'GHOST' BC-3028: PESAWAT PENERIMA RADIO SUPER-HETERODIN GELOMBANG PENDEK

 

Bram Palgunadi

ada proyek experimen kali ini, kita akan membuat suatu pesawat penerima radio super-heterodin, yang disainnya relatif sangat sederhana, dan bisa dikategorikan sebagai 'disain dasar' (basic design) dari suatu pesawat penerima radio jenis super-heterodin. Proyek experimen ini, secara sengaja memang dirancang supaya pembuatnya, atau pelaku experimennya, bisa merasakan sendiri bagaimana proses pembuatan suatu pesawat penerima radio jenis super-heterodin, seperti pada saat-saat awal ditemukan dan dikembangkan dulu. Bahkan, ia dapat pula merasakan sendiri bagaimana membuat sejumlah komponen yang akan digunakan. Jadi, ia tak sekedar 'menjadi tukang pasang komponen' semata, tetapi benar-benar bisa merasakan, bagaimana rasanya membuat sendiri sejumlah komponen yang hendak digunakan.

Meskipun rangkaian sistem penerima radio super-heterodin ini dikatakan 'sederhana', tetapi jelas jauh lebih rumit, jika dibandingkan dengan rangkaian elektronika yang diterapkan pada berbagai pesawat penerima radio generasi sebelumnya; misalnya: pesawat penerima radio kristal (crystal radio set), pesawat penerima radio 'straight' (straight radio receiver), pesawat penerima radio regeneratif (regenerative radio receiver), atau pesawat penerima radio konversi langsung (direct conversion receiver). Dalam hal ini, pengertian 'sederhana' yang dimaksud di atas, adalah dibandingkan dengan berbagai pesawat penerima radio super-heterodin sejenis; bukan dibandingkan terhadap berbagai jenis pesawat penerima radio generasi sebelumnya.

Di luar semua hal yang dibahas di atas, proses pembuatan pesawat penerima radio ini (jika seseorang melakukannya), akan merupakan media yang sangat baik untuk belajar memahami, bagaimana suatu sistem penerima radio pada tingkat yang sangat awal berfungsi, dan kemudian dikembangkan. Sistem yang diterapkan pada pesawat penerima radio ini, memang sangat memungkinkan hal itu bisa diamati secara langsung, tanpa memerlukan alat bantu alat ukur; kecuali AVO-meter.

Menjelajah ke masa lalu

Sebelum mulai membuat pesawat penerima radio ini, ada baiknya juga, kita sedikit menilik kembali sejarah masa lalu, yakni tentang pesawat penerima radio super-heterodin merk 'Regency', tipe TR-1, yang pertama kali menggunakan komponen semi-konduktor transistor. 

Sebuah artikel yang ditulis oleh Suzanne Deffree, berjudul “TI announces 1st transistor radio, October 18, 1954”, pada situs media sosial EDN, mengisahkan proses peluncuran produk pesawat penerima radio merk ‘Regency’ tipe TR-1 yang dilaksanakan oleh perusahaan Texas Instrument (TI).

… Texas Instruments announced plans for the Regency TR-1, the first transistor radio to be commercially sold, on October 18, 1954.

The move was a major one in tech history that would help propel transistors into mainstream use and also give new definition to portable electronics.

TI was producing germanium transistors at the time, but the market had been slow to respond, comfortable with vacuum tubes. However, the use of transistors instead of vacuum tubes as the amplifier elements meant that the device was much smaller, required less power to operate, and was more shock-resistant. Transistor use also allowed “instant-on” operation because there were no filaments to heat up.

As for mobility, the typical portable tube radio of the 1950s was about the size and weight of a lunchbox, and was powered by several heavy, non-rechargeable batteries. A transistor radio could fit in a pocket, weighed half a pound, and was powered by a single compact 9V battery.

With these factors in mind, TI’s executive vice president Pat Haggerty “decided that the electronics industry needed a transistor wake-up call and that a small radio would provide it,” according to TI’s Web site.

Haggerty decided TI would develop the transistor radio business and the company’s semiconductor products division took on the challenge of developing a method for mass-producing germanium transistors.

In the spring of 1954 and with a prototype in hand, TI searched out an established radio manufacturer to develop and market a radio using its transistors. TI soon partnered with the Regency Division of Industrial Development Engineering Associates (IDEA). The “transistor radio apparatus” was patented by IDEA’s Richard Koch in 1955. ...

Prototype transistor radios built prior to the TR-1 required manually selecting and matching electrical components to make them work, which in turn created a prohibitive cost per unit for large-scale production. Koch designed a feedback circuit that accommodated the tolerance of production-run components and let them be soldered directly into the boards without manual selection.

The new transistor radio would be introduced in New York and Los Angeles by mid-October to take advantage of holiday sales. The 5×3×1¼-inch radio used four TI transistors and a TI subminiature output transformer, according to a TI press release issued on October 18, 1954.

When it went on sale on November 1, the Regency TR-1 cost $49.95. Although its price was high in terms of 1950s dollars, nearly 100,000 of the pocket radios were sold in a year.

The transistor radio remains one of the most popular communications devices. Some estimates suggest that there are more than seven billion transistor radios in existence. It was the start of a portable audio trend that would include the boombox, the Walkman, CD players, the iPod and other MP3 players, and now smartphones. … [1]

Kisah lainnya, ditulis oleh Bill Buxton, dalam sebuah artikel, yang berjudul "Regency TR-1 Transistor Radio", pada suatu situs yang berjudul Chicago Design Stories: Mid Century Industrial Design.

...  First released in October 1954, the Regency TR-1 was the first transistor radio commercially available. In some ways, it was the result of a solution in search of a problem. While the history of the solid-state transistor began around the early 1900s, the first demonstration of a working transistor is generally agreed to have taken place at Bell Labs in December 1947. However, it was not until 1950, with William Shockley’s development of the bipolar Junction transistor, that transistorized devices became generally practical. The challenge then became one of finding products that could really benefit from the technology. Since miniaturization was a key benefit, it should not be a surprise that the first transistorized product available in the United States was a hearing aid, released by Sonotone in 1952. While hearing aids were a very appropriate application for the technology, they were not a mass market product. Texas Instruments was one of the companies licensed by Bell to produce transistors. Naturally, it wanted to find such a product— a “killer app” in today’s terminology—something that could show transistors off to great advantage and thereby help rapidly build up demand.

The portable transistor radio was the killer app Texas Instruments landed upon. The manufacturer Texas Instruments chose to work with was Industrial Development Engineering Associates of Indianapolis, Indiana, through its Regency Division. The four transistor TR-1 was the result.

The TR-1 was designed by the Chicago partnership of, Painter, Teague and Petertil. David Painter, Victor Petertil, and Jim Teague (no relation to Walter Dorwin Teague) had worked together as employees of the Chicago design firm of Barnes & Reinecke, where Painter had been vice president of design. They had struck out on their own, and the TR-1 was an early, and probably their best-known, project.

The TR-1 is now a collector’s item. It was a well-made device—mine still works, which is more than I can say for a large number of my other devices that are more recent and retailed for far more money. (The original cost of the TR-1 was $49.95) For me, its historical interest is greatly enhanced by the more recent devices that have evolved from its design. For example, Sony’s 1957 TR-63 can be seen as a reimagining of the TR-1 (just as Dieter Rams’ 1958 Braun T3 transistor radio followed the same basic form) however, with the design simplified, much of the decoration being removed, and the tuning dial moved to the center, rather than being offset to the side. Continuing the evolutionary design path, the T3 was a strong influence on the overall design of the original 2001 Apple iPod, as is frequently mentioned (see The Roots of the iPod Classic’s Design Language). 

Just as a study of the development of the transistor illustrates, the evolution of portable music players (as evidenced by the TR-63 – TR-1 – T3 – iPod chain) suggests that innovation is far more a process of evolution than pure out-of-the-blue invention by some genius. The cumulative history encompassed in this story reinforces that the success of any one part—technology, design, or business—was dependent on the evolution of an eco-system of mutually dependent aspects, and that success all around came as much from classical scholarship concerning the past as it did insightful visions of the future. 

Perhaps one of the greatest benefits of this collection is to provide the means to reiterate this too seldom told, and much less understood, story. ... [2]

Pesawat penerima radio 'Regency' tipe TR-1 yang dibahas di atas, juga merupakan pesawat penerima radio pertama di dunia, yang menerapkan proses miniaturisasi komponen, sehingga dimensi fisiknya menjadi jauh lebih kecil.

Gambar 1.  Ini, adalah penampilan pesawat penerima radio brodkas, merk Regency, tipe TR-1, buatan Amerika, yang merupakan pesawat penerima radio pertama di dunia, yang menggunakan komponen semi-konduktor transistor, dan menerapkan miniaturisasi komponen. Dipasarkan mulai tahun 1954, menjelang libur Natal. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Sedangkan kita, selepas mencermati berbagai fenomena itu, lalu timbul gagas (idea), untuk menjelajahi waktu ke masa lalu, dan 'berusaha merasakan kembali', seperti apa pesawat penerima radio jenis super-heterodin, pada masa awal, saat ditemukan, dan saat dikembangkan. Ini artinya, kita akan berjalan-jalan menjelajahi waktu pada sekitar tahun 1920 - 1930-an. Dan, berdasar sejumlah inspirasi itu, lalu timbul gagas (ide), yaitu bagaimana jika berusaha membuat suatu pesawat penerima radio, yang jika berhasil dibangun, akan membawa kita seakan-akan seperti kembali ke masa-masa pada sekitar tahun 1920 - 1930-an, yakni pada masa pesawat penerima radio jenis super-heterodin pertama kali ditemukan dan dikembangkan orang. Meskipun demikian, kita tak akan menggunakan komponen 'tabung hampa' (vacum tube), melainkan akan membangunnya menggunakan komponen semi-konduktor transistor generik, buatan masa sekarang.

Ini semua, dilakukan dalam rangka hendak melakukan  suatu pendekatan, bagaimana manusia dengan seluruh kemampuan, keunggulan, kecerdikan, kepintaran, kecerdasan, dan juga kelemahannya; bahkan, juga dengan berbagai kekurangannya; hendak dihargai dan difasilitasi sedemikian rupa, sehingga ia bisa ‘memainkan dan menikmati perannya, sebagai layaknya manusia’. Dalam hal ini, manusia lantas bisa menggunakan semua panca-inderanya, serta segala kemampuan jari-jari tangannya. Misalnya, untuk merasakan kembali, bagaimana rasanya memutar tombol, merasakan sensasinya saat mendengar suara derau yang semakin meningkat levelnya, menyesuaikan diri, dengan kehangatan suasana yang terbentuk, melihat reaksi orang di sekitarnya, melihat pula reaksi dirinya, saat terjadi suatu perubahan. Dan, yang pasti, jika seluruh lingkung sekitarnya bisa dibuat juga ‘retro’ ke tahun 1920 – 1930-an; maka dia lalu bisa seakan-akan telah melakukan perjalanan menjelajah waktu (time traveling) kembali ke masa itu. Merasakan suasananya, merasakan makanannya, merasakan minumannya, merasakan baunya, merasakan lingkung sekelilingnya, serta merasakan segalanya yang dulu pernah terjadi, dan menjadi bagian dari kehidupan manusia pada masa lalu. Sedangkan dirinya, merupakan manusia masa kini, dan bukan merupakan bagian dari masa lalu itu. Begitulah konsepnya.

Gambar 2.  Rangkaian elektronika yang diperlihatkan pada dua gambar di atas ini, merupakan gambar rangkaian elektronika pesawat penerima radio merk Regency, tipe TR-1. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Berbagai pesawat penerima radio yang ditemukan dan dikembangkan pada tahap awal perkembangan teknologi radio, adalah pesawat penerima radio kristal (crystal radio receiver set). Dulu, pesawat penerima radio jenis ini, menggunakan batuan mineral kristal Galena, sebagai 'detektor' gelombang radionya, dan pertama kali ditemukan pada sekitar tahun 1906. Rangkaiannya, amat sangat sederhana. Secara umum, rangkaiannya biasanya hanya terdiri atas rangkaian resonator frekuensi radio yang bisa ditala, detektor dioda, dan hedpon berimpedansi tinggi. Pesawat penerima radio kristal, sama sekali tak memerlukan catu daya listrik untuk mengoperasikannya. Proses penerimaan pancaran sinyal radionya, amat sangat bergantung kepada sistem antena yang digunakan. Secara umum, semakin bagus unjuk-kerja sistem antenanya, akan semakin bagus pula penerimaan pancaran sinyal radionya.

Gambar 3.  Di atas ini, diperlihatkan contoh rangkaian elektronika suatu pesawat penerima radio kristal, yang bekerja pada wilayah ban radio gelombang tengah (medium wave, MW), yakni pada wilayah frekuensi 540 - 1600 kHz. Tetapi, pesawat penerima radio kristal semacam ini, jika dikehendaki, juga bisa dibuat untuk bekerja pada wilayah ban radio gelombang pendek (short wave, SW). (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Pada masa awal perkembangannya, berbagai pesawat penerima radio kristal, lebih banyak tak dilengkapi dengan kemasan yang bisa ditutup. Lazimnya, kemasannya setengah terbuka, dan nyaris seluruh komponennya bisa dilihat secara langsung. Tetapi, pada perkembangan selanjutnya, lalu ada upaya untuk melengkapi kemasannya dengan penutup, yang sekaligus dimaksudkan sebagai pelindung. Masa-masa ini, berlangsung cukup lama, paling tidak sejak dari ditemukan teknologinya, sampai ditemukannya tabung hampa (vacum tube), jenis trioda, yang boleh dikatakan mengubah banyak hal dalam bidang elektronika. 

Pada masa awal itu, semua pesawat penerima radio kristal, bekerja pada wilayah frekuensi rendah. Yaitu, di bawah frekuensi 1,5 MHz. Bahkan kebanyakan bekerja pada wilayah frekuensi yang sangat rendah, yakni di bawah frekuensi 200 kHz. Penyebabnya, pada masa itu, berkembang pemahaman, yang entah dari mana asalnya, dan tidak pula diketahui secara pasti siapa yang awalnya menyatakannya. Yaitu, bahwa jika hendak mencapai jarak jangkau komunikasi yang jauh, maka sebaiknya hal itu harus dilakukan pada wilayah frekuensi yang rendah. Pendapat ini, pada masa itu diyakini dan dipercaya oleh banyak ilmuwan, enjiner, dan teknisi. Berdasar pendapat ini pula, kemudian berkembang suatu wilayah frekuensi rendah, yang kemudian digunakan untuk keperluan siaran brodkas. Wilayah frekuensi rendah ini, lebih dikenal sebagai wilayah radio gelombang panjang (long wave, LW); yang sampai sekarang sekalipun, masih cukup banyak yang menggunakannya untuk melakukan programa siaran brodkas. Terutama, di wilayah Eropa Barat, serta Eropa Timur. 

Pendapat itu, kemudian baru dibuktikan salah, ketika sejumlah anggota amatir radio Amerika, dan staf ARRL (American Radio Relay League, Organisasi Amatir Radio Amerika), melakukan suatu experimen komunikasi radio, yang dilaksanakan di sekitar wilayah frekuensi 3,0 MHz, atau pada sekitar wilayah radio gelombang 100 meter. Hasilnya, mereka ternyata bisa melakukan komunikasi radio jarak jauh, bahkan dengan daya pancar yang relatif rendah (kecil) saja. Keberhasilan experimen itu, seketika mengejutkan  berbagai kalangan, dan secara tiba-tiba terjadilah fenomena 'exodus', yaitu perpindahan besar-besaran berbagai frekuensi kerja stasiun pemancar radio brodkas, yang semula bekerja di sekitar wilayah radio gelombang panjang (long wave, LW), berpindah ke wilayah radio gelombang pendek (short wave, SW), di sekitar gelombang 100 meter. Wilayah radio di sekitar gelombang 100 meter ini, kemudian menjadi sangat terkenal, bahkan juga di Indonesia. Sebagian besar anggota amatir radio Indonesia, kebanyakan juga berasal, atau setidak-tidaknya pernah bekerja pada wilayah ban radio gelombang 100 meter itu, sebagai operator stasiun pemancar radio gelap (pirate radio station), sebelum akhirnya menjadi anggota 'organisasi amatir radio Indonesia' (ORARI).

