Detektor Audio Sensitivitas Tinggi untuk Sinyal Listrik Sangat Rendah
Bagian dan Bahan
- Headphone tutup dengan rating sensitivitas tinggi (dB)
- Jack headphone female (misalnya, katalog Radio Shack #274-312 atau setara)
- Trafo step-down kecil (120 V → 6 V); gunakan gulungan sekunder 6 V
- Dua dioda rectifier 1N4001
- Resistor 1 kΩ
- Potensiometer 100 kΩ (audio-taper opsional; linier juga baik)
- Dua banana-jack binding posts (atau serupa) untuk rangkaian potensiometer
- Kotak pelindung plastik atau logam untuk memasang komponen
Memilih headphone sangat krusial: semakin tinggi rating sensitivitas dalam desibel, semakin baik detektor akan menangkap sinyal lembut. Uji beberapa model di toko audio berkualitas dan dengarkan volume terendah yang masih menghasilkan suara jernih.
Sementara headphone premium dapat meningkatkan performa, pasangan sederhana—seperti model “Realistic” Radio Shack lama—telah terbukti cukup untuk sebagian besar eksperimen.
Literatur Terkait
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, bab 8: “Rangkaian Metering DC”
Lessons In Electric Circuits, Volume 2, bab 9: “Trafo”
Lessons In Electric Circuits, Volume 2, bab 12: “Rangkaian Metering AC”
Tujuan Pembelajaran
- Menguasai teknik solder dasar
- Memahami penggunaan trafo untuk pencocokan impedansi
- Mendeteksi sinyal listrik yang sangat kecil
- Menggunakan dioda untuk memotong tegangan pada tingkat maksimum
Diagram Skematik
Ilustrasi
Instruksi
Ikuti langkah konstruksi “Detektor Tegangan Sensitif” yang dijelaskan dalam bab eksperimen DC. Jika Anda sudah membangun detektor itu, Anda dapat melewati pengaturan awal.
Sebagian besar headphone adalah unit stereo dengan plug tiga kontak. Hubungkan ke dua dari kontak tersebut; jika Anda memiliki pasangan mono dengan plug dua kontak, gunakan itu.
Anda dapat merangkai dua driver headphone secara seri atau paralel. Rangkaian serial ternyata memberikan respons yang paling keras untuk sinyal kecil:
Solder semua koneksi secara kokoh—kontak longgar menambahkan kebisingan yang tidak diinginkan. Dua dioda di seluruh gulungan primer trafo, bersama dengan resistor 1 kΩ yang terhubung seri, memotong tegangan input menjadi sekitar 0,7 V. Ini membatasi output headphone dan melindungi dari paparan tegangan tinggi yang tidak sengaja.
Binding posts memberikan titik yang aman untuk probe tes berbentuk banana setelah detektor dipasang di kotak. Gunakan probe multimeter standar atau kawat krokodil untuk koneksi yang andal.
Detektor ideal untuk menyeimbangkan rangkaian jembatan, pengaturan voltmeter null-balance, dan untuk mendengar sinyal AC amplitudo sangat rendah dalam rentang audio.
Ia menawarkan alternatif yang berharga terhadap osiloskop, memungkinkan persepsi sensorik yang berbeda terhadap perilaku rangkaian.
Saat mengukur tegangan di atas 1 V, kurangi sensitivitas detektor dengan pembagi tegangan. Sisipkan pembagi di depan rangkaian:
Atur potensiometer 100 kΩ ke sekitar setengah range untuk sinyal tidak diketahui. Sesuaikan naik atau turun sampai output audio tidak terlalu keras atau terlalu lemah.
Detektor dapat merasakan sinyal DC dan RF. Klik lembut terdengar setiap kali kabel tes menyentuh atau melepas dari sumber. Dengan headphone murah, arus DC di bawah 0,1 µA dan sinyal RF hingga 2 MHz telah terdeteksi.
Demonstrasi yang menarik adalah menyentuh kabel tes ke ujung lidah Anda dengan sensitivitas maksimum. Tegangan galvanik dari kontak logam-elektrolit menghasilkan suara klik lembut setiap kali kabel menyentuh kulit basah.
Menghilangkan plug headphone dan menyentuh ujung lidah masih menghasilkan klik, namun dengan amplitudo lebih rendah. Speaker headphone adalah perangkat impedansi rendah; mereka membutuhkan tegangan rendah dan arus tinggi untuk daya suara yang signifikan.
Impedansi (Z) mengukur perlawanan terhadap AC, sementara resistensi (R) mengukur perlawanan terhadap DC. Keduanya diekspresikan dalam ohm (Ω). Sebagian besar sumber sinyal kecil memiliki impedansi internal yang jauh lebih tinggi dari 8 Ω khas headphone, membatasi pengiriman arus.
Dengan mencocokkan impedansi headphone dengan impedansi sumber menggunakan trafo, Teorema Transfer Daya Maksimal memastikan output suara optimal. Trafo juga menghasilkan indusi kembali ketika rangkaian dibuka, secara efektif memperkuat sinyal DC kecil untuk headphone.
Untuk penggunaan jangka panjang, bangun detektor dalam kotak permanen dengan kabel tes lead tetap.
Lembar Kerja Terkait
- Proyek Desain: Lembar Kerja Detektor Audio Sensitif
- Lembar Kerja Pencocokan Impedansi dengan Trafo
