## Penguat Kelas D tanpa Tapis untuk Subwoofer

## Budihardja Murtianta
Pogram Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga budihardja.murtianta@uksw.edu

## Abstrak
Pada penelitian ini dirancang penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer berdasarkan teori- teori  dan  perhitungan-perhitungan  elektronika.  Penguat  kelas  D  tanpa  tapis  mempunyai rugi-rugi  daya  lebih  kecil  dan  dimensi  rangkaian  lebih  kecil  daripada  penguat  kelas  D tradisional. Penguat ini terdiri dari untai pembanding, pembangkit gelombang segitiga, dan penguat  daya  yang  bekerja  sebagai  pensakelaran. Subwoofer mempunyai  kemampuan menghasilkan  gelombang  suara  yang  sangat  rendah  dan  membutuhkan  daya  penggerak cukup besar. Penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer ini dirancang untuk mempunyai tanggapan frekuensi 20 Hz-200 Hz dengan daya ±35 W dan mempunyai penguatan tegangan sebesar  15  kali  pada  beban  8  Ω.  Hasil  perancangan  diukur  dengan  menggunakan Circuit Maker . Hasil pengukuran menunjukkan daya penguat sebesar 35,9 W saat arus masukan 1,7 A dan penguatan tegangan 14,9 kali pada masukan maksimal 2 V dan mampu menghasilkan gelombang suara 200 Hz ke bawah.
Kata kunci: tapis, subwoofer , kelas D, penguat

## Abstract
In this research, a filterless class D amplifier for subwoofer is designed based on electronic theories and calculations. The filterless class D amplifier has less power losses and smaller circuit  dimensions  than  the  traditional  class  D  amplifier.  This  amplifier  consists  of  a comparator,  a  triangular  wave  generator  and  power  amplifier  that  works  as  a  switch. Subwoofers have the ability to produce very low sound waves and require a large enough driving power. This filterless class D amplifier for subwoofer is designed to have a frequency response of 20 Hz-200 Hz with a power of ±35 W and has a voltage gain of 15 times at 8 Ω load. The results of the design are measured using Circuit Maker. The measurement results show that the amplifier power 35.9 W when the input level 1.7 V and the voltage gain 14.9 times at the maximum input level of 2 V and is able to produce sound waves of 200 Hz down to DC.
Keywords: filter, subwoofer, D class, amplifier

