Sirkuit Penguat Subwoofer:Cara Lengkap untuk Kualitas Suara Lebih Baik

Apakah Anda mencari cara untuk mendapatkan suara bass tanpa suara dan berkualitas tinggi? Yang Anda butuhkan adalah rangkaian penguat subwoofer. Tidak hanya kompak tetapi juga murah untuk dibangun. Terlebih lagi, ini dapat melayani gadget atau sistem Anda dengan tahan lama.

Pengandar subwoofer

Sumber; Wikipedia

Hari ini, kami akan merancang rangkaian penguat subwoofer/stereo yang menghasilkan sinyal audio frekuensi rendah mulai dari 20Hz hingga 200Hz. Selain itu, daya keluaran suara adalah 100W, dan menggunakan beban speaker 4 ohm untuk pengoperasiannya.

1. Apa itu Rangkaian Amplifier Subwoofer?

Rangkaian penguat subwoofer adalah pengeras suara yang menghasilkan sinyal audio frekuensi rendah. Dengan kata lain, mereka memastikan bahwa kualitas bass loudspeaker Anda meningkat dengan memperkuat sinyal audio input. Demikian pula, mereka menghilangkan distorsi harmonik.

Contoh subwoofer adalah subwoofer pasif. Ia mendapat daya dari amplifier eksternal, tetapi juga memiliki desain tipe penutup speaker.

Pengeras suara

Sumber; Wikipedia

2. Prinsip Rangkaian Penguat Subwoofer

Prinsip rangkaian penguat subwoofer melibatkan penguatan sinyal audio frekuensi rendah.

• Pertama, amplifier menyaring sinyal input audio untuk menghilangkan sinyal frekuensi tinggi.
• Selanjutnya, penguat tegangan menguatkan sinyal frekuensi rendah.
• Setelah itu, beberapa konfigurasi menaikkan sinyal tegangan rendah ke tingkat yang diperlukan.
• Terakhir, transistor mengubah versi amplifikasi dari suara frekuensi rendah menjadi sinyal daya. Akhirnya, sinyal daya menghasilkan bass/dentuman keras dan kebisingan minimal.

Kiat Pro

• Untuk sambungan terbaik ke volume udara ruangan dan efisiensi terbaik, posisikan speaker subwoofer di sudut.
• Selain itu, gunakan variasi enklosur untuk membantu mengurangi kebutuhan daya amplifier dan meningkatkan efisiensi drive subwoofer.
• Saat menggunakan koneksi pribadi, pastikan Anda menggunakan anti-virus untuk memindai perangkat Anda guna mengurangi kemungkinan perangkat terinfeksi.

Penguat Subwoofer 100 Watt

Diagram sirkuit

The Diagram sirkuit penguat subwoofer 100-Watt

Komponen Sirkuit

Sesuai diagram di atas, kita dapat melihat bahwa komponen-komponen dalam membuat rangkaian penguat stereo 100 Watt antara lain:

• Suplai daya ganda – +/-30V
• Q1 – 2N222A
• Q2, Q3 – TIP41
• Q4 – TIP147, PNP
• R1, R2 – 6K
• R3 – 130K
• R5 – 15K
• R6 – 3,2K
• R7 – 300 ohm
• R8 – 30 ohm
• R9, R10 – 3K
• H1, H2 – 1N4007
• C3, C5, C6 – 10uF, elektrolit
• C4 – 1uF, elektrolit
• C1, C2 – 0,1uF, elektrolit

Bergantung pada komponennya, kami akan memiliki ide sub-sirkuit amplifier yang juga berguna selama proyek amplifier Anda.

Desain Filter Audio

Untuk desain pertama, Anda akan menggunakan penguat Operasional LM7332 untuk membuat filter lolos rendah Sallen-Key.

Topologi filter kunci Sallen

Sumber; Wikipedia

Sekarang, mari kita asumsikan frekuensi cutoff seperti 200 Hz, dan faktor kualitasnya adalah 0,707. Selain itu, misalkan jumlah kutub sama dengan satu dan nilai C1 dan C2 sama dengan 0,1uF.

Oleh karena itu, untuk mencari nilai R1 dan R2 yang serupa, kita dapat menggunakan rumus di bawah ini dengan mensubstitusi nilai yang diketahui.

R1 =R2 =Q/(2*pi*fc*C2)

Nilai yang dihasilkan untuk setiap resistor adalah 5.6K. Namun, kami akan menerima 6K untuk R2 dan R1 untuk akurasi yang lebih baik.

Kami tidak akan menyertakan resistor di terminal non-pembalik untuk filter low-pass yang dapat disesuaikan. Itu karena kami menginginkan filter gain loop tertutup dan bukan yang memiliki short di terminal output.

Desain Pra-Amplifier

Dalam desain pra-penguat, kami akan menerapkan operasi kelas A dari transistor 2N222A.

(transistor)

Kami selanjutnya akan membutuhkan tegangan suplai 30V, resistor beban 4 ohm, dan daya output 100W.

Kita dapat memiliki tegangan diam kolektor, setengah tegangan suplai (15V), dan arus diam kolektor 1mA. Kemudian, ketika menghitung nilai resistor beban, itu harus sama dengan 15K.

