Setelah praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu:
1. Merakit rangkaian Tone Control (Pengatur Nada)
dan Power Aplifier.
2. Mengetahui fungsi rangkaian Tone Control pada
sistem audio
3. Mengetahui karakteristik kerja rangkaian Tone
Control pada sistem audio
B. Alat dan Bahan:
Alat dan bahan yang dibutuhkan pada praktikum kali
ini adalah:
1. Osiloskop Dual Beam = 1 set
2. Multimeter = 1 set
3. AFG = 1 set
4. Kit Power Amplifier + Tone Control = 1 set
5. Loudspeaker = 1 buah
6. Kabel listrik = secukupnya
7. Audio Player = 1 set
C. Teori Pendukung
Rangkaian penguat audio yang baik yaitu rangkaian
yang mampu memperkuatkan sinyal pada range frekuensi audio yaitu frekuensi 20
Hz sampai 20 KHz dan pada saat melakukan penguatan tanpa terjadinya cacat
dengan nois yang sekecil mungkin. Range frekuensi ini juga tergantung dari
kemampuan dari loudspeaker. Jika loudspeaker bekerja pada frekuensi Full Range
(20 Hz – 20 Khz) ini sangat baik sekali, karena akan di dapat nada yang dinamis
pada frekuensi full range. Tapi jika hanya frekuensi tertentu saja yang mampu
di reproduksi oleh loudspeaker, maka penggunaan tone control memungkinkan untuk
membatasi frekuensi tertentu.
Tone control merupakan rangkaian pengatur nada yang
terdiri dari rangkaian filter, yaitu Low Pass Filter (LPF) dan Figh Pass Filter
(HPF) maupun Band Pass Filter. Sebelum sinyal dikuatkan oleh rangkaian Power
Aplifier, rangkaian tone control bekerja dengan mengatur nada yang akan
dilewatkan pada rangkaian power amplifier, sehingga akan di dapatkan nada
sesuai dengan respon frekuensi pada loudspeaker dan akan di dapatkan hasil
(suara) pada loudspeaker yang sesuai dengan keinginan pengguna.
 |
Gambar 1. Blok Rangkaian Audio Amplifier
|
D. Langkah Kerja Praktikum
1. Lengkapilah peralatan dan bahan praktikum yang
akan digunakan, periksa terlebih dahulu peralatan dan pastikan komponen dalam
keadaan baik dan bekerja.
2. Rakitlah rangkaian Power Amplifier dan Tone
Control, sesuaikan dengan skema rangkaian seperti pada gambar di bawah,
kemudian berikan tegangan dan hidupkan rangkaian sehingga output power
amplifier menghasilkan bunyi saat input disentuh dengan tangan.
 |
| Gambar 2. Skema Power Amplifier dengan Tone Control |
3. Atur pengaturan nada volume, Bass dan trable pada
posisi tengah.
5. Atur input AFG pada posisi 1 KHz dengan amplitudo
sebesar 50 mVp-p, berapa tegangan output yang dihasilkan ? Vo = 10,4 Vp-p, dan tentukan juga beda fase
f = ....... o
6. Atur volume hingga menghasilkan sinyal output
yang dapat terbaca dan tidak cacat 10,4
Vp-p. Berapa besar penguatan dari rangkaian yang anda gunakan?
dB = 20 Log Vo/Vi
dB = 20 Log 10,4 / 0,16
dB = 20 Log 1,813
dB = 36,26
7. Ulangi langkah 6, aturlah posisi tone control dan
ukur tegangan output (Volume dan Amplitudo AFG tidak dirubah). Isilah tabel
pengamatan berikut ini.
a.
