Audio transformator

Hva er en transformator?

En transformator er en statisk elektrisk enhet som overfører energi mellom to eller flere kretser gjennom elektromagnetisk induksjon. Transformatoren kan trappe opp eller trappe ned signalspenningen. Transformatoren har ingen direkte forbindelse mellom primær- og sekundærviklingene, den elektriske energien overført ved hjelp av elektromagnetisk induksjon. På grunn av denne isolerte egenskapen mellom primær og sekundær, gir transformatoren elektriske isolasjoner mellom primær og sekundær, noe som betyr fra inngang og utgang eller omvendt. Vi har dekket detaljert artikkel om transformatorer.

Audio Transformer

En transformator mottar et sinusformet inngangssignal og konverterer det til et utgangssignal. I løpet av denne konverteringsprosessen er det ingen fysiske forbindelser mellom disse to. Denne konverteringen skjer faktisk av de to eller flere isolerte kobbertrådsspolene (som er betegnet som viklinger) viklet rundt en magnetisk jernkjerne.

Audio Transformer bruker denne isolasjonsegenskapen og skaper isolasjon mellom utgangshøyttalerne eller lydkretsene med transformatorens inngangssideforsterker-system. I et slikt tilfelle er det primære og sekundære svingningsforholdet fast til 1: 1. På grunn av dette endrer ikke transformatoren spenningen eller strømnivået. Det skaper bare isolasjon mellom inngangsforsterkerne med utgangshøyttalersystemet.

Annet enn isolasjonstransformatoren er det også en annen lydtransformator, som vil endre utgangsspenningsnivået avhengig av inngangssignalet. Høyttaleren er enorm og trenger å gi den nødvendige strømmen og spenningen over den for å produsere riktig lydvibrasjon. En lydtransformator med Step-up-funksjon vil øke spenningen eller strømnivået for å kjøre en belastning over den. Det samme skjer også for Stepdown-transformatoren. Den konverterer spenningen fra høyere til lavere med økt strømutgang.

Lydtransformatoren gir også spesifikasjoner for impedansmatching. Når utgangen fra en krets eller enhet er direkte koblet til inngangen til en annen enhet, er det veldig viktig at begge enhetens utgangsimpedans og enhetens inngangsimpedans samsvarer. En impedanstilpasningstransformator gir denne funksjonen og konverterer høyere impedansutgang til lavere impedans for å drive en lavimpedanshøyttaler eller mating til en annen enhet med lav impedans.

Arbeid av Audio Transformer og dens konstruksjon

Selv om en lydtransformator ikke har en fysisk forbindelse mellom hans primære og sekundære spole, gir transformatoren toveis funksjon mellom disse to viklingene. Vi kan også bruke den samme primære siden som sekundær og sekundær som primær. I et slikt tilfelle gir transformatoren signaltap i en retning og signalforsterkning i omvendt retning eller omvendt.

Lydtransformatoren fungerer med frekvenser mellom 20 Hz og 20 kHz. Så, driften av en lydtransformator har mye bredere frekvensområde.

Som diskutert ovenfor bruker lydtransformatoren impedans balanseringsteknikk. Det er veldig nyttig for balansering av forsterkere og belastninger (høyttaler og annet) som bruker forskjellige inngangs- eller utgangsimpedanser for maksimal kraftoverføringsapplikasjon.

I moderne dager varierer høyttalerimpedansene fra 4 til 16 ohm, vanligvis er 4 ohm, 8 ohm eller 16 ohm høyttalere tilgjengelig, mens transistor- eller solid state-forsterkere bruker 200 - 300 ohm utgangsimpedans. Hvis forsterkeren er i retro-design, for eksempel gammel ventil eller rørforsterker, når utgangsspenningen noen ganger 300V med 3k impedans. Vi trenger impedans matching transformator som vil konvertere høy impedans til lav impedans og skal konvertere spenning og strøm til et nivå som direkte vil drive en høyttaler.

En transformator kan ha flere viklinger på primær- og sekundærsiden. Forholdet mellom primær- og sekundærviklinger, antall spoler som vender på primærsiden (Np) og et antall spiralvisninger i sekundær (Ns) kalles svingforholdet. Dette svingforholdet definerer også det primære og sekundære spenningsforholdet, da spenningen er direkte proporsjonal med de primære og sekundære viklingssvingene.

Så, N _P / N _S = V _P / V _S

Impedansforhold for lydtransformator

Impedans er den viktigste faktoren for transformatorer med impedansmatching. For impedansmatchingstransformator kan impedansforholdet mellom primær og sekundær beregnes ved hjelp av den primære og sekundære svingen eller den primære og sekundære utgangsspenningen.

For å beregne impedansforholdet må vi kvadratere transformatorens svingforhold eller transformatorens spenningsforhold.

