Mikhatronika – Elektronika, Amplifier & Rangkaian Audio

Membuat Amplifier dengan Kualitas Tinggi

Jumat, 28 November 2025

Preamplfier Hifi Dengan 4 Transistor

Proyek yang akan dijelaskan dalam artikel ini di dalamnya juga termasuk dua filter untuk menghilangkan desis yang dihasilkan oleh jarum dan "rumble", yaitu gema yang mungkin disebabkan oleh konstruksi atau pemasangan turntable yang khusus.


Transistor BC154

Preamplifier adalah semacam "jantung" dari setiap amplifier Hi-Fi dan kualitas suara yang diproduksi sangat bergantung padanya. Sebenarnya, preamplifier lah yang harus menerima sinyal lemah yang berasal dari pick-up, kepala rekaman, atau mikrofon, yang biasanya memiliki intensitas sekitar millivolt dan harus diperkuat tanpa distorsi hingga mencapai tingkat yang cukup tinggi agar dapat menggerakkan tahap akhir amplifier daya.

Selain kualitas utama ini, preamplifier yang baik juga harus memiliki karakteristik lain: ia harus dilengkapi dengan filter equalizer khusus yang dapat dipilih melalui saklar, yang mampu membuat respons menjadi linier untuk menyesuaikan dengan karakteristik rekaman dari piringan yang akan diputar.

Filter ini juga harus mampu menyeimbangkan tegangan yang berbeda-beda pada input, yang secara logis dapat bervariasi intensitasnya, misalnya jika kita menghubungkan mikrofon alih-alih pick-up atau mengambil sinyal dari tape recorder.

Selain semua keistimewaan yang diperlukan ini, kita juga harus menambahkan kontrol nada untuk menonjolkan bass atau treble sesuai keinginan, kontrol volume untuk mengatur daya sinyal keluar, dan jika amplifiernya stereo, yang kini menjadi hal yang sangat umum, kontrol keseimbangan juga akan diperlukan.

Semua karakteristik ini saat ini sudah menjadi standar pada setiap preamplifier yang dapat diandalkan. Namun, bagi mereka yang menginginkan sesuatu yang lebih baik, ini belum cukup. Kita tidak boleh lupa bahwa tidak semua rekaman di piringan memiliki kualitas sempurna, bahwa piringan setelah beberapa waktu mendengarkan akan menua dan rusak.

Semua faktor ini berpengaruh negatif pada reproduksi suara. Bahkan jika preamplifier itu sempurna, dengan bandwidth yang cukup lebar untuk mencakup semua frekuensi audibel, mungkin justru karena itulah kekurangan komponen lainnya dalam sistem akan terdorong, menghasilkan peningkatan suara desis dari jarum yang meluncur di atas piringan yang sudah usang, sehingga membuat suara reproduksi menjadi tidak dapat diterima, gemuruh yang mengganggu, dan masalah lainnya yang sebaiknya dihilangkan sebelum mencapai tahap akhir amplifier daya.

Itulah mengapa ketika kami memutuskan untuk mengembangkan preamplifier Hi-Fi baru, kami ingin mempertimbangkan semua faktor ini dengan memasukkan dalam desain kami sebuah jaringan filter yang sangat berguna untuk mencapai kualitas reproduksi suara yang benar-benar sempurna dan bebas dari cacat.

Perbedaan tambahan yang membedakan proyek saat ini dari yang lainnya dapat dilihat dari tabel spesifikasi konstruktif berikut:

