выходной трансформатор что это
Подбор выходного трансформатора для двухтактного лампового усилителя
В этой статье я попробую немного затронуть вопрос подбора выходного трансформатора для мощного двухтактного лампового усилителя. Имеется ввиду не расчет с нуля под конкретный режим лампы, а именно подбора из готовых вариантов. Подбор, опять же, не идеальный, а приблизительный. Работая с таким трансформатором не факт что получится достичь идеального согласования, максимальной передачи мощности в нагрузку или минимума искажений. Но, по крайней мере, такой усилитель будет работать и что-то выдавать в нагрузку, радуя своего создателя.
Многие любители ТЛЗ предпочитают использовать готовые трансформаторы ТВЗ от советской радиоаппаратуры или готовые покупные, и, соответственно, использовать те же режимы ламп, что и в советской аппаратуре, или режимы ламп, рекомендованные изготовителем трансформаторов. Данная информация пригодится тем, кто хочет спаять что-нибудь теплое и ламповое, но кто совершенно не хочет возиться с намоткой трансформаторов и кого отпугивают цены на готовые трансформаторы, предлагаемые различными фирмами.
Хочу сразу предупредить, в ламповой технике я не силен, изучаю ее походя, в процессе, так сказать. Поэтому некоторые мои рассуждения для специалистов могут показаться весьма наивными.
Чтобы преобразовать высокое напряжение на лампе в низкое на динамике и низкий ток лампы в большой ток через динамик и необходим трансформатор. 100 мА необходимо трансформировать в 2 А, а 8 В, соответственно, в 160 В. Ориентировочный коэффициент трансформации в этом случае должен быть примерно около 20 (потерями в трансформаторе для простоты изложения пренебрежем).
При этом сопротивление динамика, «пройдя» через такой трансформатор для лампы будет выглядеть как
И поэтому лампа, имеющая довольно большое выходное сопротивление (порядка нескольких килоом) сможет на этот динамик работать. Вообще говоря, лампа в пентодном включении (лучевой тетрод – это тоже пентод) имеет очень высокое выходное сопротивление (по сравнению с триодами), напряжение на аноде лампы очень слабо зависит от тока через нее. Схемотехнически лампа в таком включении является источником тока, а трансформатор, подключенный к ней – работает скорее в режиме трансформатора тока, нежели трансформатора напряжения.
Второе, с чего следует начать выбор трансформатора – это источник сигнала или сам ламповый выходной каскад. Необходимо понять, а сколько мощности в нагрузку мы вообще можем из нее выжать? И это логично, т. к. если лампа максимум может выдать в нагрузку 10 Вт, то припаивать к ней трансформатор на 100 Вт, наверное, будет перебор, трансформатор будет всегда недогружен, габаритная мощность будет использоваться неэффективно (необходимостью запаса по индуктивности первичной обмотки для простоты рассуждений пока тоже пренебрежем).
Рассмотрим двухтактный выходной каскад на лампах 6П44С из нашего усилителя. Сколько же мощности можно из него выжать? Как было указано выше, из справочника, средний ток анода составляет максимум 100 мА (420 мА в импульсе 4 мс), а напряжение на аноде 250 В (550 при включении лампы). Сначала разберемся с напряжением. В двухтактном каскаде лампы работают по очереди, каждая на свою половину первичной обмотки. Средняя точка этой обмотки подключена к источнику питания. Какое максимальное напряжение Uп можно подать на среднюю точку? Когда одна из ламп открывается полностью, напряжение на ее аноде минимально (опять таки для упрощения будем считать что оно равно 0). При этом напряжения на аноде другой, запертой лампы становится равным 2Uп. Максимальное напряжение на запертой лампе по справочнику может достигать 7 кВ, но хотя это в импульсе не более 18 мкс. Поэтому Uп можно выбрать близким к максимальному 250 В, и даже немного больше него, например, с небольшим запасиком – 260 В. Слишком сильное превышение этого напряжения чревато межэлектродными пробоями и высокими электростатическими силами, сокращающие срок службы катода. Максимальный ток анода (в импульсе) может достигать 420 мА. Таким образом, мгновенная мощность двухтактного каскада будет около 260 В∙0,42 А= 109 Вт. Действующая мощность, соответственно, 55 Вт. Это теоретический максимум, который можно получить от данного каскада. Если бы выходное сопротивление ламп было бы равно 0, то вся эта мощность могла бы перейти в нагрузку. Но, как всем известно, выходное сопротивление лампы ненулевое, более того, порядок значений этого сопротивления – килоомы. Условием передачи максимальной мощности от источника в нагрузку является равенство сопротивления этой нагрузки внутреннему сопротивлению источника. Поэтому при расчете трансформатора «с нуля», его, чаще всего, начинают с выбора коэффициента трансформации таким, чтобы сопротивление нагрузки после «прохождения» через трансформатор было равно выходному сопротивлению лампы в выбранной рабочей точке. Хотя обычно высокой точности равенства выходного сопротивления лампы сопротивлению нагрузки не требуется.
Итак, даже в идеальном случае равенства выходного сопротивления лампы сопротивлению нагрузки, в последнюю передается только половина мощности. Вторая половина рассеивается на внутреннем сопротивлении лампы и греет аноды. В нашем случае, из 55 Вт в нагрузку может уйти максимум 22,5 Вт. Но в реальности эта мощность будет еще меньше. Во-первых, из-за неидеального согласования сопротивлений лампы и нагрузки (поскольку мы трансформатор взяли готовый, а не мотали с нуля), во-вторых, из-за потерь в самом трансформаторе (они небольшие, но есть), в третьих, из-за просадки напряжения питания под нагрузкой (если оно выбрано без запаса), в четвертых, по мере износа лампы максимальный ток (и, соответственно, выходная мощность) также будет также постепенно снижаться. Именно по указанным выше причинам в моем усилителе удалось выжать только 20 Вт в нагрузке (напряжение питания в моем усилителе около 230 В, вместо 260).
Попробуем прикинуть, насколько хорошо подходит под эти параметры использованный трансформатор ТН-56. Итак, граничные параметры со стороны ламп: ток в импульсе 420 мА, ток действующий 420мА/1,41=300 мА. Напряжение амплитудное 260 В, напряжение действующее 260В/1,41=184 В. Параметры трансформатора при включении указанным на схеме образом: максимальное действующее напряжения на входных полуобмотках 127 В, максимальный ток 0,44 А, на выходных обмотках на отводе 4 Ом напряжение 12,6 В, ток 3,15 А, мощность 40 Вт, на отводе 8 Ом напряжение 18,9 В, ток 2,36 А, мощность 45 Вт. Коэффициент трансформации (для 4 Ом) 127В/12,6В=10.
Как измерить выходное сопротивление лампы? Известным способом – путем подключения разных нагрузок и измерения напряжения на них. Сначала подключим нагрузку 4 Ом, измерим напряжение на ней U1, затем к тем же клеммам подключим нагрузку 8 Ом, измерим напряжение на ней U2. Рассчитаем внутреннее сопротивление по формуле
Выходной трансформатор что это
Назначение выходного трансформатора
Выходной трансформатор радиоприемника или усилителя нужен для согласования выходного сопротивления оконечной лампы каскада с нагрузкой, т. е. громкоговорителем.
Качество работы выходного каскада в основном характеризуется величиной частотных и нелинейных искажений.
Частотные искажения появляются вследствие непостоянства величины сопротивления нагрузки для различных частот.
Вследствие нелинейности характеристик ламп оконечного каскада возникают нелинейные искажения. Большой коэффициент нелинейных искажений в усилителе нетерпим, так как влечет за собой резкое ухудшение качества звучания.
Как величина полезной мощности, так и значение коэффициента нелинейных искажений в большой степени зависят от величины нагрузочного сопротивления оконечного каскада. При неправильном выборе величины нагрузки уменьшается полезная мощность, отдаваемая лампой, и растет коэффициент искажений. Наивыгоднейшие значения сопротивлений нагрузки для типовых режимов конкретных ламп будут приведены в табл.1 в следующем выпуске рассылки.
Нужная величина сопротивления нагрузки для большинства ламп составляет несколько тысяч Ом. Величина же сопротивления звуковых динамических громкоговорителей выражается в единицах ома. Поэтому непосредственное включение катушки громкоговорителя в анодную цепь лампы нецелесообразно.
Для согласования этих сопротивлений я применяют выходные трансформаторы.
Расчет выходных трансформаторов
приведена принципиальная упрощенная схема выходного каскада, на рис.2
Расчет выходного трансформатора можно разделить на две части: электрический расчет и конструктивный расчет (по данным электрического расчета).
При электрическом расчете определяются такие параметры трансформатора, как коэффициент трансформации, индуктивность первичной обмотки, индуктивность рассеяния и активные сопротивления обмоток.
При конструктивном расчете находятся числа витков обмоток, диаметр проводов, габариты и сечение стального сердечника.
Заданными величинами при расчете обычно являются: внутреннее сопротивление лампы, наивыгоднейшее сопротивление нагрузки. Величина постоянной составляющей анодного тока лампы (тока покоя), мощность громкоговорителя и сопротивление его звуковой катушки, а также граничные частоты полосы пропускания (частоты, для которых усиление должно быть не меньше 0,7 от максимального уровня).
Приближенный расчет, обладающий достаточной для радиолюбительской практики точностью, может быть проведен по упрощенным формулам, без учета активных потерь в обмотках трансформатора и его индуктивности рассеяния. Поэтому расчет трансформатора по заданным параметрам лампы и громкоговорителя сведется к определению коэффициента трансформации, индуктивности первичной обмотки, чисел витков обмоток, диаметра проводов и объема и сечения стального сердечника.
Расчет выходных трансформаторов для однотактных каскадов
Заданными величинами при расчете являются: внутреннее сопротивление лампы Ri, приведенное сопротивление нагрузки R1, постоянная составляющая анодного тока лампы Iо, мощность громкоговорителя и сопротивление его звуковой катушки, а также допустимые частотные искажения.
Расчет трансформатора начинается с определения требуемого коэффициента трансформации, приводящего сопротивление нагрузки к нужной величине в области средних частот, по формуле:
Следующим этапом расчета является определение индуктивности первичной обмотки, величина которой определяет частотные искажения каскада в области низких частот.
Первичная обмотка трансформатора, как это видно из эквивалентной схемы для низких частот (рис. 2, б), включена параллельно приведенному сопротивлению нагрузки. Индуктивное сопротивление обмотки на низких частотах уменьшается, что приводит к уменьшению коэффициента усиления. Для того чтобы коэффициент частотных искажений не превышал заданного значения, индуктивность первичной обмотки не должна быть меньше определенной величины. Эта величина определяется по формуле:
Если принять fн = 80 Гц, а М = 1,22, то формула для расчета индуктивности первичной обмотки трансформатора упростится и примет вид:
После определения величин n и L2 необходимо найти, исходя из мощности громкоговорителя т.е. той мощности, которую нужно передать из первичной обмотки во вторичную, тип и размеры пластин, а также сечение сердечника по формуле:
Выходной трансформатор что это
Вот и выходит продолжение (сиквелл) моей статьи о выходниках.
За это время мною были намотаны и рассчитаны множество трансов.
Наиболее интересные и удачные я выкладываю здесь, для облегчения жизни участникам форума, желающим самостоятельно изготовить выходные трансформаторы для своих усилителей.
Некоторые трансы снабжены «коэффициентом хорошести по Алексею Бурцеву», по поводу коего (коэффициента, а не Алексея, конечно) на форуме велась бурная дискуссия.
Я считаю, что данный показатель хорошо отражает субъективное восприятие характера басового диапазона выходного трансформатора и имеет право на существование, пусть даже в виде некоей обезличенной «попугайской» величины.
Словом, читайте и мотайте, друзья!
Транс № 21 для 6П36С.
Транс № 22 для SE на 6П42С.
Этот транс подойдёт также и для 6П45С, 6С41С, ЕС360.
Первичка 1752 (438+876+438) витка ПЭВ-1 диаметром 0.41 мм.
