TONE CONTROL
·
Teori Dasar
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. 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.
Selanjutnya definisi dan fungsi setiap komponen
pada rangkaian tone control satu per satu
sangat utama mengingat ini merupakan rangkaian tingkat tinggi. Komponen yang
pertama adalah Sumber tegangan dengan fungsi sebagai pemasok energy listrik dan
menjadi sumber arus listrik itu sendiri. Resistor tentunya akan berperan
sebagai pemberi nilai hambatan sebagai filter atau penyaring arus listrik yang
lewat. Kapasitor akan memiliki fungsi sebagai pengatur lalu lintas arus listrik
yang lewat agar di dapat aliran yang stabil. Lalu kita beralih pada
potensiometer yang berperan sebagai pengatur sinyal suara yang dihasilkan.
Berikutnya kita memiliki speaker , perangkat ini merupakan alat yang bertindak
sebagai indikator suara.
Pada rangkaian ini setiap komponen memiliki
fungsi yang amat sangat penting seperti yang sudah dijelaskan. Komponen –
komponen tersebut memiliki hubungan yang saling ketergantungan satu sama lain.
Dengan adanya link yang menghubungkan komponen satu dengan lainya secara tepat
maka sebuah rangkaian pengatur nada yang berkualitas akan dapat diciptakan.
Rangkaian ini juga dapat ditemukan dalam bentuk IC. Rangkaian tone control
sederhana biasa dijumpai pada perangkat elektronik seperti pada tape, radio,
dan Televisi, dan lain sebagainya.
Gambar 1. Blok diagram Audio
Amplifier
- Tone
control pasif
Tone control yang paling
sederhana adalah tone control pasif yang hanya terdiri dari potentiometer, resistor
dan kondensator. Pengaturan nada hanya sebatas cut terhadap nada-nada
tinggi. Pada tone control yang seperti ini tidak terjadi boost dan tidak
terjadi penguatan sinyal.
Gambar di samping memperlihatkan tone control
pasif. Jika posisi pengaturan VR minimum maka nilai resistansinya adalah
maksimal, sehingga kondensator C praktis dikatakan tidak berpengaruh terhadap
sinyal audio yang melintas di antara input dan output. Apabila posisi VR
maksimum, maka resistansinya minimal (atau nol) sehingga C menghubung singkat
ke ground sebagian sinyal pada frekwensi-frekwensi tertentu.
Frekwensi-frekwensi yang dihubung singkat oleh C adalah
frekwensi-frekwensi tinggi dalam spektrum audio di mana reaktansi kapasitansi C
adalah kecil terhadapnya. Reaktansi kapasitansi C (disymbolkan dengan Xc)
adalah :
Untuk frekwensi-frekwensi tinggi audio, lazimnya
nilai C adalah dalam besaran puluhan hingga ratusan nanoFarad. Semakin
besar nilai C semakin lebar jalur frekwensi tinggi audio yang akan di-cut.
- Tone
control aktif
Tone control yang lengkap adalah tone control
aktif yang menerapkan fungsi komponen aktif seperti transistor atau IC.
Di dalam tone control aktif terjadi boost dan cut dan terjadi pula
penguatan level sinyal.
Umumnya sebuah tone control aktif mempunyai dua
penyetelan nada, yaitu penyetelan boost dan cut untuk nada-nada rendah (bass)
serta penyetelan boost dan cut untuk nada-nada tinggi (treble). Nada-nada
rendah adalah range frekwensi audio pada kisaran 250Hz ke bawah, dengan
frekwensi senter antara 60 atau 80Hz. Dan nada-nada tinggi berada pada
kisaran 3kHz ke atas dengan frekwensi senter antara 5 atau 10 kHz.
Kadang-kadang tone control dilengkapi pula dengan pengaturan untuk
nada-nada tengah (midrange) dengan frekwensi senter 1khz.
