Modifiksi Power OCL simetris ELTAX ini saya ambilkan dari sebuah schematic Diagram Power Amplifier lawas merk ELTAX seri ATOMIC 15.
Schematic yang mudah dimengerti membikin saya ingin mencoba mengubah rangkaian ini menjadi power amplifier yang lebih sangar dan kuat.
ELTAX tidak begitu terdengar di negeri kita, dan saat ini saya coba perkenalkan kepada anda.
Table of Contents
Seri bahan kloning dan modifikasi ini adalah buatan era 90-an lalu.
SCHEMATIC AWAL POWER OCL SIMETRIS ELTAX
Berikut ini adalah gambar rangkaian Power Amplifier ELTAX setelah proses pangkas dan edit.
x
PENJELASAN RANGKAIAN
Sinyal masuk melalui R45. C17 sebagai kopling AC sehingga hanya sinyal AC saja yang bisa masuk ke OPAMP U5.
R46 sebagai bias bagi OPAMP dan penentu impedansi input. C18 adalah filter input.
Untuk kosumsi sinyal FLAT, maka saya sarankan untuk anda ganti C18 yang semula adalah 150nF menjadi 100pF.
OPAMP bertugas sebagai penguat tegangan bagi sinyal masuk. OPAMP ini seri dengan rangkaian Driver Amplifier serta Final Power dan selanjutnya feedback sinyal dikembalikan lagi oleh R58.
GAIN rangkaian berdasarkan perbandingan nilai resistor feedback R56 terhadap resistor input R47.
C24 bertugas sebagai peredam frekwensi tinggi yang biasanya membikin rangkaian menjadi osilasi.
Supplai OPAMP ini adalah 15VDc simetris yang berasal dari droping resistor R62 (3K3) dan R63 (3K3) dan ada Diode Zener 15V pada masing masing ujung resistor.
Setiap Zener tersedia Elco 100uF ( C20 dan C21 ) yang dekat dengan pin 8 (+) dan pin 4 (-).
Sedangkan C42 dan C41 (100nF) bertugas sebagai dekopel untuk frekwensi liar apabila masih seliweran di jalur supply OPAMP.
Output dari OPAMP akan masuk ke basis Q8 dan Q7 .
Q7 dan Q8 adalah Driver Amplifier.
Arus yang melewati resistor kolektor R64 dan R71 akan masuk ke transistor Final Output Q9, Q10, Q11, dan Q12.
Pada output OPAMP terdapat transistor Servo Driver Q5 Q6 yang bertugas untuk menjaga tegangan pada R64 dan R65 agar selalu mendekati ambang bias basis bagi transistor Final output.
Rangkaian Power Output ini menggunakan teknik Output Kolektor atau beberapa mengatakan dengan istilah Sziklai Output
C23 (220nF) dan R78 (5R6) bertugas sebagai Zobel Network untuk pencegah Frekwensi Tinggi
Q13 dan Q14 (C1815 dan A1015) bertugas sebgai Over Current Protection atau OCP. Ketika ada arus transistor Final yang terlalu besar maka akan terjadi beda potensial tegangan yang besar pada resistor R76 dan R73.
Tegangan tersebut yang akan menjadikan transistor OCP bekerja untuk menbuang arus pada basis Q8 dan Q7 sehingga output akan terbatasi.
Modifikasi Power Amplifier JVC RXR77BK adalah sebuah ide rancangan untuk modifikasi rangkaian sehingga menjadi Power Amplfieir dengan kemampuan daya yang lebih tinggi.
Pada bentuk aslinya JVC seri ini adalah sebuah COMPUTER CONTROLLED RECEIVER yang merupakah radio penerima dengan audio bagus di era tersebut.
Di negeri KONOHA, pada tahun yang sama masih menggunakan radio penerima AM yang gelombang pancarnya masih MW ( Medium Wave antara 450kHz – 1605kHz) dan SW (Short Wave).
Table of Contents
Di negeri asalnya RX77BK ini termasuk perangkat audio mewah pada era awal 90-an.
Dan pada tahun 2025 ini atau setelah 35 tahun kemudian, saya mencoba untuk memodifikasi rangkaian ini untuk menjadi power dengan daya yang lebih besar.
SCHEMATIC ASAL
Berikut ini adalah Schematic Diagram
Tegangan kerja pada rangkaian RX77BK adalah 64VDC simetris. Dengan demikian maka akan memungkinkan output 250W pada beban 8 Ohm atau 300 Watt pada beban 4 Ohm.
Namun dalam kenyataannya Power Amplifier ini tersedia dalam satu paket Amplifier dan speaker buatan JVC sendiri sebagai pasangannya..
Pabrik Amplifier ini mematok GAIN rangkaian hanya maksimum sampai 130W saja untuk memastikan keluaran audio ini masih enak terdengar dan rangkaian Power Amplifier tidak bekerja berat.
Jika saya memperhatikan skema di dalamnya, rupanya Power Amplifier ini menggunakan nilai GAIN yang lumayan besar.
Ini berarti kepekaan rangkaian Power adalah sangat tinggi.
SPEK KOMPONEN MODIFIKASI POWER AMPLIFIER JVC RXR77BK
Sebuah schematic Diagram era 80-an saya temukan di internet dan saya ada ide untuk mengganti transistor pada OCL Quasi NPN buatan QUASAR.
Ide ini datang karena saya lihat transistor yang ada termasuk transistor lawas dan Final Power yang terpakai adalah 2N3055 kemasan TO3 yang berbentuk seperti buah jengkol.
Memang pada era 80-an lalu, transistor 3055 termasuk transistor daya tinggi dengan output hingga 115W.
Pada tulisan ini saya ingin menggantikannya denganTOSHIBA 2SC5200 / 2SA1943 yang banyak beredar di negeri kita. Meskipun yang palsu lebih banyak tersedia di toko enline maupun offline.
Table of Contents
QUASAR sepertinya mirip dengan istilah Power Amplifier QUASI, yakni pasangan transistor Final Output yang sejenis.
