sinyal bass (cocok untuk semua nada bass).
Dua point ini diharapkan untuk menjaga daun speaker dari guncangan bass yang berlebihan
tanpa mengurangi produksi suara (bass-med-treble).
3. Parallel R 100K dengan kramik 1nF (input to ground)
Ini penting untuk kesetabilan sinyal, mengurangi noise yang mungkin masuk, mengurangi tingkat
kerusakan speaker/twiter dan sebagai limiter sehingga output lebih powerful
Modif versi High voltage(42-47V):
4. Pindahkan kaki kanan resistor 10K ke ground
Ini untuk menghemat listrik, dan menghindarkannya dari panas
5. Kapasitor elko power supply
2x4700uF 63V(trafo max 45V ct), 4700uF/80V(untuk tegangan lebih dari 45V ct)
6. Ganti ke-3 elko dengan 47uF/100V
7. Ganti transistor A564 dengan 2N5401 (basis tengah)
Transistor D438 diganti dengan MJE340.
D313/B507 ganti dengan MJE340/MJE350 (pemasangan terbalik)
Power Transistor menggunakan Sanken C2922 (sebaiknya dua set tiap speaker)
8. Tegangan offset sekitar 100mV, ini biasa terjadi di power OCL. Untuk menguranginya,
parallel resistor 560(kiri) dengan trimpot sekitar 2K ohm. Dua kaki tegah dan pinggir disatukan,
posisi arah tengah untuk menghindari dari short. Atur trimpot ini sehingga tegangan offset
mendekati nol
9. Pengkabelan untuk power transistor sependek mungkin
10. Ingat, ambil jalur ground speaker dari CT elko power supply (kembali ke nol)
Kesimpulan...
Pada eksperimen versi Low voltage
Jernih, bass cukup nendang dan pulen, daun speaker lebih stabil dari sebelum dimodif.
Eksperimen High voltage
Cukup nendang, stabil, bass kental, rendah distorsi,. Cocok untuk speaker dengan diameter 15" atau lebih.
Sebaiknya dimodif sampai ver low volt saja (trafo 32V ct) karena banyak transistor predriver palsu, misalkan mje350/mje340 dan B649A/D669AC, fisik transistor ini mirip sama tetapi sablonan beda.
Perlu diingat satu transistor predriver rusak bisa mengajak transistor driver rusak juga, sedangkan transistor driver mengajak power transistor untuk rusak pula. Biasanya power transistor rusak tidak sendirian tetapi mengajak pasangannya (terlemah) untuk rusak pula. Karena satu transitor kecil palsu yang rusak bisa merusak semua transistor!!! Menggunakan transistor palsu tidak bagus di tegangan tinggi, sebelum transitor pada rusak sinyal megap-megap seperti tersendat-sendat di beban berat, sinyal kurang mulus dan output power melemah!!!
Sampai sekarang saya belum menemukan amplifier rakitan yang memuaskan selain OCL modif ini.
baca juga penjelasan komponennya power OCL! selamat bereksperimen!
Modif versi Low voltage (32V):
1. Ganti kapasitor 100nF dengan 22nF (khusus OCL 150W)
Ini untuk menyaring sinyal infra bass yang tak terdengar dan suka mengganggu/
menggetar-getarkan daun speaker.
2. Ganti kapasitor elko 47uF/50V yang bawah-tengah (kapasitor resonansi) dengan 22uF/16-50V
Fungsi sama dengan no.1, dan membantu menaikkan hentakan sinyal bass (cocok untuk semua nada bass).
Dua point ini diharapkan untuk menjaga daun speaker dari guncangan bass yang berlebihan
tanpa mengurangi produksi suara (bass-med-treble).
3. Parallel R 100K dengan kramik 1nF (input to ground)
Ini penting untuk kesetabilan sinyal, mengurangi noise yang mungkin masuk, mengurangi tingkat
kerusakan speaker/twiter dan sebagai limiter sehingga output lebih powerful
Modif versi High voltage(42-47V):
4. Pindahkan kaki kanan resistor 10K ke ground
Ini untuk menghemat listrik, dan menghindarkannya dari panas
5. Kapasitor elko power supply
2x4700uF 63V(trafo max 45V ct), 4700uF/80V(untuk tegangan lebih dari 45V ct)
6. Ganti ke-3 elko dengan 47uF/100V
7. Ganti transistor A564 dengan 2N5401 (basis tengah)
Transistor D438 diganti dengan MJE340.
D313/B507 ganti dengan MJE340/MJE350 (pemasangan terbalik)
Power Transistor menggunakan Sanken C2922 (sebaiknya dua set tiap speaker)
8. Tegangan offset sekitar 100mV, ini biasa terjadi di power OCL. Untuk menguranginya,
parallel resistor 560(kiri) dengan trimpot sekitar 2K ohm. Dua kaki tegah dan pinggir disatukan,
posisi arah tengah untuk menghindari dari short. Atur trimpot ini sehingga tegangan offset
mendekati nol
9. Pengkabelan untuk power transistor sependek mungkin
10. Ingat, ambil jalur ground speaker dari CT elko power supply (kembali ke nol)
Kesimpulan...
Pada eksperimen versi Low voltage
Jernih, bass cukup nendang dan pulen, daun speaker lebih stabil dari sebelum dimodif.
Eksperimen High voltage
Cukup nendang, stabil, bass kental, rendah distorsi,. Cocok untuk speaker dengan diameter 15" atau lebih.
Sebaiknya dimodif sampai ver low volt saja (trafo 32V ct) karena banyak transistor predriver palsu, misalkan mje350/mje340 dan B649A/D669AC, fisik transistor ini mirip sama tetapi sablonan beda.
Perlu diingat satu transistor predriver rusak bisa mengajak transistor driver rusak juga, sedangkan transistor driver mengajak power transistor untuk rusak pula. Biasanya power transistor rusak tidak sendirian tetapi mengajak pasangannya (terlemah) untuk rusak pula. Karena satu transitor kecil palsu yang rusak bisa merusak semua transistor!!! Menggunakan transistor palsu tidak bagus di tegangan tinggi, sebelum transitor pada rusak sinyal megap-megap seperti tersendat-sendat di beban berat, sinyal kurang mulus dan output power melemah!!!
Sampai sekarang saya belum menemukan amplifier rakitan yang memuaskan selain OCL modif ini.
baca juga penjelasan komponennya power OCL! selamat bereksperimen!
Terima Kasih Sudah membaca Daya RMS Audio Amplifier
