TONE CONTROL

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.

• ·         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.