Amplifier 30W

Amplifier ini dirancang dengan konsep yang sederhana dan ekonomis, namun tetap mampu menghasilkan daya hingga 30W dengan tingkat distorsi hanya 0.3% di seluruh rentang frekuensi kerjanya. Kinerja tersebut membuatnya cukup mumpuni untuk memenuhi kebutuhan gitaris semi-profesional, karena mampu mereproduksi sinyal audio dengan kualitas yang bersih, jernih, dan respons frekuensi yang baik.

Rangkaian Listrik

Amplifier ini secara teoritis mampu menghasilkan daya hingga 70 watt per kanal, namun pada level tersebut distorsi yang dihasilkan mencapai sekitar 10%, sehingga tidak memenuhi standar kualitas Hi-Fi.

Untuk menjaga kualitas reproduksi suara tetap baik dan rendah distorsi, daya maksimum praktis ditetapkan pada 40 watt per kanal, dengan tingkat distorsi tidak lebih dari 1%. Batas ini dipilih agar amplifier tetap menghasilkan suara yang bersih, jernih, dan nyaman didengar tanpa clipping yang berlebihan.

Amplifier 30W

Sinyal input terlebih dahulu melewati kapasitor kopling C1, yang berfungsi untuk memblokir komponen DC dan hanya meneruskan sinyal AC (audio). Setelah itu, sinyal diteruskan melalui resistor R6 menuju basis transistor TR1, yang merupakan transistor PNP silikon dan berperan sebagai tahap preamplifier pertama.

Penggunaan transistor PNP pada tahap awal ini memungkinkan penguatan sinyal input dengan stabil, sekaligus menjaga agar sinyal tetap berada pada kondisi bias yang benar meskipun menggunakan tegangan supply yang relatif tinggi, yaitu ±26 volt. Tegangan ini disuplai melalui kapasitor elektrolit C10, yang berfungsi sebagai filter untuk menjaga kestabilan tegangan suplai, terutama saat arus besar mengalir ke speaker pada konfigurasi push-pull.

Dengan demikian, tahap preamplifier ini memastikan sinyal audio diperkuat secara optimal sebelum diteruskan ke tahap berikutnya dalam rangkaian amplifier push-pull.

Sinyal yang keluar dari kolektor TR1 selanjutnya diteruskan ke basis transistor TR2 (tipe NPN silikon BC147). Transistor TR2 berfungsi sebagai driver yang mengendalikan pasangan transistor komplementer TR4–TR5, yaitu TR4 (NPN) dan TR5 (PNP), yang menjadi tahap penguat berikutnya.

Transistor TR3 (NPN silikon BC148) berperan sebagai pengatur (bias stabilizer) untuk menjaga arus diam (idle current) pada transistor penguat daya komplementer TR6 dan TR7 agar tetap stabil meskipun terjadi kenaikan suhu. Dengan adanya TR3, arus bias tidak berubah drastis ketika suhu meningkat, sehingga mencegah distorsi crossover dan menjaga stabilitas kerja saat amplifier berada dalam kondisi standby atau tanpa sinyal input.

Dua transistor akhir (output stage) yang digunakan adalah transistor daya silikon NPN tipe 2N3055, yang harus dipasang pada heatsink yang memadai untuk membuang panas akibat disipasi daya selama operasi. Pendinginan yang baik sangat penting agar transistor tetap bekerja dalam batas aman.

Karakteristik transistor silikon yang memiliki frekuensi cutoff tinggi diantisipasi dengan menambahkan resistor seri R21, yang membantu mempertahankan beban tetap stabil terutama pada frekuensi tinggi, sehingga mencegah osilasi dan memperbaiki kestabilan amplifier.

Untuk speaker, direkomendasikan penggunaan speaker dengan kemampuan daya 20 watt, atau dua buah speaker dengan daya 10–15 watt yang dihubungkan secara paralel. Opsi ini lebih mudah ditemukan di pasaran dengan harga relatif terjangkau.

Secara teknis:

• Dua speaker 15W 8Ω jika dihubungkan paralel akan menghasilkan beban 4Ω dengan total daya 30 watt.
• Dua speaker 15W 16Ω yang dihubungkan paralel akan menghasilkan beban 8Ω dengan total daya 30 watt.

Tegangan suplai 50V diperoleh dari trafo 70 watt dengan keluaran sekunder 40V, berarus minimal 1,5A (menggunakan kawat email berdiameter minimal 0,9 mm). Tegangan AC kemudian disearahkan menggunakan penyearah jembatan dioda B80-C3 200 Siemens, dan diratakan oleh dua kapasitor elektrolit 1.000µF / 70V untuk versi mono.

Untuk versi stereo, diperlukan trafo dengan sekunder 40V dan daya minimal 150 watt (menggunakan kawat email diameter 1,2 mm). Semua resistor yang digunakan dalam rangkaian ini berdaya ½ watt.

