LAPORAN

DESAIN PROYEK TELEKOMUNIKASI

“MERANCANG AUDIO FREKUENSI”

Disusun Oleh :

Fauziyah Nuraini (1231130014)

Moch aufal fikri (1231130028)

Sigit Nofianto (1231130071)

Kelompok 1 kelas TT - 3A

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2015

MERANCANG AUDIO FREKUENSI

1. Tujuan

Dalam praktikum audio frekuensi ini bertujuan untuk:

1. Mahasiswa dapat merencanakan, marancang, dan mendesain rangkaian audio

frekuensi

2. Merealisasikan hasil simulasi pada rangkaian PCB

3. Dapat melakukan pengujian rangkaian audio frekuensi sesuai dengan perencanaan

2. Alat dan Bahan

Berikut adalah alat dan bahan yang digunakan untuk membuat perencanaan rangkaian

audio frekuensi:

a. PC (personal computer)

b. Software multisim 11.0

c. Software Altium

d. MS. Visio 2007

e. PCB single layer (sesuai hasil design)

f. Kertas Glossy

g. Setrika

h. Plat untuk box PCB

i. Sketsa rangkaian

j. IC LM348

k. Resistor 1 MΩ

l. Resistor 1 KΩ

m. Potensio

n. Kapasitor 22

o. Kapasitor 10 pF

a. Larutan HCL dan H202

b. Solder

c. Konektor BNC

d. Osiloskop

e. Generator fungsi

3. Teori Dasar

Rangkaian Mixer atau audio mixer ini biasanya berfungsi untuk menggabungkan

beberapa input atau masukkan dari berbagai macam sumber audio dan

menggabungkannya menjadi satu bagian output audio. Mixer biasanya bisa anda

temukan di studio rekaman hingga ke arena-arena konser mulai dari kecil hingga besar.

Disebabkan fungsi dan tugasnya tersebut, tentu membuat mixer menjadi salah satu alat

utama guna membuat suara di acara-acara tersebut menjadi lebih enak untuk didengar.

Dan anda bisa melihat berbagai macam mixer yang dijual di pasaran. Dan biasanya

mixer tersebut memiliki pre-amp, tuner, control dan adder. Dan anda bisa mencoba untuk

membuat sendiri rangkaian mixer untuk digunakan di kamar atau di tempat anda latihan.

Audio mixer memang sangat dibutuhkan oleh para musisi. Seperti yang disebutkan

diatas, mixer memang berfungsi untuk menguatkan sinyal audio menjadi satu dan

menggabungkannya hingga memiliki output yang enak dan nyaman untuk didengar.

Untuk penjelasannya secara ilmiah dan sesuai dengan dunia eletronika, mixer akan

mencamur semua input yang masuk, lalu mixer akan menyeimbangkan semua input

tersebut hingga kemudian mengirimnya ke cross over dan membawa hasil tersebut ke

power amplifier hingga dihasilkan output sesuai dengan kemampuan mixer tersebut ke

speaker. Jika mixer tersebut stereo, tentu output yang dihasilkan bisa stereo. Sementara

jika mixer tersebut mono, maka hasilnya akan mono.

Audio Frekuensi

Audio Frekuensi adalah suatu perangkat elektronika yang berfungsi sebagai

penguat sinyal audio dari sebuah perangkat pembangkit sinyal informasi dengan level

tegangan lemah menjadi sinyal audio dengan level tegangan yang kuat agar dapat

menggerakan loudspeaker sebagai perangkat akhir dalam reproduksi suara audio. Berikut

adalah contoh audio power amplifier yang dapat ditemui dipasaran.

Beberapa Jenis Amplifier Bedasarkan Fungsinya Dilihat dari fungsinya, audio

amplifier dapat dibedakan dalam berbagai jenis yaitu. Amplifier Ruangan (Home

Amplifier), yaitu amplifier yang digunakan untuk keperluan sistem tata suara rumah atau

ruangan dengan kemampuan reproduksi suara yang bagus pada semua range frekuensi

audio dan daya pada amplifier ruangan ini adalah rendah sampai daya menengah.

Amplifier Lapangan (Outdor Amplifier), atau sering juga disebut sebagai audio amplifier

tata panggung adalah amplifier yang dipergunakan untuk reproduksi suara audio dengan

cakupan area luas dengan kemampuan reproduksi suara yang bagus pada semua range

frekuensi audio. Outdor amplifier ini mampu memberikan daya yang besar, karena

digunakan untuk mengerakan loudspeaker daya besar dan jumlah yang banyak.

Amplifier Publik (Public Addres Amplifier) adalah amplifier yang berfungsi untuk

mereproduksi suara untuk keperluan pelayanan informasi pada khalayak ramai (cakupan

area luas) dengan kemampuan reproduksi suara yang difokuskan pada range frekuensi

audio saja menengah sesuai vokal manusia. Daya yang digunakan untuk amplifier jenis

ini biasanya menggunakan daya menengah sampai daya besar tergantung luas area

cakupan yang dilayani.

Konsep Fidelitas Dan Effisiensi Audio Amplifier Penguat audio (amplifier)

secara harfiah diartikan dengan memperbesar dan menguatkan sinyal input. Tetapi yang

terjadi sebenarnya adalah, sinyal input direplika (copied) dan kemudian di reka ulang (re-

produced) menjadi sinyal yang lebih besar dan lebih kuat. Dari sinilah muncul istilah

fidelitas (fidelity) yang berarti seberapa mirip bentuk sinyal keluaran hasil replika

terhadap sinyal masukan. Ada kalanya sinyal input dalam prosesnya mengalami distorsi

karena berbagai sebab, sehingga bentuk sinyal keluarannya menjadi cacat. Sistem

penguat dikatakan memiliki fidelitas yang tinggi (high fidelity / hifi), jika sistem tersebut

mampu menghasilkan sinyal keluaran yang bentuknya persis sama dengan sinyal input.

Hanya level tegangan atau amplitudo saja yang telah diperbesar dan dikuatkan. Di sisi

lain, efisiensi juga mesti diperhatikan. Efisiensi yang dimaksud adalah efisiensi dari

penguat audio yang dinyatakan dengan besaran persentasi dari power output

dibandingkan dengan power input. Sistem penguat dikatakan memiliki tingkat efisiensi

tinggi (100 %) jika tidak ada rugi-rugi pada proses penguatannya yang terbuang menjadi

panas.

Jenis Audio Frekuensi

Berdasarkan kualitas yang dihasilkan, Audio frekuensi Amplifier dibagi menjadi :

AF Amplifier untuk berbicara di depan umum (public address): penguat getaran

suara yang paling sederhana, karena tidak perlu menguatkan semua frekuensiaudio

dengan baik, yang penting suara yang dihasilkan keras (kuat)

AF amplifier untuk penerima radio : dengan kualitas dengan kualitas baik lebih

berat persyaratannya karena harus bisa menguatkan nada rendah (bass) dan nada

tinggi.

Af amplifier HIFI : jenis penguat suara yang harus dapat menguatkan sinyal suara

yang di terima, seperti nada rendah, tinggi, menengah, desah , cacat, dan dengung.

Menurut penggunaannya AF amplifier dapat di bagi menjadi 2 yaitu :

1) AF amplifier Mono : penguat suara dengan fungsi tunggal, biasanya di gunakan

pada head phone.

2) AF amplifier Stereo : gabungan dari 2 AF Amplifier Mono yang di tempatkan

dalam satu box amplifier, untuk menguatkan dua lajur frekuensi yang sama atau

berbeda bunyi.

Fungsi dari bagian – bagian AF amplifier :

1) Sumber daya : Power supply / sumber daya digunakan untuk preamplifier maupun power

amplifier agar dapatbekerja. Sumber daya dapat dari AC atau DC.

2) Input sinyal berfungsi untuk mengubah getaran mekanik berupa bunyi menjadi getaran-getaran

listrik berupa sinyal.

3) Penguat awal berfungsi untuk menguatkan dayasinyal yang dikeluarkan oleh input sinyal,

jugaberfungsi sebagai penguat sinyal audio yang masihlemah. Sinyal yang dikuatkan adalah

amplitudo tegangan sinyal. Rangkaian ini terdiri dari volume,bass, dan treble.

4) Pengatur nada adalah bagian yang berfungsi mengubah tanggapan frekuensi dari sistem penguat.

Semua frekuensi dari terendah sampai tertinggi dikuatkan oleh pengatur yang sama.Nada-nada

rendah (bass) dan nada-nada tinggi (treble) dapat lebih dikuatkan.

5) Penguat daya / penguat akhir dapat menghasilkandaya yang cukup besar, sehingga getarannya

puncukup besar. Daya yang dihasilkan digunakanuntuk menggerakkan membran

loudspeakersehingga dapat menghasilkan suara.

6) Alat suara memiliki fungsi mengubah getaran listrik menjadi getaran mekanik (bunyi) dari

membranspeaker.

OSCILLOSCOPE

Osiloskop (Oscilloscope) merupakan alat ukur elektronik. Dengan menggunakan alat

ukur Oscilloscope ini, kita dapat mengukur frekwensi, periode dan melihat bentuk-

bentuk gelombang seperti bentuk gelombang sinyal audio, sinyal video, dan bentuk

gelombang Tegangan Listrik Arus Bolak Balik, maupun Tegangan Listrik Arus Searah

yang berasal dari catu daya/baterai. Dengan sedikit melakukan pengaturan kita juga bisa

mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.

Osiloskop terdiri dari dua bagian yaitu Display dan Panel Control :

Display

Display menyerupai tampilan layar pada televisi. Display pada Oscilloscope berfungsi

sebagai tempat tampilan sinyal uji. Pada Display Oscilloscope terdapat garis-garis

melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak yang disebut

dengan div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu

tegangan.

Panel Control

Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di

layar. Tombol-tombol pada panel osiloskop antara lain :

Focus : Digunakan untuk mengatur focus

Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar

Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar

Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar

Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar

Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)

AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol

pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya

melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada

posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.

Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.

Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

FUNCTION GENERATOR

Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau

membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk

gelombang pulsa. Function generator terdiri dari generator utama dan generator

modulasi. Generator fungsi (function generator) juga memiliki pengertian sebuah

instrumen terandalkan yang memberikan suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang

frekwensi-frekwensinya diatur sepanjang rangkuman (range) yang lebar. Bentuk-bentuk

yang lazim digunakan adalah sinusoida, segitiga, persegi, dan gigi gergaji. Frekuensi

bentuk – bentuk gelombang ini dapat bisa diatur dari sati hertz sampai beberapa ratus

kilokertz (kHz) bahkan sampai megahertz (MHz).generator fungsi juga bagian dari

peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan

gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus

ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara internal ataupuneksternal.Tipe lain dari

generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap

beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan

akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan

komputer analog.

Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar

dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas

secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase

menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas

bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator. menghasilkan

gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi

yang berbeda dapat dihasilkan.

4. Prosedure merancang rangkaian Audio Frekuensi

Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk merancang rangkaian Audio Frekuensi

adalah sebagai berikut:

a. Menyiapkan skema rangkaian audio frekuensi yang sudah terdapat nilai komponennya

b. Membuat simulasi rangkaian audio frekuensi dengan menggunakan software

Multisim dan Altium

c. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

d. Mencetak rangkaian audio frekuensi pada kertas glossy dan mensetrika diatas PCB

yang sudah dibersihkan

e. Setelah kertas glossy menempel pada pada PCB, lalu papan PCB dilarutkan dalam

larutan HCL dan H2O2

f. Kemudian mengebor PCB sesuai dengan diagram rangkaian audio frekuensi yang

sudah dicetak diatas PCB

g. Memasang semua komponen sesuai dengan digram rangkaian

h. Kemudian mensolder komponen tersebut pada papan PCB

i. Membuat box PCB dari plat dan kemudian memasang konektor BNC untuk input dan

outputnya

j. Menguji rangkaian audio frekuensi dengan osiloskop dan generator fungsi

5. Perencanaan

Untuk membuat rangkaian Audio Frekuensi Perencanaan rangkaian audio frekuensi

yang pertama kali dilakukan ialah mencari gambar rangkaian audio frekuensi sebagai

berikut:

Di dalam gambar rangkaian memiliki 3 input dan 1 output , di rangkaian audio

frekuensi menggunakan IC LM 348. Setelah gambar rangkaian AF didapatkan kita

mensimulasikan menggunakan program multisim dan altium untuk menggambar

rangkainnya. Bila gambar sudah dibuat diadalam altium diberi background warna

hitam serta background abu-abu muda untuk gambar miror, kemudian gambar diprint

di dalam kertas glosy dan kemudian disetrika diatas pcb yang sudah diberi hcl .

setelah gambar dicetak lalu pcb di bor dan dipasang dengan berbagai komponen

sesuai dengan gambar rangkaian yang sudah di dapatkan . Berikutnya membuat

casing atau pelindung pcb menggunakan plat yang sudah diukur sesuai dengan ukuran

pcb. Dan yang terakhir pengecekan rangkaian menggunakan osiloskop dan generator

fungsi mencari amplitudo beserta frekuensinya.

6. Simulasi

Pada langkah simulasi berdasarkan diagram rangkaian audio frekuensi dan nilai-nilai

yang telah ditentukan , selanjutnya dimasukkan dalam software untuk dilakukan simulasi

sebagai berikut:

U2A

LM348D

3

2

11

4

1

U3A

LM348N

3

2

11

4

1

U1C

LM348N

10

9

11

4

8

R1100kΩ

R21MΩ

R3

1kΩ

R4

100kΩ

C1

10pF

C222pF

R6

100kΩKey=A

50%R5

100kΩ

U1B

LM348N

5

6

11

4

7R7100kΩ

R81MΩ

R9

1kΩ

R10

100kΩ

C3

10pF

C422µF

R11

100kΩKey=A

50%R12

100kΩ

R13100kΩ

R141MΩ

R15

1kΩ

R16

100kΩ

C5

1µF

C622µF

R17

100kΩKey=A

50%R18

100kΩ

R19

100kΩ

XSC1

A B

Ext T rig+

+

_

_ + _

VDD-12V

VDD-12V

V1

120 Vrms 100kHz 0°

V2

120 Vrms 100kHz 0°

V3

120 Vrms 100kHz 0°

XBP1

IN OUT

Gambar Rangkaian Audio Frekuensi

Komponen yang dibutuhkan :

-IC LM348

-Resistor 1 MΩ

- Resistor 1 KΩ

- potensio

- Kapasitor 22

- Kapasitor 10 pF

Gambar hasil simulasi rangkaian Audio Frekuensi

a) Percobaan Pengukuran

Setelah hasil dari perencanaan simulasi yang telah dilakukan maka

langkah selanjutnya adalah melakukan percobaan pengukuran dengan

membuat langsung rangkaian audio frekuensi. Dalam melakukan percobaan

ini diperlukan layout PCB untuk membuat rangkaian audio frekuensi.

Hasil dari layout PCB kemudian dicetak di PCB dan dibuat rangkaian

audio frekuensi sesuai dengan diagram rangkaian yang telah di simulasikan.

Kemudian setelah dilakukan pembuatan rangkaian pada PCB dilakukan

pengukuran yaitu dengan menggunakan osiloskop dan generator fungsi untuk

mengetahui output dan inputnya.

1. Layout PCB

Gambar Layout PCB Rangkaian Audio Frekuensi

2. Layout PCB (Mirror)

Gambar Layout PCB Mirror Rangkaian Audio Frekuensi

3. Pictorial

Gambar pictorial untuk rangkaian audio frekuensi

7. Hasil Perencanaan

Dari metode perencanaan yang telah dilakukan didapatkan hasil untuk perancangan

Audio Frekuensi adalah sebagai berikut:

Hasil dari rangkaian Audio Frekuensi

Gambar Rangkaian Audio Frekuensi tampak atas

Gambar Rangkaian Audio Frekuensi tampak belakang

8. Analisis hasil Percobaan

Dari hasil praktikum diatas dapat dianalisa bahwa pada saat perancangan rangkaian

audio frekuensi pertama mencari gambar rangkaian terlebih dahulu. Kemudian membuat

skema rangkaian audio frekuensi tersebut di simulasikan ke software multisim untuk

mendapatkan hasil keluaran input dan output dan digambar pada altium. Kemudian

skema diagaram tersebut dicetak kedalam PCB dan memasang setiap komponen-

komponen dalam PCB. Kemudian membuat box atau cassing untuk rangkaian dan

menguji hasil rangkaian audio frekuensi dengan menggunakan alat osiloskop dan

generator fungsi.

9. Kesimpulan

Dari hasil percobaan rangkaian audio frekuensi yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa pada rangkaian penguat audio frekuensi yang baik yaitu rangkaian

yang mampu memperkuat sinyal pada range frekuensi audio yaitu frekuensi 20Hz-20Khz

dan penguatannya tidak terjadi cacat atau noise. Namun dari perencanaan perancangan

audio frekuensi yang telah dilakukan hasil yang didapatkan masih belum benar, oleh

karena itu masih harus dilakukan perbaikan dan perancangan kembali untuk

mendapatkan hasil yang lebih baik.

10. Referensi

1. ermawanpujakesuma.blogspot.com/2014/03/-praktikum-audio-dan-radio-high.co.id

2. http://www.rangkaianelektronika.org/wp-content/uploads/2013/09/Rangkaian-

Mixer.gif

3. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/fidelitas-dan-efisiensi-audio-

amplifier/

4. http://aditiya190397.blogspot.com/2012/03/audio-frekuensi-amplifier.html