Pengertian Amplifier, Fungsi, Jenis, Kelas Serta Komponennya

Amplifier sering disebut juga sebagai rangkaian penguat  yang berfungsi untuk menguatkan sinyal suara yang masuk. Biasanya, sinyal suara audio dalam bentuk analog sangat kecil sehingga dibutuhkan penguatan.

Amplifier juga identik dengan alat elektronik yang mempunyai loudspeaker di dalamnya, seperti speaker rumahan atau speaker untuk acara-acara dan lain sebagainya. Penggunaan amplifier akan membantu meninggikan suara dan membuat karakteristik serta kualitas suaranya terdengar lebih baik.

Nah pada tulisan kali ini kami akan membahas tentang amplifier, dari mulai pengertian, fungsi hingga jenisnya, silakan disimak.

Pengertian Amplifier

Amplifier adalah rangkaian elektronika yang dapat memperkuat atau meningkatkan gelombang atau sinyal listrik masukan analog dan mengeluarkan output yang lebih besar dengan bentuk gelombang yang mirip dengan sinyal masukannya.

Jika diterapkan pada perangkat audio, input gelombang suara yang kecil bisa menjadi output yang lebih besar. Biasanya untuk pengaplikasian di gelombang audio, amplifier mendapatkan input dari alat tranduser seperti mikrofon yang mengkonversi suara menjadi gelombang listrik.

Sinyal yang berbentuk gelombang AC dari mikrofon tersebut kemudian diperkuat tegangannya oleh rangkaian amplifier, sehingga menghasilkan output yang memiliki amplitudo lebih besar. Besar penguatan yang terjadi disebut dengan gain.

Karena proses inilah speaker bisa mengeraskan suara menjadi lebih besar. Seperti yang kamu temukan pada speaker rumahan, toa masjid, sound system di acara-acara dan lainnya.

Fungsi Amplifier

Fungsi rangkaian amplifier secara umum adalah untuk memperkuat gelombang listrik. Selain itu, amplifier juga mempunyai beberapa fungsi tergantung dari cara pengaplikasiannya. Berikut beberapa fungsi amplifier:

1. Menyesuaikan Suara Keluaran (Output)

Output yang dihasilkan Amplifier bentuk gelombang yang sama dengan input. Namun tentu saja ada sentuhan amplifier pada amplitudo sinyal audionya yang dibantu oleh Pre-Amplifier dan Tone Control.

2. Mengatur Karakteristik Suara

Amplifier juga dapat digunakan untuk mengatur karakteristik suara output sesuai dengan keinginan, apalagi jika ada tambahan komponen AUX. Pengaturan dilakukan pada bass, treble, balance, middle dan volume.

3. Menghasilkan Suara Keras

Amplifier berfungsi menguatkan gelombang suara yang kemudian ditransmisikan ke speaker dan mengeluarkan suara yang keras.

Baca juga :  Membuat Sensor Cahaya dengan Arduino dan LDR, Indikator Alarm Buzzer dan LED

Jenis Amplifier

Amplifier biasa dikelompokkan 4 jenis , yaitu Power Amplifier OT, Power Amplifier OTL, Power Amplifier OCL dan Power Amplifier BTL. Berikut penjelasan tiap jenisnya:

1. Power Amplifier OT (Output Transformer)

Ciri khas Jenis Power Amplifier OT  adalah trafo sebagai kopling yang menghubungkan rangkaian penguat akhir dengan beban pengeras suara. Amplifier OT ini memiliki Respon frekuensi pada range audio menengah, sehingga untuk bagian suara di nada bass reproduksinya tidak terlalu bagus.

Amplifier OT juga punya keunggulan, yaitu tahan terhadap short circuit penguat akhir. Sehingga membuat penguat suara (loud speaker) jadi lebih awet. Kamu sering menjumpai Amplifier jenis ini digunakan pada pengeras suara saat berpidato, ceramah, dan lain sebagainya.

2. Power Amplifier OTL (Output Transformer Less)

Jenis ini tidak menggunakan transformer sebagai kopling. Ciri khasnya adalah pada jenis catu dayanya (power supply). Amplifier OTL pun bekerja menggunakan tegangan non simetris.

Ciri khas lainnya dari Amplifier OTL adalah ukuran kapasitor yang digunakan cukup besar, hingga lebih dari 1000µF. Jenis kapasitor yang biasa digunakan berjenis ELCO dengan polaritas positif (+) dan negative (-), funginya untuk menstabilkan tegangan listrik.

Pengaplikasian jenis Amplifier OTL ini sering ditemukan pada berbagai perangkat elektronik seperti TV, radio, handphone, laptop dan lain-lain.

3. Power Amplifier OCL (Output Capasitor Less)

Amplifier OCL biasanya menggunakan catu daya (power supply) simetris karena sering digunakan pada penguat daya amplitudo yang besar. Selain itu, amplifier jenis ini dinilai memiliki output yang lebih aman atau lebih terjaga kualitasnya.

Ciri khas lainnya adalah salah satu ujung keluaran bebannya terhubung dengan CT transformator. Fungsi dari CT transformator adalah sebagai sumber tegangan di titik simpul atau tengah dari gelombang suara yang dihasilkan, sehingga suara yang dihasilkan menjadi lebih besar dan ngebass dibanding yang lainnya.

4. Power Amplifier BTL (Bridge Transformer Less)

Amplifier BTL menggunakan dua amplifier yang disatukan dengan menggunakan sistem Bridge. Amplifier BTL menghasilkan sinyal yang amplitudonya 2 kali lipat dari rangkaian yang hanya menggunakan satu buah amplifier saja.

Namun, ada permasalahan yang menjadi kekurangan dari jenis ini, yaitu panas pada masing-masing IC (Integrated Circuit) yang cenderung tinggi saat beroprasi. Karena itu sering dipasangkan pendingin (heatsink) yang cukup besar pada setiap IC untuk mengatasi panas agar IC tersebut tidak terbakar.

Komponen Penyusun Amplifier

Sebuah Amplifer dirangkai menggunakan beberapa komponen penyusun utama yang dapat berfungsi sebagaimana mestinya, yaitu trafo, ELCO, sanken dan tone control. Agar lebih mengenal tentang amplifier, mari kita bahas satu per satu komponen penyusun amplifier tersebut:

1. Trafo (Transformator)

Trafo adalah sumber daya pada sebuah amplifier. Komponen ini juga berfungsi untuk menurunkan tegangan AC agar sesuai dengan kebutuhan amplifier.

Baca juga :  Sensor Gas LPG Sederhana

Sekarang ini, banyak juga amplifier yang menggunakan power supply simetris yang memiliki tegangan positif, negatif dan netral. Sehingga amplifier dapat menghasilkan daya yang cukup tinggi dan output suara yang besar.

2. ELCO (Electrolyte Capacitor)

ElCO atau kapasitor elektrolit termasuk ke komponen penyusun utama dari amplifier. Komponen ini berfungsi untuk menyaring arus listrik, sehingga gelombang menjadi rata.

ELCO juga mempengaruhi suara Bass, di mana semakin besar kapasitansi ELCO yang digunakan maka keluaran yang dihasilkan berpotensi lebih bagus. Komponen ini sangat berguna untuk memoles sinyal suara masukan agar bisa menghasilkan keluaran yang berkualitas karena fungsinya sebagai filter arus listrik.

3. Transistor

Transistor yang khusus digunakan untuk rangkaian penguat daya atau amplifier. Biasanya, digunakan minimal 2 transistor pada sebuah amplifier dan dapat ditambahkan jumlah penggunaannya sesuai dengan kelipatannya.

Transistor ini merupakan salah satu komponen yang berperan dalam menghasilkan kualitas suara yang nantinya menjadi output. Mengingat beban kerjanya yang terbilang cukup berat dan rumit, sehingga komponen ini membutuhkan heatsink atau pendingin untuk menghindari overheat atau panas berlebih.

4. Tone Control

Tone control pada amplifier merupakan bagian yang digunakan oleh pengguna untuk media dalam mengatur karakteristik output, seperti frekuensi nada rendah atau tinggi atau untuk mengatur amplitudo sinyal agar sesuai dengan kebutuhan.

Ada dua jenis tone control yang digunakan pada amplifier yaitu jenis pasif dan aktif. Masing-masing metode memiliki fungsi yang berbeda dan digunakan untuk kondisi yang berbeda pula. Namun, fungsi utama komponen ini tetaplah untuk media kita dalam menyesuaikan output dari amplifier, seperti mengatur bass, midle, balance, treble dan volume.

Nah itulah beberapa hal terkait amplifier dari mulai pengertian, fungsi serta komponen penyusunnya. Intinya amplifier adalah rangkaian yang digunakan untuk memperbesar gelombang input sehingga menghasilkan output yang lebih besar.

Kelas Amplifier

Salah satu cara untuk mengklasifikasikan jenis-jenis Power Amplifier atau Penguat Daya adalah dengan cara pembagian “KELAS” pada Power Amplifier. Pada umumnya, Kelas Amplifier yang sering digunakan dapat dibagi menjadi Kelas A, Kelas AB, Kelas B, Kelas C dan Kelas D. Berikut ini adalah penjelasan singkat dengan Kelas-kelas Penguat Daya tersebut.

1. Penguat Daya Kelas A (Class A Power Amplifier)

Penguat Kelas A merupakan Kelas Penguat yang desainnya paling sederhana dan paling umum digunakan. Seperti namanya yaitu Kelas A yang artinya adalah Kelas terbaik, penguat Kelas A ini memiliki tingkat distorsi sinyal yang rendah dan memiliki liniearitas yang tertinggi dari semua kelas penguat lainnya.

