Perpustakaan Unika
AMPLIFIER STEREO DENGAN UMPAN BALIK AKUSTIK UNTUK PENGUATAN AUDIO TUGAS AKHIR
DISUSUN OLEH: YOSEF TRI ATMOKO 02.50.0098
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2008 i
Perpustakaan Unika
PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul “ Amplifier Stereo Dengan Umpan Balik Akustik Untuk Penguatan Audio “ diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal …..…………….2007 Semarang,……………………2008
Mengetahui / Menyetujui Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(FX. Hendra Prasetya, ST.MT)
(Yulianto Tejo Putranto, ST.MT)
NPP. 058.1.1997.206
NPP. 058.1.1993.144
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri
(Leonardus Heru P, ST. MT ) NPP 058.I. 2000.234
ii
Perpustakaan Unika
ABSTRAK
Pengertian umpan balik berarti pengembalian hasil keluaran kepada masukan dari suatu sistem. Konsep umpan balik ini sangat penting dalam teori sistem karena akan menentukan karakterisrik dan mempengaruhi kesetabilan sistem tersebut. Penguat stereo audio dapat dipandang sebagai sebuah sistem kontrol yang juga memilki parameter-parameter seperti gain (penguatan), frequency response (tanggapan frekuensi), dan lain-lain. Penguat stereo audio pada umumnya memanfaatkan umpan balik negatif untuk mengatur penguatan dan tanggapan frekuensinya, dan itupun dilakukan per bagian dari sistem penguat stereo audio tersebut. Pada tugas akhir ini disajikan salah satu alternatif pemanfaatan umpan balik yang diambil langsung dari keluaran akhir (loudspeaker) dan diberikan pada bagian penguat stereo audio yang paling depan. Disebut umpan balik akustik karena metode yang dipakai adalah dengan mengambil sinyal umpan balik yang didapat dari pengukuran langsung terhadap sinyal suara yang dihasilkan oleh loudspeaker. Sinyal umpan balik tersebut kemudian diubah menjadi sinyal listrik supaya bisa dibandingkan dengan sinyal masukan referensi. Dengan metode ini, karakteristik dari loudspeaker turut menentukan respon sistem secara keseluruhan, berbeda dengan sistem sinyal umpan baliknya diambil dari keluaran sebelum loudspeaker.
iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Anugrah dan kemurahan-Nya sehingga penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Amplifier Stereo Dengan Umpan Balik Akustik Untuk Penguatan Audio” dapat terselesaikan dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah dan menerapkannya. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini telah mendapatkan bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu pengucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya Kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus atas kekuatan dan kemampuan yang diberikan selama mengerjakan Tugas Akhir. (Dia memberi kekuatan kepada yang lelah dan menambah semangat kepada yang tiada berdaya Yes 40:29). 2. FX. Hendra Prasetya, ST.MT, selaku Dosen Pembibing I yang telah meluangkan waktu untuk membimbing saya dan masukan atau saran dalam pelaksanaan tugas akhir ini. 3. Yulianto Tejo Putranto, ST.MT, selaku Dosen Pembibing II yang telah meluangkan waktu untuk membimbing saya dan masukan atau saran dalam pelaksanaan tugas akhir ini.
iv
Perpustakaan Unika
4. Bapak Leonardus Heru P ST.MT, Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata yang telah memberikan saran atau masukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini. 5. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan selama di bangku kuliah. 6. Seluruh staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri Unika. 7. Kedua Orangtuaku serta kedua Kakakku yang kukasihi dan kusayangi. 8. Kepada Mas Ahmad yang telah membimbing serta menjadi panutan untuk aku dalam pelaksanakaan tugas akhir aku. 9. Kepada Pak Yatno yang telah menyuport aku dalam pelaksanaan tugas akhir aku. 10. Kepada kekasih aku Diah Nur Santi yang telah mendampingi dan menyuport aku dalam pelaksanaan tugas akhir aku ini. 11. Teman-teman khususnya angkatan 2002 dan yang lainnya terimakasih atas dukungannya. Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat bermanfaat bagi masyarakat dan rekan-rekan mahasiswa.
Semarang………………..2008
Penulis
v
Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL………………………………………………………..
i
LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………… ii ABSTRAK…………………………………………………………………..
iii
KATA PENGANTAR………………………………………………………
iv
DAFTAR ISI………………………………………………………………..
vi
BAB I
1
PENDAHULUAN…………………………………………..…….
1.1 Latar Belakang masalah…………………………….….… 1 1.2 Perumusan Masalah……………………………...………
2
1.3 Tujuan dan manfaat…………………………………….… 2 1.4 Metode Penelitian…………….………………………...... 2 1.5 Batasan Masalah…………………………………………. 3 1.6 Sistematika penulisan....……………………………….…. 4 BAB II LANDASAN TEORI……………………………………………... 6 2.1 Penguat Frekuensi Audio…………………………….….... 6 2.1.1 Frekuensi Audio............................................................. 6 2.1.2 Penguat Tegangan dengan Penguat Daya...................... 6 2.1.3 Loudspeaker................................................................... 7 2.1.4 Kontrol Nada................................................................. 8 2.2 Operasional Amplifier……………………………………. 9 2.2.1 Dasar-Dasar Penguat Operasional................................. 9 2.2.2 Low Pass Filter............................................................... 10 vi
Perpustakaan Unika
2.2.3 Band Pass Filter............................................................ 12 2.2.4 High Pass Filter............................................................. 13 2.2.5 Umpan Balik dan Op-Amp Ideal.................................. 13 2.2.6 Op-Amp Umpan Balik Tegangan................................. 14 2.2.7 Op-Amp Umpan Balik Arus......................................... 15 2.2.8 Diferensiator................................................................. 16 2.2.9 Komparator................................................................... 17 2.2.10 Pemilihan Op-Amp dan Spesifikasi Rancangan......... 18 2.2.11 Menjamin Tercapainya Stabilitas Loop Tertutup....... 19 2.2.12 Modifikasi Terhadap Kemampuan Keluaran Op-Amp 20 2.2.13 Penjumlah Tegangan................................................... 20 BAB III
PERANCANGAN ALAT………………………...….………….. 22 3.1 Diagram Blok Rangkaian...................………………….… 23 3.2 Rangkaian Catu Daya...........................…..........…………. 26 3.3
Rangkaian Pre-Amp Koreksi.......................…………..….. 26
3.4 Rangkaian Pre-Amp Mic.......... ……………………..……. 27 3.5
Rangkaian Filter Orde 1..………….....................……..….. 28 3.5.1 Filter LPF Orde 1.......................................................... 28 3.5.2 Filter HPF Orde 1.......................................................... 30 3.5.3 Filter BPF Orde 1.......................................................... 31 3.5.4 Filter LPF Orde 2........................................................... 33 3.5.5 Filter HPF Orde 2.......................................................... 34 3.5.6 Filter BPF Orde 2........................................................... 36
3.6 Rangkaian Differensial Amplifier................. …………...... 39 3.7
Rangkaian Komparator......................................................... 39
vii
Perpustakaan Unika
3.8 BAB IV
Rangkaian Power Amplifier............................................... 40
PUNGUJIAN DAN ANALISA……………..………………….
42
4.1 Pendahuluan........................................................................ 42 4.2 Pengujian Rangkaian Low Pass Filter Orde 1…................. 42 4.3 Pengujian Rangkaian High Pass Filter Orde 1..................... 46 4.4 Pengujian Rangkaian Band Pass Filter Orde 1..................... 49 4.5 Pengujian Rangkaian Low Pass Filter Orde 2...................... 52 4.6 Pengujian Rangkaian High Pass Filter Orde 2..................... 55 4.7 Pengujian Rangkaian Band Pass Filter Orde 2.................... 59 BAB V
PENUTUP……………………………...…………………..……. 63 5.1 Kesimpulan……………………………………….………. 63 5.2 Saran……………………………………...………………. 64
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………… ix LAMPIRAN…………………………………………………………………... x
viii