Pada era 80-an, Power Amplfieir dengan output gaya Quasi banyak beredar. Lebih-lebih menggunakan quasi NPN.
Lambat laun, power amplifeir berjenis Quasi telah berganti dengan transistor berpasangan untuk menjaga keseimbangan phasa sinyal (+) dan (-). Dan banyak orang lebih senang menyebut dengan istilah OCL.
Meskipun gaya Quasi adalah power OCL pula karena ia tidak mengenakan kapasitor kopling pada saluran output ke beban speaker.
SCHEMATIC ASLI
Berikut ini adalah schematic Diagram Power Amplifier QUASAR seri OPA3307 yang banyak kita dapati di internet.
Pada skema ini tidak nampak tegangan supply yang terpasang. Namun umumnya adalah 45VDC simetris jika melihat ada 2 set transistor Final seri 2N3055.
Preamplifier pada rangkaian menggunakan OPAMP dengan nomer LF356.
Selanjutnya pada output ini akan masuk ke transistor Buffer amplifier.
Sinyal output dari transistor Buffer ini akan menimbulkan beda potensial pada resisor R8 (820) untuk masuk ke basis transistor penguat Tegangan TO3 (NEC29)
KESALAHAN ISI GAMBARMENGGANTI TRANSISTOR PADA OCL QUASI NPN QUASAR 3307
Saya mencurigai ada kesalahan dalam gambar skema ini.
Kecurigaan saya adalah pada titik yang saya beri tanda lingkaran ini.
Transistor Servo Driver mendapatkan bias dari RO11 (1K5), RO12 dan trimpot 10K dan pin lainnya terhubung ke emitor dari TO4 servo Driver.
Kemudian DO07 untuk OCP tidak seharusnya konek dengan basis dari transistor Servo Driver.
Kesalahan yang lain adalah transistor Driver TO06 (NEC30).Pada gambar nampak bahwa simbol TO06 harusnya berjenis PNP.
Nomer transistor untuk TO06 sudah benar menggunakan NEC30 yang memang berjenis PNP.
SIMULASI OCL QUASI NPN QUASAR
Akhirnya saya menggambar ulang rangkaian ini untuk memastikan apakah memang benar gambar asli dari internet tersebut memang keliru.
Dan benar pada saat simulasi terbukti ada permasalahan pengukuran tegangan DC.
Selanjutnya saya lakukan modifikasi gambar versi saya sendiri dan saya simulasikan kembali.
Pada gambar yang sudah saya ubah versinya ini menunjukkan bahwa rangkaian bekerja dengan benar secara DC. Tinggal melakukan test secara AC.
GAMBAR ULANG MENGGANTI TRANSISTOR PADA OCL QUASI NPN QUASAR
Di bawah ini adalah schematic Diagram setelah proses penggantian komponen transistor.
Modifikasi Power Amplifier LUXMAN L100 di sini adalah teknik menaikkan kemampuan power amplifier ke daya yang lebih tinggi sekitar 300W pada beban 4 Ohm.
Ini dilakukan karena ada beberapa komponen transistor yang tidak tersedia di pasaran namun bisa kita ganti dengan transistor nomer lain yang lebih umum.
Table of Contents
LUXMAN L100 adalah nama produk Integrated Power Amplifier buatan LUX CORPORATION era 80-an.
SCHEMATIC DIAGRAM
DI bawah ini adalah schematic Diagram dari Power Amplifier LUXMAN L100 setelah proses pangkas dan edit:
Schematic diagram asli ini saya ambil dari Servis Manual L100 dan hanya saya ambil bagian Power Amplifier nya saja.
PENJELASAN RANGKAIAN
Sinyal masuk ke transistor Differensial preamp Q401 dan Q402.
Tersedia trimpot VR401 bertugas sebagai penentu DC-Offset agar output rangkaian ini mendekati 0,00VDC.
GAIN rangkaian berdasarkan perbandingan nilai resistor Feedack R414 (47K) terhadap resistor input R403(1K2).
Selanjutnya sinyal audio akan masuk ke Penguat tegangan Q403. Sedangkan Q404 adalah pembanding sinyal DC antara input dan output.
Penguat tegangan pada rangkaian ini adalah Q406 (2SC1507).
Q405 (2SB536) dan Q407 (2SD381) adalah transistor yang bertugas sebagai sumber arus stabil bagi rangkaian penguat tegangan .
Q408 (2SC734) bertugas sebagai Servo driver untuk menstabilkan tegangan Bias bagi transistor Final Amplifier.
Driver Amplifier adalah Q421 (C1079) dan Q431(A679).
SPEK KOMPONEN
Tabel di bawah ini adalah spek komponen pendukung dari rangkaian Power Amplifier LUXMAN L100.
MODIFIKASI POWER AMPLIFIER LUXMAN MENJADI BERDAYA LEBIH TINGGI
Untuk melakukan modifikasi rangkaian Power Amplifier Luxman menjadi berdaya lebh tinggi maka kita harus melakukan gambar ulang terlebih dahulu.
Setelah gambar ulang, maka kita melakukan tes tegangan dengan simulasi tegangan DC untuk memastikan tegangan pada titik – titik penting pada rangkaian ini.
Simulasi dilakukan pada tegangan catu 45VDC tanpa transistor Final.
Tegangan pada terminal speaker adalah -6,58mV dan ini sangat bagus.
Sementara itu tegangan pada transistor Driver Q9 dan Q10 adalah 1,17V dan -1,19V. Ini sudah sesuai mengingat akan ada satu tingkat lagi transistor final yang terpasang pada resistor R19 dan R20.
TES RANGKAIAN MODIFIKASI POWER AMPLIFIER LUXMANDENGAN SINYAL SINUS 1kHz 1Vrms
Jika tes dengan tegangan DC telah berhasil maka kita lakukan tes rangkaian dengan menggunakan sinyal sinus murni 1Vrms berfrekwesi 1kHz.
