Low Noise Tone Control

Seringkali audiophile menganggap bahwa tone control tidak diperlukan dalam reproduksi audio, karena akan mengubah respon fasa dan frekuensi dari sinyal aslinya. Namun kita tidak memutar musik di ruangan kedap suara dan bebas gema. Tiap-tiap ruangan memiliki peredaman yang berbeda-beda terhadap frekuensi. Ada frekuensi yang diredam lebih banyak daripada frekuensi lainnya. Idealnya akustik ruangan yang dimodifikasi agar peredaman terhadap frekuensi merata. Namun hal itu sulit dilakukan dan membutuhkan biaya yang mahal.

Alat untuk mengatasi hal itu mulai dari yang sederhana yaitu tone control atau pengatur nada bass dan treble, equalizer baik grafik maupun parametrix, sampai memakai DSP (Digital Signal Processor) dengan real time analyzer. Tone control sederhana, murah, dan gampang dibuat.

Tone control yang umum beredar di pasaran memakai potensiometer 100K atau 50K yang tentu saja tidak ideal kalau yang diutamakan adalah noise yang rendah (baca artikel di blog ini tentang merancang rangkaian low noise dengan op-amp). Saya merancang tone control dengan potensiometer 10K. Sebenarnya saya ingin memakai potensiometer 1K, namun karena potesiometer 1K susah didapat maka saya memakai yang 10K.

Perubahan nilai potensiometer menjadi 10K mengharuskan juga untuk merubah nilai filter pada bass dan treble nya. Rangkaian ini memakai tone control rancangan Baxandall yang menempatkan filter bass dan treble pada jalur umpan balik. Rangkaiannya ada di bawah ini.

 

Dengan memakai potensiometer 10K, impedansi input juga semakin rendah. Pada saat kedua potensiometer diatur 50%, maka impedansi input sekitar 2K, sehingga rangkaian ini memerlukan buffer. U3 adalah pengatur bass dan U4 pengatur treble, harus memakai potensiometer linier. Pengaturan bass dan treble secara terpisah adalah sekitar +-10 dB. Namun kalau keduanya diatur maksimum atau minumum, pengaturan treble sedikit lebih rendah yaitu +-9dB. Umumnya pengaturan bass dan treble pada tone control yang ada di pasaran adalah +-20 dB, ini menurut saya terlalu berlebihan. Jika koreksi bass atau treble yang dibutuhkan terlalu besar, pasti ada sesuatu yang salah pada sound system tersebut.

Di bawah ini gambar respon fasa dan frekuensi pengaturan bass saat potensiometer treble pada posisi 50%.

 

Di bawah ini gambar respon fasa dan frekuensi pengaturan treble saat potensiometer bass pada posisi 50%.

 

Di bawah ini gambar respon fasa dan frekuensi pengaturan bass dan treble secara serempak.

 

Op-amp dalam simulasi ini menggunakan NE5532. Namun op-amp lain juga bisa asal noise nya rendah dan slew rate nya lebih besar atau sama dengan 6V/µS. Hasil akhirnya tergantung implementasi tata letak komponen dan disain PCB nya. Rangkaian ini sudah saya coba pada pre-amp saya yang fotonya ada di bawah ini.

Implementasi 

Tone control ini digabung dengan volume control dan pre-amp sederhana.

Update 9 September 2015

Bagi yang kesulitan untuk mendapatkan potensiometer 10K, bisa diganti dengan potensiometer 50K dengan penyesuaian komponen lainnya sebagai berikut:

Noise tone control ini tentu saja lebih tinggi daripada versi sebelumnya, karena pemakaian resistor dengan nilai tinggi. Penganturan bass dan treble secara sendiri-sendiri sekitar +-12 dB. Kalau pengaturannya bersamaan, maka pengaturan bass sebesar +-12 dB dan pengaturan treble sebesar +-10 dB.

Untuk pemakaian potensiometer 20K, skematiknya seperti ini:

Layout PCB Dari John Widhi

John Widhi mengirimkan layout PCB rancangannya ke saya. Ukurannya 10 cm x 5.5 cm.

John Widhi juga menjual komponen-komponen yang dibutuhkan untuk membuat tone control tersebut.

Implementasi

Salah seorang teman sosial media saya sudah membuat tone control ini dengan amplifier Blameless 100. Atas ijinnya maka saya tampilkan fotonya di sini.

Review-nya dimuat pada group Facebook “DIY Audio Indonesia”.