Distorsi Harmonik           

Rasio S/N            

Bandwidth         

Efektifitas Koreksi Nada Rendah

Efektifitas Koreksi Nada Tinggi   

Efektifitas Koreksi Nada Menengah         

FILTER PASA RENDAH frekuensi pemotongan     

FILTER PASA TINGGI frekuensi pemotongan        

0,1%

100 dB

dari 16 hingga 100.000 hertz pada • / - 0,5 dB

• / - 16 dB pada 20 hertz

· I- 15 dB pada 20.000 hertz

· /- 23 dB pada 1.000 hertz

pada 10.000 hertz 18 dB/oktav

pada 30 hertz 12 dB/oktav


PICK-UP MAGNETIK

    Impedansi input: 50.000 ohm
    Sensitivitas: 6 millivolt
    Koreksi R.I.A.A: + / -1 dB
PICK-UP KERAMIK
    Impedansi input: 50.000 ohm
    Sensitivitas: 130 millivolt
    Respons linear: + / - 1 dB
INPUT RADIO ATAU TUNER
    Impedansi input: 50.000 ohm
    Sensitivitas: 140 millivolt
MIKROFON
    Impedansi input: 50.000 ohm
    Sensitivitas: 1,4 millivolt
INPUT KEPALA TAPE RECORDER
    Impedansi input: 50.000 ohm
    Sensitivitas: 4,5 millivolt
    Koreksi CCIR: + / -1 dB

"LOUDNESS CONTROL" berfungsi untuk menonjolkan nada bass dan treble agar bisa mengimbangi penurunan frekuensi rendah dan tinggi yang seolah-olah terjadi tergantung pada volume yang diputar.

"SCRATCH" berfungsi untuk memotong frekuensi tinggi, sehingga sangat berguna untuk menghilangkan desisan mengganggu yang khas pada piringan lama, kotor, tergores, atau pada jarum yang sudah terlalu aus.

"RUMBLE" berfungsi untuk menghilangkan semua suara dengan frekuensi sangat rendah, yaitu di bawah 20 hertz. Fungsi utamanya adalah untuk mencegah guncangan atau gema yang disebabkan oleh pemasangan turntable yang tidak sempurna, tape recorder, atau getaran dari pick-up yang tidak terpasang dengan baik.

Pada prakteknya, meskipun kontrol untuk frekuensi menengah bisa menyenangkan untuk menonjolkan nada yang kita sukai, kita harus ingat bahwa filter low-pass dan high-pass, jika tidak diperlukan, sebaiknya dikecualikan atau diposisikan dalam keadaan off (istirahat).

Dapat dipercaya bahwa tabel ini sudah cukup menjadi kartu nama yang hebat untuk preamplifier kami, dan sekarang saatnya kita meninggalkan aspek teknis dan beralih ke deskripsi lebih rinci tentang cara kerja perangkat ini.

Dengan mengamati skema elektrik pada gambar 1, Anda akan melihat bahwa preamplifier ini dilengkapi dengan dua input yang dapat dimasukkan secara terpisah ke dalam sirkuit melalui switch yang ditandai dengan simbol S1.
Gambar. 1. Penguat awal

Dua input ini, salah satunya langsung terhubung ke switch, digunakan untuk sinyal yang berasal dari mikrofon apapun atau yang diambil langsung dari kepala magnetik tape recorder atau perekam. Sementara itu, input lainnya memiliki pembagi tegangan yang terdiri dari dua resistor R1 dan R2 dan digunakan untuk menghubungkan sinyal dari tuner atau pick-up jenis apapun.

Tahap pertama preamplifier terdiri dari transistor silikon PNP (tepatnya BC154 dari SGS) yang juga bisa diganti dengan BC281C. Pemilihan jenis transistor PNP ini, yang tidak begitu umum, didasarkan pada fakta bahwa setelah banyak percobaan, kami menemukan bahwa transistor ini adalah satu-satunya yang dapat memberikan rasio sinyal/derau terbaik di antara yang lain yang kami coba, sehingga memungkinkan kami untuk menghilangkan sebagian besar suara desisan atau dengungan yang biasanya ada di preamplifier, bahkan yang berkualitas baik.

Dalam proyek kami, berkat komponen yang kami gunakan, masalah ini telah sepenuhnya diatasi.

Sinyal dari kolektor TR1 kemudian diteruskan langsung ke basis transistor TR2, yang kali ini menggunakan transistor silikon NPN tipe BC113 dari SGS.

Antara kolektor TR2 dan emitter TR1, terdapat filter equalizer yang menambahkan umpan balik selektif pada preamplifier untuk mengompensasi kurva perekaman dari piringan dan pick-up yang digunakan. Filter-filter ini dapat dipilih satu per satu melalui switch S2 dan harus disesuaikan dengan jenis sinyal generator yang diterapkan pada input preamplifier.

