LAPORAN 5
PRAKTIKUM AUDIO RADIO
TONE CONTROL
Oleh :
Dimas Adi Surya
1307256
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA
TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2014
A. TUJUAN
Setelah
praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu :
1. Merakit rangkaian tone control
(Pengatur Nada) dan power Amplifier
2. Mengetahui fungsi rangkaian Tone
Control pada system audio
3. Mengetahui karakteristik kerja
rangkaian tone control pada system audio
4. Melihat respon frekuensi dan
penguatan yang dapat dilakukan oleh rangkaian tone control.
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 High Pass
Filter (HPF) maupun Band Pass Filter. Sebelum sinyal dikuatkan oleh rangkaian
Power Amplifier, rangkaian tone control bekerja dengan mengatur nada yang akan
dilewatkan pada rangkaian power amplifier, sehingga akan didapatkan nada sesuai
dengan respon frekuensi pada loudspeaker dan akan didapatkan hasil (suara) pada
loudspeaker yang sesuai dengan keinginan pengguna
Tone
kontrol adalah jenis rangkaian pengatur suara atau nada aktif pada sistem
audio. Tone control pada dasarnya 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 frekuensi tinggi.
Rangkaian Tone Control sederhana memiliki sinyal suara yang dihasilkan sudah diatur oleh potensiometer dan kemudian dikuatkan oleh bagian op amp menggunakan transistor yang nantinya di kopling oleh kapasitor yang outputnya akan diatur pada bagian control. Komponen yang terdapat pada bagian output yang bisa di bilang cukup bagus dan bersih.
Prinsip kerja 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.
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.
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 atas 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.
2. 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.
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 dibawah,
kemudian berikan tegangan dan hidupkan rangkaian sehingga output power
amplifier menghasilkan bunyi saat input disentuh dengan tangan.
3. Atur pengaturan nada volume, Bass
dan trable pada posisi tengah
4. Hubungkan AFG pada bagian input
rangkaian amplifier serta hubungkan ke channel 1 osiloskop dan output pada
channel 2 pada osiloskop.
5. Atur input AFG pada posisi 1 KHz
dengan amplitude sebesar 50 mVp-p, berapa tegangan output yang dihasilkan?
…………….. Vp-p, dan tentukan juga beda fase
= ……………
6. Atur volume hingga menghasilkan
sinyal output yang dapat terbaca dan tidak cacat …………… Vp-p. berapa besar
penguatan dari rangkaian yang anda gunakan adalah …….dB
7. Ulangi langkah 6, aturlah posisi tone
control dan ukur tegangan output (volume dan amplitude AFG tidak dirubah).
Isilah table pengamatan.
E.
ANALISA DAN
HASIL PRAKTIKUM
TABEL PENGAMATAN
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
|
0,5 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
1,1 V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
2,9 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
3,6 V
|
TIDAK CACAT
|
1000 Hz
|
3,8 V
|
TIDAK CACAT
|
1500 Hz
|
3,6 V
|
TIDAK CACAT
|
2000 Hz
|
3,4 V
|
TIDAK CACAT
|
5000 Hz
|
1,8 V
|
TIDAK CACAT
|
10000 Hz
|
0,9 V
|
TIDAK CACAT
|
15000 Hz
|
0,48 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
0,28 V
|
TIDAK CACAT
|
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 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
1,5 V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
3,2 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
4,4 V
|
TIDAK CACAT
|
1000 Hz
|
5,2 V
|
TIDAK CACAT
|
1500 Hz
|
6,8 V
|
TIDAK CACAT
|
2000 Hz
|
7,2 V
|
TIDAK CACAT
|
5000 Hz
|
7,6 V
|
TIDAK CACAT
|
10000 Hz
|
7,2 V
|
TIDAK CACAT
|
15000 Hz
|
6 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
5,2 V
|
TIDAK CACAT
|
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
|
3,4 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
4 V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
4,4 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
4,6 V
|
TIDAK CACAT
|
1000 Hz
|
4,7 V
|
TIDAK CACAT
|
1500 Hz
|
4,3 V
|
TIDAK CACAT
|
2000 Hz
|
3,9 V
|
TIDAK CACAT
|
5000 Hz
|
3,1 V
|
TIDAK CACAT
|
10000 Hz
|
2,9 V
|
TIDAK CACAT
|
15000 Hz
|
1,7 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
1,5 V
|
TIDAK CACAT
|
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
|
5,8 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
6,6 V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
7,4 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
9,2 V
|
TIDAK CACAT
|
1000 Hz
|
11,2 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
11,2 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
11,2 V
|
CACAT
|
5000 Hz
|
11,2 V
|
CACAT
|
10000 Hz
|
11,2 V
|
CACAT
|
15000 Hz
|
7,2 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
6 V
|
TIDAK CACAT
|
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
|
0,76 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
3
V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
7,6 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
12
V
|
CACAT
|
1000 Hz
|
11 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
11 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
5000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
10000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
15000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
20000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
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
|
12 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
12 V
|
CACAT
|
500 Hz
|
12 V
|
CACAT
|
750 Hz
|
12 V
|
CACAT
|
1000 Hz
|
12 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
12 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
8,8 V
|
TIDAK CACAT
|
5000 Hz
|
3,6 V
|
TIDAK CACAT
|
10000 Hz
|
1,75 V
|
TIDAK CACAT
|
15000 Hz
|
1 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
0,6 V
|
TIDAK CACAT
|
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
|
6,8 V
|
TIDAK CACAT
|
250 Hz
|
7,6 V
|
TIDAK CACAT
|
500 Hz
|
8,8 V
|
TIDAK CACAT
|
750 Hz
|
11 V
|
TIDAK CACAT
|
1000 Hz
|
11 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
5000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
10000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
15000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
20000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
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
|
13 V
|
CACAT
|
250 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
500 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
750 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
1000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
5000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
10000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
15000 Hz
|
11 V
|
TIDAK CACAT
|
20000 Hz
|
9 V
|
TIDAK CACAT
|
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
|
13
V
|
CACAT
|
250 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
500 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
750 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
1000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
1500 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
2000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
5000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
10000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
15000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
20000 Hz
|
11,5 V
|
CACAT
|
F.
EVALUASI/PENGAYAAN
2. Apa yang terjadi pada saat posisi Volume rangkaian
amplifier pada posisi maksimum ?
3.Cari dan jelaskan fungsi-dari peralatan-peralatan Filter
audio yang ada disekitar anda dan tuliskan fungsinya
Jawab:
2. Pada saat posisi volume maksimum, yang terjadi yaitu noise atau cacat, itu disebabkan input
dengan output tidak seimbang.
3.
3.
- · Filter Audio
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.
- · Fungsi-Dari Peralatan-Peralatan Filter Audio
1. audio mixer
Dalam
dunia Audio profesional, sebuah mixing console, apakah itu analog maupun
digital, atau juga disebut soundboard / mixing desk (papan suara) adalah sebuah
peralatan elektronik yang berfungsi memadukan (lebih populer dengan istilah
"mixing"), pengaturan jalur (routing) dan mengubah level, serta
harmonisasi dinamis dari sinyal audio. Sinyal - sinyal yang telah diubah dan
diatur kemudian dikuatkan oleh penguat akhir atau power amplifier.
yang tidak bagus. Dan mungkin pendengar tidak akan kembali
mendengar lagu anda untuk kedua kali nya karena telanjur kecewa dengan kualitas
suara audio vokal di lagu anda.
2.Ekualiser
Equalizer
ada dalam sistem tata suara dalam dua bentuk : Equalizer grafik dan
Equalizer parametrik. Keduanya dipakai dengan filter-filter End-cut.qualizer
parametrik mempunyai pemutar paling tidak tiga parameter yakni :
frekuensi, Perbesar-potong (boost/cut) dan Q(lebar jalur). Equalizer tersebut
lumrah ditemukan berada dalam setiap kanal dalam konsul mixing, namun ada juga
yang dibuat terpisah. Equalizer grafik mempunyai penggeser-penggeser yang
mengacu pada sebuah kurva dari response terplot pada sebuah grafik.
Pada
sistem tata suara biasanya didesain pada tengah-tengah 1/3 oktaf. Filter-filter
suara End-cut akan membatasi lebar jalur melewati batasnya, dimana akan
mencegah gangguan-gangguan subsonik dan pengaruh RF atau ganggunag-gangguan
dari pengatur lampu yang dapat mengganggu sistem suara. Bagian-bagian dari
filter-filter End-cut seringkali termasuk dengan equalizer grafik untuk
memberikan pengaturan penuh. Sebuah penekan umpan balik (Feedback suppresor)
adalah jenis filter yang akan secara otomatis mendeteksi dan menekan umpan
balik suara dengan memotong frekunsi suara mana
yang menyebabkannya.
3. Crossover Audio
Crossover Audio adalah kelas elektronik filter yang digunakan
pada aplikasi audio. Kebanyakan loudspeaker driver standar tidak bisa
mencakup spektrum audio keseluruhan dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi
dengan volume relatif bisa diterima serta kurangnya distorsi menjadikan
sebagian besar sistem speaker hi-fi menggunakan kombinasi dari beberapa
pengeras suara maupun driver, masing mewakili sebuah band frekuensi yang
berbeda. Crossover split
G. KESIMPULAN
1.
Tone control pada dasarnya 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 frekuensi tinggi.
2.
Prinsip kerja 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.
3. 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.