Kondisi Potensio
Tone Control, Bass = Minimum, High = Minimum
Frekuensi
input
(vo=100
mvp-p)
|
Besar
tegangan output / vo
(signal
pada speaker)
|
Keterangan
|
100
Hz
|
0,4 x 2vp-p
|
|
250
Hz
|
1,4 x 2vp-p
|
|
500
Hz
|
2,4 x 2vp-p
|
|
750
Hz
|
2,8 x 2vp-p
|
|
1000
Hz
|
3 x 2vp-p
|
|
1500
Hz
|
2,7 x 2vp-p
|
|
2000
Hz
|
1,7 x 2vp-p
|
|
5000
Hz
|
1,1 x 2vp-p
|
|
10000
Hz
|
0,8 x 2vp-p
|
|
15000
Hz
|
0,6 x 2vp-p
|
|
20000
Hz
|
0,4 x 2vp-p
|
b.
Kondisi potensio
tone control, bass min, high=tengah
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
0,4 x2vp-p
|
|
250 Hz
|
1,4 x2vp-p
|
|
500 Hz
|
3 x2vp-p
|
|
750 Hz
|
4 x2vp-p
|
|
1000 Hz
|
4,8 x2vp-p
|
|
1500 Hz
|
5,6 x2vp-p
|
|
2000 Hz
|
-
|
noise
|
5000 Hz
|
-
|
noise
|
10000 Hz
|
5,4 x2vp-p
|
|
15000 Hz
|
4,6 x2vp-p
|
|
20000 Hz
|
4,8 x2vp-p
|
c.
Kondisi Potensio
Tone Control, Bass = Tengah, High = Min
Frekuensi
input
(vo=100
mvp-p)
|
Besar
tegangan output / vo
(signal
pada speaker)
|
Keterangan
|
100
Hz
|
4,5
x2vp-p
|
|
250
Hz
|
5
x2vp-p
|
|
500
Hz
|
4,4
x2vp-p
|
|
750
Hz
|
4,2
x2vp-p
|
|
1000
Hz
|
4
x2vp-p
|
|
1500
Hz
|
3,8
x2vp-p
|
|
2000
Hz
|
3,6
x2vp-p
|
|
5000
Hz
|
1,8
x2vp-p
|
|
10000
Hz
|
0,8
x2vp-p
|
|
15000
Hz
|
0,4
x2vp-p
|
|
20000
Hz
|
0,3
x2vp-p
|
d.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Tengah, High = Tengah
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
4,4 x2vp-p
|
|
250 Hz
|
4,6 x2vp-p
|
|
500 Hz
|
4,4 x2vp-p
|
|
750 Hz
|
4,4 x2vp-p
|
|
1000 Hz
|
4,8 x2vp-p
|
|
1500 Hz
|
5,2 x2vp-p
|
|
2000 Hz
|
5,3 x2vp-p
|
|
5000 Hz
|
5,2 x2vp-p
|
|
10000 Hz
|
4,6 x2vp-p
|
|
15000 Hz
|
3,7 x2vp-p
|
|
20000 Hz
|
3 x2vp-p
|
e.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Min, High = Max
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
0,4 x2vp-p
|
|
250 Hz
|
1,4 x2vp-p
|
|
500 Hz
|
3,6 x2vp-p
|
|
750 Hz
|
5,3 x2vp-p
|
|
1000 Hz
|
-
|
noise
|
1500 Hz
|
-
|
noise
|
2000 Hz
|
-
|
noise
|
5000 Hz
|
-
|
noise
|
10000 Hz
|
-
|
noise
|
15000 Hz
|
-
|
noise
|
20000 Hz
|
-
|
noise
|
f.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Max, High = Min
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
-
|
noise
|
250 Hz
|
-
|
noise
|
500 Hz
|
-
|
noise
|
750 Hz
|
-
|
noise
|
1000 Hz
|
-
|
noise
|
1500 Hz
|
5,2 x2vp-p
|
|
2000 Hz
|
4,2 x2vp-p
|
|
5000 Hz
|
1,8 x2vp-p
|
|
10000 Hz
|
0,8 x2vp-p
|
|
15000 Hz
|
0,3 x2vp-p
|
|
20000 Hz
|
0,3 x2vp-p
|
g.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Tengah, High = Max
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
3,2 x2vp-p
|
|
250 Hz
|
3,5 x2vp-p
|
|
500 Hz
|
3,8 x2vp-p
