Emprit Amplifier


Akhir-akhir ini saya termotivasi untuk merancang amplifier yang sederhana dan memakai transistor yang relatif mudah didapatkan di toko-toko elektronik. Bisakah dalam keterbatasan tersebut dihasilkan rancangan amplifier yang baik?

Setelah Blameless 100 sukses diimplementasikan, sekarang saya merancang amplifier yang lebih sederhana dan dayanya lebih kecil. Cocok untuk percobaan buat rekan-rekan yang sedang mempelajari perancangan amplifier. Saya namakan Emprit amplifier. Skematiknya bisa dilihat di bawah ini.
Skematik Emprit Amplifier 


Amplifier ini memakai tegangan power supply sebesar +-21VDC atau +-25VDC. Nilai komponen dalam kurung untuk penggunaan power supply +-25VDC. Daya maksimal sekitar 20W rms pada 8 Ohm atau 30W rms pada 4 Ohm dengan power supply +-21VDC dan 32W ems pada 8 Ohm atau 50W rms pada 4 Ohm dengan power supply +-25VDC.

Rancangan ini sederhana seperti AKSA 55 dengan sedikit optimalisasi agar cacat harmonik ke-2 lebih dominan dengan  mempertahankan THD tetap rendah. Jadi dasar rancangannya hanya akan saya jelaskan perbedaannya.

Arus pada penguat diferensial (LTP) memakai resistor R7 dan R6. R6 gunanya untuk mengatur agar DC Offset minimal. Agar arus pada LTP stabil terhadap perubahan tegangan power supply, maka digunakan tegangan referensi LED yang noise-nya lebih kecil daripada dioda zener. LED1 sampai LED4 harus memakai LED warna biru yang memiliki tegangan maju 3,4V jadi tegangan referensinya 13,6V. Lalu kolektor Q2 di-fold back ke emitor Q3.

Karena transistor driver Q5 dan Q6 tidak memerlukan pendingin, maka transistor bias servo Q4 hanya perlu mengkompensasi transistor final Q7 dan Q8. Untuk mengurangi koefisien suhu Q4 digunakan dioda D1. Q4, Q7, dan Q8 harus ditempel pada pendingin yang sama agar arus biasnya stabil terhadap suhu. Transistor final bisa memakai 2SC4467 dan 2SA1694 yang disipasi dayanya lebih rendah (80W maks).

R32 adalah resistor 4.7 Ohm 1W yang diparalel dengan induktor 2uH.

Hasil simulasi

Power supply: +-21VDC
Phase Margin = 77 derajat
Gain Margin = 10 dB
THD pada 17W/8Ohm, 1kHz -> 0.006249%
THD pada 17W/8Ohm, 20kHz -> 0.008589%
Slew Rate = 62 V/uS
PSRR 1kHz -> 92 dB

Power supply: +-25VDC
Phase Margin = 77 derajat
Gain Margin = 10 dB
THD pada 25W/8Ohm, 1kHz -> 0.008204%
THD pada 25W/8Ohm, 20kHz -> 0.009733%
Slew Rate = 63 V/uS
PSRR 1kHz -> 92 dB

Layout PCB

Contoh rancangan PCB

Emprit Amplifier Bottom

Emprit Amplifier Silkscreen

Versi 2 layer
PCB PTH 2 layers


Hasil Implementasi

Teman saya, De Yusman berhasil membuat amplifier ini. Review-nya ada di group Facebook “DIY Audio Indonesia”.

Emprit Amplifier milik De Yusman
Dari beberapa teman yang sudah berhasil membuat amplifier ini, ada salah satu yang foto rakitannya menarik. Atas ijin yang punya, Agung Wahyudi, saya tampilkan fotonya di sini.

Emprit Amplifier milik Agung Wahyudi
Berikut Emprit Amplifier rakitan saudara Adi Suwarno yang menggunakan PCB 2 layer PTH,

Emprit Amplifier milik Adi Suwarno


BOM Emprit Amplifier V01

Parts Value Qty
C1 3.3uF 1
C11 47uF/6.3V 1
C15 150nF 1
C16, C17 470uF/35V 2
C18 100nF 1
C2 220pF 1
C3 100uF/25V 1
C4, C10, C13, C14 100nF 4
C5 470uF/6.3V 1
C6A, C6B, C9A, C9B 10pF 4
C7, C12 1000uF/35V 2
C8 220uF/50V 1
D1 1N4148 1
D2, D3 1N4004 2
INPUT INPUT 1
J5 J10MM 1
J6 J20MM 1
LED1, LED2, LED3, LED4 BLUE 4
Q1 2SA992 1
Q2 2SA992 1
Q3 2SC1845 1
Q4 BD139 1
Q5 2N5551 1
Q6 2N5401 1
Q7 2SC5200 1
Q8 2SA1943 1
R1 470r 1
R10 1K8 1
R12 10K 0.5W 1
R13 2K2 0.5W 1
R14 2K7 1
R15 1K2 1
R16 270r 1
R17 500r 1
R18 6.8r 1
R19 15r 1
R2, R11 47K 2
R20, R21 22r 2
R24 330 0.5W 1
R25, R26 3.3 0.5W 2
R27, R28, R29, R30 0.47 2W 4
R3, R22, R23 10 0.5W 3
R31 10 1W 1
R32 4.7 1W || 2uH 1
R4, R9 18r 2
R5 680r 1
R6 5K 1
R6A 4k7 1
R7 4K7 1
R8 390r 1