Gambar 4.  Sejumlah pesawat penerima radio kristal pada contoh di atas, akhirnya dilengkapi dengan penutup, yang bisa dikunci, sehingga saat pesawat penerima radio kristal itu sedang tidak digunakan, seluruh komponennya bisa dilindungi, tidak mudah terganggu, dan tidak mudah rusak. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Pada perkembangan selanjutnya, karena adanya penemuan tabung hampa (vacum tube), yang awalnya berupa tabung jenis trioda, maka upaya untuk melakukan penguatan level suara (audio), lalu bisa dilakukan. Pesawat penerima radio kristal, selama bertahun-tahun sejak ditemukan dan dikembangkan, mutu penerimaan pancaran sinyal radionya, sangat bergantung kepada sistem antena yang digunakan. Tetapi, pada saat tabung hampa sudah ditemukan dan diproduksi, maka terbuka kemungkinan untuk memperkuat level sinyal audio yang dihasilkan. Dan hal ini  segera dilakukan orang. Tak lama kemudian,  juga dikembangkan rangkaian penguat level sinyal frekuensi tinggi (frekuensi radio); sehingga pesawat penerima radio kristal yang sangat sederhana itu, lalu berkembang menjadi pesawat penerima radio langsung, yang dilengkapi dengan sejumlah rangkaian penguat level sinyal frekuensi tinggi. Pesawat penerima radio jenis baru ini, lazim disebut 'pesawat penerima radio langsung' (straight radio receiver); yang pada masa sekarang, lebih dikenal dengan sebutan 'pesawat penerima radio yang ditala dan dideteksi langsung pada frekuensi radionya' (tuned radio frequency, TRF; TRF radio receiver). Upaya untuk melakukan penguatan level sinyal frekuensi tinggi (frekuensi radio) secara extrim, dilakukan pada sekitar tahun 1925 - 1927; yakni dengan dihasilkannya sejumlah pesawat penerima radio jenis 'straight', yang menggunakan beberapa tingkat rangkaian penguat level sinyal frekuensi radio, yang bahkan setiap tingkatnya, rangkaian resonator frekuensi radionya bisa ditala secara terpisah. Hal ini, dimaksudkan guna menaikkan tak hanya soal sensitifitasnya semata, tetapi juga faktor selektifitasnya. Pendekatan ini, bisa dikatakan cukup extrim.

Gambar 5.  Rangkaian elektronika pada berbagai pesawat penerima radio jenis 'straight', jelas menampilkan kerumitan yang luar biasa. Tetapi, jika dicermati, kerumitan itu sebenarnya hanya merupakan perulangan rangkaian, yang bisa dikatakan nyaris serupa, dan bahkan sama sekali tak berbeda. Semua penguatan level sinyal, diupayakan berada di wilayah frekuensi radio. Selain itu, rangkaian resonator frekuensi radionya, selalu diupayakan bisa ditala, entah ditala secara sendiri-sendiri, sehingga digunakan satu kapasitor variabel untuk setiap rangkaian resonator frekuensi radio; atau, ditala dengan cara diintegrasikan, sehingga proses penalaannya hanya memerlukan satu tombol pemutar. Cara penalaan rangkaian resonator frekuensi radio seperti ini, diharapkan menghasilkan derajat selektifitas yang cukup baik, selain juga menaikkan derajat kepekaan penerimaan pancaran sinyal radio. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Masa jaya pesawat penerima radio jenis 'straight' yang dimulai sejak sekitar tahun 1925 - 1927-an itu, membuat orang sadar, bahwa proses penguatan level sinyal yang dilakukan menggunakan rangkaian resonator frekuensi radio yang bisa ditala, akan menghasilkan derajat selektifitas yang cukup baik; serta menghasilkan derajat kepekaan (sensitiftas), yang cukup tinggi. Tetapi, penerapan derajat penguatan (gain) yang relatif tinggi itu, juga memunculkan masalah baru yang sangat serius, yaitu terjadinya fenomena osilasi parasitik, yang membuat unjuk-kerja pesawat penerima radio 'straight' itu berubah menjadi memburuk. Untuk mengatasi terjadinya fenomena osilasi parasitik itu, digunakanlah lempeng-lempeng perisai Faraday, sebagai sekat penghalang medan elektro-magnetis.

Gambar 6.  Penampilan pesawat penerima radio jenis 'straight' memang berkesan rumit, banyak tombol pemutar yang harus diatur. Semua ini, dilakukan dalam rangka menghasilkan derajat selektifitas dan derajat kepekaan yang baik. Meskipun demikian, salah satu masalah yang kemudian timbul, adalah terjadinya fenomena osilasi parasitik, sebagai akibat terjadinya proses umpan-balik yang tak terkendali. Akibatnya, lalu diperlukan upaya khusus, yaitu pemasangan perisai-perisai pelindung dan penyekat medan elektro-magnetis, yang jika tidak bisa dikendalikan, akan menghasilkan fenomena osilasi parasitik. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Menaikkan derajat penguatan level sinyal frekuensi radio secara extrim, secara langsung berdampak pada diperlukannya perlindungan extra, tak hanya pada rangkaian-rangkaian resonator saja, tetapi juga pada rangkaian elektronikanya. Pemahaman tentang fungsi perisai dan pelindung Faraday, pada masa awal itu masih belum dalam benar. Tetapi, sekurang-kurangnya sudah ada pemahaman tentang perlunya penggunaan sekat-sekat perisai elektro-magnetis. Upaya ini, amat sangat berbeda dengan pendekatan sebelumnya, yang cenderung membuat rangkaian elektronika dan rangkaian resonator frekuensi radio dibiarkan dalam kondisi terbuka.

Gambar 7.  Perhatikan, bagaimana upaya untuk melakukan proses penyekatan, dilakukan secara extrim, tak hanya rangkaian resonatornya semata yang disekat, tetapi juga setiap rangkaian penguat level sinyal frekuensi radio yang digunakan. Perhatikan juga, lima tombol penala yang dioperasikan terpisah, sehingga setiap rangkaian resonator frekuensi radio yang digunakan, bisa ditala secara independen. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Begitulah, upaya perlindungan yang diterapkan secara extrim, guna memperoleh derajat penguatan yang juga dilakukan secara extrim. Celakanya, bagaimanapun baiknya upaya untuk menghasilkan derajat selektifitas yang diperlukan, tetapi kenyataannya, semakin tinggi frekuensi radio yang dioperasikan, akan semakin sukar mencapai derajat selektifitas yang relatif sempit dan baik. 

Semua ini, berlangsung sampai menjelang sekitar tahun 1930-an. Pada masa itu, sudah berhasil dikembangkan pesawat penerima radio yang menerapkan sistem super-heterodin, oleh Edwin Howard Armstrong, seorang insinyur listrik, dan penemu Amerika, yang lahir di New York City, pada tahun 1890. Armstrong, sebenarnya sudah menemukan sistem penerima radio super-heterodin, pada sekitar tahun 1918. Sistem ini, kemudian menjadi sistem baku, untuk penerima radio di seluruh dunia. Armstrong, mengajukan paten untuk sistem penerima radio super-heterodin pada tahun 1919. Paten tersebut, diterbitkan pada tahun 1920. 

Sistem ini, pada dasarnya bekerja mengkonversi frekuensi radio yang diterima, menjadi suatu sinyal frekuensi lain (biasanya merupakan sinyal berfrekuensi rendah), dengan bantuan sinyal berfrekuensi lain, yang dibangkitkan secara setempat. Sinyal frekuensi radio dan sinyal yang dibangkitkan secara setempat itu, keduanya disalurkan ke suatu rangkaian konverter, atau rangkaian pencampur (mixer); sehingga dihasilkan suatu sinyal lain, yang lazim disebut sinyal  'frekuensi antara' (intermediate frequency, IF). Sinyal frekuensi antara, biasanya bekerja pada frekuensi yang jauh lebih rendah, dibandingkan dengan sinyal frekuensi radio. Hal ini, akan sangat mempermudah proses penguatan level sinyal; serta sangat mempermudah proses penapisan yang diperlukan. Sebagai catatan, melakukan proses penguatan level sinyal, dan melakukan proses penapisan sinyal frekuensi radio yang tinggi, sangat sukar dilakukan. Begitulah kenyataannya.

Meskipun pesawat penerima radio super-heterodin itu unjuk-kerjanya bagus, tetapi rangkaian elektronika dan penanganannya, jelas jauh lebih sulit, dan lebih rumit prosesnya. Dari segi rangkaian elektronikanya, juga jelas lebih rumit. Tetapi, semua itu, sebenarnya merupakan konsekuensi logis, dari suatu upaya semata.

Pada awalnya, karena kerumitan sistem dan rangkaian elektronikanya, pesawat penerima radio super-heterodin yang sudah berhasil dikembangkan itu, tidak terlalu populer, terutama di kalangan pada pegiat komunikasi radio. Lalu, selepas tahun 1930-an, tiba-tiba saja, Edwin Howard Armstrong, secara tidak sengaja, berhasil mengembangkan dan memperbaiki unjuk-kerja pesawat penerima radio regeneratif, sehingga menjadi amat sangat populer. Tak seperti pesawat penerima radio super-heterodin yang rumit, dan juga 'tricky'; pesawat penerima radio regeneratif yang berhasil dikembangkan oleh Armstrong, itu justru rangkaian elektronikanya sangat sederhana. Selain itu, pesawat penerima radio regeneratif, ternyata amat sangat peka (sangat sensitif). Karenanya, lalu disukai oleh para pegiat radio. Dan, pada masa selepas tahun 1930-an, pesawat penerima radio regeneratif menjadi sangat populer, di kalangan pegiat radio.

Pada berbagai kalangan pegiat radio, banyak yang menyatakan, bahwa penemu sistem penerima radio regeneratif, adalah Edwin Howard Armstrong. Pendapat ini tidak benar. Penyebabnya, penemu sistem penerima radio regeneratif, sebenarnya adalah Reginald Aubrey Fessenden. Ia adalah seorang insinyur listrik, dan penemu Amerika, yang lahir di East Bolton, Quebec, Kanada, pada tahun 1866. Fessenden menemukan sistem penerima radio regeneratif, pada sekitar tahun 1901. Sistem ini, kemudian menjadi standar untuk penerima radio AM. Fessenden, mengajukan paten untuk sistem penerima radio regeneratif, pada tahun 1902. Paten tersebut, diterbitkan pada tahun 1903. Sistem ini, menggunakan umpan balik positif, untuk memperkuat sinyal radio. Umpan balik positif ini, dapat meningkatkan sensitivitas dan selektivitas penerima radio.

Adapun Edwin Howard Armstrong, memang berkontribusi secara langsung, pada pengembangan sistem penerima radio regeneratif. Ia, kemudian mengajukan paten untuk sistem regeneratif yang ditingkatkan, pada sekitar tahun 1912. Paten tersebut, diterbitkan pada tahun 1913. Sistem ini, menggunakan umpan balik positif yang jauh lebih besar, untuk meningkatkan sensitivitas, dan juga selektivitas penerima pancaran sinyal radio. Bagaimanapun juga, Armstrong tidak bisa dianggap sebagai penemu sistem penerima radio regeneratif, karena sistem ini, sudah ditemukan oleh Fessenden sebelumnya. Armstrong hanya mengembangkan sistem regeneratif tersebut, sehingga menjadi lebih baik unjuk-kerjanya.

Jika kita membandingkan sistem penerima radio regeneratif menurut versi Reginald Aubrey Fessenden; dengan sistem penerima radio regeneratif menurut versi Edwin Howard Armstrong; adalah sebagai berikut:

Gambar 8.  Pada tabel di atas ini, diperlihatkan perbedaan pesawat penerima radio regeneratif versi Fessenden, dengan pesawat penerima radio regeneratif versi Armstrong. (Sumber: Tabel disusun oleh petulis).

Pada masa di antara tahun 1935 - 1940, pesawat penerima radio regeneratif, tiba-tiba saja menjadi amat sangat populer, dan amat sangat banyak peminatnya. Terutama, karena pada masa itu, mulai banyak diperkenalkan komunikasi radio VHF, yang dilakukan di atas frekuensi 30 MHz. Dan, pada saat itu, sampai menjelang tahun 1940-an, wilayah frekuensi VHF yang digunakan oleh para anggota amatir radio itu, bukan frekuensi 144 MHz, atau ban radio gelombang 2 meter, yang menggunakan emisi NBFM (Narrow Band Frequency Modulation), seperti jaman sekarang; melainkan menggunakan frekuensi 112 MHz, dan menggunakan emisi AM (Amplitude Modulation). 

Pada masa menjelang tahun 1940-an, pesawat penerima radio regeneratif, yang karater utamanya, adalah sangat peka (sensitif), tetapi cenderung kurang selektif; amat sangat disukai, dan kebanyakan dipasangkan dengan pesawat pemancar radio jenis 'high power oscillator', yang juga sangat sederhana, dan biasanya hanya menggunakan satu tabung hampa (vacum tube), yang menghasilkan berdaya pancar cukup tinggi, tetapi frekuensinya cenderung tidak stabil. Pasangan ini, bersifat bisa saling mendukung dalam rangka upaya mengatasi kelemahan masing-masing. Sama-sama sederhana, dan memenuhi keinginan banyak pegiat radio pada masa itu.

Gambar 9.  Pesawat penerima radio regeneratif, bisa dibangun hanya dengan sebuah komponen tabung hampa (vacum tube) jenis trioda. Sangat sederhana, sehingga amat sangat disukai, karena sangat peka (sensitif), meskipun tidak selektif penerimaannya. Tetapi, di wilayah frekuensi yang sangat tinggi, di atas 100 MHz, hal ini tidak terlalu menjadi masalah.  (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Pesawat penerima radio regeneratif, memerlukan proses pengaturan umpan-balik (feed-back) yang relatif kritis, guna menghasilkan derajat kepekaan maximum. Tetapi, jika pengaturan regenerasinya berlebihan, maka seketika rangkaian regeneratif itu, akan berubah menjadi membangkitkan sinyal. Karenanya, jika tidak hati-hati, penggunaan pesawat penerima radio regeneratif, bisa mengganggu pesawat penerima radio lain. Penyebabnya, sinyal radio yang secara tidak sengaja dibangkitkan, akan ikut terpancar ke angkasa melalui sistem antena yang digunakan. Berdasar fenomena itu, maka lebih disarankan membangun pesawat penerima radio regeneratif, yang dilengkapi dengan rangkaian penguat level sinyal frekuensi tinggi; yang dipasang di antara sistem antena, dengan rangkaian detektor regeneratif. Rangkaian ini, selain berfungsi sebagai penguat level sinyal frekuensi radio, juga bisa berfungsi sebagai sekat atau perisai, untuk menghindari terpancarnya sinyal radio secara tidak sengaja melalui sistem antena yang digunakan.

Gambar 10.  Pesawat penerima radio regeneratif pada gambar di atas ini, dilengkapi dengan satu tingkat rangkaian penguat level sinal frekuensi radio, yang selain berfungsi memperkuat level sinyal radio yang diterima, juga berfungsi sebagai penyekat dan pengaman, terhadap kemungkinan terjadinya pemancaran sinyal radio yang dibangkitkan secara tidak sengaja ke udara melalui sistem antena yang digunakan. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Meskipun jauh sebelumnya, paling tidak sejak sekitar tahun 1918, cikal-bakal pesawat penerima radio super-heterodin sudah ditemukan, dan dikembangkan; tetapi nyatanya, segala keunggulan pesawat penerima radio super-heterodin ini, baru bisa diterima khalayak ramai, selepas sekitar tahun 1930-an. Tidak jelas benar apa yang menjadi penyebabnya. Tetapi, sangat mungkin penyebabnya adalah timbulnya kesan yang kuat, paling tidak pada masa itu, bahwa pesawat penerima radio super-heterodin merupakan pesawat penerima radio yang rumit rangkaian elektronikanya, punya karakter 'tricky', memerlukan pengetahuan khusus, karena sistemnya pada masa itu memang masih baru, serta sama sekali belum dikenal. Di luar itu, juga terdapat masalah lain, yaitu adanya jenis-jenis pesawat penerima radio yang sangat peka, sangat sederhana, yang pada masa itu dipandang lebih mudah dibangun. Misalnya, keberadaan pesawat penerima radio regeneratif, yang memang sedang naik-daun, dan amat sangat disukai oleh banyak pegiat radio saat itu.

