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“胆机”输出变压器的设计与工艺

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    “胆机”输出变压器的设计与工艺

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    维普资讯 http://www.cqvip.com 放 的 音频信 号通 过 的最后 一关 .其 品质 的优 劣 ,直 接影  响 到输 出信号 的 频率 特性 和 非线性 失真  现在 市 场上  不 易买到 功率 和 阻抗 完全 匹配 的成 品。即 使有 ,优质 的  太 昂贵 ;一般 广 播机 、收音 机用 的频 率特 性 不过 lo0~  5000Hz左 右 ,失真 度也 较 大 ,与高 保 真音 响 的要求 相  差 甚远 。若 有条 件 自制 ,则 花钱 不 多 +却 能 获得令 人 满  意 的效 果 其 实输 出变 压器 的设 计与 制作 并 不很 难 ,只  要 有耐 心 .精 心 细作 ,定 能成 功 。兹衙 述 如下 :  1.单管输 出变 压 器设 计  (1) 先 确 定 初 级 电 感 L 。  L。一 Ra/2 fL  M 一 1 (亨 )  式 中 Ra为单 管最 佳 负载 电阻 (可查 电子 管手 册 ),单  位 为 n fL为 最低 工作频 率 ,单 位 为 Hz。M 为 中心频  率 (一般 以 400Hz或 IO00Hz为基 准 )的增益 与 fL的增  益 的对 数 比 (dB).一 般为 3dB左 右。若取 3dB,即 M  一 1.41,则上 式 可简 化为 L, ̄-Ra/6f,.。fL在 高 保真 功  放 中可 取 50 ̄50Hz。若 fL过低 ,铁 心将 太大 。  (2)铁 tL,截 面积 S,可按 下 列经验 公 式计 算 :  S— L Ia。/3000 (厘 米 )  式中 Ia为通过 变 压器 初级 的直 流磁 化 电流 .即 电子管  作 甲类 放大 时 的静 态屏 流 ,单 位为 mA。例 如 6P1在 甲  类放大 时 的静 态屏 流一 般 约 为 32mA  (3)栅 级 匝数 N1—40L Ia/S  (匝 )  若 所 用 硅钢 片质 量 较 差 ,则 式 中 系 数 40应 改用  45。  (4)次级 厦数 N。  先求变压此n一 =√  式 中 R 为 扬声 器标 静.雎抗 。  为 变 压 器效率 ,因单 管  输 出功 率都 不大  故 一 般取 0.75。于 是  N z  nNl  (匝 )  (5)导 线直 径 :初级 线径 l;O.02  Ia。次 级 线  径 2—0.7  P /RL Ia的单位 为 mA。P 为 敬级 输 出  功率 。P产   ,P 为管 子输 出 至初级 的功率 。也 可 以  根据 Ia的值 (mA),和 敬级 输 出 电流 Io一  /R 的  值直接 查 线规 表 中 的近 似 载流 量所 对应 的线 径  (6)单管 甲类 功放 有 较大 的 直流 磁化 电流 ,铁 心需  加 一 个 空 隙 (如 图 1的 D)否 则 会 降 低 初 级 电 感 ,增 加  电子 制作  用 相 当于此 厚 度的绝 缘纸 垫 即可 。铁 ti"应 顺一 边插入 。  ,,  、 ,  、  J-·一   - - - - - l  l  l  卜\  l  J  2.推挽 输 出变 压器设 计  (1)初级 电感 L1的 计算 公式 和单 管 的公 式相 同 ,  只把 式 中的 Ra改 为两 管 屏 至 屏的 最 佳 负 载 电 阻 Raa  即 可 。Raa可 从 电子 管手 册 中查 得或 参考 表 1。若 查不  到 .也 可作 如下 处理 :甲类推 挽 .三教管 的 Raa可按  两倍 于 单管 的 内阻 m 来设计 .  获得 最 大 输 出功 率 。  五极 管 、集射 管 的 Raa可按 单管 的最佳 负载 电阻 的 两  倍 来设 计 。例 如 6P1的 Ra为 5K0+推 挠 时的 Raa则为  衰 1 常用集射管、五极管作甲乙娄放大参考数表  电子 管 工 作  屏 压 帘栅压 栅 压 负载 电阻  屏 至屏 负  输出  型 号 方 式  Ra  载电阻 Raa 功率  ‘V'  (V)  (V )  (kn)  (kfD  (W )  6P1  目   (6P6P  目   180  2 50  180  一 B.5  250  l2.5  5.5  6V6等 甲乙 1 250  250  —15  ’  相诅 ) 甲乙 1 285  285  — 19  6P14  目  250  乙 1  250  250  — 6  250  I】  10  8  4 5  10  14  4 5  12  乙 1  270  6P3P  甲 乙 1  360  6L6  甲乙 1 40。  270  一 l 7.  2加  一g2  300  — 25  5  6.6  6.6  l7 5  2  5  “  甲乙 2 400  300  —25  FU 7  甲乙 2 500  300  25  807  甲乙 2 600  300  如  3 8  4 66  6 6  60  7 5  80  1999年 第 3期  ·5 ·  、  l K0。甲乙类推 挽 的  ̄.aa  4— ̄J,a U—amin。式 中 Ua为设  有 交 流信 号时 的静 态屏 压 ,Ua -n为管 子有 信号 时 的最  低屏 压 ,Ia一 管 子有 信号 时 的最 大屏 流 。  ● cP   (2)铁心 截 面积 S一  (厘 米。)  L  (3) 初 级 匝 数 N 一 450  Lc/S  式 中 Lc为 磁力 线 的平 均长 度 ,如 图 1所 示  Lc一2  (b+h) --d ̄ ̄(厘米 )。L 也 可从 铁心 参数 表查 得  其他 项 目的计 算与 单管 的公 式相 同 。推挽 变 压 器  没有 直流 磁化 电 流 ,铁 心不 需 留空 隙 t可 以 交叉 对插 。  3.制 作工 艺  由 于高 保真 功放 的输 出变 压器 具有 良好 的低频 特  性 ,L 必然 很大 ,N 匝数也 较 多 ,这就 使得 变 压器 的  漏 感和 分布 电容 增加 ,反而 影 响 了高频 特性 的拓 宽 。电  路 加负 反馈 后还 易 引起 自激 。因此 变 压器 的绕 组必 需  分 段 、分节 绕制 。初次 级 分段 的 总数 目必 需是 奇数 (3、  5、7段 等 )。这样 才能 漏感 与分 布 电容减 至最 小 ,保证  放大器 有根 宽 的频带 和很 小 的相 移 。最 简单 的是 分三  段绕法 .如图 2(各图 所示 皆为 半个 线框 t每 段绕 组 的  维普资讯 http://www.cqvip.com +  )_-  4O  . N21,3  Of-  40 N1114 OIION Il7{OI,-  _oP  抽 N21,。  o+’  b  NI1/4明   NI 114o l  40  N2 113  O f’  — ——— —— ——— —— —— —  —、   左 边为 始端 ,右 边为 终端 ,请 注 意不 能接 错线 。)将 N  分 为 2段 ,N 平 夹在 N 中间 这样漏 总和 分布 电容 大  为 减步 +频 率特 性有 明显改 善 ,故应 用得很 广泛 。但 是  对 推挽 变 压器 来说 .直流 电阻 的不 平衡 程 度就 更大 了 。  图 3是 把初 级 每段 分为 2节 ,交 叉连 接 这样 无论 对 直  流 电阻或漏 感 及分 布 电容 等都 较平衡 。但 对 绕线 技 巧  要 求较 高 ,否 则会 绕成 梯形 线包 ,体 积过 大 ,铁 心装 不  ·6·  1999年 第 3期  下 若要 求 品质 更 高时 ,可采 用 5段 和 7段 绕法 。图 4、  图 5为 5段 绕法 .(图 5优于 图 4),绕制较 易 ,应用 也  广 图 6为 5段 分节 绕法 ,.漏 感 和分 布 电容很 小 ,直 流  电阻也 平 衡 ,要求 绕线 技巧 更 高 ,但 品质最 好 。次级 分  成 多段 绕 组 的 ,其 导线 截 面积 应 以计算 所得 总 截面 积  除 以分 段 鼓 ,所 以线径 可选 得 较 细 。在 专业 设备 中 t如  正规 电影 院 配套 的高保 真 电子 管 电影 扩音 机 ,大多 采  用 9段 绕 法 。其 4只 FU一7电子 管 的屏极 不 直接 并联 ,  而是 将输 出变压 器分 绕 成两组 初 级绕 组 (每组 分为 两  段 ),用磁通 作 间接 并联 次级 分戒 5段 绕制 .