Teknogav.com - Dalam menikmati musik amplifier merupakan salah satu perangkat yang dibutuhkan untuk membuat suara terdengar lebih lantang. Berikut ini adalah tips dalam merancang amplifier dari Anistardi Sudikan, salah satu pendiri ANDA Audio, konsultan desain audio.

Amplifier yang akan dirancang ini adalah audio amplifier atau penguat audio khususnya solid state. Dalam merancang, tentu saja dibutuhkan dasar pengetahuan atau disiplin ilmu tertentu, tool atau alat bantu yang diperlukan, dan goals yang ingin dicapai.

Seluk Beluk Amplifier

Amplifier merupakan produk elektronik sekaligus juga produk audio, sehingga dalam merancangnya perlu memahami ilmu elektronika, ilmu akustik (acoustics) dan psycho-acoustics.

Ilmu elektronika merupakan hal paling penting, yang meliputi pengertian tentang arus, tegangan listrik, impedansi dan daya. Hukum-hukum yang mengatur tentang hubungan arus, tegangan, impedansi, dan daya ini harus dipahami.

Makna dari amplifier adalah penguat sinyal listrik. Penguatan bisa diterapkan pada tegangan, arus atau keduanya. Tujuannya amplifer hanya menguatkan, sehingga hasil bentuk gelombang keluarannya sebisa mungkin tidak berubah, kecuali amplitudonya. Berbeda dengan sound effect yang memang sengaja mengubah bentuk tegangan.

Audio Amplifer (sumber ANDA Audio)

Ada beberapa buku yang bisa dijadikan referensi untuk merancang amplifier audio ini, yaitu:

• Audio Power Amplifier Design oleh Douglas Self.
• Designing Audio Power Amplifier oleh Bob Cordell.
• High Performance Audio Power Amplifier oleh Ben Duncan.
• High-Power Audio Amplifier Construction Manual oleh G. Randy Sloane.

Seni Merancang Amplifier

Dalam merancang amplifier, tentu ingin menghasilkan alat yang sesempurna mungkin. Tetapi tidak ada teknologi yang sempurna, dan terkadang dana yang terbatas pun akhirnya memilih produk dengan kualitas standar bukan yang high-end. Keterbatasan teknologi dan ketebatasan dana mengharuskan penetapan tujuan dalam perancangan.

Ketika merancang, harus dapat menerjemahkan selera yang akan menggunakan amplifier tersebut ke dalam spesifikasi teknik. Perlu menentukan topologi amplifier yang cocok dengan spesifikasi teknik yang ditetapkan. Pilihan komponen-komponen apa saja yang tepat sehingga spesifikasi teknik terpenuhi tapi biayanya tidak melebihi anggaran.

Di sinilah seni dari perancangan audio amplifier itu, trade off atau kompromi apa saja yang akan dilakukan. Target apa yang dikejar, pendekatan seperti apa yang akan dilakukan, hal apa saja yang bisa dikompromikan. Karena ujung-ujungnya adalah selera dan ketersediaan dana end user.

Perancangan Amplifier

Tools atau sarana-sarana untuk merancang amplifier berupa perangkat lunak dan perangkat keras. Perangkat lunak berupa program simulasi, program untuk membuat skema diagram dan layout Printed Circuit Board (PCB). Perangkat keras berupa alat ukur dan instrumentasi seperti AVO meter, osiloskop, spectrum analyser, pengukur Total Harmonic Distortion (THD meter), dan generator sinyal.

Layout Printed Circuit Board

Saat ini program simulasi sudah sedemikian canggih dan terbukti hasil implementasinya sangat mendekati hasil simulasi. Kendati demikian mencapai hal itu tidaklah mudah. Program simulasi hanya berperan sebagai alat bantu untuk menghitung secara otomatis, bukan sebagai pengganti seorang engineer. Jadi tergantung kemampuan pemakai program simulasi dan tetap harus mengerti ilmu yang mendasarinya.

Pada umumnya program simulasi dibutuhkan untuk mencari titik operasi (nilai tegangan, arus, dan disipasi daya tiap-tiap komponen), frekuensi respon, cacat, signal to noise ratio, power supply rejection ratio, impendansi input/output, dan tingkat kestabilan.

Program Simulasi LTSpice XVII

Pengaruh suhu, kelembaban, dan ketahanan belum dapat disimulasikan dengan baik oleh program simulasi. Suhu tiap-tiap komponen bisa disimulasikan, tetapi umpan balik suhu (pengaruh suhu komponen terhadap komponen lainnya) sulit diprediksikan.

Perancangan layout PCB juga tidak mudah karena harus mengikuti kaidah elektronika sehingga hasilnya bisa sangat mendekati hasil simulasi.

Contoh Rancangan Amplifier menggunakan LTSpice (sumber Anistardi)

Pengukur audio amplifier yang umum digunakan adalah Total Harmonic Distortion (THD), Intermodulation Distortion (IMD), slew rate, signal to noise ratio, damping factor, input sensitivity (dapat diganti dengan pengukuran gain/penguatan), dan daya maksimal pada impedansi beban tertentu.

Demikianlah sekilas tips untuk merancang amplifier, tunggu kelanjutan bahasannya pada Bagian II.