Gambar 11. Di atas ini diperlihatkan pesawat penerima radio regeneratif, yang dibangun menggunakan satu tabung hampa jenis trioda, sebagai 'detektor regeneratif', diikuti suatu rangkaian penguat daya audio, yang juga dibangun menggunakan sebuah tabung hampa jenis trioda. Pesawat penerima radio ini, buatan sekitar tahun 1930-an. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Pada masa itu, pesawat penerima radio masih menggunakan komponen tabung hampa (vacum tube) sebagai komponen aktifnya. Hal ini, berlangsung cukup lama, sampai akhirnya, pada tahun 1948, komponen semi-konduktor transistor ditemukan dan dikembangkan orang. Teknologi semi-konduktor, khususnya dioda dan transistor, yang mulai bisa diproduksi secara massal sejak sekitar tahun 1954 itu, dengan segera menggeser segala pemikiran, konsep, sistem, produk, dan teknologi lain; yang pada masa itu sudah mapan dengan penggunaan komponen tabung hampa (vacum tube). Hal ini, boleh dikatakan sebagai sebuah revolusi besar-besaran dalam teknologi radio dan elektronika, sejak ditemukannya pada permulaan abad ke-20. 

Gambar 12. Salah satu kekhasan pesawat penerima radio ‘kempitan’, model yang paling awal, adalah disediakannya pemegang (holder) berupa ‘cangkingan’, pada bagian atas kotak kemasannya, sehingga pesawat penerima radio itu mudah dibawa dengan cara dicangking. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Lalu, tiba-tiba saja kita sudah melewati abad ke-20 dan mulai memasuki abad ke-21. Teknologi sudah sedemikian maju, sehingga sekarang seluruh segi kehidupan kita, nyaris semuanya sudah dikuasai teknologi digital dan aplikasi perangkat lunak. Anggota masyarakat yang lahir dan hidup di abad ke-21 ini, bisa jadi sama sekali tak bisa membayangkan, bagaimana sebenarnya sebuah pesawat penerima radio gelombang pendek. Apa yang bisa ditangkap, apa yang bisa dinikmati, dan bagaimana caranya. Bisa jadi, semua itu tinggal sebagai cerita atau kisah semata. Pesawat penerima radio, tiba-tiba saja sudah menjadi cerita masa lalu, yang hanya bisa dilihat kisahnya dalam buku, artikel, novel, atau buku teknik.

Gambar 13.  Dua contoh di atas ini, menampilkan contoh pesawat penerima radio ‘kempitan’, yang harganya relatif lebih mahal. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Kenyataannya, pada jaman sekarang memang banyak yang sudah tidak mengenal lagi bagaimana sebenarnya mendengarkan penerimaan pancaran sinyal radio menggunakan pesawat penerima radio. Sebagian kecil dari mereka ini, masih mengenal 'radio', tetapi dalam bentuk yang berbeda. Misalnya, 'radio internet', siaran 'streaming', atau menggunakan sarana jaring komunikasi data internet, untuk membuat suatu aplikasi yang sangat mirip dengan situasi menerima pancaran sinyal radio menggunakan pesawat penerima radio, padahal yang digunakan (yang dioperasikan), sebenarnya adalah suatu perangkat lunak aplikasi (application software), yang bisa menampilkan seakan-akan seperti nyata. Padahal sebenarnya semua itu tak nyata. Kalau hal ini yang dilakukan, maka unsur 'radio' seperti yang dimaksud (pada kondisi aslinya), sebenarnya sudah tidak ada lagi. Radio tinggal sebutannya saja. 

Gambar 14. Dua contoh di atas ini, menampilkan pesawat penerima radio gelombang pendek, kelas komersial, yang lebih dikhususkan bagi para pendengar gelombang pendek yang serius. (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Dalam hal ini, yang kita operasikan, sebenarnya sudah bukan suatu pesawat penerima radio, melainkan suatu 'perangkat lunak aplikasi radio' (radio application software), yang bentuk fisiknya sudah berubah menjadi tampilan displai pada layar monitor. Sedangkan bentuk fisiknya, benar-benar sudah lenyap sama sekali, dan digantikan dengan perangkat komputer; berupa desktop, laptop, atau semacamnya. Dalam kasus ini, tak ada lagi unsur fisik. Semua unsur yang diperlukan untuk mengoperasikannya, bisa jadi sudah digantikan oleh 'papan ketik' (key-board), 'mouse', atau mungkin juga menggunakan sistem 'layar sentuh' (touch screen) seperti pada perangkat telepon selular. Contoh yang paling mutakhir, adalah sistem penerima radio yang pada masa sekarang dikenal dengan sebutan 'Software Defined Radio' (SDR). Dari sebutannya saja, sudah jelas, bahwa ini merupakan suatu perangkat lunak, yang 'berperi-laku seperti pesawat penerima radio'. Karenanya digunakan istilah 'software defined radio', yakni bisa diartikan sebagai: 'suatu perangkat lunak aplikasi, yang didefinisikan sebagai radio'.

Gambar 15. Semua bayangan kita tentang pesawat penerima radio, yang secara tradisional kita kenal, tak ada lagi, karena semuanya sudah lenyap, dan sudah digantikan oleh perangkat lunak aplikasi (application software). Bahkan semua pengoperasiannya, sudah diganti menggunakan 'menu' pada layar monitor. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Tetapi, rupanya pergantian budaya dari pengoperasian secara fisik, menjadi pengoperasian secara non-fisik, membuat para pemakainya kurang nyaman. Bagi manusia, hal seperti itu, membuat mereka merasakan 'ada sesuatu yang hilang'. Jadi, terjadi kerinduan yang berhubungan dengan pengoperasian secara fisik. Misalnya, ingin kembali menggunakan jari-jari tangan untuk memutar suatu tombol (kenob). Semua yang semula sudah benar-benar diubah menjadi 'tinggal disentuh' (touched), tiba-tiba lalu  diubah  kembali  menjadi 'bisa dioperasikan secara fisik'. Misalnya, kembali menggunakan tombol putar, yang yang secara fisik bisa dipegang, dirasakan sentuhannya, dan bisa diputar semaunya.

Gambar 16. Tiba-tiba saja, semua yang semula sudah berubah menjadi serba digital, dan serba cukup disentuh saja, rupanya membuat para pemakainya merindukan kembali berbagai 'sentuhan fisik'. Dan dampak langsungnya, adalah kembalinya cara pengoperasian secara mekanis, secara tradisional; yaitu menggunakan tombol geser, tombol putar, saklar tekan, saklar putar, dan semua yang serba 'analog'; yang semula sudah ditinggalkan. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Pada perkembangan paling mutakhir, yang terjadi justru penggabungan, antara pengoperasian secara non-fisik, dengan pengoperasian secara fisik. Sehingga tampilan perangkat-perangkat radio jaman sekarang, terutama yang dikategorikan ke dalam kelas atas; misalnya kelas industrial, kelas profesional, kelas militer, atau kelas komersial tingkat tinggi; lalu mempunyai tampilan yang amat sangat berbeda, karena menggabungkan kemampuan teknologi komputer, teknologi monitor, teknologi perangkat lunak aplikasi, teknologi radio, teknologi kecerdasan tiruan, teknologi pemroses sinyal secara digital, dan teknologi pemroses sinyal menggunakan perangkat lunak aplikasi. Semua ini, membuat pesawat penerima radio menjadi amat sangat berbeda, baik ditinjau dari kelengkapan perangkat kerasnya, maupun kelengkapan perangkat lunaknya. Termasuk juga berbagai komponen yang digunakan.

Gambar 17. Pada perangkat penerima radio berteknologi paling mutakhir ini, jelas tampak, sejumlah besar berbagai tombol analog, yang digunakan kembali, untuk membuat pemakainya merasa jauh lebih nyaman saat mengoperasikannya. Juga digunakan layar monitor berteknologi mutakhir, lengkap dengan berbagai renik-reniknya, yang juga bisa dioperasikan menggunakan sentuhan ujung jari tangan. Gabungan seperti inilah, yang akhirnya mewarnai berbagai perangkat penerima radio berteknologi paling mutakhir. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Begitulah akhir penjelajahan kita, yang berkait erat dengan teknologi radio, khususnya teknologi penerima radio, dan perkembangannya; sejak awal abad ke-20, sampai saat kita sudah memasuki abad ke-21. Lebih dari seratus tahun, sejak teknologi radio pertama kali ditemukan, dan kemudian dikembangkan orang.

Bertemu Ghost: Hantu dari masa lalu

Sebenarnya, memang jadi seperti kita bertemu dengan hantu dari masa lalu. Paling tidak, kita secara sengaja, memang membuat situasi dan kondisinya, jadi seperti melihat hantu dari masa lalu. Karenanya, pesawat penerima radio yang hendak kita buat itu, lantas diberi julukan 'Ghost'. Pertanyaan pertama yang segera muncul, adalah: “Mengapa disebut ‘Ghost’….?” Istilah ‘ghost’, jelaslah artinya: ‘hantu’. Pesawat penerima radio gelombang pendek ini, bukan merupakan replika dari suatu pesawat penerima radio kuna manapun. Meskipun demikian, inspirasinya memang berasal dari dua hal yang diangkat dan sudah dijelaskan pada bahasan awal, yaitu:

• Adanya fenomena pesawat penerima radio ‘kempitan’ yang beredar dan meraja-lela secara luas penggunaannya di Indonesia sejak sekitar tahun 1970-an, bahkan masih bisa ditemukan sampai sekarang. 

• Adanya pesawat penerima radio kuna merk ‘Regency’ tipe TR-1, yang boleh dibilang telah mengubah seluruh pemikiran tentang teknologi elektronika, teknologi radio, teknologi komponen aktif elektronika, dan teknologi miniaturisasi komponen.

Setelah kita menjelajah ke masa lalu, dan mencoba memahami berbagai sistem penerima radio yang  ditemukan dan dikembangkan orang, maka tibalah saatnya kita membahas tentang pesawat penerima radio super-heterodin yang hendak kita buat. 

Pesawat penerima radio ‘Ghost’ BC-3028 ini, bisa dikatakan merupakan pesawat penerima radio yang mungkin Anda sebagai pebaca, tak akan bisa menemukannya, di manapun di dunia ini, karena tak hanya sistemnya yang tampak berbeda, tetapi tampilannya juga amat sangat berbeda. Sekilas, bisa jadi, kesannya adalah kuna. Persis seperti saat kita melihat pesawat penerima radio buatan masa lalu. Pesawat penerima radio berkonsep‘back to basic’ ini, memang didisain untuk memberikan kesan ‘retro’, kembali ke tahun 1920 - 1930-an.

Gambar 18.  Pesawat penerima radio di atas ini, adalah jenis 'kempitan',  merk Telesonic dan National Cawang; dua merk yang sangat populer di sekitar tahun 1970-an; dan, bahkan sampai sekarang masih dicari orang, meskipun sudah tidak diproduksi lagi.  (Sumber: Foto hasil reproduksi, disusun dan disunting seperlunya oleh petulis).

Begitulah gagas awal, yang hendak ditampilkan dalam bahasan kita. Tetapi, pesawat penerima radio ini, bukan merupakan ‘replika’ produk pesawat penerima radio manapun buatan masa lalu. Sebagian besar komponen digunakan pada pesawat penerima radio ini, justru merupakan komponen buatan jaman sekarang. Tetapi, ada sejumlah komponen utama, secara sengaja memang merupakan komponen buatan sendiri (homebrew, home made), yang tampilannya memang secara sengaja didisain, dan diberi kesan (image), mewakili masa lalu; yaitu, ‘retro’ ke sekitar tahun 1920-1930-an; sehingga berkesan ‘kuna’. 

Jadi, ringkasnya, pesawat penerima radio ini, merupakan pesawat penerima radio super-heterodin konversi tunggal, yang didisain untuk bekerja pada satu wilayah radio gelombang pendek (short wave, SW), yaitu pada wilayah frekuensi 3,0 – 8,0 MHz; atau, 6,0 – 18,0 MHz. Secara umum, pesawat penerima radio ini juga menerapkan konsep pemenuhan kebutuhan teknis minimum (minimum requirement). Target utamanya, adalah membuktikan bahwa dengan pemenuhan kebutuhan teknis minimum, pesawat penerima radio ini, tetap bisa berfungsi baik. Tentu saja dengan segala risikonya.

Gambar 19.  Rangkaian di atas ini, menampilkan pesawat penerima radio gelombang tengah, merk Regency, tipe TR-1, buatan Amerika, dari sekitar tahun 1954, yang dijadikan referensi. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Pesawat penerima radio gelombang pendek ini, diberi julukan (nickname)  ‘Ghost’, yang jelas artinya: ‘hantu’. Sudah jelaslah sekarang, mengapa sebutannya begitu. Salah satu sebabnya, adalah karena kita memang hendak mendisain dan membuat, suatu pesawat penerima radio gelombang pendek, yang akan membawa kita kembali ke masa lalu; ke masa-masa awal perkembangan teknologi radio, yakni di sekitar tahun-tahun 1920-an. Tetapi, kita tetap menggunakan komponen buatan jaman sekarang. Beberapa komponen tertentu, bahkan secara sengaja kita akan membuat sendiri, dengan beberapa pertimbangan dan pendekatan tertentu, sehingga selain bisa berfungsi sesuai dengan disain dan konsepsi kita, juga diharapkan bisa menghasilkan kesan (image), bahwa komponen itu berasal dari masa lalu. Jadi, ringkasnya, kita hendak membuat benda yang berkesan ‘retro’, yakni kembali ke jaman tahun 1920-an, sehingga menghasilkan penampilan ‘vintage’ (kuna). Hal ini, diharapkan bisa ‘menghidupkan kembali’ berbagai kenangan masa lalu, justru pada abad ke-21 ini. 

Gambar 20.  Rangkaian di atas ini, mewakili rangkaian yang boleh dibilang ‘tipikal’, dan mirip-mirip satu dengan lainnya. Berasal dari sekitar tahun 1970-an. Masih menggunakan transistor jenis PNP. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Seperti itulah, yang hendak dicapai. Membuat sebuah pesawat penerima radio gelombang pendek pada abad ke-21, yang saat pemakainya menggunakannya, ia akan merasakan sensasi, seperti sedang menggunakan sebuah pesawat penerima radio yang berasal dari tahun 1920-an. Apalagi, jika benda-benda yang digunakan sebagai pelengkap kehadiran pesawat penerima radio gelombang pendek ini, juga mempunyai bentuk-rupa yang juga memberikan kesan ‘vintage’, maka lengkaplah sudah seluruh penampilannya. Tentang pemilihan konsepsi 'retro' ke tahun 1930-an itu, seperti telah dibahas pada bagian awal, rincian bahasannya dijelaskan di bawah ini. 

Pada berbagai perangkat radio paling mutakhir. Berbagai perangkat itu, dilengkapi dengan perangkat lunak yang sudah sedemikian canggih dan mutakhir, sehingga akhirnya peran manusia sebagai pemakainya, dipandang ‘hanya perlu sedikit upaya’ untuk bisa memakai atau mengoperasikan. Atau, bahkan kalau perlu, ibaratnya manusia tak perlu lagi melakukan apa-apa. Teknologi digital, perangkat lunak mutakhir, dan bahkan teknologi artifisial (kecerdasan tiruan); sepertinya sudah membuat manusia sudah bisa digantikan. Kemampuan manusia, bahkan dianggap amat sangat rendah. Manusia, lalu dianggap amat sangat tidak mampu; atau, bisa jadi juga dipandang amat sangat tidak bisa dipertanggung-jawabkan, sehingga nyaris seluruh keputusan dianalisis, ditetapkan, dan dilaksanakan sepenuhnya diambil-alih; oleh suatu sistem berteknologi digital, menggunakan perangkat lunak paling mutakhir, dan bahkan mungkin juga menggunakan kemampuan kecerdasan tiruan yang sangat maju teknologinya. Dalam kasus seperti ini, nyaris tak ada lagi bagian manapun, dari suatu analisis dan keputusannya, dilakukan oleh manusia. 

