Mixer 4 Channel

Sebuah mixer audio saat ini merupakan aksesori yang sangat dicari, tidak hanya oleh para pengguna profesional, tetapi juga oleh para amatir yang, dengan alat ini, dapat secara signifikan meningkatkan performa sistem reproduksi suara mereka.

FET 2N3819

Penggunaan mixer menjadi perlu setiap kali ada kebutuhan untuk memperkuat sinyal yang berasal dari berbagai sumber dengan satu perangkat yang sama. Dalam bidang profesional, kebutuhan ini sangat sering terjadi—tanpa harus membahas aplikasi khusus seperti studio rekaman, teater, pengisian suara untuk film, dan sebagainya—cukup pikirkan saja kebutuhan dari sebuah kelompok musik kecil yang ingin memperdengarkan suara penyanyi, suara gitar dan instrumen lainnya, serta kemungkinan sinyal-sinyal dari perekam untuk efek khusus, tanpa perlu menggunakan banyak amplifier yang terpisah.

Di lingkungan rumah tangga, mixer audio dapat digunakan dengan sangat menguntungkan dalam berbagai kesempatan, bahkan memberikan kemungkinan-kemungkinan yang sebelumnya dianggap mustahil. Bagi yang memiliki bakat menyanyi, penggunaan mixer memungkinkan untuk merekam musik di kaset dan sekaligus suara nyanyian kita sendiri, tanpa harus menggunakan perekam mahal yang memiliki fungsi overdubbing (rekaman tumpuk), yang, selain mahal, sering kali tidak memungkinkan rekaman secara bersamaan dan karena itu menyulitkan sinkronisasi.

Para penggemar film rumahan (seperti 8mm atau super 8) akan menemukan bahwa sebuah mixer adalah alat yang tak tergantikan selama malam pemutaran film, karena hanya dengan bantuan alat ini dimungkinkan untuk menambahkan komentar suara di atas latar belakang musik pada jalur suara, sambil mengatur volume musik dan suara secara fleksibel.

Mixer yang kami sajikan dalam artikel ini juga berfungsi sebagai preamplifier, dengan penguatan tegangan sekitar 20 kali, dan dilengkapi dengan pengukur level transistor yang sangat presisi.

Sirkuit input-nya dilengkapi dengan transistor FET yang, meskipun memberikan banyak keunggulan seperti tabung vakum, tidak memerlukan sistem catu daya besar dan rumit. Seluruh perangkat dapat dirakit dalam sebuah wadah logam berukuran kecil, dengan catu daya mandiri, sehingga mudah dibawa dan bahkan lebih mudah digunakan.

Mixer4-Channel

Daftar Komponen

Karakteristik dari mixer ini sedemikian rupa sehingga menjadikannya alat berkualitas tinggi, layak untuk penggunaan profesional. Kami percaya bahwa banyak pembaca, dengan mewujudkan proyek ini, akan mendapatkan kesempatan untuk menggabungkan manfaat dengan kesenangan, karena mixer seperti ini dapat dijual dengan harga yang jauh lebih tinggi daripada biaya pembelian materialnya, mengingat bahwa perangkat dengan karakteristik serupa di pasaran memiliki harga yang sangat tinggi, bahkan tidak terjangkau.

Rangkaian Mixer Audio

Ketika ada kebutuhan untuk memperkuat sinyal yang berasal dari berbagai sumber secara bersamaan, diperlukan penggunaan sebuah mixer (pencampur sinyal); perangkat yang kami sajikan ini dapat dianggap sebagai sebuah inovasi di bidang elektronika karena, selain menggunakan FET sebagai tahap preamplifier, juga dilengkapi dengan indikator level sinyal.

