Аудіотрансформатор

Що таке трансформатор?

Трансформатор - це статичний електричний пристрій, який передає енергію між двома або більше ланцюгами за допомогою електромагнітної індукції. Трансформатор може підвищувати або знижувати напругу сигналу. Трансформатор не має прямого зв'язку між первинною та вторинною обмотками, електрична енергія передається за допомогою електромагнітної індукції. Завдяки цій ізольованій властивості між первинним і вторинним, трансформатор забезпечує електричну ізоляцію між первинним і вторинним, що означає від входу і виходу або навпаки. Ми розглянули докладну статтю про Трансформери.

Аудіотрансформатор

Трансформатор приймає синусоїдальний вхідний сигнал і перетворює його на вихідний сигнал. Під час цього процесу перетворення між ними немає фізичних зв’язків. Це перетворення насправді відбувається за допомогою двох або більше ізольованих котушок з мідного дроту (які позначаються як обмотки), обмотаних навколо магнітного сердечника.

Audio Transformer використовує цю властивість ізоляції і створює ізоляцію між вихідними динаміками або аудіосхемою за допомогою вхідної системи підсилювача трансформатора. У цьому випадку співвідношення обертів первинної та вторинної обмоток зафіксовано до 1: 1. Через це трансформатор не змінює напруги або рівня струму. Це створює лише ізоляцію між вхідними підсилювачами з вихідною акустичною системою.

Крім ізоляційного трансформатора, є ще один аудіотрансформатор, який змінить рівень вихідної напруги залежно від вхідного сигналу змінного струму. Гучномовець має величезне навантаження і повинен забезпечувати необхідний струм і напругу на ньому, щоб виробляти належну звукову вібрацію. Аудіо трансформатор з підвищувальної функцією буде нарощувати напругу або поточний рівень, щоб управляти навантаженням через неї. Те саме відбувається і з трансформатором Stepdown. Він перетворює напругу з вищої на нижчу зі збільшенням вихідного струму.

Аудіотрансформатор також забезпечує специфікації відповідності імпедансу. Коли вихід однієї схеми або пристрою безпосередньо підключений до входу іншого пристрою, дуже важливо, щоб вихідний опір пристрою та вхідний опір пристрою відповідали. Трансформатор, що відповідає імпедансу, забезпечує цю функцію і перетворює більш високий вихідний імпеданс на менший імпеданс для керування низькоомним динаміком або подачі на інший пристрій з низьким імпедансом.

Робота аудіотрансформатора та його побудова

Хоча аудіотрансформатор не має фізичного зв'язку між його первинною та вторинною котушкою, трансформатор забезпечує двонаправлену характеристику між цими двома обмотками. Ми також можемо використовувати ту саму первинну сторону як вторинну та вторинну як первинну. У такому випадку трансформатор забезпечує втрату сигналу в одному напрямку та посилення сигналу в зворотному напрямку або навпаки.

Аудіотрансформатор працює на частотах від 20 Гц до 20 кГц. Отже, робота аудіотрансформатора має набагато ширший діапазон частот.

Як обговорювалося вище, аудіотрансформатор використовує техніку балансування імпедансу. Це дуже корисно для балансування підсилювачів та навантажень (гучномовець та інші), які використовують різні вхідні або вихідні імпеданси для додаткового передавання потужності.

У наш час імпеданс колонок коливається від 4 до 16 Ом, зазвичай доступні колонки 4 Ом, 8 Ом або 16 Ом, тоді як транзисторні або твердотільні підсилювачі використовують вихідний опір 200 - 300 Ом. Якщо підсилювач має ретро-конструкцію, наприклад, старий підсилювач клапана або трубки, то вихідна напруга іноді досягає 300 В з опором 3 к. Нам потрібен трансформатор, що відповідає імпедансу, який перетворить високий імпеданс на низький імпеданс і повинен перетворити напругу та струм на рівень, який безпосередньо буде керувати гучномовцем.

Трансформатор може мати кілька обмоток на первинній і вторинній сторонах. Співвідношення між первинною та вторинною обмотками, кількістю витків котушок на первинній стороні (Np) і кількістю витків котушок на вторинній (Ns) називається коефіцієнтом витків. Цей коефіцієнт обертів також визначає коефіцієнт первинної та вторинної напруги, оскільки напруга прямо пропорційна обертам первинної та вторинної обмоток.

Отже, N _P / N _S = V _P / V _S

Відношення імпедансу аудіотрансформатора

Опір є найважливішим фактором для трансформаторів, що відповідають імпедансу. Для трансформатора, що відповідає імпедансу, відношення імпедансу між первинним та вторинним можна розрахувати, використовуючи первинний і вторинний поворот або первинну та вторинну вихідну напругу.

Щоб розрахувати коефіцієнт імпедансу, нам потрібно зрівняти коефіцієнт витків трансформатора або коефіцієнт напруги трансформатора.