Gambar 21.  Rangkaian di atas ini, juga mewakili rangkaian yang boleh dibilang ‘tipikal’, dan mirip-mirip satu dengan lainnya. Berasal dari sekitar tahun 1970-an. Juga masih menggunakan transistor jenis PNP. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Hal itulah, yang sebenarnya menjadi latar-belakang dan menjadi dasar kuat didisainnya pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, serta sejumlah pesawat penerima radio sejenis yang juga didisain oleh petulis. Pesawat penerima radio ini, secara sangat disengaja, mengexploitasi nyaris seluruh kemampuan manusia, sehingga saat mengoperasikannya, segala kemampuan, kebiasaan, perasaan (feeling), kesenangan, kecermatan, dan penghayatan yang dimiliki oleh ‘makhluk’ yang namanya manusia; digunakan sepenuhnya. Jadi, ini bukan soal kita hendak kembali ke masa lalu. Juga, bukan soal meninggalkan teknologi paling mutakhir, dan kembali memakai teknologi paling sederhana. Atau, soal tak mau memakai teknologi paling mutakhir. Bukan tentang semua itu.

Gambar 22.  Rangkaian di atas ini, juga mewakili rangkaian yang boleh dibilang ‘tipikal’, dan mirip-mirip satu dengan lainnya. Juga berasal dari sekitar tahun 1970-an. Masih juga menggunakan transistor jenis PNP. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Ini semua, merupakan soal bagaimana manusia dengan seluruh kemampuan, keunggulan, kecerdikan, kepintaran, kecerdasan, dan juga kelemahannya, bahkan juga berbagai kekurangannya; dihargai dan difasilitasi sedemikian rupa, sehingga ia bisa ‘memainkan dan menikmati perannya, sebagai layaknya manusia’. Ia, bisa menggunakan segala kemampuan jari-jari tangannya, misalnya, untuk merasakan kembali, bagaimana rasanya memutar tombol, merasakan sensasinya saat mendengar suara derau yang semakin meningkat levelnya, menyesuaikan diri dengan kehangatan suasana yang terbentuk, melihat reaksi orang di sekitarnya, melihat reaksi dirinya, saat terjadi suatu perubahan. Dan, yang pasti, jika seluruh lingkung sekitarnya bisa dibuat juga ‘retro’ ke tahun 1920 – 1930-an; maka dia lalu bisa seakan-akan telah melakukan perjalanan menjelajah waktu (time traveling) kembali ke masa itu. Merasakan suasananya, merasakan makanannya, merasakan minumannya, merasakan baunya, dan merasakan lingkung sekelilingnya.

Gambar 23.  Rangkaian di atas ini, mewakili rangkaian penerima radio ‘tipikal’, yang menggunakan 6 buah transistor. Bekerja pada satu ban radio. Berasal dari sekitar tahun 1970-an. Pesawat penerima radio ini, sangat populer dan disukai pada masa itu. Masih menggunakan transistor jenis PNP. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Jadi, apa yang ia lakukan dan apa yang ia rasakan, jika segalanya tepat terjadi, seperti yang dikonsepkan, maka sang pemakai akan benar-benar seperti melihat dan bersosialisasi dengan ‘hantu’ dari masa lalu. Itulah maksudnya. Pesawat penerima radio gelombang pendek yang digunakan, bersama-sama dengan seluruh lingkung sekitarnya, akan menjelma menjadi ‘hantu’ dari masa lalu, yang benar-benar bisa diraba dan dirasakan. Bahkan, jika beruntung, secara imajinatif, bisa pula menghadirkan berbagai kenangan masa lalu. Bisa menghadirkan suasana, pembicaraan, bau, nyanyian, suara, orang-orang, dan berbagai hal yang mewakili masa lalu. Oleh karena itu, fenomenanya lalu kita sebut ‘menjelajah waktu’ (time traveling); meskipun sebenarnya, kita tetap berada pada masa kini. Semua kesenangan itulah yang berusaha dihadirkan oleh pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’.

Pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’ ini, sebenarnya dasar awal inspirasi skema elektronikanya, menggunakan sebuah rangkaian elektronika yang berasal dari sebuah rangkaian pesawat penerima radio jenis super-heterodin kuna, merk ‘Regency’, tipe TR-1, buatan Amerika, yang merupakan pesawat penerima radio pertama di dunia, yang dibuat menggunakan komponen semi-konduktor, berupa transistor, pada sekitar tahun 1954. Secara umum, pesawat penerima radio kuna ini, aslinya bekerja pada ban radio gelombang tengah (medium wave, MW), menggunakan empat buah transistor kuna, yang merupakan transistor generasi pertama; dan dicatu menggunakan sebuah baterai sel listrik bertegangan catu +22,5 Volt.

Sebagai tambahan, pada masa itu, dan masa sebelumnya, ada pesawat penerima radio yang menggunakan tabung hampa (vacum tube), tetapi juga dioperasikan memakai catu daya berupa baterai (susunan) empat sel listrik, yang disusun secara seri, sehingga menghasilkan tegangan catu setinggi +90 Volt. Masing-masing sel listrik, menghasilkan tegangan setinggi +22,5 Volt.

Sebagai pembuka kembali ingatan kita, pada masa itu, di Amerika sedang mengalami ‘boom’ lagu-lagu rock and roll, yang sebagian besar dinyanyikan oleh penyanyi Elvis Presley. Lagu-lagu yang sangat disukai masyarakat, terutama pada anak muda Amerika itu, diputar dan dipancarkan oleh berbagai stasiun pemancar radio brodkas, yang bekerja pada ban radio gelombang tengah (medium wave, MW). Pesawat penerima radio merk ‘Regency’, tipe TR-1 itu, bisa memenuhi segala keinginan para teenager Amerika, karena bentuknya kecil, ringkas, dan mudah dibawa-bawa ke mana-mana. Bisa digunakan untuk mendengarkan musik di manapun juga. Karenanya, pesawat penerima radio ini tiba-tiba saja bisa merebut pasar domestik Amerika. 

Begitulah kisah suksesnya. Dan sejak masa itu, bahkan sampai sekarang, nyaris semua pesawat penerima radio brodkas kelas komersial, yang dibuat oleh berbagai pabrik manapun di seluruh dunia, menggunakan rangkaian elektronika yang relatif sama, atau setidak-tidaknya menyerupai, atau mirip dengan rangkaian elektronika yang digunakan pada pesawat penerima radio merk ‘Regency’, tipe TR-1 itu.

Sistem pendukung ‘Ghost’ 

Sebagai suatu sistem, untuk menjalankan fungsinya, pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, didukung oleh sejumlah sub-sistem, sehingga seluruh sistemnya bisa berfungsi seperti yang dikonsepkan. Dalam hal ini, sejumlah sub-sistem yang digunakan adalah sebagai berikut.

• Konverter penurun frekuensi radio (radio frequency down converter) dan kelengkapannya. 

• Penguat level sinyal frekuensi antara (intermediate frekuency amplifier, IFA) dan kelengkapannya. 

• Detektor (demodulator) AM dan kelengkapannya. 

• Pembangkit sinyal penimpa. 

• Penggerak meter pengukur level kekuatan sinyal radio. 

• Tapis brodkas (broadcast audio filter, BAF). 

• Pra-penguat level sinyal audio (audio pre-amplifier). 

• Penguat daya audio (audio power amplifier).

Ke-delapan sub-sistem tersebut di atas, merupakan sub-sistem, yang digunakan sebagai pendukung seluruh fungsi sebuah pesawat penerima radio gelombang pendek, guna menerima pancaran sinyal radio, yang beremisi modulasi amplitudo (amplitude modulation, AM); dengan tambahan kemampuan, bisa menerima pancaran sinyal radio beremisi SSB (single side band) dan CW (continuous wave) atau morse.

Dalam pelaksanaan experimen awal, petulis melakukannya persis seperti yang diterakan dalam susunan delapan sub-sistem yang sudah dijelaskan. Hasilnya, sangat bagus, dan itu merupakan hal yang mencengangkan. Sebabnya, petulis tak menyangka hasilnya akan sebagus itu. Menurut analisis petulis, hasil yang bagus, dan di luar dugaan itu, penyebab utamanya, adalah terjadinya kesesuaian impedansi, pada berbagai saluran masukan dan saluran luaran. Selain itu, juga ada unsur penerapan besar nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL), yang sangat diperhitungkan, dan sangat dipertimbangkan; fungsi dan perannya. Dua hal itulah, yang bisa mengubah seluruh unjuk-kerja pesawat penerima radio super-heterodin Ghost.

Berdasar hasil experimen awal itu, akhirnya petulis menambahkan suatu rangkaian tapis frekuensi antara, yang juga bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz. Rangkaian tapis ini, dibangun menggunakan empat buah rangkaian resonator 455 kHz, yang menerapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani yang relatif tinggi. Hal ini, diterapkan pada transformator frekuensi antara tingkat awal (1'st. IF transformer). Sebagai catatan saja, rangkaian tapis frekuensi antara ini, menerapkan sistem kopling induktif dan kapasitif; yang sebenarnya, merupakan rangkaian kuna, yang pada masa lalu, yakni sebelum tahun 1930-an lazim digunakan. Jadi, rangkaian tapis yang dibangun, sama sekali tidak menggunakan tapis keramik, atau tapis kristal; melainkan benar-benar mengandalkan rangkaian resonator frekuensi antara saja.

Sesuai rekomendasi yang disampaikan pada berbagai artikel teknis, dan sejumlah buku pegangan (handbook), maka penempatan rangkaian tapis frekuensi antara itu, benar-benar ditempatkan pada titik paling awal (titik paling depan), dari seluruh rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara, yaitu langsung dipasang selepas rangkaian konvertor frekuensi tinggi (high frequency converter, HFC), atau selepas rangkaian pencampur (mixer). Pemasangan rangkaian tapis ini, menghasilkan kurva respon frekuensi antara yang jauh lebih sempit. Begitulah ringkasnya.

Meskipun pada masa sekarang di pasar setempat banyak dijual berbagai tipe rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC) jenis linier, khususnya yang memang dirancang sebagai ‘IC radio’, yang lazimnya berisi sejumlah komponen aktif, seperti transistor dan dioda, yang sudah diintegrasikan sedemikian rupa, sehingga bolehlah dikatakan ‘siap pakai’; tetapi kita tak akan memakai komponen tersebut. Penyebabnya adalah:

• Kita tidak pernah tahu secara pasti, bagaimana sebenarnya rangkaian elektronika di dalamnya; karena biasanya hal ini menjadi rahasia pabrik pembuatnya. 

• Kita juga tidak pernah tahu secara pasti, impedansi setiap saluran masukan dan luaran yang disediakan pada rangkaian elektronika tersebut; sehingga kalau kita hendak memakai, semuanya lalu amat sangat bergantung kepada komponen yang direkomendasikan oleh pabrik pembuatnya. Jika rekomendasi ini, karena berbagai kendala dan pertimbangan, tidak bisa kita penuhi; maka biasanya akan timbul masalah.

Dengan kata lain, tingkat kebergantungan kita kepada pabrik pembuat rangkaian itu, menjadi amat sangat besar. Dalam hal ini, kebebasan kita untuk menerapkan konsep, gagasan, disain, dan/atau pendekatan yang kita kehendaki, lalu menjadi lenyap begitu saja. 

Berdasar berbagai pertimbangan, termasuk fenomena yang dibahas di atas, kita menetapkan saja, komponen elektronika yang hendak kita pakai, adalah komponen semi-konduktor, yang bersifat ‘diskret’, berupa transistor generik, berbahan Silikon, jenis NPN, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang ekuivalen. Karenanya, dampak langsung yang ditimbulkannya, adalah kita lalu bisa menetapkan sendiri, berbagai hal yang kita kehendaki, termasuk menetapkan impedansi berbagai saluran masukan dan saluran luaran, sesuai pertimbangan dan hasil analisis kita, bukan ditetapkan pihak lain. Komponen aktif lainnya, yang biasanya berhubungan dengan rangkaian audio dan kelengkapannya, kita akan menggunakan komponen op-amp, mutakhir, tetapi relatif murah harganya, dan relatif mudah pula didapat di berbagai toko setempat, yang menjual komponen elektronika. Begitulah pendekatan yang diterapkan.

Konverter penurun frekuensi radio

Ini merupakan bagian paling ujung (front end) pada pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, yang secara langsung berhubungan dengan sistem antena; ditampilkan pada Gambar 24. Seperti layaknya pesawat penerima radio kelas komersial, yang diklasifikasikan sebagai pesawat penerima radio ‘kempitan’; pesawat penerima radio ini tidak dilengkapi dengan rangkaian penguat level sinyal frekuensi radio. Jadi, bagian paling ujung awal dari rangkaian yang digunakan pada pesawat penerima radio ini, adalah rangkaian resonator frekuensi radio, yang merupakan bagian dari rangkaian konverter penurun frekuensi radio.

Gambar 24. Rangkaian di atas ini, adalah rangkaian konverter penurun frekuensi, rangkaian pembangkit sinyal setempat, rangkaian penguat-penyangga, serta rangkaian tapis lolos lajur, yang sekaligus juga merupakan rangkaian transformator tapis frekuensi antara tingkat pertama. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Sub-sistem konverter penurun frekuensi yang digunakan pada pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’ ini, merupakan rangkaian yang boleh dikatakan tidak lazim. Rangkaian aslinya, berasal dari Russia. Petulis, mendapatkannya dari suatu situs Russia beberapa tahun yang lalu. Pada saat awal, rangkaian konverter ini sama sekali tidak berfungsi. Namun, belakangan ternyata ditemukan adanya kesalahan peneraan nilai komponen pada gambar aslinya. Setelah kesalahan itu diperbaiki, rangkaian berfungsi sangat baik.

Rangkaian konverter penurun frekuensi ini, tidak lazim. Biasanya, rangkaian konverter penurun frekuensi yang digunakan pada berbagai pesawat penerima radio kelas komersial, menggunakan satu komponen transistor (versi ini yang terbanyak); atau, menggunakan dua buah transistor. Tetapi, rangkaian konverter penurun frekuensi radio yang digunakan pada pesawat penerima radio ini, dibangun menggunakan empat buah komponen semi-konduktor berupa transistor generik, berbahan dasar Silikon, jenis NPN, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang setara. Dua transistor, Q101 dan Q102; yang menerapkan konfigurasi rangkaian diferensial, difungsikan sebagai pencampur (mixer). Sedangkan sebuah transistor Q103, digunakan sebagai pembangkit sinyal setempat (local oscillator, LO). Sebuah transistor lainnya, Q104, digunakan sebagai penguat-penyangga (buffer-amplifier).

Rangkaian pembangkit sinyal setempat yang digunakan sebagai kelengkapan rangkaian konverter frekuensi radio ini, menerapkan pembangkit sinyal versi Hartley, yang sudah sangat dikenal. Pada rangkaian ini, kapasitor C104 dan C105 (yang disambungkan secara paralel), adalah kapasitor padder (kapasitor seri), yang digunakan untuk mengatur frekuensi sinyal frekuensi tinggi yang dibangkitkan, supaya selalu bisa sinkron dan selalu berada 455 kHz di atas frekuensi radio yang diterima.

Pada rangkaian konverter ini, resistor R101 dan R111; berfungsi sebagai resistor peredam fenomena osilasi parasitik. Nilai resistansinya kecil saja. Biasanya nilai resistansinya kecil, yaitu hanya sekitar 10 Ω sampai sekitar 68 Ω. Dalam hal ini, menggunakan nilai resistansi yang lebih besar, bersifat tidak lazim.

Sinyal setempat yang dibangkitkan secara lokal, kemudian disalurkan ke rangkaian pencampur, melalui kolektor transistor Q103, dan bertemu dengan rangkaian diferensial, pada emitor transistor Q101 dan Q102. Sinyal berfrekuensi hasil percampuran, kemudian disalurkan ke basis transistor Q104, melalui kolektor transistor Q101. Transistor Q104, berfungsi sebagai penguat-penyangga (buffer-amplifier), sehingga rangkaian pencampur dan rangkaian pembangkit sinyal setempat tidak akan merasa dibebani. Hal ini, akan sangat membantu dalam menghasilkan kestabilan frekuensi. Sebagai suatu rangkaian penguat-penyangga, transistor Q104 menyalurkan sinyal frekuensi antara yang dihasilkannya melalui emitor.