Posisi sakelar tergantung pada jenis generator yang digunakan, sebagai berikut:

- Posisi 1: Dipilih ketika sinyal masuk berasal dari sebuah mikrofon.
- Posisi 2: Digunakan ketika sinyal berasal dari tuner atau radio.
- Posisi 3: Digunakan jika sinyal datang dari tape recorder atau perekam.
- Posisi 4: Diperuntukkan untuk semua jenis pick-up.

Dari transistor kedua, sinyal akan diteruskan melalui kapasitor elektrolitik C8, kemudian diterapkan ke korektor fisiologis untuk pengaturan tone tengah, yang terdiri dari potensiometer R20, dan akhirnya akan diteruskan ke filter pertama yaitu filter T "low-pass" dan filter T "high-pass".

Kami ingin memberitahukan pembaca bahwa S3-S4 adalah sepasang saklar, begitu juga dengan S5-S6, yang pada praktiknya terdiri dari saklar ganda geser atau levetta. Ketika saklar ini digeser ke posisi atas, filter akan dikeluarkan (tidak aktif), sedangkan jika digeser ke posisi bawah, filter akan diaktifkan.
Gambar. 2. Penguat lanjutan

Jika ada yang tidak tertarik dengan filter-filter ini, Anda dapat dengan mudah menghilangkannya dengan menghubungkan langsung kapasitor C11 dan C18, sehingga sirkuit akan berfungsi seperti ketika saklar berada pada posisi atas, seolah-olah membentuk jembatan atau short-circuit.

Transistor ketiga dalam skema kami adalah NPN silikon tipe BC113 dan berfungsi sebagai penyesuai impedansi. Pada keluaran dari transistor ini, diterapkan kontrol untuk tone treble (nada tinggi) dan tone bass (nada rendah) dengan jenis BAXANDALL. Dari sini, sinyal, melalui kapasitor C22, akan diteruskan ke basis transistor keempat, yang juga merupakan transistor NPN tipe BC113. Fungsi transistor ini adalah sebagai penguat selektif, di mana rentang frekuensinya ditentukan oleh posisi dua potensiometer R33-R36.

Sinyal yang telah diperkuat dan diambil melalui kapasitor C24 akhirnya akan dimasukkan ke potensiometer R42, yang merupakan potensiometer "balancing". Potensiometer ini bisa dihilangkan jika preamplifier yang digunakan adalah MONO, tetapi sangat diperlukan untuk versi STEREO. Bahkan, dalam hal ini, potensiometer tersebut harus berupa tipe doubled (ganda), seperti halnya setiap kontrol lainnya.

Selain itu, penting untuk diingat bahwa saat proses perakitan, jika pada bagian preamplifier saluran kanan (atau kiri) kita menghubungkan terminal kanan ke tanah (ground), maka pada bagian preamplifier lainnya, terminal kiri harus dihubungkan ke tanah (atau sebaliknya), sehingga dengan memutar poros potensiometer ini ke satu arah, volume pada satu saluran akan meningkat dan secara proporsional menurun pada saluran lainnya. Sebaliknya, dengan memutar potensiometer ke arah berlawanan, hasil yang sebaliknya akan tercapai.
Bilanciamento kedua preamplificatori umumnya akan berada pada posisi setengah perjalanan dari potensiometer. Setelah potensiometer bilanciamento, berikutnya akan ada potensiometer volume yang pada skema ditunjukkan dengan R43.

Dalam pembuatan preamplifier kami, kami harus mempertimbangkan masalah terakhir, yaitu tegangan daya. Sebuah preamplificatore dengan karakteristik yang sangat baik seperti ini harus memiliki kemampuan untuk disesuaikan dengan berbagai jenis amplifier akhir. Mengingat bahwa preamplifier ini dirancang untuk digunakan dengan amplifier yang memiliki daya lebih dari 10 watt, dan biasanya amplifier tersebut beroperasi pada tegangan antara 25 hingga 30 volt, maka kami merancang preamplifier ini dengan sumber daya rata-rata 27-30 volt.

