American Beauty Class A Buffer - Menarik!

 Masih edisi keracunan amplifier Class-A dan rangkaian yang simpel-simpel (move on Dari diamond amp 😆), sekarang Loresek coba membuat headphone amplifier menggunakan buffer Class-A berdasarkan pada rangkaian milik diegomj1973 yang diberi nama "American Beauty"

sebelumnya, yuk kita liat keuntungan & kerugian si Amplifier Class-A ini menurut Wikipedia.

Dalam Amplifier Class-A, 100% sinyal input digunakan (sudut konduksi Θ = 360 °). Elemen aktif tetap berjalan sepanjang waktu.

Keuntungan dari Amplifier Class-A

• Desain Class-A bisa lebih sederhana daripada kelas lain seperti desain Class-AB dan Class-B memerlukan dua perangkat yang terhubung dalam rangkaian (keluaran push-pull), masing-masing untuk menangani setengah dari bentuk gelombang sedangkan Class-A dapat menggunakan satu perangkat (Single Ended).
• Karena tidak ada proses swithing pada amplifier Class-A sehingga tidak ada masalah dengan penyimpanan muatan, dan umumnya kinerja frekuensi tinggi dan stabilitas loop umpan balik (feedback) sangat baik (dan biasanya harmonik orde tinggi lebih sedikit).
• Titik di mana perangkat mendekati 'off' bukanlah pada 'sinyal nol', sehingga masalah crossover distortion yang terkait dengan desain Class-AB dan Class-B dapat dihindari.

Kerugian dari Amplifier Class-A

• Amplifier Class-A tidak efisien. Efisiensi teoritis maksimum 25% dapat diperoleh dengan menggunakan konfigurasi biasa, Efisiensi maksimum 50% dapat diperoleh dengan menggunakan konfigurasi yang digabungkan secara induktif.
• Dalam power amplifier Class-A, ini tidak hanya membuang-buang daya dan membatasi pengoperasian dengan baterai, tetapi meningkatkan biaya pengoperasian dan membutuhkan output stage dengan nilai lebih tinggi.
• Inefisiensi berasal dari arus total, yang kira-kira harus setengah dari arus keluaran maksimum, dan sebagian besar tegangan catu daya ada di perangkat keluaran pada level sinyal rendah.
• Jika daya keluaran tinggi diperlukan dari sebuah amplifier Class-A, catu daya dan panas yang menyertainya menjadi signifikan. Untuk setiap watt yang dikirim ke beban, menggunakan watt ekstra, ini berarti catu daya dan heat sink yang sangat besar dan mahal.
• Karena perangkat keluaran Class-A dalam operasi penuh setiap saat (tidak seperti Amplifier Class-AB), komponen tidak akan memiliki umur yang panjang kecuali penguat secara khusus dirancang untuk memperhitungkan hal ini.

Desain Power Amplifier Class-A sebagian besar telah digantikan oleh desain yang lebih efisien, meskipun demikian kesederhanaannya membuatnya populer di kalangan penghobi. Ada pasar untuk amp Class-A kesetiaan tinggi yang mahal yang dianggap sebagai "item kultus" di antara audiophiles terutama karena tidak adanya distorsi crossover dan pengurangan distorsi harmonik orde tinggi dan harmonik aneh lainnya. Power amplifier Class-A juga digunakan di beberapa amplifier gitar "butik" karena kualitas tonalnya yang unik dan untuk mereproduksi nada vintage.

Loresek menggunakan Class-A American Beauty ini sebagai output buffer untuk ditandemkan dengan rangkaian pre-amp. Pre-amp dibuat menggunakan opamp, pre-amp terdiri dari input buffer dan gain.

Hasil simulasi dari kombinasi diatas cukup bikin terkesan, dari rangkaian yang sangat simpel hasilnya diluar ekspetasi. Tanpa pikir panjang langsung bikin desain PCB-nya di KiCad, ukuran PCB 100x100mm dengan standar layout khas Loresek 😁

Loresek HPA with American Beauty Class A Buffer

Untuk daya keluaran, sementra HPA American Beauty Class A Buffer ini saya set 500mW untuk load 32 Ohm dan 1000mW untuk load 16 Ohm. Menggunakan catudaya simetris ±15V