Вторичка 110 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0.53 мм.
Десять таких слоёв вторички в параллель.
Активное сопротивление первички – 53 ома, вторички – 0,2 ома, приведённое – 51 ом.
Ra = 2134 ома.
КПД = 95,1%.
Транс на Ш36 х 50 для 2 х 6С19П.
Габариты намотки – 50 х 16 мм.
Активное сопротивление первички – 42 ома.
Активное сопротивление вторички – 58 ом.
Такой транс имеет КПД = 0,96.
Транс № 25 для 6С33С.
1067 ом / 8 ом.
Железо Ш40 х 60 с окном 40 х 100 мм.
Габарит намотки – 37 х 95 мм.
КК (коэффициент качества по Бурцеву) –
12000 х 13,4 / 160 + (160+13,4) / (6,28 х 0,19) = 1150
Транс № 26 для 300В.
3,48 ком / 16 и 8 ом.
Железо от ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 72.
Первичка:
2600 витков в двадцати слоях (5+10+5) по 130 витков в слое проводом ПЭВ-2 0,45 мм.
Вторичка:
180 витков для 8 ом, с отводом от 127-го витка на нагрузку 8 ом.
Мотать в два слоя проводом ПЭВ-2 0,69 мм по 90 витков в слое.
Между секциями первички надо расположить три запараллеленных вторички, т.е. всего шесть запараллеленных вторичек.
Активное сопротивление первички – 72 ома; активное вторички – 0,35 ома, приведённое – 73 ома.
Транс № 27 для ГМ70.
Железо от ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 32.
Ra = 8,05 ком. Rн = 8 ом.
Первичка:
3840 витков провода ПЭТВ-2 диаметром 0,355 мм в 3+6+6+6+3 слоях по 160 витков в слое. Активное сопротивление первички – 183 ома.
Вторичка:
124 витка, провод ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм, в четырёх секциях 4+4+4+4 слоёв в параллель. Активное сопротивление вторички – 0,2 ома, приведённое – 192 ома.
Изоляция межслойная – бумага 0,02 мм, межсекционная – бумага+фторопласт, общей толщиной 0,25 мм.
Такой транс можно будет НЕ ШУНТИРОВАТЬ по вторичке, что благоприятно
скажется на звуке.
Для SE на двух 6С19П в параллель.
Железо ШЛ32 х 40 от ОСМ-0,16
Транс № 30 для SE на 6П36С (Ri = 650 ом)
Железо ШЛ32 х 40 – 56 от ОСМ-0,16.
Первичка – 440+880+440 витков ПЭТВ-2 диаметром 0,41 мм.
Вторичка – 93 витка (отвод от 66-го) проводом ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм.
Две секции по 4 параллельных слоя. Всего 8 параллельных слоёв.
Активное сопротивление первички – 51 ом, вторички – 0,23 ома; приведённое вторички – 82 ома.
Транс № 31 для 6С4С с Rвых = 0,8 ома.
Один из форумчан попросил меня рассчитать выходной трансформатор
для усилителя на 6С4С (одна на выход).
Трансы от УПСов.
Железо 35х50мм, габариты намотки 15х50.
Есть провод 0.335 на первичку и на вторичку есть провода 0.6 и 0.8.
Желательно, чтобы на 4 омах Кд был порядка 5, т.е. Rвых = 0,8 ома.
Вот что получилось:
Первичка:
В одном слое уместится 128 витков провода 0,335 мм.
Слоёв будет 20 (5+10+5), всего 2560 витков.
Активное сопротивление первички – 114 ом.
Вторичка:
70 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,63 мм.
Две секции по пять слоёв в параллель, всего 10 запараллеленных слоёв.
Активное сопротивление вторички – 0,087 ома. Приведённое – 116 ом.
Выходное сопротивление УМ на 6С4С равным 0,8 ома получится на данном трансе, если Ктр = 36,5:
Считаем: (850+114+116)/1332,25 = 0,8 ома.
Небольшой трансик № 32 на ОСМ-0,1.
Железо ШЛ25 х 40 – 45.
Габарит намотки – 40 х 12,5 мм.
Первичка – 145 витков в слое проводом ПЭВ-1 диаметром 0,23 мм.
Всего в первичке 2900 витков (5+10+5 слоёв).
Активное сопротивление первички – 220 ом.
Вторичка – 130 витков ПЭВ-1 диаметром 0,55 мм в двух слоях по 65 витков в слое.
Две секции вторички по две запараллеленных обмотки.
Всего четыре обмотки в параллель.
Активное сопротивление вторички – 0,43 ома, приведённое – 215 ом.
Окно намотки 17 х 76 мм.
Первичка – 2260 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм.
В 5+5+5+5 слоях по 113 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 30,8 ом.
Вторичка – 113 витков того же провода. Двадцать слоёв в параллель.
На каждой катушке вторичка намотана секцией по 10 параллельных слоёв между двумя пятислойными первичками.
Активное сопротивление вторички – 0,077 ом, приведённое – 30,8 ома.
Ra трансформатора – 3262 ома.
Транс № 34 для пары 6С19П в проект «Мини-Маэстро Гроссо».
Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90.
Габарит намотки 85 х 26 мм.
Первичка:
2000 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм.
По 125 витков в слое, 4+8+4 слоёв.
R акт первички – 35,7 ома.
Вторичка – 78 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,0 мм.
Две секции по 4 и 5 слоёв в параллель соответственно.
Всего 9 запараллеленных слоёв.
R акт вторички – 0,055 ома, приведённое – 36,5 ома.
Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,7 мм.
Транс №35 для пары 6С19П в проект «Мини-Маэстро Гроссо»
Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90.
Первичка:
1824 витка проводом ПЭВ-1 диаметром 0,69 (0,74) мм.
По 114 витков в слое, 4+8+4 слоёв.
R акт первички – 24 ома.
Вторичка – 70 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 1,12 (1,20) мм.
Две секции по 4 и 5 слоёв в параллель.
Всего 9 параллельных слоёв.
R акт вторички – 0,036 ома, приведённое – 24 ома.
Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,3 мм.
К хор = 12000*24/360 + (360+24)/(6,28*0,216) = 1083.
Транс № 36 на железе Ш60 х 60 – 90 для лампы RCA813 (ГУ13).
Габариты намотки – 85 х 27,5 мм.
Первичка:
3080 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм.
2+4+4+4+4+2 слоя по 154 витка в каждом слое.
Активное сопротивление первички – 91 ом.
Вторичка:
77 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,00 мм.
5 секций по два параллельных слоя, всего 10 запараллеленных слоёв.
Сопротивление вторички 0,056 ома активное, 90 ом приведённое.
Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,8 мм.
Приведённое к аноду сопротивление – 13 ком / 8 ом.
Трансформатор №37 для «трёхдетального» преда на 6Э5П.
Первичка:
2512 витков (628+1256+628) провода ПЭТВ-2 0,355 мм.
4+8+4 слоя по 157 витков в каждом слое.
Трансформатор №38 для «трёхдетального» преда на 6Э5П
На железе ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 72.
Первичка – 2628 витков провода 0,41 (0,45) мм в 3+6+6+3 слоях по 146 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 85 ом.
Вторичка – 237 витков проводом 0,8 (0,86) мм в трёх слоях по 79 витков в каждом слое. Три таких вторички параллельно между секциями первички.
Активное сопротивление вторички – 0,72 ома, приведённое – 83 ома.
Между слоями – 0,03 мм бумага, между секциями – 0,7 мм фторопласт.
Толщина немагнитной прокладки – 0,055 мм.
Трансформатор №39 для ГМ70, ГУ13, ГК71
На ШЛ42 х 90 – 86 (счетверённый ТС180-2)
Первичка – 3000 витков проводом 0,47(0,53) мм в 5+10+5 слоёв по 150 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 100 ом ровно.
Вторичка – 80 витков проводом 0,93 (0,98) мм,
4+6 слоёв в параллель в двух секциях,
расположенных между тремя секциями первички.
Активное сопротивление вторички – 0,07 ома, приведённое – 68 ом.
Приведённое к аноду ГМ70 сопротивление нагрузки – 11,46 ком.
Выходное сопротивление каскада на ГМ70 с таким трансом рекордно низкое – 1,21 ома.
Толщина немагнитной прокладки в зазоре – 0,2 мм.
Трансформатор №40 для «Триумвирата» Юрия Макарова.
Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90,
Габарит намотки – 85 х 26 мм.
Первичка – 405+810+810+405 (2430) витков проводом 0,57 (0,62) мм,
В 3+6+6+3 слоях по 135 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 45 ом.
Вторичка – 3+4+4 слоя по 84 витка в параллель проводом 0,93(0,97) мм.
Активное сопротивление вторички – 0,055 ома; приведённое – 43 ома.
Изготавливались данные трансы под нагрузку 4 ома («Montana WAS»),
Приведённое к аноду двух запараллеленных 6П3С (6L6GT) сопротивление – 3440 ом.
Прокладки между слоями – 0,02 мм бумага,
Между секциями – 0,4 мм фторопласт.
Толщина немагнитной прокладки – 0,18 мм (суммарный ток через лампы – 120 ма).
Трансы РР6П14П
Выходник на РР6П45С
Транс для 6С4С на ШЛ 40 х 50
Выводок трансформаторов
Вот и всё на сегодняшний день.
Удачных вам трансов!
Вас может заинтересовать:
Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.
При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.
Выходной трансформатор что это
Усилители Music Angel
XD500MKIII XD800MKIII XD845MKIII XD845LE XD850MKIII XD8502AIII XD900MKIII T24 фонокорректорЛамповый усилитель XD500MKIII: EL34, 2х50 Вт Ламповый усилитель XD800MKIII: KT88, 2х65 Вт Ламповый усилитель XD845MKIII: 845, 2х20 Вт Ламповый усилитель XD850MKIII: 300B, 2х9 Вт Ламповый усилитель XD8502AIII: 300B, 2х9 Вт Предварительный ламповый усилитель XD900MKIII: 12AU7, 12AX7
MINI 6 MINI 5.1 MINIP1 MINIL3 MINIP14Ламповый усилитель MINI 6: KT88, 2х60 Вт Ламповый усилитель MINIP1: 6AQ5, 2х10 Вт Ламповый усилитель MINIL3: EL34, 2х35 Вт Ламповый усилитель MINIP14: 6P14, 2х10 Вт
AZUR H2 HA-02 HA-03B HA-03B2 HA-03M Lunch Box ProЛамповые усилители LACONIC HA-02,03B/B2/M: 6N6P, 2х1,2 Вт на 300 Ом
Music Angel One Music Angel 2.5 Music Angel TK-10 DIVA 5.2Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным.
DR. ТОМ HODGSON Sound Practices № 10.
Продолжаю свои заметки, начатые в S.P. № 5, о пионерских работах Партриджа по искажениям в выходных трансформаторах. Вкратце напомню смысл первой части: д-р Партридж в конце 30-х был захвачен идеей выходного трансформатора (ОТ-Output transformer) для РР (push-pull) с воздушным зазором. Этот зазор уменьшал индуктивность первички, оттого габариты сердечника были существенно больше. Трансформатор его разработки для 10-ваттного двухтактника Уильямсона*, с КТ-66 на выходе, включенных триодами, весил 14 фунтов при Ш-железе и 10 фунтов при стержневой конструкции сердечника.
Он показал, что искажения, вносимые ОТ максимальны на низких частотах и даже пытался ввести индексы для трансформаторов, путем измерения индуктивности на сетевой частоте, удобных при расчете для получения возможно большей мощности.** Им был поставлен вопрос об измерении искажений формы сигнала на частотах гораздо ниже общепринятых, где АЧХ линейна, так как продукты нечетного порядка буквально топили сигналы основного тона в области низких частот.
Меня привлекла та часть его работ, в которой сказано: «. вместо того, чтобы иметь индуктивность, в громадной степени изменяющуюся от приложенного сигнала, умнее будет, чтобы в трансформаторе с зазором (хотя и большем по размерам) эта индуктивность оставалась бы без существенных изменений.» После этого он посчитал, что таким образом обеспечив сравнительно низкие искажения в ОТ, следует поближе рассмотреть схему выходного каскада. По его теории выходило, что внутреннее сопротивление выходной лампы (или ламп) главным образом влияет на искажения по напряжению на выходе трансформатора. Так что триоды с Rj порядка 1 кОм выглядят предпочтительнее пентодов, внутреннее сопротивление которых порядка 10 кОм.
Моя первая статья касалась приложения идей Партриджа к однотактным трансформаторам и в особенности кривых намагничивания для сердечников с зазором и без зазора. При ее написании я пытался найти простейший метод описания электромагнитных сложностей в SE трансформаторе и выяснить, почему однотактники так звучат. Моя точка зрения изложена ниже, вместе с проведенными магнитными измерениями на паре трансформаторов, любезно представленных мне Майком ля Февром (Magnequest) и Питером Квортрупом (Audio Note). Был также обмерен трансформатор с посредственными характеристиками.
Заметьте, что значения тока, отложенные на горизонтальной шкале, всего несколько миллиампер. И этого достаточно, чтобы вогнать трансформатор в насыщение. Воздушный зазор, предложенный Партриджем, пластины из пермаллоя вперемежку с обычным железом у 20-20 Plus*** (спасибо ля Февру за историческую справку о фирме Peerless), все это предназначено для линеаризации гистерезиса в РР выходном трансформаторе.
На Рис. 2 показана часть петли гистерезиса для однотактного трансформатора с зазором 0,006 дюйма (примерно 0,2 мм) или чуть больше того.
Можно сказать, что к зазору «приложен» ток подмагничивания и при его увеличении (тока), рабочая точка с входным сигналом все более смещается вправо. Изначально я выбрал значение постоянного тока в 50 mА, как весьма типичное для однотактных усилителей. На Рис. 2 показана также (в едином масштабе) и петля для сердечника, не имеющего зазор, то есть с высокой магнитной проницаемостью ц. Так что можно сразу оценить, как происходит линеаризация магнитной характеристики в однотактном трансформаторе.
Как уже было отмечено в части I, SE выглядят очень привлекательно из-за отсутствия проблем с балансировкой по постоянному и переменному току, что является главной головной болью в PP. Однако, и в SE возникают свои проблемы, так как с увеличением зазора (положительный, линеаризующий эффект) автоматически требуется и больший постоянный ток подмагничивания, дабы вывести рабочую точку на требуемую величину В (не забудьте, что плотность магнитного потока отвечает за величину выходного напряжения). С падением ц (уменьшение наклона петли) также падает и индуктивность при данных витках первички и сечении железа. Так что мы должны иметь существенно больший трансформатор, чем для РР, если хотим иметь одинаковую индуктивность. Обычно, при одинаковых моточных данных и сечении железа, SE имеют индуктивность, равную одной трети от РР.
На Рис. 2 можно ясно увидеть линейность выходного сигнала в зависимости от входного, наложенного на 50 mА подмагничивания. Это примерно равно магнитной индукции в 8 кГс (0,8 Т) с качанием сигнала относительно средней точки в ±0,5 кГс.
Нам нужно, чтобы выходной трансформатор SE был так называемой линейной индуктивностью или дросселем, если хотите. То есть линия ВН должна представлять собой прямую, чтобы индуктивность не изменялась от амплитуды сигнала. И лучше, чтоб она оставалась постоянной во всем диапазоне токов, идущих через лампу.
Эти требования наглядно представлены на Рис. 3 и 4 для трансформаторов Magnequest FS030 3 кОм и Audio Note 25 w 2,5 кОм, естественно однотактных. В соответствии с рекомендациями Партриджа, я подавал напряжение сети (60 Гц) от ЛАТРа с ничтожным выходным сопротивлением. Замеряя ток по первичке и напряжения по входу и выходу, получил значения индукции В. Картинки взяты с экрана осциллографа. Все соответствовало процедуре измерений, указанных в справочниках по магнитным материалам: амплитудные качания В были порядка 15% от значения индукции по постоянному току (это огромные амплитуды, так как поданное напряжение было равно 141 V RMS, что соответствует ±200 V по амплитуде). Это по крайней мере вдвое больше, чем при работе с триодом 300В, так что любое проявление нелинейности сразу бы стало заметно.
