Аудио трансформатор

Какво е трансформатор?

Трансформаторът е статично електрическо устройство, което предава енергия между две или повече вериги чрез електромагнитна индукция. Трансформаторът може да повиши или намали напрежението на сигнала. Трансформаторът няма пряка връзка между първичната и вторичната намотки, електрическата енергия, предавана с помощта на електромагнитна индукция. Поради това изолирано свойство между първично и вторично, трансформаторът осигурява електрическа изолация между първичен и вторичен, което означава от входа и изхода или обратно. Обхванахме подробна статия за Трансформатори.

Аудио трансформатор

Трансформаторът получава синусоидален входен сигнал и го преобразува в изходен сигнал. По време на този процес на преобразуване няма физически връзки между тези две. Това преобразуване всъщност се случва чрез двете или повече изолирани намотки от медна тел (които са обозначени като намотки), увити около магнитно ядрено ядро.

Audio Transformer използва това свойство на изолация и създава изолация между изходните високоговорители или аудио схемата с усилвателната система на входа на трансформатора. В такъв случай съотношението на оборотите на първичната и вторичната намотка е фиксирано на 1: 1. Поради това трансформаторът не променя напрежението или нивото на тока. Той създава само изолация между входните усилватели с изходната система високоговорители.

Освен изолационния трансформатор има и друг аудио трансформатор, който ще промени нивото на изходното напрежение в зависимост от входния променлив сигнал. Високоговорителят е огромен товар и трябва да осигури необходимия ток и напрежение през него, за да произведе правилни звукови вибрации. Един аудио трансформатор с повишаване на сигурността функция ще засили напрежението или сегашното ниво на управление на натоварването през него. Същото се случва и с трансформатора Stepdown. Той преобразува напрежението от по-високо в по-ниско с увеличения токов изход.

Аудио трансформаторът също така предоставя спецификации за съвпадение на импеданса. Когато изходът на една верига или устройство е директно свързан към входа на друго устройство, е много важно изходният импеданс на устройството и входният импеданс на устройството да са съвпадащи. Трансформатор за съвпадение на импеданс предоставя тази функция и преобразува по-висок импеданс в по-нисък импеданс, за да задвижва високоговорител с нисък импеданс или захранване към друго устройство с нисък импеданс.

Работа на аудио трансформатора и неговата конструкция

Въпреки че аудио трансформаторът няма физическа връзка между неговата първична и вторична намотка, трансформаторът осигурява двупосочна характеристика между тези две намотки. Можем също да използваме същата първична страна като вторична и вторична като първична. В такъв случай трансформаторът осигурява загуба на сигнал в една посока и усилване на сигнала в обратна посока или обратно.

Аудио трансформаторът работи на честоти между 20 Hz и 20 kHz. Така че работата на аудио трансформатора има много по-широк честотен диапазон.

Както беше обсъдено по-горе, аудио трансформаторът използва техника за балансиране на импеданса. Това е много полезно за балансиране на усилватели и натоварвания (Високоговорител и други), които използват различни входни или изходни импеданси за приложение на максимален трансфер на мощност.

В съвремието импедансите на високоговорителите варират от 4 до 16 ома, обикновено се предлагат 4 ома, 8 ома или 16 ома високоговорители, докато транзисторните или твърдотелните усилватели използват 200 - 300 ома изходен импеданс. Ако усилвателят е с ретро дизайн, като стар клапан или лампов усилвател, тогава изходното напрежение понякога достига 300V с 3k импеданс. Нуждаем се от трансформатор за съвпадение на импеданса, който ще преобразува високия импеданс в нисък импеданс и трябва да преобразува напрежението и тока до ниво, което директно задвижва високоговорител.

Трансформаторът може да има множество намотки в първичната и вторичната страна. Съотношението между първичните и вторичните намотки, броят на навивките на бобините в първичната страна (Np) и броят на завъртанията на бобините във вторичната (Ns) се нарича отношение на оборотите. Това съотношение на оборотите също определя съотношението на първичното и вторичното напрежение, тъй като напрежението е право пропорционално на оборотите на първичната и вторичната намотка.

И така, N _P / N _S = V _P / V _S

Съотношение на импеданса на аудио трансформатора

Импедансът е най-важният фактор за трансформаторите за съвпадение на импеданса. За трансформатор за съвпадение на импеданса съотношението на импеданса между първичен към вторичен може да се изчисли, като се използва първичен и вторичен завой или първично и вторично изходно напрежение.

За да изчислим съотношението на импеданса, трябва да квадратираме съотношението на завоите на трансформатора или отношението на напрежението на трансформатора.

