Cara kerja LoudspeakerHai bees,,!! Pernahkah terbesit di pikiran kalian gimana caranya sebuah benda bermagnet yang bisa mengeluarkan suara di Tape, Tv, Radio dan sounds system lainya?!! Okay, mari kita bahas, loud speaker atau speaker (pengeras suara) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk membran untuk menggetarkan udara sehingga terjadilah gelombang suara sampai di kendang telinga kita dan dapat kita dengar sebagai suara. 

Dalam setiap sistem penghasil suara (loud speaker), pengeras suara merupakan juga menentukan kualitas suara disamping juga peralatan pengolah suara sebelumnya yang masih berbentuk listrik dalam rangkaian penguat amplifier. 

Sistem pada pengeras suara adalah suatu komponen yang meggubah kode sinyal elektronik terakhir menjadi gerakan mekanik. Dalam penyimpan suara pada kepingan CD, pita magnetik tape, dan kepingan DVD, dapat di reproduksi oleh pengeras suara loud speaker yang dapat kita dengar. Pengeras suara adalah sebuah teknologi yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita, 

☞ Membuat suara Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penterjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker dari sinyal elektrik dan dirubahnya kembali menjadi getaran untuk menggetarkan udara untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang diterima getarannya oleh mikrofon, yang direkam dan dikodekan pada pita magnetik (tape), kepingan CD, LP, dan lain-lain. Speaker tradisional melakukan proses ini dengan menggunakan satu drivers atau lebih. 

☞ Diafragma Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone yang fleksibel atau diafragma secara cepat. Cone tersebut biasanya terbuat dari kertas, ataupun logam, yang berdempetan pada ujung yang lebih besar pada suspension. Suspension atau surround, merupakan material yang fleksibel yang menggerakkan cone, dan mengenai bingkai logam pada drivers, disebut basket. 

   Ujung panah pada cone berfungsi menghubungkan cone ke voice coil. Coil tersebut didempetkan pada basket oleh spider, yang merupakan sebuah cincin dari material yang fleksibel. Spider menahan coil pada posisinya sambil mendorongnya bergerak kembali dengan bebas dan begitu seterusnya. 

☞ Magnet Proses spaker coil bergerak maju mundur, kembali ke posisi semula dan seterusnya adalah sebagai berikut. Garis gaya magnet yang konstan berasal dari magnet permanen dan coil. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dari coil dan magnet permanen, berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada bidang magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. 

Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik melakukan dorongan dan tarikan antara voice coil dan magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut dapat menggetarkan udara di

depan speaker, membentuk gelombang suara. 

Speaker umumnya terdiri dari empat macam frekuensi operasinya antara lain : woofer, midrange, tweeter dan super tweeter. 

Woofers merupakan tipe drivers yang paling besar diameternya dirancang untuk menghasilkan suara bass (frekuensi rendah), frekuensi suara 500 Hz kebawah. Sedangkan midrange, dirancang untuk frekuensi di tengah pada spektrum suara frekuensi 500 Hz sampai frekuensi 4 KHz. Tweeter memiliki diameter paling kecil dan dirancang untuk menghasilkan frekuensi suara 4 KHz keatas, super tweeter paling tinggi diatas 10KHz keatas. 

Untuk dapat membuat gelombang frekuansi tinggi, diperlukan diafrakma yang kecil ringan dan keras. Hal ini lebih sulit dilakukan dengan cone yang berukuran besar dan berat. 

Nah bees, udah tauhkan sistem kerjanya? 

http://rezakahar.wordpress.com/2011/05/07/menggunakan-ifft-pada-matlab-untuk-mendapatkan-response-impulse/

IFFT (Inverse Fast Fourier Tansform)

y=ifft(X);

menghasilkan inverse Descrete Fourier Transform (DFT) dari vektor X, dihitung dengan menggunakan algoritma Fast Fourier Transform (FFT). Jika X ada sebuah matriks, ifft menghasilkan inverse DFT masing-masing kolom pada matriks. ifft mengetes X untuk melihat apakah vektor X sepanjang dimensi aktif conjugate symmetric. Jika demikian, perhitungan akan lebih cepat dan keluaran adalah real [1].

Setelah respon frekuensi kanal telah diukur, representasi domain waktu (respon impulse) dapat dicapai dengan IFFT. Sinyal yang diukur dengan menggunakan VNA (Vector Network Analyzer) adalah respon frekuensi kanal. Inverse Fourier Transform digunakan untuk mentransformasi data yang diukur pada domain frekuensi kepada domain waktu. IFFT biasanya diambil langsung dari raw vektor data yang diukur. Proses ini memungkinkan karena penerima memiliki tahap down-conversion dengan perangkat mixer. Metode ini disebut sebagai complex baseband IFFT yang mencukupi untuk digunakan dalam memodelkan sistem pita lebar dan pita sempit [2].

Ada dua buah teknik yang umum digunakan untuk menkonversi sinyal ke domain waktu, yaitu Pendekatan Pemrosesan Sinyal Hermitian dan Pendekatan Conjugate. Pemrosesan sinyal Hermitian yang menghasilkan bentuk pulsa yang lebih baik. Sedangkan sebuah test menunjukkan bahwa pendekatan Conjugate lebih mudah dan efisien untuk mendapatkan bentuk pulsa yang hampir sama [2].

Pemrosesan Sinyal Hermitian Dengan menggunakan pemrosesan Hermitian, sinyal pass-band didapatkan dengan zero padding dari frekuensi terendah turun ke DC (Direct Current), ambil conjugate sinyal dan kemudian cerminkan ke frekuensi negatif. Kemudian hasilnya ditransformasikan ke domain waktu dengan menggunakan IFFT. Sinyal spektrum sekarang ada di sekitar DC. Hasil spektrum yang double sided sesuai dengan sinyal real. Resolusi waktu dari sinyal yang diterima lebih dari dua kali dari yang dicapai oleh pendekatan baseband. Perbaikan keakuratan ini sangat penting, terutama untuk pemodelan kanal Ultra Wide Band (UWB) yang bertujuan untuk memisahkan lintasan sinyal yang berbeda dengan akurat [2].

Gambar 1. Metode Hermitian

Pendekaan ConjugateMetode conjugate ini melakukan pencerminan conjugate dari sinyal pass-band tanpa zero padding. Yang digunakan hanya sisi kiri pada spektrum, kemudian sinyal dikonversikan menggunakan IFFT dengan ukuran window yang sama dengan metode Hermitian. Hasil dari metode ini sangat mungkin mirip dengan hasil Hermitian dengan zero padding. Bagaimanapun juga metode conjugate ini lebih efisien dalam hal kompleksitas pemrosesan data yang lebih mudah memanipulasi perhitungan matriks pada tahap post-processing dan kebutuhan memori yang lebih kecil [2].

Ada tiga konsep yang sangat penting mengenai bentuk gelombang domain waktu dengan frequency-dependent equivalent [3] :

1. Spektrum dari bentuk gelombang domain waktu mempunyai dua komponen frekuensi positif dan negatif.

2. Spektrum dari bentuk gelombang domain waktu yang bernilai hanya positif adalah bilangan kompleks.

3. Karena sinyal domain waktu yang dapat diamati secara fisik tidak mempunyai nilai imaginer,  maka sinyal domain waktu ini harus real yang dijamin bernilai real jika frekuensi positif dari hasil transformasi Fourier merupakan compleks conjugate darin frekuensi negatifnya [LePage, 1980].

Secara umum mengukur transfer function di laboratorium dengan menggunakan VNA lebih mudah dari pada mengukur respon impulse karena ideal impulse mustahil dibuat. Karena perangkat laboratorium tidak dapat mengukur frekuensi negatif maka frekuensi negatif ini harus dibuat dari complex conjugate frekuensi positif yang diukur [3].

Contoh sederhana menggunakan matlab, misalnya kita punya 3 buah bilangan kompleks.

>> fasym=[1+i 2+i 3+i]

fasym =

1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 1.0000i 3.0000 + 1.0000i

>> fcon=fliplr(conj(fasym))

fcon =

3.0000 – 1.0000i 2.0000 – 1.0000i 1.0000 – 1.0000i

>> fsym=[fcon fasym]

fsym =

Columns 1 through 3

3.0000 – 1.0000i 2.0000 – 1.0000i 1.0000 – 1.0000i

Columns 4 through 6

1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 1.0000i 3.0000 + 1.0000i

>> f0=sum(abs(fsym))

f0 =

13.6251

>> f=[f0 fsym]

f =

Columns 1 through 3

13.6251 3.0000 – 1.0000i 2.0000 – 1.0000i

Columns 4 through 6

1.0000 – 1.0000i 1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 1.0000i

Column 7

3.0000 + 1.0000i

>> t=ifft(f)

t =

Columns 1 through 5

3.6607 2.7222 1.3502 1.6460 1.2878

Columns 6 through 7

1.4878 1.4704

Referensi:

[1] http://www.mathworks.com/help/techdoc/ref/ifft.html[2] I. Oppermann, M. Hamalainen,  J. Iinatti, UWB Theory and Applications, John Wiley and Sons, England: 2004.[3] S. H. Hall, H. L. Heck, Advanced Signal Integrity for High-Speed Digital Designs, John Wiley and Sons, Canada: 2009.

About these ads

Posted in Basic Sound, Cara kerja Speaker, Pendahuluan tagged merakit speaker,speaker, woofer at 3:19 pm

by pelopor

Untuk merencanakan systim speaker, sangat penting bila kita memahami grafik respon audio:

frekuensi terhadap decibel/spl, frekuensi terhadap impedanse, phase, dll. Kita tidak dapat

menggambarkan bentuk sebuah bunyi, tetapi kita bisa menggambarkan Responnya

terhadapfaktor-faktor tertentu seperti terhadap decibel. Dari grafik Impedansi terhadap Frekuensi

dapat terlihat bahwa tidak satupun dari semua woofer yang memiliki impedansi tetap pada setiap

jangka frekuensi. Impedansi mengalami puncaknya pada frekuensi 35 Hz dimana impedansinya

sbesar 20 ohm. Pada titik puncak ini dikenal sebagai Fs (frekuensi Resonansi speaker terukur

diudara bebas) dengan pengertian pada frekuensi ini speaker (woofer) mulai beresonansi yaitu

medan magnet speaker (woofer) mulai kehilangan kendali terhadap gerakan coil suara/konus.

Sama juga di titik frekuensi 1500 Hz, dimana impedansinya adalah 6,5 ohm, semakin tinggi

frekuensinya semakin tinggi pula impedansinya. Ini biasa bagi setiap speaker (woofer) karena

induktansi coil suara, karena pada teori elektronik, setiap gulungan kawat baik yang berinti atau

tidak selain mempunyai Resistansi DC juga mempunyai Induktansi.

Permalink 2 Comments

February 13, 2009Tujuan merancang Speaker

Posted in Cara kerja Speaker, Pendahuluan tagged merakit loudspeaker, merakit speaker, speaker, teori

speaker at 12:29 am by pelopor

Speaker/ loudspeaker adalah sarana reproduksi suara atau musik. Speaker yang baik haruslah

dapat merepro suara seperti aslinya, baik dari segi warna suara, jangkauan nada, dll. Speaker

direncanakan untuk merepro berbagai jenis instrumen musik, suara dan segala macam bunyi-

bunyian yang semuanya itu disebut sinyal audio yang jangkauan frekuensinya antara 20 Hz –

20.000 Hz, dimana telinga manusia masih dapat mendengarnya, dan segala nada atau suara

dibawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz, sudah tak terdengar lagi oleh telinga manusia. Jadi rencana

pembuatan speaker haruslah diusahakan mampu menjangkau nada serendah mungkin mendekati

20 Hz dan nada setinggi mungkin mendekati 20.000 Hz.

Permalink Leave a Comment

September 7, 2007Jenis-jenis box speaker

Posted in Cara kerja Speaker at 2:46 pm by pelopor

1. Kotak Rapat: udara yang berada di dalm kotak berfungsi sebagai pegas terhadap konus.

2. Kotak Celah: Pada umumnya berfungsi sebagai resonator. Mempunyai keunggulan untuk

mengontrol redaman yang ada pada speaker.

Permalink 4 Comments

September 5, 2007

Ukuran Driver Speaker

Posted in Cara kerja Speaker at 1:36 pm by pelopor

Woofer biasanya berdiameter 8″ digunakan untuk nada bas, jadi perlu membatasi frekuensi

atasnya.

Untuk memperoleh suara tengah yang baik maka perlu adanya driver midrange.

Driver Midrange biasanya digunakan dalam sistem speaker 3 way.

Untuk memproduksi frekuensi tinggi diperlukan tweeter dengan diameternya yang kecil.

Permalink 3 Comments

September 3, 2007Macam-Macam Driver

Posted in Cara kerja Speaker at 3:35 pm by pelopor

Speaker tunggal biasa disebut juga driver.

Driver lebih dari ukuran 8″ biasa untuk menangani frekuensi rendah (bas), disebut Woofer.

Driver yang digunakan untuk menangani frekuensi tinggi disebut Tweeter.

Pada sistem loudspeaker 2 way, ada ditemukan Tweeter dan Woofer.

Pada sistem loudspeaker 3 way, ada Woofer, Tweeter dan Midrange.

Permalink Leave a Comment

Bagian terpenting Speaker

Posted in Cara kerja Speaker at 1:55 pm by pelopor

Bagian yang terpenting dari Speaker Dinamik adalah:Konus, Suspensi, Kumparan suara dan

Magnet.

Perubahan medan magnet di dalam speaker akan berinteraksi dengan medan konstan magnet

yang menyebabkan kumparan bergerak sebagai reaksi akibat ada tidaknya arus.

Konus ikut bergerak akibat kumparan suara bergerak sehingga pada udara sekita konus akan

terbentuk gelombang tekanan. Gelombang inilah yang terdengar sebagai bunyi.

Permalink Leave a Comment

September 2, 2007Menghasilkan Suara

Posted in Cara kerja Speaker at 2:39 am by pelopor

Kita telah perjalanan suara dalam gelombang udara dari perubahan tekanan udara, dan akhirnya

kita mendengar suara-suara yang berlainan bergantung pada frekuensi dan amplitudo gelombang-

gelombang ini. Kita telah mengetahui bahwa “microphone” menterjemahkan gelombang suara

menjadi sinyal-sinyal listrik, yang mana dapat diubah kedalam CD, pita, LP, dll. Alat Pemutar

mengkonversi kembali informasi yang telah disimpan menjadi sebuah rangkaian listrik untuk

digunakan pada sistem stereo.

Sebuah Speaker adalah mesin pengubah terakhir — kebalikan dari microphone. Speaker membawa

sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi vibrasi-vibrasi fisik untuk menghasilkan

gelombang-gelombang suara. Bila sesuatu bekerja, speaker menghasilkan getaran-getaran yang

sama dengan microphone yang direkam secara orisinil dan diubah ke sebuah pita, CD, LP, dll.

Permalink Leave a Comment

Driver Loudspeaker 3,5″

Posted in Cara kerja Speaker at 2:23 am by pelopor

Sebuah Driver Loudspeaker 3.5 inch, menggunakan sebuah “paper cone”. Biasanya ini digunakan

pada radio-radio kecil. Low fidelity.

Permalink Leave a Comment

Loudspeaker Dynamic

Posted in Cara kerja Speaker at 2:19 am by pelopor

Gambar penampang dari loudspeaker dynamic.

Permalink 1 Comment

Suara yang berbeda-beda

Posted in Cara kerja Speaker at 2:03 am by pelopor

Kita mendengar suara yang berbeda dari objek bergetar yang berlainan karena variasi-variasi

diantaranya:

* Frekuensi gelombang suara – Sebuah frekuensi gelombang yang lebih tinggi berarti bahwa

tekanan udara berubah-rubah lebih cepat. Kita mendengar ini seperti sebuah titi nada yang lebih

tinggi. Ketika ada beberapa perubahan-perubahan yang lebih kecil dalam suatu periode waktu, titi

nada tersebut lebih rendah.

* Tingkat tekanan Udara – Gelombang amplitudo ini, yang menentukan berapa kerasnya suara.

Gelombang suara dengan amplitudo lebih besar akan menggerakkan gendang telinga kita lebih

besar, dan kita mengartikannya sebagai sebuah volume yang lebih keras.