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/┬ÁS. Hasil akhirnya tergantung implementasi tata letak mponen 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:

PCB Anda STC V02 R3

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



BOM Low Noise Tone Control
Parts Value Qty Package
Pot =10K Pot =20K Pot =50K
C1, C2 10pF 10pF 10pF 2 C050-030X075@1
C13, C14 22pF 22pF 22pF 2 C050-030X075@1
C15, C18 100nF 100nF 100nF 2 C050-030X075@1
C16, C17, C19, C20 100uF/25V 100uF/25V 100uF/25V 4 E5-8,5
C3, C5 470nF 470nF 470nF 2 C050-045X075@1
C4, C6 1nF 1nF 1nF 2 C050-030X075@1
C7, C10 100nF 47nF 33nF 2 C050-025X075
C8, C9, C11, C12 10nF 4,7nF 3,3nF 4 C050-030X075@1
IC1, IC2 NE5532N NE5532N NE5532N 2 DIL08
R1, R4 10K 10K 10K 2 0207/9
R14, R15, R20, R21 10K 12K 15K 4 0207/10
R10, R11 10KB 20KB 50KB 2 Pot Stereo
R12, R13, R18, R19 4K7 8K2 15K 4 0207/10
R16, R17, R22, R23 560r 1K 2K2 4 0207/12
R2, R5 3K3 3K3 3K3 2 0207/10
R24, R25 47r 47r 47r 2 0207/10
R26, R28, R29 22r 22r 22r 3 0207/10
R27 22r 22r 22r 1 0207/12
R3, R6 100K 100K 100K 2 0207/10
R7 10KA 20KA 50KA 1 Pot Stereo
R8, R9 1K 1K 1K 2 0207/12


BOM Anda STC V02 R3

Parts Value Qty
VR = 10K VR =20K VR = 50K
C1, C2 10pF 10pF 10pF 2
C13, C14 22pF 22pF 22pF 2
C15, C18 100nF 100nF 100nF 2
C16, C17, C19, C20 100uF/25V 100uF/25V 100uF/25V 4
C3, C5 470nF 470nF 470nF 2
C4, C6 1nF 1nF 1nF 2
C7, C10 100nF 47nF 33n 2
C8, C9, C11, C12 10nF 4,7nF 3n3 4
IC1, IC2 NE5532N NE5532N NE5532N 2
J1 J5MM J5MM J5MM 1
R1, R2 1K 1K 1K 2
R13, R14, R15, R16 10K 12K 15K 4
R17, R18, R19, R20 560r 1K 2K2 4
R21, R22 47r 47r 47r 2
R23, R24, R25, R26 22r 22r 22r 4
R3, R4 100K 100K 100K 2
R5, R6 3K3 3K3 3K3 2
R7, R8 10K 10K 10K 2
R9, R10, R11, R12,  4K7 8K2 15K 4
SL1, SL2, SL3 Molex 3 pin Molex 3 pin Molex 3 pin 3
VR1 10KA 20KA 50KA 1
VR2, VR3 10KB 20KB 50KB 2