BOM Emprit Amplifier V02 (Versi 25V)


Parts Qty Value
C1 1 3.3uF
C11 1 47uF/6.3V
C15 1 150nF
C16, C17 2 470uF/35V
C18 1 100nF
C19, C20 2 1uF
C2 1 220pF
C3 1 100uF/25V
C4, C10, C13, C14 4 100nF
C5 1 470uF/6.3V
C6 1 10pF
C7, C12 2 1000uF/35V
C8 1 220uF/50V
C9 1 20pF
D1 1 1N4148
D2, D3 2 1N4004
F1, F2 2 2A
INPUT 1 INPUT
J1, J2 2 J5MM
L1 1 4.7 1W || 2uH
LED1, LED2, LED3, LED 4 BLUE
Q1, Q2 2 2SA1015
Q3 1 2SC1815
Q4 1 BD139
Q5 1 2N5551
Q6 1 2N5401
Q7 1 2SC5200
Q8 1 2SA1943
R1 1 470r
R10 1 1K2 (1K8)
R11 1 47K
R12 1 10K 0.5W
R13 1 1K8 (2K2) 0.5W
R14 1 2K2 (2K7)
R15 1 1K2
R16 1 270r
R17 1 6.8
R18 1 15r
R19, R20 2 22r
R2 1 47K
R23 1 330 0.5W
R24, R25 2 3.3 0.5W
R26, R27, R28, R29 4 0.47 2W
R3, R21, R22 3 10 0.5W
R30 1 10 1W
R4, R9 2 18r
R5 1 680r
R6 1 4k7
R7 1 4K7
R8 1 390r
TP1, TP2 2 TPPAD1-13
VR1 1 5K
VR2 1 500r

Ket : Nilai dalam kurung untuk versi tegangan supply 25Vdc

BOM Emprit Amplifier V03
Parts Value Qty
Ver. 25Vdc Ver. 21Vdc
C1 3.3uF 3.3uF 1
C11 47uF/6.3V 47uF/6.3V 1
C15 150nF 150nF 1
C16, C17 470uF/35V 470uF/35V 2
C18 100nF/63V 100nF/63V 1
C2 220pF 220pF 1
C3 100uF/25V 100uF/25V 1
C4, C10, C13, C14 100nF 100nF 4
C5 470uF/6.3V 470uF/6.3V 1
C6 100n 63V 100n 63V 1
C6A, C6B 10pF 10pF 2
C7, C12 1000uF/35V 1000uF/35V 2
C8 220uF/63V 220uF/63V 1
C9A, C9B 10pF 10pF 2
D1 1N4148 1N4148 1
D2, D3 1N4004 1N4004 2
F1, F2 1,5A 1,5A 2
INPUT INPUT INPUT 1
LED1, LED2, LED3, LED4 BLUE BLUE 4
Q1, Q2 2SA992 2SA992 2
Q3 2SC1845 2SC1845 1
Q4 BD139 BD139 1
Q5 2N5551 2N5551 1
Q6 2N5401 2N5401 1
Q7 2SC5200/NJW0281 2SC5200/NJW0281 1
Q8 2SA1943/NJW0302 2SA1943/NJW0302 1
R1 470r 470r 1
R11 47K 0,5W 47K 0,5W 1
R10 1K8  1K2 1
R12 10K 0.5W 10K 0.5W 1
R13 2K2  0.5W 1K8 0.5W 1
R14 2K7  2K2 1
R15 1K2 1K2 1
R16 270r 270r 1
R17 6.8r 6.8r 1
R18 15r 15r 1
R19, R20 22r 22r 2
R2 47K 47K 1
R21, R22 10r 0.5W 10r 0.5W 3
R23 330r 0.5W 330r 0.5W 1
R24, R25 3.3r 0.5W 3.3r 0.5W 2
R26, R27 NOBLE5W NOBLE5W 2
R28 10r 1W 10r 1W 1
R29 4.7r 1W || 2uH 4.7r 1W || 2uH 1
R3,  10r 0.5W 10r 0.5W 3
R4, R9 18r 18r 2
R5 680r 680r 1
R6, R7 4K7 4K7 1
R8 390r 390r 1
VR1 5K 5K 1
VR2 500r 500r 1

Update 1 Mei 2016

Beberapa orang yang membuat amplifier ini mencoba dengan transistor yang lebih baik yang mungkin agak susah didapatkan di toko-toko elektronik. Mereka mengklaim hasil yang lebih baik.

Transistor tersebut adalah:

2SC1815 diganti dengan 2SC1845

2SA1015 diganti dengan 2SA992

2N5551 diganti dengan MPSW42

2N5401 diganti dengan MPSW92

Selamat bereksperimen.