Pada beban 4 Ohm, Arus yang masuk ke masing – masing transistor Final Power adalah 2A yang berarti total arus yang terpakai adalah 4 A.Total dissipasi daya adalah 180W.
Sedangkan transistor Driver Amplifier mengalirkn arus sebesar 539mA_AC yang berarti ada dissipasi daya hingga 23W pada transistor Driver.
Selanjutnya untuk membikin rangkaian ini lebih sakti, maka kita akan lakukan modifikasi ubah skema
MODIFIKASI POWER AMPLIFIER LUXMAN DENGAN CATU 65V
Untuk menaikkan Rangkaian ini masih bisa kita lakukan dengan jalan :
Menaikkan tegangan supply ke angka yang lebih tinggi.
Menambah dan mengubah transistor Final Output dengan daya yang lebih besar.
Menambahkan satu tingkat transistor Driver untuk menjadi TEF,
Mengubah diode jenis lawas ke diode umum yang beredar di negeri kita,
Menggantikan nomer transistor yang sulit dipasaran dengan transistor umum di negeri kita.
PENGUKURAN TITIK PENTING PADA TEGANGAN 65VDC
Dan hasil penambahan daya menjadi rangkaian seperti gambar di bawah ini:
PENGUKURAN KOSUMSI ARUS PADA POWER AMPLIFIER UNTUK BEBAN 4 OHM
Selanjutnya hasil pengukuran untuk beban 4 Ohm adalah sepert berikut:
Transistor Penguat tegangan memerlukan arus 9,6mA_AC yang berarti hanya perlu daya sebesar 65 x 9,6mA = 624mW.
Dengan komponen transistor MJE340 saya anggap sudah cukup.
Driver Amplifier pada rangkaian ini menarik arus hingga 595mA_AC pada tegangan 65VDC. Ini berarti memerlukan transistor dengan kemampuan di atas 65×0.595=38W.
Final Power Amplifier pada masing-masing set menarik arus sebesar 2,06A_AC pada tegangan catu 65V berarti perlu dissipasi daya hingga 134W ( 2,06A x 65V).
Power Output mengalirkan arus hingga 9,57A atau mendekati 10A pada beban 4 Ohm. Tegangan yang terbaca pada terminal beban 4 Ohm adalah 38,3VAC.
Dengan demikian ada output sebesar 366,7W (38,3V x 9,57A) pada output rangkaian Power amplifier ini.
LAYOUT VERSI DRIVER SAJA
Selanjutnya saya mencoba membikin rancangan Layout untuk Power Amplifier ini namun sebatas hingga Driver Amplifier saja.
Skema OCL Output Collector HITACHI adalah sebuah rangkaian modifikasi Power Amplifier buatan HITACHI yang menggunakan transistor Final nomer 2SA626 dan 2SD180 yang menurut DATASHEET menghasilkan daya dissipasi 60W.
Karena era sekarang ini Power Amplifier dengan daya sebesar itu adalah kurang diminati, maka saya mencoba untuk melakukan modifikasi rangkaian hingga Power Ampli ini bisa menghasilkan daya hingga 300W pada beban 4 Ohm.
Table of Contents
Tentu saja transistor yang akan kita ganti adalah transistor Finalnya dan beberapa komponen yang akan kita sulap.
Object modifikasi adalah Power Ampli buatan HITACHI dengan seri HA250 buatan era akhir 70-an.
Pada era tersebut, transistor Final TO-3 berbentuk buah jengkol ini terkenal walaupun pada saat iru masih belum mampu menghasilkan daya diatas 200W.
Dan pada era sekarang, saya mencoba untuk melakukan modifikasi rangkaian tersebut.
SCHEMATIC DIAGRAM AWAL OCL OUTPUT COLLECTOR HITACHI
Di bawah ini adalah potongan schematic Diagram dari HITACHI HA250 setelah proses pangkas dan edit:
Preamplifier pada rangkaian di atas memerlukan tegangan catu 13VDC. Selanjutnya ia bertugas untuk mensupply transistor Q701 dan Q702.
Tersedia saklar S701 untuk pass Filter rangkaian ini. Melibatkan komponen milar C701, C702, dan resistor feedback R704.
GAIN rangkaian ini sekitar 37X dengan melihat perbandingan nilai resistor Feedback R716 (56K) terhadap resistor input R707 (1K5).
MODIFIKASI OCL OUTPUT COLLECTOR HITACHI
Modifikasi rangkaian kita lakukan dengan jalan menaikkan tegangan supply Rangkaian Power.
Semula adalah sebesar 32VDC dengan tegangan simetris 13VDC dan (-)14VDC kita naikkan menjadi 60VDC dan kita buatkan dropper tegangan menggunakan resistor dan Diode Zener 15V.
Setelah rangkaian ini kita gambar ulang maka kita lakukan tes dengan menggunakan tegangan DC serta tes menggunakan sinyal sinus 1kHz 1Vrms.
SINYAL SINUS PADA BEBAN 8 OHM
Selanjutnya rangkaian ini kita uji dengan memberi masukan 1Vrms 1kHz serta kita beri sebuah beban resistor 8 Ohm pada rangkaian output.
Hasil yang kita dapatkan adalah sebuah sinyal sinus yang masih bagus.
Namun kadang kita masih bertanya-tanya, berapakah arus yang melewati transistor Final pada saat ada beban 8 Ohm serta sinyal input sebesar itu?
Maka dengan perhitungan simulasi kita peroleh informasi bahwa bentuk output adalah masih tetap sinus.
Hanya saja arus yang melewati transistor Final adalah 3,31A_rms. Pada tegangan 60V, aliran arus 3,31A adalah sama dengan ada dissipasi daya sebesar 200W.
Transistor Final A626 memang mampu mengalirkan arus sebesar 3,31A namun ia kesulitan bekerja pada tegangan kerja 60VDC.
Ini berarti harus ada pengantian transistor untuk transistor Final.
