Hangtranszformátor

Mi az a transzformátor?

A transzformátor egy statikus elektromos eszköz, amely elektromágneses indukció révén két vagy több áramkör között továbbítja az energiát. A transzformátor Fokozni vagy Step le jel feszültségét. A transzformátornak nincs közvetlen kapcsolata az elsődleges és a szekunder tekercs között, az elektromágneses indukció segítségével továbbított elektromos energia. Ennek az izolált tulajdonságnak köszönhetően az elsődleges és a másodlagos között a transzformátor biztosítja az elektromos leválasztást az elsődleges és a másodlagos között, ami azt jelenti, hogy a bemenet és a kimenet között vagy fordítva. Részletes cikket ismertettünk a transzformátorokról.

Hangtranszformátor

A transzformátor szinuszos bemeneti jelet fogad és kimeneti jellé alakítja. Ezen átalakítási folyamat során nincs fizikai kapcsolat e kettő között. Ez az átalakulás valójában úgy történik, hogy a mágneses vasmag köré tekeri a két vagy több szigetelt rézdrót tekercset (amelyeket tekercsként jelölnek).

Az Audio Transformer ezt az izolációs tulajdonságot használja, és izolációt hoz létre a kimeneti hangszórók vagy az audio áramkörök között a transzformátor bemeneti oldali erősítő rendszerével. Ebben az esetben az elsődleges és a másodlagos tekercs fordulási aránya 1: 1-re van rögzítve. Emiatt a transzformátor nem változtatja meg a feszültséget vagy az áramszintet. Csak a kimeneti hangszórórendszerrel rendelkező bemeneti erősítők között hoz létre szigetelést.

A leválasztó transzformátoron kívül van egy másik audiotranszformátor is, amely a kimeneti feszültség szintjét megváltoztatja a bemenő AC jel függvényében. A hangszóró hatalmas terhelést jelent, és a megfelelő áramot és feszültséget kell biztosítania rajta, hogy megfelelő hangrezgést produkáljon. Egy audio transzformátor Step-up funkció fokozza a feszültséget, vagy a jelenlegi szinten kell vezetni a terhelést át rajta. Ugyanez történik a Stepdown transzformátorral is. Átalakítja a feszültséget magasabbról alacsonyabbra a megnövekedett áramerősség mellett.

A hangtranszformátor impedanciaillesztési specifikációkat is biztosít. Amikor egy áramkör vagy eszköz kimenete közvetlenül kapcsolódik egy másik eszköz bemenetéhez, nagyon fontos, hogy az eszköz kimeneti impedanciája és az eszköz bemeneti impedanciája egyaránt megegyezzen. Az impedanciaillesztéses transzformátor biztosítja ezt a funkciót, és a nagyobb impedanciájú kimenetet alacsonyabb impedanciává alakítja, hogy alacsony impedanciájú hangszórót működtessen, vagy egy másik alacsony impedanciájú készüléket tápláljon.

Hangtranszformátor működése és felépítése

Bár az audiotranszformátornak nincs fizikai kapcsolata az elsődleges és a másodlagos tekercs között, a transzformátor kétirányú funkciót biztosít e két tekercs között. Ugyanazt az elsődleges oldalt használhatjuk másodlagosként és másodlagosként is, mint elsődleges. Ebben az esetben a transzformátor a jelveszteséget egy irányban, a jelerősítést pedig fordított irányban vagy fordítva biztosítja.

Az audio transzformátor 20 Hz és 20 kHz közötti frekvenciákon működik. Tehát az audiotranszformátor működése sokkal szélesebb frekvenciatartománnyal rendelkezik.

Amint azt fentebb tárgyaltuk, az audio transzformátor impedancia kiegyensúlyozási technikát alkalmaz. Nagyon hasznos az erősítők és a terhelések (hangszóró és egyéb) kiegyensúlyozásához, amelyek eltérő bemeneti vagy kimeneti impedanciákat használnak a maximális energiaátviteli alkalmazáshoz.

