Syarat Sound System Performance Lapangan/ Audio-pro Yang Baik

Sebenarnya orang bebas saja menggunakan rancangan amplifier yang bagaimanapun untuk lapangan walau dengan pedoman asal ada suarannya. Namun jangan lupa bahwa semua komponen kelitsrikan memiliki batasan operasional. Pada rancangan amplifier khususnya, komponen yang wajib diperhatikan terutama adalah transistor dengan segala batasan-batasannya. Batasan-batasan pada transistor ini termasuk tegangan, arus, disipasi daya, suhu dsb, semuanya sudah dijelaskan pada daftar datasheet dari transistor yang bersangkutan. Batas maksimal disipasi daya, tegangan kolektor emitor, arus emitor pada transistor disebut SOA(Safe Operating Area).  Jadi pada intinya tidak bisa memakai transistor ini sembarangan dalam merancang amplifier tanpa memperhitungkan segala keterbatasannya demi kehandalan sebuah rancangan audio.

Pada power amplifier performance/lapangan memiliki kapasitas yang berbeda dengan power amplifier pada home audio. Sound lapangan tentu saja harus berdaya besar supaya bisa mengalahkan segala kebisingan yang ada di lokasi, ada suara diesel, suara mobil, orang ramai bercakap-cakap dsb. Daya besar ini tentu terkait dengan arus dan tegangan yang semakin besar karena faktor daya p=v.i, maka prioritas rancangan harus benar benar memadai mulai dari kualitas suara hingga faktor keamanan perangkat.

Tidak lucu kan ketika sound system dinyalakan dengan powerfull lalu tiba-tiba terbakar dalam hitungan menit 😀

Yang Harus Dimiliki Oleh Sound Audio Lapangan

Prioritas umum power amplifier lapangan:

• Efisien – terkait dengan penggunaan daya yang optimal atau tidak boros energi
• Handal – terkait dengan minimnya risiko kerusakan jika terjadi kesalahan
• Tahan cuaca – Tidak mudah terpengaruh oleh kondisi lingkungan yang lembab atau panas yang ekstrim serta sumber listrik yang penuh nois atau kurang stabil.
• Kualitas audio – karena sound akan didengar banyak orang (public address) maka kualitas suara harus memadai.
• Kemampuan beroperasi – audio lapangan harus mampu beroperasi dalam jangka lama setidaknya non-stop 24 jam tanpa kendala.

Apakah mungkin amplifier DIY atau rakitan bisa diposisikan sebagai audio performance?

Bisa saja meskipun dengan segala keterbatasannya jika dibandingkan dengan produk build-up/pabrikan setidaknya memperhatikan beberapa hal dalam perakitannya. Supaya dapat memenuhi prioritas diatas setidaknya amplifier rakitan memiliki :

1. Transistor final beroperasi padas suhu yang aman

Sudah dijelaskan bahwa setiap transistor memiliki batasan termasuk suhu, suhu yang terlalu panas dari batasan bisa menyebabkan transistor kehilangan performanya bahkan terbakar. Untuk ini biasanya audio lapangan menambahkan transistor final lebih banyak dari yang dibutuhkan agar transistor final tidak terlalu panas saat bekerja. Heatsink yang besar dan kipas pendingin sudah seperti suatu keharusan.

2. Memiliki Desain yang optimal

Desain amplifier yang optimal pada desain driver OCL(ouput amplifier tanpa menggunakan capasitor) berisiko masuknya arus DC diatas ambang aman ke speaker jika tidak didesain dengan benar – Jenis amplifier OCL lapangan umumnya menggunakan tegangan simetris(positif-ground-negatif )dan output langsung ke speaker tanpa menggunakan kapasitor. Masuknya arus DC ke speaker ini tidak boleh lebih besar dari (plus minus 50mV) karena bisa menyebabkan cacat distorsi(suara serak) bahkan menyebabkan speaker terbakar jika lebih besar lagi. Tegangan DC yang masuk ke speaker ini disebut DC offset (DCO)

Desain sound lapangan umumnya menggunakan system DC servo untuk memaksa supaya DCO sebesar 0V dan stabil, karena pada desain yang umum(tanpa rangkaian DC servo) DCO yang rendah bisa sulit untuk didapatkan karena kualitas komponen karena tidak ada HFe/VBe atau resistor yang nilainya sama persis meskipu dibuat di pabrik yang sama.