R5 =(Vcc/2Icq)

Arus Dasar adalah, I_b =Icq/h_fe

Jika kita mengganti nilai gain/memiliki AC dalam rumus di atas, arus basis harus 0,02mA. Demikian juga, saya_b atau arus bias seringkali sepuluh kali arus basis. Oleh karena itu, totalnya mencapai 0.2mA.

Juga, tegangan emitor/Ve, kira-kira 12% dari tegangan catu daya, berada pada 3.6V. Anda sekarang bisa mendapatkan basis Vb/tegangan dengan menambahkan 0,7 ke Ve, yaitu 4.3V.

Rumus di bawah ini membantu dalam mendapatkan nilai R4 dan R3;

R3 =(Vcc – Vb) I_bias dan R4 =Vb/ I_bias

Jika kita mengganti nilainya, R4 akan menjadi 22K sedangkan, R3 akan menjadi 130K.

Resistansi resistor emitor (Ve/Ie) berada pada 3.6K, nilai yang dibagi oleh R7 dan R6.

R7 bertindak sebagai resistor umpan balik, dan berfungsi untuk mengurangi efek decoupling C4. Untuk mendapatkan nilai R7 saja, kita menghitung nilai gain dan R5, yaitu 300 ohm. Oleh karena itu, nilai R6 menjadi 3.2K.

Akhirnya, nilai C4 adalah 1uF karena resistansi emitor harus lebih besar dari reaktansi kapasitif C4.

Desain Penguat Daya

Penguat daya AB memiliki mode operasi kelas AB yang menggunakan transistor Darlington yaitu TIP147 dan TIP142. Oleh karena itu, dioda bias yang Anda pilih harus memiliki sifat termal yang mirip dengan transistor, yaitu 1N4007.

Dioda 1N4007

Sumber; Wikimedia

3K untuk resistor R9 cocok karena arus bias rendah membutuhkan nilai resistor bias tinggi. Selain itu, power amplifier mendapat input impedansi tinggi dari tahap driver. Jadi, kami akan menggunakan transistor daya TIP41 dalam operasi mode kelas A.

Nilai R8 sama dengan nilai arus emitor (0,5A) dan tegangan emitor (1/2Vcc- 0,7). Nilai akhir menjadi 28,6 ohm, tetapi dalam kasus ini, gunakan resistor 30 ohm.

Resistor bootstrap R10 harus menawarkan impedansi tinggi ke transistor TIP147 dan TIP142. Oleh karena itu, 3K direkomendasikan.

Operasi Sirkuit Penguat Subwoofer

Penjelasan langkah-bijaksana memberikan dasar-dasar operasi rangkaian penguat subwoofer.

• Filter low pass Sallen-Key dari desain di atas menyaring sinyal audio. Hanya frekuensi yang sama dengan dan di bawah 200 Hz yang lolos filter karena sisanya mengalami filtrasi.
• Input Q1 melalui transistor kopling dan C3 menerima sinyal frekuensi rendah. Karena Q1 beroperasi dalam mode kelas A, ini akan meningkatkan versi sinyal input audio pada outputnya.
• Kemudian, Q2 mengubah sinyal yang diperkuat menjadi sinyal impedansi tinggi sebelum meneruskannya ke penguat daya kelas AB.
• TIP147 dan TIP142 memberikan siklus lengkap dari sinyal keluaran. Satu transistor berjalan untuk setengah siklus negatif sementara yang lain untuk setengah siklus positif.
• Selanjutnya, R13 dan R11 mengurangi perbedaan di antara transistor yang cocok.
• Dioda menjaga distorsi cross-over minimal.
• Pada akhirnya, sinyal output berdaya tinggi mengoperasikan subwoofer/loudspeaker dengan impedansi rendah, sekitar 4 ohm.

Aplikasi Rangkaian Penguat Subwoofer

Beberapa aplikasi rangkaian penguat subwoofer meliputi;

• Untuk aplikasi suara, Anda akan menemukannya di tempat-tempat seperti konser, musik dansa elektronik, atau aplikasi sistem penguatan. Bahkan mobil Anda, beberapa teater tertentu, atau sistem home theater memiliki salah satu sirkuitnya.

(sistem home theater)

• Transmisi jarak jauh jika Anda ingin menarik daya untuk antena jarak tinggi.
• Anda dapat menggunakannya sebagai penguat daya untuk sinyal frekuensi terendah.

Keterbatasan Rangkaian Penguat Subwoofer

Mereka terdiri dari;

• Pertama-tama, ilustrasi sirkuit kami bersifat teoretis, dengan keluaran terkadang mengalami distorsi seperti pada genre musik akustik.
• Biasing mungkin juga mengalami gangguan karena rangkaian filter terkadang menaikkan level DC dari sinyal audio.
• Di lain waktu, sirkuit tidak dapat menghilangkan gangguan kebisingan seperti pengeras suara konvensional.
• Terakhir, efisiensi sirkuit berkurang karena perangkat linier yang menyebabkan disipasi daya.

Kesimpulan

Singkatnya, rangkaian penguat subwoofer adalah cara paling pasti untuk menciptakan suara frekuensi rendah. Posting kami menyoroti langkah-langkah yang harus diambil dalam mencapai kualitas aplikasi suara yang lebih baik. Namun, jika Anda masih memiliki pertanyaan atau memerlukan klarifikasi, hubungi kami, dan kami akan menghubungi Anda kembali.