A modern időkben a hangszórók impedanciája 4-16 ohm, általában 4 ohm, 8 ohm vagy 16 ohm hangszóró áll rendelkezésre, míg a tranzisztoros vagy szilárdtest erősítők 200 - 300 ohm kimeneti impedanciát használnak. Ha az erősítő retro kialakítású, például régi szelepes vagy csöves erősítő, akkor a kimeneti feszültség néha 3k impedanciával eléri a 300V-ot. Szükségünk van egy impedancia megfelelő transzformátorra, amely a nagy impedanciát alacsony impedanciává alakítja, és a feszültséget és az áramot olyan szintre kell átalakítania, amely közvetlenül a hangszórót vezérli.

A transzformátornak több tekercse lehet az elsődleges és a másodlagos oldalon. Az elsődleges és a másodlagos tekercsek arányát, a tekercsek számát az elsődleges oldalon (Np) és a tekercsek számát a másodlagos (Ns) fordulatok arányának nevezzük. Ez a fordulási arány meghatározza az elsődleges és a másodlagos feszültség arányát is, mivel a feszültség egyenesen arányos az elsődleges és a másodlagos tekercs fordulatával.

Tehát, N _P / N _S = V _P / V _S

Hangtranszformátor impedancia aránya

Az impedancia a legfontosabb tényező az impedanciaillesztéses transzformátoroknál. Az impedanciaillesztéses transzformátor esetében az elsődleges és a másodlagos impedancia arány kiszámítható az elsődleges és a másodlagos fordulat, illetve az elsődleges és a másodlagos kimeneti feszültség segítségével.

Az impedancia arány kiszámításához négyzetbe kell alakítani a transzformátor fordulatszámát vagy a transzformátor feszültségarányát.

A fenti egyenletben Z _P elsődleges impedancia és Z _S másodlagos impedancia. N _P / N _S a transzformátor fordulási aránya, V _P / V _S pedig a transzformátor feszültségaránya. Az impedancia arány a fordulatok négyzete vagy feszültségaránya. Tehát egy 4: 1 fordulatszámú vagy feszültségarányú transzformátor 16: 1 impedancia arányt biztosíthat.

Példa

Számíthatunk néhány gyakorlati értéket a fent megadott képletektől függően.

Tegyük fel, hogy egy 25: 1 fordulatszámú transzformátort használnak az erősítő kimenetének kihangsúlyozásához egy hangszóróval. A teljesítményerősítő 100 ohmos kimeneti impedanciát biztosít, mekkora lenne a hangszóró névleges impedanciája a maximális teljesítményátadáshoz?

Megoldás:

Tehát a 25: 1 fordulatszámú transzformátorral a 100Ω-os erősítőn keresztül hatékonyan vezethetjük a 4Ω-os hangszórót maximális teljesítményátvitel mellett.

Az audio transzformátor típusai

Amint a fenti szegmensben tárgyaltuk, az audio transzformátor több alkalmazásban is használható. De általában három típusú audiotranszformátort használnak főleg audióval kapcsolatos célokra.

1. A transzformátorral egyező impedancia
2. Fokozza a hangtranszformátort széles frekvenciatartományban, amely a hallható frekvencián belül van.
3. Lépjen vissza a hangfrekvencián belüli széles frekvenciatartományú audiotranszformátorból.

Van még egy speciális hangtranszformátor is, amely hasznos a digitális audio alkalmazásokhoz, és általában magas frekvencián működik.

A transzformátorok több elsődleges és másodlagos csapot is tartalmazhatnak, amelyek rugalmasságot biztosítanak a felhasználó számára a kimeneti eszközök cseréjéhez anélkül, hogy megváltoztatnák a költséges audio transzformátort. Például egy transzformátornak több szekunder csapja lehet több terhelés összekapcsolására 4 ohm, 8 ohm vagy akár 16 ohm impedanciával, de csak egy csapot kell csatlakoztatni a terheléshez, amikor vele dolgozik. Az ilyen transzformátorok általában költségesek, és megtalálhatók retro zenei rendszerekben vagy erősítőkben.