I ovenstående ligning er Z _P primær impedans og Z _S er sekundær impedans. N _P / N _S er svingforholdet til transformatoren og V _P / V _S er spenningsforholdet til transformatoren. Impedansforhold er kvadratet av svingforhold eller spenningsforhold. Så, en transformator med 4: 1 omdreininger eller spenningsforhold kan gi 16: 1 impedansforhold.

Eksempel

Vi kan beregne noen praktiske verdier avhengig av formlene gitt ovenfor.

Anta at en transformator med et forhold på 25: 1 omdreininger brukes til å balansere effektforsterkerutgangen med en høyttaler. Effektforsterkeren gir 100 ohm utgangsimpedans. Hva ville være den nominelle høyttalerimpedansen som trengs for maksimal kraftoverføring?

Løsning:

Så ved å bruke 25: 1-svingens forholdstransformator over 100Ω effektforsterker kunne vi effektivt kjøre 4Ω høyttaler med maksimal kraftoverføring.

Typer lydtransformator

Som diskutert i ovennevnte segment, kan lydtransformatoren brukes i flere applikasjoner. Men generelt brukes tre typer lydtransformatorer hovedsakelig til lydrelaterte formål.

1. Impedansmatching Transformer
2. Trinn opp lydtransformatoren med bredt frekvensområde som ligger innenfor den hørbare frekvensen.
3. Gå ned Audio Transformer med bredt frekvensområde som ligger innenfor den hørbare frekvensen.

Det er en annen spesifikk lydtransformator også tilgjengelig, som er nyttige for digitale lydapplikasjoner og som vanligvis fungerer i høy frekvens.

Transformatorer kan også ha flere primære og sekundære kraner, som gir brukeren fleksibilitet til å endre utdataenhetene uten å endre den kostbare lydtransformatoren. For eksempel kan en transformator ha flere sekundære kraner for å koble flere belastninger med 4 ohm, 8 ohm eller til og med 16 ohm impedans, men bare ett trykk må kobles til belastningen når du arbeider med den. Slike transformatorer er generelt kostbare og kan finnes i retro musikalske systemer eller forsterkere.

Transformatoren kan ha forskjellige legemer avhengig av hvor den vil bli brukt. En chassismontert transformator trenger et støttende chassis for å støtte den store vekten. Det er også PCB-monterte lydtransformatorer tilgjengelig i forskjellige former og størrelser, avhengig av spesifikasjonene og bruken.

Mikrofontransformator

En mikrofontransformator som hovedsakelig brukes til å balansere impedansen mellom forsterkeranlegget og mikrofonen. Det er viktig fordi det vil være signaltap på grunn av ubalansert impedans på forsterkerinngang og mikrofonutgang.

En mikrofontransformator reduserer ikke brummen. En mikrofontransformator trenger et tvunnet par med jordskjermende ledninger for å koble til. Ledningen består av to ledere som er tett vridd sammen og omgitt av en ledende flette eller folie. Denne ledningen reduserer effektivt brummen og eksterne støyforstyrrelser.

En transformator som har en enkelt primær og mottar ubalansert inngang, og som har en sentertappet sekundær som gir en balansert utgang, kalles Balun Transformer. I en slik konfigurasjon får forsterkeren et perfekt balansert signal.

100V Line Audio Drive Transformer

Det er slike scenarier hvor flere høyttalere er koblet sammen i langdistansesystemer som er koblet til et enkelt forsterkeranlegg. Problemet oppstår når lange ledninger brukes til å koble forsterkerutgangen og høyttalerinngangen. Den ledningen motstand skaper problemer for signalkvalitet og signaltapet skjer med dårlig signal amplitude over høyttalerne.

På grunn av dette brukes to spesielle transformatorer, en er trinn opp og en annen er Step Down. Step-up transformatoren øker lydutgangssignalspenningen til 100V. På grunn av formelen P (W) = V x A, reduseres strømmen for en gitt effekt når en spenning økes. Motstanden ville ikke være effektiv for lav signalstrøm. Signalet vil overføre perfekt.

I den andre enden, på tvers av hver høyttaler, en nedtransformator med impedanstilpasningsanlegg, trapper du ned 100V til høyttalerspenningen og øker strømmen. Transformatoren samsvarer også med impedansen for maksimal kraftoverføring.

Denne typen lydtransformatorer kalles en transmisjonslinjematchende lydtransformator. De har flere forbindelser på både primær og sekundær side. Generelt brukes primære sidekraner for passende effektnivå, slik at forsterkningsforsterkningen kan styres av kranforbindelser. Og sekundærsiden har flere kraner som er nyttige for å koble forskjellige impedanshøyttalere til forskjellige impedanshøyttalere i henhold til valg og tilgjengelighet.

Mange moderne profesjonelle forsterkerlinjetransformatorer gir høye kapasitetshåndteringsegenskaper samt flere konfigurasjoner for å koble parallelle eller seriehøyttalere sammen.