Аудио трансформатор

Что такое трансформатор?

Трансформатор - это статическое электрическое устройство, которое передает энергию между двумя или более цепями посредством электромагнитной индукции. Трансформатор может повышать или понижать напряжение сигнала. Трансформатор не имеет прямого соединения между первичной и вторичной обмотками, электрическая энергия передается с помощью электромагнитной индукции. Благодаря этому свойству изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию между первичной и вторичной обмотками, то есть между входом и выходом или наоборот. Мы рассмотрели подробную статью о трансформерах.

Аудио трансформатор

Трансформатор принимает синусоидальный входной сигнал и преобразует его в выходной сигнал. Во время этого процесса преобразования между ними нет физических связей. Это преобразование фактически происходит с помощью двух или более изолированных катушек из медной проволоки (которые обозначаются как обмотки), намотанных вокруг сердечника из магнитного железа.

Audio Transformer использует это свойство изоляции и создает изоляцию между выходными громкоговорителями или звуковой схемой с системой усилителя на стороне входа трансформатора. В таком случае соотношение витков первичной и вторичной обмоток устанавливается равным 1: 1. Благодаря этому трансформатор не изменяет уровень напряжения или тока. Он только создает изоляцию между входными усилителями и выходной акустической системой.

Помимо изолирующего трансформатора, есть еще один звуковой трансформатор, который изменяет уровень выходного напряжения в зависимости от входного сигнала переменного тока. Громкоговоритель представляет собой огромную нагрузку и должен обеспечивать необходимый ток и напряжение на нем для создания надлежащей звуковой вибрации. Аудио трансформатор с повышающей функцией будет наращивать напряжение или текущий уровень, чтобы управлять нагрузкой через нее. То же самое происходит и с понижающим трансформатором. Он преобразует напряжение из более высокого в более низкое с увеличенным выходным током.

Аудиопреобразователь также обеспечивает характеристики согласования импеданса. Когда выход одной схемы или устройства напрямую подключен к входу другого устройства, очень важно, чтобы выходное сопротивление устройства и входное сопротивление устройства были согласованы. Трансформатор согласования импеданса обеспечивает эту функцию и преобразует выход с более высоким импедансом в более низкий импеданс для управления динамиком с низким импедансом или подачи питания на другое устройство с низким импедансом.

Работа аудиопреобразователя и его конструкция

Хотя аудиотрансформатор не имеет физического соединения между первичной и вторичной обмотками, трансформатор обеспечивает двунаправленную связь между этими двумя обмотками. Мы также можем использовать одну и ту же первичную сторону в качестве вторичной и вторичную в качестве первичной. В таком случае трансформатор обеспечивает потерю сигнала в одном направлении и усиление сигнала в обратном направлении или наоборот.

Аудиопреобразователь работает на частотах от 20 Гц до 20 кГц. Итак, работа аудиопреобразователя имеет гораздо более широкий частотный диапазон.

Как обсуждалось выше, аудиопреобразователь использует метод балансировки импеданса. Это очень полезно для балансировки усилителей и нагрузок (громкоговорителей и др.), Которые используют различные входные или выходные импедансы для максимальной передачи мощности.

В наши дни импедансы динамиков колеблются от 4 до 16 Ом, обычно доступны динамики 4 Ом, 8 Ом или 16 Ом, тогда как транзисторные или твердотельные усилители используют выходное сопротивление 200–300 Ом. Если усилитель выполнен в ретро-стиле, например, старый усилитель Valve или Tube, выходное напряжение иногда достигает 300 В при импедансе 3 кОм. Нам нужен согласующий трансформатор импеданса, который преобразует высокий импеданс в низкий импеданс и должен преобразовывать напряжение и ток до уровня, который будет напрямую управлять громкоговорителем.

Трансформатор может иметь несколько обмоток на первичной и вторичной стороне. Соотношение между первичной и вторичной обмотками, количество витков катушки на первичной стороне (Np) и число витков катушки на вторичной обмотке (Ns) называется отношением витков. Это отношение витков также определяет соотношение первичного и вторичного напряжений, поскольку напряжение прямо пропорционально виткам первичной и вторичной обмоток.

Итак, N _P / N _S = V _P / V _S

Коэффициент импеданса звукового трансформатора

Импеданс является наиболее важным фактором для трансформаторов, согласующих сопротивление. Для трансформатора, согласующего сопротивление, отношение импеданса между первичной и вторичной обмотками может быть рассчитано с использованием первичного и вторичного витков или первичного и вторичного выходного напряжения.

Чтобы рассчитать коэффициент импеданса, нам нужно возвести в квадрат коэффициент трансформации трансформатора или коэффициент напряжения трансформатора.