A transzformátor különböző testekkel rendelkezhet attól függően, hogy hol használnák. Az alvázra szerelt transzformátornak támogató alvázra van szüksége a nagy tömeg megtartásához. Emellett léteznek NYÁK-ra szerelt hangtranszformátorok, amelyek a specifikációiktól és felhasználásuktól függően különféle formákban és méretben kaphatók.

Mikrofon transzformátor

Mikrofontranszformátor főleg az erősítő rendszer és a mikrofon közötti impedancia kiegyensúlyozására szolgál. Alapvető fontosságú, mivel az erősítő bemenetének és a mikrofon kimenetének kiegyensúlyozatlan impedanciája miatt jelvesztés következik be.

A mikrofontranszformátor nem csökkenti a Hum zajokat. A mikrofon transzformátorhoz földelt árnyékoló vezetékekkel ellátott sodrott párra van szükség a csatlakozáshoz. A huzal két vezetőből áll, amelyek szorosan egymáshoz vannak csavarva, és amelyeket vezető fonat vagy fólia vesz körül. Ez a vezeték hatékonyan csökkenti a zümmögő zajokat és a külső zajinterferenciákat.

Az olyan transzformátorokat, amelyek egyetlen primerrel rendelkeznek és kiegyensúlyozatlan bemenetet kapnak, és középen csapolt szekunderrel rendelkeznek, amely kiegyensúlyozott kimenetet biztosít, Balun transzformátornak hívják . Ilyen konfigurációban az erősítő tökéletesen kiegyensúlyozott jelet kap.

100 V-os audio meghajtó transzformátor

Vannak olyan esetek, amikor több hangszóró van összekötve nagy hatótávolságú hangosbeszélő rendszerekben, amelyek egyetlen erősítő rendszerrel vannak összekötve. A probléma akkor jelentkezik, amikor hosszú vezetékeket használnak az erősítő kimenetének és a hangszóró bemenetének csatlakoztatásához. A vezeték ellenállása problémát okoz a jel minősége szempontjából, és a jelvesztés a hangszórók közötti rossz jel amplitúdóval történik.

Ennek köszönhetően két speciális transzformátort használnak, az egyik fokozatos, a másik a lépcsős. A fokozatos transzformátor 100 V-ra növeli az audio kimeneti jel feszültségét. A P (W) = V x A képlet következtében a feszültség növelésekor az áram csökken egy adott teljesítményre. Az ellenállás az alacsony jeláramra nem lenne hatékony. A jel tökéletesen továbbít.

A másik végén, az egyes hangszórókon keresztül, egy impedancia-illesztési lehetőséggel rendelkező, transzformátor, a 100 V-ot a hangszóró feszültségéig csökkenti és növeli az áramot. A transzformátor megegyezik az impedanciával is a maximális teljesítményátadás érdekében.

Ezt a típusú audiotranszformátort nevezzük átviteli vonalnak megfelelő transzformátornak. Több kapcsolatuk van mind az elsődleges, mind a másodlagos oldalon. Általában elsődleges oldalsó csapokat használnak a megfelelő teljesítményszinthez, így az erősítés erősítése csapos csatlakozásokkal szabályozható. A másodlagos oldalon több csap van, amelyek hasznosak a különböző impedancia-hangszórók és a különböző impedancia-hangszórók összekapcsolásához a választás és a rendelkezésre állás függvényében.

Számos modern professzionális erősítő-vonaltranszformátor nagy teljesítmény-kezelési képességekkel, valamint többféle konfigurációval rendelkezik a párhuzamos vagy soros hangszórók összekapcsolásához.