LOT

 
 
 

Line Output Transformer (LOT) 




Prototype Pertama
Prototype Kedua

Prototype Ketiga ( Final)
Artikel Terkait
Produk Terkait
Spesifikasi LOT
Contributor


Lanjut Ke LOT  II



Dalam bidang audio dimana baik buruknya sesuatu peralatan yang  pada ahirnya diukur oleh perasaan manusia, sesuatu yang tidak baik menurut acuan teknis bisa menjadi baik ketika diukur oleh perasaan manusia yang pada dasarnya bersifat subjektif.
Setidaknya hal di atas adalah sebuah pemikiran yang bisa saya ungkapkan sebagai awalan dari tulisan ini.
   



Gambar 1a, Berbagai jenis coupling dalam penguat


Dalam rangkaian amplifier tabung ada 4 jenis  jenis sambungan/coupling  antar dua buah tingkat penguat yaitu
1. Direct coupled
2. RC Coupled
3. LC Coupled
4. Transformer Coupled
 
Pada metode Transformer Coupled digunakan Line Output Transformer (disingkat LOT).
LOT  adalah sebuah transformer yang diletakkan pada keluaran sebuah preamp untuk kemudian sekundernya dihubungkan ke power amplifier.
Diantara keempat metode coupling yang telah disebutkan di atas Direct Coupled adalah metode yang memiliki rugi rugi (losses) paling
kecil atau bahkan mendekati  nol  sedangkan Transformer Coupled adalah metode yang memiliki losses paling besar dan juga biayanya paling mahal.

Penyebab dari besarnya losses pada transformer coupled adalah karena adanya 2 kali konversi bentuk sinyal yaitu
1. Dari arus listrik diubah menjadi medan magnet, yaitu dari lilitan primer menuju ini besi pada transformer
2. Dari medan magnet menjadi arus listrik yaitu dari inti besi transformer menuju lilitan sekunder.

Akan tetapi kalau anda sudah mendengar suara dari sebuah Transcoupled Amplifier,  kemungkinan besar anda akan terpukau  oleh  kualitas suara yang dihasilkan oleh sebuah Transcoupled Amplfier dibandingkan dengan metode coupling lainnya, walaupun secara teknis metode ini memili rugi rugi yang paling besar dan mahal biayanya.

Tulisan berikut adalah urain pengalaman saya ketika mengembangkan LOT :

Line output transformer atau disingkat LOT, adalah hasil baru dari petualangan saya di bidang transformer di bulan November tahun 2008.
Dengan diilhami oleh saran dari rekan Paul Yahya sekitar bulan Agustus 2008 lalu Gunawan memesan sepasang LOT dari saya untuk Preamp Tubelover 26 miliknya, kebetulan saat itu saya lagi punya stok besi kern yang bagus dari ukuran EI25 dan dari type G10 ( kira kira setara dengan M6).


Pembuatan Prototype Pertama
Kemudian saya buatkan sepasang LOT untuk Gunawan dengan impedansi primer 15kohm dan sekunder juga 15kohm, setelah selesai saya tidak langsung memberikan LOT tsb pada Gunawan namun saya mengetes terlebih  dahulu respon frekuensi dari LOT tersebut dengan prototype Discreet OP Amp yang masih saya simpan, hasil pengukuran saat itu memang memuaskan saya karena Bandwith dari LOT ini adalah terbentang dari dari 13Hz sampai 23kHz (+/- 3dB)  dan saya pikir ini sudah melewati persyaratan respon frekuensi  peralatan audio yaitu 20 - 20kHz.
Rangkaian uji untuk prototype pertama ini dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini :
 
             



