penguat

TUGAS PERORANGAN KE-

2

NURIL HUDA

115514016

S1 ELKOM 2 2011

RANGKAIAN PENGUAT AUDIO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2012

RANGKAIAN PENGUAT AUDIO (POWER AMPLIFIER)

A. TUJUAN

- Untuk menganalisa pesawat elektronika pada rangkaian penguat audio (Power

Amplifier). Khususnya Pada penguat IC TDA 2050.

- Melengkapi Tugas Perorangan 2 akhir Semester.

B. BAHASAN UMUM TENTANG POWER AMPLIFIER

Power amplifier adalah sebuah pesawat elektronika yang memiliki fungsi untuk

menguatkan sinyal audio.

MACAM MACAM PENGUAT DAYA:

Penguat Daya diklasifikasikan menurut titik kerjanya. Titik kerja (titik Q) yaitu titik pada

garis beban yang menggambarkan keadaan transistor saat tidak ada sinyal masukan.

Menurut titik kerjanya penguat diklasifikasikan menjadi penguat kelas A, B,AB, C ,D dan

masih banyak lagi.

- Penguat kelas A

Penguat dengan letak titik Q di tengah-tengah garis beban. mempunyai sinyal keluaran

yang paling bagus diantara penguat jenis yang lain.Efisiensinya paling rendah, karena

banyaknya daya yang terbuang di transistor.Disipasi daya tertinggi terjadi saat tidak ada

sinyal masukan.

Karakteristik Penguat Kelas A:

Ciri khas dari penguat kelas A, seluruh sinyal keluarannya bekerja pada daerah aktif.

Penguat tipe class A disebut sebagai penguat yang memiliki tingkat fidelitas yang tinggi.

Asalkan sinyal masih bekerja di daerah aktif, bentuk sinyal keluarannya akan sama persis

dengan sinyal input. Namun penguat kelas A ini memiliki efisiensi yang rendah kira-kira

hanya 25% - 50%. Ini tidak lain karena titik Q yang ada pada titik A, sehingga walaupun

tidak ada sinyal input (atau ketika sinyal input = 0 Vac) transistor tetap bekerja pada

daerah aktif dengan arus bias konstan.

Transistor selalu aktif (ON) sehingga sebagian besar dari sumber catu daya terbuang

menjadi panas. Karena ini juga transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan

pendingin ekstra seperti heatsink yang lebih besar.

- Penguat kelas B

Penguat yang titik kerjanya berhimpitan dengan VCE dirangkai menggunakan dua buah

NPN dan PNP yang sejenis yang sering disebut transistor komplemen. Rangkaian dasar

penguat klas B menggunakan dua transistor, yang satutransistor jenis NPN dan yang

satunya lagi transistor jenis PNP. Emitor kedua transistor tersebut berhubungan dengan

tahanan beban, RL. Sedangkan sinyal input dimasukkan pada basis dari kedua transistor

tersebut. Gambar dari rangkaian dasar penguat klas B ditunjukkan pada gambar dibawah

ini :

Karakteristik Penguat Daya Kelas B:

Linieritas penguat daya adalah 50%

Siklus sinyal keluaran penguat 180 Untuk menentukan efisiensi konversi penguat daya

kelas-B, diasumsikan keluaran penguat adalah ideal (tanpa distorsi crossover). Efisiensi

penguat akan diperoleh pada saat Vo pada kondisi maksimum. Kondisi maksimum

inidibatasi oleh kondisi saturasi dari QN dan QP. Saat kondisi saturasi terjadi,VCC

VCEsat VCC.

