Power amplifier kelas D merupakan power amplifier switching menggunakan teknologi PWM (pulse width modulation), dimana ton duty-cycle dari pulsa PWM ini proporsional terhadap amplitudo sinyal input. Pada tingkat akhir power amplifier, pulsa PWM dari modulator dibagi mejadi 2 sisi yang saling berbeda fasa 180° dan digunakan untuk mendrive transistor switching ON dan OFF pada High side dan Low side yang sesuai dengan lebar pulsa PWM. Transistor switching yang digunakan pada power amplifier kelas D pada umumnya adalah transistor jenis FET atau MOSFET. Konsep dasar dari power amplifier kelas D ditunjukkan pada gambar berikut.
Diagram Blok Power Amplifier Kelas D
Proses modulasi sinyal input mejadi PWM membutuhkan sinyal berupa gelombang gigi gergaji yang dibandingkan dengan sinyal input audio oleh bagian comparator. Proses modulasi pada power amplifier kelas D menggunakan rangkaian buck converter yang mendapat input berupa gelombang gigi gergaji dan sinyal input audio seperti terlihat pada gambar diatas.
Bentuk Gelombang PWM Power Amplifier Kelas D
Teknik modulasi pada sistem power amplifier kelas D memerlukan sebuah generator gelombang segitiga dan komparator untuk menghasilkan sinyal PWM yang proporsional terhadap amplitudo sinyal input. Pola sinyal PWM hasil dari modulasi ini ditunjukan pada gambar diatas. Pulsa PWM tersebut digunakan untuk mendrive power transistor swicthing pada power amplifier kelas D sesuai bagiannya (high side dan low side). Karena transistor switching mendapat drive dari sinyal yang berbentuk pulsa maka transistor switching pada power amplifier kelas hanya memiliki 2 kondisi ON dan OFF saja. Pada bagian akhir power amplifier kelas D pulsa PWM yang dikuatkan tersebut diubah menjadi gelombang sinus (sinyal audio) oleh LPF (Low Pass Filter)
Kelebihan Power Amplifier Kelas D
Kelebihan power amplifier kelas D terletak pada efisiensinya, dimana efisiensi daya pada power amplifier kelas D berada pada 90-95%. Efisensi tinggi pada power amplifier kelas D diperoleh karena power transistor pada power amplifeir kelas hanya menguatkan sinyal sesuai keperluan saja. Transistor power tidak mengalami masa transisi sedikitpun, hanya memiliki 2 kondisi yaitu ON dan OFF saja sesuai pulsa PWM yang diberikan. Dalam konsep yang ideal power amplifier kelas D dapat memiliki efisiensi 100%, berkurangnya effisiensi menjadi 90-95% tersebut karena faktor tidak idealnya komponen yang digunakan dan proses conversi kembali dari bentuk PWM menjadi sinusoidal lagi oleh LPF (Low Pass Filter) pada bagian akhir power amplifier kelas D.
Power amplifier kelas D baik digunakan sebagai power amplifier untuk nada rendah saja (low tone) seperti power untuk subwoofer, karena reproduksi sinyal audio untuk nada menegah (vokal) dan tinggi (treble) pada power amplifier kelas D tidak bagus. Reproduksi sinyal audio pada nada menengah (mid tone) dan nada tinggi (high tone) pada power amplifier kelas D disebabkan oleh proses conversi sinyal sinusoidal menjadi pulsa PWM dan proses conversi pulsa PWM menjadi sinyal sinusoidal kembali.
Artikel Terkait "Power Amplifier Kelas D"
Buat Pesan Untuk Artikel "Power Amplifier Kelas D"