고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취

부품 및 재료

헤드폰 선택이 중요합니다: 데시벨 감도 등급이 높을수록 미약한 신호를 더 잘 포착합니다. 좋은 오디오 매장에서 여러 모델을 테스트해 가장 낮은 볼륨에서도 또렷한 소리가 나는 제품을 고르세요.

고급 헤드폰이 성능을 높이지만, 구형 Radio Shack "Realistic" 모델 같은 평범한 제품도 대부분 실험에 충분합니다.

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 8: "DC Metering Circuits" (직류 계측 회로)

Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Chapter 9: "Transformers" (트랜스포머)

Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Chapter 12: "AC Metering Circuits" (교류 계측 회로)

고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취

고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취

직류 실험 장의 "민감한 전압 검출기" 제작 단계를 따르세요. 이미 만들었다면 초기 설정은 건너뛰세요.

대부분 헤드폰은 3극 플러그인 스테레오입니다. 그중 두 극에 연결하세요. 2극 플러그인 모노 헤드폰이라면 그대로 쓰면 됩니다.

두 헤드폰 드라이버를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니다. 미약한 신호에는 직렬 연결이 더 큰 소리를 내주는 것으로 확인되었습니다:

고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취

모든 연결을 단단히 납땜하세요. 느슨한 접점은 원치 않는 노이즈를 만듭니다. 트랜스포머 1차 권선 양단의 두 다이오드와 직렬 1kΩ 저항은 입력 전압을 약 0.7V로 클리핑합니다. 이는 헤드폰 출력을 제한하고 우발적 고전압 노출로부터 보호합니다.

바인딩 포스트는 검출기를 인클로저에 장착한 후 바나나 타입 테스트 프로브를 위한 안전한 연결점을 제공합니다. 표준 멀티미터 프로브나 악어 클립 리드로 신뢰성 있게 연결하세요.

이 검출기는 브리지 회로 평형, 널-밸런스 전압계 설정, 오디오 대역 극미량 AC 신호 청취에 이상적입니다.

오실로스코프의 대안으로, 회로 동작을 다른 감각(청각)으로 인지할 수 있게 해줍니다.

1V 이상 전압을 측정할 때는 전압 분배기로 검출기 감도를 감쇠시키세요. 분배기를 회로 앞단에 삽입하세요:

고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취

미지 신호에 대해 100kΩ 전위차계를 중간쯤으로 설정하세요. 오디오 출력이 너무 크지도 작지도 않게 위아래로 조정하세요.

이 검출기는 DC와 RF 신호도 감지합니다. 테스트 리드가 소스에 접촉하거나 분리될 때마다 희미한 "클릭" 소리가 들립니다. 저가 헤드폰으로도 0.1µA 미만 DC 전류와 2MHz까지의 RF 신호가 검출된 바 있습니다.

인상적인 시연: 최대 감도에서 테스트 리드 끝을 혀끝에 대세요. 금속-전해질 접촉에서 발생하는 갈바닉 전압이 리드가 젖은 피부에 닿을 때마다 부드러운 클릭 소리를 냅니다.

헤드폰 플러그를 빼고 혀끝을 대도 클릭이 들리지만 진폭은 더 낮습니다. 헤드폰 스피커는 저임피던스 장치라 큰 음향 출력을 위해 저전압·대전류가 필요합니다.

임피던스(Z)는 교류에 대한 반대 척도이고, 저항(R)은 직류에 대한 반대 척도입니다. 둘 다 옴(Ω) 단위입니다. 대부분의 미소 신호 소스는 내부 임피던스가 헤드폰 일반적인 8Ω보다 훨씬 높아 전류 공급이 제한됩니다.

트랜스포머로 헤드폰 임피던스를 소스 임피던스에 매칭하면, 최대 전력 전달 정리에 따라 최적의 음향 출력을 얻습니다. 트랜스포머는 회로가 열릴 때 유도 킥백을 발생시켜 미세한 DC 신호를 헤드폰용으로 효과적으로 증폭합니다.

장기 사용을 위해 고정 테스트 리드를 갖춘 영구 인클로저에 검출기를 제작하세요.

고감도 오디오 검출기: 초미약 전기 신호 청취