- Penguat kelas AB

Merupakan perbaikan dari penguat klas B. Cacat penyeberangan bisa dihilangkan dengan

menambahkan prategangan pada dioda basis emitor. Dengan demikian transistor output

sudah aktif saat belum ada sinyal masukan. Tentu saja titik kerja penguat menjadi

berubah karena transistor tidak lagi berada pada keadaan cut off. Karena itulah disebut

penguat klas AB. Penguat audio yang banyak ada di pasaran pada umumnya adalah

penguat klas AB. Untuk memberi prategangan pada basis emitor tidak harus dengan

dioda bisa juga dengan resistor atau transistor asalkan bisa memberi tegangan untuk

mengaktifkan dioda di basis emitor.

- Penguat Kelas C

Kalau penguat kelas B perlu 2 transistor untuk bekerja dengan baik, maka ada penguat

yang disebut kelas C yang hanya perlu 1 transistor. Ada beberapa aplikasi yang memang

hanya memerlukan 1 phase positif saja. Contohnya adalah pendeteksi dan penguat

frekuensi pilot, rangkaian penguat tuner RF dan sebagainya. Transistor penguat kelas C

bekerja aktif hanya pada phase positif saja, bahkan jika perlu cukup sempit hanya pada

puncak-puncaknya saja dikuatkan. Sisa sinyalnya bisa direplika oleh rangkaian resonansi

L dan C. Tipikal dari rangkaian penguat kelas C adalah seperti pada rangkaian berikut ini.

Rangkaian ini juga tidak perlu dibuatkan bias, karena transistor memang sengaja dibuat

bekerja pada daerah saturasi. Rangkaian L C pada rangkaian tersebut akan ber-resonansi

dan ikut berperan penting dalam me-replika kembali sinyal input menjadi sinyal output

dengan frekuensi yang sama. Rangkaian ini jika diberi umpanbalik dapat menjadi

rangkaian osilator RF yang sering digunakan pada pemancar. Penguat kelas C memiliki

efisiensi yang tinggi bahkan sampai 100%, namun tingkat fidelitasnya memang lebih

rendah. Tetapi sebenarnya fidelitas yang tinggi bukan menjadi tujuan dari penguat jenis

ini.

C. DIAGRAM BLOK

ANALISA BLOK DIAGRAM:

1. Input Sinyal

Input sinyal dapat berasal dari beberapa sumber, antara lain dari CD/DVD Player, Tape,

Radio AM/FM, Microphone, MP3 Player, Ipod, dll. Masing-masing sumber sinyal

tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda-beda. Bagian Input sinyal harus mempu

mengadaptasi sinyal sinyal tersebut sehingga sama pada saat dimasukkan ke penguat

awal/ penguat depan (pre-amp)

2. Penguat Awal/Penguat Depan (Pre-amp)

Penguat depan berfungsi sebagai penyangga dan penyesuai level dari masing-masing

sinyal input sebelum dimasukkan ke pengatur nada. Hal ini bertujuan agar saat proses

pengaturan nada tidak terjadi kesalahan karena pembebanan/loading. Penguat depan

harus mempunyai karakteristik penyangga/buffer dan berdesah rendah.

3. Pengatur Nada (Tone Control)

Pengatur nada bertujuan menyamakan (equalize) suara yang dihasilkan pada speaker agar

sesuai dengan aslinya (Hi-Fi). Pengatur nada minimal mempunyai pengaturan untuk

nada/frekuensi rendah (bass) dan nada/frekuensi tinggi (treeble). Selain itu ada juga jenis

pengatur nada yang mempunyai banyak kanal pengaturan pada frekuensi tertentu yang

biasa disebut dengan Rangkaian Equalizer. Prinsip dasar pengaturan nada diperoleh

dengan mengatur nilai R/C resonator pada rangkaian filter.

4. Penguat Akhir (Power Amplifier)

Penguat Akhir adalah rangkaian penguat daya yang bertujuan memperkuat sinyal dari

pengatur nada agar bisa menggetarkan membran speaker. Penguat akhir biasanya

menggunakan konfigurasi penguat kelas B atau kelas AB. Syarat utama sebuah penguat

akhir adalah impedansi output yang rendah antara 4-16 ohm) dan efisiensi yang tinggi.

