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业余绕制输出变压器参数和公式计算

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 02:36
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-

2021年2月10日发(作者:变量泵)


一般业余绕制输出变压器不必过多注重理论参数和公式计算,但有三项指标必须重视:

< p>
1.


输出变压器阻抗。


2.


尽量大的电感量。


3


尽量小的分布电容。



对于输出变压器阻抗,理论上讲即变压器阻抗必须和功 放管内阻一致,这样才能达到该功放管的最大设计


功率,


但实际 制作胆机时,


往往为了最佳音质而舍弃最佳功率,


因而一般都取 变压器阻抗远大于胆管内阻。



805


管为例,


本人一般设计变压器时都取其胆内阻的


3



5


倍,


因为有如此大的余 量,


所以只要按原设计


者提供的数据绕制,一般都不会有什么问 题。




尽量大的电感量和尽量小的分 布电容,


电感量大则低频好,分布电容小则高频好,


但这本身就 是一对矛盾,


因为要电感量大则分布电容必然也大,要分布电容小则电感量也必然会小, 如何解决这一对矛盾,既要电


感量大,以保持低频好,又要分布电容小以保持好的高频, 这就是我们绕制输出变压器以保证音质的关键


所在。如何解决好这一对矛盾呢?下面详细 谈谈个人的制作体会,不对之处请大家讨论。




1.


为保证有尽量大的电感量,一定要选择大规格的铁芯,只有大规格铁芯才 是大电感量的重要保证,市售


成品机往往低频下潜不深、缺乏弹性、没有冲击力,速度慢 的重要因素都在其为节约成本选用铁芯太小所


致,尤其是单端机,因为要流气缝,铁芯规 格小了肯定是不行的,本人用于


10



20W


的小功率单端机的输


出牛铁芯决不会小于舌宽

< p>
35mm


,叠厚不得小于


65mm


,即


35×


65


以上。而大功 率单端机的输出牛一般都


用舌宽


41mm


,叠厚


75mm


,也就是


41×


75


以上,以保证该输出牛有足够的电感量,从而保证低频有很好< /p>


的下潜,弹性和速度。




2.


为保证有尽量小的分布电容:


a.


各绕组尽量分多层绕制,一般来讲初级绕组不得小于


5



7


层,次级绕组


也必须分


5



7


层,夹在初级绕 组当中,因为这样即有很好的藕合,且各绕组的分布电容呈串联结构,而电


容是越串联越 小的。


b.


注意绕制工艺,手法也是减少分布电容的重要措施。 第一,绕制时线圈一定要拉紧,


越紧越好,这也是高级输出牛只能手工绕制,不能机器绕 制的原因所在,但不一定要排列十分整齐,有少


量乱层对分布电容相反有好处。第二,线 间绝缘层越薄越好,如有绕制经验,有耐心,用绕一层刷一层快


干漆更好,但刚开始绕制 本人推荐用普通封装纸箱的不干胶胶带,但必须用不透明的那种,透明的反而不


好用。每 绕一层就用不干胶带封一层,初级与次级间封两层,因其薄膜很薄且有很好的固定作用。第三,

< br>次级绕组尽量均匀稀绕,尽量不要象初级那样排的过密,但一定要拉紧。




3.


线材选用:因我们选用的铁芯较 大,相应的窗口也就较大,对我们选用线材带来了好处,一般初级可选


用直径

< p>
0.31



0.45mm


的高强度漆包线,


次级选用直径


1.2



1.45mm


的高强度漆包线,


视铁 芯窗口大小而定。


用这种规格线材既可以拉紧,又可减小变压器的直流电阻,从而减小了 变压器的铜损和铁损,对改善音质


非常有利。




4.


关于铁芯质量选择:对于一个装 机高手来讲,有了一副好铁芯就等于成功了一半。铁芯除规格大小外,


还有一个重要参数 ,


就是必须选用


0.35


片厚的,片厚


0.50


的铁芯因有涡流产生只能用作电源变压器,

< p>
不能


用于输出牛,如能找到


0.35


以下的光面冷轧铁芯则更好,但其含硅量不一定要很高,中等就可以了。




5.


关于骨架:一般各种规格的骨架 市面都有售,也可自制,但自制较麻烦。



< br>输出牛是胆机的咽喉,其内在品质的优劣直接影响著整机的重放质量。由于输出牛的专业性较强,加之考< /p>


虑厂家的利益,故很少有刊物作高保真输出牛的介绍。发烧友在评论某某胆机之输出牛时仅 以外表或者品


牌效应点评,甚至仅以个人听感为依据,缺乏对输出牛的定性的认识(虽然 变压器所涉及的技术并不深,


但一支高保真输出牛并非人人都能作得好的)



另外各胆机生产厂所生产的输出牛可以说各具特色,


各有千


秋。对于称得上


“Hi


-


Fi”


级(严格地讲胆机的输出牛无法算


Hi-Fi

< br>)的输出牛,一个厂家一个






甚至一个


批次一种音色。








当然在这“云云众生”众多的胆机中,也不乏有那不够


Hi-F i


甚至失真较大,频率响应较窄的输出


牛“滥竽充数”。而我们 业余发烧友又无“孙悟空”那“火眼金睛”,来识破那些“笨牛”。本来不够


Hi


-Fi


的“牛”,却奉为上品,那可就残了。这里笔者给大家谈一谈胆 机的输出牛及其业余测试方法,让大


家对“牛”有一个定性的了解和认识,也让输出牛不 在那么“牛气”。







一颗理想的


Hi- FI


输出牛要求其:






1.


初级电感(


pri-inductor

)为无穷大(


infinite


),以应付很低的低频信号 ;






2.


漏感(


leakage


)为零,分布电感(


distributed inductance


)、电容(


distributed c apacita


nce


)为零,以便高保真的传输现代音乐的超 高频信号;






3.


不产生各种形式的串联或并联 谐振(


resonance


),以免使音频信号发生畸变(


distortion


);






4.


不产生任何非线性(


nonlinear distortion


)或相位延迟失真(


phase- delay distortion


)。






从变压 器的原理上讲,


现今无论何种形式的变压器均无法同时满足以上条件的。


首先说变压器要用铁


心(


core

)做导磁媒体,其非线性失真一般很大。再有若需诺大的初级电感(


pri-ind uctor


),其漏感(


l


eakag e


)、分布电感、电容亦随之加大。满足了第


1


项,就要损失第


2


项,互为矛盾。且较大的初级电感< /p>


又可使相位失真加大,动态范围(


dynamic renge


)减小。







看到这 里发烧友可能要问,


照你的


“牛”


(谬 )


论,


胆机就不能算


Hi-Fi


音响了?你是不是一个


“恨


胆狂”,然也,相 反我是却个胆机迷,且快至如醉如痴之地步。常言道“爱之深,则之切”。本人对胆机


并 非盲目的崇拜,而是从其优点中找出可以改进的不足,无法改进的不足之处,才认为是“残缺的美”。

< p>
一只宽频响(


freguency response

)的输出牛,要求在满足高频的情况下,尽量增加初级电感,以使频响


曲线向低端延 伸。亦或在满足低频的情况下,尽量减小分布电容(


distributed capa citance


)及漏感(


l


eaka ge inductance


)以使高频更靓。但两者总是互为矛盾,故频响不可能很宽 。现今的输出牛大多采用高


质量的铁心,特殊的线材及复杂的绕制工艺,已使频响宽度达 到


10Hz~20KHz±1.5dB(有的甚至更宽)。


根据 现代“音乐频谱曲线”看,已能满足各种音乐信号的传输了。







不过荣 幸的是,由于输出牛不可能传输更高的高频信号(即便能传输过去,相位也已延迟了很多,


加之人耳的掩蔽效应也就不能感觉到)



可将一些高频干扰如


CD



DVD


等数位音源本身固有的数位干扰


“拒


之门外”。这就是用有输出 牛的功放(胆机或石机),重播


CD



VCD



DVD


音乐要比石机“好听” 许多(显


得不那么刺耳)。故有些名厂的石机也采用“牛”做输出如

McIntosh


(麦景图)。有些中低档胆机之输出


牛, 干脆就只照顾低频,高频到那里一概不管。此类胆机虽有充实的低频但高频暗淡,久听会感觉“闷”


得难受(如今发烧友的耳朵已修炼的挑剔的很)。现今的音箱好象在暗中为胆机弥补这“高频不足”, 把


音箱的高频做的较靓,甚至用高灵敏的号角单元,那种“不足”也就不显得那么突出了


.






一支宽频响的


Hi-Fi

< p>
输出牛,


其电感漏感(


leakage indu ctance


)比



LL



很大


(即较大的电感


(< /p>


i


nductor


),极小的漏感)。故 通常用电感漏感比(


LL


)来衡量一个输出牛的优劣。下面我给 大家谈谈对输


出牛具体的要求:





初级电感(


pri- inductor



L




L=K·(


Ra-r1



/2


π


fmin







其中:


Ra


是放大器的最佳负载阻抗(


optimum plate load

),


r1


是输出牛的初级直流电阻。


K



一个系数,当要求频响曲线不均匀度为

< br>-3dB


,或允许初级阻抗变化


30%

< br>时,


K=1


;当要求


-1dB< /p>


或允许阻抗变



10%

< br>时,


K=2


;要求


-0.5dB


或允许阻抗变化


5%


时,


K=3



fmin


:所要求 之最低频率。







初级漏感(


pri-leakage inductance



Ls















Ls=K·Ra


- r1/2


π


fmax






其中:


fmax


系所要求之最高频率,当允许初级阻抗变化

< p>
30%


时,


K=0.8


; 允许变化


10%


时,


K=0.5








输出牛直流电阻







单端(


single-ended


)输 出牛,初级电阻


r1=0.5·Ra(


1-

η


);次级电阻


r2= r1


(< /p>


N2/N1








推挽(


push- pull


)输出牛







初级电 阻


r1=0.414·Ra


-a



1-


η








次级电阻


r2=0.586·Ra


-a



1-


η


)(


N2/N1








其中:


Ra


系单端放大器(


single- ended


)最佳负载阻抗(


optimum plate l oad


);


Ra-a


系推挽放


大器(


push-pull


)最佳负载阻抗;< /p>


η


为变压器的效率(


efficienc y


),一般取


0.75~0.9


,功率 越小


η



值越低。






输出牛直流电阻不宜过大,


否则将影响瞬态


transient




解析力及动态范围



dynamic range




由于变压器中存在电抗(


reactance


)成分,其感 抗(


inductive reactance


)随频率的变化 而变化,使得


其输入阻抗(


input impedance< /p>


)亦随之变化,一般中频段呈一定值不变。而低频段,随频率的降低而急速


下降,高频段又随频率的上升而升高。当阻抗偏离放大器的最佳负载阻抗(


op timum plate load


)较多时,


放大器将产生严 重的波形失真,且输出功率亦下降。故一般要求变压器的输入阻抗(


input imp edance


)变



<30%








另外,由于变压器本身存在有分布 电感(


distributed inductance


)及分布电容(


distributed c


apacitance


),其相互作用将产生串联或并联谐振 (


resonance


)。发生谐振时,其输入阻抗(


input imp


edance


)趋向于零或 无穷大(


infinite


)。且无论是串联或并联谐振,其输 出电压都可能出现峰值,使频


响曲线变差。为控制变压器在谐振(


resonance


)时输入阻抗的变化程度,保证平坦的幅频特性,应控制住


变压器回路的


Q


值(这里

Q


值的含义是,感抗(


inductive reactance


)或容抗(


capacitive rea ctance



与回路电阻之比。


Q< /p>


值越大,其阻抗的变化程度也越大),选择合适的电感(


pri- inductor


)漏感、内阻


及分布电容值。







另外,变压器初级电感的大小还与信号的动态范围(


dynamic range


)有关联,当信号幅度(

< br>ampl


itude


)与响度(


loudness


)变化时,意味著铁心中的磁感应强度(


in duction density


)和磁导率(


perm


eance


)在变化。因而初级自感量也将随著信号幅度(

< p>
amplitude


)的变化而变化,当信号幅度(


amplitud


e


)较大时,很大的初级电感,引起波形失 真加大。而信号幅度较小时,铁心的磁导率(


permeance


)变小,


自感量变小,将影响频率响应特性(


freguen cy response


)。







再者,从减小相移失真(


phase-delay disto rtion


)的角度考虑,输出牛亦不能只为照顾低频而过


分的 加大初级电感(


pri- inductor


)。由于铁心的磁饱和(


magnetic saturation


)程度与频率成反比,在


低频段,铁心有 可能工作在


B-H


曲线的饱和区,此时,因磁化电流(


magnetizing current


)的波形已严重


失真,


呈尖顶状,


致使输出电压的波形也产生失真。


输出牛铁心的磁感应强度



induc tion density



越高,

-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-10 02:36,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/625781.html

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