Sistem Pengatur Nada ( Tone Control) Dengan Penguat Tegangan

Putri Lestari

Jurusan Fisika, Universitas Negeri Semarang

Abstrak

Dalam sebuah peralatan elektronika yang melibatkan audio, maka dibutuhkan

beberapa hal untuk pengaturan nada ( tone control). Pengatur nada merupakan

pengaturan sistem audio yang berfungsi untuk mengatur nada rendah ( bass) dan nada

tinggi ( treble) secara terpisah. Sistem penguat nada ( tone control) ini merupakan

penerapan dari beberapa prinsip pada elektronika dasar. Beberapa hal dalam elektronika

dasar yang digunakan untuk mengatur system pengatur nada ( tone control) ini adalah

pass filter baik low pass filter maupun high pass filter dan tentu saja penguat tegangan (

amplifier).

Kata kunci: Pengatur nada, Pass filter, Penguat Tegangan ( Amplifier).

Pendahuluan

1. Rangkaian pengatur nada ( tone

control)

Rangkaian pengatur nada ( 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.

Dalam sistem audio, bagian

pengatur nada terletak diantara bagian

pre- amplifier (penguat depan) dan final

amplifier (penguat akhir). Pada bagian

pengatur nada bass, menguatkan sinyal

frekuensi rendah, sedangkan pada

bagian nada treble menguatkan sinyal

frekuensi tinggi. Kurva penguatan (

AV) terhadap besarnya fekuensi yang

dikuatkan dapat digambarkan

menggunakan kurva berikut.

2. Rangkaian Tapis Lolos ( Pass

filter)

Pass filter atau rangkaian tapis

merupakan rangkaian yang di desain

untuk meloloskan isyarat ada rentang

frekuensi tertentu. Hasil dari frekuensi

yang diloloskan oleh pass filter atau

rangkain tapis itu sendiri disebut pass

band, sedangkan daerah yang tidak

diloloskan disebut dengan stop band.

Rangkaian pass filter atau rangkaian

tapis terdiri dari dua rangkaian. Yaitu

rangkaian low pass filter ( tapis lolos

rendah) dan high pass filter ( tapis lolos

tinggi).

2.1 Low pass filter

Low pass filter atau tapis lolos

rendah merupakan rangkaian RC

yang meloloskan frekuensi rendah,

akan tetapi pada frekuensi tinggi

isyarat keluarannya diperkecil.

Bentuk respon lpf seperti

ditunjukkan gambar di bawah ini.

2.2 High pass filter

Filter high pass ( HPF) adalah

jenis filter yang melewatkan

frekuensi tinggi serta meredamatau

menahan frekuensi rendah. Bentuk

respon HPF seperti memperlemah

tegangan keluaran untuk semua

frekuensi di bawah frekuensi cut off

FC. Di atas FC, besarnya tegangan

keluaran tetap. Bentuk respon HPF

seperti ditunjukkan gambar di

bawah ini.

3. Penguat ( amplifier)

Penguat atau amplifier merupakan

rangkaian komponen elektronika yang

dipakai untuk menguatkan daya (atau

tenaga secara umum). Dalam bidang

audio, amplifier akan menguatkan

signal suara yaitu memperkuat signal

arus ( I) dan tegangan (V) listrik dari

inputnya menjadi arus listrik dan

tegangan yang lebih besar (daya lebih

besar) di bagian outputnya. Besarnya

penguatan ini sering dikenal dengan

istilah gain. Nilai dari gain yang

dinyatakan sebagai fungsi penguat

frekuensi audio, gain power amplifier

antara 20 kali sampai 100 kali dari

signal input.

Jadi gain merupakan hasil bagi dari

daya di bagian output ( Pout) dengan

daya di bagian inputnya ( Pin) dalam

bentuk fungsi frekuensi. Ukuran dari

gain, ( G) ini biasanya memakai decibel

( db). Dalam bentuk rumus hal ini

dinyatakan sebagai berikut:

G ( db) = 10 log ( Pout/ Pin )

Pout adalah power atau daya pada

bagian output, dan Pin adalah daya pada

bagian inputnya.

Dalam bagian rangkaian

amplifier pada proses penguatan audio

ini terbagi menjadi dua kelompok

bagian penting yaitu bagian penguat

signal tegangan ( V) kebanyakan

menggunakan susunan transistor

darlington, dan bagian penguat arus

susunannya transistor paralel dan

masing-masing transisistor berdaya

besar dan menggunakan sirip pendingin

untuk membuang panas ke udara,

sekarang ini banyak yang menggunakan

transistor simetris komplementer.

Isi

Pengatur nada ( tone control) dapat

dibuat menggunakan dua cara. Cara

yang pertama yaitu dengan memasang

penguat terletak di depan dan penguat

terletak di akhir. Bagian pengatur nada

berfungsi untuk mengatur nada rendah

(bass) dan nada tinggi (treble) secara

terpisah. Pada bagian pengatur nada

bass, menguatkan sinyal frekuensi

rendah, sedangkan pada bagian nada

treble menguatkan sinyal frekuensi

tinggi.

1. Pengatur nada ( tone control)

dipasang sebelum penguat

Secara garis besar bagian pengatur

nada mempunyai prinsip kerja sebagai

berikut :

_

+

outp

ut

Trebl

e Z1

Input

Bass Z2

A

Gb. Blok diagram rangkaian tone control (Pengatur nada)

dipasangsebelum penguat

Rangkaian pengatur nada

dipasang sebelum rangkaian penguat.