|
|
750 Hz
|
5 x2vp-p
|
|
1000 Hz
|
-
|
noise
|
1500 Hz
|
-
|
noise
|
2000 Hz
|
-
|
noise
|
5000 Hz
|
-
|
noise
|
10000 Hz
|
-
|
noise
|
15000 Hz
|
-
|
noise
|
20000 Hz
|
-
|
noise
|
h.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Max, High = Tengah
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
-
|
noise
|
250 Hz
|
-
|
noise
|
500 Hz
|
-
|
noise
|
750 Hz
|
-
|
noise
|
1000 Hz
|
-
|
noise
|
1500 Hz
|
-
|
noise
|
2000 Hz
|
-
|
noise
|
5000 Hz
|
-
|
noise
|
10000 Hz
|
5,2 x2vp-p
|
|
15000 Hz
|
4,2 x2vp-p
|
|
20000 Hz
|
3,4 x2vp-p
|
i.
Kondisi Potensio Tone Control, Bass =
Max, High = Max
Frekuensi input
(vo=100 mvp-p)
|
Besar tegangan output / vo
(signal pada speaker)
|
Keterangan
|
100 Hz
|
-
|
noise
|
250 Hz
|
-
|
noise
|
500 Hz
|
-
|
noise
|
750 Hz
|
-
|
noise
|
1000 Hz
|
5 x2vp-p
|
|
1500 Hz
|
-
|
noise
|
2000 Hz
|
-
|
noise
|
5000 Hz
|
-
|
noise
|
10000 Hz
|
-
|
noise
|
15000 Hz
|
-
|
noise
|
20000 Hz
|
-
|
noise
|
E. Evaluasi / Penugasan
1. Lengkapilan teori tentang tone
control pada teori di atas pada laporan anda.
jawab:
Rangkaian Tone Control merupakan salah satu jenis pengatur suara atau
nada aktif pada sistem audio. Pada dasarnya tone control atau pengatur nada
berfungsi untuk mengatur penguatan level nada bass dan level nada treble. Nada
bass adalah sinyal audio pada frekuensi rendah sedangkan nada treble merupakan
sinyal audio pada frekuensi tinggi.
Rangkaian Tone Control sederhana
memiliki output yang bisa di bilang cukup bagus dan bersih. Sinyal suara yang
di hasilkan dari input sebelumnya sudah di atur oleh potensiometer dan kemudian
di kuatkan oleh bagian op = amp menggunakan transistor yang kemudian di kopling
oleh kapasitor yang outputnya akan di atur lagi pada bagian control.
Prinsip kerja dari Rangkaian Tone Control yaitu pada frekuensi rendah
atau bass dan frekuensi tinggi atau treble. Dari pengaturan di atas kemudian di
kuatkan lagi pada bagian pengatur akhir menggunakan transistor yang sama.
Tegangan yang di hasilkan dari tone control ini adalah mulai dari 9 volt DC
sampai dengan 18 volt DC.
Tone Control yang memiliki 4 transistor
terbagi dalam 3 bagian utama yaitu bagian penguat depan, bagian pengatur nada
(tone control) dan bagian penguat akhir. Pada bagian depan dapat di bangun
menggunakan 2 transistor yang di susun dalam penguat 2 tingkat. Kemudian bagian
pengatur nada di bangun menggunakan sistem pengatur nada baxandal yang dapat
mengontrol nada rendah atau nada tinggi. Kemudian bagian akhir di gunakan penguat
2 tingkat yang di bangun menggunakan transistor.