BEBAN 4 OHM MEMBUAT SINYAL SINUS CACAT
Ketika kita menurunkan beban rangkaian ini ke angka 4 Ohm, maka arus yang melewati transistor Final menjadi semakin tinggi.
Karena hfe dari transistor FInal yang kurang besar, maka terjadilah cacat sinyal pada output rangkaian ini.
Hal ini karena arus yang melewati transistor adalah sangat besar sedangkan tegangan output menjadi drop.
Resikonya adalah ada cacat sinyal seperti gambar di atas.
Salah satu cara untuk mengatasi masalah OCL Output Collector HITACHI adalah kita harus menambah satu tingkat lagi Driver Amplifiernya dan menambahkan jumlah pasangan transistor Final.
Schematic HITACHI lainnya ada di dalam blog ini LIHAT LINK.
Kloning Power OCL HITACHI AXF300 adalah sebuah catatan percobaan kloning Power Amplifier OCL buatan HITACHI era 2000 lalu.
AXF300 adalah sebuah Hifi sistem yang Power Amplifiernya menghasilkan daya audio stereo 2 x 40W pada beban 6 Ohm.Ia merupakan satu paket dengan Kotak Speakernya yang berdiameter 10cm.
Table of Contents
AXF300 menarik untuk saya kloning karena ia melibatkan komponen yang tidak begitu banyak serta komponen yang tersedia di pasar online maupun offline.
Pada tulisan ini saya telah mencoba merancang beberapa versi Layout.
SCHEMATIC AWAL POWER OCL HITACHI AXF300
Sebelum memulai tahap kloning, saya harus mengambil rangkaian Power Amplifier dari servis manualnya.
Dalam Servis Manual nampak bahwa antara rangkaian Driver dengan Final Power adalah ada pada halaman yang saling terpisah. Akhirnya saya jadikan satu frame dan menjadi seperti berikut:
Preamplifier menggunakan tegangan supply 12VDC. Sedangan tegangan Supply untuk transistor Final adalah 28VDC simetris.
Tegangan 28VDC inilah yang nantinya akan saya naikkan ke nilai lain dengan harapan untuk naik daya ke angka 300W atau lainnya.
Transistor yang terlibat dalam rangkaian ini juga beberapa memiliki spek rendah.
Berikut ini adalah catatan spesifikasi transistor yang terlibat dalam rangkaian awal ini:
Modifikasi rangkaian Darlington LANEY CD650 adalah langkah modifikasi komponen dan transistor pada Power Amplifier buatan LANEY buatan era 90-an lalu.
CD650 adalah sebauh Power Amplifier dengan Mixer Audio 6 kanal di dalamnya yang menghasilkan keluaran hingga 500 Watt beban 4 Ohm.
Table of Contents
Penampakan seperti gambar ini:
Setiap kanal input memiliki Preamp mic tersendiri. Input Mic tersedia dalam bentuk soket XLR untuk Mic Balance dan Soket Akai untuk input LINE.
Setiap Preamp Mic ini memiliki potensio yang bertugas sebagai pengatur Level, Monitor, Effect dan 3 potensio Tone Control.
Ada pula Fitur Effek Digital 12 preset yang dapat kita pilih. Antara lain adalah Delay 1 hingga Delay 4, Concert, Arena, Club, Chamber, Garage, Bright, Dark, dan Spring.
Equalizer master 7 kanal tersedia untuk Jalur MAIN dan jalur MONITOR.
INFORMASI AWAL
Untuk mendapatkan informasi bahan modifikasi, maka saya harus mendaapatkan informasi dari rangkaian Power Amplifier ini.
Informasi yang harus kita dapatkan adalah schematic Diagram aslinya, melakukan gambar ulang dan meneliti kesesuaian rangkaian.
Jika telah benar rangkaian yang telah tergambar ulang ini maka kita sudah bisa melakukan modifikasi.
SCHEMATIC DIAGRAM
Berikut ini adalah schematic Diagram awal dari :LANEY seri CD650.
Tegangan Supply untuk Power Amplifier ini ada pada 60VDC. Dengan tegangan sebesar ini maka akan memungkinkan bagi rangkaian ini untuk mencapai angka 324W.
Namun LANEY sendiri hanya mematok angka 250W untuk masing-masing kanalnya pada beban 4 Ohm.
Saya rasa ini ada benarnya karena dengan memperhatikan transistor Final yang sebanyak 2 set masing-masing adalah 150W_dc, maka akan ketemu angka 300W_dc untuk masing-masing kanal.
Dengan mematok angka 250W tiap kanal pada beban 4 Ohm, makan tegangan ke terminal speaker adalah sekitar 32V_rms.
Jika sinyal input maksimum adalah 1rms, maka GAIN untuk rangkaian ini adalah sekitar 32X.
Rangkaian Power amplifier ini melibatkan banyak komponen transistor pada tiap bloknya.
Apabila pada skema umum adalah perlu sekitar 5 transistor untuk Preamp hingga Driver Amplifier, maka rangkaian ini memerlukan sekitar 11 transistor.
Ini dikarenakan pada tiap-tiap blok memiliki fitur Limiter.
Disamping ada fitur tambahan lainnya seperti Cermin arus dan OCP (Over Current Protection).
SPEK KOMPONEN
Transistor yang terpasang pada rangkaian Power Amplfieir ini menggunakan nomer yang tidak begitu terkenal di negeri kita.
Karena itu pada skema akhir rangkaian ini saya telah melakukan pengubahan nomer transistor yang mengikuti kearifan lokal negeri kita.
Nomer , Type, Pdc, Vce_Max, Ic_Max, hfe, File
S0692, PNP,
S0642, NPN,
MPSA92, PNP,
MPSA42, NPN,
BC847B, NPN,
BC857B, PNP,
SAP15N, NPN
SAP15P, PNP,
BC847B dan BC857B adalah transistor berbentuk SMD. Ini sulit untuk kita dapatkan.