Penguatan rangkaian ditentukan oleh

impedansi umpan balik ( Z2 ), dibagi

dengan impedansi input ( Z1 ), dan

dapat dihitung dengan rumus :

Av=2

1

Z

Z

Av = faktor penguatan

Z1 = impedansi input

Z2 = impedansi output

Pada pengaturan nada baik bass

atau treble pada posisi maksimum maka

impedansi input ( Z1 ) menjadi

minimum, maka penguatan pada posisi

tersebut menjadi besar. Perhitungan

penguatannya adalah sebagai berikut :

1.1 Penguatan nada bass

Pada posisi maksimum

kondensator c1 dihubung singkat

potensiometer p1 rumus

perhitungannya sebagai berikut :

Av=1

3

R

R

Pada posisi minimum

kondensator c2 dihubung singkat

potensiometer p1 rumus

perhitungannya sebagai berikut :

AV=

2

1

2

1

111

3

.

XCP

XCPR

R

1.2 Pengaturan nada treble

Pada posisi maksimum,

perhitungan penguatan dapat

dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

Av=3

3

XC

R

Pada posisi minimum,

perhitungan penguatan dapat

dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

Av=

2

41

2

2

111

3

.

XCP

XCPR

R

2. Rangkaian pengatur nada

dipasang setelah penguat

Rangkaian pengatur nada ini

dipasang setelah rangkaian penguat.

Pada saat posisi pengatur nada treble

maksimum, frekuensi sinyal input

dilimpahkan ke output melewati

kondensator c1. Pada saat posisi

pengatur nada bass maksimum,

frekuensi sinyal input rendah dihambat

c2.

Rangkaian pengatur nada ada yang

dilengkapi dengan rangkaian pengatur

loudness, high filter dan low filter.

2.1 Pengatur loudness

Rangkaian loudness dipasang

pada pengatur volume, loudness

(kedalaman) akan mempunyai effek

pada posisi lebih dari setengah

pengaturan volume, sebab pada

posisi pengaturan volume minimum

sinyal dihambat oleh resistansi dari

potensiometer pengatur volume.

Q1

2.2 Pengatur high filter

Rangkaian high filter bekerja

jika saklar ditekan, pada posisi

tersebut kondensator c1 terhubung

singkat. Frekuensi sinyal input yang

tinggi langsung dihubungkan ke

output.

2.3 Pengatur low filter

Rangkaian low filter bekerja jika

saklar ditekan. Pada posisi tersebut

kondensator c1 terhubung singkat,

frekuensi sinyal input yang rendah

langsung dihubungkan ke output.

3. Sistem audio amplifier

Secara keseluruhan system pengatur

nada ( tone control) dengan penguat (

amplifier dapat digambarkan dengan

skema sebagai berikut.

R1

C1

Saklar

Output Input

Terdiri atas bagian- bagian berikut ini:

Input sinyal

Penguat awal

Pengatur nada

Penguat akhir

Speaker

Power supply

Simpulan

Dalam sebuah sistem

pengaturan nada ( tone control)

melibatkan beberapa prinsipa yang

digunakan dalam elektronika dasar.

Diantaranya adalah prinsip penguat

tapis atau pass filter yang terdiri dari

low pass filter dan high pass filter serta

prinsip penguat atau amplifier.

Penguat atau amplifier

merupakan hal yang paling berperan

dalam pengaturan nada ( tone control).

Penguat yang dipasang sebelum

pengatur nada disebut pre- amplifier.

Sedangkan penguat yang dipasang

setelah pengatur nada disebut final-

amplifier.

Penguat yang berada di depan

( pre- amplifier) merupakan penguat

yang berfungsi sebagai penyangga dan

penyesuai level dari masing-masing

sinyal input sebelum dimasukkan ke

pengatur nada. Hal ini bertujuan agar

saat proses pengaturan nada tidak

terjadi kesalahan karena

pembebanan/loading. Penguat depan

harus mempunyai karakteristik

penyangga/buffer dan berdesah rendah.

Penguat yang berada di

belakang ( final- amplifier) merupakan

rangkaian penguat daya yang bertujuan

memperkuat sinyal dari pengatur nada

agar bisa menggetarkan membran

speaker.

Tinjauan Pustaka

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan

Penerapannya. Bandung: ITB Bandung

Nugroho, dkk. Model sistem penguat

daya ragam linier. Undip

Wiwit adriyanto, dkk. Model sistem

penguat daya audio ragam tersaklar

metode delta modulasi. Undip

Definisi Dan Prinsip Kerja Pengatur

Nada (Tone Control). 2012.

http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/definisi-dan-prinsip-kerja-

pengatur-nada-tone-control/ ( diakses

pada 15 April 2014 pukul 06. 10)

Sistem Pengatur Nada Setelah Penguat

Tegangan. 2012. http://elektronika-

dasar.web.id/teori-elektronika/sistem-

pengatur-nada-setelah-penguat-

tegangan/ ( diakses pada 15 April 2014

pukul 06. 15)

Irawan, irfan. 2012. Mengenal Low

Pass Filter dan High Pass Filter.

Teknik Telekomunikasi: ISCN Cikini.

http://www.scribd.com/doc/92353226/

MENGENAL-LOW-PASS-FILTER-

LPF-DAN-HIGH-PASS-FILTER-HPF

( diakses pada 15 April 2014 pukul 06.

20)

Passive High Pass Filter.

http://www.electronics-

tutorials.ws/filter/filter_3.html ( diakses

pada 15 April 2014 pukul 06. 25)

http://hyperphysics.phy-

astr.gsu.edu/hbase/electric/filcap2.html

( diakses pada 16 April 2014 pukul 16.

00)

http://id.wikipedia.org/wiki/penguat (

diakses pada 15 April 2014 pukul

06.00)

http://abisabrina.wordpress.com/2010/1

0/29/prinsip-dasar-audio-amplifier/ (

diakses pada 15 April 2014 pukul 06.

05)