Sistem amplifier Pushpull, OTL, OCL BTL.

Untuk memahami jenis2 amplifier sebaiknya dilihat dulu historisnya.

Jaman dulu saat masih belum ada solid state (transistor) amplifier menggunakan tabung katoda. Amplifier dengan tabung umumnya disusun pushpull. Karena tegangan yang digunakan cukup tinggi berkisar 300 Volt maka impedansi keluaran amplifier tabung sangat tinggi. Untuk itu diperlukan penyesuai impedansi dari ratusan ohm menjadi 8 ohm. Penyesuai impedansi menggunakan trafo output. Trafo juga berfungsi sebagai isolasi tegangan, maksudnya tidak nyetrum.

Setelah diketemukan transistor amplifier menggunakan trafo masih ada. Radio2 transistor jadul menggunakan trafo seperti pada amplifier tabung. Antara pre amp dengan penguat akhir disisipkan trafo input. Yang terkenal saat itu trafo dengan tipe IT191, untuk output menggunakan trafo tipe OT240. Ada juga yang lebih besar, tipenya OT191.

Akhir 60an sampai decade 70an berkembang amplifier OTL atau output transformer less. Amplifier ini sama sekali tidak menggunakan trafo pada input dan outputnya. Sebagai gantinya menggunakan kapasitor. Transistor yang terkenal saat itu atau paling banyak digunakan untuk powernya adalah tipe 2SB337. Perkembangan ini untuk merespon bahwa amplifier dengan trafo pada frekuensi rendah atau bass responnya kurang bagus.

Akhir decade 70an mulai dikembangkan apa yang namanya OCL atau output capacitor less. Saat itu kalangan audiophile merasakan bahwa respon nada rendah dibawah 50 Hz kurang bagus. Yang jadi terdakwa adalah kapasitor output. Maka kapasitor tersebut dihilangkan. Terbitlah yang namanya OCL. Pada saat itu OCL disebut juga DC amplifier atau direct couple amplifier, maksudnya tidak ada kopling antara rangkaian penguat dengan speaker maupun rangkaian input dengan source. Dengan menghilangkan kapasitor tersebut didapatkan respon yang lebih bagus pada frekuensi rendah, bahkan pada frekuensi dibawah 20 Hz masih bagus. Ini yang diminati oleh kalangan audiophile.

Yang membedakan antara OTL dengan OCL selain kopling kapasitor adalah sistem tegangannya. Pada OTL level tegangan pada penguat akhir hanya satu yaitu 0 dan +V saja, sedangkan pada OCL menggunakan dua level tegangan yaitu 0, -V dan +V.

Awal 80an mobil-mobil banyak yang sudah menggunakan sistem audio. Jangan dibayangkan sistem audio seperti sekarang ini. Masih sederhana yaitu tape-radio mobil, amplifier yang kadang-kadang dilengkapi dengan equalizer. Supply tegangannya menggunakan aki mobil yaitu 12 V. Dengan tegangan yang hanya 12 V maka sulit untuk mendapatkan daya yang besar. Hitung2 dengan speaker 8 ohm maksimum hanya 18 W rms, atau dengan 4 ohm tidak lebig 36 W rms. Itupun nggak mungkin tercapai. Bisa mendekati tapi output akan mengalami kliping. Untuk itu dikembangkan sistem BTL atau bridge transformer less, yaitu memberikan sinyal pada speaker dengan besaran yang sama tetapi dengan polaritas yang dibalik atau digeser 180⁰.

Cara ini BTL ini menghubungkan output dua buah amplifier yang identik ke masing-masing terminal speaker + dan - tetapi input salah satu amplifier diberi fasa yang terbalik. Secara teori dengan cara ini akan didapatkan daya output sampai 4 kali lipatnya. Dengan 8 ohm akan didapat daya 72 Watt rms atau 144 Watt rms pada beban 4 ohm. Tapi prakteknya tidak bisa didapat daya sebesar itu. Karena adanya rugi-rugi pada rangkaian paling besar akan didapat 2,5 kalinya.

Perkembangannya sistem BTL ini sampai sekarang masih dipergunakan untuk mendapatkan daya besar. Tercatat ada power amplifier merk Peavey yang menyediakan trafo pembalik fasa pada bagian inputnya.

Phase Locked Loop (PLL) - Bag 3 Sintesa Frekuensi (lanjutan)

Dalam implementasinya sebagai sintesa frekuensi F1 lebih sering disebut F-ref. Ini karena frekuensi tersebut berfungsi sebagai referensi. Ferekuensi F-ref ini tidaklah sebesar frekuensi X-tal tetapi hanya beberapa kHz. Bisa 1, 2, 5 atau 10 kHz atau lebih tinggi lagi tergantung kebutuhan. Ada juga yang dibawah 1 kHz. Besarnya F-ref ini akan menjadi step frekuensi. Pada pesawat CB step frekuensi sebesar 10 kHz, pada 2 meter band umumnya 10 kHz tetapi dapat juga diset dengan step yang lain (IC2N hanya 10 kHz).

