Akustik(Acoustics) 1

8/11/2019 Akustik(Acoustics) 1

1/132

AKUSTIK

(ACOUSTICS)

AKUSTIK ADALAH ILMU PENGETAHUAN

YANG MEMPELAJARI BUNYI. BUNYI YANG

DIGANGGU DALAM UDARA bersifat FISIK

DAN BUNYI YANG DITERIMA TELINGA

FISIKOFISIK.


2/132

Akustik

2. Apa yang menjadi sifat dasar akustik:

1. tidak dapat bergerak dalam media vakum

2. dapat dibawa dalam media gas, cair dan padat

3. gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal

4. faktor terpenting adalah reverberasi dan interferensi

5. refleksi menyebabkan terjadi echo

6. bergantung pada lokasi dan frekuensi bunyi


3/132

Akustik

Apakah yang membedakan gelombang bunyi?

1. kecepatan bunyi 300 m/s, kecepatan cahaya 3 x 108m/s.

2. gelombang longitudinal artinya partikel yang dibawa bergetar geraknya

searah dengan rambatan gelombang.

Bukan gelombang elektromagnetik


4/132

Akustik

Bagaimanakah akustik dapat berbeda?.

1. berbagai cabang akustik dengan berbeda aspek bunyidan pendengaran

termasuk

A. bioakustik,

B. fisik akustik C. arsitek akustik

D. frekuensi tinggi.


5/132

GELOMBANG TRANSVERSAL

TALI YANG DIGETARKAN BERGERAK SECARA ORTHOGONAL (90O) DENGANARAH GERAK GELOMBANG. JENIS GELOMBANG TRANSVERSAL ADALAHSEBUAH POLA GELOMBANG BERGERAK PADA PERMUKAAN AIR (LEMPARSEBUAH BATU KEPERMUKAAN AKAN TERLIHAT BERGERAKNYAGELOMBANG ATAU GELOMBANG LAUT DAPAT DILIHAT SEBELUMMENGALAMI PECAH. GELOMBANG MOLEKUL AIR BERGERAK KE ATAS DAN

KE BAWAH YANG MERUPAKAN GELOMBANG DEPAN BERGERAKSEPANJANG PERMUKAAN AIR.


6/132

GELOMBANG TRANVERSAL (1)

PERAMBATAN GERAK MELALUI TALI DIHASILKAN SUATU GELOMBANG

DEPAN SERI, DENGAN KECEPATAN V. GERAK TALI YANG MELUKISKAN

GELOMBANG DENGAN ARAH PANAH TEGAK LURUS.


7/132

GELOMBANG LONGITUDINAL

GEL. LONGITUDINAL BERGERAK KEMBALI DALAM GARIS KE ARAH

RAMBATAN TERHADAP GELOMBANG DEPAN . GELLOMBANG LONGITUDIAL


8/132

Bunyi

MENGHASILKAN BUNYI
http://www.fi.edu/fellows/fellow2/apr99/soundsci.html


9/132

Bunyi

PENERIMAAN BUNYI


10/132

Gelombang dan amplitudo

PENJANG GELOMBANG DAN AMPLITUDO


11/132

Frekuensi dan amplitudo

Frekuensi dan amplitudo


12/132

Sifat-sifat gelombang

SIFAT-SIFAT GELOMBANG


13/132

Pitch dan frekuensi

PITCH DAN FREKUENSI

Gelombang bunyi dalam penjalarannya menggetarkan

media, dengan getaran berasal dari sebuah sumber.

Sumber bunyi dari suara manusia, kawat, musik Dan

juga karpu tala atau yang lainnya.


14/132

Getaran yang berasal dari obyek membawa

gelombang bunyi, yang membawa dalam

media adalah partikel dengan menggetarkan

partikel media yang bergerak sambilmenggetarkan dengan suatu frekuensi.

Frekuensi sebuah adalah gelombang diacu

bagaimana menggetarkan partikel mediapersatuan waktu


15/132

Contoh : bila sebuah partikel udara membawa gelombanglongitudinal 1000 getaran dalam waktu 2 sekon, makafrekuensi gelombang sama dengan

500 getaran perdetik.

1 Hertz = 1 getaran/sekon

satuan frekuensi dalam Hertz disingkat Hz.

Pitch adalah sensasi dari sebuah frekuensi bunyi.

Sebuah pitch bunyi tinggi berhubungan dengan frekuensi tinggigelombang bunyi, Dan pitch bunyi gelombang rendahberhubungan dengan frekuensi gelombang bunyi rendah.


16/132

Kuat dan lemahnya bunyi

KUAT DAN LEMAH


17/132

Frekuensi manusia dan binatang

Jenis rentang frekuensi

Manusia 20 Hz20 kHz Anjing 50 Hz45000 Hz

Kucing 45 Hz85000 Hz

Kelelawar > 120.000 Hz

Hiu, lumba-luma 200.000 Hz

Gajah < 5 Hz10.000 Hz


18/132

1. Jelaskan dengan pemahaman sendiri

A. akustik

B. bunyi C. sumber D. medium E. reseptor atau sensor

F. frekuensi G. Pitch H. gelombang transversal

I. gelombang longitudinal

J.frekuensi tinggi K. frekuensi rendah

L. resonansi M. interferensi N. superposisi.


19/132

Noise

GANGGUAN: BISING

Sesuatu yang tidak

diinginkan, namun

tidak dapat

dihilangkan.


20/132

Efek dari noise dapat mengganggu pendengaran adan juga

menyangkut tubuh yang lainnya. Efek dari gannguan ini sulit

diketahui dengan jelas. Karena itu pendekatan gangguan

dibuat dalam bentuk interfrerensi, sehingga dapat diketahui

dengan jelas bila terdapat gangguan. Dalam bunyi maupunpercakapan ini merupakan masalah yang perlu dilihat lebih

teliti, karena akan memberikan suatu tujuan yang salah

apabila tidak diketahui sumber maupun penyebabnya. Untuk

melihat aspek yang lebih luas akan dibahas tersendirimengenai gangguan ini.


