Bagaimana Cara Kerja Penguat Amplifier – William Shockley, salah satu penemu transistor pemenang Hadiah Nobel (penguat elektronik revolusioner yang berasal dari tahun 1940-an) memiliki cara yang jelas untuk menjelaskannya.
Bagaimana Cara Kerja Penguat Amplifier
rfconcepts – Jika Anda mengambil seikat jerami dan mengikatnya ke ekor keledai dan kemudian menyalakan korek api dan membakar jerami, dan jika Anda kemudian membandingkan energi yang dikeluarkan segera setelah itu oleh bagal dengan energi yang dikeluarkan oleh Anda sendiri dalam pemukulan korek api , Anda akan memahami konsep amplifikasi.”
Amplifier adalah komponen kecil dalam alat bantu dengar yang membuat suara terdengar lebih keras. Mereka juga gadget di radio yang meningkatkan sinyal jauh dan perangkat di peralatan stereo yang menggerakkan pengeras suara Anda dan kotak hitam besar yang Anda colokkan ke gitar listrik untuk membuatnya meninggikan atap. Apa itu amplifier? Bagaimana mereka bekerja? Mari kita lihat lebih dekat!
Sangat mudah untuk menghitung berapa banyak perbedaan yang dibuat oleh penguat: ini adalah rasio sinyal keluaran dengan sinyal input, pengukuran yang disebut penguatan penguat (atau kadang-kadang faktor penguatan atau faktor amplifikasi).
Baca Juga : Ulasan PoGo Produk Radio YourWay AM/FM Radio Recorder
Jadi penguat yang menggandakan ukuran sinyal asli memiliki penguatan 2. Untuk penguat audio (suara), penguatan sering dinyatakan dalam desibel (khususnya, ini sepuluh kali logaritma daya keluaran dibagi daya masukan).
Sekarang hal utama tentang penguat bukan hanya meningkatkan arus listrik. Itu bagian yang mudah. Yang sulit adalah bahwa ia harus dengan setia mereproduksi kualitas sinyal input bahkan ketika sinyal itu terus-menerus (dan kadang-kadang secara dramatis) bervariasi dalam frekuensi dan amplitudo (untuk penguat audio, itu berarti volume).
Penguat audio mungkin bekerja lebih baik dengan beberapa frekuensi suara daripada yang lain; rentang frekuensi di mana ia bekerja dengan memuaskan disebut bandwidth-nya. Idealnya, ia harus menghasilkan respons yang cukup datar atau respons linier dengan berbagai sinyal input yang berbeda (sehingga penguatannya cukup konstan di berbagai frekuensi).
Jika penguat tidak dengan setia mereproduksi frekuensi input dalam outputnya, ia menderita apa yang disebut respons frekuensi , yang berarti meningkatkan beberapa frekuensi lebih dari yang lain. (Kadang-kadang efek ini disengaja. Headphone earbud kecil sering dirancang dengan cara ini sehingga memberikan bass ekstra.)
Amplifier juga harus bekerja di berbagai amplitudo (biasanya itu berarti volume suara), yang mengarah ke masalah lain. Ketika amplitudo input meningkat, amplifier akan berjuang untuk menghasilkan peningkatan output yang sesuai, karena ada batasan berapa banyak daya yang dapat dihasilkannya. Itu berarti setiap peningkatan lebih lanjut dalam input hanya akan menghasilkan tingkat output yang sama—fenomena yang dikenal sebagai clipping— dan peningkatan jumlah distorsi.
Masalah lain yang dimiliki amplifier disebut umpan balik dan orang-orang yang menggunakan mikrofon di atas panggung sangat akrab dengannya. Jika mikrofon dinaikkan terlalu tinggi atau ditempatkan terlalu dekat dengan pengeras suara, mikrofon tidak hanya menangkap suara seseorang atau instrumen (sebagaimana seharusnya), tetapi juga suara yang diperkuat dari suara atau instrumen yang berasal dari speaker sedikit setelahnya, yang kemudian diperkuat kembali—hanya untuk melewati speaker sekali lagi dan diperkuat lagi.
Hasilnya adalah peluit memekakkan telinga yang kita sebut umpan balik. Banyak bintang dan grup rock telah menjadikan efek umpan balik sebagai bagian yang disengaja dari suara mereka, termasuk Jimi Hendrix dan Nirvana.
Bagaimana cara kerja penguat?
Tugas amplifier adalah mengubah arus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar, dan ada berbagai cara berbeda untuk mencapainya, tergantung pada apa yang Anda coba lakukan.
Jika Anda ingin meningkatkan tegangan listrik yang cukup konstan, Anda dapat menggunakan perangkat elektromagnetik yang disebut transformator . Sebagian besar dari kita memiliki rumah yang penuh dengan transformator tanpa disadari.
Mereka banyak digunakan untuk menggerakkan peralatan bertegangan rendah seperti pemutar MP3 dan komputer laptop dari outlet listrik rumah tangga bertegangan tinggi, Mereka juga digunakan di gardu listrik untuk mengubah listrik bertegangan sangat tinggi dari pembangkit listrik ke tegangan yang jauh lebih rendah yang rumah dan kantor membutuhkan.
Dalam semua kasus sehari-hari ini, trafo mengubah tegangan besar menjadi lebih kecil, (mereka adalah trafo “turunkan”), tetapi kita juga dapat menggunakannya dengan cara yang berlawanan (sebagai perangkat “menaikkan”) untuk meningkatkan tegangan yang lebih kecil menjadi yang lebih besar.
Jika arus input hanyalah pulsa listrik singkat yang dirancang untuk menghidupkan atau mematikan sesuatu, Anda dapat menggunakan relai elektromagnetik untuk memperkuatnya. Relai menggunakan elektromagnet untuk menggabungkan dua rangkaian listrik bersama-sama sehingga ketika arus kecil mengalir melalui salah satu rangkaian, arus yang jauh lebih besar mengalir melalui yang lain.
Menggunakan relai, arus listrik kecil dapat memberi daya pada sesuatu yang biasanya membutuhkan arus yang jauh lebih besar untuk mengoperasikannya. Misalnya, Anda mungkin memiliki sel fotolistrik (“mata ajaib”) yang diatur untuk menerima sinar inframerah yang tidak terlihatmenyalakan alarm penyusup.
Ketika seseorang mematahkan balok, arus kecil dikirim ke relai yang bekerja dan menyalakan arus yang jauh lebih besar yang membunyikan bel alarm di sisi rumah. Arus keluaran kecil dari sel fotolistrik akan terlalu kecil untuk menyalakan bel dengan sendirinya.
Jika Anda ingin memperkuat sinyal yang berfluktuasi, seperti sinyal radio atau TV, suara seseorang yang datang dari saluran telepon, atau input dari mikrofon dalam alat bantu dengar, Anda biasanya akan menggunakan penguat berbasis transistor . Transistor memiliki tiga sambungan kabel yang disebut basis, emitor, dan kolektor.
Ketika Anda memberi makan arus input kecil antara basis dan emitor, Anda mendapatkan arus keluaran yang jauh lebih besar yang mengalir antara emitor dan kolektor. Jadi dalam sesuatu seperti alat bantu dengar, secara umum, Anda akan memasukkan output dari mikrofon ke dasar dan menggunakan output dari kolektor untuk menggerakkan loudspeaker. Sebelum transistor ditemukan pada tahun 1947, amplifier elektronik yang jauh lebih besar disebut tabung vakum (dikenal sebagai “katup” di Inggris) digunakan dalam hal-hal seperti TV dan radio .
Seperti yang telah kita lihat, ada batasan seberapa banyak penguat akan meningkatkan sinyal tanpa kliping atau distorsi. Salah satu cara untuk menyiasatinya adalah dengan menghubungkan lebih dari satu amplifier bersama-sama sehingga output dari satu diumpankan ke input berikutnya—dan seterusnya, dalam satu rangkaian, hingga Anda mendapatkan dorongan sebanyak yang Anda butuhkan. Perangkat yang bekerja seperti ini disebut amplifier multistage .
Beberapa jenis peralatan audio menggunakan dua amplifier terpisah— pre-amplifier (“pre-amp”) dan amplifier utama. Pra-penguat mengambil sinyal asli dan meningkatkannya ke tingkat input minimum yang dapat ditangani oleh penguat utama. Penguat utama kemudian meningkatkan sinyal cukup untuk menyalakan pengeras suara. Hal-hal seperti turntable pemutar rekaman dan pemutar MP3 (dimainkan melalui peralatan stereo besar) biasanya memerlukan pra-amplifier.
Jika amplifier hanya memiliki satu pekerjaan sederhana yang harus dilakukan membuat sinyal lebih besar sambil mendistorsinya sesedikit mungkin Anda mungkin berpikir satu jenis amplifier sudah cukup. Lagi pula, berapa banyak cara berbeda yang dapat Anda lakukan untuk membuat sesuatu yang lebih besar?
Faktanya, seperti pencarian online cepat akan mengungkapkan, ada zillions berbagai jenis amplifier, mereka datang dalam berbagai bentuk dan ukuran (dari transistor tunggal yang digunakan dalam alat bantu dengar hingga ampli audio raksasa yang digunakan untuk menyalakan pengeras suara di konser rock) dan kita dapat mengklasifikasikannya dalam berbagai cara.
Kita dapat, misalnya, mengurutkannya berdasarkan apa yang mereka lakukan untuk kita (meningkatkan sinyal radio, mungkin, atau membuat sinyal dari pickup pemutar rekaman cukup keras untuk mendorong loudspeaker bolak-balik) atau bagaimana mereka melakukannya (bagaimana sirkuit mereka terhubung ke dalam).
Apakah mereka bekerja dengan cara analog atau menggunakan sirkuit digital apakah mereka digunakan sendiri atau berurutan dengan amplifier lain; berapa banyak keuntungan yang mereka berikan pada sinyal kita atau seberapa efisien mereka menggunakan daya dan bahkan dari komponen apa mereka dibuat (tabung vakum, transistor, atau sirkuit terpadu). Dengan begitu banyak faktor yang berbeda untuk dipikirkan, amplifier bisa sangat membingungkan ketika Anda pertama kali menemukannya; mari kita coba untuk memahami mereka semua sama.