Frekuensi F-ref sebesar 10 kHz didapatkan dengan cara membagi frekuensi X-tal. Kebanyakan X-tal yang digunakan adalah 10,240 MHz sehingga untuk mendapatkan 10 kHz diperlukan pembagi 1024. Pada beberapa pesawat PLL bekerja pada setengah frekuensi nominalnya maka ada PLL yang F-ref nya sebesar 5 kHz. Untuk ini diperlukan X-tal untuk F-ref dengan frekuensi 5,12 MHz dengan pembagi 1024 atau dengan X-tal 10,240 MHz dengan pembagi 2048.

Agar pembagi N tidak bekerja pada frekuensi yang tinggi (jaman dahulu pembagi digital frekuensi tinggi sangat mahal) maka sebelum masuk ke pembagi N frekeunsi F2 perlu diturunkan terlebih dahulu. Cara yang umum dipakai adalah dengan mencampur dengan frekuensi lain misalnya F 3 dan selisinya ( |F2-F3|) dimasukkan kedalam pembagi N.

Gambar berikut ini adalah gambar yang PLL yang umum digunakan di pesawat komunikasi.

 

Cara kerja kerja PLL ini sebagai berikut.

X-tal 10,240 MHz dibagi 1024 sehingga didapat frekuensi 10kHz. Frekuensi ini digunakan sebagai F-ref.

Keluaran VCO di campur didalam mixer dengan frekuensi lain yaitu F3 dan kemudian dimasukkan kedalam low pass filter (LPF) untuk mendapatkan selisih frekuensinya yaitu |F2-F3| (nilai absolut F2-F3). Hasil selisih ini misalnya F4 dimasukkan kedalam pembagi N hasilnya F4/N dan dimasukkan kedalam detektor fasa. Pada keadaan terkunci kaka F4/N akan sama dengan 10 kHz. Dengan demikian frekuensi F2 dapat diketahui.

CONTOH

Misalnya frekuensi F3 sebesar 30 MHz dan Pambagi N sebesar 100, maka :

F4 = 100 x 10 kHz = 1000 kHz = 1 Mhz.

F2 = F4 + F3 = 1 MHz + 30 MHz = 31 MHz.

Dengan demikian frekuensi keluaran VCO sebesar 31 MHz.

Ada berbagai cara dalam menerapkan PLL. Tetapi meskipun dengan cara yang berbeda-beda namun secara prinsip implementasi PLL pada pesawat komunikasi tetaplah sama.

Pada pesawat ICOM IC2N, pembagi N menggunakan IC 9122 yang bisa membagi mulai dari 8 sampai dengan 3999. Sinyal masukan IC ini maksimum 15 MHz. X-tal sebagai frekuensi referensi sebesar 5,12 MHz sehingga dengan pembagi 1024 didapat frekuensi 5 kHz. F3 70 MHz didapat dari X-tal sebesar 35 MHz yang di doubler atau pengganda frekuensi (untuk posisi transmit).

Pada posisi pembagi N = 8 maka F4 sebesar 40 kHz (8 x 5 kHz). Frekuensi ini didapat dengan mencampur F2 dengan F3 sebesar 70 MHz. Hasilnya F2 akan sebesar 70 MHz + 40 kHz. Atau sebesar 70,040 MHz. Dengan menggunakan doubler yaitu F2 x 2 didapat frekuensi 140,080 MHz, atau dial 008.

Gambar berikut adalah sistem PLL pada pesawat ICOM IC2N pada posisi pembagi N pada IC TC9122 = 008 atau nilai BCD= 0000 0000 1000 (Pada gambar dibawah Pembagi N 8)

 

Bersambung.

Phase Locked Loop (PLL) - Bag 2 Sintesa Frekuensi

Pada pesawat penerima radio heterodin ada bagian yang disebut lokal osilator. Pada pemancar radio baik untuk keperluan broadcasting maupun komunikasi juga ditemukan osilator. Bedanya untuk keperluan broadcasting menggunakan osilator yang frekuensinya tetap dan stabil. Untuk keperluan komunikasi diperlukan frekuensi yang stabil dan mudah digeser-geser. Pada pesawat-pesawat komunikasi lama dan juga para amatir radio khususnya yang bermain di frekuensi 3,5 MHz atau 80 meter band pembangkit frekuensi yang digunakan adalah Variable Frequency Oscilator (VFO). Selain untuk keperluan komunikasi VFO ini masih banyak digunakan pada pesawat penerima radio baik LF, MF, HF maupun VHF. Kelebihan VFO ini adalah mudah dibuat dan mudah untuk pindah prekuensi. Namun kelemahan utama adalah VFO cenderung tidak stabil. Suhu disekitar rangkaian resonator sangat mempengaruhi kestabilannya disamping komponen resonator itu sendiri (L dan C).