21/132

Gelombang gabungan

GELOMBANG GABUNGAN


22/132

Penjumlahan gelombang

PENJUMLAHAN GELOMBANG


23/132

Beda frekuensi

FREKUENSI (A). 300 HZ DAN (B). 500 HZ


24/132

Gelombang komplek

GELOMBANG KOMPLEK


25/132

AMPLITUDO

UNTUK MENGACU PADA KONSEP GENERIK TERMASUK : POWER,

INTENSITAS DAN TEKANAN.

DALAM TEKNIK BILA DIBICARAKAN DENGAN POWER DISEBUTKAN

AMPLITUDO BUNYI.

POWER ADALAH KERJA YANG DIGUNAKAN PERSATUAN WAKTU. DALAM AKUSTIK SERING DISEBUT INTENSITAS ATAU POWER PERSATUAN

LUAS (PERMETER KUADRAT).

PADAUKURAN LANGSUNG DIAPRAGMA MIKROFON ADALAH TEKANAN

ATAU TINGKAT TEKANAN BUNYI (SPL).


26/132

MENGUKUR SATUAN AKUSTIK

1. Panjang gelombang () : n,,m

2. frekuensi (f) : Hz, kHz perdetik

3. periode (T) : det, mdet

4. kecepatan (v) : m/det

5. power (P) : watt6. intensitas akustik (I) : watt/m2

7. tekanan bunyi, SPL : Pa, Pa (N/m2) , 10-6Pa


27/132

PERIODE

T = 1/f

UNTUK MENGHITUNG PANJANG GELOMBANG ,FREKUENSI DAN KECEPATAN

BUNYI.

f = v/ atau = v/f atau v = f

= Tv atau T = /v atau v = /T

Bila kecepatan bunyi berubah maka akan berubah sifat resonan dari sebuah

resonator. Sebagai contoh, bila kecepatan bunyi bertambah frekuensi

bunyi dari resonator skan bertambah.


28/132

Kecepatan Bunyi

Kecepatan Bunyi adalah sebanding dengan temperatur dan berbanding

terbalik dengan kerapatan gas yang dilaluinya.

v~ T dan v ~ 1/

Dengan ; T = temperatur absulut dalam K (0o= 273 K)

= kerapatan gas.


29/132

Amplitudo Bunyi

Telinga manusia dan mikrofon keduanya mengalami perubahan yang

sangat kecil dalam tekanan ketika membawa gelombang

longitudinala dalam medium.

TEKANAN UDARA : 1 atm = 1.013 x 105Pa

Tekanan bunyi pada ambang pendengaran untuk 1000 Hz

2 x 10-5Pa (mis. 20Pa) : standar referensi tingkat tekanan bunyi.

Catatan: ambang pendengaran bunyi berubah sangat besar dari

frekuensi ke frekuensi seperti dari seorang ke orang lain.


30/132

Intensitas standar

Ambang intensitas : ambang pendengaran intensitas

10-12watt/m2 (Standar referensi intensitas Bunyi)

Intensitas bunyi , dengan tekanan bunyi 20 Pa , sangat dekat dengan 10-12

watt/m2

Intensitas bunyi sebanding dengan kuadrat tekanan bunyi

I ~ P2

Bila bunyi dibawa dalam udara pada tekanan 1 atm dan 20oC

Maka I ~ (P/20)2


31/132

Perbandingan I dan P

Perbandingan intensitas bunyi (1) melebihi intensitas (2) sama dengan

kuadrat tekanan tekanan bunyi (1) melebihi tekanan bunyi (2).

I1/I2 = (P1/P2)2

P1 tekanan bunyi pada intensitas I1

P2 tekanan bunyi pada intensitas I2.


32/132

DECIBEL (dB)

KEPEKEAAN TELINGA TERHADAP INTENSITAS BUNYI ATAU TEKANAN BUNYI

DAPAT DIDEKATI DENGAN DENGAN PENDEKATAN LOGARITMA.

Cara baru untuk mengukur intensitas bunyi diturunkan dari logaritma

dengan bilangan dasar 10 untuk perbandingan dua intensitas.


33/132

Pengukuran intensitas

Bel (IL) = log 10(I1/I2)

1 dB = 0,1 Bel atau 1Bel = 10 dB

dB = 10 x log10(I1/I2)

Intensitas diukur dala dB.


34/132

Pengukuran

Bila I2diset sebagai standar, maka

dB (IL: ref. 10-12watt/m2) = 10 x log 10 (I/Io)

Harga dB dapat juga diturunkan langsung dari tekanan bunyi (dapatdigunakan seperti dalam cara amplitudo bunyi yang diukur menggunakan

mikrofon). Intensitas dalam dB dapat dihitung dari perbandingan dua

tekanan bunyi (P1 dan P2):

dB = 20 log 10 (P1/P2)

Bila P2 dinyatan sebagai satandar tekanan bunyi kemudian diukur dalamdB. Harga dB ditentukan dari perbandingan tingkat tekanan bunyi dengan

tekanan standar.

dB (SPL : standar = 20 Pa) = 20 x log 10 (P/Po)


35/132

Intensitas bunyiSimbol Io = 10-12watt/m2

dB (IL: 10-12w/m2) = 10x log10(I/Io)

dan

dB = 20 x log (p1/p2)

dB (SPL 20 Pa) = 20 log10(p/po)


36/132

MENAMBAH DAN MENGURANGI DUA dB

KITA HARUS BERHATI-HATI DENGAN AMPLITUDO BUNYI. SEMUAPERHITUNGAN MENYANGKUT INTENSITAS BUNYI, TIDAK PADA TEKANANBUNYI ATAU dB. Sebagai contoh:

dB dB1 + dB2 2 x dB1

Tekanan P1 + P2 2 P1

Intensitas I1 + I1 = 2 I1

Dengan Menambah atau mengalikan intensitas adalah benar. Bila duabunyi identik ditambah bersama-sama pengaruh dB dan harga P adalahsebagai berikut:


37/132

Menambah dan mengurang dB

dB dB1 + dB1 = dB1 + 3

Tekanan P1 +P2 = 1,414 x P1

Untuk menambah dua tekanan bunyi, diubah ke intensitas dengan

menguadratkan, menambah dan diakarkan dengan P=1.