SIMULASI PENGUKURAN TEGANGAN DC
Ketika kita akan memutuskan rangkaian ini akan coba kita kloning, maka kita harus lakukan gambar ulang terlebih dahulu dan kita tes rangkaiannya untuk memastikan apakah gambar yang telah kita buat ini telah sesuai.
Tes yang dilakukan adalah Tes dengan memberi tegangan DC pada rangkaian serta memberi sinyal sinus pada titik input untuk memastikan bahwa Output rangkaian Power ini menghasilkan tegangan yang sesuai dengan patokan Amplifier.
Berikut ini adalah hasil pengukuran pada berbagai titik rangkaian pada saat ada tegangan Supply sebesar 60VDC simetris.
Tegangan pada terminal output ke speaker adalah sudah benar 0,6mV.
Voltase pada pin Basis transistor Darlington SAP15N/P ini sudah benar sekitar 1,0 hingga 1,2V.
Selanjutnya pada basis transistor OCP Q8 dan Q9 telah benar tidak boleh lebih dari 200mV.
Arus yang melalui transistor VAS(+) Q7 adalah sebesar (60-59,2)/R13= 0,8/100 = 8mA.
Sementara itu arus yang melewati VAS (-) Q11 adalah sekitar (-59,5 – -60)/R18 = 0,5/68 = 7,3mA.
Dengan demikian dissipasi daya pada transistor Q7 dan Q11 adalah sebesar (59,3-4,6)*8= 437mW dan ((-)4,4- (-)59,5)* 7,3= 402mW.
Sementara itu Dissipasi daya untuk transistor Q1 hingga Q6 tidak saya hitung karena angka yang lebih kecil dari 200mW pada 60V.
SIMULASI PENGUKURAN SINYAL SINUS
Setelah selesai memastikan tegangan DC pada berbagai titik adalah sesuai, maka kita lakukan simulasi rangkaian dengan jalan memberikan sinyal sinus pada titik input untuk selanjutnya kita baca effek amplifikasinya pada titik output.
Berikut adalah hasil simulasi sinyal sinus untuk rangkaian Power LANEY ini.
Output mendekati tegangan supply dan saya anggap ini sudah sesuai.
MODIFIKASI RANGKAIAN DARLINGTON LANEY CD650 MENJADI TR FINAL GENERIC
Modifikasi kita lakukan karena saya memperhatikan bahwa transistor Final dari rangkaian ini lumayan sulit untuk mendapatkannya.
Sekalipun ada , harganya lumayan mahal.
Ka’rena itu saya mencoba mensimulasi rangkaian ini dengan menggantikan dengan transistor nomer lain.
Berikut ini adalah nilai tegangan Dc pada titik-titik penting rangkaian ini pada saat ada sinyal masuk sebesar 1Vrms frekwensi 1kHz.
Nampaknya tidak ada peruahan yang signifikan pada rangkaian ini ketika ada sinyal input masuk ke rangkaian ini.
Namun akan berbeda ketika kita mengukur arus yang bekerja pada rangkaian ini terlebih apabila menggunakan beban sebesar 4 Ohm.
Perhatikan gambar berikut:
Transistor Driver pertama mengambil arus sebesar 55mA_rms yang berarti ada dissipasi daya hingga (60X55mA)=3,3W_rms.
Transistor Driver kedua mengambil arus sebesar 0.87A_rms yang berarti ada dissipasi daya sebesar ( 0,87x 60V ) = 52,2W_rms.
Sedangkan untuk transistor Final mengalirkan arus masing-masing sebesar 2,04A_rms pada tegangan kerja 60V yang berarti akan ada dissipasi daya hingga 122W_rms.
SCHEMATIC DIAGRAM FINAL
Selanjutnya di bawah ini adalah schematic diagram hasil modifikasi untuk menggantikan transistor Final berjenis darlington ke transistor generik dengan gaya TEF.
Schematic LANEY pada blog saya yang lain LIHAT SINI.
Sebuah schematic Diagram lawas akan saya coba sulap dan modifikasi Power OCL JVC menjadi 400W ini saya dapatkan dari sebuah Servis Manual era 90-an.
Dalam schematic ini rupanya menggunakan transistor Final jenis Darlington yang di negeri kita masih kurang terkenal daripada transistor bipolar umumnya.
Menurut JVC produsen dari seri RX884RBK ini, ia hadir dalam 120W output stereo untuk beban 8 Ohm. Dan saya rasa ini memang benar jika melihat kemampuan dari transistor Final jenis darlington yang mampu hingga 150W.
Power Amplifier ini telah melibatkan sistim Digital dan melibatkan remote Control untuk seluruh sistemnya.
Table of Contents
Ada banyak fitur di dalam alat ini. Namun hanya Power Amplifier nya saja yang saya ambil dan ceritakan ke anda.
SCHEMATIC DIAGRAM POWER AMPLIFIER
Berikut ini adalah potongan schematic Diagram dari RX884 setelah pangkas dan edit.
Blok rangkaian terdiri dari:
Preamplifier,
Penguat Tegangan,
Servo driver,
Over Current Protection, dan
Darlington Amplifier.
Supply untuk rangkaian ini adalah 49VDC simetris. Dengan perhitungan matematis, maka tegangan sebesar ini transistor akan mampu menghasilkan audio hingga 150W pada beban 8 Ohm.
Namun jika beban adalah 4 Ohm, maka transistor ini akan mengalami overheating karena transistor akan dipaksa untuk mengalirkan arus hingga 2 kali nilai biasanya.
Secara kalkulasi, dengan tegangan 49VDC akan mengahasilan power Output hingga 215W pada beban 4 Ohm.
Dari gambar diatas nampak bahwa rangkaian Power Amplifier ini menggunakan transistor Darlington pada bagian Outputnya.
Dengan model Darlington, maka tidak ada Driver Amplifier. Ia adalah langsung menuju Final Power Amplifier.
SPEK TRANSISTOR POWER AMPLIFIER JVC RX884RBK
Berikut adalah informasi spek komponen dari transistor pendukung rangkaian Power Amplifier ini.