Ada satu jenis resonator yang sangat stabil dimana lingkungan disekitar resonator tidak mempengaruhi frekuensi osilasinya. Resonator itu adalah crystal piezoelectric yang lebih dikenal dengan nama kristal atau X-tal. Karena kestabilannya sangat tinggi sampai-sampai frekuensi resonansinya tidak bisa digeser. Kalaupun bisa bergesernya hanya dalam range beberapa KHz saja.

Impian amatir radio adalah bagaimana membuat pembangkit frekuensi (oscilator) yang kestabilannya seperti kristal tetapi mudah digeser-geser seperti VFO. Solusi untuk ini adalah dengan sintesa frekuensi. Dengan sintesa frekuensi akan didapatkan frekuensi yang sangat stabil seperti kristal dan bisa digeser-geser seberapa mau pergeserannya (meskipun tidak semudah VFO).

Dasar sintesa frekuensi bisa dilihat digambar blok diagram diatas. Oscilator (F1) diganti dengan Kristal (X-tal) dan antara keluaran VCO dan masukan detektor fasa disisipkan pembagi digital (N). Dijelaskan pada bagian sebelumnya, dalam keadaan terkunci maka kedua masukan detektor fasa akan mempunyai frekuensi yang sama. Maka (pada gambar sintesa frekuensi) F1 = F2/N. Dengan demikian besar frekuensi F2 = N x F1. Sehingga untuk mendapatkan frekuensi tertentu tinggal merobah nilai N pada pembagi.

Inilah dasar sintesa frekuensi.

Bersambung....

Phase Locked Loop (PLL) - Bag 1: Pendahuluan

Tulisan ini adalah tulisan saya di http://elektronika.web.id/ namun ada sebagian yang diedit dan dilengkapi. Pada elektronika.web.id gambar-gambar yang saya posting di web tersebut hilang semua kecuali yang saya posting di google seperti pada tulisan saya yang lain: "cara kerja frekuensi counter". Untuk yang terakhir ini adalah tulisan yang belum selesai.

---

Mulai disini

PLL (Phase Locked Loop) atau terjemahan bebasnya Ikal Terkunci Fasa merupakan sistem pengaturan loop tertutup. Yang dimaksud terkunci fasa (Phase Locked) adalah suatu besaran sinyal atau gelombang listrik (frekuensi atau fasa) dimana fasanya terkunci oleh fasa dari sinyal yang lain.

PLL pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian osilator (OSC), Detektor Fasa (?), Low Pass Filter (LPF) dan Voltage Controled Oscilator (VCO). Blok diagram PLL sebagai berikut:

Fungsi masing-masing blok dan cara kerja PLL sebagai berikut.
Oscilator menghasilkan frekuensi F1. VCO yang juga merupakan oscilator menghasilkan frekuensi F2. Kedua frekuensi ini dimasukkan kedalam detektor fasa (?). Jika ada perbedaan fasa antara kedua sinyal masukan (F1 dan F2) maka detektor fasa akan mengluarkan sinyal kontrol yang kemudian oleh Low Pass Filter (LPF) ditapis untuk mendapatkan nilai tegangan DC nya dimana nilai tegangan ini digunakan untuk mengontrol keluaran VCO (F2) naik atau turun. Keadaan ini terus berlangsung sampai fasa dari F2 sama dengan fasa F2. Jika sudah demikian atau fasa F1 sama dengan fasa F2 maka keadaan ini disebut terkunsi fasa. Apabila ada pergeseran pada F1 atau pada F2, maka F2 akan selalu menyesuaikan dengan F1 akibat dari adanya sinyal kontrol (DC) yang keluar dari LPF. Jika fasa kedua masukannya sama maka terjadi yang namanya fasa terkunci. Inilah yang dikatakan Phase Locked. Dalam keadaan fasa terkunci maka kedua masukan (F1 dan F2) akan mempunyai frekuensi yang sama sehingga F1=F2

Karena sistem ini merupakan sistem kontrol loop tertutup maka dinamakan Phase Locked Loop atau yang lebih dikenal dengan nama PLL.
PLL bisa diimplementasikan pada beberapa aplikasi antara lain:

• FM demodulator
• AM demodulator
• Sintesa frekuensi
• Pengatur Putaran Motor
• Pengatur Frekuensi Listrik (dengan nama yang lain)

Dari ketiga macam aplikasi tersebut yang paling populer adalah penerapannya pada sintesa frekuensi.
Penerapan sebagai AM demodulator sangat jarang dilakukan karena akan membuat rangkaian demodulator menjadi lebih rumit. Demodulator AM sederhana hanya membaca envelope sinyal yang biasanya cukup dengan satu buah dioda germanium dan lowpass filter saja sedangkan dengan menggunakan PLL harus menggunakan balance modulator disamping rangkaian PLL itu sendiri.
Sebagai FM demodulator juga jarang. Prinsip implementasi pada FM demodulator adalah dengan menghubungkan salah satu masukan detektor fasa (input F1) ke output dari IF (biasanya untuk pesawat penerima radio komersial 10,7 MHz, dan 10,695 MHz/ 455 KHz pada penerima komunikasi). Output audio diambil dari output LPF.

Blok diagram untuk demodulator FM seperti gambar ini.

Bersambung kebagian selanjutnya. Sabaarrrrr

Random

Kadang saya berfikir, sebenarnya apakah ada di dunia ini yang benar-benar random. Sesuatu yang sifatnya acak. Bukankah semua yang ada dan terjadi atas kehendakNya. Kata random adalah vonis akhir manusia yang tidak mampu mengungkap rahasia dibalik kejadian. Gampangnya manusia tidak mampu merumuskan ihwal kejadiannya.

Dalam suatu diskusi tentang penempatan file pada suatu disk komputer. Terdapat beberapa hardisk didalam suatu server dimana distribusi file merata kedalam sesua hardisk. Jika ada penambahan hardisk baru maka ada penataan baru oleh server secara otomatis. Pertanyaannya, dimana sisi mana penempatan file-file. Jawabannya tidak tahu karena penempatannya random. Lha, kalau seperti itu apa nggak kacau sistem komputer. Menurutku yang pasti programer atau pembuat sistem mengetahui dibagian mana file-file itu tersimpan karena mereka yang membuatnya. Kesimpulanku kata random berlaku untuk yang tidak mengetahui dan merupakan jawaban termudah.

Didalam alam semesta ini mungkin banyak orang yang mengira segalanya terjadi secara random. Meteor bergerak secara random. Debu bergerak secara random. Gelas yang jatuh dan pecah, maka pecahannya akan menyebar secara random. benarkah demikian? Kalau melihat diri pribadi kita, apakah kita melakukan sesuatu aktifitas secara random? Kita sendiri yang bisa menjawab. Tidak, hidup ini mesti terencana dan terarah. Tetapi kalau menyangkut banyak manusia tidak ada yang bisa memformulakan sehingga dibilang aktifitas manusia itu random. Jawaban yang mudah.

Alloh swt, Tuhan Maha Besar, Maha Mengetahui. Segalanya terjadi dengan kehendakNya. Sampai tidak ada satu debupun yang tidak lepas dari pengamatanNya. Dialah yang mengatur segalanya. Tidak ada yang random bagiNya. Tuhan Semesta Alam. Ilmu Alloh sangat luas. Seandainya pohon seluruh bumi dijadikan kertas dan seluruh air dilautan dijadikan tinta tidak akan cukup menulis ilmu Alloh.

Alloh berfirman didalam Al Qur'an:

Bismillahirohmanirrohiim.

Katakanlah: Sekiranya lautan menjadi tinta untuk (menulis) kalimat-kalimat Tuhanku, sungguh habislah lautan itu sebelum habis (ditulis) kalimat-kalimat Tuhanku, meskipun Kami datangkan tambahan sebanyak itu (pula)." (QS:Al Kahfi 109)

Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan laut (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh laut (lagi) sesudah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat Allah[1183]. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa lagi Maha Bijaksana. (QS:Al Lukman 27)

Hari-hariku

Khalil bin Ahmad berkata, "Hari-hariku ada empat", yaitu sebagai berikut.

1. Hari aku keluar dan bertemu dengan orang yang lebih pandai, maka aku belajar dari dia. Maka itulah hari manfaat dan keberuntunganku.
2. Hari aku bertemu dengan orang yang kurang pandai,lalu aku mengajarnya, dan itulah hari pahalaku.
3. Hari aku bertemu dengan yang ilmunya seimbang dengan ilmuku, lalu aku berdiskusi dengannya, dan itulah hari tambahan pelajaran untukku.
4. Hari aku bertemu dengan orang yang ilmunya di bawahku, tetapi dia merasa lebih pandai, maka aku tidak berbicara dengannya. Itulah hari istirahatku."

Have a nice day for my brothers and siters.....