## 1. Pendahuluan
Penguat  audio  adalah  piranti  elektronik  yang  memperkuat  sinyal  audio  berdaya rendah, seperti sinyal dari penerima radio atau pemutar CD, ke tingkat yang cukup tinggi untuk  menggerakkan    penyuara  atau headphone .  Tanggapan  frekuensi  penguat  audio adalah 20 Hz hingga 20 kHz di mana pada umumnya terbagi dalam jangkauan frekuensi rendah ( bass ), menengah ( midrange ), dan tinggi ( treble ). Untuk jangkauan frekuensi rendah
kini  berkembang  menjadi subwoofer yang  mempunyai  kemampuan  menghasilkan frekuensi  rendah  lebih  baik  daripada bass . Subwoofer mampu  menghasilkan  gelombang audio dengan frekuensi 200 Hz ke bawah [1]. Untuk menggerakkan s ubwoofer diperlukan daya  relatif  besar  dibandingkan  untuk  menggerakkan midrange atau tweeter .  Dengan demikian,  selain  mampu  menghasilkan  frekuensi  rendah,  penguat subwoofer juga  harus mempunyai daya yang besar. Pada penelitian ini dirancang penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer .  Secara  teori,  efisiensi  penguat  kelas  D  adalah  100%  pada  semua  aras keluaran. Dalam praktiknya, tentu saja hal tersebut tidak akan tercapai dan efisiensi antara 80% dan 90% [2]. Penguat kelas D mempunyai efisiensi tinggi karena prinsip kerja penguat daya  seperti  transistor  atau  MOSFET  sebagai  pensakelar  hanya  mengenal  kondisi menghantar dan tak menghantar. Saat penguat daya menghantar arus yang mengalir besar dan tegangannya mendekati nol, sebaliknya saat penguat daya tak menghantar besar arus yang mengalir mendekati nol dan tegangannya besar. Pada kedua kondisi tersebut disipasi dayanya  mendekati  nol.  Penguat  jembatan  kelas  D  tradisional  mempunyai  ayunan tegangan pada keluaran selisih sebesar 2× tegangan catunya sedangkan penguat kelas D tanpa tapis mempunyai ayunan tegangan pada keluaran selisih sebesar tegangan catunya. Dengan  demikian,  penguat  kelas  D  tanpa  tapis  mempunyai  rugi-rugi  daya  lebih  kecil daripada  penguat  kelas  D  tradisional  [3].  Karena  tanpa  tapis,  maka  penguat  ini mempunyai  keunggulan,  yaitu  dimensi  rangkaian  lebih  kecil.  Dalam  arsitektur  tanpa tapis,  keluaran  dari  penguat  terhubung  langsung  ke  beban  berupa  penyuara,  yang bertindak  sebagai  tapis  yang  akan  mendemodulasi  sinyal  audionya  [4].  Bagan  kotak penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Bagan kotak penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer
Sinyal masukan Vi diumpankan ke masukan pembanding atas dan juga ke masukan pembanding bawah setelah terlebih dahulu dibalik fasenya oleh pembalik fase. Masukan yang sefase maupun yang berlawanan fase masing-masing dibandingkan dengan isyarat segitiga.  Keluaran  kedua  pembanding  tersebut  berupa  aras high “1”  atau low “0”  dan kedua keluaran tersebut diumpankan masing-masing ke masukan penguat daya atas dan penguat  daya  bawah  untuk  diperkuat  dayanya.  Keluaran  kedua  penguat  daya dihubungkan oleh beban sehingga sinyal pada beban merupakan hasil selisih dari sinyal keluaran  penguat  daya  atas  dan  sinyal  keluaran  penguat  daya  bawah.  Gambar  2 menunjukkan  bentuk  sinyal  keluaran  bagan  kotak  penguat  kelas  D  tanpa  tapis  untuk subwoofer .
Gambar 2. Bentuk sinyal keluaran bagan kotak penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer
Sinyal masukan Vi berupa aras positif dan aras negatif yang diumpankan ke masukan pembanding,  yaitu Vi (biru)  untuk  masukan  pembanding  atas  dan Vi’ (merah)  untuk masukan pembanding bawah yang telah dibalik fasanya. Kedua masukan dibandingkan dengan  sinyal  segitiga  sehingga  saat  aras  masukan  lebih  besar  dari  aras  segitiga  maka keluaran pembanding adalah aras high “1” dan sebaliknya saat aras masukan lebih kecil dari aras segitiga maka keluaran pembanding adalah aras low “0”. Keluaran pembanding masing-masing  diumpankan  ke  masukan  penguat  daya  sehingga  bentuk  sinyal  pada keluaran pembanding atas adalah Vo (biru) dan pembanding bawah adalah Vo’ (merah). Sinyal pada beban yang merupakan hasil selisih dari kedua keluaran penguat daya adalah V L (jingga).

## 2.    Dasar Teori
Penelitian  ini  dilakukan  pada  perancangan  penguat  kelas  D  tanpa  tapis  untuk subwoofer berdasarkan teori-teori dan perhitungan-perhitungan elektronika. Tahapan yang dilakukan,  yaitu  menentukan  bagan  kotak  sistem,  menentukan  rangkaian  yang dibutuhkan,  mengumpulkan  dasar  teori  dan  formula  untuk  perancangan,  melakukan pengukuran, serta pengumpulan data dari pengukuran tersebut untuk dianalisis.

## 2.1.   Pembangkit Gelombang Segitiga
Pembangkit gelombang segitiga terdiri dari untai pembangkit gelombang kotak dan untai integrator .
 Pembangkit gelombang kotak
Berikut  adalah  untai  dasar  pembangkit  gelombang  kotak  yang  ditunjukkan  pada Gambar 3a dan bentuk gelombang pada kapasitor C dan keluaran tegangan Vo pada
Gambar 3b [5]. Dari persamaan (2), tampak bahwa frekuensi gelombang kotak yang dihasilkan ditentukan oleh nilai kapasitor C dan resistor R f jika nilai R 1 = R 2 .
(a) (b)
Gambar 3. (a) Untai pembangkit gelombang kotak (b) Bentuk gelombang Vc dan Vo
Besarnya frekuensi yang dihasilkan oleh untai pembangkit gelombang kotak adalah:
𝑓 𝑜 = 1
2𝑅𝑓.𝐶.𝑙𝑛( +𝑉𝑠𝑎𝑡−𝑉𝐿𝑇 +𝑉𝑠𝑎𝑡−𝑉𝐿𝑇 ) (1)
di mana,
𝑉 𝑈𝑇 = 𝑅1 𝑅1 +𝑅2 (+𝑉 𝑆𝐴𝑇 ) 𝑉 𝐿𝑇 = 𝑅1 𝑅1 +𝑅2 (−𝑉 𝑆𝐴𝑇 )
Jika nilai R 1 = R 2 , maka diperoleh besarnya frekuensi osilasi [6]:
𝑓 𝑜 = 1 2,1976.𝑅𝑓 .𝐶 (2)
 Integrator
Berikut adalah untai dasar integrator yang ditunjukkan pada Gambar 4a dan bentuk gelombang  tegangan  masukan Vi berupa  pulsa  dan  tegangan  keluaran Vo berupa lereng ditunjukkan pada Gambar 4b [6].
(a) (b)
Gambar 4. (a) Untai dasar integrator (b) Bentuk gelombang V in dan Vo ut
Hubungan besarnya tegangan keluaran dan tegangan masukan adalah:
𝑉 = 𝑇 𝑅.𝐶 . 𝑉 𝑖𝑛 (3)
2.2. Pembanding
Pembanding berfungsi untuk membandingkan dua buah aras sinyal, yaitu antara aras sinyal masukan dengan aras acuan [7]. Pembanding menggunakan penguat operasi yang
dioperasikan secata tak linear , yang akan membandingkan besar aras sinyal misalnya pada masukan membalik dengan aras acuan 2,5 V pada masukan tak membalik. Jika aras sinyal pada masukan membalik lebih  kecil dari aras sinyal pada masukan tak membalik maka keluarannya  akan  berupa  aras high dan  jika  aras  sinyal  pada  masukan  membalik  lebih besar dari aras sinyal pada masukan tak membalik, maka keluarannya akan berupa aras low . Keluaran pembanding hanya berupa aras high atau low . Untai dasar pembanding dan bentuk gelombangnya dapat dilihat pada Gambar 5 di mana sinyal masukan pada V in dan sebagai acuan adalah aras tegangan 2,5 V.
Gambar 5. (a) Untai pembanding (b) Bentuk gelombang keluaran
Yang harus diperhatikan pada penguat operasi sebagai pembanding adalah parameter slew-rate , yang menunjukkan maksimum laju perubahan tegangan pada keluarannya dan hal tersebut dinyatakan oleh persamaan berikut [8]:
𝑆𝑅 = 𝑑𝑣 𝑜 𝑑𝑡 ⌉ 𝑚𝑎𝑥 (4)
𝑓 𝑀 = 𝑆𝑅 2𝜋.𝑉 𝑜𝑚𝑎𝑥 (5)
di mana, SR = slew-rate dv o = perubahan tegangan keluaran dt = perubahan waktu
V omax = tegangan keluaran maksimum
Gambar 6 menunjukkan penguat operasi yang diberi masukan V i berupa undak dan sinyal pada keluarannya berupa lereng.
Gambar 6. (a) Penguat operasi  (b) Masukan V i undak (c) Keluaran V o

## 2.3. Penguat Daya
Penguat  daya  berfungsi  memperbesar  daya  di  mana  dalam  hal  ini  yang  diperbesar adalah tegangan atau arus atau keduanya. Pada penguat kelas D, komponen penguat daya
berupa  sepasang  MOSFET  yang  dioperasikan  sebagai  dorong  tarik  dan  bekerja  sebagai sakelar elektronik yang hanya mengenal keadaan on atau off saja. Pada keadaan on beda tegangan  antara  kaki drain dan source MOSFET  kecil  mendekati  nol  tetapi  arus  yang mengalir  besar  sesuai  arus  beban  sehingga  disipasi  dayanya  kecil  mendekati  nol.  Pada keadaan off beda tegangan antara kaki drain dan source MOSFET besar mendekati tegangan catu  tetapi  arus  yang  mengalir  kecil  mendekati  nol  sehingga  disipasi  dayanya  kecil mendekati nol. Dengan demikian, penguat daya kelas D mempunyai disipasi daya yang kecil. Penguat daya dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Penguat Daya
Besarnya daya keluaran penguat daya dinyatakan dengan persamaan berikut [9]:
𝑃 =   𝐼 𝑟𝑚𝑠 2 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 2 𝑅 (6)
di mana,
Irms = Im /√2
Vrms = Vm /√2
Im = arus puncak sinusoida
Vm = tegangan puncak sinusoida
P = daya keluaran penguat
R
= beban pada keluaran penguat

## 3. Perancangan
Penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer mampu mempunyai tanggapan frekuensi di bawah 200 Hz dan mempunyai daya keluaran ±35 W serta besar penguatan tegangan 15  kali.  Frekuensi  sinyal  pembawa  adalah  20  kHz  pada  beban  8  Ω.  Nilai  rata-rata  dari sinyal digital berupa gelombang kotak pada keluaran penguat mewakili replika dari sinyal masukan  yang  diperkuat  dengan  penguatan  sebesar  tegangan  catu  dibagi  tegangan puncak segitiga [10].
 Penguat daya
Penguat  daya  menggunakan  sepasang  MOSFET,  yaitu  IRF540  dan  IRF9540  yang bekerja secara dorong tarik. Gambar 8a adalah N MOSFET IRF540 yang diberi picuan berupa  pulsa  dan  Gambar  8b  adalah  bentuk  gelombang  pensaklarannya.  Besar  aras picu harus di atas 4 V agar MOSFET saturasi.
(a) (b)
Gambar 8. (a) N MOSFET IRF540 [11] (b) Bentuk gelombang pensakelaran [11]
Daya keluaran penguat daya 35 W, maka sesuai dengan persamaan (5) besar catu 23,6 V.  Dengan  sistem  penguat  jembatan  maka  masing-masing  penguat  daya  atas  dan bawah harus menghasilkan keluaran  berupa aras +12 V dan aras -12 V atau tegangan puncak ke puncak sebesar 24 V. Dengan asumsi adanya rugi daya maka tegangan catu N MOSFET IRF540 diberi tegangan catu +15 V dan untuk P MOSFET IRF9540 -15 V.
 Pembanding
Pembanding menggunakan penguat operasi TL072 yang diberi tegangan catu ±10 V sehingga  akan  menghasilkan  aras  keluaran high +10  V  dan low -10  V.  Keluaran pembanding  ini  dipergunakan  untuk  memicu  MOSFET  melalui  transistor  sebagai penguat arus.
 Pembangkit gelombang segitiga
Pembangkit gelombang segitiga terdiri dari untai pembangkit gelombang kotak dan untai integrator yang  mempunyai frekuensi osilasi 20 KHz atau perioda 50  µs. Agar frekuensi  gelombang  kotak  yang  dihasilkan  pembangkit  gelombang  kotak  dengan frekuensi 20 KHz dan duty-cycle 50%, maka sesuai dengan persamaan (2) untuk untai pembangkit gelombang kotak ditetapkan nilai hambatan R f = 5 K dan nilai kapasitor C = 0,004 µF. Indeks modulasi penguat kelas D dibatasi maksimal 0,8 agar beroperasi di daerah linear dan  dihasilkan  frekuensi  yang  stabil  [12].  Penguatan  tegangan  dari penguat  kelas  D  ini  berupa  penguat  jembatan  sebesar  15  kali,  sehingga  penguatan masing-masing penguat daya adalah sebesar 7,5 kali. Sesuai dengan perhitungan besar catu  penguat daya ±12 V maka dengan penguatan 7,5 kali, besar amplitudo gelombang segitiga  adalah  1,6  V.  Dengan  pertimbangan  indeks  modulasi  0,8  maka  amplitudo gelombang segitiga dirancang 2 V. Berdasarkan persamaan [3] untuk untai integrator diperoleh nilai  hambatan R = 2 K dan nilai kapasitor C = 0,01 µF.

## 4. Hasil Pengukuran
Gambar  penguat  kelas  D  tanpa  tapis  untuk subwoofer yang  dirancang  ditunjukkan pada  Gambar  9  di  mana  tiap-tiap  bagian  untai  penyusunnya  dilakukan  pengukuran dengan simulator Circuit Maker .

## 4.1.   Pembangkit Gelombang Segitiga
Pembangkit gelombang segitiga terdiri dari untai pembangkit gelombang kotak dan untai integrator seperti ditunjukkan pada Gambar 10a dan bentuk gelombang segitiga yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar 10b.
Gambar 9. Untai penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer
(a) (b) Gambar 10. (a) Untai pembangkit gelombang (b) Untai integrator segitiga
Untai  pembangkit  gelombang  kotak  menghasilkan  gelombang  kotak  (hitam)  yang mempunyai amplitudo 3,3 V dengan frekuensi 20 KHz dan duty-cycle 50%. Untai integrator menghasilkan  gelombang  segitiga  (biru)  dengan  besar  tegangan  puncak  2  V  dan  jika dihitung dengan persamaan (3) di mana V i dan T /4 = 12,5 µs dihasilkan tegangan puncak segitiga  = 2,06 V.

## 4.2.   Pembanding
Untai pembanding pada Gambar 11a yang terdiri dari dua buah pembanding masing- masing  menggunakan  cepis  TL072  di  mana  pembanding  atas  membandingkan  sinyal masukan  (merah)  dengan  gelombang  segitiga  (biru)  dan  pembanding  bawah membandingkan  sinyal  masukan  yang  telah  dibalik  fasanya  (ungu)  dengan  gelombang segitiga  (biru).  Dalam  hal  ini  masukan  diberi  tegangan  0  V  sehingga  pada  Gambar  11b tampak sinyal masukan (merah) dan sinyal masukan yang dibalik fasanya (ungu) saling
berhimpit pada  aras 0 V.  Keluaran pembanding   atas (kuning) dan pembanding  bawah (hijau) saling berhimpit berupa gelombang kotak dengan amplitudo 8,5 V.
(a) (b) Gambar 11. (a) Untai pembanding (b) Bentuk keluaran pembanding