В приведенном выше уравнении Z _P - это первичный импеданс, а Z _S - вторичный импеданс. N _P / N _S - это коэффициент трансформации трансформатора, а V _P / V _S - коэффициент напряжения трансформатора. Коэффициент импеданса - это квадрат отношения витков или отношения напряжений. Таким образом, трансформатор с соотношением витков или напряжением 4: 1 может обеспечить соотношение импеданса 16: 1.

пример

Мы можем рассчитать некоторые практические значения в зависимости от приведенных выше формул.

Предположим, трансформатор с соотношением витков 25: 1 используется для балансировки выхода усилителя мощности с громкоговорителем. Усилитель мощности обеспечивает выходное сопротивление 100 Ом. Какой номинальный импеданс динамика необходим для передачи максимальной мощности?

Решение:

Таким образом, используя трансформатор соотношения витков 25: 1 на усилителе мощности 100 Ом, мы могли эффективно управлять громкоговорителем 4 Ом с максимальной передачей мощности.

Типы аудиопреобразователей

Как обсуждалось в предыдущем сегменте, преобразователь звука может использоваться в нескольких приложениях. Но обычно три типа аудиопреобразователей в основном используются для целей, связанных со звуком.

1. Трансформатор согласования импеданса
2. Увеличьте аудиотрансформатор с широким диапазоном частот, который находится в пределах слышимой частоты.
3. Понижающий звуковой преобразователь с широким диапазоном частот, который находится в пределах слышимой частоты.

Также доступен другой специальный аудиопреобразователь, который полезен для цифровых аудиоприложений и обычно работает на высоких частотах.

Трансформаторы также могут иметь несколько отводов первичной и вторичной обмоток, что дает пользователю возможность изменять выходные устройства без замены дорогостоящего аудиопреобразователя. Например, трансформатор может иметь несколько отводов вторичной обмотки для подключения нескольких нагрузок с импедансом 4 Ом, 8 Ом или даже 16 Ом, но при работе с ним к нагрузке должен быть подключен только один отвод. Такие трансформаторы обычно дороги и их можно найти в ретро-музыкальных системах или усилителях.

Трансформатор может иметь разные корпуса в зависимости от того, где он будет использоваться. Шасси монтировать трансформатору необходимо опорное шасси, чтобы поддерживать громоздкий вес. Кроме того, существуют аудиопреобразователи на печатной плате, доступные в различных формах и размерах в зависимости от их технических характеристик и применения.

Микрофонный трансформатор

Трансформатор микрофона в основном используется для балансировки импеданса между системой усилителя и микрофоном. Это важно, поскольку будет потеря сигнала из-за несбалансированного импеданса на входе усилителя и выходе микрофона.

Трансформатор микрофона не снижает шумовые помехи. Для подключения микрофонного трансформатора необходима витая пара с заземляющими проводами. Проволока состоит из двух жил, которые плотно скручены и окружены токопроводящей оплеткой или фольгой. Этот провод эффективно снижает гудящие шумы и внешние шумовые помехи.

Трансформатор, который имеет одну первичную обмотку и принимает несимметричный вход, и имеет вторичную обмотку с центральным ответвлением, которая обеспечивает симметричный выход, называется балунным трансформатором. В такой конфигурации усилитель получает идеально сбалансированный сигнал.

Трансформатор линейного аудио привода 100 В

Существуют такие сценарии, когда несколько громкоговорителей соединяются вместе в системах громкоговорящей связи большого радиуса действия, которые связаны с одной системой усилителя. Проблема возникает, когда длинные провода используются для соединения выхода усилителя и входа громкоговорителя. Сопротивление проводов создает проблемы для качества сигнала и потеря сигнала происходит с плохой амплитудой сигнала через громкоговорители.

В связи с этим используются два специальных трансформатора, один повышающий, а другой понижающий. Повышающий трансформатор увеличивает напряжение выходного аудиосигнала до 100 В. Согласно формуле P (W) = V x A, при увеличении напряжения ток уменьшается для данной мощности. Сопротивление не действует при слабом сигнальном токе. Сигнал передаст отлично.

С другой стороны, через каждый громкоговоритель, понижающий трансформатор с функцией согласования импеданса, понижает 100 В до напряжения динамика и увеличивает ток. Трансформатор также соответствует импедансу для передачи максимальной мощности.

Этот тип звуковых трансформаторов называется звуковым трансформатором, согласующим линию передачи. У них есть несколько соединений как на первичной, так и на вторичной стороне. Обычно отводы первичной стороны используются для подходящего уровня мощности, поэтому усиление усиления можно регулировать с помощью соединений отводов. А вторичная сторона имеет несколько ответвлений, которые полезны для подключения динамиков с разным импедансом к динамикам с разным импедансом в зависимости от выбора и доступности.

Многие современные линейные трансформаторы профессиональных усилителей обеспечивают высокую мощность, а также несколько конфигураций для параллельного или последовательного подключения громкоговорителей.