38/132

Intensitas dan tekanan bunyi

Untuk menambah dua tekanan bunyi ,ubah terlebih dahulu ke

intensitas, dengan menguadratkan bersama-sama, hasilnya

diakarkan, ambil P=1,

12

+ 12

= 2 = 1,4141. UBAH dB ke intensitas diambil dB dari IL atau SPL , hitung

dB = 10 log 10(I/Io) seterusnya

I/Io = 10 (dB/10)


39/132

ROOT MEAN SQUARED (RMS) RATA P

SALAH SATU METODA RMS HANYA VALID CARA UNTUKMENENTUKAN RATA-RATA TEKANAN BUNYI DARI LAMANYASINYAL WICARA. KARENA TEKANAN BUNYI TIDAK DAPATDITAMBAH BERSAMA DALAM GARIS LURUS TETAPI HARUSDIUBAH KEDALAM INTENSITAS.

I P2

P AKAN EFEKTIF BILA DIUBAH KEDALAM INTENSITAS,PERHITUNGANNYA SEPERTI BERIKUT:


40/132


41/132

Untuk menghitung tekanan Dan intesitas rata-rata, seperti berikut

N

p

p

N

n

n

ratarata

1


42/132

N

I

I

N

nn

ratrata

1


43/132


44/132

Ada beberapa pendekatan bunyi dalam desibel dengan

pembagian:

1. bunyi yang sangat aman : 0 dB

2. whisper mobil : 15 dB

3. percakapan normal : 60 dB

4. mesin potong rumput : 90 dB

5. klakson mobil : 110 dB

6. mesin jet atau konsermusik keras : 120 dB

7. dentuman meriam : 140 dB


45/132


46/132

Ambang pendengaran manusia pada 0 dB, harga ini akan memberikan

suatu perbedaan antara satu orang dengan yang lain karena berbeda

kepekaanya. Dasar pengukuran antara intensitas (yang diukur fisisnya) dan

Loudness (diukur respon sensori). Analoginya dengan sinar (dikur

panjang gelombang, warna atau yang lebih tepat intensitas sinar dan

kecerahan. Dalam kedua kasus terdahulu dapat diacu terhadapmengukur fisis dan selanjutnya mengacu pada respon visual. Dalam kasus

bunyi didekati dengan skala logaritma dan sinar rentangnya sangat lebar

dalam pendengaran manusia. Karena itu yang berhubungan dengan

pengukuran fisis dari intensitas bunyi dinyatakan dalam deciBel dan yang

diterima bertambah dalam respon fisiologis dinyatakan dengan loudness.


47/132

Perbedaan skala dapat mengoreksi terhadap responpendengaran manusia yang berada dalam rentang dari 20hert sampai 20 kHert. Tetapi cutoff sangat berbeda untukbermacam-macam individual dan perubahan sesuai denganusia, surrounding dsb. Karena itu loudness adalah responpsiko-fisis dikatakan dapat bertambah 10 dB artinyamenggandakan loudness sebagaimana diketahui bahwa skaladB adalah dengan angka dasar logaritma 10. Apa yang terjadiapabila terjadi peningkatan loudness katakanlah musik, dapat

dinyatakan dengan warna musik. Untuk manusia sangat kuatloud jika intensitas bunyi berbeda antara dua jenis wool(bulu domba).


48/132

Yang dapat mengacaukan disini berbeda intensitasbunyi (diukur dalam watt/m2), dan loudness bunyiyang dapat dijadikan sebagai estimasi pendengaranmanusia terhadap bunyi. Penerimaan loudness tidak

sebanding dengan intensitas bunyi. Itu lebih dekatperbandingan terhadap logarima intensitas. Karenaitu desibel sangat mudah untuk diukur. Pertanyaanmengapa kita dapat mendengan bunyi whisper mobil

dan suara dengung semut dan suara yang berasaldari subway, jackhammer.


49/132

Meningkatnya intensitas bunyi dengan faktor 10 maka

menjadikan meningkat desibel sebesar 10 kali. Tetapi

penerimaan oleh telinga lebih rendah. Sebagai contoh,

bertambahnya desibel dari 100 ke 110 penerimaan meningkat

10% dan bukan faktor 10 yang menjadi meningkat 1000%bertambah. Untuk memahami lebih jauh, desibel B = 10 log

(I/Io) dimana

I adalah intensitas bunyi (diukur dalam watt/m2) dan Io

intensitas referensi (10-12

watt/m2

), harga ini sekitar ambangpendengaran telinga normal dalam pendengaran sehat.


50/132

Contoh :fungsi kebalikan : 100 dB dinyatakan

I = 1010x Io

I = 1010x 10-12

110 dB dinyatakan

I = 10 11x Io

= 1011x 10-12

Intensitas adalah power densitas dari sebuah gelombang bunyi.

Adalah sebanding dengan kuadrat tekanan. Bila bunyi sangatlemah, maka level dB menjadi negatif.


51/132

Loudness yang diterima oleh seseorang adalah merupakan

harga sembarang. Itu juga bergantung pada frekuensi. Bila

psiko-akustik adalah 10 dB me-loud bunyi 2 kali, itu tidak

teratur. Skala loudness lainnya, bagaimana manusia

mendengar frekuensi. Untuk pekerja fabrik dapat diukur bunyidalam dB. Industri audio juga diukur dalam desibel yaitu cara

untuk mengukur tingkat sinyal. Tidak hanya level sinyal,

menyagkut keduanya yaitu power dan tegangan.

Karena itu decibel dapat digunakan untuk mengukur poweratau tegangan.


52/132

Sebagai contoh: kadang-kadang melihat dBm

dBm = 10 log (P/Po) di mana Po adalah 1 miliwatt power melaui load 600

Ohm. 600 Ohm berasal dari telepon tua sebuah industri.

Untuk tegangan, dB = 20 log V/Vo, sering dinyatakan dengan dBV, Vo

harganya 1 volt.

Kedua, dB dapat juga digunakan yang caranya dapat berubah. Digunakan

pada preamplifier. dB = 20 log (V/Vo) dimana V adalah tegangan

penguatan dan Vo adalah tegangan dasar. Biasanya 0 dB adalah level sinyal

maksimum suatu alat dapat dioperasikan dengan normal. Tingkat

perekaman akan lebih rendah adalah negatif.


53/132

Tidak semua tekanan bunyi adalah kuatnya sama.

Oleh karena telinga manusia tidak memberikan respon sama untuk semua

frekuensi. Bunyi lebih peka dalam frekuensi dengan rentang sekitar 1 kHz

sampai 4 kHz (1000 sampai 4000 getaran perdetik) dari frekuensi bunyi

yang sangat rendah atau frekuensi bunyi yang tinggi. Lebih jauh tentang

filter, bila digunakan filter A, maka level tekanan bunyi dalam satuan dB(A)atau dBA. Level tekanan bunyi pada skala dBA adalah mudah diukur dan

sangat luas penggunaannya. Tetapi loudness akan berbeda oleh karena

filter tidak berespon dengan cara yang sama untuk telinga. Untuk

menentukan loudness dari sebuah bunyi dinyatakan dalam frekuensi

respon dari telinga manusia. Misalnya dapat mengukur responpendengaran kita.


54/132

Dalam penjelasan di atas :

dBV diukur dalam volt. dBV negatif (lebih rendah dari satuvolt) ke puncak sinyal. Tetapi tidak negatif untuk yang noisnyabesar.

Bagaimana mengubah dBv atau dBm kedalam level bunyi.Tidaklah sederhana. Bila sinyal listrik dihubungkan denganloudspeaker, dengan mengkonversikan bergantung padaefisiensi dan impedansi dari loudspeaker. Tentu powerampflifier dan berbagai komplikasi akustik antara yang dikur

dBV yang tergabung dan di mana telinga berada dalam medanbunyi.


55/132

dBi dan radiasi dengan arah berubah.

Radiasi dengan arah berubah disebut anisotrop. Bunyipanjang gelombang pendek (termasuk yang lebih pentingdalam rentang bicara), sebuah megaphon dapat membantu

suara kita anisotrapic. Radio mempunyai sebuah rentang lebardari rancangan anisotrapik tinggi untuk pemancar danpenerima. Untuk menggunakan satuan utama untuk antenabaik pemancar dan penerima, tetapi kadang-kadangdigunakan untuk sumber bunyi (dan arah mikrophon).


56/132

Loudness sebuah bunyi adalah suatu perbandingan bunyi dengan

bunyi ambang terendah. Rentang energi bunyi yang didengar paling

rendah sampai bunyi yang menyakitkan yang merupakan sensasi

pendengaran begitu luas sehingga dinyatakan dengan skala

eksponensial. Bunyi yang paling rendah dapat didengar disebut

ambang pendengaran. Level bunyi ambang pendengaran adalah

212/10 mWattIo


57/132

Intensitas bunyi diukur dalam watt/m2. Untuk menghitung tingkat intensitas

dalam desibel, diperoleh perbandingan intensitas bunyi untuk ambang

intensitas. Jadi skala eksponensial adalah digunakan diperoleh dengan

perbandingan logaritma. Bila menghentikan pada tingkat intensitas ini

dinyatan dalam Bels. Satuan yang digunakan didasarkan menurut nama

Alexander Graham Bell. Untuk menyatakan level intensitas dalamdB(deciBels)dikalikan logaritma dengan angka dasar 10.

o

level

I

I

L log.10


58/132

Intensitas bunyi dalam kelas bila tidak ada yang bicara medekati

Tiga level untuk menghitung level decibel bunyi berdasarkan

1. perbandingan intensitas bunyi terhadap intensitas ambang.

2. ambil perbandingan logaritma

3. kalikan dengan 10

27 /10 mWatt

212

27

/10

/10

mWatt

mW

510log 5

dB5010.5


59/132

Untuk mendapatkan intensitas bunyi di mana tingkat intensitas diketahuidalam decibel, cara di atas dapat dibalik perhitungan. Sebagai contoh

power yang dihasilkan suatu tingkat intensitas 100 dB. Berapakah

intensitas dari bunyi yang dihasilkan suatu intensitas 100dB.

1. membagikan dengan 10

2. menggunakan harga eksponensial

3. menggunakan 10 power untuk memperoleh intensitas dalam Watt/m2

1010:100

1010

22

10

212

/10

,10/10

mWI

guranganterjadipenmW

I


60/132

Sistem Pendengaran Normal

1. Anatomi telinga manusia

2. Fungsi masing-masing bagian telinga

3. Bagaimana manusia dapat mendengar

4. Jelaskan bagaimana mengubah mekanik menjadi listrik


61/132

Anatomi telinga


62/132

Diagram fungsi telinga


63/132

Komponen telinga manusia

Bagian dari penampang telinga manusia:

(a) telinga luar(b) telinga tengah

(c) telinga dalam

Dapat dilihat bagaimana membedakan dari setiap bagianserta dapat menjelaskan tentang masing-masing fungsi kerja.


64/132

Pembagian telinga manusia

Telinga luar

Telinga tengah

Telinga dalam


65/132

Fungsi telinga luar dan bagiannya

Daun telinga berisikan sebuah antena yang dapat

mengumpulkan gelombang bunyi.

Saluran telinga yang dapat langsung membawa

gelombang bunyi ke gendang telinga.

Bagian telingan yang lunak, berisikan jaringanlunak.


66/132

Telinga luar


67/132

Fungsi telinga tengah dan bagiannya

Gendang telinga adalah bagian lapisan tipis dengan jaringan berdiameter 1cm, antara bagian luar Dan bagian tengah. Gelombng bunyi yang dibawa

menyebabkan gendang bergetar.

Tiga tulang kecil yang mampu meneruskan Dan memperkuat (menambah

tegangan getaran) dari gendang telinga.

Jendela oval adalah terbuka antara telinga tengah Dan telinga dalam, dari

tulang stepes meneruskan getaran masuk kedalam fluid dalam cochlea.

Tabung estachian menghubungkan telinga tengah dengan tenggorokan adalah

sebuah tabung penahandengan membran selaput lendir dan terbuka

dalam keadaan basah.


68/132

Bagian penguat


69/132

Fungsi telinga dalam dan bagiannya

Tiga kanal setengah bola berada pada sebelah

kanan setiap satu dengan yang lainnya

membuata pusat setimbang.

Saraf pendengar berfungsi sebagai penghubung

telinga dalam dengan otak.

Jendela bulat adalah terbuka terhadap sisikochlea. Itu merupakan suatu membran fleksibel

yang terpengaruh dengan tekanan dari getaran

dalam telinga dalam Dan organ korti untuk

bergerak.

Kochlea sebuah tabung yang berbentukgulungan getaran yang dapat mengubah ke

impuls saraf.


70/132

Cochlea merupakan organ reseptor. Organ resptor dalam telinga dalamterdiri dari 6 :

1. sel reseptor. Sel ini berupa silindris atau bentuk memanjang. Alat

perekam pada sel ini disebut stereosilia. Saraf berbentuk rambut ini

disebut sel rambut.

2. sel rambut ini akan mendukung sel.

3. sel rambut ini bersifat aktif

4. pada ujung sel rambut mempunyai sifat getar.

5. sel rambut membawa impuls

6. sel rabut bersifat sebagai alat transmisi.


71/132

Cochlea.

Cochlea bersifat mekanik untuk membawa gelombang . Sifat ini telah

dipelajari oleh Helmhotz, seorang ahli fisika Jerman tentang membran

basilar dalam telinga dalam sebagai sebuah resonator mekanik sperti

sebuah kawat yang digetarkan. Alat ini bekerja dalam frekuensi tinggi.

Membran basil bergetar terjadi frekuensi resonansi berupa suatu

frekuensi stimulus, digetarkan saraf.


72/132

Helmholtz mempelajari tentang pola getaran mekanik dalam telingadalam dan kemudian dilanjutkan oleh GEOGE Von Bekesy, hingga

mendapatkan hadiah nobel.

Sekarang dipelajari sifat mekanik dari organ CORTI,

ketika gelombang masuk kedalam telinga dalam:

1. gelombang bunyi normal masuk kedalam telinga dalam via jendela

bundardan ditransmisikan melalui cairan cochlea. Bergeraknya gelomban

jendela bundar berlawanan dengan jendela putar.


73/132

2. pita basilar beresonansi. Pita basilar membelokkan gelombang kedalamtelinga dalam. Setiap lokasi dari pita basilar berespon baik dengan suatu

frekuensi. Tetapi, pita basilar tidak tegang.

Karena itu, tidak dioperasikan secara seri, resonator yang dibangkitkan

berupa resonator, seperti dalam sebuah kawat.

3. deformasi pita basilar adalah membawa gelombang. Bila gelombang

stepes baik maka gelombang masuk dalam fluida telinga dalam, setiap

bagian dari pita basilar dibelokkan dalam bentuk tekanan dengan waktu

tunda bergantung pada sifat mekanik.


74/132

Cochlea


75/132

Gelombang yang dibawa berubah menjadi amplitudo dan kecepatangelombang bergerak ke atas.


76/132

Persepsi bunyi dan bagiannya


77/132

Kerja telinga manusia

Bunyi yang dibawa melalui saluaran pendengaran(auditorycanal) ke pita tympanic membrane (ear drum). Saluran bunyi(auditory canal ) dapat menggetarkan dan memperkuat bunyidalam rentang frekuensi ( frequency range) antara 2000 Hzsampai 5500 Hz dengan prinsip logaritma.


78/132

KERJA TELINGA MANUSIA

Gelombang yang dibawa (compressions and

rarefactions)dari udara ke gendang telinga

menghasilkan perubahan menyebabkan suatu

perubahan tekanan antara telinga luar dan telinga

tengah. Tabung Eustachian membantu tekanan ke

telinga tengah pada tekanan atmosfir.


79/132

Kerja telinga manusia

Perbedaan tekanan antara gelombang bunyi

luar permukaan gendang telinga dan

tekanan atmosfir pada bagian dalam

gendang telinga menyebabkan getaran


80/132

KERJA Telinga manusia

Dalam telinga tengah, getaran dibawa melalui tiga tulangkecil ( hammer, anvil, and stirrup) ke cochlea. Bunyi melauitulang terjadi interlocking levers yang diperkuat dengan gayauntuk menekan gendang telinga oleh hammer. Jendelabundar pada cochlea adalah sangat dibandingkan dengan

gendang telinga. Penyebab penguatan ini terjadi getaran diatas 20 kali pada beberapa frekuensi.


81/132

Kerja Telinga manusia

Saluran semisirkular (semicircular canals)bersifat sebagaiminiature accelerometers. Membantu untukmelakukan

penginderaan yang setimbang dengan respon terhadapgravitasi dan perubahan dalam percepatan. Struktur selrambut (dendrites) dalam cochlea bergetar pada berbagai

frekuensi berbeda. Getaran tersebut merangsang neuronsuntukmenghasilkan impul listrik( electrical impulses) yangdikirim sepanjang saraf pendengaran ke otak untuk diolah.


82/132

Tekanan bunyi menjadi kuat dan lebih sensitif.

Telinga tengah:

Sifat akustik dari telinga luar dan saluran luar, tekanan bunyi

akan bertambah paa gendang telinga dan dalam telinga

tengah bekerja dengan frekuensi menengah, mekanisme

telinga tengah menjadi lebih sensitif. Reseptor telinga dalamdioperasikan dalam pengaruh fluida, sehingga dikatakan

dibawah pengaruh fluida menerima bunyi.

b


83/132

Pengurangan bunyi

bila bunyi diudara terjadi gangguan dengan adanya fluida(adanya perbedan impedansi), dapat terjadi pengurangan

mencapai 99,9% energi gelombang bunyi dalam dalam udara

(terjadi pemantulan).Kehilangan sekitar 99,9% setara dengan

30 dB. Pengurangan ini berakibat pada pendengaran.Berkurangnya ini berhubungan dengan impedansi udara dan

fluida, ditelinga tengah terjadi antara pita timpani dengan


84/132

jendela budar. Proses ini seharusnya impedansi harussepadan. Terjadinya pengurangan disebabkan hilangnya fungsi

konduksi.

Kesepadanan impedansi

Tekanan bunyi dari udara dapat mengaktifkan gendang telinga

untuk menjatuhkan getaran ke tulang Ossicles, agar tekanan

yang bertambah sebanding


85/132

Dengan ratio luas dua struktur pada manusia berbanding21:1. rotasi tulang disekitar sumbu pada tulang inkus

dinyatakan dengan faktor 1.3 dalam penambahan tekanan.

Contoh: getaran 21 x 1.3 = 27.3 bertambah tekanan sekitar 29

dB atau secara teori sekitar 30 dB. Dikatakan bahwa telingatengah mempunyi kesepadanan dengan impedansi akustik

antara udara dan fluida

Karena terjadi aliran energi ke telinga dalam.


86/132

Gangguan ditelinga tengah


87/132

Komponen dalam telinga tengah

l


88/132

l

Pita timpani bergerak dipengaruhi oleh tekanan bunyi bolak-balik. Menggetarkan gendang telinga menyebkan tulang

mallus dan inkus berotasi seperti sebuah pivot. Berputar pada

sumbu rotasi dengan berputarnya inkus pada sumbu

menyebabkan stepes kembali dan ketingkat jendela bundar.,diteruskannya gelombang bunyi dalan fluida dalam telinga

dalam.


89/132

Oleh karena fluida dalam telinga dalam tidak terjadi desakan,bergeraknya pada stepes sampai ke jendela putar. Proses

transmisi ini berlangsung secara elastis pada fluida dalam

telinga dalam, bergeraknya stepes tekait dengan penyaluran

gelombang bunyi kedalam fluida.

D. gerak lurus


90/132

Fungsi tabung Estachian

Tabung estachian berhubungan dengan telinga tengah ke

nasopharynx dalam hal ini dipengaruhi oleh tekanan statis

dalam telinga tengah. Bila tabung estachian terbuka

menyebabkan tekanan negatif disebabkan terjadi penyerapanudara oleh mukosa di telinga tengah. Terjadi kehilangan

frekuensi rendah yang sangat besar pengaruhnya pada bunyi,

sekitar 20 dB dibawah frekuensi 1000 Hz.


91/132


92/132
http://www.audioholics.com/education/acoustics-principles/human-hearing-amplitude-sensitivity-part-1/image_view_fullscreen


93/132


94/132

Fungsi tingkat loudness


95/132


96/132

Tekanan dan frekuensiD. gerak lurus

Fisiologi telinga manusia dan implikasinya


97/132




98/132




99/132




100/132




101/132

Fisiologi telinga manusia dan implikasinya.



102/132


Kekuatan tekanan dan loudness


103/132

Kekuatan tekanan dan loudness

Tekanan dan loudness


104/132

Tekanan dan loudness


105/132

Cochlea : Sebagai transducer

Diubah kedalam listrik, sehingga menjadi transducer active.

Fungsi mengubah energi.

Sel-sel rambut bergerak. Kedalam telinga dalam masuk informasi akustik.

Terjadi penundaan waktu dalam saluran telinga, berupa echo.


106/132

Echo akustik : diubah oleh suatu proses aktif dalam cochlea.Bunyi yang dibawa dalam telinga melalui saluran telinga

dipertahankan dalam suatu kondisi yang baik.


107/132

Kerusakan telinga dalam. Perbahan akustik:

Tingginya paparan

Impedansi

Akibat obat

DASAR-DASAR ULTRASOUND


108/132

DASAR DASAR ULTRASOUND

1. PENDAHULUAN SEJARAH DAN DEFINISI

DASAR TEORI

2. FISIKA DAN ISTRUMENTASI HUKUM SKANNING

MODEL SKANNING

TRANSDUCER ULTRASOUND

RESOLUSI CITRA

FISIKA DAN INSTRUMENYASI


109/132

FISIKA DAN INSTRUMENYASI

BERKAS ULTRASOUND RAMBAT BUNYI

FREKUENSI

POWER

FOCUS BAGAIMANA ULTRASOUND BERKERJA

INTERAKSI DENGAN BENDA

ATENUASI

KOMPENSASI

BAGAIMANA ULTRASOUND BEKERJA


110/132

BAGAIMANA ULTRASOUND BEKERJA

PROCESSING CITRA

KUALITAS CITRA

DASAR-DASAR PENGUKURAN

KONTROL GAIN FIELD OF VIEW

POWER

IMAGE PROCESSING CONTROL MEMPERBESA


111/132

BIO-EFFECTS


112/132

BIO EFFECTS

KEAMANAN TERHADAP PASIEN

MAINTENANCE

ULTRASOUND DENGAN SINAR-X.