Чтобы далее продемонстрировать, насколько SE трансформаторы линейны, привожу графики индуктивности первичной обмотки в зависимости от постоянного тока через выходную лампу (Рис. 5) и от эффективного напряжения на концах обмотки (Рис. 6). Результаты уже сами по себе объясняют многое и дают ответ на часто задаваемый вопрос о том, с каким током лампы должен работать тот или иной трансформатор? Надеюсь, мои измерения, наконец, убедили вас, что данные ОТ есть линейные дроссели (индуктивности) для работы, скажем, с 300В. Искажения, хоть сколько-нибудь ощутимые, порождены выходной лампой. Доказать это и было смыслом работ Партриджа.
Не жалко повторить еще раз, что оба трансформатора превосходны.
Легко ответить на вопрос, почему не получить такое значение индуктивности при столь малом сечении железа. Но при небольшом увеличении зазора, индуктивность упала до 38 Гн, а трансформатор стал вполне линейным. Для 54 Гн нужно уложить огромное количество витков и это не пройдет безнаказанно.
Активные сопротивления по меди первичной и вторичной обмоток приведут к повышению коэффициента потерь. Имейте в виду, что 1 дБ потерь не выглядит устрашающей цифрой, но ведь это 20% мощности от вашей 300В (те вместо возможных 10 Вт, вы получите 8 Вт). Как правило, типичной приемлемой цифрой будет » 10% ). Так что при достижении большой индуктивности только количеством витков в обмотках не обойтись.
Эти соображения приводят к вопросу о сопротивлении нагрузки для выходной лампы. Значения 2,5-3 кОм предпочтительны для разработчика трансформаторов, так витков меньше, а диаметр провода может быть взят больше (против 5-7 кОм и даже выше). С этой точки зрения выглядит разумным параллельное соединение 300В. Выходной трансформатор однотактного Оngaku с приведенным сопротивлением по первичке 16кОм должно быть является произведением искусства, правда, как я уже говорил, он начинает «валить» частотную характеристику выше 12 кГц. Так что, оставьте это дело профессионалам и экспертам. А мои заметки, я надеюсь, помогут вам сделать правильный выбор.
Естественно, остальные параметры, к примеру, частотная характеристика, не менее важны, хотя я и кинулся вначале обсуждать линейность трансформатора на низких частотах, где проблемы наиболее заметны. Разработчики SE трансформаторов для достижения приличной характеристики на ВЧ вынуждены изощряться гораздо больше, чем РР, так как у них нет возможности применять технологии, принятые при разработке двухтактных трансформаторов.
Читая журнал между строк, я отметил рекомендации по применению двухтактных усилителей с ООС для субвуферов и однотактников для большей части музыкального диапазона (если вы, конечно, не пользуете К-рупоры или головки Lowther). Ранее я слышал классные SE усилители в паре с оригинальными рупорам Voigt’a (Войта или Фохта, кто как прочтет). Так вот, бас был более выпуклым и рельефным в сравнении с очень хорошим двухтактником. Однотактники выявляли больше «присутствия исполнителя» и больше глубины сцены. Возможно, что самые ощутимые различия исходят от применения триодов на выходе и искажений 2-го порядка, присущих характеристике передачи. Но только не из-за выходного трансформатора!
Теперь-то мы знаем, что великие недостатки существующего формата CD, то есть потеря разрешения на малых уровнях и жесткость на слух, произошли благодаря зиллионам*** интермодуляционных продуктов (спасибо Кейту Джонсону из Pacific Microsonic за его просветительские интервью). Может ли кто-либо из «виниловых экспертов», практикующих в настоящее время, ответить на вопрос, каким образом творцы великих LP добивались глубины, несмотря на тот факт, что ранние стереозаписи на низких частотах были чистейшими моно? Когда я узнаю ответ, я, быть может, стану R.I.P., но пока я просто слушаю музыку.
Перевод выполнен Белкановым А.Н.