Resistor internal pada transistor darlington adalah 70 Ohm.
GAMBAR ULANG DAN SIMULASI MODIFIKASI POWER OCL JVC
j
MODIFIKASI POWER OCL JVC KE 400W
Untuk memodifikasi rangkaian Power ini menjadi 400W, maka tegangan supply setidaknya adalah sebesar 65VDC.
Namun ketika kita menaikkan tegangan supply ke angka 65V, komponen yang berhubungan dengan daya akan mengalami overheating.
Komponen ini antara lain adalah resistor dan Transistor.
Karena itu kita harus mengetahui dahulu berapa nilai arus yang mengalir pada transistor maupun resistor.
Beberapa langkah yang dilakukan untuk menaikkan daya menjadi 400W antara lain adalah:
Menaikkan tegangan supply menjadi 65VDC simetris,
Mengubah transistor Final yang semula adalah Darlington menjadi transistor biasa namun dengan daya yang lebih besar,
Menambahkan transistor Driver Amplifier,
Menaikkan daya dari transistor VAS dan Servo Driver,
Mengubah resistor bias untuk transistor Preamplifier,
GAIN dari rangkaian ini kita sesuaikan,
MODIFIKASI POWER OCL JVC ini akan menjadi lebih murah jika kita menggantikan transistor Final yang semula adalah berjenis Darlington menjadi transistor sejuta umat seperti 2SC5200/ 2SA1943.
SIMULASI MODIFIKASI POWER OCL JVC DENGAN BEBAN 4 OHM
Ketika beban kita ubah ke angka 4 Ohm, maka bentuk gelombang output sudah tidak sinus murni lagi.
Ini dikarenakan arus yang melewati beban tidak sesuai dengan perkiraan,
Rupanya transistor yang bekerja mengalami penurunan GAIN, sehingga tegangan yang semula adalah 60Vp tidak sampai 60Vp pada titik beban.
Hitungannya adala sebagi berikut:
Tegangan sinus pada transistor VAS adalah 60Vp namun berarus 4mA.
Driver Amplifier 1 umumnya memiliki kemampuan GAIN 20x hingga 50x. maka arus yang melewati transistor Driver maksimum adalah 4 x 50 = 200mA.
Final Power memiliki kemampuan GAIN antara 10x hingga 30X, maka arus yang melewati transistor Final power maksimum adalah 200mA x 30 = 6A.
Pada beban 4 Ohm, memerlukan arusyang lumayan besar bahkan 2 kali daripada saat menggunakan beban 8 Ohm.
SKEMA FINAL
Selanjutnya di bawah ini adalah schematic Diagram hasil modifikasi Power OCL ini yang telah menggunakan tegangan supply 65VDC simetris.
Power OCL Harman Kardon PA2100 modif ke 300W di sini adalah sebuah catatan saya dalam meneliti sebuah schematic Diagram Power Amplifier 130W untuk naik daya.
PA2100 sendiri adalah sebuah Power Audio terkenal era 90-an lalu yang memiliki fitur THD yang sangat kecil, yaitu di bawah 0,3%.
Ini berarti Power Amplifier ini tetap menghasilkan audio jernih meskipun volume telah maksimum.
Table of Contents
Dugaan saya adalah ini karena rangkaian Power yang mereka rancang tidak bekerja full 100% sehingga masih ada spasi kerja yang membikin output tidak bekerja sangat keras.
Ketika Power Ampli ini menghasilkan output 100%, sebenarnya ini adalah 70% dari kemampuan maksimum transistor Finalnya.
SKEMA AWAL P2100
Berikut ini adalah potongan schematic diagram dari P2100 setelah proses pangkas.
Dari skema ini nampak bahwa blok Power terdiri dari:
Preamplifier,
Saklar Muting,
Penguat Tegangan#1,
Penguat tegangan #2,
Servo Driver,
Driver Amplifier,
Over Curret Protection, dan
Final Power Amplifier
Preamplifier menggunakan transistor 2SA970 (Q402,Q404). GAIN rangkaian ini adalah sekitar 30X dengan memperhatikan perbandingan antara resistor Feedback R466 terhadap resistor input R414.
Q424 dan Q426 adalah rangkaian pemberi supply stabil bagi Preamplifier, namun ia bekerja mengikuti perintah dari R460 dan Diode 1S2473 sebagai saklar pembungkam. Ketika diode ini terhubung ke 0V, maka Q426 mengalirkan arus dari R456 ke transistor Preamplifier.
Q406 dan Q408 adalah penguat tegangan #1. Ia akan memperkuat arus masuk dari tegangan pada R410 dan R412 untuk selanjutnya masing masing input ini akan mengalir ke basis transistor Q410 dan Q412.
Q410 dan Q412 adalah sepasang penguat tegangan untuk masing-masing phasa dengan harapan menekan angka cacat persilangan sinyal phasa (+) dan sinyal phasa (-) sehingga akan mendapatkan clarity yang lebih baik dari kelas AB umumnya.
Q414 adalah transistor Servo Driver yang mendapatkan bias stabil dari Q602 dan setting trimpot VR402 untuk mendapatkan tegangan bias transistor Final yang ideal.
Driver Amplifier Q416 dan Q418 bertugas untuk memperkuat arus bagi tegangan yang masuk ke masing-masing pin Basis transistor.
Karena arus hasil penguatan dari transistor Driver ini masih kurang kuat, maka masih memerlukan satu tingkat akhir lagi agar Power Amplifier ini mengalirkan arus yang lebih besar lagi yang akan bisa menggerakkan coil Speaker.
Rangkaian Power Amplifier ini ada beberapa fitur yang tidak saya pakai nantinya dalam pembuatan kloning Power, yaitu:
Fitur MUTE yang melibatkan resistor dan Diode pada rangkaian Preamplifier, dan
Over Current Protection untuk Speaker Protector yang menggunakan transistor Q28 pada transistor Final Output.