Rangkaian tone control baxandal merupakan rangkaian penguat dengan
jaringan umpan balik (feedback) dan rangkaian filter aktif. Rangkaian baxandal
hanya tergantung dari pengaturan potensiometer bass. Batas pengaturan maksimum
potensiometer bass merupakan maksimum boost (penguatan maksimal bass) dan batas
pengaturan minimum potensiometer bass merupakan maksimum cut (pelemahan
maksimum).
Pada saat frekuensi nada bass meningkat,
maka akan memberikan efek pada resistor samapai kapasitor sehingga tidak lagi
memberikan efek atau respon pada rangkaian. Sehingga frekuensi di atas tidak di
pengaruhi oleh posisi potensiometer bass pada maksimum boos dan cut atau di
biarkan flat. Untuk nada treble, pada akhir frekuensi tinggi audio kapasitor
bertindak seakan short circuit. Maka penguatan akan di atur oleh potensiometer
treble.
2. Apa yang terjadi pada saat posisi
Volume rangkaian amplifier pada posisi maksimum ?
jawab:
Pada saat volume rangkaian mencapai
maksimum bentuk sinyal yang terjadi adalah noise atau cacat.
3. Cari dan jelaskan fungsi-dari
peralatan-peralatan Filter audio yang ada disekitar anda dan tuliskan
fungsinya?
jawab:
Filter adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk membuang tegangan
output pada frekuensi tertentu. Untuk merancang rangkaian filter dapat
digunakan komponen pasif (R,L,C) dan komponen aktif (Op-Amp, transistor).
Dengan demikian filter dapat dikelompokkan menjadi filter pasif dan filter
aktif. Pada makalah ini akan dibahas mengenai filter pasif dan filter aktif.
Pada dasarnya filter dapat dikelompokkan
berdasarkan response (tanggapan) frekuensinya menjadi 4 jenis:
1. Filter lolos rendah/ Low pass Filter.
2. Filter lolos tinggi/ High Pass
Filter.
3. Filter lolos rentang/ Band Pass
Filter.
4. Filter tolah rentang/Band stop Filter
or Notch Filter.
Filter adalah suatu device yang memilih sinyal listrik berdasarkan pada
frekuensi dari sinyal tersebut. Filter akan melewatkan gelombang/sinyal listrik
pada batasan frekuensi tertentu sehingga apabila terdapat sinyal/gelombang
listrik dengan frekuensi yang lain (tidak sesuai dengan spesifikasi filter)
tidak akan dilewatkan. RAngkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik
untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi audio, frekuensi
tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu saja.
Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan
frekuensinya; ada frekuensi yang diterima, dalam hal ini dibiarkan lewat; dan
ada pula frekuensi yang ditolak, dalam hal ini secara praktis dilemahkan.
Hubungan keluaran masukan suatu filter dinyatakan dengan fungsi alih (transfer
function).
Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih
dinyatakan dengan |T|, dengan satuan dalam desibel (dB). Filter dapat diklasifikasikan menurut
fungsi yang ditampilkan, dalam term jangkauan frekuensi, yaitu passband dan
stopband. Dalam pass band ideal, magnitude-nya adalah 1 (= 0 dB), sementara
pada stop band, magnitude-nya adalah nol.
Berdasarkan hal ini filter dapat dibagi
menjadi 4.
1. Filter lolos bawah (low pass filter),
pass band berawal dari w = 2pf = 0 radian/detik sampai dengan w = w0
radian/detik, dimana w0 adalah frekuensi cut-off.
2. Filter lolos atas (high pass filter),
berkebalikan dengan filter lolos bawah, stop band berawal dari w = 0
radian/detik sampai dengan w = w0 radian/detik, dimana w0 adalah frekuensi
cut-off.
3. Filter lolos pita (band pass filter),
frekuensi dari w1 radian/detik sampai w2 radian/detik adalah dilewatkan,
sementara frekuensi lain ditolak.
