Umum

Di dalam dunia audio dikenal ada dua macam amplifier yaitu amplifier tabung (valve atau tube) dan satunya lagi amplifier transistor (solid state).   Lalu apa yang membedakan antara keduanya sampai ada yang secara fanatic mengatakan bahwa yang ini lebih baik atau yang itu lebih baik.   Para audiophile boleh setuju atau tidak terhadap adanya perbedaan kemampuan antara tabung dan transistor dalam fungsinya sebagai penguat tetapi perhatikanlah hal hal berikut ini.  

Masalah Desain.

Dahulu sampai tahun 1950-an kita hanya mengenal suara tabung yaitu suara yang khas keluar dari amplifier yang menggunakan tabung sebagai penguat.   Kemudian setelah amplifier transistor ditemukan dan kemudian banyak diproduksi, suara transistor menjadi biasa ditelinga walaupun sebenarnya memiliki distorsi crossover.   Setelah disain amplifier transistor banyak mengalami perbaikan, memang menjadi lebih baik namun para pemain musik seperti pemain gitar elektrik, masih lebih suka menggunakan amplifier tabung.   Beberapa orang mengatakan bahwa suara yang dihasilkan amplifier tabung lebih “natural” dan lebih “memuaskan” daripada suara amplifier transistor.   Sebaliknya banyak juga yang berpendapat bahwa kelebihan itu terlalu dilebih-lebihkan atau justru sebenarnya samar samar, tanpa mempertimbangkan kemungkinan adanya kekurangan dalam mendesain amplifier transistor itu sendiri.    Sesungguhnya perbedaan yang terdengar dengan jelas itu adalah karena masalah distorsi harmoniknya, soal pemerataan frekuensinya, kekerasannya dan banyak faktor lainnya, yang semuanya adalah karena masalah desain yang kurang sempurna dari amplifier transistor.

Kemampuan Reproduksi Suara.

Suatu hal yang sering ditemui adalah suatu amplifier yang diukur secara instrument mungkin bagus tetapi hasil suaranya tidak enak didengar.  

Tidak dapat dipungkiri bahwa seorang perancang HiFi pasti selalu berusaha untuk meminimalisasi distorsi (cacat) dan focus kepada menghilangkan harmonic yang timbul.   Selain itu dia juga berusaha agar frekuensi yang dihasilkan flat (merata).   Tetapi suatu amplifier untuk instrument (seperti gitar elektrik) malahan dirancang dengan sengaja untuk memunculkan distorsi dan frekuensi yang tidak flat, agar enak didengar.   Dulu, pemunculan frekuensi harmonic tertentu pernah menjadi topic pembicaraan yang hangat bersamaan dengan keinginan memunculkan frekuensi tertentu baik rata maupun tidak merata.

Mereka yang mengandalkan masalah high fidelity berdasarkan kepada pengukuran, dapat berbesar hati bahwa ampli transistor lebih baik karena desain dari amplifier transistor dapat dibuat tanpa output transformer dan dengan demikian kebal terhadap kebutuhan kesesuaian impedansi loudspeaker atau pengaruh transformer lainnya yang semua itu berpengaruh terhadap mutu suara.   Sebaliknya ada juga yang mengatakan bahwa frekuensi response yang flat (rata) sesuai dengan pengukuran tidaklah berarti akan bersuara bagus.   Memang dalam hukum pengerasan suara, ketelitian dalam memproduksi suara semirip mungkin dengan aslinya adalah tujuannya, antara lain dengan cara menghindari distorsi (cacat) dan penguatan yang sedapat mungkin rata dalam seluruh frekuensi.   Tetapi yang menjadi masalah adalah mutu Loudspeaker itu sendiri, karena harga semahal apapun suatu Loudspeaker tetap memproduksi distorsi lebih banyak daripada amplifier.

Selain itu ada juga yang mengatakan suara bass ampli tabung tidak segesit dan semantap amplifier transistor.   Roll-off nya rada rendah dapat dijelaskan dengan tingginya impedansi output tabung dibandingkan dengan transistor, sehubungan dengan kombinasi dari tingginya impedansi dan berkurangnya nilai feedback, dimana bila feedback bertambah, impedansi output berkurang.   Memang amplifier transistor tidak mengalami kesulitan dengan impedansi sehingga lebih mampu mengeluarkan nada rendah tanpa hambatan.

Amplifier tabung juga cenderung lebih linier dari pada amplifier transistor maka amplifier tabung tidak membutuhkan negatif feedback seperti amplifier transistor karena negatif feedback yang besar juga akan membuat amplifier malahan menjadi tidak stabil.

Masalah Harmonik.

Suara tabung juga sering dikatakan lebih “hangat” dan “kaya”, tetapi pernyataan itu sekali lagi sifatnya subyektif.   Itu bisa terjadi sehubungan dengan clipping yang tidak linear yang terjadi dalam amplifier tabung, atau sehubungan dengan tingginya distorsi second-harmonic yang biasa terjadi dalam single ended sebagai akibat dari interaksi tabung dengan induktansi dari output transformer, dan hal itu tidak terjadi pada amplifier transistor.

Tabung cenderung untuk memproduksi harmonic kedua sedangkan transistor harmonic ketiga.   Walaupun sama-sama tidak nyaman, namun bagi telinga manusia harmonic kedua masih lebih bisa diterima daripada harmonic ketiga.

Amplifier push-pull menghilangkan harmonic yang genap tetapi tetap meninggalkan harmonic yang ganjil, sedangkan amplifier single-ended tidak menghilangkan harmonic sama sekali. Selama tabung seringkali menggunakan single-ended dan transistor menggunakan push-pull, maka tipe distorsi yang ada di ampli ampli itu di cap seakan-akan menjadi sifat dari ampli tabung atau ampli transistor.   Padahal seharusnya dilihat dulu apakah ampli itu single-ended atau push-pull.   Selain itu seringkali ampli push-pull beroperasi tidak hanya dikelas A atau AB tetapi juga di kelas B dimana ada distorsi crossover yang tipical dan juga sangat tidak dikehendaki.

Menginginkan Suara Tabung.

Pernah ada perdebatan sengit tentang karakteristik tabung lawan bipolar junction transistor.   Tabung trioda dan Mosfet transistor memiliki kesamaan karakteristik, sedangkan tabung tetroda dan pentoda sangat berbeda tetapi dalam beberapa hal sama dengan bipolar transistor.  Meskipun begitu, ampli Mosfet tidak mengeluarkan suara tabung lagi bila tidak menggunakan desain bipolar sehubungan dengan perbedaan cara mendesain rangkaian tabung dan Mosfet.   Jadi kebagusan dalam mereproduksi suara sangat tergantung dengan desain dari rangkaian amplifier itu sendiri, baik tabung atau transistor.

Perbedaan Input.

Amplifier tabung kebanyakan memerlukan input yang berimpedansi tinggi, 100 Kohm sampai 1,000 Kohm.   Sampai dengan saat ini rata-rata peralatan sumber suara (apakah cd player atau phono stage) mengeluarkan output diatas 50 Kohm, dimana kalau dihubungkan dengan input ampli tabung yang berimpedansi 100 Kohm akan terasa ringan seperti tidak berbeban.   Tidak demikian halnya dengan amplifier transistor yang inputnya berimpedansi rendah sampai 15 Kohm, yang membuat sumber suara merasakan berat.   Agar match dalam arti tidak terlalu merasa berat, perbedaan itu sering dinetralisir dengan kabel yang berkapasitansi dan mikrofonis dalam hal yang khusus.   Jadi sehubungan dengan kebutuhan impedansi input yang tinggi, amplifier tabung lebih friendly daripada transistor.

Perbedaan output.

Amplifier biasanya dibebani oleh loudspeaker, dan selama ini hampir semua loudspeaker adalah berjenis elektrodinamis (tipe lain adalah loudspeaker jenis elektrostatis, pakai membran) yang impedansinya rendah, sekitar 8 atau 4 ohm, bahkan 2 ohm.   Untuk jenis elektrodinamis, dia memerlukan arus listrik yang kuat untuk menggerakkan diafragma maju mundur.   Selama ini kebanyakan amplifier tabung adalah menguatkan voltage sinyal bukan menguatkan arus, barulah nantinya voltage itu diubah menjadi arus oleh transformer output.   Berbeda dengan amplifier transistor yang memang menguatkan arus.   Jadi sesungguhnya, untuk loudspeaker elektrodinamis, amplifier transistor lebih ideal daripada amplifier tabung.    Untuk itu maka bagi penggemar amplifier tabung dicarilah loudspeaker yang sensitifitasnya tinggi (> 90dB) yang tidak memerlukan arus besar, dan impedansinya diatas 8 ohm.   Disinilah keuntungan ampli transistor untuk bebas memilih loudspeaker.

Soft clipping

Soft clipping adalah aspek yang sangat penting di suara tabung khususnya untuk amplifier gitar, meskipun amplifier Hi-Fi biasanya tidak dipaksa sampai clipping.   Harmonik yang ditambahkan di sinyal adalah cukup lemah dan dengan soft clipping bukannya hard clipping.   Jadi soft clipping tidak khusus utk tabung, hal itu dapat juga disimulasikan di rangkaian transistor.  

Kesimpulan.

Karakteristik tabung memang berbeda dengan transistor, dan kelemahan masing-masing dapat diminimalisasikan dengan menyempurnakan atau memperbaiki desain rangkaian amplifier.   Kalaupun setelah disempurnakan hasilnya tetap dirasakan berbeda, karena sifatnya relatif ya silahkan dipilih mana yang lebih sesuai dengan selera masing-masing.

Penulis, Tjahjo Dimjati.Umum

Di dalam dunia audio dikenal ada dua macam amplifier yaitu amplifier tabung (valve atau tube) dan satunya lagi amplifier transistor (solid state).   Lalu apa yang membedakan antara keduanya sampai ada yang secara fanatic mengatakan bahwa yang ini lebih baik atau yang itu lebih baik.   Para audiophile boleh setuju atau tidak terhadap adanya perbedaan kemampuan antara tabung dan transistor dalam fungsinya sebagai penguat tetapi perhatikanlah hal hal berikut ini.  

Masalah Desain.

Dahulu sampai tahun 1950-an kita hanya mengenal suara tabung yaitu suara yang khas keluar dari amplifier yang menggunakan tabung sebagai penguat.   Kemudian setelah amplifier transistor ditemukan dan kemudian banyak diproduksi, suara transistor menjadi biasa ditelinga walaupun sebenarnya memiliki distorsi crossover.   Setelah disain amplifier transistor banyak mengalami perbaikan, memang menjadi lebih baik namun para pemain musik seperti pemain gitar elektrik, masih lebih suka menggunakan amplifier tabung.   Beberapa orang mengatakan bahwa suara yang dihasilkan amplifier tabung lebih “natural” dan lebih “memuaskan” daripada suara amplifier transistor.   Sebaliknya banyak juga yang berpendapat bahwa kelebihan itu terlalu dilebih-lebihkan atau justru sebenarnya samar samar, tanpa mempertimbangkan kemungkinan adanya kekurangan dalam mendesain amplifier transistor itu sendiri.    Sesungguhnya perbedaan yang terdengar dengan jelas itu adalah karena masalah distorsi harmoniknya, soal pemerataan frekuensinya, kekerasannya dan banyak faktor lainnya, yang semuanya adalah karena masalah desain yang kurang sempurna dari amplifier transistor.

Kemampuan Reproduksi Suara.