SPEK KOMPONEN OCL HARMAN KARDON PA2100
Selanjutnya kita kan mempelajari spek komponen transistor pada rangkaian Power Amplifier ini.
Transistor 2SA1115 adalah transistor dengan saturasi rendah, maksudnya adalah VCE yang sangat rendah (0,3V) yang menjadikan ia terpilih sebagai saklar Muitng pada rangkaian ini.
SIMULASI SINYAL DAN TES TEGANGAN PADA RANGKAIAN PA2100
Selanjutnya kita akan melakukan gambar ulang dan setelah itu kita coba untuk simulasi. Simulasi dilakukan untuk memastikan bahwa rangkaian ini telah benar adanya.
Tes akan dilakukan dengan 2 cara, yaitu tes menggunakan tegangan supply DC dan menggunakan sinyal sinus murni.
Tes dengan tegangan DC dilakukan dengan tujuan untuk memastikan output rangkaian adalah 0,0VDC pada saat tidak ada sinyal serta tes AC dengan gelombang Sinus adalah untuk memastikan bahwa output ke speaker sudah benar.
PENGUKURAN TEGANGAN DC VIA SIMULASI
Simulasi DC dilakukan dengan jalan memberikan tegangan DC sebesar 48VDC simetris.
Dari simulasi ini nampak bahwa tegangan output pada terminal speaker adalah -9,6mV. Ini sudah ideal.
Selanjutnya tegangan basis transistor Final adalah (+)0,56V dan (-)0,58V. Ini juga sudah sesuai.
Selanjutnya tegangan Kolektor- Emitor pada Servo driver Q10 terbaca (+)1,16V dan (-)1,18V. Ini juga sudah benar.
Dengan demikian maka langkah lanjutnya adalah pengetesan dengan menggunakan injeksi sinyal sinus pada titik input rangkaian untuk memastikan apakah outputnya sudah sesuai.
PENGUKURAN SINYAL SINUS
Pengukuran sinyal sinus di sini maksudnya adalah memberikan sinyal sinus sebesar 1V_rms dengan Frekwensi 1kHz pada titik input.
Kemudian kita melihat gambar sinyal output pada terminal speaker harus tetap berujud sinus murni pula.
Tegangan output pada gambar di atas adalah 42Vp atau 29,7V_rms.
Namun tegangan input sudah bukan 1Vrms lagi melainkan 3,9Vp-p. Ini sama dengan sebesar 1,37Vrms.
MODIFIKASI OCL HARMAN KARDON PA2100 KE 60VDC
Ketika hasil gambar ulang dan hasil simulasi telah benar, maka kita sudah boleh melakukan update ke tegangan yang lebih tinggi lagi.
Pada tulisan ini, tegangan naik ke angka 60VDC simetris. Harapannya adalah 60VDC ini akan menghasilkan output mendekati 220W pada beban 8 Ohm atau 300W pada beban 4 Ohm.
PENGUKURAN PADA BEBAN 8 OHM
Pada beban speaker 8 Ohm, transistor Final mengalirkan arus 2,52A_rms. Ini berarti akan ada dissipasi daya sebesar 150W_rms pada transistor.
Ini pas-pasan. Bagaimana jika beban adalah 4 Ohm? jelas ampere akan semakin besar dan transistor final akan segera kepanasan.
Demikian pula pada transistor Driver. Ia mengalirkan arus 287mA_rms yang berarti adalah 17W_rms.
Jika kita tetap menggunakan transistor 2Sd667A dan pasangannya yang hanya 0,9W, maka transistor ini akan meledak.
Gunakan spek transistor lain yang lebih kuat.
PENGUKURAN ARUS PADA BEBAN 4 OHM
Ketika beban rangkaian adalah 4 Ohm, maka kosumsi arus pada transistor Final adalah sebesar 6A_rms yang berarti ada dissipasi daya 360W_rms.
Setidaknya anda memerlukan 3 buah transistor SANKEN yang memiliki dissipasi daya sekitar 200W untuk mendukung rangkaian.
Selanjutya arus pada transistor Driver #2 adalah 0,55A pada tegangan 60V. Dissipasi daya adalah 33W.
Saya menyarankan agar menggunakan transistor yang memiliki dissipasi daya antara 50W hingga 100W. 2Sc5198 / 2SA1941 adalah nomer yang tepat.
Sementara itu, arus pada transistor Driver #1 adalah 26,7mA_rms yang berarti daya yang lewat adalah 1,6W. Ada bisa menetukan sendiri nomer berapakan transistor yang akan anda pakai.
SCHEMATIC FINAL OCL HARMAN KARDON PA2100
Dengan hasil pengukuran dan simulasi ini, maka skema Power Amplifier Versi tegangan 60V sudah bisa untuk kita lakukan kloning.
Berikut adalah hasil akhir dari Power Kloning sekaligus Modifikasi ini.
Schematic Diagram HARMAN KARDON lainnya dalam blog ini LIHAT SINI.
Skema dan review Produk Harman Kardon di blog saya yang lain ADA DI SINI.
Modifikasi Power OCL AIWA XA950 dilakukan dengan mengantinya dengan Tegangan Supply 80V.
Semula Rangkaian Power Amplifier ini adalah menggunakan tegangan 45VDC dan menggunakan sepasang transistor SANKEN nomer 2SC2922/ 2SA1216.
Table of Contents
Untuk menjadi Power Amplifier dengan kemampuan 600W, maka setidaknya harus menyediakan tegangan supply 85VDC simetris atau travo 65VCT dengan kemampuan hantar arus minimal 15A jika menggunakan beban speaker 4 Ohm.
SCHEMATIC AWAL
Berikut adalah schematic diagram AIWA XA950 setelah proses potong dan edit.
Dengan data ini maka kita bisa ambil kesimpulan apakah transistor Pendukung rangkaian ini nantinya kita ganti ataukah tidak.
MODIFIKASI MODIFIKASI POWER OCL AIWA
Sebelum menaikkan daya Power ini, maka kita lakukan gambar ulang rangkaian terlebih dahulu.
