Audio transformators

Kas ir transformators?

Transformators ir statiska elektriska ierīce, kas caur elektromagnētisko indukciju pārraida enerģiju starp divām vai vairākām ķēdēm. Transformators var pastiprināt vai pazemināt signāla spriegumu. Transformatoram nav tieša savienojuma starp primāro un sekundāro tinumu, elektriskā enerģija tiek nodota, izmantojot elektromagnētisko indukciju. Pateicoties šai izolētajai īpašībai starp primāro un sekundāro, transformators nodrošina elektrisko izolāciju starp primāro un sekundāro, kas nozīmē no ieejas un izejas vai otrādi. Mēs esam iekļāvuši detalizētu rakstu par transformatoriem.

Audio transformators

Transformators saņem sinusoidālu ieejas signālu un pārveido to par izejas signālu. Šajā pārveidošanas procesā starp šiem diviem nav fizisku savienojumu. Šī pārveidošana faktiski notiek ar divām vai vairākām izolētām vara stiepļu spolēm (kuras apzīmē kā tinumus), kas ietītas ap magnētisko dzelzs serdi.

Audio transformators izmanto šo izolācijas īpašību un rada izolāciju starp izejas skaļruņiem vai audio shēmām ar transformatora ieejas puses pastiprinātāju sistēmu. Šādā gadījumā primārā un sekundārā tinuma pagriezienu attiecība ir fiksēta līdz 1: 1. Sakarā ar to transformators nemaina spriegumu vai strāvas līmeni. Tas tikai rada izolāciju starp ieejas pastiprinātājiem ar izejas skaļruņu sistēmu.

Izņemot izolācijas transformatoru, ir arī cits audio transformators, kas izejas sprieguma līmeni mainīs atkarībā no ieejas maiņstrāvas signāla. Skaļrunis ir milzīga slodze, un tam jānodrošina vajadzīgā strāva un spriegums, lai radītu pareizu skaņas vibrāciju. Audio transformators ar Step-up funkcija tiks pastiprināt spriegumu vai pašreizējo līmeni vadīt slodzi pāri. Tas pats notiek arī ar Stepdown transformatoru. Tas pārveido spriegumu no augstāka uz zemāku, palielinoties strāvas jaudai.

Audio transformators nodrošina arī pretestības saskaņošanas specifikācijas. Kad vienas ķēdes vai ierīces izeja ir tieši savienota ar citas ierīces ieeju, ir ļoti svarīgi, lai ierīces izejas pretestība un ierīces ieejas pretestība būtu saskaņotas. Impedences saskaņošanas transformators nodrošina šo funkciju un pārveido lielāku pretestības izeju uz zemāku pretestību, lai vadītu zemas pretestības skaļruni vai barotu citu zemas pretestības ierīci.

Audio transformatora darbs un tā uzbūve

Lai gan audio transformatoram nav fiziska savienojuma starp viņa primāro un sekundāro spoli, transformators nodrošina divvirzienu funkciju starp šiem diviem tinumiem. Mēs varam arī izmantot to pašu primāro pusi kā sekundāro un sekundāro kā primāro. Šādā gadījumā transformators nodrošina signāla zudumu vienā virzienā un signāla pieaugumu pretējā virzienā vai otrādi.

Audio transformators darbojas frekvencēs no 20 Hz līdz 20 kHz. Tātad, audio transformatora darbībai ir daudz plašāks frekvenču diapazons.

Kā tika apspriests iepriekš, audio transformatorā tiek izmantota pretestības līdzsvarošanas tehnika. Tas ir ļoti noderīgi balansēšanas pastiprinātājiem un slodzēm (skaļrunis un citi), kas maksimālai jaudas pārsūtīšanas lietošanai izmanto atšķirīgas ieejas vai izejas pretestības.

Mūsdienās skaļruņu pretestības svārstās no 4 līdz 16 omiem, parasti ir pieejami 4 omi, 8 omi vai 16 omi skaļruņi, turpretī tranzistora vai cietvielu pastiprinātāji izmanto 200 - 300 omu izejas pretestību. Ja pastiprinātājs ir retro dizains, piemēram, vecs vārstu vai cauruļu pastiprinātājs, izejas spriegums dažreiz sasniedz 300 V ar 3k pretestību. Mums ir nepieciešams pretestības saskaņošanas transformators, kas pārveidos augsto pretestību par zemu pretestību, un spriegums un strāva jāpārvērš tādā līmenī, kas tieši darbina skaļruni.

Transformatoram primārajā un sekundārajā pusē var būt vairāki tinumi. Attiecību starp primāro un sekundāro tinumu, tinumu pagriezienu skaitu primārajā pusē (Np) un spoles pagriezienu skaitu sekundārajos (Ns) sauc par pagriezienu attiecību. Šis pagriezienu koeficients nosaka arī primārā un sekundārā sprieguma attiecību, jo spriegums ir tieši proporcionāls primārā un sekundārā tinuma pagriezieniem.

Tātad, N _P / N _S = V _P / V _S

Audio transformatora pretestības koeficients

Impedance ir vissvarīgākais impedances saskaņošanas transformatoru faktors. Impedances saskaņošanas transformatoram var aprēķināt pretestības attiecību starp primāro un sekundāro, izmantojot primāro un sekundāro pagriezienu vai primāro un sekundāro izejas spriegumu.

Lai aprēķinātu pretestības koeficientu, mums kvadrātā jāveido transformatora pagriezienu attiecība vai transformatora sprieguma attiecība.

Iepriekš minētajā vienādojumā Z _P ir primārā pretestība un Z _S ir sekundārā pretestība. N _P / N _S ir transformatora pagriezienu attiecība un V _P / V _S ir transformatora sprieguma attiecība. Impedances attiecība ir pagriezienu kvadrāta vai sprieguma attiecība. Tātad, transformators ar 4: 1 pagriezienu attiecību vai sprieguma attiecību varētu nodrošināt pretestības koeficientu 16: 1.

Piemērs

Mēs varam aprēķināt dažas praktiskās vērtības atkarībā no iepriekš dotajām formulām.

Pieņemsim, ka jaudas pastiprinātāja izejas līdzsvarošanai ar skaļruni tiek izmantots transformators ar 25: 1 apgriezienu attiecību. Jaudas pastiprinātājs nodrošina 100 omu izejas pretestību. Kāda būtu nominālā skaļruņa pretestība, kas nepieciešama maksimālai jaudas pārsūtīšanai?

Risinājums:

Tātad, izmantojot 25: 1 pagrieziena koeficienta transformatoru pāri 100Ω jaudas pastiprinātājam, mēs varētu efektīvi vadīt 4Ω skaļruni ar maksimālu enerģijas pārnesi.

Audio transformatora veidi

Kā minēts iepriekš minētajā segmentā, audio transformatoru var izmantot vairākās lietojumprogrammās. Bet parasti trīs audio transformatoru veidi galvenokārt tiek izmantoti ar audio saistītiem mērķiem.

1. Transformatora pretestība
2. Palieliniet audio transformatoru ar plašu frekvenču diapazonu, kas atrodas dzirdamās frekvences robežās.
3. Atkāpieties no audio transformatora ar plašu frekvenču diapazonu, kas atrodas dzirdamās frekvences robežās.

Ir pieejams arī vēl viens īpašs audio transformators, kas ir noderīgs digitālajām audio lietojumprogrammām un parasti darbojas augstā frekvencē.

Transformatoriem var būt arī vairāki primārie un sekundārie krāni, kas lietotājam nodrošina elastību, lai mainītu izejas ierīces, nemainot dārgo audio transformatoru. Piemēram, transformatoram var būt vairāki sekundārie krāni, lai savienotu vairākas slodzes ar 4 omu, 8 omu vai pat 16 omu pretestību, bet, strādājot ar to, slodzei jāpievieno tikai viens pieskāriens. Šādi transformatori parasti ir dārgi, un tos var atrast retro mūzikas sistēmās vai pastiprinātājos.

Transformatoram var būt dažādi ķermeņi atkarībā no tā, kur tas tiktu izmantots. Chassis mount transformators nepieciešams atbalsta šasiju, lai atbalstītu lielgabarīta svaru. Ir arī PCB uzstādīti audio transformatori, kas pieejami dažādās formās un izmēros, atkarībā no to specifikācijas un izmantošanas.

Mikrofona transformators

Mikrofona transformators, ko galvenokārt izmanto, lai līdzsvarotu pretestību starp pastiprinātāja sistēmu un mikrofonu. Tas ir būtiski, jo pastiprinātāja ieejas un mikrofona izejas nesabalansētas pretestības dēļ pazudīs signāls.

Mikrofona transformators nemazina Hum skaņas. Mikrofona transformatoram savienošanai ir nepieciešams savīts pāris ar zemējuma aizsargvadiem. Vads sastāv no diviem vadītājiem, kas ir cieši savīti kopā, un tos ieskauj vadoša pīte vai folija. Šis vads efektīvi samazina trokšņus un ārējos trokšņus.

Transformatoru, kuram ir viena primārā un kurš saņem nesabalansētu ieeju, un ar centrālo pieskārienu sekundāro, kas nodrošina līdzsvarotu izvadi, sauc par Balun transformatoru. Šādā konfigurācijā pastiprinātājs saņem ideālu līdzsvarotu signālu.

100V līnijas audio disku transformators

Ir tādi scenāriji, kad vairāki skaļruņi ir savienoti kopā tālsatiksmes skaļruņu sistēmās, kuras ir savienotas ar vienu pastiprinātāja sistēmu. Problēma rodas, ja pastiprinātāja izejas un skaļruņa ieejas savienošanai tiek izmantoti ilgi vadi. Stieples pretestība rada nepatikšanas signāla kvalitāti un signāla zudumu notiek ar sliktu signāla amplitūdas pāri skaļruņiem.

Tādēļ tiek izmantoti divi īpaši transformatori, viens ir pakāpiens augšup, bet otrs - pakāpiens. Paaugstināmais transformators palielina audio izejas signāla spriegumu līdz 100V. Pateicoties formulai P (W) = V x A, palielinot spriegumu, strāva attiecīgajai jaudai samazinās. Zema signāla strāvas pretestība nebūtu efektīva. Signāls pārraidīs perfekti.

No otras puses, pa katru skaļruni, pazeminošs transformators ar pretestības pielāgošanas iespēju, pazemina 100 V līdz skaļruņa spriegumam un palielina strāvu. Transformators arī pielīdzina maksimālās jaudas pārneses pretestību.

Šāda veida audio transformatorus sauc par pārraides līnijai atbilstošiem audio transformatoriem. Viņiem ir vairāki savienojumi gan primārajā, gan sekundārajā pusē. Parasti piemērotam jaudas līmenim tiek izmantoti primārie sānu krāni, tādējādi pastiprināšanas pastiprinājumu var kontrolēt ar pieskārienu savienojumiem. Sekundārajā pusē ir vairāki pieskārieni, kas ir noderīgi, lai dažādus pretestības skaļruņus savienotu ar dažādiem pretestības skaļruņiem pēc izvēles un pieejamības.

Daudzi mūsdienu profesionālās pastiprinātāja līnijas transformatori nodrošina lielas jaudas apstrādes iespējas, kā arī vairākas konfigurācijas, lai savienotu paralēlus vai sērijveida skaļruņus.