Arus bias optimal
pada sebuah amplifier tabung akan tergantung pada topologi rangkaian, output
transformer, jenis tabung, tegangan anoda dan screen, dan sebagainya. Untuk
amplifier yang bekerja pada kelas AB, titik kerja optimal pada umumnya sekitar
50% hingga 90% dari disipasi anoda (Pa) maksimal yang diijinkan pabrik pembuat
tabung yang bersangkutan (bisa dilihat pada datasheet tabung).
Secara matematis Pa
= Va (tegangan anoda-katoda) x Ia (arus anoda). Katakanlah anda memiliki
amplifier dengan topologi Ultra Linear Push-Pull, menggunakan tabung final 6L6
dengan Pa = 30 watt dan Va = 400 volt, anda bisa set arus kerja yang melalui
anoda (Ia) dari 40 mA hingga 70
mA. Pada metode fixed-bias, ini bisa dilakukan dengan mengatur tegangan negatif
pada grid tabung (pin 5) dengan menggunakan potensiometer, dalam kondisi tanpa sinyal
musik. Lakukan pengaturan mulai dari tegangan paling negatif (arus minimum) hingga
mencapai arus maksimal yang dikehendaki.
Sebagai pedoman
umum, arus bias yang lebih tinggi cenderung menghasilkan suara yang lebih baik (distorsi
lebih rendah, damping lebih tinggi), tetapi dengan trade-off umur tabung akan
lebih pendek (tak ada yang gratis bukan?). Sebaliknya arus bias terlalu rendah
menghasilkan distorsi lebih tinggi dan suara terkesan lebih mellow akibat
damping yang lebih rendah, dan anda tak perlu risau soal umur tabung. Kompromi
terbaik adalah sekitar 2/3 hingga 3/4 dari Pa maksimal tabung yang bersangkutan.
Tunggu dulu, tetapi bagaimana cara mengukur arus bias itu? Cara termudah adalah
dengan mengukur Ik (arus yang melalui katoda). Pada triode akan lebih mudah
karena Ik = Ia. Sedangkan pada pentode Ik = Ia+Is, tetapi karena Ia jauh lebih
besar ketimbang Is, jadi boleh kita anggap Ia kurang lebih sama dengan Ik. Melalui
sebuah resistor (Rk) bernilai kecil (10 ohm) dari katoda (pin 8) ke ground,
kita bisa ukur tegangan drop pada resistor ini (Vk), gunakan voltmeter “+” di
titik pin 8 dan “-“ di ground. Dengan Ohm`s Law (Vk = Ik x Rk) kita bisa
temukan arus bias itu. Jika terukur tegangan 500 mV pada resistor 10 Ohms, itu
berarti Ik = 50 mA. Mengukur arus
bias pada metode self-bias pun bisa dilakukan dengan cara yang sama, tetapi
perubahan arus bias hanya bisa dilakukan dengan mengganti nilai Rk.
Anda harus set
arus bias yang sama di semua pasangan tabung final pada rangkaian push-pull, baik
dengan menggunakan bias-balance pot atau dengan menggunakan individual pot untuk
masing-masing tabung. Jika anda hanya menggunakan satu bias-pot untuk dua
tabung yang berpasangan, maka anda harus menggunakan tabung yang benar-benar
seimbang (matched-pair).
Banyak DIYer
bereksperimen mempertukarkan tabung 6L6 dengan tabung EL34 tanpa melakukan
modifikasi apapun, untuk mendapatkan karakter suara yang berbeda. Biasanya akan
didapati karakter suara 6L6 yang lebih hangat, dengan bass yang lebih dalam
tetapi lebih empuk. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh internal resistance yang
lebih besar dari tabung 6L6, meskipun karakter suara tabung juga dipengaruhi
oleh pabrik pembuatnya, setting arus bias, karakter tabung driver, serta
kombinasi komponen lainnya. Jadi bukan semata-mata ditentukan oleh tabung final
6L6 atau EL34 itu.
Tabung EL34 memiliki disipasi dan tegangan maksimum yang lebih tinggi. Sehingga
jika kita memasangnya begitu saja pada amplifier yang didisain untuk bekerja
dengan tabung 6L6, tentu saja anda mendengarkan amplifier EL34 yang bekerja
pada kondisi tidak optimal. Karena setting bias pada amplifier tersebut lebih
mendekati titik kerja yang dibutuhkan 6L6 ketimbang EL34. Jadi jangan buru-buru
menilai karakter 6L6 begini dan EL34 begitu jika anda tak menggunakan arus bias
(titik kerja) optimal untuk masing-masing tabung tersebut. Inipun dengan asumsi
komponen yang lain (kapasitor, transformer, tabung driver, dll.) sama persis. Perlu
diingat pula, tabung jenis yang sama tetapi dengan merk berbeda bisa memiliki
karakter suara yang berbeda. Maka anda dengan mudah dapat membedakan karakter
suara Mullard EL34 dengan Shuguang 5881.
Demikian juga
jika anda mendisain convertible-amplifier yang bisa menggunakan triode 2A3 atau
45, hal terpenting yang perlu diingat adalah setting arus bias yang berbeda
dari kedua triode tersebut. Pada akhirnya anda harus memilih apakah titik kerja
amplifier dioptimalkan untuk triode 2A3 atau sebaliknya 45. Beberapa DIYer
berargumen bahwa arus bias optimal untuk kedua tabung dapat dengan mudah
diperoleh dengan menggunakan 2 resistor 750 ohm pada katode (Rk), yang dipasang
seri untuk 45 (menjadi 1,5 K ohm) dan di-bypass menjadi 750 ohm untuk 2A3. Atau
dengan menggunakan 2 resistor 1,5 K ohm, yang dipasang paralel untuk 2A3
(menjadi 750 ohm) dan di-open (dilepas) satu resistor agar menjadi 1,5 K ohm
untuk 45.
Dan anda berpikir telah mendapatkan arus bias
optimal, baik untuk 2A3 maupun 45? Salah! Internal resistance yang lebih tinggi
pada 45 membutuhkan output transformer (OT) dengan primary inductance yang
kira-kira 2 kali lebih tinggi ketimbang 2A3. Penggunaan OT universal bisa
merupakan langkah kompromi. Tetapi namanya juga kompromi, maka universal OT
juga tidak optimal untuk semua tabung, dan bahkan anda harus menggunakan banyak
saklar, yang berarti dibayar dengan degradasi kualitas sinyal pada kontak saklar
tersebut. Lebih parah lagi jika anda ingin convertible-amplifier 300B/2A3,
karena masih ditambah tegangan kerja (Va) yang berbeda. Ini berarti anda juga
perlu saklar untuk catu tegangan yang berbeda. Hidup seringkali harus memilih,
kita tak mungkin mendapatkan semua hal terbaik di dunia ini.