## 4.3.   Penguat Daya
Untai penguat daya pada Gambar 12a terdiri dari penguat daya atas dan penguat daya bawah, masing-masing diberi umpan dari keluaran untai pembanding atas (kuning) dan untai pembanding bawah (hijau) yang saling berhimpit menghasilkan keluaran penguat daya atas ( pink ) dan penguat daya bawah (kelabu) berupa gelombang  kotak yang saling berhimpit dengan  amplitudo 15 V yang ditunjukkan  pada  Gambar 12b. Tegangan pada beban merupakan selisih kedua keluaran penguat daya tersebut adalah 0 V ( orange ). Dalam hal ini besar sinyal masukan adalah 0 V.
(a) (b) Gambar 12. (a) Untai penguat daya (b) Keluaran penguat daya
Jika masukan penguat berupa gelombang sinusoida dengan amplitudo 1,5 V dan frekuensi 1 KHz, maka bentuk gelombang pada untai pembanding ditunjukkan pada Gambar 13 di mana  sinyal  masukan  (merah)  masuk  ke  pembanding  atas  menghasilkan  keluaran gelombang kotak (kuning) dan sinyal masukan yang sudah dibalik fasanya (ungu) masuk
ke pembanding bawah menghasilkan keluaran gelombang kotak (hijau). Masing-masing pembanding  dibandingkan  dengan  gelombang  segitiga  (biru).  Besar  amplitudo gelombang kotak 8,5 V.
Gambar 13. Bentuk gelombang untai pembanding ( V in = 1,5sin 2π1000t)
Bentuk gelombang pada penguat daya ditunjukkan pada Gambar 14, di mana keluaran penguat daya atas berupa gelombang kotak (kelabu) dan keluaran penguat daya bawah berupa gelombang kotak ( pink ) dengan besar amplitudo ≈ 15 V. Keluaran penguat daya pada  beban  merupakan  selisih  keluaran  penguat  daya  atas  dan  bawah  ( orange )  dengan besar  amplitudo  =  29,7  V.  Dengan  demikian  sesuai  persamaan  (6),  penguat  mampu menghasilkan daya gelombang sinus = 55 W pada indeks modulasi 1.
Pada gambar tersebut tampak keluaran penguat kelas D tanpa tapis terdiri dari  tiga aras ( orange ), yaitu aras +30 V, 0, dan -30 V. Pensaklaran tiga aras memungkinkan untuk menghilangkan  tapis,  sehingga  membantu  untuk  mengurangi  biaya  sistem.  Selain  itu, pensakelaran  tiga  aras  mempunyai  gangguan  elektromagnetik  yang  lebih  sedikit  dan efisiensi daya yang lebih baik daripada penguat kelas D tradisional [13].
Penguat kelas D tradisional mengasilkan keluaran PWM yang terdiri dari pulsa-pulsa dengan dua aras, yaitu aras high “1” dan low “0” dengan lebar pulsa sebanding dengan aras sinyal masukan [14]. Keluaran dengan dua aras memerlukan tapis pelewat frekuensi rendah sebelum ke penyuara.
Gambar 14. Bentuk gelombang penguat daya ( V in = 1,5sin 2π1000t)
Untuk pengukuran penguatan tegangan penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer diberi sumber tegangan DC = 1 V pada masukannya dan pada beban di keluarannya diberi meter pengukur tegangan yang menunjukkan besar tegangan = 13,05 V dapat dilihat pada Gambar 15 dan bentuk gelombang pada untai pembanding, ditunjukkan pada Gambar 16 di  mana  masukan  pembanding  atas  berupa  aras  +1  V  (merah)  menghasilkan  keluaran gelombang  kotak  (kuning)  dan  masukan  pembanding  bawah  berupa  aras  -1  (ungu) menghasilkan  keluaran  gelombang  kotak  (hijau).  Amplitudo  gelombang  kotak  =  8,5  V. Hasil ini menunjukkan penguat mampu menanggapi sinyal dengan frekuensi yang sangat rendah hingga DC.
Gambar 15. Pengukuran penguatan tegangan penguat
Gambar 16. Bentuk gelombang untai pembanding ( V in = 1 V)
Keluaran penguat daya ditunjukkan pada Gambar 17 di mana keluaran penguat daya atas (ungu) dan keluaran penguat daya bawah (kelabu) berupa gelombang kotak dengan amplitudo ≈ 15 V. Keluaran penguat daya pada beban merupakan selisih keluaran penguat daya  atas  dan  bawah  ( orange )  dengan  besar  amplitudo  =  29,7  V.  Dari  hasil  pengukuran tersebut  menunjukkan slew-rate =  29,5  V/5  µs  sehingga  berdasarkan  persamaan  (5), penguat mampu menghasilkan frekuensi tinggi hingga 31,8 KHz.
Gambar 17. Bentuk gelombang penguat daya ( V in = 1 V)
Hasil pengukuran penguatan tegangan dengan beberapa variasi besaran masukan dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Pengukuran penguatan tegangan Tegangan masukan (V) Tegangan keluaran (V) Penguatan tegangan (kali) Daya (W) 0,1 1,193 12 0,09 1 13,05 13,1 16,6 1,6 21,32 13,3 28,4 1,7 23,99 14,1 35,9 2 29,72 14,9 55,2
Tegangan  masukan  maksimal  tidak  boleh  lebih  besar  dari  tegangan  puncak gelombang  segitiga,  yaitu  sebesar  2  V.  Dari  Tabel  1  tampak  saat  tegangan  masukan maksimal akan dihasilkan daya keluaran maksimal 55,2 W. Untuk menjaga agar penguat bekerja di daerah linear , maka penguat tidak dirancang dengan besar tegangan masukan yang  maksimal.  Berdasarkan  perancangan  daya  keluaran  penguat  sebesar  35  W  telah terpenuhi dengan besar tegangan masukan 1,7 V.
Hasil pengukuran tegangan keluaran V o penguat dengan tegangan masukan V i efektif sebesar 1 V  dan beberapa variasi besaran frekuensi dapat dilihat pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2. Hasil pengukuran V o dengan tegangan efektif V i = 1 V
Frekuensi V i (Hz) Tegangan keluaran V o (V) ≤ 20 12,5 50 12,5 100 12,5 200 12,5 500 12,4 1K 11,9 2K 8,4
Gambar 18. Tanggapan frekuensi penguat
Dari hasil pengukuran pada Tabel 2 dapat dibuat tanggapan frekuensi penguat seperti pada Gambar 18. Berdasarkan hasil pengujian dengan masukan DC dengan frekuensi = 0 Hz dan pengukuran slew-rate pada Gambar 15 dan 16 membuktikan tanggapan frekuensi
penguat  dari  0  Hz  hingga  31,8  KHz.  Karena  frekuensi  gelombang  segitiga  dirancang sebesar 20 KHz, maka frekuensi penggal atas penguat akan terbatas tidak akan melebihi frekuensi 20 KHz. Dari Gambar 18 diperoleh besar frekuensi penggal atas penguat f H = 1,8 KHz. Dengan demikian tanggapan frekuensi penguat dari 0  hingga 1,8 KHz dan hal ini memenuhi hasil rancangan penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer dengan tanggapan frekuensi 20 Hz-200 Hz.