Spesifikasi Teknis Bagian Preamplifier

Rentang Frekuensi : 1 dB = dari 10 Hz hingga 50.000 Hz

Perbesaran Maksimal : 20 kali

Tegangan Maksimal yang Dapat Diterima di Input: 200 mV

Distorsi : < 0,1% (tegangan input tidak melebihi 100 mV)

Impedansi Input : 2M

Impedansi Output : 100K

Tentu saja, sirkuit ini dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menambah (atau mengurangi) jumlah saluran, baik untuk input yang diperkuat maupun yang langsung.

Tahapan penguat, seperti yang terlihat dari skema dan daftar komponen, identik sepenuhnya, jadi kita hanya akan menjelaskan cara kerja tahap pertama. Sinyal yang diterapkan pada soket input, yang berupa jack, masuk melalui kapasitor C1 ke gate dari FET1 yang dipolarisasi oleh resistor R1 sebesar 2,2 Megaohm; dengan demikian, kita memperoleh impedansi input yang sangat tinggi, dengan semua keuntungan yang terkait, berbeda dengan yang bisa didapatkan dengan menggunakan transistor biasa.

Input dengan impedansi tinggi adalah yang paling fleksibel karena dapat dengan mudah menghubungkan sumber dengan impedansi rendah tanpa masalah, terutama jika, seperti dalam kasus kami, input tersebut memiliki tingkat penguatan yang cukup besar. Sebaliknya, tidak disarankan untuk menghubungkan sumber dengan impedansi tinggi ke input dengan impedansi rendah.

Dari terminal drain FET, sinyal yang sudah diperkuat keluar dan melalui C3 diteruskan ke potensiometer volume R5; potensiometer ini mengatur level sinyal pada saluran 1, dengan cara yang sama potensiometer R11, R17, dan R19 mengatur level di saluran lainnya.

Sinyal yang berasal dari setiap potensiometer volume diambil melalui resistor R6, R12, R18, dan R20, yang berkapasitas 100.000 ohm, dan ujung-ujungnya dihubungkan bersama untuk menciptakan pencampuran yang diminta.

Rentang frekuensi dari tahapan preamplifier ini sangat luas, karena penguatan tetap konstan untuk frekuensi mulai dari 10 Hz hingga 50.000 Hz, memungkinkan penggunaan mixer-preamplifier ini dengan amplifier Hi-Fi berkualitas sangat tinggi. Selain itu, tidak ada risiko untuk membebani tahapan preamplifier karena tahapan ini dapat dengan nyaman menangani tegangan input lebih dari 200 millivolt, dan hanya pada 250 millivolt mulai menghasilkan distorsi yang terdeteksi. Namun, dalam praktiknya, nilai tegangan input ini sangat tinggi sehingga jarang tercapai. Cukup dipikirkan bahwa dengan input 200 millivolt, kita akan mendapatkan output sinyal sebesar 4 Volt, tentu saja dengan potensiometer volume pada posisi maksimum.

INDIKATOR LEVEL

Seperti yang telah disebutkan, mixer ini dilengkapi dengan sistem yang efisien untuk mengukur level sinyal output, yang diperlukan untuk memantau secara visual pengaruh berbagai sinyal yang diterapkan pada input mixer.

Potenziometer R26 mengatur sensitivitas voltmeter, memungkinkan penggunaan alat ini baik dengan sumber sinyal yang sangat lemah maupun dengan sumber yang lebih kuat. Sensitivitas voltmeter ini berkisar antara 0,5 millivolt (maksimum) dan 20 millivolt (minimum di skala penuh). Artinya, sinyal sebesar 0,5 millivolt yang diterapkan pada salah satu input FET sudah cukup untuk menggerakkan jarum indikator ke skala penuh ketika potensiometer R26 disetel ke maksimum. Jika R26 disetel ke minimum, dibutuhkan sinyal sebesar 20 millivolt.