Adapun substitusi transistor yang dapat digunakan:

• BC147 dapat diganti dengan BC167
• BC148 dapat diganti dengan BC107, BC108, atau BC158
• Transistor daya 2N3055 dapat diganti dengan 8D130 (Siemens)

Spesifikasi :

Catu Daya : 50V
Arus standby : 40-45 mA
Arus daya maksimum : 1.5A
Daya output dengan distrosi s/d 0.3% : 30W
Daya output dengan distrosi s/d 1 % : 40W
Daya output dengan distrosi s/d 10% : 70W
Impedansi input : 0. 1 megaohm
Tegangan sinyal input : 0.3V - 0.5V
SNR pada 30W : 90dB
Bandwidth pada -1dB : 12Hz – 200kHz
Impedansi output : 4 ohm - 8 ohm

Amplifier Hifi 15W

Amplifier yang memiliki kualitas yang tinggi tidak hanya harus memiliki bandwidth yang lebar dengan tingkat distorsi yang sangat rendah, tetapi juga harus memiliki daya yang mampu menghasilkan suara orchestra seperti aslinya yang menghargai semua nuansa nada.

AD149

Amplifier ini menghasilkan daya 15W dengan kualitas hifi dan sudah memenuhi banya kebutuhan pengolahan suara serta dapat digunakan unutk keperlan penguat mono ataupun stereo dengan membuat satu unit lagi yang identik.

Datasheet komponen transistor AD149 dapat dilihat disini.

Tujuan utama dari sebuah amplifier bukanlah semata-mata menghasilkan suara yang keras namus dapat nenyajikan semua rentang nada hasil perekaman dengan kuaitas hifi dengan volume pada tingkat normal dan pada pengaturan volume maksimum tetap menghasilkan suara dengan distorsi yang cukup rendah.

Spesifikasi

Tegangan supply : 25 volt
Arus saat tidak ada sinyal : 18-20 mA
Arus pada sinyal maksimum = 1 A
Tegangan input untuk mendapatkan lhasil sinyal maksimal  = 150 mV
Impedansi Masukan : 60.000 ohm
Daya Maksimum : 15-17 watt
Distorsi : 1% pada 10 watt
Rentang Frekuensi : 20 Hz s/d 25.000 Hz pada -1 dB
Impedansi Speaker : 4 ohm

Melihat karakteristik yang dihasilkan, amplifier ini sangat baik untuk mendukung perangkat komersial yang relative mahal.

Daya distorsi maksimum yang dihasilkan oleh amplifier biasanya adalah dua kali lipat pada sekitar 3/4 daya amplifier tersebut. Itulah alasan mengapa seseorang mencari amplifier dengan daya yang cukup besar untuk diatur pada kurang dari daya maksimum pada amplifier tersebut. Selain itu nada bass akan lebih menonjol.

Rangkaian Listrik Amplifier

Amplifier ini didasarkan pada metode single-ended, dimana system ini memiliki keuntungan yaitu tidak diperlukan transformator di sisi output.

Rangkaian Amplifier 15W

Rangkaian single-ended, berkat impedansi keluaran rendah memungkinkan untuk menghilangkan transformator keluaranyang berdampak pada komponen yang berkualitas dengan harga yang relative murah.

Daftar Komponen

Rangkaian amplifier ini menggunakan dua transistor final Germanium PNP jenis yaitu AD149. Dua transistor terakhir digerakkan bukan oleh pasangan komplementer, tetapi dari sepasang transistor BC140 jenis silikon NPN, TR3 dan TR4 digerakkan oleh dua tegangan counterphase yang diambil masing-masing dari kolektor dan emitor TR2.

Transistor TR1 berbahan silikon NPN yaitu BC107, bertindak sebagai penguat pertama; dengan R2 terhubung ke kolektor; selain menyediakan bias ke transistor juga menjadi feedback. Pada tahap reaksi balik, lewat resistor R4 pada emitor TR1; sinyal selanjutnya melewati kedua resistor R16 dan C7. 

Hal ini meningkatkan respon hifi secara signifikan. Tegangan pada kutub positif kapasitor C9 yaitu pada titik R22 dan kolektor TR5 sekitar setengah dari tegangan catu. Pengaturan halus dilakukan melalui potensiometer R6, yang harus tepat apakah menggunakan asumsi bahwa teganga saat ini adalah 25 volt dan bukan 12,5 volt.

Keseluruhan rangkaian juga distabilkan terhadap variasi suhu lingkungan dengan menempatkan resistor NTC antara basis dan ground dari transistor TR4. Jika suhu cenderung meningkat maka nilai resistansi NTC akan menurun sehingga mengurangi arus yang mengalir ke transistor TR4 kemudian ke TR3, TR5 dan TR6.

Selanjutnya, doda Zener DZ1 bertujuan untuk membuat bias transistor TR4 tidak tergantung pada tegangan catu daya. Dioda zener yang digunakan adalah buatan Siemens tipe BZY 83/ C7V5, namun diode zener 7,5 volt lainnya bisa digunakan.