Suatu hal yang sering ditemui adalah suatu amplifier yang diukur secara instrument mungkin bagus tetapi hasil suaranya tidak enak didengar.  

Tidak dapat dipungkiri bahwa seorang perancang HiFi pasti selalu berusaha untuk meminimalisasi distorsi (cacat) dan focus kepada menghilangkan harmonic yang timbul.   Selain itu dia juga berusaha agar frekuensi yang dihasilkan flat (merata).   Tetapi suatu amplifier untuk instrument (seperti gitar elektrik) malahan dirancang dengan sengaja untuk memunculkan distorsi dan frekuensi yang tidak flat, agar enak didengar.   Dulu, pemunculan frekuensi harmonic tertentu pernah menjadi topic pembicaraan yang hangat bersamaan dengan keinginan memunculkan frekuensi tertentu baik rata maupun tidak merata.

Mereka yang mengandalkan masalah high fidelity berdasarkan kepada pengukuran, dapat berbesar hati bahwa ampli transistor lebih baik karena desain dari amplifier transistor dapat dibuat tanpa output transformer dan dengan demikian kebal terhadap kebutuhan kesesuaian impedansi loudspeaker atau pengaruh transformer lainnya yang semua itu berpengaruh terhadap mutu suara.   Sebaliknya ada juga yang mengatakan bahwa frekuensi response yang flat (rata) sesuai dengan pengukuran tidaklah berarti akan bersuara bagus.   Memang dalam hukum pengerasan suara, ketelitian dalam memproduksi suara semirip mungkin dengan aslinya adalah tujuannya, antara lain dengan cara menghindari distorsi (cacat) dan penguatan yang sedapat mungkin rata dalam seluruh frekuensi.   Tetapi yang menjadi masalah adalah mutu Loudspeaker itu sendiri, karena harga semahal apapun suatu Loudspeaker tetap memproduksi distorsi lebih banyak daripada amplifier.

Selain itu ada juga yang mengatakan suara bass ampli tabung tidak segesit dan semantap amplifier transistor.   Roll-off nya rada rendah dapat dijelaskan dengan tingginya impedansi output tabung dibandingkan dengan transistor, sehubungan dengan kombinasi dari tingginya impedansi dan berkurangnya nilai feedback, dimana bila feedback bertambah, impedansi output berkurang.   Memang amplifier transistor tidak mengalami kesulitan dengan impedansi sehingga lebih mampu mengeluarkan nada rendah tanpa hambatan.

Amplifier tabung juga cenderung lebih linier dari pada amplifier transistor maka amplifier tabung tidak membutuhkan negatif feedback seperti amplifier transistor karena negatif feedback yang besar juga akan membuat amplifier malahan menjadi tidak stabil.

Masalah Harmonik.

Suara tabung juga sering dikatakan lebih “hangat” dan “kaya”, tetapi pernyataan itu sekali lagi sifatnya subyektif.   Itu bisa terjadi sehubungan dengan clipping yang tidak linear yang terjadi dalam amplifier tabung, atau sehubungan dengan tingginya distorsi second-harmonic yang biasa terjadi dalam single ended sebagai akibat dari interaksi tabung dengan induktansi dari output transformer, dan hal itu tidak terjadi pada amplifier transistor.

Tabung cenderung untuk memproduksi harmonic kedua sedangkan transistor harmonic ketiga.   Walaupun sama-sama tidak nyaman, namun bagi telinga manusia harmonic kedua masih lebih bisa diterima daripada harmonic ketiga.

Amplifier push-pull menghilangkan harmonic yang genap tetapi tetap meninggalkan harmonic yang ganjil, sedangkan amplifier single-ended tidak menghilangkan harmonic sama sekali. Selama tabung seringkali menggunakan single-ended dan transistor menggunakan push-pull, maka tipe distorsi yang ada di ampli ampli itu di cap seakan-akan menjadi sifat dari ampli tabung atau ampli transistor.   Padahal seharusnya dilihat dulu apakah ampli itu single-ended atau push-pull.   Selain itu seringkali ampli push-pull beroperasi tidak hanya dikelas A atau AB tetapi juga di kelas B dimana ada distorsi crossover yang tipical dan juga sangat tidak dikehendaki.

Menginginkan Suara Tabung.

Pernah ada perdebatan sengit tentang karakteristik tabung lawan bipolar junction transistor.   Tabung trioda dan Mosfet transistor memiliki kesamaan karakteristik, sedangkan tabung tetroda dan pentoda sangat berbeda tetapi dalam beberapa hal sama dengan bipolar transistor.  Meskipun begitu, ampli Mosfet tidak mengeluarkan suara tabung lagi bila tidak menggunakan desain bipolar sehubungan dengan perbedaan cara mendesain rangkaian tabung dan Mosfet.   Jadi kebagusan dalam mereproduksi suara sangat tergantung dengan desain dari rangkaian amplifier itu sendiri, baik tabung atau transistor.

Perbedaan Input.

Amplifier tabung kebanyakan memerlukan input yang berimpedansi tinggi, 100 Kohm sampai 1,000 Kohm.   Sampai dengan saat ini rata-rata peralatan sumber suara (apakah cd player atau phono stage) mengeluarkan output diatas 50 Kohm, dimana kalau dihubungkan dengan input ampli tabung yang berimpedansi 100 Kohm akan terasa ringan seperti tidak berbeban.   Tidak demikian halnya dengan amplifier transistor yang inputnya berimpedansi rendah sampai 15 Kohm, yang membuat sumber suara merasakan berat.   Agar match dalam arti tidak terlalu merasa berat, perbedaan itu sering dinetralisir dengan kabel yang berkapasitansi dan mikrofonis dalam hal yang khusus.   Jadi sehubungan dengan kebutuhan impedansi input yang tinggi, amplifier tabung lebih friendly daripada transistor.

Perbedaan output.

Amplifier biasanya dibebani oleh loudspeaker, dan selama ini hampir semua loudspeaker adalah berjenis elektrodinamis (tipe lain adalah loudspeaker jenis elektrostatis, pakai membran) yang impedansinya rendah, sekitar 8 atau 4 ohm, bahkan 2 ohm.   Untuk jenis elektrodinamis, dia memerlukan arus listrik yang kuat untuk menggerakkan diafragma maju mundur.   Selama ini kebanyakan amplifier tabung adalah menguatkan voltage sinyal bukan menguatkan arus, barulah nantinya voltage itu diubah menjadi arus oleh transformer output.   Berbeda dengan amplifier transistor yang memang menguatkan arus.   Jadi sesungguhnya, untuk loudspeaker elektrodinamis, amplifier transistor lebih ideal daripada amplifier tabung.    Untuk itu maka bagi penggemar amplifier tabung dicarilah loudspeaker yang sensitifitasnya tinggi (> 90dB) yang tidak memerlukan arus besar, dan impedansinya diatas 8 ohm.   Disinilah keuntungan ampli transistor untuk bebas memilih loudspeaker.

Soft clipping

Soft clipping adalah aspek yang sangat penting di suara tabung khususnya untuk amplifier gitar, meskipun amplifier Hi-Fi biasanya tidak dipaksa sampai clipping.   Harmonik yang ditambahkan di sinyal adalah cukup lemah dan dengan soft clipping bukannya hard clipping.   Jadi soft clipping tidak khusus utk tabung, hal itu dapat juga disimulasikan di rangkaian transistor.  

Kesimpulan.

Karakteristik tabung memang berbeda dengan transistor, dan kelemahan masing-masing dapat diminimalisasikan dengan menyempurnakan atau memperbaiki desain rangkaian amplifier.   Kalaupun setelah disempurnakan hasilnya tetap dirasakan berbeda, karena sifatnya relatif ya silahkan dipilih mana yang lebih sesuai dengan selera masing-masing.

Penulis, Tjahjo Dimjati.