Dengan demikian, preamplifier ini dapat langsung dihubungkan ke sistem yang memiliki tegangan minimal 25 volt. Namun, jika Anda ingin menghubungkannya dengan amplifier yang memiliki tegangan lebih dari 30 volt, cukup tambahkan resistor penurun tegangan yang dipisahkan dengan kapasitor elektrolitik 100 mikrofarad untuk menghasilkan tegangan sekitar 30 volt.
REALISASI PRAKTIS

Dalam realisasi praktis dari proyek kami, mengingat bahwa ini mungkin menarik bagi banyak penggemar, kami telah menggunakan teknik papan sirkuit tercetak untuk menghasilkan hasil akhir yang tidak kalah dengan produk komersial, yang harganya jauh lebih mahal.

Tentu saja, papan sirkuit yang kami desain dapat diminimalkan secara signifikan, misalnya dengan menempatkan semua resistor dan kapasitor dalam posisi vertikal. Namun, mengingat bahwa banyak pembaca tidak terlalu berpengalaman dalam pekerjaan yang sangat kecil (terutama terkait dengan penyolderan), di mana sekelompok komponen, meskipun sangat dekat, tidak boleh saling bersentuhan, kami memutuskan untuk meningkatkan ukuran dan menempatkan semua komponen dalam posisi horizontal.

Kami juga mengambil keputusan ini dengan memikirkan bahwa kotak yang sesuai untuk menampung semua sirkuit, termasuk tahap akhir, dapat dibuat dengan ukuran yang memadai. Bagaimanapun, bagi mereka yang menginginkan sirkuit yang lebih kecil dan kompak, mereka dapat membuatnya sendiri berdasarkan model kami.

Selain itu, untuk memberikan lebih banyak pilihan, dan berbeda dengan proyek-proyek lain yang telah dipresentasikan sebelumnya, kami memutuskan untuk merealisasikan proyek kami dalam dua versi. Salah satunya melibatkan pembuatan papan sirkuit terpisah untuk pengaturan treble dan bass untuk pemasangan stereo.

Namun, agar tidak memperumit proyek ini tanpa kebutuhan yang jelas, kami juga merancang papan sirkuit terakhir yang mencakup semua komponen yang diperlukan untuk realisasi, termasuk filter low-pass dan high-pass, kontrol tone, dll.

Kami memberikan keputusan kepada pembaca untuk memilih solusi yang paling sesuai dengan kebutuhan mereka dari berbagai pilihan yang kami tawarkan.
CIRCUITO STAMPATO COMPLETO

Kami akan mulai menjelaskan pemasangan dengan semua komponen pada satu papan sirkuit tercetak (kecuali filter equalization yang akan diterapkan langsung pada sakelar S2) yang telah kami gambarkan dalam Gambar 2 dengan ukuran asli, yang dapat Anda salin sepenuhnya pada papan sirkuit tercetak di sisi tembaga.

Pada Gambar 3 Anda dapat melihat bagaimana semua komponen ditempatkan di lubang-lubang yang sesuai.

Seperti yang terlihat jelas pada gambar pemasangan, kami ingin memberi tahu Anda bahwa untuk kapasitor kopling, kami menggunakan kapasitor elektrolit vertikal Jepang, karena mereka membutuhkan lebih sedikit ruang dibandingkan dengan kapasitor horizontal.

Secara logis, Anda dapat menggunakan komponen horizontal, asalkan Anda memasangnya secara vertikal pada papan sirkuit tercetak, tentu dengan membeli kapasitor miniatur yang memiliki tegangan kerja 10/15 volt.

Penjelasan ini mungkin terdengar sepele, tetapi kami sering melihat pemasangan yang dilakukan oleh pembaca menggunakan kapasitor elektrolit 8-10 µF dengan tegangan 50V/1, dan dari mereka sering datang kritik karena ukuran komponen tersebut tidak sesuai dengan yang tertera dalam gambar pemasangan.
Untuk pembaca yang lebih teliti, kami ingin memperjelas bahwa semua resistor yang digunakan memiliki daya 1/4 watt, dan resistor dengan daya lebih besar tentunya tidak akan sesuai dengan ukuran yang tertera dalam sirkuit kami. Oleh karena itu, tidak ada gunanya menghemat beberapa ratus lire untuk akhirnya memiliki pemasangan yang tidak estetis dan berantakan.