Sirkuit voltmeter ini sangat sederhana, meskipun dilengkapi dengan tiga transistor dan dua dioda. Transistor pertama (TR1) berfungsi sebagai emitter-follower, yang memisahkan voltmeter dari sisa sirkuit dan mencegahnya membebani output FET, sehingga memastikan fungsi optimal dari seluruh sistem. Dari emitter TR1, sinyal diambil melalui kapasitor elektrolitik C15 dan diteruskan ke basis TR2, yang berfungsi sebagai penguat. Pada tahap ini, kita melihat pengaturan kontrol sensitivitas yang tidak biasa. Penguatan pada tahap ini diatur dengan mengubah derajat umpan balik yang diperkenalkan oleh resistor emitter R26.

Sensitivitas maksimum terjadi ketika kapasitor C18 (50 µF) terhubung langsung ke emitter.

Sensitivitas minimum tercapai ketika kapasitor elektrolitik tersebut terhubung ke ground melalui peluncur R26.

Kontrol ini sangat berguna karena memungkinkan penyesuaian sensitivitas indikator untuk mencegah jarum indikator mencapai skala maksimum, yang dapat menyebabkan amplifier atau recorder yang digunakan menjadi jenuh (saturasi). Hal ini telah dibuktikan dengan uji coba praktis.

Dari TR2, sinyal diteruskan ke basis transistor terakhir TR3, yang juga berfungsi sebagai emitter-follower, yang menyesuaikan impedansi output TR2 dengan impedansi input dari sirkuit voltmeter. Sirkuit voltmeter itu sendiri terdiri dari dioda rectifier (DG1) yang bertugas mengubah tegangan yang datang dari emitter TR3 menjadi tegangan DC, melalui kapasitor elektrolitik C19. Dioda kedua (DG2) dan resistor R29 digunakan untuk membuat skala milliampermeter menjadi linear.

Alat yang digunakan untuk indikator level ini adalah 500 mikroampere meter. Data yang tertera dalam teks ini diambil dengan menggunakan jenis alat ini, dan kami tidak menyarankan penggunaan alat dengan sensitivitas yang lebih tinggi, karena sensitivitas yang ada sudah cukup tinggi. Namun, jika Anda hanya memiliki alat dengan sensitivitas yang lebih tinggi, Anda tetap bisa menggunakannya dengan meningkatkan resistor R29 secara proporsional di seri dengan alat tersebut.

PEMBANGUNAN PRAKTIS

Untuk menghindari agar preamplifier, yang pada dasarnya sangat senyap, tidak menangkap gangguan atau dengung dari luar, sangat penting untuk menempatkan mixer ini dalam kotak logam. Kotak logam ini, pada gilirannya, bisa dimasukkan ke dalam kotak kayu yang dilapisi finishing mengkilap, jika tujuannya adalah untuk memperindah tampilan agar sesuai dengan amplifier High Fidelity (Hi-Fi).

Pada bagian belakang kotak, perlu dipasang soket jack untuk berbagai input. Sebagai alternatif, soket lain yang dilengkapi dengan pelindung bisa digunakan, tergantung pada jenis soket yang ada pada perangkat yang akan dihubungkan dengan mixer.

Sirkuit listrik ini sangat fleksibel dan dapat dimodifikasi secara signifikan, misalnya dengan mengubah jumlah saluran. Anda bahkan dapat memutuskan untuk tidak membangun bagian voltmeter jika tidak diperlukan kontrol visual atau jika amplifier yang digunakan sudah dilengkapi dengan pengukur level. Namun, perlu diingat bahwa kontrol level pada perangkat lain biasanya tidak seakurat pengukur yang kami jelaskan.

Terkadang, bisa saja terjadi bahwa semua sinyal input memiliki intensitas tinggi, sehingga jarum indikator langsung mencapai skala maksimum meskipun potensiometer pengaturan sensitivitas diatur ke minimum. Dalam hal ini, Anda perlu meningkatkan resistor R29 secara bertahap, di seri dengan alat pengukur, hingga mendapatkan pembacaan yang diinginkan.

Potenziometer untuk pengaturan sensitivitas bisa dipasang di panel depan kotak, seperti pada prototipe kami, atau dipasang di bagian dalam dan hanya diatur sekali saja. Pilih opsi pertama jika mixer ini digunakan dengan berbagai perangkat, dan opsi kedua jika mixer ini selalu digunakan dengan amplifier dan input yang sama.

Sumber daya untuk keseluruhan sistem ini menggunakan 12 Volt, yang bisa diperoleh dengan 8 buah baterai torch 1,5 Volt yang disusun seri, dan disimpan di dalam kotak mixer itu sendiri. Mengingat konsumsi daya yang rendah, umur baterai akan sangat lama. Penggunaan power supply stabilisasi kecil juga mungkin dilakukan, tetapi diperlukan power supply yang sangat terfilter dengan baik untuk menghindari gangguan dari sumber listrik. Kami percaya bahwa solusi terbaik adalah menggunakan baterai, karena power supply AC akan memperumit proses penyaringan, karena perlu perlindungan terhadap gangguan dari transformator daya.

Seperti yang bisa dilihat, pemasangan praktis dari mixer-preamplifier ini tidak menghadirkan kesulitan berarti. Satu hal yang perlu ditekankan adalah pentingnya penyaringan yang sangat baik pada seluruh sirkuit untuk menghindari gangguan atau noise.

Tone Control Pasif

Kinerja dari rangkaian ini sebagai tone control pasif benar-benar mengejutkan: redaman yang diperkenalkan pada sinyal benar-benar sangat kecil, sedemikian rupa sehingga tidak perlu memasukkan preamplifier, seperti yang terjadi di sebagian besar rangkaian jenis ini, selain itu kontrol Treble dan Bass bekerja dengan sangat baik.

Dari sudut pandang kelistrikan, rangkaian ini sangat sederhana dan, potensiometer R6 merupakan komponen yang khas dengan nilai 1,5 MΩ, dengan tap 500 kΩ. Dan ini adalah keuntungan terbesar dari tone control ini, namun sayangnya, potensiometer seperti R6 tidak mudah diperoleh. Untuk R6, Anda juga dapat menggunakan potensiometer dengan nilai yang berbeda, misalnya 1 MΩ dengan tap pada 250kΩ, atau yang serupa. Jika tidak ada potensiometer dengan tap, Anda harus melepaskan kontrol volume, tetapi seluruh bagian yang berkaitan dengan kontrol nada akan tetap berfungsi dengan baik.

Potensiometer R2 mengatur nada tinggi, R3 mengatur nada rendah. Baik impedansi masukan maupun keluaran adalah sangat tinggi, sehingga rangkaian ini sangat cocok untuk digunakan dengan kepala piezoelektrik dan amplifier tabung, namun kontrol ini juga efisien dengan amplifier transistor, asalkan berjenis impedansi masukan tinggi. Jika Anda ingin menggunakan kepala magnetik, alih-alih kepala piezoelektrik, sebaiknya masukkan penerjemah dengan keluaran impedansi tinggi.

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.

Amplifier 100W menggunakan IC TA7625

IC (Integrated Circuit) adalah rangkaian elektronik sederhana yang praktis mandiri dan mencakup transistor, dioda, resistansi, dan kapasitor sehingga membentuk rangkaian kompleks yang sudah mampu berfungsi tanpa bantuan komponen lainyang ditempatkan ke dalam ruang yang sangat kecil.

IC TA-7625 RC

Jadi, yang menjadi bahan pertimbangan pemakaian komponen ini lebih kepada ukuran dan berat yang sebenarnya pertama kali muncul sebagai bagian tak terpisahkan dari peralatan elektronik yang dipasang pada satelit buatan.

Dalam hal ini pabrikan RCA telah mengembangkan sirkuit terpadu TA7625 denga karakteristik seperti yang dapat dilihat disini.