В горното уравнение Z _P е първичен импеданс, а Z _S е вторичен импеданс. N _P / N _S е коефициентът на завъртания на трансформатора и V _P / V _S е коефициентът на напрежение на трансформатора. Съотношението на импеданса е квадратен коефициент на завъртания или отношение на напрежението. Така че, трансформаторът със съотношение на завъртанията 4: 1 или съотношението на напрежението може да осигури съотношение на импеданс 16: 1.

Пример

Можем да изчислим някои практически стойности в зависимост от формулите, дадени по-горе.

Да предположим, че трансформатор със съотношение на завъртанията 25: 1 се използва за балансиране на изхода на усилвателя на мощност с високоговорител. Усилвателят на мощност осигурява изходен импеданс 100 ома, какъв би бил номиналният импеданс на високоговорителя, необходим за максимален трансфер на мощност?

Решение:

Така че, използвайки трансформатора със съотношение 25: 1 на усилвател на мощност 100Ω, можем ефективно да управляваме 4Ω силен високоговорител с максимален трансфер на мощност.

Видове аудио трансформатор

Както беше обсъдено в горния сегмент, аудио трансформаторът може да се използва в множество приложения. Но като цяло три вида аудио трансформатори се използват главно за аудио цели.

1. Импеданс, съвпадащ с трансформатор
2. Усилвайте аудио трансформатора с широк честотен диапазон, който е в рамките на звуковата честота.
3. Спуснете аудио трансформатора с широк честотен диапазон, който е в рамките на звуковата честота.

Наличен е и друг специфичен аудио трансформатор, който е полезен за цифрови аудио приложения и обикновено работи с висока честота.

Трансформаторите могат също така да имат множество първични и вторични кранове, които осигуряват гъвкавост на потребителя да променя изходните устройства, без да променя скъпия аудио трансформатор. Например, трансформаторът може да има множество вторични кранове за свързване на множество товари с 4 ома, 8 ома или дори 16 ома импеданс, но само един кран трябва да бъде свързан към товара, когато работите с него. Такива трансформатори обикновено са скъпи и могат да бъдат намерени в ретро музикални системи или усилватели.

Трансформаторът може да има различни тела в зависимост от това къде би бил използван. А шаси монтиране трансформатор се нуждае от подкрепата на шасито да се подкрепи обемисти тегло. Също така има аудио трансформатори, монтирани на PCB, в различни форми и размери в зависимост от техните спецификации и употреби.

Микрофон трансформатор

Микрофонен трансформатор, използван главно за балансиране на импеданса между усилвателната система и микрофона. Важно е, тъй като ще има загуба на сигнал поради небалансиран импеданс на входа на усилвателя и изхода на микрофона.

Микрофонният трансформатор не намалява шумовете на Hum. Микрофонният трансформатор се нуждае от усукана двойка със заземителни проводници за свързване. Проводникът се състои от два проводника, които са плътно усукани заедно и заобиколени от проводяща оплетка или фолио. Този проводник ефективно намалява бръмченето и външните смущения.

Трансформатор, който има единичен първичен и получава небалансиран вход и има вторичен вторичен вторичен, който осигурява балансиран изход, се нарича Balun Transformer. В такава конфигурация усилвателят получава перфектно балансиран сигнал.

100V линеен аудио трансформатор

Има такива сценарии, при които множество високоговорители са свързани заедно в далекосъобщителни системи, които са свързани с една усилвателна система. Проблемът възниква, когато се използват дълги проводници за свързване на изхода на усилвателя и входа на високоговорителя. В съпротивата тел създава проблеми за качеството на сигнала и загуба на сигнала се случва с лоша амплитуда сигнал през високоговорителите.

Поради това се използват два специални трансформатора, единият е стъпка нагоре, а друг е стъпка надолу. Повишаващият трансформатор увеличава напрежението на изходния аудио сигнал до 100V. Поради формулата P (W) = V x A, когато напрежението се увеличи, токът намалява за дадена мощност. Съпротивлението не би било ефективно за тока с нисък сигнал. Сигналът ще се предава перфектно.

От другата страна, през всеки високоговорител, понижаващ трансформатор със съоръжение за съвпадение на импеданса, понижава 100V до напрежението на високоговорителя и увеличава тока. Трансформаторът също съответства на импеданса за максимален трансфер на мощност.

Този тип аудио трансформатори се нарича предавателна линия, съответстваща на аудио трансформатор. Те имат множество връзки както в първичната, така и във вторичната страна. По принцип първичните странични кранове се използват за подходящо ниво на мощност, така че усилването на усилването може да се контролира чрез връзки на крана. А вторичната страна има множество кранове, които са полезни за свързване на различни импедансни високоговорители към различни импедансни високоговорители според избора и наличността.

Много модерни професионални усилвателни линейни трансформатори осигуряват високи възможности за управление на мощността, както и множество конфигурации за свързване на паралелни или последователни високоговорители заедно.