Sinyal frekuensi antara yang dihasilkan, selanjutnya disalurkan lebih dahulu ke suatu rangkaian tapis lolos lajur (band pass filer, BPF), yang dibangun menggunakan dua rangkaian transformator resonator, T103 dan T104, beserta kelengkapannya. Rangkaian ini, selain berfungsi sebagai tapis lolos lajur frekuensi antara 455 kHz, juga sekaligus sebagai transformator frekuensi antara tingkat pertama (tingkat awal).

Rangkaian konverter penurun frekuensi ini, dicatu menggunakan tegangan yang distabilkan. Untuk keperluan ini, digunakan sebuah dioda zener D101, yang akan menstabilkan tegangan kerja menjadi +9,1 Volt. Tegangan ini, dihasilkan dari resistor penurun tegangan R110. Dioda zener D101, berfungsi memangkas kelebihan tegangan, yang diterima dari resistor R110, sehingga menjadi +9,1 Volt.

Pada rangkaian konverter penurun frekuensi radio ini, digunakan cukup banyak kapasitor pembuang (bypass capasitor), yang lazimnya menerapkan nilai kapasitansi yang berbeda. Hal ini, dimaksudkan untuk membuang ke bumi berbagai sinyal lain, yang tak dikehendaki; termasuk derau (noise), dan riak (hum). Untuk rangkaian elektronika yang bekerja pada wilayah frekuensi radio 3,0 – 30,0 MHz, petulis biasanya menggunakan kapasitor keramik dan kapasitor polar; yang keduanya relatif murah harganya. Nilai kapasitansi masing-masing adalah 0,01 µF, 0,1 µF, serta 10 µF – 220 µF. Penggunaan kapasitor pembuang yang dipasang secara paralel, yang terdiri dari beberapa nilai kapasitansi yang berbeda itu, lazim ditempatkan pada sejumlah titik, atau lokasi yang dipandang perlu, dan mungkin rawan terhadap kemungkinan terjadinya fenomena osilasi parasitik.

Untuk pesawat penerima radio gelombang pendek ini, petulis telah melakukan dua perhitungan berbeda, guna memperoleh nilai komponen yang diperlukan, untuk membuat kumparan transformator frekuensi radio, yang akan digunakan pada konverter frekuensi radio, sehingga bisa bekerja pada wilayah frekuensi 3,0 – 8,0 MHz serta wilayah frekuensi 6,0 – 16,0 MHz; dengan catatan, kapasitor variabel dua geng yang digunakan untuk menala frekuensi kerja, masing-masing geng mempunyai nilai kapasitansi maximum sebesar 135 pF, dan nilai kapasitansi minimum sebesar kira-kira 5 pF.

Rangkaian konverter penurun frekuensi ini, jika dilihat rangkaiannya, jelas amat sangat berbeda dengan rangkaian konverter yang biasa digunakan pada berbagai pesawat penerima radio jenis komersial umumnya, yang biasanya hanya menggunakan satu transistor. Atau, sesekali ada juga yang menggunakan dua transistor.

Gambar 25.  Perhatikan baik-baik urutan nomor terminal sambung pada transformator RF (T101) dan transformator LO (T102). CE = Cold end, biasanya merupakan titik berimpedansi terrendah. HE = Hot end, biasanya merupakan titik berimpedansi tertinggi. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Semua kumparan transformator yang digunakan, menerapkan gulungan rapat (closed wound, CW). Arah gulungan kawat ke arah kanan, searah jarum jam (clock wise, CW), seperti pada ulir baut normal. Transformator frekuensi radio T101, dan transformator osilator T102; keduanya dibuat menggunakan koker yang berupa potongan pipa PVC, yang mempunyai ukuran garis-tengah luar (outer diameter, OD) sebesar 5/8 inci atau 16 mm. Dalam perhitungan, ukuran garis-tengah kumparan untuk kedua transformator yang kawatnya digulung di atas permukaan koker ini, juga harus memperhitungkan (menambahkan) ukuran garis-tengah kawat tembaga berlapis email yang digunakan; sehingga perhitungan ukuran garis-tengah kumparan transformator frekuensi radio, adalah sebesar kira-kira 17 mm.

Transformator frekuensi radio T101, detail pembuatannya, termasuk jumlah gulungan kawat yang digunakan, bisa dilihat pada Tabel 1, untuk wilayah frekuensi 6,0 – 16,0 MHz; atau, Tabel 2, untuk wilayah frekuensi 3,0 – 8,0 MHz. Transformator T101, dilengkapi dengan kumparan kopling link, yang digunakan untuk menyalurkan sinyal radio dari antena, ke rangkaian resonator.

Untuk keperluan ini, disediakan beberapa terminal sambung.

• Terminal sambung J105, untuk penyambungan ke bumi (ground). 

• Terminal sambung J104 dan J103; untuk sambungkan ke antena berimpedansi rendah, yang berimpedansi 50 Ω atau 75 Ω. Karena sambungan berimpedansi rendah ini biasanya dilakukan menggunakan saluran transmisi kabel yang tidak diseimbangkan (unbalanced line), seperti pada kabel koaxial berimpedansi 50 Ω atau 75 Ω, maka terminal sambung J104 dan J105; harus dihubungkan, dan disambungkan ke bumi (ground). 

• Terminal sambung J104 dan terminal sambung J102; digunakan untuk menyambungkan saluran transmisi antena yang berimpedansi tinggi. Jika, saluran transmisi antena menggunakan kabel tunggal (single wire), misalnya seperti pada antena Inverted L, antena T, antena panjang sembarang (random wire antenna), atau antena Windom; maka saluran transmisi antena dihubungkan ke terminal sambung J102. Sedangkan terminal sambung J104 dan terminal sambung J105, harus dihubungkan, dan disambungkan ke terminal pembumi (ground). 

• Jika menggunakan antena yang dilengkapi dengan saluran transmisi antena ganda yang diseimbangkan (balanced transmission line); maka saluran transmisi antena itu bisa dihubungkan dengan terminal sambung J102 dan terminal sambung J104. Dalam kasus ini, saluran transmisi antena merupakan saluran yang diseimbangkan, dan biasanya berimpedansi 600 Ω. Dalam kasus ini, kumparan kopling link pada rangkaian resonator, dioperasikan dalam kondisi ‘floating’, yaitu tidak ada bagian manapun yang disambungkan ke bumi (ground). 

• Satu terminal lagi, yaitu terminal sambung J101, disediakan secara khusus untuk menyambungkan kawat antena tunggal (single wire antenna), yang berimpedansi sangat tinggi; dan, mungkin juga merupakan antena ‘pecut’ atau antena ‘cambuk’ (whip antenna) yang relatif sangat pendek bentangan ukuran fisiknya.

Pilihan sambungan dan terminal mana yang hendak digunakan, sepenuhnya diserahkan saja kepada peguna pesawat penerima radio, sesuai dengan keinginan dan sistem antena yang bisa disediakan.

Gambar 26.  Di atas ini tampak rangkaian konverter penurun frekuensi saat dibangun pada pelaksanaan experimen. Kumparan transformator resonator untuk rangkaian pembangkit frekuensi setempat (local oscillator, LO), tampak pada sisi tengah atas. Sedangkan transformator untuk rangkaian resonator frekuensi radio, yang berhubungan dengan antena, tampak pada sisi tengah bawah. Di sebelah kiri sekat perisai elektro-magnetis, tampak rangkaian konverter penurun frekuensi. (Sumber: Foto koleksi petulis).

Rangkaian resonator frekuensi radio yang digunakan pada rangkaian konverter ini, bekerja pada nilai faktor Q dalam kondisi dibebani yang cukup tinggi, yaitu 80. Ditala menggunakan sebuah kapasitor variabel dua geng, yang masing-masing mempunyai nilai kapasitansi maximum sama, yaitu sebesar 135 pF, dan nilai kapasitansi minimum sebesar kira-kira 5 pF.

Terminal sambung, yang berupa terminal tap, pada kumparan transformator frekuensi radio T101, didisain untuk bekerja pada impedansi sekitar 1,5 kΩ; sesuai dengan impedansi saluran masukan rangkaian konverter. Sedangkan rangkaian konverter yang digunakan untuk melakukan proses percampuran sinyal frekuensi radio dan sinyal frekuensi yang dibangkitkan secara lokal, dilakukan oleh dua transistor Q101 dan Q102; yang disusun dalam konfigurasi ‘penguat diferensial’ (differential amplifier). Sedangkan sinyal frekuensi lain yang dibangkitkan secara setempat/lokal, disalurkan ke rangkaian konverter itu, melalui sambungan langsung antara kolektor transistor Q103, dengan titik pertemuan, antara emitor transistor Q101 dan emitor transistor Q102.

Transformator T102, yang digunakan sebagai kumparan transformator pembangkit sinyal lokal, jumlah gulungan yang digunakannya, juga bisa dilihat pada bagian terbawah Tabel 1 dan Tabel 2. Pada kumparan transformator pembangkit sinyal frekuensi lokal/setempat ini, terminal sambung tap ke emitor Q103, diperhitungkan mempunyai jumlah gulungan sebanyak kira-kira satu-per-empat atau satu-per-tiga, dari jumlah seluruh gulungan kumparan transformator T102. Perhitungan untuk nilai kapasitor padder, bisa dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Data teknis yang diperlukan untuk membuat transformator T101 (transformator frekuensi radio, RF) dan transformator T102 (transformator osilator, LO); bisa dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Sebagai catatan, pada gambar skema, digunakan referensi Tabel 1, yakni untuk penerimaan pancaran sinyal radio wilayah frekuensi kerja 6,0 – 16,0 MHz. Pada Tabel 2, diterakan nilai-nilai yang diperlukan, untuk membuat kumparan transformator T101 (transformator frekuensi radio, RF) dan transformator T102 (transformator osilator, LO); untuk penerimaan pancaran sinyal radio wilayah frekuensi kerja 3,0 – 8,0 MHz.

Pada saluran luaran rangkaian konverter penurun frekuensi, dipasang dua buah transformator 455 kHz, yaitu T103 dan T104. Kedua transformator frekuensi antara ini, sebenarnya, selain berfungsi sebagai transformator frekuensi antara tingkat pertama, juga sekaligus berfungsi sebagai rangkaian tapis lolos lajur (band pass filter, BPF), yang bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz. Rangkaian tapis frekuensi antara    455 kHz yang digunakan, dibangun menggunakan dua rangkaian transformator resonator 455 kHz, yang keduanya diperhitungkan sebagai transformator frekuensi antara tingkat pertama, yang menerapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani yang relatif cukup tinggi, yaitu sekitar 80.

Gambar 27.  Dua kumparan transformator yang tampak dipasang sejajar ini, menggunakan empat rangkaian resonator. Semuanya bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz. Rangkaian resonatornya, menerapkan gabungan sistem kopling induktif dan kopling kapasitif. Di antara kedua kumparan transformator frekuensi antara itu, dipasang sekat atau perisai elektro-magnetis, yang berfungsi mengatur besar nilai kopling di antara dua rangkaian resonator yang saling berhadapan. Rangkaian ini, berfungsi sebagai rangkaian tapis frekuensi antara (intermediate frequency filter, IF filter), yang secara tradisional dikenal sebagai rangkaian tapis kuna. (Sumber: Foto koleksi petulis).

Kedua transformator resonator 455 kHz ini, diletakkan pada kedudukan saling bersebelahan, pada jarak yang relatif agak jauh, dan di antara keduanya dipasang dinding perisai Faraday, yang akan menghalangi medan elektro-magnetis yang dibangkitkan. Tetapi, dinding penghalang ini, secara sengaja ‘dibocorkan’, dengan cara tidak dibangun menutup penuh, melainkan ada sebagian dindingnya yang dibuka. Menggunakan cara ini, medan elektro-magnetis yang dibangkitkan oleh transformator resonator T103, sebagian bisa lolos dan bisa menginduksi transformator resonator T104; sehingga fungsi tapis (filter) bisa dihasilkan.

Tentang transformator frekuensi antara 455 kHz, yang digunakan sebagai bagian dari rangkaian tapis frekuensi antara 455 kHz, data teknisnya bisa dilihat pada bahasan tentang pembuatan transformator frekuensi antara tingkat awal (1'st. IF transformer).

Penguat level sinyal frekuensi antara

Rangkaian inilah (Gambar 26), yang sebenarnya diinspirasi oleh rangkaian serupa yang berasal dari tahun 1954 itu! Hanya saja, yang digunakan pada pesawat penerima radio ini, adalah rangkaian penguat level frekuensi antaranya saja. Rangkaian aslinya, yang digunakan pada pesawat penerima radio merk Regency, tipe TR-1, bisa dilihat pada Gambar 19.

Gambar 26.  Rangkaian di atas ini, adalah dua tingkat rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara, diikuti dengan rangkaian demodulator, serta rangkaian penggerak meter penunjul level kekuatan sinyal radio. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Jika kita memperhatikan gambar rangkaian elektronika, yang diperlihatkan pada Gambar 19, maka rangkaian yang hendak dikembangkan dan diaplikasikan pada pesawat penerima radio ‘Ghost’, adalah rangkaian yang digambarkan berada di sekitar komponen transistor yang diberi tanda lambang V2 dan V3. Sedangkan rangkaian sebelum dan sesudahnya, tidak digunakan.

Pada pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara (intermediate frekuensi amplifier, IFA) ini, terdapat tiga tipe transformator frekuensi antara (intermediate frekuensi transformer, IFT) yang digunakan, semuanya merupakan transformator buatan sendiri (homemade, homebrew, self made). Oleh karena itu, impedansi rangkaian, impedansi saluran saluran masukan dan luarannya; serta berbagai spesifikasi teknis yang dikonsepkan untuk diterapkan, bisa direalisasikan secara langsung, sesuai dengan konsep yang hendak kita terapkan.

Ukuran fisik transformator frekuensi antara buatan sendiri itu, bisa dikatakan amat sangat besar. Hal ini, dimaksudkan supaya bisa dihasilkan jumlah gulungan kawat kumparan resonator frekuensi antara 455 kHz yang bersifat minimum, sehingga terjadinya fenomena ‘nilai kapasitansi antar gulungan’ (inter wound capasitance) bisa sangat dikurangi.

Konsepsi disain transformator frekuensi antara yang dibuat sendiri ini adalah sebagai berikut.

• Penerapan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) pada rangkaian resonator frekuensi antara, secara bertahap diturunkan secara berjenjang (bertahap). Pada transformator frekuensi antara tingkat awal (first stage IF transformer), diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif tinggi. Pada transformator frekuensi antara antar tingkat (inter stage IF transformer), diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif agak rendah, atau sedang (tidak terlampau tinggi). Pada transformator frekuensi antara tingkat akhir (last stage IF transformer), diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif rendah.  

• Penerapan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif tinggi; dimaksudkan supaya bisa dihasilkan derajat selektifitas yang tinggi, meskipun transformasi daya menjadi tidak terlampau bagus (dikorbankan). Pendekatan ini, akan menghasilkan lebar lajur frekuensi yang relatif sempit. Penerapan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif agak tidak terlalu tinggi; dimaksudkan supaya bisa dihasilkan derajat selektifitas yang relatif masih cukup tinggi, dibarengi dengan transformasi daya cukup baik. Pendekatan ini, akan menghasilkan lebar lajur frekuensi yang relatif agak lebar. Penerapan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani (QL) yang relatif rendah; dimaksudkan supaya bisa dihasilkan proses transformasi daya yang bagus dan efektif, meskipun derajat selektifitas yang dihasilkan relatif juga tidak bagus (dikorbankan). Pendekatan ini, akan menghasilkan lebar lajur frekuensi yang relatif lebar. 

