Pengertian desibel dapat di jelaskan dengan permisalan sebuah penguat Audio mengeluarkan daya bunyi 100 mW, kemudian daya itu kita naikkan menjadi 1 Watt. Berarti ada penambahan daya 900 mW. Kenaikan daya itu 10 kali. Telinga kita bisa merasakan kenaikan kuat bunyi itu. Dapat pula dipahamkan bahwa desibel yang disingkat dengan db adalah satuan dari kenaikan kuat suara manusia. Apakah desibel suara manusia dengan suara musik sama ? tentunya tidak.
Ternyata bahwa telinga orang mengindera kenaikkan yang sama dari dua peristiwa diatas, sebab yang diindera bukanlah penambahan daya, melainkan yang diindera adalah perbandingan antara daya-daya bunyi. Dalam kedua peristiwa tersebut perbandingan kuat bunyi adalah sama yaitu 10. Tetapi telinga kita merasakan seakan-akan kuat bunyi dinaikkan bukan 10 kali, melainkan log10 10 = 1 kali. Berdasarkan pengalaman dari peristiwa diatas, maka jikalau dalam teknik komunikasi (juga dalam teknik Audio ), kita hendak menyatakan perbandingan daya, perbandingan tegangan dan perbandingan arus sebaiknya secara logaritma.Satuan yang dipakai untuk menyatakan perbandingan secara logaritma adalah Bel.
baca juga :
Pengertian Penguatan berdasarkan dB
Contoh soal desibel
Daya D2 = 100 W dan daya D1 = 0,1 W berapa Bel-kah D2 lebih besar dari D1?
Penyelesaian soal perhitungan desibel : log10 D2/D1 = log10 100/0,1 = log10 1000 = 3 Bel
Untuk keperluan praktek satuan Bel ternyata terlampau besar, maka dipakailah satuan yang 1/10 nya, yaitu deciBel. 1 Bel = 10 decibel, disingkat = 10 dB.
Rumus skala decibel suara
Jika daya input pada suatu rangkaian ataupun pada suatu sistem adalah Di dan daya outputnya adalah Do, maka bandingan daya itu ada :
dB = 10 log10 Do/Di
Contoh: Daya input Di = 1 mW daya output Do = 40 W. Hitunglah berapa dB perbandingan daya tersebut.
Penyelesaian:
Bandingan daya = 10 log10 Do/Di (dB)
= 10 log10 40/0,001
= 10 log10 40000
= 46 dB
Jika daya input Di sama dengan daya output Do, maka dalam hal ini tidak terjadi penguatan. Jadi penguatan dayanya Do/Di = 1 atau kalau dijadikan dB = 10 log10 Di/Do = 10 log10 1 = 0 dB.
0 dB adalah sesuai dengan bandingan daya 1:1, Jika terjadi pelemahan, dalam hal ini Do<Di, maka akan memperoleh bandingan yang berbalikan dari bandingan untuk penguatan.
Contoh:
Daya input Di = 2 W daya output Do = 1 W. Hitunglah berapa dB perbandingan daya tersebut.
Penyelesaian:
Bandingan daya = 10 log10 Di/Do (dB)
= 10 log10 2/1
= 10 log10 2
= 3 dB
Tetapi karena disini terjadi suatu pelemahan, maka dipakailah tanda– (negatif). Jadi penguatannya ada–3 dB.
Dalam teknik elektronika banyak dilakukan pengukuran tegangan input maupun tegangan output, bandingan daya dalam harga-harga tegangan adalah:
Di = Vi2/Ri Do = Vo2/Ro
Vo2/Ro
dB = 10 log10 Di/Do = 10 log10 ————- Vi2/Ri
dB = 10 log10 (Vo2/Ro x Ri/Vi2)
Karena Ro = Ri, maka persamaan menjadi dB = 10 log10 (Vo2/ Vi2)
dB = 10 log10 (Vo/ Vi)2
dB = 20 log10 Vo/ Vi
dB = 20 log10 (Vo/ Vi)
Contoh:
Tegangan sinyal input Vi = 5 mV, tegangan sinyal output Vo = 5 V. Hitunglah penguatan tegangannya dalam satuan dB.
