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.
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.
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