Penguat Daya

 

Penguat Daya

Penguat Daya atau bisa disebut Power Amplifier adalah sebuah rangkaian elektronika yang  berfungsi untuk meningkatkan atau menguatkan sinyal masukan. Di dalam bidang Audio, Penguat Daya akan menguatkan sinyal suara yang berbentuk analog dari sumber suara (Input) menjadi sinyal suara yang lebih besar (Output).

Gambar Blok Diagram Audio Amplifier

 

Sumber sinyal suara yang dimaksud tersebut dapat berasal dari alat-alat Transduser seperti Mikrofon yang dapat mengkonversikan energi suara menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik yang berbentuk sinyal AC tersebut kemudian diperkuat arus (I) dan tegangannya (V) sehingga menjadi Output yang lebih besar. 

Besaran penguatannya ini sering disebut dengan istilah gain. Gain yang biasanya dilambangkan dengan G atau A dengan satuan desibel (dB) ini merupakan hasil bagi dari daya di bagian Output (Pout) dengan daya di bagian inputnya (Pin) dalam bentuk-bentuk frekuensi listrik AC.

Gambar Diagram Penguat

Bentuk Rumusnya adalah sebagai berikut :

AV = Vout / Vin

AI  = Iout / Iin

AP = AV x AI

 

Gain atau penguatan biasanya dinyatakan dalam Desibel( dB ), maka :

AV = 20.log (AV)

AI  = 20.log (AI)

AP = 10.log (AP)

 

Faktor dalam Penguat Daya 

A. Faktor Fidelitas

Yang dimaksud dengan fidelitas pada Penguat Daya adalah kemiripan bentuk sinyal output terhadap sinyal input. Sebuah Penguat Daya dikatakan memiliki fidelitas tinggi (High Fidelity) apabila menghasilkan sinyal output yang bentuknya persis sama dengan sinyal masukan input. Perbedaannya hanya pada tingkat penguatan pada amplitudo atau tegangannya saja.

B. Faktor Efisiensi

Yang dimaksud dengan efisiensi pada Penguat Daya adalah efisiensi daya dari sebuah penguat yang dinyatakan dengan besaran rasio atau persentase dari output Daya dengan input Daya. Sebuah Penguat Daya dikatakan memiliki efisiensi tinggi atau 100% efisiensinya apabila tidak terjadi kehilangan daya pada proses penguatannya.

Maka efisiensi penguat bisa dirumuskan sebagai:

Efisiensi(η)% = (Pout / Pin ) x 100

 

Karakteristik Penguat (Amplifier) yang ideal 

• • Gain Amplifier( A ) harus tetap konstan untuk berbagai nilai sinyal input.
  • Gain tidak dipengaruhi oleh frekuensi. Sinyal semua frekuensi harus diperkuat dengan jumlah yang persis sama.
  • Penguat gain tidak boleh menambahkan noise ke sinyal output.
  • Penguatan gain seharusnya tidak terpengaruh oleh perubahan suhu yang memberikan stabilitas suhu yang baik.
  • Gain dari penguat harus tetap stabil selama periode waktu yang lama.

 

Jenis atau klasifikasi Penguat (Amplifier) 

Bentuk Gelombang Penguat Kelas A, B, AB, C

 

Penguat (Amplifier) Kelas A 

Penguat ini memiliki efisiensi rendah, kurang dari 40% tetapi reproduksi sinyal yang baik dan linieritas.

Gambar Rangkaian Penguat Kelas A

Umumnya, Penguat Kelas A menggunakan transistor single (transistor bipolar, FET, IGBT) yang terhubung secara konfigurasi Common Emitter (Emitor Bersama). 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.

 

Penguat (Amplifier) Kelas B 

Secara teoritis, Penguatan atau Amplifier kelas B ini memiliki efisiensi sebesar 78,5%.

Gambar Rangkaian Penguat Kelas B

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. Kelemahan pada Penguat Kelas B ini adalah terjadinya distorsi crossover.

 

Penguat (Amplifier) Kelas AB

Penguat Kelas AB menguatkan sinyal dari 180° hingga 360° dengan efisiensi daya dari 25% hingga 78,5%.

Gambar Rangkaian Penguat Kelas AB

Penguat kelas AB adalah gabungan dari penguat kelas A dan penguat kelas B. 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 (Amplifier) Kelas C

Efisiensi daya pada penguat kelas C ini sangat baik yaitu dapat mencapai efisiensi daya hingga 90%.

Gambar Rangkaian Penguat Kelas C

Penguat Kelas C ini menguatkan sinyal input kurang dari setengah gelombang (kurang dari 180°) sehingga distorsi pada Outputnya menjadi sangat tinggi. Penguat kelas C memiliki reproduksi sinyal terburuk.

 

Tweet

Subscribe to receive free email updates: