Pengetahuan Dasar Sound System : Struktur Gain Part.1

Pengetahuan Dasar Sound System : Struktur Gain Part.1
May 28, 2014 No comment

Didalam dunia nyata , sinyal audio pada posisi didekat atau dibawah noise floor dari sebuah sistem tata suara tidak ada gunanya karena sinyal tidak akan secara signifikan lebih keras dari suara didalam sistem itu sendiri. Oleh karena itu , tingkat minimum harus diasumsikan seperti penjelasan di bawah ini yang dinilai objektif.

Sebuah rasio signal to noise dari 20 dB dianggap dapat diterima secara luas untuk tingkat kejelasan suara yang baik . Untuk sebuah sistem berkualitas tinggi ,nilai 30 dB akan menjadi angka yang lebih baik untuk digunakan . Menggunakan standar nilai ini, mulai dari kisaran level sinyal minimum ini ( 30 dB di atas noise floor ) sampai kepada level kliping adalah area jangkauan sinyal yang dapat digunakan untuk sistem ,selanjutnya disebut juga dengan rentang dinamis.

Setiap sound system yang menggunakan lebih dari satu komponen elektronik memiliki ” struktur gain sistem ” . Gain struktur sistem terjadi dalam rantai pemrosesan sinyal yang berkorelasi antara  mixer atau sumber sinyal lain dan power amplifier .

Salah satu skenario yang paling umum adalah untuk mengatur gain dari semua prosesor sinyal dan mengubah input amplifier secara maksimal . Sayangnya karena anda akan melihat tingkat output maksimum dan tingkat noise yang berbeda dari setiap prosesor sinyal secara tipikal , metode ini mungkin tidak terlalu valid untuk mencapai struktur gain terbaik .

Ok,kini kita akan berhadapan dengan level tegangan sinyal pada kabel interkoneksi dari bagian output sebuah mixer ( atau sumber sinyal lainnya jika tidak ada mixer ) sampai ke bagian amplifikasi . Untuk menjaga keserhanaan ,analisis ini menggunakan sistem relatif dB , sebagai standar rasio tegangan di mana dB = 20 x log ( V1/V2 ) , dan dBu adalah 0 dBu = 0.775V . V1 dan V2 adalah representasi dari tegangan listrik yang sedang berjalan .

Untuk mengatur struktur gain yang tepat , interkoneksi antar perangkat harus memiliki interface  dengan tegangan yang stabil. Artinya tegangan output perangkat tidak akan dipengaruhi oleh terhubung atau tidaknya dengan perangkat audio yang lainnya.

Jenis interface ini memiliki ciri impedansi output dari perangkat yang nilainya 1/10 atau kurang dari total beban. Sebagai contoh, jika impedansi output 100 ohm, total kemampuan beban yang dapat ditangani harus 1000 Ohm atau lebih besar . Hampir semua peralatan sound system profesional telah memenuhi kriteria ini .

Namun ketika satu perangkat dijalankan bersama dengan beberapa perangkat , seperti mixer yang mengeluarkan output untuk sejumlah power amplifier , hal ini pasti tidak akan berjalan dengan benar . Dalam hal ini distributor sinyal mungkin diperlukan untuk membagi beban antara beberapa output nya .

Hal terakhir yang harus dipertimbangkan adalah kemampuan penanganan daya dari sistem speaker . Selama amplifier tidak melebihi kemampuan penanganan daya loudspeaker dan sistem dioperasikan tanpa adanya kliping sinyal yang berlebihan, jangan sampai anda merusak sebuah loudspeaker yang diproduksi dengan baik.

Kriteria paling aman untuk digunakan dalam memilih amplifier adalah dengan memperhatikan rating RMS dari loudspeaker . Pada kenyataannya , sebagian pengeras suara dapat menangani sinyal puncak lebih dari ini .

Sebuah pilihan yang wajar adalah power amplifier audio yang dayanya 2 kali lipat ( +3 dB ) dari rating RMS loudspeaker . Standar gelombang suara RMS digunakan untuk mengukur tingkat daya amplifier puncak yang mendekati nilai 3dB.

Jadi semua ini bekerja untuk menunjang kemampuan puncak dari sebuah speaker sebesar 6 dB dari rating RMS . Ini adalah angka yang aman untuk kinerja sound system profesional yang telah diuji coba menggunakan pink noise dengan faktor puncak 6 dB.

Namun, sinyal gelombang sinus yang berkelanjutan dari alat musik seperti synthesizer bisa melebihi kemampuan RMS dari pengeras suara sebesar tanpa kliping. Jika anda anda mengharapkan sistem dapat berkerja pada tingkat output maksimum  , gunakanlah rating RMS loudspeaker sebagai perhitungan dasar untuk pemilihan amplifier .

Dengan pelajaran dasar ini didalam perencanaan anda , kita siap untuk memulai pembahasan bagaimana untuk mencapai struktur gain yang tepat secara lebih rinci .

Membayangkan Struktur Gain

Sebelum anda mengeluarkan peralatan sound system dan memulai pengaturan struktur gain,anda harus menentukan terlebih dahulu apa yang ingin anda capai . Mulai dari analisa di atas kertas.

Hanya setelah anda memahami hal ini ,anda akan mengetahui bagaimana caranya untuk benar-benar mengatur kontrol pada setiap peralatan audio untuk mencapai struktur gain yang optimal .

Gambar-gain-struktur-1

Gambar 1 menunjukkan sebuah sistem tata suara sederhana yang terdiri dari enam buah peralatan . Level puncak dari setiap perangkat ( output maksimum ) tercantum pada manual setiap perangkat yang diterbitkan oleh produsen . Untuk contoh ini, semua perangkat antara output mixer dan input amplifier disetting pada level gain sensitivitas maksimum .

Setiap perangkat diwakili oleh sebuah bar. Output maksimum atau titik kliping dari setiap perangkat didefinisikan di bagian atas gambar dengan menggunakan skala dBu di sebelah kanan .

Noise floor atau rasio signal-to -noise di bawah output maksimum menentukan lebar kecilnya headroom. Skala relatif dB di sebelah kiri digunakan sebagaiindikator angka . Semua sinyal yang akan digunakan wajib melewati pintu antara bagian atas dan bawah dari ilustrasi.

Namun, ingat bahwa sinyal anda tidak boleh berada di dekat noise floor.Idealnya sinyal minimum yang akan digunakan setidaknya 30 dB di atas noise floor .

Selanjutnya, garis horizontal yang diberi garis di bagian atas gambar ( bagian amplifier ) adalah tingkat klip dari sistem , dan ini ditetapkan sebagai dasar dari keseluruhan analisa sistem. Garis yang sama berlaku untuk sisa peralatan audio yang lainnya seperti mixer dan prosesor pengolahan sinyal.

Skala dB relatif digunakan untuk mengukur jarak antara 1 dan jalur 2 dalam skala decibel.Seperti yang dapat anda lihat ,terdapat ruang 72 dB untuk semua perangkat dan struktur gain anda.

Nilai dari analisa diatas sama dengan kinerja rata-rata pemutar kaset dan anda berpikir bahwa peralatan anda otomatis menjamin kualitas sistem kelas audio profesional,anda harus berpikir ulang dan belajar kembali!

Sekarang kurangi 30 dB dari hasil 72 dB diatas untuk menemukan dynamic range yang “asli” ( 30 dB di atas noise floor sampai ke tingkat puncak ) . Hasilnya adalah 42 dB .

Nominal rentang dinamis maksimum untuk instrumen akustik dan vokal maksimum idealnya lebih dari 40 dB . Ini berarti sistem kita kali ini tidak memiliki cukup rentang dinamis untuk mereproduksi suara yang bagus dari hal tersebut.

Pendekatan yang paling umum

Seperti yang terlihat pada Gambar 1 dari skala di sebelah kanan , sensitivitas sinyal input dari amplifier dibatasi pada level +3 dB .

Di atas +3 dB power akan memasuki tahap klip atau overload . Tidak peduli berapa banyaknya ” headroom ” di dalam mixer , anda akan mengalami suara distorsi dari power .

Nah ,biasanya anda akan menggunakan fungsi pad yang umumya terdapat pada segmen input attenuator dari power,sehingga penguat akan berada pada posisi puncak daya di sekitar titik yang sama dengan perangkat yang lainnya.

Hal ini bisa dibilang adalah teknik filter . Menggunakan pad -12 dB ,filter dan amplifier akan mengalami klip bersamaan dan tingkat sinyal akan menjadi lebih besar 12 dB pada output maksimum amplifier.

Gambar-gain-struktur-2

Pada gambar yang kedua , sistem dari gambar yang pertama mengalami sedikit perubahan dengan memindahkan semua perangkat kecuali power,turun sebesar 12 dB dengan menggunakan skala dB di sebelah kiri . Sebuah filter sinyal +15 dB kini dilemahkan ke posisi +3 dB pada bagian input attenuator dari power.

Garis noise floor digambar ulang pada garis ambang tertinggi ,dalam hal ini masih mixer. Sekarang sistem memiliki batas puncak dengan nominal 12 dB lebih rendah dibanding dengan sistem kita yang pertama, kini kita melihat bahwa secara keseluruhan jendela sistem sekarang 84 dB . Artinya kita telah melakukan perbaikan sebanyak 12 dB.

Perhatikan bahwa tingkat klip perangkat kini tidak lagi berhubungan dengan skala dB kecuali untuk bagian input power setelah input attenuatornya . Jangkauan sinyal kita yang digunakan mulai dari 30 dB di atas noise floor sekarang adalah 54 dB . Ini berarti sistem kita sekarang mampu memberikan  rentang output yang cukup untuk mnangani reproduksi rentang dinamis dari sumber instrumen dan vokal .

Sayangnya , mixer masih merupakan sumber noise utama karena lebih besar 3 dB dari prosesor delay. Namun, sesuai dengan spesifikasi yang diterbitkan , mixer seharusnya memiliki sekitar kinerja 6 dB lebih baik daripada prosesor delay.

Kenyataannya prosesor delay memiliki rentang dinamis yang paling rendah karena memiliki ukuran bar terpendek . Oleh karena itu, kita harus menyimpulkan bahwa masih banyak yang harus dilakukan untuk mengoptimalkan struktur gain sistem .

Anda Bisa Membuatnya Lebih Baik

Untuk mengoptimalkan sistem , pad atau gain harus ditambahkan pada bagian input dari masing-masing perangkat sehingga tingkat puncak antar perangkat berada pada titik yang sama . Pikirkan prosedur berikut sebagai gambaran dasar dari apa yang akan terjadi layaknya volt meter saat anda sedang mensetting sound sistem anda.

Gambar-gain-struktur-3

Untuk membuat sistem seperti yang digambarkan pada grafik no 3 , setiap bar dari setiap perangkat digeser naik dan turun sesuai kebutuhan sehingga semua garis berada tingkat klip sistem yang sama. Untuk melakukan hal ini , mulailah dengan Gambar 1 terlebih dahulu,lalu perlahan melakukan penyesuaian dari kiri ke kanan dalam workflow sinyal . Jika anda menaikkan bar,anda perlu menaikkan level dari perangkat yang dimaksud. Jika anda menurunkan bar ,anda menggunakan pad . bersambung ke part 2…

Tagged : , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Comment