Dengan adanya pengaturan-pengaturan nada ini
sinyal audio dari pre-amp diperbaiki. Jika ada kekurangan pada range
frekwensi tertentu yang mungkin kurang menonjol maka dilakukan boost, dan jika
ada yang malah terlampau menonjol maka dilakukan cut. Hal ini dilakukan
karena adanya kemungkinan pick-up sumber yang berbeda-beda tanggapan
frekwensinya. Selain itu juga karena adanya “selera” pendengaran bagi
setiap orang yang mungkin berbeda-beda pula.
Selain berfungsi utama sebagai pengatur nada,
sebuah unit tone control secara keseluruhan juga berfungsi sebagai penguat
tegangan sinyal audio agar mencapai level yang cukup untuk diberikan kepada
power-amplifier (penguat daya). Apabila level tegangan sinyal maksimal
yang dipersyaratkan oleh power-amplifier tidak tercapai, maka power-amplifier
pun tidak akan maksimal mengeluarkan daya-nya kepada speaker.
Sebagai contoh, pada sebuah unit rangkaian
power-amplifier tertera di dalam data spesifikasinya : Power-output maks. 45W
dengan kepekaan input 1V. Ini berarti level sinyal audio yang dikeluarkan
oleh rangkaian tone control harus mencapai maks. 1V agar power-amplifier
mengeluarkan daya maksimal 45W. Rangkaian tone control yang hanya
mengeluarkan tegangan sinyal 500mV tidak akan cocok dengan unit rangkaian
power-amplifier yang seperti ini.
Karena itu tidak sembarang rangkaian tone
control yang dibuat orang selalu cocok dengan suatu rangkaian power-amplifier.
Level keluaran/output tone control harus sesuai dengan kepekaan input
power-amplifier.
Gambar di atas adalah satu contoh rangkaian tone
control dengan transistor yang cukup populer dan banyak diterapkan di dalam
amplifier-amplifier stereo lokal. Transistor pertama bertindak sebagai
buffer (penyangga) dengan pengatur volume di jalan masukannya. Transistor
kedua bertindak sebagai pengatur nada aktif yang sebenarnya. Pengaturan
boost dan cut untuk bass dan treble dilakukan melalui dua potentiometer.
Dalam rangkaian seperti ini transistor membentuk filter untuk
frekwensi-frekwensi tinggi dan rendah dalam spektrum audio.
Pada pengaturan treble, apabila VR2 berada pada
posisi maksimum maka kondensator 332 akan berderet dengan resistor 1k
(membentuk R dan C deret) memungut langsung sinyal audio frekwensi tinggi dari
emitor T1. Frekwensi senter-nya adalah frekwensi di mana impedansi R dan
C deret paling kecil baginya. Kaitan antara impedansi (Z) R dan C deret
dengan frekwensi adalah :
(Xc adalah reaktansi kapasitansi dan telah
disinggung di bagian sebelumnya).
Apabila VR2 berada pada posisi minimum maka
kondensator 332 akan berderet dengan resistor 1k dari jalur keluaran T2
sehingga terbentuklah peredaman bagi frekwensi senter. Pada pengaturan bass,
apabila VR3 berada pada posisi maksimum maka kondensator 473, resistor 4k7 dan
8k2 membentuklow pass filter bagi jalur masukan T2. Ketika
VR3 berada pada posisi minimum maka kondensator 473, resistor 4k7 dan 8k2
menjadikan transistor sebagai peredam aktif bagi frekwensi-frekwensi rendah
audio.
Output tone control ini mempunyai level tegangan
sinyal hingga beberapa ratus milivolt yang cukup untuk mengemudikan sebuah
power-amplifier 20W
·
ALAT DAN BAHAN
Alat yang di butuhkan dalam praktikum kali ini
adalah
·
Osiloskop dual Beam @ 1 set
·
AFG @ 1 set
·
Loudspeaker @ 1buah
·
Multimeter @ 1set
·
Audio Player
·
Kabel Listrik@ secukupnya
Bahan yang dibutuhkan adalah Kit Power
Amplifier + Tone Control @ 1 set
·
LANGKAH KERJA
·
Lengkapi Peralatan dan bahan praktikum yang akan digunakan,
periksa terlebih dahulu peralatan dan pastikan komponen dalam keadaan baik dan
bekerja.