4. Filter stop band, berkebalikan dengan
filter lolos pita, frekuensi dari w1 radian/detik sampai w2 radian/detik adalah
ditolak, sementara frekuensi lain diteruskan.
Filter aktif
Filter Aktif yaitu filter yang
menggunakan komponen aktif, biasanya transistor atau penguat operasi (op-amp).
Kelebihan filter ini antara lain:
1. untuk frekuensi kurang dari 100 kHz,
penggunaan induktor (L) dapat dihindari
2. relatif lebih murah untuk kualitas
yang cukup baik, karena komponen pasif yang presisi harganya cukup mahal
Untuk sinyal listrik, low-pass filter direalisasikan dengan meletakkan
kumparan secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor
secara paralel dengan sumber sinyal. Contoh penggunaan filter ini adalah pada
aplikasi audio, yaitu pada peredaman frekuensi tinggi (yang biasa digunakan
pada tweeter) sebelum masuk speaker bass atau subwoofer(frekuensi rendah).
Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam
frekuensi tinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya
kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan
frekuensi tinggi.
Suatu filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan
satu kapasitor. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan
-20 dB/dekade atau –6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih rendah
dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut
off didapat dari: fC = 1 / (2.R2C1)
High pass filter adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi,
tetapi mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah daripada frekuensi
cutoff.Nilai-nilai pengurangan untuk frekuensi berbeda-beda untuk tiap-tiap
filter ini .Terkadang filter ini disebut low cut filter, bass cut filteratau
rumble filter yang juga sering digunakan dalam aplikasi audio.High pass filter
adalah lawan dari low pass filter, dan band pass filter adalah kombinasi dari
high pass filter dan low pass filter.
Filter ini sangat berguna sebagai filter
yang dapat memblokir component frekuensi rendah yang tidak diinginkan dari
sebuah sinyal komplek saat melewati frekuensi tertinggi.
High pass filter yang paling simple
terdiri dari kapasitor yang terhubung secara pararel dengan resistor, dimana
reistansi dikali dengan kapasitor (RXC) adalah time constant (τ).
Suatu filter lolos bawah orde satu dapat
dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor. Filter orde satu ini mempunyai
pita transisi dengan kemiringan 20 dB/dekade atau 6 dB/oktav. Penguatan
tegangan untuk frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2
/ R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R1C1)
Sebuah band-passfilter merupakan perangkat yang melewati dalam kisaran
tertentu dan menolak (attenuates) frekuensi di luar kisaran tersebut. Contoh
dari analog elektronik band pass filter adalah sirkuit RLC (a
resistor-induktor-kapasitor sirkuit). Filter ini juga dapat dibuat dengan
menggabungkan -pass filter rendah dengan –pass filter tinggi .
Band pass filter digunakan terutama di
nirkabel pemancar dan penerima. Fungsi utama filter seperti di pemancar adalah
untuk membatasi bandwidth sinyal output minimum yang diperlukan untuk
menyampaikan data pada kecepatan yang diinginkan dan dalam bentuk yang
diinginkan. Pada receiver Sebuah band pass filter memungkinkan sinyal dalam
rentang frekuensi yang dipilih untuk didengarkan, sementara mencegah sinyal
pada frekuensi yang tidak diinginkan.
Penguatan tegangan untuk pita lolos adalah: Av = (-R2 / R1) (-R4 / R3)
Besarnya frekuensi cut off atas didapat dari: fCH = 1 / (2.R1C1) Besarnya
frekuensi cut off bawah didapat dari: fCL = 1 / (2.R4C2).
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil praktikum yang di lakukan dapat di simpulkan bahwa
pada saat volume rangkaian di posisikan pada maksimum, bentuk gelombang yang di
peroleh atau yang di hasilkan adalah noise atau mengalami cacat. berdasarkan
hasil pengamatan, gelombang cacat di dapatkan pada tegangan output diatas 5,4 x
2Vp-p
0 komentar:
Posting Komentar