Kami juga telah memastikan bahwa lubang pengambilan untuk sambungan ke sakelar, potensiometer, dan switch (seperti yang jelas terlihat dalam Gambar 3) diberi tanda dengan jelas.

Sebisa mungkin, usahakan untuk selalu menggunakan kabel terproteksi (shielded cable) untuk menghindari gangguan atau kerusakan suara seperti dengungan atau hum. Untuk tujuan ini, pastikan bahwa cangkang logam dari potensiometer, sakelar, dan switch terhubung dengan ground (massa).

Secara praktis, karena komponen-komponen ini akan dipasang pada panel depan dari casing alumunium, cukup pastikan bahwa kabel dari terminal ground pada daya listrik dihubungkan ke cangkang potensiometer, sehingga akan menghubungkan seluruh panel depan ke ground.
VERSI KEDUA

Pada versi kedua pemasangan preamplifier kami, semua komponen yang berhubungan dengan filter low-pass dan high-pass, serta pengontrol tonality, telah dikeluarkan dari sirkuit utama dan akan terpasang secara terpisah.

Pada Gambar 4, Anda dapat melihat gambar skala asli dari sirkuit cetak preamplifier seperti yang kami desain untuk versi ini. Sedangkan pada Gambar 5, Anda akan melihat sirkuit yang sama, lengkap dengan semua komponen yang diperlukan.

Seperti yang terlihat dari gambar pemasangan praktis, filter-filter tersebut dihubungkan langsung pada switch slide S3-S4 dan S5-S6. Oleh karena itu, bagi mereka yang merasa tidak perlu memasang filter ini, mereka dapat dengan mudah menyambungkan secara langsung dua lubang yang seharusnya terhubung ke filter tersebut pada papan sirkuit cetak.

Untuk kontrol tonality, akan ada tiga kabel terproteksi yang keluar dari papan sirkuit ini, diberi label dengan kode E-U-A, yang masing-masing akan disambungkan ke terminal E-U-A pada papan sirkuit lengkap dengan potensiometer, seperti yang terlihat pada Gambar 6.

Ini berlaku untuk pemasangan mono, sementara untuk pemasangan stereo, sambungan untuk saluran pertama akan mengikuti apa yang telah disebutkan sejauh ini, sedangkan untuk saluran kedua, Anda harus menghubungkannya ke terminal E-U-B.

Dengan menganalisis terminal-terminal ini, kita akan menemukan bahwa E adalah titik yang menunjukkan sinyal input ke pengontrol tonality, yang diambil dari resistor R31 yang terletak di emiter TR3. U adalah terminal yang menghubungkan sinyal output dari pengontrol tonality, yang dihubungkan ke kapasitor elektrolitik C22, yang kemudian meneruskan sinyal ke basis transistor TR4. Sedangkan terminal A untuk satu saluran, dan B untuk saluran lainnya, adalah terminal yang menghubungkan ke kapasitor elektrolitik C23 yang terpasang di antara resistor R39-R40.

Setelah menyelesaikan pemasangan stadio preamplifier, kita dapat melanjutkan ke bagian yang berkaitan dengan kontrol tonality untuk versi stereo, yang skema pemasangannya dapat dilihat pada Gambar 7.

Mengenai ukuran potensiometer yang digunakan, karena komponen ini seringkali tidak mudah ditemukan dalam versi circuit board-ready, kami memilih untuk menggunakan potensiometer standar, yaitu potensiometer biasa, karena dengan komponen ini kita dapat dengan mudah menyesuaikan sirkuit kami dengan komponen lain yang mungkin Anda miliki, cukup dengan sedikit pemindahan terminal.

Jika ukuran potensiometer terlalu tidak proporsional, Anda selalu dapat membuat sirkuit cetak baru berdasarkan desain kami dan melakukan modifikasi ukuran untuk menyesuaikan dengan komponen yang Anda miliki.

Dalam hal ini, ground (massa) sirkuit harus dihubungkan ke cangkang potensiometer untuk menghindari gangguan suara (hum atau buzz).

Tidak ada komentar:

Posting Komentar