Amplifier adalah sirkuit elektronik yang meningkatkan kekuatan sinyal. Ratusan desain amplifier ada, mulai dari rangkaian transistor tunggal sederhana hingga sistem digital yang rumit. Penguat daya dan penguat tegangan mewakili dua desain yang memperkuat sinyal dengan cara yang berbeda. Memahami perbedaan antara tegangan dan daya serta aplikasinya membantu Anda memilih jenis amplifier yang tepat untuk suatu proyek.
Tegangan dan Daya
Tegangan rangkaian adalah energi di balik muatan listrik yang mengalir melalui kabel dan komponen. Volt adalah satuan tegangan standar, yang didefinisikan sebagai perbedaan energi potensial melintasi resistansi satu ohm, yang menghasilkan aliran arus satu amp. Semakin besar energinya, semakin tinggi tegangannya. Ketika Anda mengalikan tegangan dengan arus, Anda mendapatkan daya rangkaian, yang dinyatakan dalam watt: satu watt sama dengan satu volt dikali satu amp. Daya adalah tingkat di mana sirkuit memberikan energi - sirkuit yang menangani lebih banyak tegangan dan arus menghasilkan lebih banyak watt daya.
Konsep Penguat
Anda dapat menganggap penguat sebagai katup yang dikendalikan oleh sinyal input. Saat kurva gelombang sinyal meningkat, katup yang terhubung ke suplai tegangan independen terbuka, melewatkan lebih banyak tegangan ke output. Ketika gelombang berkurang, katup menutup dan output melihat lebih sedikit tegangan. Outputnya, meskipun secara proporsional lebih besar, adalah bayangan cermin dari input. Anda menggunakan amplifier untuk meningkatkan tegangan atau daya sinyal input yang lemah. Jika kekuatan sinyal lemah, Anda menggunakan power amplifier. Jika tegangannya kecil, Anda mengalikannya dengan penguat tegangan.
Daya, Efisiensi, dan Panas
Karena tidak ada rangkaian yang 100 persen efisien, amplifier membuang sebagian dayanya sebagai panas. Efisiensi berbagai desain amplifier bervariasi dari sekitar 20 persen hingga 90 persen atau lebih baik; penguat efisiensi 80 persen yang mengkonsumsi 100 watt menyia-nyiakan 20 watt sebagai panas. Meskipun penguat tegangan juga memiliki masalah ini, ini adalah masalah yang lebih besar dengan penguat daya. Penguat daya menggunakan komponen yang kuat, kipas pendingin, dan strategi lain untuk mencegah panas berlebih.
Komponen
Sebuah transistor dikombinasikan dengan beberapa resistor dan kapasitor bertindak sebagai penguat sederhana. Beberapa sirkuit menggunakan tabung vakum untuk penguatan daya atau tegangan. Penguat operasional, atau op-amp, adalah sirkuit terpadu yang menghasilkan penguat tegangan yang sangat baik; namun, mereka terlalu kecil untuk menjadi power amplifier yang baik. Power amplifier menggunakan transistor berukuran besar dan komponen lain untuk menangani panas ekstra tanpa terbakar. Transistor daya hadir dalam wadah logam besar yang menghantarkan panas dari perangkat. Penguat tegangan menggunakan transistor plastik yang lebih kecil yang beroperasi pada suhu kamar.
Mendapatkan
Semua amplifier memberikan sejumlah penguatan, atau faktor penguatan. Misalnya, penguat tegangan dengan penguatan 100 menghasilkan output 1 volt untuk input 10 milivolt. Penguatan juga diukur dalam desibel, atau dB; peringkat desibel adalah log umum dari faktor penguatan dikalikan 10. Log umum 100 adalah 2; mengalikannya dengan 10 memberi Anda 20 dB. Meskipun power amplifier juga memiliki gain, desainer biasanya menilai mereka dengan watt output maksimum mereka. Di sini, "root mean square", atau peringkat RMS, adalah nilai yang paling konservatif, diikuti oleh rata-rata dan puncak. Peringkat RMS memberi Anda gambaran yang jelas tentang output amplifier selama beberapa menit; peringkat puncak adalah ukuran kemampuan sesaat.
Aplikasi
Sebagian besar power amplifier menggerakkan pengeras suara dan headphone, karena dibutuhkan daya untuk menggerakkan speaker ke tingkat pendengaran yang nyaman. Pemancar radio juga menggunakan power amplifier untuk mengirimkan sinyal yang kuat ke antena siaran. Penguat tegangan bekerja paling baik untuk meningkatkan sinyal yang sangat lemah; mereka tidak memiliki daya yang cukup untuk menggerakkan speaker. Ponsel Anda berisi dua amplifier: penguat tegangan untuk menerima sinyal radio seluler dan penguat daya untuk menggerakkan speaker ponsel. Penerima stereo juga memiliki dua amplifier untuk alasan yang sama.
