Mengenal Jenis dan Kelas Power Amplifier
Orang-orang yang bekerja maupun mempunyai hobi seputar audio sistem selalu berusaha mencari yang terbaik untuk perangkat audio mereka, mereka memperhatikan setiap detail area dalam audio. Mereka berusaha untuk memurnikan suara yang dihasilkan oleh perangkat audio mereka sehingga mencapai detail yang maksimum melalui kabel, kualitas listrik, loudspeaker, posisi speaker dan sebagainya. Salah satu area yang penting dalam reproduksi suara adalah amplifier atau perangkat penguat audio.
Adapun jenis-jenis amplifier pada umumnya adalah :
1. Class A
2. Class B
3. Class AB
4. Class D
Anda mungkin pernah melihat atau menjumpai istilah-istilah tersebut di perangkat audio anda dan tidak pernah tahu apa artinya. Kita akan mencoba mengungkap apa arti istilah-istilah tersebut. Kenapa disebut class atau kelas? Kelas mengkategorikan jenis kelas operasi setiap amplifier. Masing-masing dengan profil operasional yang sedikit berbeda yang berdampak pada hasil suara yang dihasilkan. Beberapa orang mungkin tidak setuju dengan hasil suaranya tetapi dalam tulisan ini kita berbicara “secara umumnya”.
Class A
Kelas A adalah amplifier yang paling linear diantara semua kelas amplifier. Sinyal apapun yang di hasilkan oleh amplifier kelas ini adalah sesuai dengan sinyal inputnya. Dengan kata lain Amplifier ini berbanding lurus antara input dan outputnya. Karakteristik Amplifier Kelas A: Perangkat output (Transistor) mengalirkan seluruh sinyal input. Dengan kata lain, amplifier tersebut mereproduksi seluruh gelombang amplitudo sinyal suara yang masuk secara keseluruhan. Amplifier ini panas karena transistor nya bekerja terus menerus dengan tenaga penuh. Tidak ada kondisi dimana transistor beristirahat meski hanya sejenak, meski bukan berarti amplifier tersebut tidak bisa dimatikan. Maksudnya adalah ada aliran listrik konstan yang mengaliri transistor tersebut secara terus menerus (dan ini secara tetap menghasilkan panas) yang disebut sebagai “bias”.
Amplifier Kelas A adalah amplifier yang paling inefisien. Nilai efisiensi nya sekitar 20. Karena faktor-faktor itulah amplifier kelas A dianggap paling inefisien, per watt output yang dikeluarkan, sekitar 4-5 watt terbuang sia-sia dalam bentuk panas (disipasi panas). Pada umumnya bentuknya besar dan sangat berat bobotnya. Karena panas, amplifier ini membutuhkan ventilasi dan pembuangan panas yang cukup besar juga (sangat tidak ideal untuk dipasang di mobil anda dan pada umumnya jarang di pakai oleh umum di rumah). Keuntungannya adalah amplifier ini benar-benar menghasilkan setiap detail suara yang masuk lewat inputnya, bebas dari distorsi.
Class B
Di dalam amplifier ini, bagian positif dan negatif dari sinyal ditangani oleh bagian yang berbeda dari sirkuit. Perangkat output (transistor) terus bekerja hidup dan mati. Kelas B amplifier memiliki karakteristik sebagai berikut. Sinyal input dari amplifier ini harus lebih besar agar bisa menjalankan transistor dengan baik. Hampir merupakan kebalikan dari amplifier kelas A. Harus ada setidaknya dua perangkat output sejenis dengan penguat ini. Bagian output amplifier ini menjalankan dua output tersebut. Masing-masing perangkat output tersebut menjalankan setengah panjang gelombang sinyal suara secara bergantian. Pada waktu transistor tidak bekerja, maka tidak ada aliran listrik (bias) yang mengaliri transistor tersebut. Setiap perangkat output tersebut berada dalam kondisi on (hidup) selama satu setengah kali siklus gelombang amplitudo.
Amplifier kelas B bekerja lebih dingin daripada kelas A, tetapi dengan kekurangan distorsi pada frekwensi-frekwensi tertentu yang ter “cross over”. Hal ini disebabkan karena amplifier tersebut tidak bekerja penuh setiap saat (bergantian nyala-hidup setiap amplitudo). Topologi amplifier ini adalah dengan sistem tarik dan dorong (push-pull), satu menarik sinyal dari loudspeaker dan yang lain mendorong sinyal audio ke loudspeaker. Hal ini membuat amplifier ini bisa menjadi lebih murah, karena bisa menggunakan dua macam transistor yang harganya murah daripada memakai sebuah transistor yang mahal. Sudah saya sebutkan diatas bahwa amplifier ini membutuhkan sinyal output yang besar. Dengan demikian sinyal audio yang masuk harus dikuatkan terlebih dahulu sebelum masuk ke perangkat output. Karena lebih banyak sirkuit yang harus dilalui oleh sinyal audio tersebut, sinyalnya terdegradasi (kualitasnya turun) terlebih dahulu sebelum masuk ke perangkat outputnya.