• Jika transformator frekuensi antara yang digunakan pada tingkat awal, antar tingkat, dan tingkat akhir; menerapkan impedansi rangkaian yang menurun sebesar separohnya, setiap kali terjadi perubahan aplikasi transformator frekuensi antara; juga nilai faktor Q dalam kondisi dibebani yang juga menurun sebesar separohnya, setiap kali terjadi perubahan aplikasi transformator frekuensi antara; maka akan dihasilkan nilai induktansi dan nilai kapasitansi kumparan resonansi frekuensi antara yang selalu sama (tidak berubah). Tentang hal ini, bisa dilihat pada tabel yang menampilkan hasil perhitungan untuk membuat transformator frekuensi antara.  

• Semua kumparan kopling link atau kumparan sekunder; yang digunakan untuk menyalurkan sinyal frekuensi antara, tidak diletakkan atau digulung di atas kumparan resonator (kumparan primer); melainkan diletakkan atau digulung di samping kumparan resonator, di sebelah sisi ‘cold end’ (sisi kumparan resonator yang mempunyai impedansi paling rendah) dan diberi jarak (spasi) yang diatur sedemikian rupa, sehingga bisa menghasilkan kurva respon lebar lajur frekuensi antara yang relatif cukup sempit.  

• Koker yang digunakan untuk menggulung kumparan resonator frekuensi antara, secara sengaja dipilih yang mempunyai ukuran garis-tengah relatif besar. Tujuannya, supaya nilai induktansi kumparan resonator yang dikehendaki, bisa dipenuhi dengan jumlah gulungan yang tidak terlalu besar/banyak; sehingga bisa sangat mengurangi fenomena terjadinya nilai induktansi antar gulungan (inter wound capasitance), yang bisa mengacaukan besar nilai kapasitansi yang dihasilkan dari perhitungan.

• Transformator frekuensi antara tingkat awal (first stage intermediate frequency transformer, 1’st. IFT), fungsi utamanya adalah melakukan proses seleksi frekuensi nyang hendak diterima. Pada kebanyakan (sebagian besar) pesawat penerima radio kelas komersial, transformator frekuensi antara pada tingkat ini, lazimnya diwakili dengan transformator frekuensi antara yang berwarna kuning. Guna memenuhi fungsinya, maka diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani, yang relatif tinggi; sehingga bisa dihasilkan lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) yang relatif sangat sempit. Bagaimanapun juga, kondisi ini sebenarnya agak mengorbankan persoalan penguatan level sinyal frekuensi antara yang harus dilakukan oleh rangkaian ini. Guna memperoleh kurva respon lebar lajur frekuensi yang relatif sempit, maka jarak (spasi) antara kumparan kopling link dengan kumparan resonator, bisa dibuat jauh lebih renggang (lebih jauh jaraknya).

• Transformator frekuensi antara antar tingkat (inter stage intermediate frequency transformer,2’nd. IFT), fungsi utamanya adalah melakukan proses seleksi frekuensi yang tidak terlampau ketat. Pada kebanyakan (sebagian besar) pesawat penerima radio kelas komersial, transformator frekuensi antara pada tingkat ini, lazimnya diwakili dengan transformator frekuensi antara yang berwarna putih. Guna memenuhi fungsinya, maka diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani, yang relatif tidak terlampau tinggi. Dampaknya, tetap bisa dihasilkan lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) yang relatif cukup sempit; tetapi persoalan penyaluran sinyal frekuensi antara dinaikkan, sehingga bisa dikatakan pada transformator ini dilakukan proses kompromi, antara menghasilkan lajur frekuensi yang masih cukup sempit, tetapi juga tetap dihasilkan proses penguatan level sinyal yang relatif cukup besar. Bagaimanapun juga, kondisi ini sebenarnya merupakan kompromi di antara dua kepentingan yang berbeda itu. Guna memperoleh kurva respon lebar lajur frekuensi yang masih relatif sempit, tetapi menghasilkan transformasi daya yang lebih baik, maka jarak (spasi) antara kumparan kopling link dengan kumparan resonator, bisa dibuat agak lebih dekat jaraknya.

• Transformator frekuensi antara tingkat akhir (last stage intermediate frequency transformer,3’nd. IFT), fungsi utamanya adalah melakukan proses penyaluran sinyal frekuensi antara sebaik-baiknya, dan sedikit-banyak mengorbankan persoalan seleksi frekuensi. Pada kebanyakan (sebagian besar) pesawat penerima radio kelas komersial, transformator frekuensi antara pada tingkat ini, lazimnya diwakili dengan transformator frekuensi antara yang berwarna hitam. Dampaknya, penyaluran sinyal frekuensi antara ke rangkaian berikutnya, bisa dilakukan secara efektif. Tetapi persoalan lebar lajur frekuensi, tidak lagi menjadi perhatian utama. Guna memenuhi fungsinya, maka diterapkan nilai faktor Q dalam kondisi dibebani, yang relatif rendah. Dampaknya, dihasilkan lajur frekuensi (frequency bandwidth, BW) yang relatif cukup lebar (tidak selektif seperti semula); tetapi persoalan penyaluran sinyal frekuensi antara mencapai titik maximal dan efektif. Guna memperoleh kurva respon lebar lajur frekuensi yang relatif lebar, tetapi menghasilkan proses transformasi daya maximum, maka jarak (spasi) antara kumparan kopling link dengan kumparan resonator, bisa dibuat relatif lebih dekat jaraknya (jika dikehendaki).

Penggunaan tiga transformator frekuensi antara yang berbeda, pada dua tingkat rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara 455 kHz, dipandang cukup memadai, guna memperoleh tingkat penguatan level sinyal yang mencukupi, sebelum dilakukan proses demodulasi. 

Semua gulungan kumparan resonator dan kopling link, menerapkan arah gulungan yang sama, yaitu ke arah kanan, searah jarum jam (clock wise, CW); seperti pada ulir baut normal. Semua gulungan kumparan resonator dan kopling link, juga menerapkan gulungan rapat (closed wound, CW) tanpa spasi.

Dua tingkat rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara ini, bekerja pada kelas A, dan salah satu rangkaian (yang paling awal), derajat penguatannya dikendalikan menggunakan tegangan kendali penguatan otomatis (automatic gain control, AGC). Sehingga kondisi level sinyal radio yang diterima, bisa dipertahankan sehingga relatif stabil. 

Pada kedua tingkat rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara 455 kHz ini, resistor R201, dan R204; serta R209, dan R213; berfungsi sebagai komponen peredam osilasi parasitik, pada saluran masukan dan saluran luaran rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara 455 kHz. 

Sedangkan kapasitor C201 dan resistor R205; serta kapasitor C202 dan resistor R214; berfungsi sebagai komponen yang mengatur umpan-balik (feedback), guna melakukan proses netralisasi. Tujuannya, juga meredam kemungkinan timbulnya fenomena osilasi parasitik dan ketidak-stabilan unjuk-kerja. 

Gambar 27.  Pada gambar kiri, di atas ini, diperlihatkan konstruksi kumparan transformator frekuensi tingkat awal dan kumparan transformator frekuensi antar tingkat. Sedangkan pada gambar kanan, diperlihatkan konstruksi transformator frekuensi antara tingkat akhir. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Resistor R202 dan R208; merupakan dua komponen resistor, yang disiapkan untuk digunakan, hanya jika diperlukan (optional). Kedua resistor ini, fungsi utamanya adalah supaya kumparan kopling link tidak beresonan pada frekuensi tertentu, sehingga bisa meredam kemungkinan terjadinya osilasi juga. Nilai kedua resistor ini, biasanya berada sedikit di atas impedansi saluran kopling link tersebut. Untuk saluran kopling link yang merupakan saluran masukan ke rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara tingkat pertama, impedansi salurannya adalah sekitar 100 kΩ. Tetapi, jika diperlukan, resistor R202, bisa juga menerapkan nilai resistansi sekitar 680 Ω. Sedangkan untuk saluran kopling link yang merupakan saluran masukan ke rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara tingkat kedua, impedansi salurannya adalah sekitar 750 Ω. Karena itu, resistor R208, menerapkan nilai resistansi sekitar 820 Ω. Dalam kondisi rangkaian sudah stabil unjuk-kerjanya, maka bisa saja kedua resistor ini (R202 dan R208) dilepas dan tidak digunakan (tidak dipasang).

Pesawat penerima radio yang hendak didisain dan dibuat ini, tidak seluruhnya mengadopsi rangkaian elektronika yang digunakan pada pesawat penerima radio ‘Regency’, tipe TR-1, yang dijadikan referensi. Pertama, karena karena memang bukan merupakan replika. Kedua, karena terdapat perbedaan dalam soal pemakaian komponen yang hendak diterapkan. Ketiga, wilayah kerja pesawat penerima radio yang hendak dibuat ini, tidak berada di wilayah ban radio gelombang tengah (medium wave, MW); seperti skema aslinya, melainkan berada di wilayah ban radio gelombang pendek (short wave, SW).

Pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, tipe BC-3028 ini, dikonsepkan untuk menggunakan komponen semi-konduktor, berupa transistor generik, berbahan Silikon, jenis NPN; serta menggunakan juga rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC) buatan jaman sekarang; tetapi dengan syarat komponen transistor yang digunakan, merupakan komponen ‘generik’, yang bersifat umum. mudah didapat di pasar lokal, relatif murah harganya, serta mudah pula diganti memakai komponen sejenis lainnya.

Untuk keperluan ini, komponen semi-konduktor yang dipilih, adalah berupa semi-konduktor berupa transistor, jenis NPN, yang berbahan Silikon, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang ekuivalen. Sedangkan komponen rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC) yang digunakan, adalah rangkaian jenis op-amp umum mutakhir, serta jenis power op-amp, untuk melakukan fungsi penapisan sinyal audio, serta penguatan daya sinyal audio. Semua ini, dipertimbangkan dengan tujuan pesawat penerima radio ini bisa dibuat sendiri (jika dikehendaki), dan diharapkan tidak mempunyai persoalan dengan pengadaan komponen yang diperlukan untuk membuatnya.

Gambar 28.  Di atas ini tampak dua transformator frekuensi antara (intermediate frequency transformer, IFT) yang bekerja pada frekuensi tengah sekitar 455 kHz, dan digunakan pada sebuah pesawat penerima radio kuna, yang menggunakan tabung hampa (vacum tube). Kalau melihat penampakannya, dua rangkaian resonatornya ditala menggunakan inti ferit kecil, yang berbentuk baut panjang. (Sumber: Foto hasil reproduksi).

Disain pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, pada dasarnya dikonsepkan sebagai ‘minimum requirement’ untuk sebuah pesawat penerima radio, yang diharapkan tetap bisa bekerja optimal, tetapi menggunakan komponen dan kelengkapan sub-sistem yang bersifat memenuhi kebutuhan minimal, untuk bisa bekerja secara optimal.

Petulis, beberapa kali telah melakukan experimen, terutama didasarkan kepada rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara 455 kHz yang akan digunakan pada pesawat penerima radio ini. Semua experimen petulis, hasilnya relatif bagus dan memuaskan. Tetapi, semuanya justru cenderung dikembangkan lebih lanjut disain sistem elektronika pendukungnya. Dampaknya, bentuk rupa skema aslinya nyaris lenyap dan tak nampak lagi. Entah mengapa, selepas petulis menyelesaikan sejumlah experimen, tiba-tiba saja petulis timbul gagas, untuk mendisain pesawat penerima radio gelombang pendek lainnya, tetapi kali ini menerapkan ‘minimum requirement’, sehingga secara umum relatif masih mengikuti disain asli pesawat penerima radio kuna itu. Sebenarnya, pemicu utamanya, adalah rasa penasaran yang timbul menggebu-gebu.

Gambar 29.  Transformator frekuensi antara yang sebelah kiri, adalah transformator frekuensi antara antar tingkat (inter stage IF transformer), atau transformator frekuensi antara tingkat ke-dua (2'nd. intermediate frekuency transformer, 2'nd. IFT). Sedangkan transformator frekuensi antara yang sebelah kanan, adalah transformator frekuensi antara tingkat akhir (last stage IF transformer), atau transformator frekuensi antara tingkat ke-tiga (3'rd. intermediate frekuency transformer, 3'rd. IFT); yang mempunyai gulungan khusus, dan tidak lazim. Yaitu, kumparan khusus, untuk sambungan ke rangkaian demodulator yang menggunakan empat buah dioda. Transformator frekuensi antara 455 kHz ini, merupakan buatan sendiri. (Sumber: Foto koleksi petulis).

Pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’ ini, menggunakan transformator frekuensi antara 455 kHz buatan sendiri. Tetapi spesifikasi teknisnya, terutama soal impedansi kumparannya, diusahakan masih mengikuti rancangan asli pada pesawat penerima radio merk ‘Regency’, tipe TR-1 itu. Meskipun sebenarnya ini merupakan hal yang boleh dikatakan nyaris mustahil, karena komponen semi-konduktor (transistor) yang digunakan, dan karakternya, jelas amat sangat berbeda dengan yang akan digunakan, karena buatan masa sekarang.

Bagaimanapun juga, pasti akan diperlukan modifikasi nilai komponen. Penyebabnya, selain karakter komponen buatan masa lampau dan komponen buatan masa sekarang jelas sangat berbeda; juga karena tegangan kerja yang digunakan juga berbeda. Tegangan kerja aslinya adalah 22,5 Volt. Sedangkan petulis hendak menerapkan tegangan +12 Volt dan tegangan +9 Volt yang distabilkan. Khusus tegangan +12 Volt ini, digunakan untuk mencatu ‘rangkaian lama’ yang berasal dari skema pesawat penerima radio merk ‘Regency’, tipe TR-1, tetapi tegangan catunya diturunkan dan distabilkan. Sudah barang tentu dampaknya nilai sejumlah komponen, pasti akan berubah juga.

Proses paling awal yang dikerjakan petulis, adalah melakukan analisis, perhitungan, dan menyiapkan transformator frekuensi antara yang bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz; yang akan digunakan; lalu melakukan experimen awal dengan transformator frekuensi antara itu. Hal ini, sudah dilakukan beberapa waktu sebelumnya, jauh sebelum pesawat penerima radio ini dikonsepkan dan didisain. Meskipun demikian, petulis membahasnya secara ringkas saja dalam artikel ini.

Untuk keperluan persiapan pembuatan pesawat penerima radio gelombang pendek ‘Ghost’, petulis membuat perhitungan tiga macam transformator frekuensi antara; yang semuanya mewakili karakter spesifik transformator frekuensi antara 455 kHz konvensional, yaitu transformator frekuensi antara yang inti feritnya berwarna kuning (tingkat awal, first stage IFT), berwarna putih (antar tingkat, inter stage IFT), serta berwarna hitam (tingkat akhir, last stage IFT). Tetapi, ketiga transformator frekuensi antara 455 kHz yang akan digunakan itu, dihitung dan dibuat sendiri oleh petulis, menurut versi petulis. Selain itu, berdasar sejumlah pertimbangan teknis, transformator frekuensi antara yang akan dibuat, ditala menggunakan kapasitor trimmer variabel; bukan menggunakan batang inti ferit atau batang inti logam.

Transformator frekuensi antara yang dibuat, kokernya dibuat dari sambungan pipa PVC, yang mempunyai ukuran garis-tengah luar (outer diameter, OD) ‘raksasa’, yaitu sebesar 40 mm. Sambungan pipa PVC ini, di toko-toko besi dan toko-toko material setempat, lazim dikenal sebagai sambungan pipa PVC ukuran 1 inci. Sebagai catatan, pipa air, lazim menerapkan ukuran garis-tengah dalam (inner diameter, ID), dan bukannya ukuran garis-tengah luar (outer diameter, OD). Saat membeli di toko material setempat, ada baiknya ukuran garis-tengah luar sambungan pipa PVC ini benar-benar diukur menggunakan jangka sorong (calipers); sebab ukuran garis-tengah luar yang dijadikan acuan perhitungan pembuatan kumparan transformator, bersifat relatif cukup kritis. 