Selain DCO, audio juga harus memperhatikan arus bias(berlaku pada semua jenis audio lapangan atau ruangan). Arus bias ini tidak boleh lebih atau kurang jadi harus optimal, dan pengaruhnya pada kualitas suara yang cacat jika kurang dan  menyebabkan transistor final terlalu panas apabila terlalu besar.  Terutama pada audio lapangan, arus bias yang terlalu besar bisa membahayakan karena bekerja pada tegangan yang tinggi. Jumlah Arus bias ini berbeda untuk driver class A/B transistor bipolar dan mosfet.

3. Desain PCB dan pengkabelan Yang memadai

Selain desain rangkaian, desain PCB untuk audio lapangan juga tidak bisa disamakan dengan desain PCB audio rumahan. Hal ini terkait dengan tegangan dan arus tinggi yang digunakan untuk menyuplai driver audio lapangan. Jalur tembaga PCB  yang menuju tegangan tinggi harus lebar sebab kalau kurang bisa menyebabkan jalur terbakar. Kabel-kabel juga harus yang sesuai misalnya menggunakan kabel yang lebar misanya AWG 16.

4. Memiliki System proteksi amplifier

System proteksi harus ada karena prioritas audio lapangan termasuk ketahanan beroperasi dan kehandalan. Jadi apabila jalur speaker koslet, atau menggunakan beban speaker yang terlalu rendah misalnya 2Ω power tetap aman tidak rusak. Ini adalah prioritas yang penting sekali sebab pertunjukan bisa gagal jika powernya terbakar sebelum acara dimulai karena kesalahan kecil saat routing. 😀

Macam-macam sistem proteksi amplifier agar tidak rusak saat amplifier dioperasikan.

• Proteksi terhadap kesalahan beban; misalnya terlalu kecil(2Ω) padahal seharunya 4-8Ω, atau bahkan ketika terjadi koslet. Proteksi ini sudah menjadi satu dengan rangkaian(terkait desain driver)
• Proteksi terhadap tegangan DC ke speaker; karena jika transistor final rusak tegangan DC power supply bisa los langsung ke speaker dan menyebabkan speaker terbakar. Bentuk proteksi ini adalah menambahkan speaker protector.
• Proteksi terhadap suhu tinggi, jadi sirkulasi udara harus ada pada power berdaya besar untuk mencegah overheat yang menyebabkan rentan kebakaran karena bekerja diluar suhu operasinya.
• Proteksi dari tegangan transient atau lonjakan tegangan; ini biasanya terjadi saat amplifier dihidupkan dengan ditandai suara “jeduk” pada speaker, biasanya sudah termasuk dipasangkan speaker protector.
• Proteksi terhadap klipping; pada beberapa topologi amplifier jika terjadi klipping(over input) akan menyebabkan cacat distorsi yang besar. Klipping pada frekwensi tinggi risikonya bisa menyebabkan tweeter terbakar bahkan bisa lebih parah lagi.
• Proteksi rangkaian; kerusakan komponen tertentu bisa menyebabkan tegangan mengalir lebih besar yang seharusnya dan ini bisa menyebabkan kerusakan pada komponen penting termasuk TR final. Proteksi ini bisa menggunakan sekring atau resistor yang bisa bersifat sebagai sekring(putus jika menerima arus berlebihan)

Demikian beberapa syarat penting untuk audio lapangan supaya bisa ber-performance dengan baik sehingga jangan sampai mengecewakan customer. Banyak sekali ya syaratnya? ya sebab sistem audio itu dirancang dengan matematika atau hitungan yang tepat, tidak bisa dikira-kira asalkan enak didengar kuping tidaklah cukup karena ada risiko keamanan yang harus diperhatikan betul. Hanya sedikit pemahaman, untuk mengaplikasikan systemnya silakan mencari referensinya ya? 😀