DC OFFSET (DCO)

Speaker tidak boleh diberi tegangan DC karena akan menggeser coil/spul-nya. Ini menyebabkan spul tidak bisa bergerak secara maksimal dan menghasilkan suara yang cacat. Tegangan DC yang cukup tinggi bisa membakar spul. Oleh karena ini harus dihindari tegangan DC pada speaker.

Kebanyakan amplifier memakai tegangan ganda (positif-ground-negatif) dan menghubungkan keluaran amplifier langsung ke speaker tanpa kapasitor. Pada keluaran amplifier bisa mengandung tegangan DC walaupun cukup kecil dan tidak berbahaya bagi speaker. Tegangan DC pada keluaran amplifier ini disebut DC offset.

Bagaimana meminimalkan DC offset pada sebuah rancangan amplifier? Pada artikel ini akan dibahas caranya, khususnya pada amplifier yang memakai topologi Lin.

 

Pada gambar diatas adalah input amplifier yang memakai penguat diferensial atau LTP. Penguat diferensial tersebut dibentuk oleh Q1 dan Q2. Oleh cermin arus Q3 dan Q4, arus kolektor Q1 dan Q2 dipaksa agar sama besarnya. Jika hFE Q1 dan Q2 sama, maka arus basis Q1 dan Q2 juga sama. Arus basis Q1 mengalir melalui R2 dari keluaran amplifier dan arus basis Q2 mengalir melalui R1 dari ground. Jika R1 dan R2 nilainya sama dan VBE dari Q1 dan Q2 sama, maka tegangan pada keluaran amplifier menjadi 0V.

Namun tidak ada hFE dan VBE (tegangan basis-emitor) dari transistor yang sama tipenya yang nilainya sama persis. Juga nilai resistor R1 dan R2 tidak akan sama persis karena adanya toleransi komponen tersebut. Hal ini mengakibatkan tegangan DC pada amplifier tidak 0V. DC offset ini bisa bernilai plus atau minus beberapa ratus mili Volt. Namun amplifier yang dirancang dengan baik, DC offsetnya harus di bawah plus atau minus 50mV.

Untuk memperkecil DC offset, gunakan transistor yang memiliki hFE yang tinggi pada Q1 dan Q2. Ini akan menyebabkan arus basis menjadi kecil. Juga pilih nilai R1 dan R2 yang cukup kecil. R1 dan R2 tidak boleh terlalu kecil karena impedansi masukan amplifier salah satunya ditentukan oleh R1. Umumnya R1 dan R2 dipilih antara 10K sampai 22K Ohm.

VBE dari transistor bipolar memiliki koefisien suhu sebesar -2,2mV/ᵒC. Makin tinggi suhu transistor makin kecil VBE. Jika suhu Q1 dan Q2 tidak sama, maka arus basisnya pun menjadi tidak sama. Untuk mempertahankan agar arus basis Q1 dan Q2 tetap sama walaupun suhunya berubah-ubah, maka Q1 dan Q2 harus ditempelkan badannya sehingga suhu Q1 dan Q2 selalu sama.

Pengaturan DC Offset dengan trimpot

DC offset juga bisa diatur agar mendekati 0V dengan trimpot seperti gambar di bawah ini.

 

Pengaturan DC Offset dengan DC Servo

DC Servo adalah rangkaian yang “memaksa” keluaran amplifier selalu mendekati 0V, walaupun pada input amplifier diberi tegangan DC dalam jangkauan tertentu. Dan meskipun transistor pada penguat diferensial suhunya tidak sama, DC offset tetap selalu mendekati 0V. Dengan memakai DC Servo ini, DC offset bisa serendah plus atau minus beberapa µV. Input amplifier pun tidak perlu diberi couplingkapasitor atau istilahnya DC coupled.

Contoh rangkaian DC servo ada di bawah ini.

 

 DC Servo dibentuk dari op-amp U1A dan U1B. U1A sebagai integrator dan U1B sebagai inverting amplifier dengan penguatan tegangan -1x.

Iklan