Fakultas Teknik UNP Padang	Nama : RAHKMAD JAINI
Jurusan     : Teknik Elektronika	Nim   : 1203061
Prodi         : Pendidikan Teknik Elektronika	Group :4E2
Praktikum ke : 5	Mata kuliah : Praktikum Audio Radio
Topic : Audio	Judul : Tone control

A. Tujuan:

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

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 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.

4. Hubungkan AFG pada bagian input rangkaian amplifier serta hubungkan ke chanel 1 osiloskop dan output pada chanel 2 pada osiloskop

5. Atur input AFG pada posisi 1 KHz dengan amplitudo sebesar 50 mVp-p, berapa tegangan output yang dihasilkan ? V_o  = 10,4 V_p-p, dan tentukan juga beda fase

f = ....... o

. (Gambarkan bentuk signal)

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.