                                                     Gambar 1, Rangkaian uji LOT dengan Discrete Op Amp


Kemudian LOT ini saya kirim ke rumah Gunawan dan dipasang langsung pada Preamp Tubelover 26 milik Gunawan, setelah didengar memang ada hal baru yang menarik yang berhasil didapat dari pemakaian LOT ini yaitu nada trebel dan vocal terdengar lebih licin, karakter suara terdengar lebih dinamik, sound stage juga lebih lebar,  serta hum yang menjadi ciri khas dari preamp 26 menjadi berkurang banyak.
Namun ada satu kekurangan ditampilkan oleh preamp tsb yaitu tonal balance yang kosong di daerah bass, bisa juga saya sebutkan bahwa nada bass dari preamp menjadi berkurang.
Mula mula saya binggung mengapa suaranya menjadi seperti itu padahal ketika diukur dengan Discreet Op Amp, lower frekuensi responnya bisa mencapai 13Hz. Beberapa saat kemudian saya baru menyadari kekeliruan saya, yaitu bahwa saya telah mengabaikan impedansi keluaran dari pre amp 26.
Discreet Op Amp yang saya  gunakan untuk mengukur bandwith dari LOT ini memiliki impedansi keluaran  sekitar 250 ohm, sedangkan tabung 26 memiliki plate resistance  sebesar 8200 ohm. Tentu saja dengan impedansi keluaran yang lebih besar maka lower frequency respon juga akan membesar atau naik menjauhi 20Hz, sehingga nada bass juga akan terdengar berkurang.

Untuk bisa mengetahui dengan pasti berapa respon frekuensi sesunggunhnya dari LOT prototype pertama ini, saya kemudian melakukan pengukuran ulang dengan namun dengan menambahkan resistansi sebesar 8k2 ohm pada output dari discreete Op Amp, resistansi ini berperan untuk menggantikan plate resistan dari tabung 26 yang nilainya sekitar 8k2 ohm. Skema rangkaian pengukuran ulang bisa dilihat pada  Gambar2 dibawah ini.

         

Gambar 2, Skema  Pengukuran respon frekuensi LOT  Prototype 1 dengan beban 8k2 ohm


Dalam pengukuran ini saya menemukan bahwa Lower cut off frekuensi dari LOT adalah 90Hz, dan upper cut off adalah 23 kHz.
Karena respon frekuensi yang mulai dari 90 Hz maka tidaklah mengherankan, nada bass terdengar kurang menonjol.

Pengalaman ini bisa juga berguna bagi anda dalam memilih LOT, umumnya dalam tabel spesifikasi LOT pabrik mencantumkan berapa nilai source impedance yang digunakan pada saat melakukan pengukuran produk LOT tsb, dan tentunya source impedance dari LOT tersebut harus sama  besar dengan plate resistance dari tabung yang akan kita gunakan. Karena jika source impedance yang digunakan untuk mengukur LOT tsb lebih kecil dari plate resistance tabung yang akan kita pakai maka respon frekuensi yang dicantumkan tidak akan valid, dan  respon frekuensi rendah yang akan didapat akan menjadi lebih tinggi dari yang tercantum pada tabel spesifikasi.


Pembuatan Prototype Kedua
Dalam aplikasi LOT Semakin tinggi plate resistance dari sebuah tabung maka akan dibutuhkan LOT yang memiliki induktansi primer yang lebih besar. Sebagai penjelasan dari pengertian di atas ada bisa melihat pada gambar 4  berikut rangkaian penganti dari transformer coupled amplfier pada frekuensi rendah.


 
Gambar 3, Rangkaian pengganti Transcoupled amplifier pada frekuensi rendah

Penjelasan Simbol
Vp = tegangan plate
Vo = tegangan output
rp = resistansi plate dari tabung (ex 6SN7= 6kohm, 12AX7=60k, 26 = 8k2,etc)
RL = resistansi beban
Lp = induktansi primer


Pada rangkain equvalent frekuensi rendah yang bisa anda lihat pada gambar 3 di atas, ada 3 tiga parameter yang pada ahirnya bisa berpengaruh dalam menentukan lower frekuensi respon dari rangkaian  rp, RL dan Lp, karena ketiga parameter tersebut akan membentuk sebuah high pass filter ( HPF)

Besarnya lower cutt off frekuensi (F lower) dari HPF tsb dapat diperoleh dari rumus berikut :
                                           
                                                                      F Lower = ( rp//RL) / (2 x pi x Lp)

Dari persamaan ini bisa anda lihat yang bahwa yang  ada 3 parameter yang bisa menjadi variabel yaitu rp, RL dan Lp.
Untuk sebuah rangkain yang sudah direncanakan untuk menggunakan tabung tertentu maka hanya RL dan Lp saja yang bisa diubah ubah, karena nilai rp sudah fix untuk tiap tabung.