Dengan menggunakan komponen hibrid ini yang tersusun dari penguat single-ended di kelas B ditambah komponen umum, seperti resistor, dioda, transistor, dan resistor yang cocok untuk penguat, juga rangkaian proteksi khusus yang bekerja sedemikian rupa untuk meminimalkan bahaya akibat kelebihan beban yang tidak disengaja yang disebabkan oleh hubung-singkat pada terminal keluaran pengeras suara.

Komponen terpadu TA-7625 sesuai pada datasheet memiliki 10 terminal penggunaan dan dapat diberi daya dengan tegangan antara minimum 30 volt dan maksimum 75 volt, dan mampu menahan arus serapan dengan puncak 7A. Speaker dengan impedansi beban 4 ohm pada output akan menghasilkan daya efektif maksimum sekitar 100 watt dengan lebar bandwidth secara linier adalah dari 100 hingga 10 kHertz. Komponen ini secara teknis mampu mencapai lebar frekuensi minimum 20 Hz dan maksimum 50 kHz dengan redaman batas -3 dB dengan kinerja yang baik.

Cara Kerja 

Amplifier ditenagai oleh tegangan catu sebesar 48 volt dengan impedansi speaker haruslah 4 ohm. Hal ini berarti jika impedansi tersebut lebih besar maka daya maksimal akan berkurang, sedangkan dengan impedansi yang lebih rendah akan dapat merusak IC.

Amplifier dengan catudaya tunggal

Daftar Komponen
R1 : 470 ohm
C1 : 5uF/25V elektrolit.
C2 : 50uF/12V elektrolit.
C3 : 100uF/50V elektrolit.
C4 : 2.000uF/50V elektrolit.
L1 : *lihat artikel

Catu daya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan catu daya tunggal 48 Volt ataupun dengan catu daya seimbang dengan dua tegangan 37,5 V, satu positif dan satu negatif terhadap ground.

Amplifier dengan catu daya simetris

Daftar Komponen

R1 : 470 ohm

C1 : 5uF/25V elektrolit.

C2 : 50uF/12V elektrolit.

L1 : *lihat artikel

Catu daya seimbang, selain memberikan kinerja yang lebih baik, menghindari penggunaan kapasitor 2000uF; serta menghasilkan lebar frekuensi 20Hz hingga 50kHz pada -3 dB dengan distorsi 0,5% pada daya 60 Watt. Sementara dengan catu daya tunggal 48 Volt, kinerjanya sedikit lebih rendah  daya berkurang menjadi sekitar 60 Watt, dengan menghasilkan respon frekuensi yang sama 20Hz -50kHz pada -3 dB dengan distorsi 0,5% pada 20 Watt.

Penting untuk dingat bahwa dengan daya 48 Volt, impedansi speaker haruslah 4 Ohm, sedangkan 8 Ohm diperlukan dalam konfigurasi catu simetris -37 +37 Volt. Induktor L1 dibuat dengan melilitkan sebanyak 15 lilitan kawat tembaga berenamel 1 mm pada selongsong berdiameter 2 cm. Selain catu daya dan speaker, perlu menghubungkan input, melalui kapasitor C1 dan membuat rangkaian filter sederhana yang dibentuk oleh R1, C2 dan C3 bergantung pada catu daya yang dipilih. Serta memasang sirip pendingin yang besar pada IC mengingat daya yang digunakan cukup tinggi.

Amplifier Daya Rendah Hifi

Penguat daya kecil misalkan yang ditenagai dengan tegangan 9V dapat digunakan untuk berbagai keperluan yang membutuhkan karakteristik hifi. Sebagai contoh, penguat daya rendah untuk pemutar piringan hitam portable atau untuk interkom atau bahkan untuk pelacak sinya.

Transistor AC125

Amplifier ini berguna unuk mendukung perlengkapan tersebut dimana hanya menggunakan 4 buah transistor yang mampu menghasilkan daya 1,5W dimana daya tersebut cukup untuk perngkat tersebut. Sebagai perbandingan, radio transistor pada umumnya menghasilkan maksimum 0,3W - 0,5W.

