Embedded Files
JLH Class-A Headphone Amplifier @sue version, Mark-II
Duduk manis dan selamat membaca salah satu jenis ampli paling keren,
diciptakan oleh John Linsley-Hood pada tahun 1969.
Hanya saja, ini versi mini untuk Headphone :)
Introduksi
Skema :
Vintage Version, menggunakan Transistor Kaleng pada bagian sinyal...
Desainnya terdiri dari tiga bagian penguatan, yaitu bagian input, bagian phase splitter, bagian output. Beroperasi pada mode Current-feedback (tanpa Miller Cap' tentu saja), dan output Class-A (tanpa Cross-over distortion tentunya). Nelson Pass juga bilang suaranya menyerupai ampli tabung, di naskah projek ampli PLH-nya, keren gak tuh?? :D
Nelson Pass dalam paper PLH.
Buat yang anti dengan kapasitor di jalur sinyal, kita bisa saja merombak sedikit sirkuitnya supaya bisa beroperasi pada supply simetris, tapi ini membuat DC offset pada output lebih sulit diantisipasi, yang mana tidak bagus, lebih buruk lagi jika impedance headphonenya rendah dan DCO-nya tinggi bisa-bisa merusak driver headphone kesayanganmu (tidak baik untuk dompet!?)
Kurasa lebih bijak jika kita gunakan saja kapasitor berkualitas bagus di jalur sinyal untuk blok DC.
Secara subjektif, ampli ini suaranya masih lebih natural & renyah dengan bass yang pas (bertenaga & terkontrol) daripada menggunakan C'Moy. Bener-bener suara musikal!!
kasarnya bisa dibilang, “Lu dengerin suara musik, bukan dengerin suara OpAmp!”
Saya sih pake headphone murmer aja Sennheiser HD-202II, paling suka dijodoin sama ampli ini!
Mungkin karena impedansi headphoneku yang rendah (32Ω) membuat ampli JLH ini lebih superior dalam hal kualitas suara dibanding C'Moy biasa. Kurasa C'Moy paling cocok untuk headphone dengan impedance 120-300Ω dimana output current dan output voltage OpAmp lebih optimal pada impedance tersebut, kecuali kalau menggunakan OpAmp ber-output current besar dan rail-to-rail macam AD8397.
Sedikit modifikasi pada bagian CCS yang tadinya menggunakan bootstrap, diganti menggunakan active CCS supaya lebih stabil arus biasnya.
OK, masuk bagian teknis.
Vs = 7.77V; RL = 32Ω; CL = 500pF; IQ = 50mA; Vo_bias = 3.65V
C3 untuk membuat sedikit kompensasi LPF, sedikit membantu menstabilkan ampli pada beban kapasitif sampai 1nF (perkiraan nilai maksimal kapasitan kabel dan konektor Headphone).
Nilai C3 disarankan antara 5pF~15pF, jika lebih besar dari 33pF malah akan menjadi boomerang!!
R9 dan R10 membantu menstabilkan transistor output. Semakin besar nilainya maka akan semakin stabil, tentu sinyal yang masuk ke transistor output makin terpotong frekuensi LPFnya. Bagaimanapun ini bisa memberikan lebih banyak pilihan jenis transistor yang ingin digunakan pada output, karena tidak semua transistor stabil dengan resistor basis 10~22Ω. Bisa coba sampai dengan 100Ω jika ingin menggunakan transistor lambat macam MJE340 (fT 12MHz).
Bila ingin merubah penguatan tegangan (Voltage Gain), maka, ubahlah nilai R6 (dan C2 bila perlu). Sedangkan R5 nilainya tetap.
Sebelum mencolokkan headphone, baiknya tunggu sekitar 3-4 detik sampai kapasitor output dikosongkan oleh R12. Jika langsung dicolokkan maka akan terdengar suara “dug” pada headphone karena tegangan di C5 & C8 belum habis oleh R12.
Setting
P1 digunakan untuk men-setting arus bias Tr output.
Jumper digunakan untuk memasang Amperemeter untuk mengukur arus bias (arus bias tambah 2~5mA untuk rugi-rugi sirkuit.)
Setting trimpot P1 sampai posisi tinggi, putar sampai nilai resistansinya turun hingga arus bias terbaca 10mA, biarkan sampai 15 menit, kemudian atur lagi sampai 30mA dan biarkan selama 15menit, atur lagi sampai 45-60mA.
R1 dapat diganti dengan trimpot 100k jika ingin merubah tegangan bias output (~ ½VS). Namun, akan lebih baik jika tegangan bias pada output sedikit lebih rendah 0.2~0.6V dari ½VS, jadi sekitar 3.4~3.8V untuk supply 8Vdc. Dengan begitu tegangan outputnya akan lebih simetris (saturasi tegangan output dari atas dan bawah lebih sama). Ini mungkin karena atas outputnya emitor dan bawah outputnya kolektor.
Lakukan hal yang sama pada channel lainnya.
Jika salah satu Tr output mempunyai beta/hFE/gain yang berbeda, maka yang mempunyai gain lebih tinggi digunakan di posisi bawah (Q6).
Ri bisa ditambahkan (khusunya jika tidak ada potensio volume di depannya) untuk membantu menstabilkan ampli, dengan membentuk LPF bersama kapasitansi internal Q1.
Penyesuaian
JLH Class-A itu outputnya push-pull class-A, jadi hanya perlu arus diam/ arus statis/ arus bias/ quiescent current separuh(atau lebih) dari arus peak saja sebelum ada modulasi.
Hal paling utama untuk diperhatikan adalah menentukan/setting besarnya arus biasnya. Karena ini berhubungan dengan distorsi, daya keluaran, dan daya disipasi pada output transistor (tanpa Heatsink). Secara spesifik perhitungan ini memerlukan data dari headphone yang akan digunakan.
Karena perhitungannya panjang dan njlimet, saya buat perkiraannya saja untuk setting arus bias dan seberapa tinggi tegangan supply-nya. Namun jika ingin mencoba menghitung sendiri silakan lihat artikelnya di sini.
asumsi, Headphone punya sensitifitas 100dB SPL/mW dan dengan patokan daya maksimum sekitar 120dB SPL.
Power Supply
Skema :
Untuk power supply digunakan regulator LM317, yang dimodifikasi dengan menggunakan zener, ini bisa meningkatkan PSRR paling tidak sekitar 6dB daripada menggunakan resistor. Selain itu, output noise dan output impedance juga lebih rendah daripada menggunakan resistor/trimpot seperti biasa. C2, C3 dan L1 adalah opsional, bisa ditinggalkan jika mau, tapi dengan menggunakannya maka akan meningkatkan imunitas terhadap EMI noise. Atau, L1 dapat diganti resistor jika ingin regulasi tegangan lebih bagus lagi, maupun jika tegangan input terlalu tinggi dan menyebabkan disipasi daya di U1 (LM317) terlalu tinggi sehingga terlalu panas, resistor tersebut bisa mengurangi panas U1. Namun dengan mengganti L1 dengan resistor maka efek EMI filter-nya hilang, tapi masih bisa diantisipasi dengan menambahkan ferrite bead pada jalur(kabel) supply, walaupun tak se-efektif induktor.
Untuk power supply digunakan regulator LM317, yang dimodifikasi dengan menggunakan zener, ini bisa meningkatkan PSRR paling tidak sekitar 6dB daripada menggunakan resistor. Selain itu, output noise dan output impedance juga lebih rendah daripada menggunakan resistor/trimpot seperti biasa. C2, C3 dan L1 adalah opsional, bisa ditinggalkan jika mau, tapi dengan menggunakannya maka akan meningkatkan imunitas terhadap EMI noise. Atau, L1 dapat diganti resistor jika ingin regulasi tegangan lebih bagus lagi, maupun jika tegangan input terlalu tinggi dan menyebabkan disipasi daya di U1 (LM317) terlalu tinggi sehingga terlalu panas, resistor tersebut bisa mengurangi panas U1. Namun dengan mengganti L1 dengan resistor maka efek EMI filter-nya hilang, tapi masih bisa diantisipasi dengan menambahkan ferrite bead pada jalur(kabel) supply, walaupun tak se-efektif induktor.
IC U1 (LM317) harus menggunakan Heatsink yang sesuai sehingga tidak kelebihan panas.
IC U1 (LM317) harus menggunakan Heatsink yang sesuai sehingga tidak kelebihan panas.
Gallery :
tinggal nyari box kalau ada waktu, sementara pake PCB polos dulu, yang penting ada ground plane-nya ☺
Power Supply pake modifikasi (Optimalisasi) LM317
Dioda kacang
Ferrite Bead-nya
Makhluknya
Referensi/artikel terkait JLH Class-A Amplifier :
1. http://sound.westhost.com/jll_hood.htm
2. http://6moons.com/industryfeatures/zen/plh.pdf
3. Google
Page updated
Google Sites
Report abuse