У наведеному вище рівнянні Z _P - первинний імпеданс, а Z _S - вторинний імпеданс. N _P / N _S - коефіцієнт витків трансформатора, а V _P / V _S - коефіцієнт напруги трансформатора. Коефіцієнт імпедансу - це квадрат коефіцієнта витків або відношення напруги. Отже, трансформатор із коефіцієнтом обертання 4: 1 або співвідношенням напруги може забезпечити коефіцієнт опору 16: 1.

Приклад

Ми можемо розрахувати деякі практичні значення залежно від наведених вище формул.

Припустимо, трансформатор із співвідношенням обертів 25: 1 використовується для збалансування потужності підсилювача потужності за допомогою гучномовця. Підсилювач потужності забезпечує вихідний опір 100 Ом, який би був номінальний опір динаміка, необхідний для максимальної передачі потужності?

Рішення:

Отже, використовуючи трансформатор співвідношення обертів 25: 1 на підсилювачі потужності 100 Ом, ми могли б ефективно керувати гучномовцем 4 Ом з максимальною передачею потужності.

Типи аудіотрансформатора

Як обговорювалось у вищезазначеному сегменті, аудіотрансформатор може використовуватися в багатьох додатках. Але загалом три типи аудіотрансформаторів в основному використовуються для цілей, пов’язаних із аудіо.

1. Трансформатор, що відповідає імпедансу
2. Посиліть аудіотрансформатор з широким діапазоном частот, який знаходиться в межах звукової частоти.
3. Знизьте звуковий трансформатор із широким діапазоном частот, який знаходиться в межах чутної частоти.

Існує ще один специфічний аудіотрансформатор, який корисний для цифрових аудіопрограм і, як правило, працює на високих частотах.

Трансформатори також можуть мати кілька первинних і вторинних кранів, які забезпечують гнучкість користувачеві для зміни вихідних пристроїв без зміни дорогого аудіотрансформатора. Наприклад, трансформатор може мати кілька вторинних кранів для підключення декількох навантажень з опором 4 Ом, 8 Ом або навіть 16 Ом, але при роботі з ним до навантаження потрібно підключити лише один кран. Такі трансформатори зазвичай дорогі і їх можна знайти в ретро-музичних системах або підсилювачах.

Трансформатор може мати різні корпуси в залежності від того, де він буде використовуватися. Шасі монтувати трансформатору необхідно опорна шасі, щоб підтримувати громіздкий вага. Крім того, є аудіотрансформатори, встановлені на друкованій платі, доступні у різних формах та розмірах залежно від їх технічних характеристик та звичаїв.

Мікрофонний трансформатор

Мікрофонний трансформатор, який в основному використовується для балансування імпедансу між системою підсилювача та мікрофоном. Це важливо, оскільки буде втрата сигналу через незбалансований імпеданс на вході підсилювача та виході мікрофона.

Мікрофонний трансформатор не зменшує гумові шуми. Для підключення мікрофонного трансформатора потрібна вита пара з заземлюючими захисними проводами. Дріт складається з двох провідників, які щільно скручені між собою та оточені провідною оплеткою або фольгою. Цей провід ефективно зменшує гудіння та зовнішні перешкоди.

Трансформатор, який має єдиний первинний пристрій і отримує незбалансований вхід, і має вторинний вторинний вторинний пристрій, що забезпечує збалансований вихід, називається трансформатором Балуна. У такій конфігурації підсилювач отримує ідеально збалансований сигнал.

Трансформатор аудіоприводу лінії 100 В

Існують такі сценарії, коли декілька гучномовців з'єднані разом у системах дзвінків дальнього зв'язку, які з'єднані єдиною системою підсилювача. Проблема виникає, коли довгі дроти використовуються для підключення виходу підсилювача та входу гучномовця. Опір проводів створює проблеми для якості сигналу і втрата сигналу відбувається з поганою амплітудою сигналу через гучномовці.

Завдяки цьому використовуються два спеціальні трансформатори, один - ступінчастий, інший - Step Down. Підсилюючий трансформатор збільшує напругу вихідного аудіосигналу до 100В. Завдяки формулі P (W) = V x A, коли напруга збільшується, струм зменшується для даної потужності. Опір не буде ефективним для струму низького сигналу. Сигнал буде передаватися ідеально.

На іншому кінці, на кожному гучномовці, понижуючий трансформатор із засобом узгодження імпедансу, знижує 100 В до напруги динаміка та збільшує струм. Трансформатор також відповідає імпедансу для максимальної передачі потужності.

Цей тип аудіотрансформаторів називається лінією передачі, що відповідає аудіотрансформатору. Вони мають кілька зв’язків як на первинному, так і на вторинному боці. Як правило, первинні бічні крани використовуються для відповідного рівня потужності, отже, підсилення посилення можна контролювати за допомогою з'єднань кранів. А вторинна сторона має кілька кранів, які корисні для підключення різних динаміків імпедансу до різних динаміків імпедансу відповідно до вибору та наявності.

Багато сучасних лінійних трансформаторів професійного підсилювача забезпечують високі можливості управління потужністю, а також кілька конфігурацій для з'єднання паралельних або послідовних гучномовців.