Class AB
Ini adalah kompromi dari dua kelas diatas. Amplifier kelas operasi AB memiliki beberapa keuntungan terbaik dari Kelas A dan Kelas B built-in. Keuntungan utamanya adalah kualitas suara sebanding dengan Kelas A dan efisiensi mirip dengan Amplifier Kelas B. Kebanyakan amplifier modern menggunakan topologi ini. Karakteristiknya: Pada umumnya Kelas AB bekerja seperti Kelas A tetapi dengan tingkat level output lebih rendah. Sekali lagi memberikan yang terbaik dari duak Kelas amplifier (kelas A dan B).
Bias output diatur sehingga arus listrik mengalir dalam perangkat output selama lebih dari setengah siklus sinyal tetapi kurang dari seluruh siklus. Ada cukup arus yang mengalir melalui masing-masing perangkat untuk tetap beroperasi sehingga mereka merespon langsung tuntutan tegangan input. Pada tahap keluaran tarik dan dorong (push-pull), ada beberapa tumpang tindih karena setiap perangkat output membantu yang lain selama masa transisi singkat, atau periode crossover dari positif ke negatif setengah dari sinyal tersebut. Ada banyak implementasi dari desain Amplifier Kelas AB ini. Non linearitas Kelas B hampir dihilangkan tetapi sambil menghindari panas dan inefisiensi yang dihasilkan oleh Amplifier Kelas A. Nilai efisiensi amplifier kelas AB ini sekitar 50 dan menjadi desain kelas amplifier yang cukup populer saat ini dan dapat digunakan di mobil maupun di rumah.
Class D
Sering disalah artikan sebagai Digital amplifier oleh masyarakat umum. Berikut ini adalah karakteristik Kelas D: Sementara ini memang beberapa Amplifier Kelas D berjalan dalam modus digital, menggunakan data biner yang koheren, sebagian tidak. lebih cocok bilas disebut “switching” amplifier, karena di sini perangkat output dengan cepat dinyalakan dan dimatikan setidaknya dua kali untuk setiap siklus. Bergantung pada frekuensi switching nya, mereka dapat “dihidupkan” atau “dimatikan” jutaan kali per detik. Secara teoritis Amplifier Kelas D 100% efisien, tetapi dalam prakteknya, efisiensinya berkisar antara 80-90%. Nilai tinggi pada efisiensi, dengan korban kualitas reproduksi audio yang terdegradasi. Amplifier Kelas D pada umumnya digunakan pada aplikasi non Hi-fi atau untuk subwoofer.
Ada beberapa topologi kelas lain yang jarang digunakan yaitu Kelas G dan H. Dua kelas ini adalah hampir serupa dengan Kelas AB topologi, namun keduanya memiliki fitur dua pemasok listrik (power supply) yang mati atau hidup bergantung pada sinyal musik yang masuk. Menggunakan dua pasokan listrik meningkatkan efisiensi cukup untuk meningkatkan daya secara signifikan.
Kelas G menjadi sangat umum untuk desain pro audio. Kelas H dirancang untuk menggunakan topologi yang sama sebagai Kelas G, tetapi hanya menyediakan tegangan cukup untuk operasi optimum dari perangkat output. Lagi-lagi menjadi sebuah cara untuk meningkatkan efisiensi dengan mengorbankan kualitas reproduksi suara.
Kesimpulan :
Kelas G dan H menambah kompleksitas sinyal dan menurunkan kualitasnya karena kebutuhan switching nya bergantung pada sinyal input. Kelas D unggul dalam efisiensi tapi lemah dalam kualitas reproduksi suara. Kelas B umumnya mendapatkan distorsi crossover, jauh dari Kelas D, G, dan H dalam efisiensi. Kelas AB merupakan topologi yang paling mendekati dengan kata ideal. Dari semua desain tersebut memang merupakan kompromi terbaik dari kinerja versus biaya. Kelas A merupakan yang paling linear, non efisien, panas dan paling mahal.
Comments
Post a Comment