Memperkecil nilai RL bisa menurunkan F Lower namun nilai tegangan output maximum juga akan turun,  dan sebaliknya.
Berkaitan dengan rancangan sebuah LOT maka jika ingin menurunkan F Lower  maka Lp harus dibuat lebih besar.

Untuk membuat nilai Lp menjadi lebih besar, pada dasarnya ada dua cara yang bisa dilakukan yaitu :
1. Memperbesar luas penampang inti trafo
2. Memperbesar  nilai impedansi primer dengan menaikkan jumlah lilitan kawat

Kemudian langkah yang saya lakukan adalah membuat prototype kedua, dan pada prototype kedua ini saya membuat luas penampang trafo menjadi dua kali lipat dan mengubah impedansi primer yang tadinya 15k menjadi 18k dengan cara menaikkan jumlah lilitan primer.
Hal ini saya lakukan dengan harapan agar nilai induktansi primer bisa membesar dan F Lower juga bisa turun.

Seperti langkah sebelumnya, sebelum uji dengan dilakukan saya mengukur terlebih dahulu respon frekuensi dari LOT prototype 2 ini.
Skema rangkaian pengukuran bisa dilihat pada gambar 4 di bawah ini.

           


Gambar 4, Pengujian Respon Frekuensi Prototype 2

Hasil pengukuran yang didapat ternyata agak mengejutkan saya karena Lower cutt frekuensi yang didapat memang bisa turun menjadi 20Hz, namun upper cutt off juga turun menjadi 13kHz, atau dengan kata lain bandwith dari LOT prototype 2 ini adalah 20Hz-13kHz.
Bandwidth  dengan rentangan dari 20Hz sampai 13kHz tentu saja tidak memenuhi persyaratan untuk aplikasi penguat audio yang mempersyaratkan bandwidth 20Hz - 20kHz.
Suara dari LOT prototype ini memang terdengar tumpul, trebelnya nyaris hilang dan melulu hanya bass saja yang terdengar, seperti halnya mendengar suara dari subwoofer.
Sampai pada tahap ini saya menyadari bahwa petualangan saya belum berhasil, masih ada lagi petualangan yang harus saya lakukan untuk mendapat hasil yang diharapkan.


Pembuatan Prototype Ketiga
Meningkatkan induktansi primer, dari sebuah LOT memang bisa dilakukan dengan memperbesar luas penampang inti besi dan menaikkan jumlah lilitan, namun tentu saja ada konsekuensi yang harus diterima sebagai efek dari cara ini yaitu naiknya interleaved capacitance dan juga naiknya resistansi DC dari masing masing lilitan, pada ahirnya sebagai trade off dari kondisi tersebut adalah upper cut off menjadi turun.
Sehingga ahirnya saya memutuskan untuk merancang ulang gulungan dari LOT ini dan mengubah impedansi primer kembali menjadi 15k.
Sebagai hasilnya lahirlah kemudian prototype ketiga.
Seperti biasanya sebelum diuji dengar saya mengukur dulu respon frekuensi dari prototype no 3 ini dengan rangkain uji yang bisa dilihat pada gambar 5 di bawah ini :

           


Gambar 5, Pengujian Prototype 3


Sebagai hasil pengujian didapat respon frekuensi yang mulai dari 30Hz sampai 21.5 Hz.  Dengan anggapan bahwa impedansi sumber adalah sebesar 8400 ohm ( rp dari tabung 26)  memang hanya bisa didapat lower cut off yang mulai dari 30Hz, akan tetapi jika LOT ini digunakan pada tabung yang memiliki rp yang lebih rendah tentu saja lower cutt off   juga akan ikut turun.
Saya berasumsi bahwa jika LOT ini  digunakan pada tabung dengan rp yang lebih rendah sbg contoh 6J5, 6SN7, atau lebih baik lagi  6H30 atau 417, lower cut off yang didapat mungkin saja bisa di bawah 20Hz.

