Audio transformatorius: menas ar mokslas?
Jaunesnioji audiofilų karta dažniausiai tik iš nuogirdų žino apie visai kitokį lempinės aparatūros skambesį. Senesnioji gi, arba pamena, arba dar ir dabar mėgaujasi nuostabiu Muzikos pasauliu, prietemoje stebėdami rausvą senosios aparatūros švytėjimą. Kame gi yra šio skirtumo esmė? Šiuolaikiniama stiprintuve signalas, prieš patekdamas į garsiakalbius, pereina pro ne vieną dešimtį tranzistorių ar net operacinių stiprintuvų. Lempiniame stiprintuve teturime du - tris stiprinimo laipsnius. Dar vieną - du transformatorius. Signalo kelias yra labai trumpas. Žymiai mažiau galimybių jį apgadinti. Bet, kaip sakoma, ir šaukštas deguto gali sugadinti bačką medaus. Todėl labai svarbus faktorius yra kiekvienos detalės kokybė. Laimė, kad lempiniame stiprintuve tų detalių visai nedaug. Ir vienas svarbiausių mazgų yra išėjimo transformatorius, gerai sukonstruotame stiprintuve nulemiantis praktiškai viską. Čia pabandysiu aprašyti, kas turi reikšmės gaminant aukštos kokybės audio transformatorių. Transformatoriaus kokybę apsprendžia šie pagrindiniai parametrai:
- Netiesiniai iškraipymai
- Faziniai iškraipymai
- Sklaidos induktyvumas
- Praleidžiamų dažnių juosta
1-mas parametras priklauso nuo transformatorinio plieno rūšies ir kokybės. 2-as ir 3-as parametrai priklauso nuo transformatoriaus pagaminimo kokybės. 4-tas parametras priklauso ir nuo plieno kokybės, ir nuo pagaminimo kokybės. Gerinti 1 parametrą turime tik vieną būdą - naudoti aukštos kokybės transformatorinį plieną. Mūsų parduotuvėse pilna įvairiausų transformatorių ir tarp jų galima rasti visai neblogų egzempliorių. Reikia atkreipti dėmesį į plieno plokštelių storį, jis neturėtų būti storesnis kaip 0,3 mm, o idealiausia būtų 0,15mm plieno juosta. Taip pat netiesiogiai svarbi ir plieno spalva: jei plokštelės ar juosta yra šviesiai pilkos spalvos, tai bus gan aukštos kokybės šaltai valcuotas plienas. Faziniai iškraipymai transformatoriniame stiprintuve bus visada, bet jie nėra esminis dalykas, garso kokybei neturi didelės įtakos. Jie pasidaro svarbūs tada, kai naudojamas neigiamas grįžtamas ryšys, ir, esant tam tikroms sąlygoms, gali privesti iki stiprintuvo susižadinimo, t.y. generacijos. Šiuolaikiniuose lempiniuose stiprintuvuose yra stengiamasi iškraipymus mažinti ne grįžtamojo ryšio pagalba, o parenkant aukštos kokybės komponentus, taigi faziniai iškraipymai neturi ypatingos įtakos. 3-čias parametras, sklaidos induktyvumas, yra svarbus aukštų dažnių atkūrimui. Kuo aukštesnis signalo dažnis, tuo jis didėja, o tai reiškia, kad didėja signalo nuostoliai transformatoriuje. Jiems mažinti imamasi įvairių gudrybių, vienas iš būdų yra apvijų sekcionavimas. Pirminė ir antrinė apvijos yra vyniojamos sekcijomis, atskirais sluoksniais, pakaitomis. Tokiu būdu sklaidos induktyvumą pavyksta gerokai sumažinti, nors visai išvengti ir nepavyksta. Praleidžiamų dažnių juosta yra amžinas kompromisas. Jei norime gerai atkurti pačius žemuosius dažnius, turime didinti transformatoriaus pirminės apvijos induktyvumą, bet tada didėja ir talpumas tarp apvijų, bloginantis aukštų dažnių atkūrimą. Be to, esant nepakankamam pirminės apvijos induktyvumui, mažėja lempos apkrovimo varža žemiems dažniams ir mažėja jų stiprinimas. Didinant induktyvumą, esame priversti didinti vijų skaičių, o tuo pačiu didėja apvijos ominė varža ir nuostoliai apvijoje. Reiškia, reikia tuo pačiu didinti laido storį. Storesnis laidas gali nebesutilpti į karkasą, taigi reikia didinti šerdies gabaritus. Tokiu būdu matome, kad mažų gabaritų transformatorius niekaip neatkurs pačių žemųjų, 25-30 Hz dažnių.
Labai svarbus dalykas, daug kur literatūroje neišryškintas, yra apvijos išdėstymas šerdies atžvilgiu. Pvz, turime transformatorių su EI tipo šerdimi. Jame apvija būna suvyniota ant centrinio E strypo, o magnetinis apvijos laukas sukoncentruotas siauroje plieno dalyje. Šitokia konstrukcija tinka jėgos transformatoriams, tačiau nepageidautina aukštos kokybės audio transformatoriuje. Reikia stengtis apvijas išdėstyti kuo labiau užpildant magnetolaidžio igį. Idealiausias transformatorius būtų toroidinis, O tipo, tačiau ir jis turi savo trūkumų Visų pirma, netinka darbui su pastoviu pamagnetinimu, t.y. SE tipo stiprintuvuose, o PP stiprintuvuose sunku pasiekti apvijų simetrijos.
Tarpinis variantas tarp O ir EI tipo šerdžių būtų dvigubos U (rusiškas tipas ПЛ). Tai transformatorius su dviem vienodais karkasais ant U tipo šerdies. Konstruktyviai labai patogus, lengva pasiekti idealią simetriją ir neblogai užpildomas magnetolaidis. Šerdis yra perpiauta per pusę h aukščio ir, baigus gaminti transformatorių, suklijuojama. Abiejose pusėse, per visą ilgį h užmaunami du karkasai su apvijomis. Tokia konstrukcija leidžia gan neblogai išnaudoti magnetolaidį, palikdama tik nedidelę jo dalį nepadengtą apvijomis. Kadangi šerdis yra perpjauta, ją surenkant transformatorių reikia suklijuoti. Labai gerai tam tinka didelio fertinio žiedo dulkės, pribrūžintos deimantiniu galąstuvu ir sumaišytos su trupučiu epoksidinių klijų. Toks mišinys, jei pabandysime, tįsta paskui magnetuką, o tai reiškia, kad šie magnetiniai klijai puikiai užpildo technologinį magnetolaidžio tarpelį ir mažina transformatoriaus nuostolius.
Pagaminto audio transformatoriaus induktyvumą apytikriai galime pamatuoti šiuo būdu. Išmatuojame apvijos varžą. Tai bus R1. Tada įjungiame apviją į 220V tinklą ir išmatuojame srovę, tekančią per apviją. Pagal formulę R=U / I randame apvijos varžą kintamai srovei. Tai bus R2. Toliau randame apvijos induktyvumą (R2-R1) / 314. Pvz. apvijos varža yra 1kOm. Per ją teka 22mA srovė. Tada R2=220 / 0.022=10 000 omų. Induktyvumas bus (10 000-1000) / 314=28.66H.
Apie maitinimo transformatorius elektronikos portale yra parašytas neblogas straipsnis PDF formatu.
