Mengenal Transformator Audio

Transformator audio dapat:

Menaikkan (meningkatkan) atau menurunkan (menurunkan) tegangan sinyal.
Menambah atau mengurangi impedansi suatu rangkaian.
Mengubah sirkuit dari tidak seimbang menjadi seimbang dan sebaliknya.
Blokir arus DC di sirkuit sambil membiarkan arus AC mengalir.
Isolasi satu perangkat audio dari yang lain secara elektrik.

Sementara transformer berguna dalam aplikasi lain, makalah ini hanya membahas penggunaan audio.

Apa itu transformator?

Trafo adalah perangkat listrik yang memungkinkan sinyal input AC (seperti audio) untuk menghasilkan sinyal output AC terkait tanpa input dan output terhubung secara fisik. Ini dicapai dengan memiliki dua (atau lebih) gulungan kawat berinsulasi yang dililitkan di sekitar inti logam magnetik.

Gulungan kawat ini disebut belitan. Ketika sinyal AC melewati belitan input (primer), sinyal AC terkait muncul di belitan keluaran (sekunder) melalui fenomena yang disebut kopling induktif.

Dengan mengubah jumlah lilitan kawat di setiap belitan, transformator dapat diproduksi dengan berbagai rasio impedansi. Rasio antara impedansi input dan output memberikan keuntungan atau kerugian dari tingkat sinyal sinyal melewati transformator.

Transformator bersifat dua arah sehingga belitan masukan dapat menjadi belitan keluaran dan keluaran dapat menjadi masukan. Karena sifat dua arah transformator, ia dapat memberikan penguatan pada level sinyal saat digunakan dalam satu arah atau kerugian saat digunakan secara terbalik.

Transformer dapat diproduksi dengan beberapa belitan primer atau sekunder. Belitan juga dapat memiliki banyak koneksi atau "keran". Beberapa tap menawarkan impedansi yang berbeda bersama dengan keuntungan/kerugian yang berbeda.

Gambar sebuah transformator

Simbol transformator

Transformator multiple winding

Transformator multiple tap

Jenis transformator audio apa yang ada?

Ada dua tipe dasar transformator audio dengan masing-masing memiliki banyak fungsi:

Transformator step-up / step-down

Kompatibilitas atau pencocokan level sinyal

Kompatibilitas atau pencocokan impedansi

Unity 1:1 transformer

Pemblokiran DC

Pemblokiran Interferensi Frekuensi Radio (RFI).

Pengangkatan tanah dan isolasi perangkat

Transformator step-up / step-down

Pada transformator step-up / step-down, primer dan sekunder memiliki jumlah belitan yang berbeda, sehingga memiliki impedansi yang berbeda. Impedansi yang berbeda menyebabkan level sinyal berubah saat melewati transformator. Jika sekunder memiliki impedansi yang lebih tinggi (lebih banyak belitan) daripada primer, level sinyal pada sekunder akan menjadi tegangan yang lebih tinggi daripada primer.

Trafo dengan banyak ketukan menyediakan akses ke banyak impedansi dan ke keuntungan atau kerugian sinyal yang berbeda. Banyak mikrofon memiliki trafo step up pada keluarannya. Misalnya, di dalam setiap mikrofon SM57 dan SM58 terdapat trafo yang meningkatkan level sinyal dan impedansi sebelum keluar dari mikrofon.

Transformator kesatuan 1:1

Sering disebut trafo isolasi, ia memiliki jumlah lilitan yang sama pada setiap kumparan. Karena impedansinya identik untuk primer dan sekunder, level sinyal tidak berubah. Transformator kesatuan memungkinkan sinyal audio melewati tanpa modifikasi dari primer ke sekunder sambil memblokir tegangan DC dan interferensi frekuensi radio (RFI). Juga, karena primer dan sekunder diisolasi satu sama lain, transformator kesatuan secara elektrik akan mengisolasi peralatan yang berbeda. Ini dapat memecahkan masalah dengungan dengan mengisolasi ("mengangkat") dasar perangkat yang berbeda.

Aplikasi transformator kesatuan lainnya termasuk menyediakan banyak keluaran dari input mikrofon tunggal dengan menggunakan beberapa belitan sekunder, dan mengubah sinyal seimbang menjadi sinyal tidak seimbang atau sebaliknya.

Apa batasan transformator audio?

Keterbatasan pertama adalah respon frekuensi. Secara desain, transformator audio hanya melewatkan sinyal audio. Oleh karena itu, trafo audio akan mengurangi atau memblokir sinyal yang berada di bawah atau di atas rentang audio 20 - 20.000 Hz. Ini bisa menjadi batasan atau manfaat tergantung pada situasinya.

Keterbatasan kedua adalah transformator audio memiliki level input maksimum yang tidak dapat dilampaui tanpa menyebabkan sinyal terdistorsi.

Ketika level maksimum terlampaui, trafo dikatakan "jenuh", yaitu tidak dapat menahan sinyal lagi. Keterbatasan ketiga adalah bahwa transformator audio tidak dapat meningkatkan sinyal lebih dari 25 dB bila digunakan di sirkuit audio biasa.

Karena keterbatasan ini, trafo audio biasanya tidak dapat menggantikan preamp mikrofon. Jika diperlukan penguatan lebih dari 25 dB, preamplifier aktif harus digunakan sebagai pengganti trafo.

Apa perbedaan antara trafo mahal dan trafo murah?

Sebagian besar perbedaan melibatkan keterbatasan yang disebutkan di atas. Misalnya, transformator yang mahal akan memiliki respons frekuensi yang lebih datar dan lebih luas. Seringkali, sinyal input yang lebih panas dapat dimasukkan melalui trafo yang mahal tanpa menjenuhkannya.

Trafo mahal juga terlindungi dengan lebih baik. Perisai mengurangi dengungan dan interferensi dari sumber luar seperti catu daya. Perisai tidak hanya mencegah sinyal yang tidak diinginkan keluar dari trafo, tetapi juga menjaga sinyal yang diinginkan di dalam trafo. Banyak trafo murah tidak memiliki pelindung sementara trafo mahal mungkin memiliki banyak pelindung.

Lakukan dan Jangan Lakukan Audio Transformers

Gunakan transformator untuk mencocokkan impedansi.

Gunakan transformator untuk menambah atau mengurangi level sinyal hingga 25 dB.

Gunakan trafo 1:1 untuk mengisolasi komponen bermasalah dalam rantai audio.

Jangan gunakan trafo untuk menaikkan level sinyal lebih dari 25 dB.

LAMPIRAN: Persamaan Penting

Jumlah putaran kawat di setiap kumparan terkait dengan Rasio Putaran :. Impedansi yang ditentukan dari transformator adalah impedansi rangkaian terbuka, yaitu dengan tidak ada yang terhubung ke primer atau sekunder transformator. Ketika mikrofon dihubungkan ke trafo, sekunder akan mencerminkan impedansi mikrofon, dimodifikasi oleh kuadrat rasio putaran.