Bagi saya spesifikasi teknis adalah hanya merupakan panduan awal, pada ahirnya baik buruknya kualitas sebuah komponen ataupun perangkat audio haruslah didengar sebelum menilai baik buruknya. Karena sesungguhnya baik buruknya sebuah komponen ataupun perangkat audio adalah hal yang subjektif. Spesifikasi teknis tidaklah selalu bisa mewakili kualitas system yang bersangkutan pada saat dinikmati. Kemudian bersama dengan Gunawan saya melakukan uji dengar dengan konfigurasi sbb:

DVD player                      : Marantz
Pre Amplifier                   : Tubelover 26 dengan LOT                               
Power Amplifier               : Tubelover 300B, 2A3 Gunawan
Power Cord                      : Kimber Kable, Siltech
Speakers                         : Gunawan Bookshelf 2 Way (Scan Speak Driver)
Power Generator              : Power 500



Gambar keseluruhan dari system Gunawan bisa anda lihat pada gambar 6 di bawah ini :



Gambar 6, System Gunawan

Setelah  kami mendengar  ada hal baru yang sangat  menarik yang berhasil didapat dari pemakaian LOT ini yaitu nada trebel dan vocal terdengar lebih licin, karakter suara terdengar lebih dinamik, sound stage juga lebih lebar,  serta hum yang menjadi ciri khas dari preamp 26 menjadi berkurang banyak.
Nada bass yang pada saat menggunakan Prototype Pertama terdengar agak kosong, kini sudah terisi penuh, dan tonal balance pun menjadi seimbang.
Sebelum saya mengerjakan proyek LOT ini, saya berasumsi bahwa LOT memang bisa membuat nada mid dan trebel jadi lebih sweet, karena LOT membuang kelebihan spektrum frekuensi tinggi maupun interferensi RF  yang membuat suara mid dan trebel menjadi tajam.
Akan tetapi kalau untuk staging mungkin akan jadi kurang bagus karena ada cacat fase yang terjadi di LOT.
Namun setelah saya mendengar ternyata staging menjadi lebih lebar dan presisi setelah menggunakan LOT ini, sehingga saya berkesimpulan bahwa sesuatu yang tidak baik menurut ukuran teknik, belum tentu juga tidak baik kalau sudah didengar.



                                                                    Gambar 7, Tubelover 26 dengan LOT



Artikel Terkait :

Discreete OP Amp untuk penguat audio


Spesifikasi LOT :
Impedansi Primer         : 15k (atau ukuran lain sesuai pesanan)
Impedansi Sekunder    : 15k, 10k, 600 ohm (atau ukuran lain sesuai pesanan)
Resistansi Primer         : 540 ohm
Resistansi Sekunder     : 640 ohm
Induktansi Primer        : 40 H
Max DC Current          : 20mA
Bandwidth                   : *  13Hz - 22.3 kHz ,dengan source impedance 250 ohm (contoh Discreete OP Amp)
                                           *  30Hz - 21.3 kHz,dengan source impedance 8400 ohm (contoh  Preamp 26)

Contributor

Bapak Gunawan Ciptojaya
Terima kasih banyak saya haturkan kepada Bapak Gunawan atas dukungan waktu, tenaga, kesabaran, dll yang telah diberikan untuk keberhasilan proyek LOT ini.

Bapak Arif Wicaksono       http://www.tubelover-indonesia.com
Terima kasih banyak saya haturkan kepada Bapak Arif Wicaksono atas restunya untuk meng upgrade Preamp 26 rancangannya bagi kepentingan proyek LOT ini.

Bapak Paul Yahya            http://www.freewebs.com/komkris2000/
Terima kasih banyak saya haturkan atas dukungan moril dan pemikiran yang diberikan pada saya dalam proses pengembangan proyek LOT ini.


Kembali ke halaman utama








Comments