Karena kerja dari penguat akhir sangat berat maka biasanya akan timbul panas dan

dibutuhkan sebuah plat pendingin untuk mencegah kerusakan komponen transistor

penguat akhir karena terlalu panas.

5. Speaker

Speaker berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Semakin besar daya

sebuah speaker biasanya semakin besar pula bentuk fisiknya. Secara umum speaker

terbagi menjadi tiga, yaitu Woofer (bass), Squaker (middle), dan tweeter (high).

Impedansi speaker antara 4 ohm, 8 ohm dan 16 ohm.

Saat ini ada juga speaker yang disebut dengan subwoofer, yaitu speaker yang mampu

mereproduksi sinyal audio dengan frekuensi yang sangat rendah dibawah woofer.

6. Power Supply

Power Supply merupakan rangkaian pencatu daya untuk semua rangkaian. Secara umum

power supply mengeluarkan dua jenis output, yaitu output teregulasi dan tidak teregulasi.

Output teregulasi dipakai untuk rangkaian pengatur nada dan penguat awal, sementara

rangkaian power supply tidak teregulasi dipakai untuk rangkaian power amplifier.

D. ANALISA RANGKAIAN

TDA 2050 ini adalah sirkuit terpadu monolitik dalam paket Pentawatt, yang dimaksudkan

untuk digunakan sebagai penguat audio kelas AB. Berkat kemampuan daya tinggi

TDA2050 ini mampu menyediakan hingga 35W daya rms ke beban 4 ohm Dengan

ketentuan THD = 10%, VS = 18V, f = 1kHz dan sampai 32W pada beban 8ohm Dengan

ketentuan THD = 10%, VS = 22V, f = 1kHz. Selain itu, TDA 2050 50W biasanya

memberikan kekuatan musik ke dalam beban 4 ohm lebih dari 1 detik pada VS = 22.5V,

f = 1kHz.

Kekuatan tinggi dan distorsi harmonik dan crossover sangat rendah (THD = typ 0,05%,

Dengan ketentuan VS = 22V, PO = 0,1 sampai 15W, RL = 8ohm, f = 100Hz untuk

15KHz) membuat perangkat yang paling cocok untuk kedua HiFi dan kelas tinggi TV set.

Daftar Komponen:

Resistors 1, 2, 3, 4: 22K ohm

Resistor 5, 6: 2.2 ohm

Capacitor 1: 100uF/50V

Capacitor 2: 2.2uf/50V


Capacitor 4: 0.47uF


Capacitor 6: 100nF


IC: TDA2050

Skema IC TDA 2050:

Skema diatas diambil dari datasheet IC TDA 2050. Bisa dikatakan gambar diatas adalah

bagian dalam dari IC TDA 2050. Dalam gambar rangkaian diatas bahwa pin 1 adalah

kaki input ( non inverting ) yang artinya tidak ada pembalikan fasa bila input dimasukkan

lewat pin 1. Untuk pin 2 ( inverting ) disini terjadi pembalikan fasa. Pin 3 adalah input

negatif dari sumber power suplay, pin 5 adalah input positif dadri sumber power suplay.

Pin 4 adalah output sinyal yang telah dikuatkan, bisa dilihat pada skema diagram diatas

ada 3 dioda disusun seri yang berarti dioda tersebut berguna sebagai pengali. Untuk

output yang lebih kuat nantinya.

E. KARAKTERISTIK

- Hifi audio output, dengan distorsi yang sedikit.

- Termasuk golongan penguat kelas AB

- Tegangan input antara 15-25 V

- Daya output Sampai 35 watt

F. KOMENTAR

Rangkaian mini amplifier TDA 2050 diatas cukup sederhana tapi memiliki

karakteristik yang lumayan untuk kelas sebuah mini amplifier.

TUGAS PERORANGAN KE-2

penguat

Documents

Transcript of penguat