SEJARAH ULTRASOUND


113/132

SEJARAH ULTRASOUND

ULTRSOUND DALAM BIDANG DIAGNOSTIKTERMASUK RELATIF BARU. IDE DATANG SETELAH

TEKNIK ECHO-PULSE DISEBUT SONAR (SOUND

NAVIGATION AND RANGING) DALAM TAHUN 1916.

SELANJUTNYA US OLEH FIRESTONE MENGGUNAKAN

DALAM INDUSTRI UNTUK MENDETEKSI

METALDALAM SEBUAH MESIN.

DUSSIK (AUSTRALIA) PERTAMA KALI MENGGUNAKANUS UNTUK KEDOKTERAN.

SEJARAH ULTRASOUND


114/132

SEJARAH ULTRASOUND

DALAM TAHUN 1949, LUDWIQ DAN STRUTHERSMENGGUNAKAN TEKNIK ECHO UNTUK MENDETEKSI

JARINGAN LUNAK. HOWRY DAN BLISS DALAM 1950,

MENGGUNAKAN US DALAM PENCITRAAN.

PERKEMBANGAN US DALAM KEDOKTERAN YANG

SEKARANG INI SANGAT BANYAK DIGUNAKAN DALAM

OBSTETRI DAN GYNOKOLOGI.

DEFINISI ULTRASOUND


115/132

MANUSIA DAPAT MENDENGAN : 2020 KHz, ULTRASOUND LEBIH BESAR 20,OOO Hz. UNTUK

DIAGNOSTIK ULTRASOUND DIOPERASIKAN DALAM RENTANG110 MHz , DALAM FREKUENSI STANDARD DIGUNAKAN 3,5MHz.

ULTRASOUND MEMBAWA DALAM BENTUK GELOMBANGLONGITUDINAL, DENGAN PARTIKEL BERGERAK SEPANJANGARAH YANG SAMASEBAGAI GELOMBANG YANG DIBAWA.

DEFINISI ULTRASOUND


116/132

GELOMBANG LONGITUDINAL MENTRANSFER ENERGIMELALUI DAERAH GERAK DARI KOMPRESI KE

RAREFAKSI DALAM GELOMBANG.

KEMAMPUAN GELOMBANG ULTRASONIKDIBAWA

MELALUI SEBUAH MEDIUM: TERMASUK SIFAT

KERAPATAN DAN ELASTISITAS YANG MENCAKUP

IMPEDANSI AKUSTIK.

DEFINISI ULTRASOUND


117/132

BERKAS ULTRASOUND YANG MASUKKEDALAMJARINGAN DENGAN BERBEDA IMPEDANSI AKUSTIK,

KECEPATAN MENYANGKUT ECHO YANG DITRERIMA

OLEH TRANSDUCER PADA WAKTU BERBEDA DAN

BERBEDA INTENSITAS.

DASAR TEORI


118/132

BUNYI ADALAH ATENUASI DALAM 1 dB/MHz/cm. KECEPATAN BUNYI DALAM JARINGAN 1540 M/det.

KECEPATAN : V = f

IMPEDANSI AKUSTIK : Z = V

KOEFISIEN ATENUASI : dB = 10 log 10(I2/Io2) INTENSITAS (I) : dB = 20 log (Ar/Ai)


119/132

SKAINNING :


120/132

1. BISTABLE: CITRA DAPAT DISPLAY DALAM KOMBINASI HITAMPUTIH. CITRA INI BESIFAT LEBIH

LENGKAP.

2. GRE SCALE IMAGING

GREY SCALE IAMGING ADALAH MERUPAKAN SUATUSTANDAR MENGGUNAKAN US. MENGUBAH DARI ANALAOH

KE DIGITAL MENTRANFER INFORMASI DARI TRANSDUCER

PEMANCAR/TRANSDUCER PENERIMA KE CRT.

SKAINNING


121/132

3. A-MODE : AMPLITUDO (A) MODE MENYATAKAN AMPLITUDO DARIINDIVIDUAL ECHO SEBAGAI FUNGSI JARAK WAKTU DARI CRT(CATHODERAY TUBE)

4. B-MODE : BREIGHTNESS (B) MODE MENDISPLAY ECHO SEBAGAIINDIVIDUAL SPOT YANG DITAMPILAN PADA LAYAR BERHUNGAN DENGANTITIK (ELEMEN GAMBAR) DARI TUBUH. PERBEDAAN AMPLITUDO DARIECHO KEMBALI DITAMPILAN BERBEDA KECERAHAN ELEMEN GAMBAR.UNTUK MENGGUNAKAN ELEMEN GAMBAR DALAM CRT DAPATDIVISUALISASIKAN.

SKANNING


122/132

5.M-MODE : MOTION(M) ADALAH MENGGUNAKAN UNTUK BENDABERGERAK DENGAN SUATU PENGGABUNGAN FUNGSI WAKTU. M-MODEMERUPAKAN BAGIAN DARI ECHOKARDIOGRAFI YANG DIGUNAKAN DALAMBENDA BERGERAK SEPERTI DALAM KEBIDANAN.

6. REAL-TIME : DINAMIKA ATAU REAL TIME, MENGUNNAKAN SIFAT GREYSCALE DARI JARINGAN DAN INTERFACE BERGERAK. KECERAHAN ELEMENGAMBAR BERGERAK DAPAT DITAMPILKAN DALAM CRT. DENGANMODIFIKASI SONOGRAFI DAPAT DIBENTUK CITRA REAL-TIME.

