Tekhnik Audio, Power Amplifier OTL : Penguatan Sinyal Audio

Advertisement

Po-amp system OTL (2)

Penguatan sinyal audio di dalam system OTL



T1 adalah transistor penguat penyangga yang memberikan sinyal audio dari kolektornya melalui kondensator kopel C2 kepada basis transistor T2. Sinyal yang telah dikuatkan lalu muncul di kolektornya T2. Sinyal ini kemudian dikuatkan lagi oleh transistor T3 dan T4 yang merupakan dua transistor komplementer. Dalam skema di atas kedua transistor ini berperan sebagai driver sekaligus juga sebagai transistor daya (transistor akhir).
T3 dan T4 bekerja bergantian namun setiap transistor menangani setengah putaran lebih sedikit dari gelombang sinyal audio (bandingkan dengan system OT yang setiap transistor dayanya menangani setengah gelombang saja). T3 menangani belahan positif dan T4 menangani belahan yang negatifnya.
Setiap lebih dari setengah putaran gelombang yang telah dikuatkan oleh T3 dan T4 maka ia akan muncul di titik X saling mengisi sebagai perubahan-perubahan tegangan sesuai dengan bentuk sinyal audionya. Perubahan-perubahan tegangan di titik X ini akan utuh berbentuk seperti sinyal AC audio sebagaimana bentuk sinyal audio yang dimasukkan ke jalur input po-amp, namun dengan amplitudo yang sudah jauh lebih besar karena telah dikuatkan. Sinyal ini kemudian dikopel/dilewatkan oleh kondensator C5 untuk diberikan kepada speaker.
Setengah tegangan supply di titik X yang merupakan tegangan DC tidak terhubung singkat ke speaker oleh C5, karena sebagaimana telah diketahui bahwa sifat kondensator adalah meluluskan (melewatkan) tegangan-tegangan AC sedangkan terhadap tegangan DC ia menyekat atau tidak meluluskan (tentang ini lihat dalam : Pengenalan Parts/Komponen elektronik – Kondensator).
Adapun R11 berperan sebagai pengumpan balik positif dari jalur keluaran ke emitor T1. Umpan balik ini memperbaiki tanggapan frekwensi po-amp secara keseluruhan. Ada kalanya untai umpan balik terdiri dari resistor-resistor dan kondensator yang memperbaiki tanggapan frekwensi pada range tertentu yang diinginkan.
C3 yang dipasang antara basis dan kolektor T2 berfungsi sebagai high-cut bagi frekwensi-frekwensi tinggi di atas frekwensi audio. Kondensator ini harus selalu ada karena jika ditiadakan akan menyebabkan ketidak-stabilan po-amp karena cenderung berosilasi pada frekwensi tinggi. Jika ini terjadi akibatnya adalah kerusakan pada transistor-transistor daya karena terbebani lebih.
Nilai kapasitansi C3 harus diperhitungkan dengan tepat sesuai kondisi kerja po-amp. Jika terlalu kecil dikhawatirkan rentan terjadi osilasi, dan jika terlalu besar akan berefek ikut teredamnya frekwensi-frekwensi tinggi audio.
Daya keluaran (power output) sebuah po-amp OTL bisa diperkirakan dengan pendekatan :

Po = Vx² / 1,4RL

Po adalah daya keluaran (power output) dalam Watt
Vx adalah setengah tegangan supply efektif, dalam Volt
RL adalah impedansi speaker, dalam Ohm.

Yang dimaksud setengah tegangan supply efektif untuk Vx adalah setengah tegangan supply terukur ketika po-amp menarik arus untuk mengeluarkan daya maksimal. Jadi, yang dimaksud di sini bukanlah setengah dari tegangan maksimum (Vmax).
Untuk mudahnya, besar tegangan supply efektif bisa dirujuk kepada besar tegangan AC sekunder dari trafo power supply. Jika tegangan dari trafo power supply yang digunakan adalah 32V, maka tegangan efektif adalah kira-kira tidak jauh dari itu atau secara praktis bisa dikatakan sama. Maka setengah tegangannya adalah 16V.
Dalam prakteknya, Po akan mengalami penurunan dengan faktor pembagi 1,45 dikarenakan adanya kerugian-kerugian di dalam proses penguatan po-amp untuk menghasilkan daya maksimal.

Contoh hitungan :
Sebuah po-amp OTL dengan tegangan supply tertulis (Vmax) sebesar 85V.
Berapakah daya maksimalnya jika dibebani speaker berimpedansi 8 Ohm?
Tergangan efektif = Vmax / 1,41 = 60V, berarti Vx = 30V
Po = 900 / 11,2 = 80W
Dalam prakteknya, Po maksimal adalah : 80 / 1,45 = 55,4W.



Gambar (a) di atas adalah contoh sebuah po-amp OTL dari IC. Perhatikanlah titik X yang selalu terhubung dengan kaki positif kondensator kopel ke speaker (C4).
C3 dan R1 dipasang untuk mencegah terjadinya osilasi po-amp ketika bekerja menguatkan frekwensi-frekwensi audio.
Pada gambar (b) di atas diperlihatkan contoh lain skema rangkaian po-amp OTL dengan daya yang lebih besar (16W). Pola rangkaian serupa dengan contoh po-amp bertransistor sebelumnya, hanya saja sedikit lebih kompleks.
Transistor daya (transistor akhir) menggunakan jenis yang sama, yaitu NPN D313.
Driver adalah komplementer, yaitu MPS 3569 (NPN) dan MPS 4355 (PNP).
Penyetelan tegangan tengah di titik X dilakukan oleh VR 50k, sedangkan arus stasioner ditentukan oleh besarnya resistor yang diseri dengan dioda D (pada gambar besarnya 270 Ohm).
Umpan balik positif dilakukan oleh untaian resistor 100k, 10k dan kondensator 473.

Sebelumnya : Tekhnik Audio, Power amplifier system OTL : Kondensator kopel ke speaker dan titik tegangan tengah .

Tulisan lain tentang power amplifier :
Power Amplifier OCL
Power Amplifier BTL .


( Sandi Sb )