Pemilihan penggunaan koker yang mempunyai ukuran garis-tengah luar relatif besar, dimaksudkan supaya kumparan transformator yang dibuat, mempunyai jumlah gulungan kawat yang relatif tidak terlalu banyak, sehingga bisa digulung rapat dan rapi; tanpa perlu menerapkan cara penggulungan khusus. Dengan demikian, kemungkinan terjadinya fenomena ‘kapasitansi antar gulungan’ (inter wound capasitance) bisa diminimalkan, atau setidak-tidaknya kalaupun terjadi, tidak terlalu besar dampaknya. Sebagai catatan, fenomena kapasitansi antar gulungan (inter wound capasitance), biasanya diatasi (dikurangi) dengan cara melakukan proses penggulungan kawat kumparan yang dilakukan secara khusus, dan menggunakan pola tertentu. Misalnya, menerapkan penggulungan kawat kumparan yang berpola ‘gulung silang’ (cross wound), ‘gulung acak’ (scramble wound), atau ‘gulung sarang tawon’ (honeycomb wound). Semua pola penggulungan kawat kumparan tersebut, biasanya memerlukan mesin khusus untuk bisa melakukannya. Sedangkan yang dilakukan petulis, berdasar sejumlah pertimbangan, menetapkan pilihan proses penggulungan kumparan, yang sebaiknya bisa dilakukan secara manual, tanpa bantuan mesin. Atau, kalaupun jikalau hendak menggunakan bantuan mesin, bisa menggunakan mesin penggulung kawat kumparan yang sederhana saja. 

Gambar 30.  Pada gambar di atas ini, tampak kumparan resonator yang bekerja pada frekuensi 455 kHz (kumparan paling atas). Sedangkan kumparan yang berada di tengah transformator frekuensi antara itu, merupakan kumparan kopling link, yang mempunyai saluran luaran berimpedansi 50 Ohm, dan digunakan untuk menyalurkan sinyal frekuensi antara ke luar (ke rangkaian lain). Kumparan yang tampak paling bawah, adalah suatu kumparan bifilar, yang diperhitungkan berimpedansi sekitar 1 kilo-Ohm. Ini merupakan konfigurasi rangkaian transformator yang diseimbangkan (balanced transformer), yang akan menjadi bagian langsung dari rangkaian demodulator AM. (Sumber: Foto koleksi petulis).

Kawat tembaga berlapis email yang digunakan untuk membuat kumparan transformator frekuensi antara ini, dipilih yang mempunyai ukuran garis-tengah luar tidak terlalu besar, yaitu 0,3 mm. Semua kumparan menerapkan pola gulung rapat (closed wound) tanpa spasi. Arah gulungan kawat, semuanya ke arah kanan, searah jarum jam (clock wise, CW), seperti pada ulir baut standar. Gulungan sekunder, yang berupa gulungan kopling link (link coupling), tidak digulung di atas gulungan kumparan primer (gulungan kumparan resonator); melainkan digulung di sisi bawah (di samping) kumparan primer (kumparan resonator), di sebelah sisi ‘cold end’ [1] kumparan resonator, serta diberi jarak (spasi) sekitar 5 – 15 mm.

Cara penggulungan ini, dimaksudkan untuk mengatur lebar lajur frekuensi (frequency band width, BW), serta mengurangi sebesar mungkin kapasitansi antar gulungan (inter wound capasitance). Jarak atau spasi kumparan kopling link ini, semakin besar jaraknya terhadap kumparan resonator utama, akan berdampak semakin sempit lajur frekuensi yang dihasilkannya, tetapi semakin besar kerugian daya (power loss) yang ditimbulkan. Hal ini, berlaku pula sebaliknya, yakni jika jarak (spasi) antara kumparan kopling link diperkecil. Pada transformator frekuensi antara buatan petulis, diterapkan jarak (spasi) antara kumparan kopling link dengan umparan resonator utama sebesar kira-kira 6 mm atau sekitar 0,25 inci.

Untuk mengurangi gangguan medan elektro-magnetis, di sekeliling transformator frekuensi antara dipasang perisai Faraday, yang dibuat dari lempeng logam tipis, yang bersifat bukan konduktor magnet. Misalnya, logam kuningan, tembaga, alumunium, atau seng. Lempeng logam yang terakhir, yaitu ‘seng’ sebenarnya merupakan logam besi, yang bersifat konduktor magnet. Tetapi, lapis ‘zink’ di permukaan luar lempeng besinya, membuat seng menjadi bukan konduktor magnet. Jadi, seng lalu bisa digunakan juga sebagai dinding perisai, penyekat, atau pelindung terhadap medan elektro-magnetis. Jika dikehendaki, lembar tipis ‘allumunium foil’ juga bisa digunakan sebagai perisai Faraday. 

Meskipun demikian, karena strukturnya yang sangat tipis, terlalu lemah, dan tidak kaku; maka diperlukan bantuan konstruksi penguat. Untuk keperluan ini, bisa digunakan bahan MDF, multiplex, atau lempeng kayu. Bagaimanapun juga, bahan seperti MDF dan multiplex, tidak terlalu tahan kelembaban udara yang tinggi, dan mudah rusak strukturnya. Karenanya, meskipun bisa digunakan, tetapi lebih disarankan menggunakan lempeng kayu, yang ukurannya agak tebal, yaitu sekitar 8 – 10 mm. Jika menggunakan lempeng tipis ‘allumunium foil’, ada baiknya direkatkan lebih dahulu menggunakan lem (perekat) di atas lembar papan yang akan digunakan sebagai penguat struktur dinding perisai. Jangan lupa memastikan, bahwa dinding perisai logam tersebut harus disambungkan atau harus dihubungkan dengan bumi (ground). 

Selanjutnya, pada Tabel 3, Tabel 4, serta Tabel 5; diterakan nilai induktansi dan jumlah gulungan kawat kumparan, untuk tiga tipe transformator frekuensi antara yang berbeda; dengan pengecualian, pada transformator frekuensi antara tingkat akhir, salah satu kumparan kopling linknya menggunakan gulungan bifilar, yang terdiri dari dua jajar gulungan kawat, mewakili impedansi 1,0 kΩ; yang setara dengan dua jajar 20 gulung kawat. Harap diperhatikan, ketiga transformator frekuensi antara ini, mempunyai spesifikasi teknis yang masing-masing khas dan berbeda. Karenanya, tidak bisa dipertukarkan penempatan dan penggunaannya.

Semua gulungan kumparan pada transformator frekuensi antara 455 kHz ini; proses penggulungannya, selalu dimulai dari sisi ‘cold end (CE)’, yakni titik yang mempunyai impedansi terrendah pada rangkaian kumparan resonator. Biasanya, merupakan titik catu tegangan, atau titik yang secara elektronis berhubungan dengan bumi (ground).

Kumparan sekunder kopling link (link coupling), juga menerapkan arah gulungan yang sama dengan arah gulungan primer kumparan resonator. Jika dikehendaki lebar lajur frekuensi (frequency band width, BW) yang lebih sempit, jarak (spasi) antara gulungan kopling link dengan gulungan kumparan resonator, bisa diperbesar. Tetapi, dampaknya kerugian daya (power loss) yang dihasilkan akan semakin besar. Dalam hal ini, penerapan jarak (spasi) sebesar 6 mm atau sekitar 0,25 inci, dipandang sudah cukup memadai. Ini merupakan kompromi antara kerugian daya (power loss) yang dialami pada proses penyaluran sinyal, dengan lebar lajur frekuensi (frequency band width, BW) yang dihasilkan. Transformator frekuensi antara yang dibuat, hanya tiga macam, yang mewakili transformator frekuensi antara 455 kHz yang dipasang pada tingkat awal, di tengah, dan pada tingkat akhir. Urutan pemasangannya, mengikuti pola baku.

Rangkaian demodulator AM yang hendak diterapkan, semula hanya menggunakan satu dioda Germanium, seperti yang banyak diterapkan pada berbagai pesawat penerima radio AM kelas komersial. Tetapi, berdasar hasil pelaksanaan experimen yang sebelumnya sudah dilakukan petulis, akhirnya petulis memilih untuk menerapkan rangkaian detektor atau rangkaian demodulator, yang menggunakan empat dioda berbahan Germanium (D201 – D204), yang disusun menjadi rangkaian ‘full wave voltage doubler’, sehingga bisa menghasilkan level sinyal audio yang jauh lebih tinggi. Konfigurasi kumparan dan sambungan pada transformator frekuensi antara yang ketiga (tingkat akhir) ini, sangat berbeda, sehingga tidak sama dengan transformator frekuensi antara yang lazim digunakan umum.

Ketiga transformator frekuensi antara 455 kHz yang digunakan dan dibuat sendiri ini, masing-masing mempunyai fungsi dan kegunaan khas, serta terminal sambungan yang berimpedansi sesuai dengan rangkaian yang disambungkan kepadanya. Ini merupakan keuntungan tersendiri, yang tidak bisa didapat, jika kita menggunakan transformator buatan pabrik. Bahkan, jika dikehendaki, kita juga bisa mengatur impedansi saluran masukan dan saluran luaran (ZI/O), lebar lajur frekuensi (frequency band width, BW), impedansi rangkaian (ZR), faktor Q dalam kondisi dibebani (QL), koker yang digunakan, serta kawat tembaga berlapis email yang hendak digunakan untuk membuat kumparan transformator frekuensi antara itu. Rangkaian penguat level frekuensi antara yang bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz ini, dibangun dua tingkat, masing-masing didukung oleh sebuah transistor generik, berbahan Silikon, jenis NPN, tipe 2SC9829, C829, atau tipe lain yang setara (ekuivalen). Ini merupakan rangkaian baku yang banyak digunakan pada berbagai pesawat penerima radio kelas komersial, tetapi telah diperbaiki disainnya, sehingga jauh lebih stabil unjuk-kerjanya, dan sama sekali tidak mengalami gangguan fenomena osilasi parasitik.

Pada rangkaian inilah sebagian besar proses penguatan level sinyal dilakukan. Untuk keperluan tersebut, digunakan tiga jenis transformator frekuensi antara, seperti sudah dijelaskan pada bagian awal artikel ini.  Tetapi, pengaturan hal-hal seperti yang dijelaskan di atas, tak akan bisa dilakukan, jika kita menggunakan transformator frekuensi antara buatan pabrik, karena semuanya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatnya. Sebaliknya, karena ketiga transformator frekuensi antara itu merupakan buatan sendiri, maka segala sesuatunya bisa kita atur dan kita tetapkan sendiri, sesuai spesifikasi teknis yang kita kehendaki.

Demodulator AM

Bagian ini, merupakan bagian yang paling unik dan amat sangat tidak lazim. Jika pada pesawat penerima radio biasa, lazimnya hanya digunakan sebuah dioda, berbahan Germanium, sebagai pendukung komponen demodulator AM; maka pada pesawat penerima radio gelombang pendek ini, digunakan empat buah diode berbahan Germanium, D201-D204, tipe 1N60, atau tipe lain yang setara. Empat dioda yang berfungsi sebagai demodulator AM ini, disusun dalam konfigurasi ‘full wave voltage doubler rectifier’, yang bisa menghasilkan level sinyal audio lebih tinggi, yaitu sekitar empat kali dari level konvensional, atau nyaris sekitar +12 dB. Sebagai catatan, rangkaian detektor atau demodulator AM yang akan digunakan ini, pada experimen petulis yang lalu, merupakan detektor dioda kristal versi 5. Detektor dioda kristal versi 5, adalah rangkaian detektor dioda kristal yang rangkaian resonatornya dilengkapi dengan suatu kumparan kopling link bifilar. Sedangkan detektor dioda kristal versi 6, adalah rangkaian detektor dioda kristal yang menggunakan dua rangkaian resonator yang terpisah dan diseimbangkan (balanced resonator).[1]

Gambar 31.  Pada gambar di atas ini, ditampilkan rangkaian tapis brodkas, rangkaian pra-penguat audio, dan rangkaian penguat daya audio. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Selain menghasilkan sinyal audio, rangkaian demodulator ini, sekaligus juga menghasilkan tegangan negatif, yang digunakan sebagai tegangan kendali penguatan otomatis (automatic gain control, AGC), dan mengendalikan penguatan level sinyal frekuensi antara, yang dilakukan oleh rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara tingkat pertama. Sinyal audio yang dihasilkan rangkaian demodulator AM, sebelum disalurkan ke rangkaian selanjutnya, dilewatkan lebih dahulu pada suatu rangkaian tapis lolos bawah (low pass filter, LPF) sederhana, yang disusun atas dua buah kapasitor C224 dan C225 dan sebuah resistor R217. Menggunakan rangkaian tapis ini, diharapkan semua sinyal frekuensi antara yang masih lolos, bisa diredam dan dibuang ke bumi (ground); sehingga yang diloloskan ke rangkaian berikutnya, hanya sinyal audio. Selepas rangkaian tapis sederhana ini, sinyal audio disambungkan ke resistor R218, yang berfungsi sebagai beban. Sedangkan kapasitor C226, berfungsi sebagai kapasitor kopling, yang akan menyalurkan sinyal audio, keluar dari rangkaian ini, ke rangkain tapis brodkas.

Meter penunjuk level kekuatan sinyal radio

Rangkaian ini, merupakan rangkaian tambahan, yang digunakan untuk menampilkan level kekuatan sinyal radio yang diterima. Dibangun menggunakan dua buah transistor generik, jenis NPN, berbahan Silikon, Q203 dan Q204, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang setara (ekuivalen). Rangkaian ini, lazimnya lebih dikenal sebagai rangkaian penguat-penyangga (buffer-amplifier). Saluran masukannya berimpedansi relatif tinggi, dan supaya tidak membebani rangkaian resonator frekuensi antara di depannya, kopling sinyal dilakukan menggunakan kapasitor kopling yang digunakan disambungkan secara seri dengan sebuah resistor (R219) yang nilai resistansinya sekitar 5,6 kΩ.

Sinyal frekuensi antara ini, selanjutnya diperkuat levelnya, pada rangkaian penguat-penyangga (buffer-amplifier), hasil penguatannya, kemudian disalurkan ke rangkaian penyearah, yang dibangun menggunakan empat buah dioda, D205 – D208, jenis Germanium, tipe 1N60, atau tipe lain yang setara; yang menerapkan pola konfigurasi jembatan (bridge rectifier).

Di antara titik sambung 5 dan 6 (lihat Gambar 11), sebenarnya bisa dipasang sebuah kapasitor polar perata. Kapasitor polar ini, statusnya boleh dipasang, tetapi boleh pula dilepas (tidak dipakai). Kondisi yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

• Jika kapasitor polar tersebut dipasang (digunakan), maka meter akan menunjukkan level puncak (peak level) sinyal yang diterima. 

• Jika kapasitor polar polar tersebut tidak dipasang (dilepas), maka meter akan menunjukkan level rata-rata (average level) kekuatan sinyal yang diterima.

Berdasar kenyamanan saat mengamati penunjukan meter, maka lebih disarankan untuk tidak memasang (tidak menggunakan) kapasitor polar ini. Meskipun demikian, keputusan untuk memakai atau tidak, dipersilahkan diputuskan saja oleh peguna perangkat.

Meter penunjuk level kekuatan sinyal radio yang digunakan, adalah sebuah 'micro-Ampere-meter' atau 'VU-meter'. Dalam hal ini, jika hendak memakai micro-Ampere-meter, sebaiknya pilihlah yang mempunyai skala ukur maximum 100 – 250 µA, dan mempunyai dimensi fisik yang cukup besar. VU-meter, bisa juga digunakan. VU-meter, biasanya mempunyai skala pengukuran 0 - 250 µA. Gunakan VU-meter yang mempunyai dimensi fisik cukup besar.

Jika hendak melakukan kalibrasi penunjukan S-meter, maka gunakan terminal antena yang berimpedansi rendah (Z=50 Ω). Pada terminal ini diinjeksinya sinyal radio, berlevel 50 µV. Pada meter penunjuk level kekuatan sinyal radio, trimpot VR201 harus diatur, supaya tepat menunjuk pada titik S-9, yaitu tepat di tengah-tengah skala.

Setiap kali, level sinyal diturunkan sebesar separoh dari level semula, atau sebesar -6 dB, atau sekitar 50% dari level semula; maka pada papan skala, diterakan angka turun satu angka. Jika sebelumnya adalah angka S-9, maka penurunan level sebesar 50% jarum meter akan berada pada titik S-8. Begitu seterusnya. Setiap kali level sinyal dari angka S-9 dinaikkan levelnya menjadi +6 dB lebih tinggi (dua kali level sebelumnya), maka tepat pada titik penunjukan jarum meter, diberi teraan angka +10 dB. Berikutnya, menggunakan dengan cara yang sama, diterakan +20 dB. Demikian seterusnya. Penunjukan maximum, biasanya adalah sekitar +60 dB. Peneraan angka ini, sebenarnya hanya berlaku untuk berbagai peralatan radio yang digunakan oleh kalangan amatir radio saja. Sedangkan untuk berbagai peralatan radio lain, biasanya digunakan teraan skala yang menggunakan satuan-ukur ‘deci-Bell’ (dB); dan teraan skala meternya, adalah 0 – 100 dB. Proses kalibrasi meter ini, sebenarnya cukup sederhana, jika dalam proses pelaksanaannya menggunakan perangkat RF Signal Generator yang dilengkapi fasilitas peredam level sinyal (RF attenuator); atau, bisa diatur level luarannya. Tanpa perangkat seperti ini, proses kalibrasi akan sukar untuk dilakukan.

Pembangkit sinyal penimpa

Rangkaian ini (lihat Gambar 31), merupakan rangkaian tambahan, yang digunakan saat pesawat penerima radio gelombang pendek ini hendak digunakan untuk menerima dan ‘menimpa’ (to beat) pancaran sinyal radio beremisi morse (A1, CW); atau menerima pancaran sinyal radio beremisi single side band (SSB). Karena itu, rangkaian ini lantas lebih dikenal dengan sebutan ‘beat frequency oscillator’ (BFO).

Gambar 31.  Di atas ini, adalah rangkaian pembangkit sinyal penimpa (beat frequency oscillator, BFO), yang bekerja pada frekuensi 455 kHz. Rangkaian ini, dilengkapi dengan sarana pengatur pergeseran frekuensi, yang bisa dilakukan menggunakan potensiometer P301. (Sumber: Gambar oleh petulis).

Pembangkit sinyal penimpa ini, merupakan rangkaian pembangkit sinyal versi Hartley, yang bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz. Rangkaian penimpa ini, dibangun menggunakan sebuah komponen semi-konduktor, berupa transistor, jenis NPN, berbahan Silikon, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang ekuivalen. Rangkaiannya, menggunakan resonator   455 kHz, yang perhitungannya sama dengan transformator tipe ketiga (transformator frekuensi antara tingkat akhir), yakni yang dipakai pada rangkaian demodulator. Perhitungan untuk membuat kumparan transformatornya, bisa dilihat pada Tabel 5.

Rangkaian penimpa, dibangun memakai transformator T301, kapasitor C309, C308, dan kapasitor trimmer TC301. Supaya bisa dilakukan sedikit penggeseran frekuensi yang dihasilkan, sehingga bisa dihasilkan nada (beat tone), digunakan suatu rangkaian penala kecil, yang dibangun menggunakan komponen potensiometer P301, dan dioda jenis Silikon, D302, tipe 1N4001, yang diperlakukan dengan dioda varaktor, dan bisa menghasilkan perubahan nilai kapasitansi, yang tidak terlalu besar, saat tegangan catunya diubah menggunakan putaran potensimeter P301. Karena merupakan rangkaian tambahan, maka tidak disediakan suatu rangkaian demodulator khusus. Untuk keperluan ini, pemasangannya lebih mengacu pada cara yang sama, yang diterapkan pada pesawat penerima radio gelombang pendek kuna versi militer, BC-348; yakni menyalurkan begitu saja sinyal yang dihasilkannya, ke rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara tingkat kedua, melalui kapasitor kopling C216, yang nilai kapasitansinya relatif kecil, yaitu hanya sekitar 2 pF. Karena itu, rangkaian ini lantas lebih dikenal dengan sebutan ‘beat frequency oscillator’ (BFO).

Pembangkit sinyal penimpa ini, merupakan rangkaian pembangkit sinyal versi Hartley, yang bekerja pada frekuensi tengah 455 kHz. Rangkaian penimpa ini, dibangun menggunakan sebuah komponen semi-konduktor, berupa transistor, jenis NPN, berbahan Silikon, tipe 2SC829, C829, atau tipe lain yang ekuivalen. Rangkaiannya, menggunakan resonator 455 kHz, yang perhitungannya sama dengan transformator tipe ketiga (transformator frekuensi antara tingkat akhir), yakni yang dipakai pada rangkaian demodulator. Perhitungan untuk membuat kumparan transformatornya, bisa dilihat pada Tabel 5.

Rangkaian penimpa, dibangun memakai transformator T301, kapasitor C309, C308, dan kapasitor trimmer TC301. Supaya bisa dilakukan sedikit penggeseran frekuensi yang dihasilkan, sehingga bisa dihasilkan nada (beat tone), digunakan suatu rangkaian penala kecil, yang dibangun menggunakan komponen potensiometer P301, dan dioda jenis Silikon, D302, tipe 1N4001, yang diperlakukan dengan dioda varaktor, dan bisa menghasilkan perubahan nilai kapasitansi, yang tidak terlalu besar, saat tegangan catunya diubah menggunakan putaran potensimeter P301. Karena merupakan rangkaian tambahan, maka tidak disediakan suatu rangkaian demodulator khusus. Untuk keperluan ini, pemasangannya lebih mengacu pada cara yang sama, yang diterapkan pada pesawat penerima radio gelombang pendek kuna versi militer, BC-348; yakni menyalurkan begitu saja sinyal yang dihasilkannya, ke rangkaian penguat level sinyal frekuensi antara tingkat kedua, melalui kapasitor kopling C216, yang nilai kapasitansinya relatif kecil, yaitu hanya sekitar 2 pF.

Tapis brodkas

Sinyal audio yang dihasilkan rangkaian demodulator, selanjutnya dilewatkan pada suatu rangkaian tapis brodkas, yang sebenarnya merupakan gabungan, antara rangkaian tapis lolos atas (high pass filter, HPF) dan rangkaian tapis lolos bawah (low pass filter, LPF); yang keduanya disambungkan secara berturutan, sehingga membentuk suatu rangkaian tapis lolos lajur yang relatif lebar (wide band pass filter, WBPF); seperti diperlihatkan padsa Gambar 13.

Rangkaian tapis lolos atas yang digunakan, menerapkan perhitungan frekuensi jatuh (cut off frequency, FCO) 28,5 Hz (-3 dB down). Sedangkan rangkaian tapisnya, menerapkan versi tapis lolos atas orde ketiga (3’rd. order high pass filter); yang dibangun menggunakan satu komponen op-amp U401A. Impedansi saluran masukan rangkaian tapis lolos atas ini, diperhitungkan dan disesuaikan dengan impedansi saluran luaran dari rangkaian demodulator, yaitu sekitar 10 kΩ.

Selanjutnya, sinyal audio yang sudah ditapis menggunakan rangkaian tapis lolos atas, luarannya disalurkan ke suatu rangkaian tapis lolos bawah (low pass filter, LPF), yang menerapkan perhitungan frekuensi jatuh (cut off frequency, FCO) 5800 Hz (-3 dB down). Rangkaian tapisnya, menerapkan tapis lolos bawah orde kelima (5’th. Order low pass filter); yang dibangun menggunakan dua komponen op-amp U401B dan U401C. Rangkaian tapis kedua ini, menerapkan impedansi saluran masukan sekitar 1 kΩ, sehingga sesuai untuk disambungkan dengan saluran luaran rangkaian tapis lolos atas.

Konfigurasi kedua rangkaian tapis ini, membentuk rangkaian tapis lolos lajur yang lebar (wide band pass filter, WBPF), yang wilayah kerjanya berada pada kedua frekuensi jatuhnya, yaitu pada frekuensi 28,5 Hz (-3 dB down) dan 5800 Hz (-3 dB down). Wilayah frekuensi audio ini, sesuai untuk menerima sinyal audio yang berasal dari pancaran sinyal radio brodkas gelombang pendek (short wave broadcast).

Sinyal audio yang berasal dari luaran rangkaian tapis audio brodkas (broadcast audio filter, BAF), selanjutnya diperluat levelnya, menggunakan sebuah rangkaian pra-penguat audio (audio pre-amplifier), yang dibangun menggunakan sebuah komponen op-amp U401D. Rangkaian pra-penguat op-amp ini, menerapkan penguat level sinyal versi penguat pembalik (inverting amplifier). Impedansi saluran masukannya, relatif tinggi, yaitu sekitar 10 kΩ, sehingga penyambungan dengan saluran luaran rangkaian tapis, diharapkan tidak membebani rangkaian tapis tersebut.

Rangkaian pra-penguat level sinyal audio ini, dilengkapi dengan fasilitas untuk mengatur derajat penguatan yang dihasilkan. Untuk keperluan ini, disediakan resistor trimmer (trimpot), VR401, yang nilai resistansi maximumnya sekitar 200 kΩ. Pengaturan level sinyal yang dihasilkan, bisa dilakukan menggunakan fasilitas VR401 ini.

Seluruh rangkaian tapis brodkas dan rangkaian pra-penguat audio, dibangun menggunakan empat op-amp yang merupakan bagian dari rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC), jenis quad op-amp, U401A, tipe TL-074. Karena seluruh rangkaian ini bekerja menggunakan polaritas catu daya tunggal, yaitu +12 V; maka harus disediakan saluran catu daya lain, yang mempunyai tegangan ½ VCC, atau setinggi +6 V. Untuk keperluan ini, tegangan catu +12 V disambungkan ke suatu rangkaian pembagi tegangan, yang dibangun menggunakan dua resistor, yaitu R417 dan R418; yang masing-masing mempunyai resistansi sebesar 22 kΩ. Pada saluran tegangan catu +6 V ini, dipasang kapasitor polar pembuang, C409, yang mempunyai nilai kapasitansi relatif cukup besar, yaitu sekitar 100 µF; sehingga tegangan catu yang dihasilkan bisa dijamin cukup bersih dari berbagai gangguan derau dan riak.

Seluruh rangkaian tapis dan rangkaian pra-penguat level sinyal audio, dicatu menggunakan tegangan catu +12 V, yang sebelum digunakan untuk mencatu, disalurkan melalui rangkaian tapis tegangan, yang dibangun menggunakan resistor R421, serta kapasitor pembuang/perata C412 dan C413. Nilai resistansi resistor R421, adalah sekitar 47 Ω. Sedangkan nilai kapasitansi kapasitor C412, adalah sekitar 0,1 µF. Dan, kapasitor polar C413, harus diupayakan mempunyai nilai kapasitansi yang relatif cukup besar, yaitu sekitar 220 µF. Rangkaian tapis saluran tegangan catu ini, diharapkan akan menghindarkan terjadinya gangguan dari berbagai sinyal radio (yang tidak dikehendaki), derau (noise), dan riak (hum); yang hendak masuk ke rangkaian melalui saluran tegangan catu +12 V.

Sebagai catatan, lebar lajur frekuensi audio untuk menerima pancaran siaran radio brodkas yang bekerja pada ban radio frekuensi tengah (medium frequency, MF), atau pada ban radio gelombang tengah (medium wave, MW), adalah 9 – 10 kHz. Sedangkan lebar lajur frekuensi audio untuk menerima pancaran siaran radio brodkas yang bekerja pada ban radio gelombang pendek (short wave, SW), biasanya sekitar 6 kHz. Namun, dengan pertimbangan kemudahan untuk mendapatkan kapasitor komersial dengan nilai kapasitansi baku, maka frekuensi jatuhnya dipilih agak sedikit turun, yaitu pada 5800 Hertz (5,8 kHz). Untuk keperluan ini, nilai kapasitansi kapasitor yang dipergunakan adalah 0,0027 µF dan 0,027 µF; serta 0,056 µF dan 0,56 µF. Hasil experimen dengan nilai kapasitansi ini, menunjukkan mutu suara audio brodkas yang bagus. Meskipun demikian, penggunaan nilai kapasitansi itu, jika dikehendaki, bisa juga diubah oleh pembuat/pemakai.

Pra-penguat level sinyal audio

Sinyal audio yang sudah dilewatkan rangkaian tapis brodkas, selanjutnya diperkuat levelnya, pada suatu rangkaian penguat level sinyal audio, yang dibangun menggunakan satu rangkaian op-amp, yang merupakan salah satu dari empat op-amp dalam rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC), jenis quad op-amp, U401D.

Guna memperoleh level sinyal yang dikehendaki, maka disediakan fasilitas resistor trimmer (trimpot) VR401, yang bisa digunakan untuk mengatur, seberapa tinggi level sinyal yang dikehendaki.

Penguat daya audio

Bagian paling ujung belakang (rear end) dari pesawat penerima radio gelombang pendek ini, adalah rangkaian penguat daya audio, yang dibangun menggunakan rangkaian elektronika yang dipadukan (integrated circuit, IC) jenis power op-amp, U402, tipe LM-386 (Gambar 13). Ini merupakan komponen yang sangat terkenal, andal, dan bisa menghasilkan daya luaran sampai sekitar 250 mW. Cukup kuat untuk melakukan proses reproduksi sinyal audio, dan mengaktifkan lodspiker, yang berukuran garis-tengah sekitar 3 – 4 inci.

Rekomendasi komponen lodspiker yang digunakan untuk melakukan proses reproduksi, adalah jenis ‘full range’, yang mempunyai kemampuan melakukan proses reproduksi audio pada seluruh wilayah frekuensi audio. Lodspiker dengan kemampuan menangani daya sekitar 0,5 – 1,0 W; dipandang sudah lebih dari cukup. Sedangkan impedansi lodspiker, sebaiknya dipilih 4 – 8 Ω.

Mengoperasikan pesawat penerima radio 

Pada akhir experimen, ditampilkan bentuk-rupa pesawat penerima radio gelombang pendek yang seluruh susunan komponen elektronika masih berantakan, tetapi seluruh fungsinya bekerja tepat seperti konsepsi yang diterapkan pada awal permulaan pelaksanaan experimen; termasuk saat digunakan untuk melakukan penerimaan pancaran sinyal radio yang menggunakan moda morse atau single side band (SSB).

Soal penggunaan antena, bagi petulis tetap merupakan masalah serius yang harus diatasi segera. Persoalannya adalah, gangguan derau lingkungan, yang diakibatkan oleh derau buatan manusia (man made noise) di sekitar lokasi laboratorium kecil miliki petulis, sejak lama memang terkenal tinggi. Jadi mutu penerimaan pancaran sinyal radio gelombang pendek di lokasi ini, bisa dikatakan tidak bagus dan tidak bisa mencapai tahap optimum. Idealnya, antena yang digunakan misalnya adalah antena dua kutub (dipole antenna) yang saluran transmisinya menggunakan saluran yang diseimbangkan (balanced transmission line). Tetapi, apa boleh buat, kondisi lingkungan tak terlalu memungkinkan.

REKAMAN VIDEO EXPERIMEN

____________________________

[1]  Suzanne Deffree, “TI announces 1st transistor radio, October 18, 1954”, (Diterbitkan oleh EDN, situs: https://www.edn.com/ti-announces-1st-transistor-radio-october-18-1954/. Diunduh pada tanggal 17 Mei 2022, pukul 12:15 wib).

[2]  Bill Buxton, dalam sebuah artikel, yang berjudul "Regency TR-1 Transistor Radio", pada suatu situs yang berjudul Chicago Design Stories: Mid Century Industrial Design, yang diterbitkan pada tanggal 20 Desember 2020, dan diperbarui pada tanggal 11 Mei 2021.

[3] Rangkaian detektor dioda kristal yang menggunakan empat dioda kristal, dan dipasang pada dua rangkaian resonator terpisah yang menghasilkan dua sinyal frekuensi yang saling berlawanan fasa sebesar 180°, diterapkan pada pesawat penerima radio ‘straight’ Parwa V1 dan Parwa V2.

[4] Titik atau sisi ‘cold end’ pada kumparan resonator frekuensi radio, adalah titik atau sisi yang mempunyai impedansi terrendah. Biasanya, merupakan titik yang berhubungan dengan bumi (ground), baik secara langsung, atau secara tidak langsung. Misalnya, melalui kapasitor pembuang (bypass capasitor). Bisa juga, merupakan titik atau sisi kumparan resonator, yang biasanya dihubungkan dengan saluran tegangan catu. Sedangkan lawannya, disebut titik ‘hot end’, yaitu titik atau sisi, pada kumparan resonator, yang mempunyai impedansi tertinggi.