Selain itu, transistor yang digunakan mudah ditemukan, karena semuanya merupakan PNP frekuensi rendah yang sangat umum yang tersedia di setiap toko elektronik.

Datasheet terkait komponen utama yang digunakan dapat dilihat disini : AC125 dan AC128.

Cara Kerja Rangkaian

Penguat ini memiliki dua masukan yaitu N1 untuk menerima sinyal dari mikrofon atau pickup piezoelektrik dan N2 digunakan untuk pickup magnetik impedansi rendah atau mikrofon. Sinyal masukan kemudian melewati potensiometer R2 dan kapasitor C2 untuk diumpankan ke basis transistor preamplifier pertama TR1. Untuk meningkatkan kualitas, rangkaian umpan balik pada transistor ini terdiri dari resistor R7-R16 dan kapasitor elektrolit C7. Dari kolektor transistor yang sama, sinyal yang diperkuat diambil melalui C5 dan diterapkan ke basis transistor TR2 yang menjalankan fungsi penguat dan pembalik fase untuk dua final. Dari transistor TR2, sinyal diambil langsung dari kolektor untuk diaplikasikan ke basis TR3, sedangkan untuk basis TR4, sinyal diambil dari emitor TR2 melalui kapasitor C6. Speaker yang digunakan memiliki impedansi 8 ohm.

Amplifier Daya Rendah

Dua transistor terakhir (AC128 jenis PNP) dihubungkan untuk sinyal output yang bersifat single-ended dan karenanya tidak diperlukan trafo kopling pada output.

Daftar Komponen

Persiapan

Selanjutnya untuk memperoleh daya maksimum dengan distorsi minimum, potensiometer R13 harus disesuaikan. Jadi sebelum menghubungkan tegangan ke sirkuit, putar R 13 setengah putaran, lalu hubungkan miliammeter secara seri dengan catu daya hingga bias dilihat bahwa penyerapan rata-rata sirkuit adalah sekitar 30-38 mA. Setelah itu, hubungkan sinyal dari pick-up yang diambil dari pemutar piringan hitam ke input. Jika rangkaian tidak ada kesalahan apa pun, dapat dilihat bahwa penyerapan amplifier akan meningkat dari 30-38 mA menjadi 100-120 mA. Jika diinginkan, dapat menyesuaikan R13, namun tidak melebihi penyerapan maksimum saat kondisi idle namun tidak boleh melebihi 38 mA. Pemeriksaan lebih lanjut dapat dilakukan dengan mengukur tegangan antara kolektor TR dan ground. Tegangan ini harus sama dengan sekitar setengah dari tegangan supply; harus terbaca 4,5 Volt. Perbedaan kecil dapat ditoleransi, tetapi, jika ditemukan variasi yang signifikan, perlu dilakukan tindakan terhadap nilai resistansi R19 dengan menggantinya dengan nilai yang tepat. Bahkan, mungkin saja resistansi yang ditandai dengan nilai sebenarnya memiliki nilai yang sangat berbeda.

Jika hal ini terjadi, yaitu jika ditemukan bahwa tegangan pada kolektor TR4 terlalu rendah, misalkan 3 Volt, kita harus menurunkan resistansi R 19 sehingga, misalnya, dari 220 menjadi 180 ohm, atau ke nilai lain seperti untuk menentukan tegangan 4,5 Volt. Sebaliknya, jika ini terlalu tinggi, haruslah mengikuti prosedur sebaliknya, meningkatkan nilai R 19, hingga tegangan antara terminal positif C8 (kolektor TR4) dan tanah, adalah 4,5 volt, ingat bahwa tegangan baterai benar-benar 9 Volt. Sangat penting untuk menjaga suhu transistor akhir agar tidak manghasilkan panas berlebih yang meningkatkan arus diam, dan semakin panas transistor, semakin besar pula penyerapan idle yang meningkatkan distorsi. Untuk menghindari hal ini, cukup dengan memasang dua sirip pendingin di atas badan transistor akhir.