Penyelesaian:
Penguatan tegangan (Av) = 20 log10 (Vo/ Vi)
= 20 log10 (5/ 0,005 )
= 20 log10 1000
= 20 x 3 = 60 dB
Rangkuman
Rumus untuk menghitung penguatan daya sebuah Amplifier secara logaritmis adalah dB = 10 log10 Do/Di.
Rumus untuk menghitung penguatan tegangan sebuah Amplifier secara logaritmis adalah dB = 20 log10 Vo/Vi.
Tugas
Ukurlah besarnya penguatan tegangan sinyal Audio dalam satuan dB sebuah pre-amp penguat Audio yang diberi sinyal input 100 mVpp frekuensi 1000 Hz dari AFG.
Tes Formatif
Tuliskan rumus penguatan daya sinyal Audio sebuah Amplifier dalam satuan dB
Tuliskan rumus penguatan tegangan sinyal Audio sebuah Amplifier dalam satuan dB
Sebuah pre-Amplifier audio diberi sinyal input dari AFG 100 mVpp dengan frekuensi 1000 Hz. Pada outputnya terukur tegangan sinyal sebesar 4 Vpp. Hitunglah penguatan tegangannya dalam satuan dB.
Sebuah Power Amplifier Audio menghasilkan daya output pada loud speaker 100 W. Penguatan dayanya 10 dB. Hitunglah besarnya daya inputnya.
Kunci Jawaban
..
..
..
Lembar Kerja
Judul: Mengukur Penguatan Tegangan
Alat dan Bahan:
Catu daya DC 0 – 12 volt = 1 buah
Audio Frekuensi Generator (AFG) = 1 buah
Osiloskop (CRO) = 1 buah
Multimeter = 1 buah
Kabel jumper = secukupnya
Rangkaian pre-amp = 1 buah
Keselamatan Kerja:
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar
Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter), mulailah dari batas ukur yang besar
Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC, tepatkan tegangannya sesuai dengan tegangan kerja rangkaian pre-amp
Jangan meletakkan alat-alat ukur Multimeter (Ohm meter), Osiloskop, AFG dan catu daya ditepi meja agar tidak jatuh.
Langkah kerja:
Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
Nyalakan catu daya DC, tepatkan tegangannya sesuai dengan tegangan rangkaian pre-amp (misalnya 12 volt). Hubungkan kutub positip (+) dan kutub negatip (-) catu daya pada kutub positip (+) dan kutub negatip (-) rangkaian pre-amp.
Nyalakan osiloskop, kalibrasilah untuk vertikal dan horisontalnya. Hubungkan probe osiloskop pada output rangkaian pre-amp.
Nyalakan AFG, tepatkan frekuensinya pada 1000 Hz gelombang sinus dengan tegangan output 100 mVpp. Hubungkan output AFG pada input rangkaian pre-amp seperti gambar blok dibawah ini:
Amati bentuk gelombang yang ada pada osiloskop, aturlah tombol-tombol yang ada di osiloskop untuk menampilkan bentuk gelombang yang diam.
Aturlah potensio volume pre-amp agar didapat bentuk gelombang output pre-amp yang maksimum tanpa cacat.
Catatlah: Vomaks = ….. Vpp
Ukurlah tegangan sinyal input pre-amp dengan menggunakan osiloskop. Catatlah: Vi = …. mVpp.
Dari hasil pengukuran pada langkah 6 dan 7, hitunglah penguatan tegangan rangkaian pre-amp dalam satuan dB.
Buat kesimpulan dari hasil praktik Saudara.
Kembalikan semua alat dan bahan.
Mudah2an materi cara menghitung desiBel (dB) pada Penguat Audio / Amplifier bermanfaat bagi para guru dan siswa.