Impedansi input adalah sekitar 200k dengan sensitivitas 0,1 s/d 5 volt untuk daya maksimum output, untuk itu dibutuhkan preamplifier yang sesuai. Resistor yang digunakan adalah 1/4 watt kecuali dua resistor final R21 dan R22 yaitu sebesar 1 watt. Speaker yang digunakan minimal daya 15-20 watt.

Catu Daya

Catu daya yang dibutuhkan adalah yang mampu memberikan tegangan 25V dengan arus 1,5A untuk versi mono (trafo 40W) dan 3A untuk versi stereo (trafo 100W).

Amplifier Serbaguna

Amplifier ini memiliki kualitas yang cukup tinggi untuk digunakan menguatkan sinyal intercom, modulator pemancar, pickup magnetik, tape recorder dan semua pernagkat yang bersifat universal dengan catudaya yang relatif rendah 9V atau 12V. Amplifier ini dapat menghasilkan daya hingga 2W dengan catu daya 9V, dan 4W dengan catudaya 12V, jadi sangat cocok sebagai modulator untuk pemancar dengan daya 3W dan 6W.

AC187K

Cara Kerja Rangkaian

Diagram rangkain seperti pada gambar di bawah dapat dilihat hanya menggunakan 5 buah transistor yang semuanya tersedia di pasaran. Transistor pertama, tipe NPN silicon BC108, berfungsi sebagai preamplifier dimana pada emitor dihubungkan dengan kapasitor reaktor C5 yang dapat dipasang atau dilepas –tergantung kebutuhan- melalui saklar. Saat amplifier ini akan digunakan debagai rangaian eksperimen sebaiknya kapasitor tersebut dalam kondisi tidak terhubung dengan emitor karena tidak memerlukan daya besar untuk sensitivitas padahal yang dibutuhkan adalah sensitivitas yang lebih besar, misalkan sinyal lemah perlu diperkuat pada penerima superheterodyne adalah tepat untuk menyertakan kapasitor tersebut.

Amplifier Serbaguna

Daftar Komponen

Dari tahap preamplifier, sinyal selanjutnya melewati kapasitor C6 dan dilanjutkan ke transistor kedua AC125 tipe germanium PNP untuk diperkuat. Potensiometer variable R10 terletak di antara kolektor transistor TR2 dan ground, diatur sedemikian sehingga titik kapasitor kopling C12 adalah setengah dari nilai tegangan catu daya. Sinyal dari kolektor TR2 kemudian diteruskan ke kaki basis dari transistor TR3.

Seperti yang terlihat, tidak adanya kontrol nada dikarenakan rangkaian ini digunakan untuk rangkaian penerima, intercom, dll yang nantinya tidak akan terlalu berguna. Namun jika menginginkan agar sinyal lebih tegas, hanya dengan memodifikasi kapasitor C9 yang dirangkain secara paralel dengan resistor R12.

Dengan kapasitas yang lebih besar akan lebih menghasilkan nada tinggi sementara dengan kapasitas yang lebih rendah efek sebaliknya diperoleh yaitu lebih menghasilkan nada rendah. Jadi pemilihan nilai C9 bergantung kepada pendengar yang paling memnuhi kebutuhan.

Tahap penguat  akhir tersusun atas dua transistor AC187K dan AC188K, dan dapat pula diganti dengan pasangan yang serupa yaitu AC180K dan AC181 K dari Mistral. Resistor R14 adalah NTC dari 100 ohm, yang memiliki karakteristik dapat mengubah nilai resistansi terhadap suhu demi kestabilan selama pengoperasian yaitu nilai arus yang mengalir melalui transistor final.

Potensiometer R13 berfungsi untuk kalibrasi arus diam transistor akhir dengan nilai sekitar 12-18 mA. Supply yang dapat diberikan pada rangkaian ini adalah 9 atau 12 volt dengan daya keluaran yang sebanding. Arus diam dengan nilai 12-18 mA, pada maksimum daya malah akan naik ke nilai sekitar 380 mA.

Penguat Mikrofon

Dalam implementasinya, amplifier ini sangat cocok untuk digunakan sebagai modulator pada transceiver transistor. Untuk tujuan ini, perlu mengganti speaker dengan transformator modulasi dengan primer 5 ohm dan soket sekunder dengan impedansi yang berbeda agar dapat mengadaptasinya ke pemancar apa pun.

Interkom

Jika Anda ingin menggunakan penguat sebagai intercom di dalam rumah, sebuah transformator dengan impedansi 8 ohm untuk primer dan 5.000 ohm untuk sekunder (yang umum bisa digunakan) akan menghasilkan suara yang sangat baik.

Namun jika ingin menggunakannya sebagai modulator dengan pemancar transistor, perlu adanya penggantian speaker dengan transformator 5 watt dilengkapi dengan primer 5 ohm dan sekunder dengan soket berbeda di 100-300-500-600 ohm atau dapat disesuaikan dengan semua jenis pemancar.