Menentukan Arus Bias dan Tegangan JLH Hp Amp

Hal paling utama untuk diperhatikan adalah menentukan/setting arus biasnya. Karena ini berhubungan dengan THD, daya keluaran, dan daya disipasi pada output transistor. Ini memerlukan data dari headphone yang akan digunakan.

Patokanku adalah 120dB SPL (untuk mengantisipasi transient power aja biar terasa berotot suaranya), yang mana 120dB SPL adalah tenaga yang masive untuk sebuah headphone!

Misalnya data headphoneku Sennheiser HD-202ii :

Sound Pressure Level : 115dB ( @ 1V_RMS )

Nominal Impedance : 32Ω

berarti dayanya 1²V_RMS/32Ω = 31.25mW_RMS (ini 115dB SPL)

daya puncaknya berarti 1.414²V_PEAK/32Ω = 62.5mW_PEAK (ini 118dB SPL peak)

untuk merubah dB ke faktor kali, kita gunakan antilog atau power10, di kalkulator berupa tombol 10^X.

Jadi supaya tercapai 120dB perlu ditambahkan daya sebesar =

= 10 pangkat ((120dB-115dB)/10)

= 10 pangkat (5/10)

= 10 pangkat 0.5

= 3.16 kali.

= 3.16 * 31.25mW

= 98.75mW_RMS (ini 120dB SPL)

dari rumus perbandingan daya log(A_P)*10 [dB] dimana A_P adalah penguatan daya,

Coba kita cek balik dengan patokan 31.25mW tadi, :

= log(98.75mW/31.25mW)*10

= log(4.997)10

= +5 dB (bener berarti, 115dB + 5dB = 120dB)

untuk info, biar tambah pusing, hehee :

SPL pada 1mW_RMS adalah

= log(1mW/31.25mW)*10

= log(0.032)*10

= -15dB

artinya pada 1mW_RMS SPLnya dikurangi 15dB, jadi 100dB SPL/mW_RMS.

OK, sekarang kita cari tahu arus maupun tegangan yang diperlukan untuk mencapai 120dB SPL untuk headphone 32Ω 100dBSPL/mW ini.

Rumusnya tentu saja I = akar(P/R), dan V = akar(P*R)

I = akar(0.09875W/32Ω)

I = akar(0.003085)

I = 55.55mA_RMS atau dikali √2 (alias 1.414) untuk mendapatkan nilai peaknya, yaitu

78.55mA_PEAK.

Dari sini kita bisa perkirakan setting arus biasnya sekitar separuh I_PEAK yaitu sekitar 40mA (atau lebih besar jika mau, yang bisa sedikit mengurangi THD namun disipasi Tr output jadi meningkat).

V = akar(0.09875*32Ω)

V = akar(3.16)

V = 1.777V_RMS atau dikali √2 (alias 1.414) untuk mendapatkan nilai peaknya, yaitu

2.51V_PEAK. sekitar 5.02V_PP . Dengan mempertimbangkan rugi-rugi pada output transistor maka perlu ditambahkan sekitar 2-3V untuk mengetahui tegangan supply-nya.

Jadi supplynya perlu sekitar 5V_PP + 2~3V = 7 sampai 8Vdc.

Nah, sekarang kita cari tahu disipasi daya pada output transistor.

Output transistor dibias pada sekitar 1/2 tegangan supply, katakanlah kita gunakan 8V, maka output transistor atas dan bawah kurang lebih terbias 4V masing-masing.

Dengan arus bias 40mA dan tegangan bias 4V maka disipasi daya pada output transistor kurang lebih 40mA * 4V = 160mW.

Nah, sekarang, Anda bisa memprediksi berapa tegangan supply dan arus bias yang diperlukan berdasarkan data Headphone yang akan Anda gunakan untuk mencapai 120dB SPL, dan kira-kira disipasi daya pada output transistor, apakah perlu heatsink atau tidak, jika di bawah 250mW biasanya tidak memerlukan heatsink.

Mumet??

nanti saya kasih file EXCEL (jika ada kemauan & waktu senggang ☻ ), tinggal masukin nilai impedance headphone dan sensitifitas pada 1mW maka akan keluar berapa nilai tegangan supply, arus bias yang disarankan dan disipasi daya output Tr. ☺

© sue 2015