Setelah rangkaian gambar ulang selesi, maka kita lakukan simulasi pemberian tegangan DC pada rangkaian untuk memastikan apakah rangkaian Power ini bekerja dengan baik.
Dan apabila hasil pengukuran tegangan Dc tidak mengalami masalah, langkah lanjutan adalah melakukan simulasi pemberian sinyal AC berupa sinus murni berfrekwensi 1kHz dengan level 1Vrms.
Hasil dari simulasi harus sesuai dengan patokan.
SIMULASI TEGANGAN DC
Berikut ini adalah gambar hasil simulasi pengukuran tegangan DC pada rangkaian Power OCL AIWA XA950.
Tegangan 45V simetris yang diberikan ke rangkaian ini menghasilkan output sebesar -1.6mV [ada terminal output. Ini sudah sesuai dan gambar hasil gambar ulang ini benar adanya.
Tegangan antara basis pada transistor Driver adalah antara +1.08VDC dan -1.07VDC dan saya anggap ini telah sesuai dengan kaidah Power Amplfieir.
Demikian pula dengan tegangan basis transistor Final yang hanya +0,39VDC dan -0,36VDC saya anggap telah sesuai.
Dengan demikian MODIFIKASI POWER OCL AIWA bisa kita lanjutkan dan kita sudah bisa melakukan simulasi dengan sinyal AC.
SIMULASI DENGAN SINYAL AC
Simulasi selanjutnya adalah pemeberian sinyal sinus murni ke terminal input rangkaian Power Amplfiier ini.
Kemudian kita mengukur berapakan hasil dari sinyal output pada terminal ke Speaker dari Power Amplfiier ini.
Berikut adalah gambar hasil simulasi sinyal output dari rangkaian Power ini hingga mendekati puncak tertinggi sinyal sinus, yaitu mendekati tegangan supply DC yang sebesar 45VDC.
Dari gambar ini nampak bahwa output sinyal akan mendekati tegangan suppl apabila ada masukan sebesar 3.2Vp-p atau 1.13Vrms.
Output tertinggi pada rangkaian ini adalah 42Vp atau 84Vp-p atau 30Vrms dan saya anggap ini sudah bagus.
NAIKKAN TEGANGAN MENJADI 80V DAN UBAH KOMPONEN
Jika kita ingin modifikasi Power OCL AIWA ini menjadi 600W, maka setidalnya harus ada tegangan supply sebesar 82VDC simetris.
Namun untuk mempermudah modifikasi, tegangan supply saya bikin 80VDC saja biar anda mudah dalam menelaah rangkaiannya.
Beberapa hal yang harus anda lakukan ketika menaikkan tegangan supply menjadi 80VDC adalah:
Tambahkan transistor Final menjadi (minimal) 3 pasang,
Penambahan driver amplifier sehingga Power ini menjadi TEF( Three Emitter Follower ),
Gantilah transistor Driver ke spek yang lebih tinggi,
Ubahlah spek transistor Servo Driver ke spek yang lebih kuat,
Transistor VAS ganti spek yang lebih tinggi.
Transistor Preamplifier ganti dengan yang memiliki spek VCE lebih tinggi,
GAIN rangkaian harus ikut anda ubah
ARUS DAN DISSIPASI DAYA
Berikut ini adalah hasil pengukuran arus pada masing-masing transistor. Pengukuran dilakukan pada beban virtual sebesar 4 Ohm. Ketika beban berubah ke angka 8 Ohm, arus menjadi jauh lebih kecil.
Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk mengetahui berapa dissipasi transistor dan nomer berapakah transistor yang akan kita pakai dalam modifikasi power OCL AIWA ini.
Preamplifier: Tegangan pada R7 adalah 1,04VDC. berarti preamplifier memerlukan arus sebesar (1,04V/390_Ohm) 2,66mA. Arus ini terbagi 2 untuk Q1 dan Q2 sehingga masing masing adalah 1,33mA.
VAS: Tegangan pada resistor R14 adalah 0,96VDC yang berarti ada aliran sebesar 6,4mA. Transistor VAS umumnya bekerja antara 4mA hingga 15mA tergantung rancangan.
Servo Driver: Hampir sama dengan VAS karena mereka terhubung secara seri. Transistor Servo Driver mengalirkan arus lebih kecil sedikit karena ada arus yang melewati D4 hingga R13.
Driver Amplifier #1: Pengukuran sekitar 70mA_rms pada supply 80VDC. Berarti memerlukan transistor dengan dissipasi minimal sebesar 5.6Wrms.
Driver Amplifier #2: 1,02A_rms pada tegangan 80VDC. Setidaknya memerlukan transistor dengan dissipasi 80V X 1,02A = 80Wrms
Final Power Amplifier: 8,1A_rms (3 x 2,7A_rms) pada tegangan 80VDC. Anda harus menyediakan minimal 10A untuk menjadikan Power Amplifier ini menjadi lebih Powerfull pada beban 4 Ohm.
GAIN resistor harus kita sesuaikan. Ketika Power Amplifier ini bermain pada input 1Vrms untuk menghasilkan output mendekati tegangan supply, setidaknya resistor input harus kita mainkan.
Angka terbaik untuk resistor input R9 adalah 1050 Ohm. Karena nilai ini tidak ada di pasaran E12, maka bisa anda ganti dengan 1K 1% untuk hasil terbaik.
Trimpot Servo Driver RV1 yang semula adalah sebesar 4K7 sulit kita peroleh di pasaran bisa anda ganti dengan trimpot 5K.
SCHEMATIC AKHIR HASIL MODIFIKASI
Berikut adalah gambar akhir dari rangkaian Power Amplifier OCL AIWA XA950 yang telah menggunakan tegangan supply 80VDC simetris.
Schematic Diagram Audio merk AIWA yang lain bisa anda lihat DALAM BLOG INI.
AIWA lainnya juga tersedia di BLOG saya lainnya DI SINI.