并联 连  接 ,并与 4段初 级绕 组相 间设 置 。每 段次 级都有 一端 接  地 .这样使 初 次级 间漏 感 和分 布 电容均 能 减至最 小 。其  频 率 特 性 在 高 低 音 频 不 加 提 升 时 可 拓 宽 至 40Hz一  10kHz士2dB。如 果 高低 频加 以提 升 ,频 带还 可更 宽 。而  电子 制  维普资讯 http://www.cqvip.com , 丘  』  ,  称 是 Bareus—Berry Electronics,是美 国 BBE.sound公 司  于 1985年开 始就 推 向市 场 的新技 术 。它 的一 出现 就得  到 了广泛 的应 用 ,无论是 音 响界 、广 播 、电影 、电 视 、  录音 工 业 和电 脑业 都备 受推 崇 ,特 别 是近 几年 更 是花  开灿烂 。很 多 国内 外的 大公 司都把 它 应用 到 自已的 电  视 音 响设备 上 ,比如 国外 的松下 、索尼 ,国 内的 TCL、  创维 、乐 华等 新 一代 的大屏 幕彩 电 ,而 在录 音工 业 和 唱  片娱 乐业 许多 大腕 歌星 如迈 克尔 ·杰 克逊 等 也在 其灌  录 的 唱 片采用 了 BBE技 术 。近来 无论 是 国  内或是 国 外许 多知 名的 音响 制造业 也 都纷  纷 应 用 BBE技 术,企图 通过 它 占有更 多更  广 阔 的市场 份 额 ,弓f起 新 的一轮 购 买热 潮 ,  而 一些 广 播 电视 台 ,也 纷 纷 弓f入 BBE技  术 ,比如加 拿大 的 广播 公司 .瑞士 国际 广  播 ,韩 国广播 及 日本 的 NHK政 府 开通 的  广 播 电视系统 。有 关 BBE技 术 ,《电子 制  作 》1998年 第 l0期 已做 了初 步介 绍 ,这里  不 再 赘 述 。  斟 对扬 声 器会 产生 幅度 变化 和相位 失  真 的 问题 ,BBE系 统开 发的 电_璐 具有两 个  主要 功 能 :第一是 将 低 中 、高频 的各成 份  之 间 的关 系进行 了调 整 , 由于扬声 器 的 自  然 趋 向是对 较高 的频 率 成份 依次 弓f入 了延  时 ,BBE则反 其道 而行 之 ,采用对 较低 的  频 率成 份 依次 弓f入 延时 的均 衡技术 ,发 明  了镜 象 延 时的 时间 曲线 ,中和 消除 了失真 。  第 二是 将高 频和 低频 进 行 了砖态强 化 ,由  于扬 声 器存 在-一个 对频 率的 高端和 低端 效  率过 低 的 问题 ,绝太 多 数声 音重敬 系统 都  采用 了对高 频和 低频 进行 提 升 ,但 这种 对  高 低频 的提 升是 固 定不 变的 ,而 BBE技 术  提供 的是 一 种动 态 的由 节 目内容驱 动 的 自  适 应 的动态 强化 功 能 .这 两 大瑰能 结合 在  再 现  所 以 ,加入 了 BBE技 术 后 ,整个 声音 重放 系统 。不  仅 会使 重放 的音 乐清晰 自然 ,而且 听起 来 低音 浑厚 、中  频 丰 富 、高 音纤 细 ,是一 种大 幅度 提高 原音 清 晰度 和真  实 感 的技术 ,具体 表现 为 :使 电视 节 目和 电脑游 戏 中 的  对 白清 晰度 提高 ,对 老 人 、听 力差 者 ,注意 力 不集 中 的  儿 童及 噪声 较大 的场合 极为 有效 ,节 目的 内容 可得 到  真 实 的再现 。重 放 的效 果和音 乐 厅 的现 场效果 几 乎没  ①  l0k J  且 相穆 也很 小 ,非线性 失 真小 于 1  。这 对胆 机 来说 已  是 相 当高 的水准 了 。其 主观 听音评  优 于用 规 格 的晶  体 管或 集成 电路 扩音 机 。到 此应 说 明一 点 ;绕组 分段 井  非越多 越 好 。对 业余 电 子爱 好者 来说 .不 宜制 作 比 7鹱  更 多的变 压 器 ,一方 面绕 制太 复 杂 ,另 方面性 能也不 会  有多 大改 善 ,又 因缺 乏检 测手 段 .弄 不好可 能 适得 其  反 。能做 出 图 6的输 出变 压 器 ,其品 质就 已经很 不错  了 。  其他 绝缘 处理 等 工 艺与 普通 变压 器相 同 ,就此 从  略 。  ..  电 子 制 作  1999年 第 3期  ·7· 

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