Nostalgia Rangkaian Tone Control 007

Saya sebut ini nostalgia karena merupakan salah satu rangkaian di awal2 saya hobi elektronika lebih dari 20 tahun yang lalu. Pada waktu itu pengetahuan baru sebatas merakit dan modifikasi dengan coba-coba mengganti nilai komponen.

Dulu saya mengenal PCB ataupun kit 007S dan 007T dari produk Ronica dan Gema.

Pada kesempatan ini saya mencoba mensimulasikan respon frekuensi dari tone control 007 ini. Saya hanya melakukan simulasi, tidak melakukan perakitan kembali.

Sebagai catatan dalam simulasi ini :

  • Transistor saya memakai 2N5551 karena kebetulan ada model 2N5551 versi Bob Cordell
  • Rangkaian disederhanakan tidak menyertakan rangkaian loudness dan filter
  • Catuan menggunakan 24V (saya coba dengan 12 volt pun responnya sama) pada rangkaian asli catuan 30-42V diturunkan dengan resistor 2K2

Dibawah ini merupakan rangkaian tone control 007 yang disimulasikan.

Q1 dengan konfigurasi common collector memiliki penguatan tegangan = 1. Jadi rangkaian Q1 berfungsi non inverting sebagai buffer, sedangkan rangkaian Q2 (common emitter) bersifat inverting dengan respon penguatan sesuai rangkaian tone control.

Respon frekuensi di plot dengan potensio (bass dan treble) dari posisi minimum ke maksimum dengan step tiap 10%.

Pada rangkaian asli dengan C5 sebesar 10uf didapat respon frekuensi seperti gambar dibawah.

Dari gambar diatas terlihat respon frekuensi sekitar 20Hz terlihat teredam.

Saya mencoba melakukan tweak dengan merubah C5 menjadi 100uf untuk merubah respon pada frekuensi rendah (bass). Menjadi seperti gambar dibawah ini.

res-HN-MOS, class H all N channel amplifier

banyaknya komponen palsu yang beredar kadang membuat keraguan untuk membeli meskipun seller menyatakan original, karena kadang seller pun bisa “tertipu” (tidak sengaja) supplier.

di sisi lain muncul juga komponen-komponen cabutan original yang dijual murah terutama mosfet bekas SMPS (N mosfet)

namun kebanyakan mosfet (daya besar) yang beredar adalah mosfet N-channel, mosfet P channel yg mungkin agak mudah didapat hanyalah IRFP9240 itupun tidak semua daerah ada

dari sinilah muncul ide amplifier dengan transistor output ALL N CHANNEL

untuk kelas AB mungkin sudah banyak, seperti QUASI, BUZAMP , KANEDA, Legend stage master, atau yang lokal seperti BELL MOFET

sedangkan untuk kelas H saya belum banyak menemukan referensi,

referensi yang saya pakai untuk skema ini diambil dari NAD 208 dan NAD 306

mengapa mendesain kelas H?

karena kebanyakan orang Indonesia tergila-gila dengan watt besar

rangkaian ini hanya sebatas jalan di simulasi, saya sendiri belum mencoba dan tidak tahu apakah akan sampai membuatnya juga, amplifier saya 57 Watt/ch stereo sudah sangat cukup untuk dirumah

saya share skema agar bisa dipelajari oleh semua orang dan membuatnya lebih baik

maaf skema saya sensor (watermark) tapi masih terbaca, antisipasi ada yg claim dan di rebranding

untuk pemilihan komponen (di skema ini) saya lebih cenderung ke low cost dan mudah dicari (original) bukan ke performa. misalnya MJE/KSE340 harganya jauh lebih rendah dibanding 2SC/KSC3503. pemilhan komponen juga karena kebetulan ada stok, misalnya 2SC5171 yg sudah obsolete

simulasi :

  • power supply +-45V, +-90V
  • 4 ohm load, 20kHz sinusoidal, 73Vpp, THD 0,08%, sebelum clip
  • 8 ohm load, 20kHz sinusoidal, 77Vpp, THD 0,08%
  • 8 ohm clip pada 81,2Vpp
  • 4 ohm clip pada 76V

desain PCB on progress

Speaker protector dengan AC detect

pengaman speaker (speaker protector) paling tidak harus memenuhi kriteria berikut

  1. on delay : memberi jeda waktu (on relay) sebelum speaker terhubung ke amplifier
  2. fast off : seketika memutus hubungan speaker ke amplifier ketika power dimatikan
  3. DC detect : mendeteksi adanya tegangan DC pada output amplifier untuk mencegah kerusakan pada speaker (misalnya karena output transistor short)

point 1 dan 2 untuk menghilangkan bunyi “jeduk”

point 1 dan 3 secara umum sudah terdapat di kit-kit atau rangkaian yang ada di pasaran lokal.

sedangkan pada point 2 pada kit2 lokal kurang teroptimalisasi, kebanyakan untuk mempercepat off skema/kit lokal menggunakan trafo terpisah untuk rangkaian protektornya dengan mengecilkan kapasitor regulatornya (kisaran 100uf)

saya akan mencoba menerapkan rangkaian pendeteksi AC yang akan mendeteksi tegangan AC sehingga ketika amplifier dimatikan seketika juga relay protektor akan off.

dengan adanya rangkaian pendeteksi tegangan AC ini juga akan membuat catuan protektor lebih fleksibel misalnya dengan menggabungkannya dengan catuan amplifier sehingga tidak memerlukan trafo tambahan

untuk skema seperti dibawah ini :

Speaker protector V1_by res

Q5 dan Q6 berfungsi sebagai saklar/relay driver,akan on jika tegangan di C5 mencapai 9,4V (Vz+2Vbe)

jeda waktu ditentukan oleh R6 dan C5, makin besar makin lama, penentuan R6 harus memperhitungkan kebutuhan arus untuk relay,jika terlalu besar juga tidak bisa on

R1,R2,R4,C2,C3,Q2,Q3 medeteksi adanya tegangan DC pada output amplifier baik positif maupun negatif

D1,R3,R5,C1,Q1 berfungsi sebagai AC detector,kalau tidak dipakai hubungkan AC_detect ke +24V/VCC atau cabut Q1

desain PCB (belum ditest) Speaker protector V1_pcb

contoh impelementasi :

Audio amplifier yang menggunakan SMPS : unregulated atau regulated?

Ini sebenarnya juga pertanyaan untuk saya sendiri
apakah SMPS sebaiknya unregulated atau regulated, khususnya jika dipakai untuk menyuplai audio power amplifier class AB atau B?

Saya mencoba mempelajari sistem SMPS dari pabrikan2 terkenal
dan saya coba mengambil kesimpulan sebagai berikut :

  • Untuk amplifier class AB umumnya mempunyai PSSR yang sangat bagus, sinyal output tidak akan mengalami perubahan meskipun tegangan supply naik turun asal sinyal tidak sampai mengalami clip.
  • Amplifier juga merupakan beban yang sangat dinamis (lonjakan arus tiba2) sehingga cukup sulit untuk meregulasi outputnya.
  • Hampir semua pabrikan memakai SMPS unregulated untuk kelas AB
  • Untuk kelas D pabrikan seperti yamaha menambahkan PFC boost converter di depan smps halfbridge unregulated.
  • Uniknya, beberapa pabrikan besar masih memakai chip smps generasi pertama yaitu TL494 (sekitar akhir 70an) dan chip generasi kedua SG3525.

Berikut daftar singkat amplifier yang menggunakan SMPS :

1. Yamaha
– Yamaha EMX5000 : Halfbridge, unregulated, chip : IR2153
– XMV8140 (class D IRS2092) : halfbridge, unregulated, SG3525 dengan PFC regulator
– T5n (EEEngine) : halfbridge, unregulated, SG3525
– XP5000 (EEEngine) : halfbridge, unregulated, SG3525
– PC9501 (EEEngine) : halfbridge, unregulated, SG3525
– YST-SW800 : self oscillating, halfbridge, unregulated

2. C-audio
– Pulse series : halfbridge, unregulated, SG3525

3. Crown
– CTS 4200A : halfbridge, unregulated, SG3525

-CTS600, CTS1200 : halfbridge, regulated, UC3846

-CDi2000 : halfbridge, unregulated, TL494

-XLS2500 : halfbridge, unregulated, FAN7387

-CE4000 : fullbridge, unregulated, UCC3895DW, PFC

4. Labgruppen
– Fp3400 : flyback, primary (extra winding) regulated, UC3851
– Lab4000 : flyback, primary (extra winding) regulated, UC3851

5. QSC
– PLX series (PLX-1202): halfbridge, unregulated, SG3525
– Powerlight Series : halfbridge, unregulated, SG3525

 

6. NAD
– M22 : halfbridge, unregulated, synchronous rectifier, TL494

7. BEHRINGER
– PMP500 : SPS1000, halfbridge, unregulated, IR2153
– SMPSU18 : halfbridge, unregulated, SG3525

8. CARVIN
– BX1500 : halfbridge, unregulated, resonant, IR2153