TRANSDUCER US


123/132

TRANSDUCER ADALAH ALAT YANG DAPAT MENGUBAH SATU BENTUKENERGI KEBENTUK YANG LAIN. UNTUK US, TRANSDUCER YANG DIKIRIMDAN DITERIMA PULSA US DAN ECHO. TRANSDUCER JUGA DAPATMENGUBAH IMPUL LISTRIK KEDALAM GELOMBANG MEKANIK ATAUSEBALIKNYA. SEBIAH PEMANCAR, DARI TRANSDUCER PIEZOELECTRICDENGAN MEMBAWA GELOMBANG MASUK DALAM TUBUH. PENERIMA,TRANSDUCER YANG MEMPUNYAI BANYAK FUNGSI TERMASU

MEMPERKUAT, KOMPENSASI, DEMODULASI DAN KOMPRESI.

TRANSDUCER


124/132

EFEK PIEZOELECTRIC :DIBUAT MANUSIA DARI ZICONATE DAN TITANATE ADALAH

DIGUNAKAN DALAM TRANSDUCER US MODERN. KRISTAL INI

MEMPUNYAI SIFAT YANG MENGUBAH STIMULUS LISTRIKK KE

GETARAN YANG MENGHASILKAN GELOMBANG BUNYI(TEKANAN)DAN SEBALIKNYA. KUALITAS YANG UNUK DARI

TRANSDUCER MEMBAWA DAN MENERIMA SINYAL US OLEH

TRANDUCER TUNGGAL.

TRANSDUCER US


125/132

PRINSIP PULSA : LISTRIK YANG DIGUNAKAN PADA KRISTALPIEZOELECTRIC MEMANCARKAN PULSA.

Gelombang yang ditransmisikan berupa echo.

Umumnya transducer mengirim pulsa-pulsa

dalam waktu 1 mikrosekon dengan

pengulangan 999 mikrosekon. Lebih banyak

waktu, us menskan mode.kelajuan pulsa

dapat dikendalikan dengan kelajuan osilasimekanik.

TRANSDUCER US


126/132

MENSELEKSI TRASDUCER: TRANSDUCER HARUS DIPILIH LEBARRENTANG YANG DAPAT DIGUNAKAN. PENGUBAH KHUSUSUNTUK SETIAP TRANSDUCER HARUS BERHATI-HATIMENENTUKAN KERJA OPTIMAL DARI SEBUAH TRNASDUCER.PENGUBAH-PENGUBAH TERMASUK FREKUENSI, BENTUKCITRA DAN TEKNOLOGI YANG DIGUNAKAN.

FREKUENSI : 210 MHz

FREKUENSI RENDAH : 23,5 MHz

FREKUENSI MENENGAH : 5 MHz.

TRANSDUCER US


127/132

TRANSDUCER FREKUENSI TINGGI : 7,5 -10 MHz TRANSDUCER MEKANIK : TERDIRI DARI BERKAS PEMANDU

DAN PULSA.

TRANSDUCER MEKANIK/ROTASI ATAU OSILASI

BERKAS US TERMASUK PAGIAN BERGERAK, TRANSDUCERMEKANIK SECARA KONTINU MEMANCARKAN GELOMBANG

US, TETAPI YANG MELEWATI DALAM JARINGAN ATAU SUATU

PORT YANG DIROTASI DIDEPAN BERKAS.

TRANSDUCER ULTRASOUND


128/132

TRANSDUCER MENGUBAH : LISTRIK KE MEKANIK

MEKANIK KE LISTRIK

TRANSDUCER MODERN : TUNGGAL TETAPI DUA FUNGSI

(PEMANCAR DAN PENERIMA).

EFEK PIEZOELECTRIC

(PRINSIP PULSA, TRANSDUCER DAPAT MENENTUKAN TINGKAT

FREKUENSI).

RESOLUSI CITRA


129/132

TRANSDUCER DAPAT MEMILIH TINGKAT RESOLUSIYANG LEBIH BAIK.

1. RESOLUSI LATERAL :KEMAPUAN UNTUK MEMBAGIKEDALAM STRUKTUR YANG LEBIH KECIL TEGAK LURUSTERHADAP BERKAS. DAPAT DILAKUKAN DENGAN OPTIMASI

FOKUS BERKAS PADA LUASAN YANG DIKEHENDAKI DENGANMENGGUNAKAN FREKUENSI TINGGI.

2. RESOLUSI AKSIAL: AKSIAL ATAU LONGITUDINAL,RESOLUSINYA KEMAMPUAN TRANSDUCER ME-


130/132

BERKAS ULTRASOUND.


131/132

PENGGUNA MEMPUNYAI PENGETAHUAN TENTANG BERKASUS AGAR SUPAYA AMAN DAN EFISIEN MENGAPLIKASIKAN US

DIAGNOSTIK.

INFORMASI YANG DIINGINKAN:

RAMBATAN GELOMBANG, FREKUENSI, POWER/INTENSITAS,FOKUS DAN PRINSIP PULSA.

BAGAIMANA KERJA ULTRSOUND


132/132

UNTUK DAPAT MENGERTI TENTANG BERKAS INTERAKSIDENGAN JARINGAN ADALAH SANGAT PENTING UNTUKMENGETAHUI FORMASI CITRA.

INTERAKSI DENGAN BENDA: ECHO YANG DITERIMA SEBAGAIBERKAS INTERAKSI DENGAN JARINGAN YANG DITRANSVER.YANG TERPENTING UNTUK DIKETAHUI HARGA UNTUK DIPAKAIDALAM KOMPUTASI DAN FORMASI CITRA.

IMPEDANSI AKUSTIK

PENGUBAH KECEPATAN.

Documents

Akustik(Acoustics) 1