## 5. Kesimpulan
Keluaran penguat kelas D tanpa tapis untuk subwoofer berupa sinyal digital gelombang kotak  dengan duty-cycle yang  berubah-ubah  di  mana  rerata  tegangannya  merupakan replika  dari  sinyal  analog.  Penguatan  tegangan  penguat  kelas  D  tanpa  tapis  untuk subwoofer ini  tidak  tetap  untuk  sinyal  masukan  yang  berbeda  besarnya  dan  penguatan tegangan  akan  mengecil  untuk  sinyal  masukan  yang  kecil  karena  adanya slew-rate dari gelombang  kotak  atau  pulsa  yang  tidak  ideal.  Pengaruh slew-rate makin  berpengaruh untuk lebar pulsa yang semakin sempit.

## Daftar Pustaka
[1]   Sound Storm Laboratories SSL, Glossary [Online], https://soundstormlab.com/ product-info/glossary/, diakses tanggal 7 Juni 2022.
[2]   Self, Douglas, 2009, “Audio power amplifier design handbook,” edisi ke-5, Elsevier Ltd, USA, hal. 371.
[3]   EDN, Filterless Class D simplifies audio amplifier design [Online], https://www. edn.com/filterless-class-d-simplifies-audio-amplifier-design/, diakses tanggal 1 Juni 2022.
[4]   M.A. Teplechuk, A. Gribben, and C. Amadi, “True filterless class-D audio amplifier,” IEEE Journal of Solid-State Circuits , vol. 46, no. 12, 2011.
[5]   Online Electrical and Electronics Study, Square wave generator using Op amp , Copyright © 2014 to 2022 eeeguide.com all rights reserved [Online], https://www. eeeguide.com/square-wave-generator-using-op-amp/, diakses  tanggal 7 Juni 2022.
[6]  Albert Malvino, David J. Bates, “Electronic principles,” McGraw-Hill Education, 8th edition, h. 871, 2016.
[7]  William H. Hayt, Jr., Jack E. Kemmerly and Steven M. Durbin, “Engineering  circuit analysis,”  McGraw-Hill Companies, Inc., 8th edition, h. 203, 2012.
[8]  Adel  S. Sedra  and  Kenneth  C.  Smith,  ”Microelectronic  circuits,”  Oxford  University Press, 7th edition, h. 112-115, 2015.
[9] Charles  K.  Alexander,  Matthew  N.  O.  Sadiku,  “Fundamentals  of  electric  circuits,” McGraw-Hill Companies, Inc., 5th edition, h. 469, 2013.
[10]  S. Krit, H. Amrani, H. Qjidaa, H. Cordonnier, “Class D audio amplifier design theory and design implementation for portable applications,” IEEE , 2007.
[11]  Vishay  Siliconix  [Online]  https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/250771/ VISHAY/ IRF540.html, diakses tanggal 7 Juni 2022.
[12]  DTU Library, Nielsen, Dennis; Knott, Arnold; Pfaffinger, Gerhard; Andersen, Michael A.  E.,”Investigation  of  switching  frequency  variations  and  EMI  properties  in  self- oscillatingclass D amplifiers” [Online], https://backend.orbit.dtu.dk/ws/portalfiles/ portal/90233740/prod11396112295395.paper37i.pdf, diakses tanggal 2 Juli 2022.
[13]  K. Sunwoo et al., “A 0.028% THD + N, 91%  power-efficiency, 3-level PWM  class-D amplifier with a true differential front-end,” IEEE ISSCC Dig. Tech. Papers , h. 96-98, 2012.
[14]  Y. Choi, W. Tak, Y. Yoon, J. Roh, S. Kwon, J. Koh, “A 0.018% THD + N, 88-dB PSRR PWM class-D amplifier for direct battery hookup,” IEEE Journal of Solid-State Circuits , vol. 47, h. 454–463, 2012.