Umumnya, Penguat Kelas A menggunakan transistor single (transistor bipolar, FET, IGBT) yang terhubung secara konfigurasi Common Emitter (Emitor Bersama). Letak titik kerja (titik Q) berada di pusat kurva karakteristik atau berada pada setengah Vcc (Vcc/2) dengan tujuan untuk mengurangi distori pada saat penguatan sinyal.  Penguat Kelas A ini menguat sinyal Input satu gelombang penuh atau 360°.

Baca juga :  BELAJAR ARDUINO : Mengatur Nyala Terang Redup Lampu Dengan Potensiometer

Untuk mencapai Linearitas dan Gain yang  tinggi, Amplifier Kelas A ini mengharuskan Transistor dalam keadaan aktif selama siklus AC. Hal ini menyebabkan pemborosan dan pemanasan yang berlebihan sehingga menyebabkan ketidakefisienan. Efisiensi Penguat/Amplifier kelas A ini hanya berkisar sekitar 25% hingga 50%.

2. Penguat Daya Kelas B (Class B Power Amplifier)

Penguat Kelas B ini diciptakan untuk mengatasi masalah efisiensi dan pemanasan yang berlebihan pada Penguat Kelas A. Letak titik kerja (Q-point) berada di ujung kurva karakteristik sehingga hanya menguatkan setengah input gelombang atau 180° gelombang. Karena hanya melakukan penguatan setengah gelombang dan menonaktifkan setengah gelombang lainnya, Penguat Kelas B ini  memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan penguat kelas A. Secara teoritis, Penguatan atau Amplifier kelas B ini memiliki efisiensi sebesar 78,5%. Kelemahan pada Penguat Kelas B ini adalah terjadinya distorsi cross-over.

3. Penguat Daya Kelas AB (Class AB Power Amplifier)

Seperti namanya, Penguat kelas AB adalah gabungan dari penguat kelas A dan penguat kelas B. Penguat kelas AB ini merupakan kelas penguat yang paling umum digunakan pada desain Audio Power Amplifier. Titik kerja penguat kelas AB berada diantara titik kerja penguat kelas A dan titik kerja penguat kelas B,  sehingga Penguat kelas AB dapat menghasilkan penguat sinyal yang tidak distorsi seperti pada penguat kelas A dan mendapatkan efisiensi daya yang lebih tinggi seperti pada penguat kelas B. Penguat Kelas AB menguatkan sinyal dari 180° hingga 360° dengan efisiensi daya dari 25% hingga 78,5%.

4. Penguat Daya Kelas C (Class C Power Amplifier)

Amplifier atau Penguat Kelas C ini menguatkan sinyal input kurang dari setengah gelombang (kurang dari 180°) sehingga distorsi pada Outputnya menjadi sangat tinggi. Namun Efisiensi daya pada penguat kelas C ini sangat baik yaitu dapat mencapai efisiensi daya hingga 90%. Penguat Kelas C ini sering digunakan pada aplikasi khusus seperti Penguat pada pemancar Frekuensi Radio dan alat-alat komunikasi lainnya.

5. Penguat Daya Kelas D (Class D Power Amplifier)

Penguat daya kelas D ini menggunakan penguatan dalam bentuk pulsa atau biasanya disebut dengan teknik Pulse Width Modulation (PWM), dimana lebar pulsa ini proposional terhadap amplitudo sinyal input yang pada tingkat akhirnya sinyal PWM akan menggerakan transistor switching ON dan OFF sesuai dengan lebar pulsanya. Secara teoritis, Penguat kelas D dapat mencapai efisiensi daya hingga 90% hingga 100% karena transistor yang menangani penguatan daya tersebut bekerja sebagai Switch Binary yang sempurna sehingga tidak terjadi pemborosan waktu saat transisi sinyal dan juga tidak ada daya yang diboroskan saat tidak ada sinyal input. Transistor yang digunakan untuk Amplifier kelas D ini umumnya adalah transistor jenis MOSFET.  Suatu Penguat Kelas D umumnya terdiri dari sebuah  generator gelombang gigi gergaji, Komparator, Rangkaian Switch dan sebuah Low Pass Filter.

Meskipun dapat menghasilkan efisiensi daya yang tinggi, Penguat Kelas D ini memerlukan sumber catu daya yang stabil dan respon frekuensi tingginya sangat tergantung pada impedansi Speaker (Pengeras Suara).

Kelas-kelas Power Amplifier (Penguat Daya) Lainnya

Selain Kelas A, Kelas AB, Kelas C dan Kelas D yang dibahas diatas, terdapat pula kelas-kelas Penguat Daya lainnya seperti Kelas F, Kelas G, Kelas I, Kelas S dan Kelas T yang juga menggunakan teknik Pulse Width Modulation (PWM) dalam penguatan sinyal inputnya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *