Memahami sifat dasar signal audio
•
11 likes•5,554 views
Komunikasi dengan gelombang radio merupakan bagian tak terpisahkan dari kehidupan modern. Hampir semua peralatan komunikasi memanfaatkan gelombang radio sebagai media transmisi. Sistem komunikasi menggunakan spektrum frekuensi radio yang berbeda, seperti frekuensi tinggi, frekuensi sangat tinggi, dan gelombang mikro. Komunikasi broadcast memancarkan sinyal dari menara pemancar ke radio penerima melalui udara bebas.
Recommended
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to Memahami sifat dasar signal audio
Similar to Memahami sifat dasar signal audio (20)
More from ghufranaka aldrien
More from ghufranaka aldrien (12)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
Memahami sifat dasar signal audio
- 1. 1 MEMAHAMI SIFAT DASAR SIGNAL AUDIO SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 01 RAMBAH PASIR PENGARAIAN KABUPATEN ROKAN HULU GHUFRANAKA ALDRIEN
- 2. 2
- 3. 3
- 4. 4
- 5. 5 Komunikasi dengan Gelombang Radio Komunikasi dengan gelombang radio sekarang ini menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan modern. Hampir semua peralatan komunikasi memanfaatkan gelombang radio sebagai medai transmisinya. Perbedaan jenis komunikasi dengan gelomabang radio ini ditentukan oleh spektrum frekuensi yang digunakan. Oleh karena itu dalam komunikas ini ada yang disebut sebagai sistem komunikasi frekuensi tinggi, komunikasi frekuensi sangat tinggi, komunikasi frekuensi gelombang mikro dan sebagainya. Ada bentuk komunikasi untuk navigasi dan ada bentuk komunikasi untuk komersial atau dijual. Biasanya ini diistilahkan dengan komunikasi broadcast. Gambar 3.8. Pemancaran sinyal dari menara antenna Pemancaran sinyal radio merupakan satu bentuk komunikasi broadcast. Dalam hal ini yang dapat kita lihat menara pemancar bisa dikatakan sebagai pemancar dan antenanya, sedangkan radio dapat dikatakan sebagai pesawat penerima. Sementara itu sebagai media transmisnya adalah udara bebas (free space). Sering kali dalam sistem telekomunkasi merupakan dua arah, maka piranti pemancar dan penerima disebut sebagai pancarima (transceiver). Di samping itu, telekomunikasi melalui saluran telepon umumnya disebut sebagai komunikasi titik ke titik (point to point communication) karena komunikasi terjadi antara satu pemancar dan satu penerima. Untuk pemancar radio yang biasa kita lihat, orang sering mengatakan sebagai broadcast, sebab satu pemancaran sinyal dengan kekuatan tingi dapat diterima oleh beberapa pesawat penerima.
- 6. 6 Gambar 3. 9. Sistem komunikasi gelombang radio Pada intinya saluran untuk sambungan telepon dan komunikasi data mempersyaratkan perbedaan jalur atau rangkaian. Sistem telepon mempunyai saluran yang saling terikat pada sentral telepon, lebih-lebih bila untuk hubungan ke luar. Pada komunikasi data yang menggunakan komputer diperlukan sistem perangkat analog kecepatan tinggi atau rangkaian digital, sedangkan sistem sambungan video selalu digunakan rangkaian broadband atau sistem dengan kecepatan tinggi. Masing-masing sistem tersebut juga menghadapi masalah yang berbeda, yakni terkait dengan instalasi, daya dukung dan pemeliharaannya. Dalam banyak hal pengelola sambungan telepon menghadapi masalah kualitas suara, lebih-lebih bila jarak sambungan terlampau jauh. Pemancaran sinyal analog dan penguatannya mempunyai keterbatasan karena derau (noise) biasanya ikut dikuatkan bersamasama dengan penguatan sinyal itu sendiri. Hal ini menandakan bahwa betapa banyaknya penguat yang dibutuhkan dan cara-cara mendapatkan sinyal yang terbebas dari derau, juga kendala terhadap kesulitan dalam pengujian sinyal dan pelayanannya.
- 7. 7 Sistem telekomunikasi biasanya dibangun dari elemen-‐elemen dasar yang terdiri dari : 1. Pemancar, perangkat ini berfungsi memberikan informasi dan mengubahnya menjadi sinyal (isyarat) listrik untuk dipancarkan atau ditransmisikan. 2. Media transmisi, merupakan saran untuk memancarkan isyarat listrik dari pemancar 3. Penerima, perangkat ini berfungsi menerima kembali isyarat listrik yang dipancarkan melalui suatu media dan mengubah sinyal kembali menjadi informasi yang dapat digunakan. 4. Teknik komunikasi pada awalnya dikembangkan menggunakan teknik pemancaran sinyal analog. Kemudian terus dikembangkan hingga menghasilkan teknologi komunikasi digital. 5. Dalam pemancaran sinyal ada suatu gangguan yang dapat dikategorikan dalam tiga jenis, yaitu derau, interferensi dan distorsi. 6. Komunikasi analog mempunyai masukan yang akan dipancarkan yaitu berupa sinyal analog. 7. Komunikasi digital mempunyai masukan yang akan dipancarkan yaitu berupa sinyal digital. Konsep komunikasi elektronika Hampir semua system komuniksi elektronika menggunakan gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet adalah suatu perubahan yang terdiri dari dua komponen gelombang atau osilasi listrik dan magnet yang dapat menjalar melaui ruang hampa, udara atau bahan tak
- 8. 8 menghantar lainnya. Spektrum elektromagnet adalah suatu rentang gelombang yang mempunyai rentang lebar panjang gelombang dan frekuensi. Bagian dari spektrum electromagnet yang digunakan untuk komunikasi elektronika adalah : 1. Infra merah spektrum ini digunakan untuk serat optik dan remote control yang dipakai pada umumnya. 2. Gelombang mikro Spektrum ini digunakan untuk komunikasi satelit, dan beberapa saluran telepon serta untuk sambungan internet. 3. Gelombang radio Spektrum ini digunakan untuk sistem radio, televisi, telepon bergerak, jaringan computer nirkabel (tanpa kabel). Gambar 7.8. Parabola untuk menerima gelombang mikro
- 9. 9 Gambar 7.10. Piranti telekomunikasi dan spektrum gelombang electromagnet Gelombang Elektromagnet Gelombang elektromagnetik sekarang ini telah menjadi bagian penting dalam teknologi modern terutama pada komunikasi nirkabel. Gelombang eletromagnetik yang merambat pada ruang bebas disebut dengan gelombang radio/sinyal radio. Gelombang elektromagnetik di ruang bebas banyak mengalami lingkungan yang tidak ideal. Gelombang radio merupakan gelombang yang digunakan untuk mengoperasikan pancaran radio. Bentuk-‐bentuk gelombang elekromagnet antara lain: Gelombang televisi, Cahaya, Sinar x, gelombang panas, dan lain sebagainya. Sinyal gelombang elektromagnet mempunyai daya tertentu dengan kecepatan tetap. Gerak gelombang elektromagnetik dinamakan dengan
- 10. 10 velocity dimana kecepatan rambatan adalah sekitar 300.000 km/detik. Rambatan gelombang radio bersifat tetap. Karena rambatan gelombang elektromagnetik sifatnya tetap, maka panjang gelombang dapat dihitung. Panjang gelombang ini sering disebut dengan lamda ( λ ). Hubungan besar frekuensi yang dihasilkan oleh pemancar serta kecepatan rambat dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang. Panjang gelombang ini dapat digunakan untuk menentukan antena. Panjang antena untuk menangkap gelombang elektromagnetik biasanya adalah ½ lamda, ¼ lamda, 1 lamda atau ¾ lamda. Untuk mengetahui panjang gelombang digunakan rumus sebagai berikut : Dimana : ( λ ) = panjang gelombang (meter) V = Kecepatan rambatan (detik) f = frekuensi (Hertz). Gelombang electromagnet dihasilkan oleh sebuah osilator. Gelombang electromagnet dipancarkan ketika medan listrik pada osilator disambungkan pada antena pemancar. Karena gerakan medan listrik (E) menyatu dengan medan magnet (H), sehingga gelombang elektromagnetik dipancarkan ke udara bebas dalam bentuk sinyal bolak-‐balik berupa medan listrik dan medan magnet. Ketika dipancarkan, medan magnet ini berupa garis melintang (transverse), dan orthogonal. Medan magnet transverse dikirim ke ruang bebas dengan arah yang sama, sedangkan orthogonal merupakan medan listrik dan magnet membentuk
- 11. 11 sudut tertentu. Ketika medan elektromagnetik mengenai sebuah antena penerima, maka medan elektro-‐magnetik akan diterima dalam bentuk yang sama seperti yang dihasilkan oleh osilator kecuali jika sinyal yang dipancarkan mengalami kerusakan. Gelombang electromagnet dipancarkan dalam bentuk orthogonal, sehingga hal ini sangat penting digunakan untuk merancang antena. Jika seseorang dapat melihat arah muncul gelombang sinyal elektromagnet, mungkin akan dapat menentukan arah antenna supaya tepat dengan pemancar. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar sinyal polarisasi pada bidang antena. Sinyal Polarisasi adalah arah dari vector medan listrik. Sinyal Polarisasi berupa sinyal vertical karena vector medan listrik kadang naik kadang turun. Pengiriman gelombang elektromagnetik oleh antena pemancar digambarkan sebagai berikut. Ketika ada benda yang jatuh pada permukaan air, maka akan terjadi gelombang yang ada disekitarnya. Begitu juga dengan gelombang elektro-‐ magnetik akan bergerak dari sumbernya ke semua arah baik secara vertical maupun horisontal. Untuk lebih jelasnya mengenai gambaran gelombang elektromagnetik yang bergerak dari sumbernya dalam bentuk polarisasi vertikal maupun horisontal dapat dilihat pada gambar 5.18.
- 12. 12 Gambar 5.18. Polarisasi Gelombang Vertikal Gambar 5.19. Polarisasi Gelombang Horisontal Spektrum Frekuensi Radio Ketika terjadi gerakan elektron-‐elektron, maka akan membangkitkan gelombang elektromagnetis yang dapat menyebar melalui ruang kosong yang ada disekitarnya. James Maxwell pertama kali meramalkan keberadaan masalah ini pada tahun 1865, dan kemudian Heinrich Hertz pertama kali menghasilkan dan mengamatinya pada tahun 1887. Sekarang ini semua komunikasi modern
- 13. 13 bergantung pada manipulasi dan pengendalian sinyal isyarat spekrum elektromagnetik. Spekrum gelombang elektromagnetik mencakup gelombang radio frekuensi rendah mulai dari 30 KHz, yang mempunyai panjang gelombang hampir dua kali garis tengah bumi Sampai frekuensi tinggi yang lebih dari 10 GHz, dengan panjang gelombang lebih kecil dibanding inti dari sebuah atom. Spekrum elektromagnetik tersebut digambarkan sebagai suatu kemajuan logaritmis, dimana skala meningkat sampai 10 kalinya. Gelombang elektromagnetik radio mempunyai batas frekuensi sendiri-‐sendiri, dan batas seluruh gelombang elektromagnet disebut dengan spektrum elektromagnet. Spektrum elektromagnetik meliputi daerah gelombang dengan frekuensi rendah sampai frekuensi tinggi. Pada umumnya spectrum frekuensi radio yang merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai range antara 1 MHz sampai 300 MHz. Pada industry sendiri mendefinisikan spectrum gelombnag radio antara 1 MHz sampai 1 GHz. Range antara 1-‐30 GHz disebut dengan microwave dan 30–300 GHz disebut dengan millimeter wave. Spektrum gelombang radio dibagi menjadi beberapa bagian seperti terlihat pada tabel 5.3 di bawah. Tabel 5.3. Spektrum frekuensi radio dan aplikasi-‐aplikasi
- 14. 14 Tabel 5.4. Bidang frekuensi yang khusus untuk beberapa aplikasi
- 15. 15 Pengertian dan macam-macam gelombang Gelombang adalah gejala dari perambatan gangguan di dalam suatu medium. Gelombang berdasarkan arah getarnya dapat dibagi menjadi 2 macam : 1.> Gelombang Transversal yaitu gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contoh : gelombang pada tali, gelombang permukaan air dan gelombang elektromagnetik. 2.> Gelombang Longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarannya berhimpit (sejajar) arah rambat gelombang. Misal : gelombang pada pegas dan gelombang bunyi. Gelombang berdasarkan mediumnya dibedakan menjadi 2:
- 16. 16 a. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang di dalam perambatannya tidak memerlukan medium. Contoh gelombang radio, gelombang TV, gelombang radar, gelombang cahaya, infra merah, sinar ultraviolet, sinar X dan sinar Gama. b. Gelombang mekanik adalah gelombang yang selalu memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh; gelombang bunyi, gelombang pada tali dan gelombang pada permukaan air. A ½ λ arah rambat (V) λ
- 17. 17 Gambar 5.5 : Bentuk Gelombang Keterangan : A = aplitudo ( simpangan gelombang terjauh ) λ = Panjang gelombang V = Cepat Rambat Gelombang Pengertian panjang gelombang, cepat rambat gelombang, perioda. Satu gelombang terdiri atas 1 bukit dan 1 lembah. Panjang gelombang adalah banyaknya bukit dan lembah dalm gelombang. Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tiap satuan waktu. Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu panjang gelombang. Panjang gelombang ( λ ) dirumuskan : v x T Atau λ = 𝐕 𝐟 dimana f = 𝟏 𝐓 Dimana λ = Panjang Gelombang ( m ) V = Cepar Rambat Gelombang ( m/dtk) T = Perioda Gelombang ( dtk ) F = Frekwensi Gelombang ( Herzt )
- 18. 18 Sifat-sifat gelombang : a. dapat dipantulkan (refleksi) b. dapat dibiaskan (refraksi) c. dapat dipadukan (interferensi) d. dapat dilenturkan (difraksi) e. dapat dipolarisasikan (diserap arah getarnya) Pengertian Attenuasi Attenuasi adalah pengurangan amplitudo dan intensitas suatu sinyal karena pengaruh jarak yang dilaluinya dalam suatu medium. Makin jauh dari titik asal pancaran maka makin besar nilai attenuasinya. Attenuasi biasanya diukur dalam satuan decibels per satu satuan panjang medium (dB/cm, dB/m, dB/km). Attenuasi tidak selalu menyebabkan perubahan bentuk gelombang. Faktor-faktor yang mempengaruhi attenuasi 1 Faktor alam : Cuaca 2 Faktor teknis : Jarak dan kualitas kabel
- 19. 19 Permasalahan Atenuasi Permaslahan pertama dan ke dua brkaitan dengan perhatian terhadap kekutan sinyal dan pengguanaan amplifer atau repeater. Untuk hubungan ujung ke ujung. Kekuatan sinyal sebuah transmitter harus cukup kuat agar dapat diterima dengan jelas, namu juga tidak perlu terlalu kuat gar tidak menimbulkan overload pada sirkuit transmitter atau repeater yang bisa menyebabkan distorsi. Permaslahan ketiga biasanya nampak pada analog signal. Karena atenuasi berubah- ubah sebagai fungsi frekuensi, sinyal yang diterima menjadi menyimpang sehingga mengurangi tingkat kejelasan. Untuk menanggulangi masalah ini disediakan teknik untuk menyamakan atenuasi ini melintasi band frekuensi.
- 20. 20
- 21. 21
- 22. 22
- 23. 23
- 24. 24
- 25. 25
- 26. 26
- 27. 27
- 28. 28
- 29. 29
- 30. 30
- 31. 31
- 32. 32
- 33. 33
- 34. 34
- 35. 35
- 36. 36
- 37. 37
- 38. 38
- 39. 39
- 40. 40
- 41. 41
- 42. 42
- 43. 43 SPL (Sound Pressure Level) adalah satuan tingkat tekanan suara yang dihasilkan oleh speaker (dinyatakan dalam dB) diukur dengan input daya 1 watt dan jarak ukur 1 meter. Bila spesifikasi tertulis SPL 90dB, maka speaker mempunyai SPL 90 dB pada daya input 1 watt dalam jarak ukur 1 meter. • Rumus hubungan jarak dengan SPL SPL r = SPL – 20 log r dimana r adalah jarak yang diukur SPL SPL yang tertera dalam produk adalah 1 watt pada jarak 1 meter. Berapakah nilai SPL pada jarak 10 meter jika diketahui spesifikasi SPL 90 dB/m? Jawab : SPL pada jarak 10 meter adalah : SPL r = SPL – 20 log r = 90 – 20 log 10 = 90 – (20 x 1) = 70 dB • Rumus hubungan Daya dengan SPL SPL p = SPL + 10 log P dimana P = daya yang diberikan (watt) Contoh
- 44. 44 SPL yang tertera dalam produk adalah 1 watt pada jarak 1 meter. Berapakah nilai SPL pada daya 10 watt jika diketahui spesifikasi SPL 90 dB/m? Jawab : SPL pada daya 10 watt adalah : SPL p = SPL + 10 log P = 90 + 10 log 10 = 90 + (10 x 1) = 100 dB • Rumus hubungan jumlah speaker dengan SPL Bila terdapat 2 buah speaker atau lebih, maka SPL total / SPL gabungan akan bertambah. Dengan tabel sederhana dapat ditentukan sebagai berikut : Selisih SPL Peningkatan SPL 0 - 1 3 dB 2 - 3 2 dB SPL t = SPL + peningkatan SPL
- 45. 45 4 - 8 1 dB > 8 0 dB Contoh : Bila ada 2 buah speaker digabungkan dengan SPL masing-masing 100 dB, maka SPL gabungan/ SPL total adalah SPL t = 100 dB + 3 dB = 103 dB à karena selisih keduanya 0 dB • Hubungan SPL dengan penempatan speaker Bila sebuah speaker subwofer/woofer ditempatkan dalam suatu ruangan maka SPL yang terukur akan bertambah. Penambahan SPL ditentukan. Diletakkan di dinding dan lantai 2 dB Diletakkan di lantai 1 dB Digantung 0 dB Diletakkan di sudut 3 dB
- 46. 46 • Frekuensi respon adalah lebar tanggapan frekuensi yang mampu dihasilkan oleh speaker. Frekuensi respon dinyatakan dalam satuan hertz (Hz). FG : Function Genarator à pembangkit gelombang sinus 20 Hz – 20 Khz BPF : Band Pass Filter à filtrasi output pre amp sesuai frekuensi yang diinginkan SUT : Speaker Under test Jenis-jenis speaker berdasarkan response : 1. Speaker subwoofer à speaker yang mempunyai tanggapan response frekuensi sangat rendah berkisar 30 Hz – 100 Hz. Cocok untuk aplikasi 1 M Mi c SU T Am p Pre amp BP F Recorde r F G Sincronisas i
- 47. 47 speaker system dengan nada bass yang sangat rendah. ( Contoh : Diskotik, home teater, dll ) 2. Speaker Woofer à speaker yang mempunyai tanggapan response frekuensi cukup rendah ( ditas subwoofer ), dengan frekuensi berkisar 50 Hz – 800 Hz. Cocok untuk speaker system yang membutuhkan suara bass sedang. (contoh : Musik, dll ) 3. Speaker midle à speaker yang mempunyai tanggapan response sedang, memiliki frekuensi berkisar 330 HZ – 3,3 Khz. Cocok untuk speaker system yang membutuhkan suara tengah saja ( contoh : pidato, masjid,dll) 4. Speaker tweeter à speaker yang mempunyai tanggapan response pada frekuensi tinggi, berkisar 8 Khz – 20 Khz. Speaker ini tidak bisa berdiri sendiri, biasanya digabungkan dengan speaker midle / woofer untuk pelengkap nada tinggi ( treeble ). 5. Speaker full range à speaker yang mempunyai tanggapan response sangat lebar, yaitu dari 100 Hz – 15 Khz. Nada bass sampai nada tinggi bisa dihasilkan oleh speaker ini. Cocok untuk speaker system dengan design minimalis ( tidak makan banyak tempat ). Contoh : compo, dll
- 48. 48 • Polaritas speaker Pemasangan kabel ke speaker harus terpasang sesuai : kabel Hot dan com dari amplifier harus terpasang dengan benar ke terminal speaker, bila terbalik maka akan berdampak pada kualitas suara yang dihasilkan, khususnya bila terpasang lebih dari 1 speaker, karena akan terjadi efek canceling ( saling meniadakan ). Pergunakanlah kabel berwarna untuk memudahkan pemasangan, misal : hitam merah à merah +, hitam – Efek canceling akan sangat berpengaruh pada nada rendah dan midle, sedangkan untuk nada tinggi tidak berpengaruh. Pada nada rendah ( suara bass ), bila 2 bh Speaker salah satu dipasang terbalik polaritasnya maka suara bass akan jauh berkurang ( seperti tidak ada woofer ). • Impedansi (Z) speaker Impedance speaker adalah nilai tahanan dari speaker pada frekuensi 1 Khz, Ohm . Misal : 4 ohm , 8 ohm, 16 ohm, dst. Impedansi speaker sangat penting dalam instalasi speaker dengan amplifier. Keduanya harus “matching “ sesuai, bila tidak sesuai maka akan berdampak buruk terhadap speaker / amplifier sehingga salah satu bisa terjadi kerusakan.
- 49. 49 Berikut beberapa kondisi pemasangan : 1. Amplifier daya 100 Watt, impedance output 4 ohm. Dipasang pada speaker dengan daya 100 Watt, impedansi 4 ohm. Kondisi ini dinamakan “matching “ 2. Amplifier yang sama dipasang pada speaker 100W 2ohm, maka kondisi ini tidak “ matching”, yang akan terjadi speaker akan terbakar / rusak karena beban lebih. Perhatikan perhitungan di bawah ini. V out amplifier = = ) = 20 Volt Daya yang masuk ke speaker à P = V2 /Z = 202 / 2 = 200 Watt 3. Dengan amplifier yang sama bila speaker yang terpasang 100W 8 ohm, maka daya yang diterima akan berkurang ( ½ nya ). Artinya,keduanya tidak ada yang rusak tetapi suara yang dihasilkan kecil. • Rangkaian cross over speaker Rangkaian cross over adalah rangkaian yang digunakan untuk meningkatkan unjuk kerja dari speaker berdasarkan daerah kerja frekuensi tertentu. Pemilihan cross PxZ( 4100( x
- 50. 50 over yang kurang baik berdampak pada kualitas suara yang tidak baik. Macam rangkaian cross over : § 2-way à terdiri dari woofer dan tweeter § 3-way à terdiri dari woofer,midle dan tweeter
- 51. 51 PENGHITUNGAN ENERGI PADA SINYAL WICARA I. TUJUAN - Siswa mampu melakukan proses penghitungan energi pada sinyal wicara dengan menggunakan perangkat lunak. II.DASAR TEORI Twe eter
- 52. 52 2.1. Energi Suatu Sinyal Perhatikan sinyal sinus berikut ini: x(t) = A cos(2πt +φ) (1) Sinyal tersebut merupakan contoh sinyal waktu kontinyu. Kita juga seringkali menggunakan terminologi sinyal analog untuk menyebutnya. Bentuk persamaan (1) diatas merepresentasikan nilai magnitudo sinyal sebagai fungsi waktu. Di dalam kondisi real seringkali dinyatakan dalam besaran volt. Nilai x(t) dalam parameter yang umum untuk pengukuran dinyatakan dalam V(t) yang menunjukkan nilai simpangan sinyal atau magnitudonya pada suatu waktu t. Gambar 1. Contoh sinyal sinus dengan frekuensi 200 Hz
- 53. 53 Sedangkan untuk besaran lain dari sinyal dalam hal ini daya dinyatakan sebagai: 𝑃 𝑡 = ! ! ! ! (2) Dalam hal ini nilai nilai R biasanya dinyatakan sebesar 1 Ω Dan parameter ini seringkali tidak dituliskan, sehingga persamaan 2 menjadi lebih sederhana. P(t) = ( 𝑉 𝑡 )! Sedangkan besarnya energi dari suatu sinyal diketahui sebagai total daya pada suatu durasi waktu tertentu. Dengan mengacu pada persamaan (2) yang sudah dimodifikasi, maka dapat dinyatakan sebagai: 𝐸 = (𝑉 (𝑡)! !!! )! (3)
- 54. 54 dan energi rata-rata untuk suatu durasi tertentu T, dinyatakan sebagai: Jenis-jenis Amplifier Transistor merupakan komponen yang dapat menguatkan arus. Dengan kemampuan ini, transistor dapat dimanfaatkan dalam dua moda, yaitu moda nonlinier dan moda linier. Moda nonlinier contohnya adalah pemanfaatan transistor sebagai saklar elektronik, sedangkan moda linier adalah transistor sebagai penguat (amplifier). Dalam penerapannya sebagai amplifier, terdapat beberapa jenis konfigurasi amplifier. Dalam halaman ini, akan dibahas tiga buah konfigurasi amplifier, yaitu amplifier kelas A, Kelas B dan kelas AB. Kelas dari amplifier ini dibedakan berdasarkan letak titik beban dari kerja transistor. Titik beban ini berada dalam garis beban seperti yang terlihat dalam Gambar 2, dengan menganggap rangkaian transistornya adalah dalam konfigurasi common emitter (seperti dalam Gambar 1).
- 55. 55 Gambar 1. Rangkaian common emitter. Gambar 2. Garis beban transistor.
- 56. 56 dari Gambar 1, dapat diturunkan persamaan tegangan VCC yaitu: Transistor pada rangkaian di Gambar 1, akan memiliki titik kerja di antara titik A dan B, sepanjang garis beban. Titik A adalah daerah kerja ketika transistor mengalami kejenuhan, sedangkan titik B adalah ketika transistor cut-off. Amplifier Kelas A Titik beban transistor pada penguat kelas A diletakkan di antara titik A dan B, biasanya untuk menghasilkan kinerja yang baik maka titik beban diletakkan tepat di tengah-tengah garis beban. Hal ini memiliki maksud agar sinyal keluaran akan memiliki bentuk sinyal yang simetri antara siklus negatif dan positif. Supaya diperoleh titik beban yang tepat ditengah, maka VCE dirancang supaya sama besar dengan VCC/2. Untuk menghasilkan ini, maka IB dirancang supaya
- 57. 57 menghasilkan ICRC sama dengan VCC/2. Penguat kelas A dapat diwujudkan dengan rangkaian seperti Gambar 3 diatas. Penguat kelas A dirancang untuk menguatkan sinyal-sinyal kecil. Sedangkan kekurangan dari penguat jenis ini adalah ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor akan tetap mengkonsumsi arus listrik. Amplifier Kelas B Penguat ini diwujudkan dengan merangkai sepasang transistor komplemen seperti pada Gambar 4. Berbeda dengan penguat kelas A, titik beban transistor penguat kelas B diletakkan pad titik B (titik cut-off). Dengan kondisi seperti ini, maka ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Penguat jenis ini dikenal juga sebagai penguat push-pull karena kerja dari pasangan transistor adalah bergantian. Penguat ini diterapkan sebagai penguat akhir, atau penguat sinyal besar. Gambar 4. Penguat kelas B (push-pull).
- 58. 58 Ketika Vin berada dalam fasa positif maka hanya transistor NPN yang ON, sedangkan ketika sinyal Vin berada dalam fasa negatif maka hanya transistor PNP yang ON. Akan tetapi karena bias tegangan transistor berasal dari sinyal Vin, maka sinyal ini akan terpotong oleh tegangan VBE, sehingga sinyal keluarannya akan mengalami kecacatan (distorsi). Amplifier Kelas AB Untuk mengatasi permasalahan distorsi pada penguat kelas B, maka dibuatlah penguat kelas AB. Penguat ini memiliki titik beban yang berada sedikit di atas titik B (Gambar 2), yaitu transistor dalam kondisi dibias
- 59. 59 dengan tegangan ambang sebesar VBE. Dalam kondisi ini, maka dalam keadaan tanpa sinyal Vin, transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Sedangkan ketika Vin muncul maka sinyal ini tidak terpotong oleh tegangan VBE sehingga sinyal keluarannya tidak mengalami distorsi. Contoh dari penguat kelas AB adalah seperti pada Gambar 5. Gambar 5. Penguat kelas AB. Sekelumit tentang amplifier classSetidaknya sampai dengan saat ini ada 12 jenis topologi amplifier yang saya ketahui yaitu : Class A, Class B, Class AB, Class C, Class D, Class E, Class F, Class G, Class H, Class I, Class T dan Class Z. Tapi untuk pembahasan kali ini kita batasi hanya di Class AB dan D saja dengan sedikit ulasan untuk Class H.
- 60. 60 Kebanyakan amplifier yang digunakan di PC speaker menganut topologi Class AB, mengapa demikian ? Tidak lain dan tidak bukan karena kompromi antara ; efesiensi, kualitas suara dan biaya pembuatan. Untuk diketahui bersama kualitas suara analog tertinggi saat ini masih dipegang oleh ampli-ampli Class A karena seluruh gelombang sinyal di proses secara penuh oleh ampli sehingga tidak ada sedikitpun bagian dari suara yang disunat, semuanya tampil apa adanya ! Class A merupakan tipikal amplifier yang paling “jujur” tetapi punya kelemahan inefesiensi sampai sebesar 75% (hanya 25% yang jadi suara maksimal 50%, sisanya jadi panas), alamak !! sehingga sangat tidak diminati oleh para vendor pada mass production mereka.Sedangkan untuk Class AB gelombang suara yang diproses hanya sebesar setengah dari kurva gelombang sehingga diperlukan 2 sirkuit yang saling bekerja sama dan memproses masing-masing setengah gelombang untuk dapat menghasilkan 1 gelombang penuh suara. Tipikal dari Class AB adalah efesiensi yang jauh lebih baik dari Class A (Maksimal sebesar 75 – 78%) meski kualitas suaranya masih dibawah Class A dan harga berbanding performance juga Lalu, apa kelebihan dari Class D ? High efficient ! menurut saya itulah jawaban yang terbaik saat ini. Bagaimana kualitas suaranya ? Umumnya Class D hanya bagus di Low tone sampai dengan Mid bass, sedangkan kualitas vocal dan highnya masih kedodoran.
- 61. 61 Mengapa bisa demikian ? Class D menggunakan topologi PWM dalam operasinya, jadi sinyal analog gelombang suara diubah dulu menjadi denyut PWM dengan menggunakan converter baru setelah itu dikuatkan dan diubah kembali menjadi gelombang analog . Karena keistimewaan dari prinsip PWM, maka Class D amplifier hanya menguatkan sinyal berdasarkan keperluan saja ( berbeda dengan Class A, B dan AB yang bersifat linier) Hasilnya…..sangat efesien (sampai dengan 90%) dan lebih dingin, Nada rendah terproduksi dengan baik dan sempurna. Tidak ada efek kolorasi yang nyata sebagai contohnya efek dari clipping (bass sember) seperti yang biasa ditemui pada amplifier Class AB ! Karena umumnya Amplifier class D punya daya output yang lebih besar.Tetapi sifat dari PWM pulalah yang merusak kualitas mid dan high tone karena gelombang sinus di paksa berubah menjadi gelombang kotak sehingga noise dan kolorasi menjadi momok yang sulit untuk dihindari. Untuk alasan inilah amplifier Class D hanya direkomendasikan untuk mendrive speaker low tone (Bass). Sedangkan untuk mid to high sangat tidak disarankan, bila dipaksakan efek kolorasi akan kental terasa meski kualitas speakernya sekalipun sudah dipilih yang paling baik.Dengan ouput daya yang sama, Class D umumnya membutuhkan daya input yang lebih kecil dan menghasilkan panas yang lebih kecil pula dari Class AB.Untuk menghasilkan kualitas suara yang (hampir) sempurna di semua spectrum frekuensi, umumnya pihak produsen menggunakan topologi hybrid pada speaker amplifier mereka. Logitech
- 62. 62 menggunakan kombinasi Class D dan AB pada Z Cinema series mereka sedangkan Razer menggunakan HD™ Class pada Razer Mako. Tujuan semuanya sama ; agar kualitas suara di low, mid dan high tone sama baiknya dengan efesiensi maksimal……..Bagaimana dengan Simbadda ? Jangan bertanya pada saya deh…..entah kapan produsen “serba bisa” ini mau hijrah ke teknologi ini ? (mungkin juga tidak.. ) Sedikit tentang Class HDnya Razer MakoSebuah kombinasi antara Class H topologi dengan Class D topologi. Menggabungkan kelebihan high efficient dan sound clarity. Class H mengklaim bahwasanya kualitas suaranya menyamai Class AB dengan efesiensi yang lebih baik. Class H juga dikenal sebagai amplifier dengan “Rail voltage driven by the sound”. BACALAH BUKU INI SEMOGA KAMU DAPAT KEBAIKAN ATASNYA DAN BERGUNA BAGI DIRIMU KAPAN SAJA DIMANA SAJA. SEMOGA SUKSES DAN BERHASIL ILMU YANG BERMAMFAAT ADALAH DIAMALKAN