·
Rakitlah rangkaian Power Amplifier dan Tone Control, sesuai dengan
skema rangkaian seperti pada gambar 1 , kemudian berikan tegangan dan hidupkan
rangkaian sehingga output power amplifier menghasilkan bunyi saat input
disentuh dengan tangan.
·
Antur pengturan nada volume , base dan trablepada posisi tengah
·
Hubungkan AFG pada bagian input rangkaian amplifier serta
hubungkan ke chanel1 osiloskop dan output pada chanel 2pada osciloskop.
·
Atur input AFG pada posisi 1 KHz dengan amplitude sebesar 50
mVp-p, berapa tegangan output yang dihasilkan ? dan tentukan juga beda fasenya
·
Atur volume hingga menghasilkan sinyal output yang dapat terbaca
dan tidak cacat, berapa besar penguatan dari rangkaian yang di gunakan ?
·
Ulangi langkah 6, atur posisi tone control dan ukuran tengangan
output ( Volume dan Amplitudo AFG tidak berubah ) . dan Isi table pengamatan .
·
GAMBAR RANGKAIAN
Gambar 1 Rangkaian Power Amplifier dan Tone Control
Gambar 2 Rangkaian terhubung pada Power suplay, AFG, Osciloskop
·
HASIL PENGAMATAN
·
Langkah 5, tegangan output yang dihasilkan
adalah 1 Vp-p dengan Beda Fase adalah 0o
·
Langkah 6 Atur volume hingga menghasilkan sinyal
output (Vo) yang dapat terbaca dan tidak cacat tegangannya bernilai 800mVp-p
·
Langkah 6 dengan penguatan senilai 24,08
dB
1.
Kondisi Potensio Tone Cotrol , Bass =
Minimum, High = Minimum
|
( Vo = 100 mVp-p )
|
Besar
Tegangan Output / Vo
( Signal Pada Speaker )
|
Keterangan
|
|
100 Hz
|
80 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
250 Hz
|
300 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
500 Hz
|
540 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
750 Hz
|
600 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1000 Hz
|
620 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1500 Hz
|
560 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
2000 Hz
|
480 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
5000 Hz
|
120 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
10000 Hz
|
100 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
15000 Hz
|
58 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
20000 Hz
|
35 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
2.
Kondisi Potensio Tone Cotrol , Bass =
Minimum, High = Tenga
|
( Vo = 100 mVp-p )
|
Besar
Tegangan Output / Vo
( Signal Pada Speaker )
|
Keterangan
|
|
100 Hz
|
74 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
250 Hz
|
190 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
500 Hz
|
580 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
750 Hz
|
750 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1000 Hz
|
850 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1500 Hz
|
900 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
2000 Hz
|
900 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
5000 Hz
|
780 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
10000 Hz
|
660 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
15000 Hz
|
580 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
20000 Hz
|
460 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
3.
Kondisi Potensio Tone Cotrol , Bass =
Tengah, High = Minimum
|
( Vo = 100 mVp-p )
|
Besar
Tegangan Output / Vo
( Signal Pada Speaker )
|
Keterangan
|
|
100 Hz
|
360 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
250 Hz
|
950 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
500 Hz
|
840 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
750 Hz
|
820 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1000 Hz
|
760 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1500 Hz
|
680 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
2000 Hz
|
560 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
5000 Hz
|
440 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
10000 Hz
|
98 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
15000 Hz
|
56 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
|
20000 Hz
|
37 mVp-p
|
Gelombang Cacat
|
4.
Kondisi Potensio Tone Cotrol , Bass =
Tengah, High = Tengah
|
( Vo = 100 mVp-p )
|
Besar
Tegangan Output / Vo
( Signal Pada Speaker )
|
Keterangan
|
|
100 Hz
|
760 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
250 Hz
|
860 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
500 Hz
|
840 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
750 Hz
|
900 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1000 Hz
|
960 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1500 Hz
|
1 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
2000 Hz
|
980 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
5000 Hz
|
800 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
10000 Hz
|
620 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
15000 Hz
|
520 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
20000 Hz
|
420 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
5.
Kondisi Potensio Tone Cotrol , Bass =
Maximum, High = Maximum
|
( Vo = 100 mVp-p )
|
Besar Tegangan
Output / Vo
( Signal Pada Speaker )
|
Keterangan
|
|
100 Hz
|
1,55 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
250 Hz
|
1,85 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
500 Hz
|
1,3 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
750 Hz
|
880 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1000 Hz
|
840 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
1500 Hz
|
780 mVp-p
|
Gelombang Normal
|
|
2000 Hz
|
1,1 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
5000 Hz
|
2 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
10000 Hz
|
2,1 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
15000 Hz
|
1,9 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
|
20000 Hz
|
1,6 Vp-p
|
Gelombang Normal
|
·
ANALISIS
- Besar
Penguatan secara matematis adalah :
Vo = 800 mVp-p
Vi = 50 mVp-p
Av dB = 20 log
Vo/Vin
= 20 log 800 mVp-p
/ 50 mVp-p
= 20 log 16
= 20 x 1,20
= 24 x penguatan /
24 dB
- Berdasarkan
hasil pengamatan yang telah tercantum pada tabel di atas, maka dapat di
simpulkan analisisnya dalam bentuk grafik berikut
·
KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum dan hasil analisis yang telah dilakukan,
dapat disimpulkan sebagai berikut :
·
Rangkaian Tone Control adalah jenis rangkaian pengatur suara atau nada
aktif pada sistem audio.
·
Tone control berfungsi sebagai pengatur penguatan level nada bass
dan level nada treble. Nada bass adalah sinyal audio pada frekuensi rendah
sedangkan nada treble adalah sinyal audio pada fr.
·
Posisi / besar kecilnya Volume , Bass, Trable , Pada tone control
mempengaruhi nada yang di keluarkan melalui loudspeaker. Dan pada osiloskop
juga akan terjadi tingkatan atau penurunan gelombang sinyal tergantung
pengaturan posisi bass, trable, dan volume pada tone control tersebut.
·
Ketika bass dan high berada pada posisi minimum maka nilai vo
berada dibawah 600 mVp-p
·
Ketika posisi bass dan high berada di tengah, maka nilai Vo berada
di antara 400mVp-p dan 1Vp-p
·
Ketika bass dan high berada di posisi maksimum, nilai vo berada
diatas 900 mVp-p.
EVALUASI
1. Apa yang terjadi pada
saat posisi volume rangkaian amplifier pada posisi maksimum?
- Akan terjadi
suara yang pecah
2. Cari dan jelaskan fungsi dari peralatan –peralatan filter
audio yang ada di sekitar anda dan tuliskan fungsinya!
o -Sumber tegangan
dengan fungsi sebagai pemasok energy listrik dan menjadi sumber arus listrik
itu sendiri
o -Resistor berperan
sebagai pemberi nilai hambatan sebagai filter atau penyaring arus listrik yang
lewat.
o -Kapasitor berfungsi
sebagai pengatur lalu lintas arus listrik yang lewat agar di dapat aliran yang
stabil.
o -Potensiometer yang
berperan sebagai pengatur sinyal suara yang dihasilkan.
o -Speaker , perangkat
ini merupakan alat yang bertindak sebagai indikator suara.
o -AFG, sebagai pengatur
amplitude dan frekuensi sinyal
o -Osiloskop, berfungsi
untuk melihat sinyal audio, baik besar sinyal ataupun bagaimana bentuk sinyal
yang dihasilkan, selain itu dapat pula sebagai pendeteksi sinyal, apabila
sinyal tersebut noise dan cacat.
o -IC juga merupakan komponen
dalam filter audio, untuk mempermudah dalam merangkai alat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar