Kami telah membahas, itu kelas dan klasifikasi power amplifier di artikel kami sebelumnya. Rangkaian penguat daya digunakan untuk memberikan daya tinggi untuk menggerakkan beban seperti pengeras suara. Penguat daya diklasifikasikan berdasarkan mode operasinya yang merupakan bagian dari siklus input di mana arus kolektor diharapkan mengalir. Atas dasar ini, penguat daya diklasifikasikan seperti yang diberikan di bawah ini. Pada artikel ini, kita akan membahas Amplifier Kelas A secara rinci.
- Penguat daya kelas A.
- Penguat daya kelas B.
- Penguat daya kelas C.
- Penguat daya kelas AB
- Penguat daya Kelas D, E, G, S, T. (Switching Power Amplifier)
Umumnya, penguat daya (sinyal besar) digunakan pada tahap keluaran sistem penguat audio untuk menggerakkan beban loudspeaker. Loudspeaker tipikal memiliki impedansi antara 4Ω dan 8Ω, dengan demikian penguat daya harus mampu memasok arus puncak tinggi yang diperlukan untuk menggerakkan speaker berimpedansi rendah.
Penguat Daya Kelas A.
Dalam penguat Kelas A, Jika arus kolektor mengalir sepanjang waktu selama siklus penuh sinyal input, penguat daya dikenal sebagai penguat daya kelas A. Ini kurang digunakan untuk tahap keluaran daya yang lebih tinggi, karena memiliki efisiensi yang buruk.
Tujuan dari bias kelas A adalah untuk membuat penguat relatif bebas dari gangguan dengan membuat bentuk gelombang sinyal keluar dari daerah antara 0v sampai 0.6v dimana karakteristik masukan transistor adalah non-linier.
Desain penguat kelas A menghasilkan penguat linier yang baik, tetapi sebagian besar daya dihasilkan oleh penguat menjadi pemborosan dalam bentuk panas. Karena transistor dalam penguat Kelas A, bias maju sepanjang waktu, sedikit arus yang akan mengalir melalui mereka meskipun tidak ada sinyal input dan ini adalah alasan utama untuk efisiensinya yang buruk. Diagram rangkaian dari Penguat Daya kelas A yang digabungkan langsung ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Transformator Digabungkan Penguat Kelas A.
Sirkuit yang ditunjukkan di atas adalah penguat Kelas A yang digabungkan langsung. Penguat tempat beban digabungkan ke output transistor menggunakan trafo disebut penguat kopel langsung.
Dengan menggunakan teknik kopling transformator, efisiensi penguat dapat ditingkatkan sebagian besar. Trafo kopling memberikan pencocokan impedansi yang baik antara beban dan keluaran, dan itu adalah alasan utama di balik peningkatan efisiensi.
Umumnya arus mengalir melalui beban resistif kolektor, hal ini akan menyebabkan terbuangnya daya DC di dalamnya. Akibatnya, daya DC ini hilang dalam beban dalam bentuk panas, dan tidak menyumbang daya AC keluaran.
Oleh karena itu, tidak disarankan untuk melewatkan arus melalui perangkat keluaran (misal: loudspeaker) secara langsung.
Untuk itu, dilakukan pengaturan khusus dengan menggunakan trafo yang sesuai untuk mengkopling beban ke amplifier seperti yang diberikan pada rangkaian di atas.
Rangkaian memiliki resistor pembagi potensial R1 & R2, resistor pemintas biasing dan emitor Re, digunakan untuk stabilisasi rangkaian. Kapasitor bypass emitor CE dan resistor emitor Re dihubungkan paralel untuk mencegah tegangan AC.
Kapasitor masukan Cin ( Kapasitor Kopling ) digunakan untuk memasangkan tegangan sinyal input AC ke basis transistor dan memblokir DC dari tahap sebelumnya.
UNTUK trafo penurun tegangan dilengkapi dengan rasio putar yang sesuai untuk memasangkan kolektor impedansi tinggi ke beban impedansi rendah.
Pencocokan Impedansi Amplifier Kelas A.
Pencocokan impedansi dapat dilakukan dengan membuat impedansi keluaran penguat sama dengan impedansi masukan dari beban. Ini adalah prinsip penting untuk transfer daya maksimum (sesuai dengan teorema transfer daya maksimum).
Di sini pencocokan Impedansi dapat dicapai dengan memilih jumlah lilitan primer sehingga impedans bersihnya sama dengan impedansi keluaran transistor dan memilih jumlah lilitan sekunder sehingga impedansinya sama dengan impedansi masukan loudspeaker.
Karakteristik Output dari Power Amplifier Kelas A.
Dari gambar di bawah ini, kita dapat mengamati bahwa titik-Q ditempatkan tepat di tengah garis beban AC dan transistor berjalan untuk setiap titik dalam bentuk gelombang input. Efisiensi maksimum teoritis dari penguat daya Kelas A adalah 50%.
Karakteristik Output Penguat Daya Kelas A- Garis Beban AC
Dalam praktiknya, dengan kopling kapasitif dan beban induktif (pengeras suara), efisiensi dapat menurun serendah 25%. Ini berarti 75% daya yang ditarik oleh penguat dari jalur suplai terbuang percuma.
Mayoritas daya yang terbuang hilang dalam bentuk panas pada elemen aktif (transistor). Akibatnya, bahkan power amplifier Kelas A yang bertenaga sedang memerlukan catu daya besar dan Heatsink yang besar.
Keuntungan dan Kerugian Penguat Kelas A yang Digabungkan Secara Langsung
Kami menggunakan power amplifier untuk berbagai keperluan tergantung pada kendala. Setiap penguat daya kelas memiliki kelebihan dan kekurangan sesuai dengan keandalan dan efisiensinya.
Keuntungan dari Amplifier Kelas A.
- Ini memiliki kesetiaan tinggi karena replika keluaran yang tepat dari sinyal masukan.
- Ini telah meningkatkan respons frekuensi tinggi karena perangkat aktif AKTIF penuh waktu, yaitu tidak diperlukan waktu untuk menghidupkan perangkat.
- Tidak ada distorsi saling silang karena perangkat aktif bekerja untuk seluruh siklus sinyal input.
- Konfigurasi ujung tunggal dapat dengan mudah & praktis direalisasikan di kelas A amp.
Kekurangan Amplifier Kelas A.
- Karena catu daya dan unit pendingin yang besar, amplifier kelas A mahal dan besar.
- Ini memiliki Efisiensi Yang Buruk.
- Dikarenakan respon frekuensi kopling trafo kurang baik.
Aplikasi Penguat Kelas A.
- Amplifier Kelas A lebih cocok untuk sistem musik luar ruangan, karena transistor mereproduksi seluruh bentuk gelombang audio tanpa pernah terputus. Hasilnya, suaranya sangat jernih dan linier, artinya, tingkat distorsi jauh lebih rendah.
- Mereka biasanya sangat besar, berat dan menghasilkan hampir 4-5 watt energi panas per satu watt output. Oleh karena itu, alat ini bekerja sangat panas dan membutuhkan banyak ventilasi. Jadi mereka sama sekali tidak ideal untuk mobil dan jarang bisa diterima di rumah.
Semoga kalian semua menyukai artikel ini. Untuk pertanyaan, saran atau Proyek elektronik terbaru informasi, silahkan komentar di bawah. Kami selalu menghargai saran Anda.
