Garso transformatorius

Kas yra transformatorius?

Transformatorius yra statinis elektrinis įtaisas, perduodantis energiją tarp dviejų ar daugiau grandinių per elektromagnetinę indukciją. Transformatorius gali padidinti arba sumažinti signalo įtampą. Transformatorius neturi tiesioginio ryšio tarp pirminės ir antrinės apvijų, elektros energijos perduota naudojant elektromagnetinę indukciją. Dėl šios izoliuotos savybės tarp pirminio ir antrinio, transformatorius užtikrina elektros izoliaciją tarp pirminio ir antrinio, o tai reiškia iš įėjimo ir išėjimo arba atvirkščiai. Pateikėme išsamų straipsnį apie transformatorius.

Garso transformatorius

Transformatorius priima sinusinį įvesties signalą ir paverčia jį išėjimo signalu. Per šį konversijos procesą tarp šių dviejų nėra jokių fizinių ryšių. Ši konversija iš tikrųjų įvyksta dviem ar daugiau izoliuotų varinių vielų ritinių (kurie žymimi kaip apvijos), apvyniotų aplink magnetinę geležies šerdį.

Garso transformatorius naudoja šią izoliacijos savybę ir sukuria izoliaciją tarp išvesties garsiakalbių arba garso grandinių su transformatoriaus įvesties pusės stiprintuvo sistema. Tokiu atveju pirminės ir antrinės apvijos posūkių santykis nustatomas iki 1: 1. Dėl to transformatorius nekeičia įtampos ar srovės lygio. Tai tik sukuria izoliaciją tarp įvesties stiprintuvų su išvesties garsiakalbių sistema.

Išskyrus izoliacinį transformatorių, yra dar vienas garso transformatorius, kuris pakeis išėjimo įtampos lygį priklausomai nuo įvesties kintamosios srovės signalo. Garsiakalbis yra didžiulė apkrova, todėl reikia užtikrinti reikiamą srovę ir įtampą, kad būtų sukurta tinkama garso vibracija. Garso transformatorius su step-up funkcija bus paspartinti įtampos ar srovės lygį vairuoti apkrova per jį. Tas pats atsitinka ir su „Stepdown“ transformatoriumi. Padidėjus srovės išėjimui, ji konvertuoja įtampą iš didesnės į žemesnę.

Garso transformatorius taip pat pateikia impedanso atitikimo specifikacijas. Kai vienos grandinės ar įrenginio išvestis yra tiesiogiai prijungta prie kito įrenginio įėjimo, labai svarbu, kad būtų suderintos tiek įrenginio išėjimo, tiek įvesties varža. Impedicijos suderinimo transformatorius suteikia šią funkciją ir konvertuoja didesnę impedanso išvestį į mažesnę impedanciją, kad būtų galima valdyti mažos impedansinės garsiakalbius arba tiekti į kitą mažos impedanso įtaisą.

Garso transformatoriaus darbas ir jo konstrukcija

Nors garso transformatorius neturi fizinio ryšio tarp jo pirminės ir antrinės ritės, transformatorius teikia dvikryptę funkciją tarp šių dviejų apvijų. Mes taip pat galime naudoti tą pačią pirminę pusę kaip antrinę ir antrinę kaip pirminę. Tokiu atveju transformatorius suteikia signalo praradimą viena kryptimi ir signalo stiprinimą priešinga kryptimi arba atvirkščiai.

Garso transformatorius veikia nuo 20 Hz iki 20 kHz dažniu. Taigi, garso transformatoriaus veikimas turi daug platesnį dažnių diapazoną.

Kaip aptarta aukščiau, garso transformatoriuje naudojama impedanso balansavimo technika. Tai labai naudinga balansuojant stiprintuvus ir apkrovas (garsiakalbį ir kitus), kurie naudoja skirtingas įvesties ar išvesties varžas, kad maksimaliai galios perduotų.

Šiais laikais garsiakalbių varža svyruoja nuo 4 iki 16 omų, paprastai yra 4 omų, 8 omų arba 16 omų garsiakalbiai, o tranzistorių arba kietojo kūno stiprintuvams naudojama 200 - 300 omų išėjimo varža. Jei stiprintuvas yra retro dizaino, pavyzdžiui, senas vožtuvo ar vamzdžio stiprintuvas, tada išėjimo įtampa kartais pasiekia 300 V su 3k varža. Mums reikalingas impedanso atitikimo transformatorius, kuris konvertuos didelę impedanciją į mažą varžą, o įtampą ir srovę turėtų paversti tokiu lygiu, kuris tiesiogiai valdys garsiakalbį.

Transformatorius gali turėti kelias apvijas pirminėje ir antrinėje pusėse. Pirminės ir antrinės apvijų santykis, ritinių posūkių skaičius pirminėje pusėje (Np) ir ritinių posūkių skaičius antrinėse (Ns) vadinamas posūkių santykiu. Šis posūkių santykis taip pat apibrėžia pirminės ir antrinės įtampos santykį, nes įtampa yra tiesiogiai proporcinga pirminės ir antrinės apvijos posūkiams.

Taigi, N _P / N _S = V _P / V _S

Garso transformatoriaus varžos santykis

Varža yra svarbiausias impedansą atitinkančių transformatorių veiksnys. Impedicijos suderinimo transformatoriui impedanso santykį tarp pirminio ir antrinio galima apskaičiuoti naudojant pirminį ir antrinį posūkį arba pirminės ir antrinės išėjimo įtampą.

Norėdami apskaičiuoti impedanso santykį, turime kvadratuoti transformatoriaus posūkių santykį arba transformatoriaus įtampos santykį.

Pagal pirmiau pateiktą lygtį Z _P yra pirminė varža, o Z _S - antrinė varža. N _P / N _S - transformatoriaus posūkių santykis, o V _P / V _S - transformatoriaus įtampos santykis. Varžos santykis yra posūkių kvadrato kvadratas arba įtampos santykis. Taigi, transformatorius su 4: 1 apsisukimų santykiu arba įtampos santykiu gali suteikti impedanso santykį 16: 1.

Pavyzdys

Mes galime apskaičiuoti kai kurias praktines vertes, priklausomai nuo aukščiau pateiktų formulių.

Tarkime, transformatorius, kurio apsisukimų santykis yra 25: 1, naudojamas galios stiprintuvo išvesties garsiakalbiui subalansuoti. Maitinimo stiprintuvas užtikrina 100 omų išėjimo varžą, kokia būtų nominali garsiakalbio varža, reikalinga maksimaliam galios perdavimui?

Sprendimas:

Taigi, naudodami 100: 1 galios stiprintuvo 25: 1 apsisukimų transformatorių, galėtume efektyviai vairuoti 4Ω garsiakalbį, maksimaliai perduodant energiją.

Garso transformatoriaus tipai

Kaip aptarta aukščiau esančiame segmente, garso transformatorius gali būti naudojamas keliose programose. Tačiau paprastai su garsu susijusiems tikslams daugiausia naudojami trijų tipų garso transformatoriai.

1. Varža, atitinkanti transformatorių
2. Sustiprinkite garso transformatorių su plačiu dažnių diapazonu, kuris yra girdimo dažnio ribose.
3. Sumažinkite garso transformatorių su plačiu dažnių diapazonu, kuris yra girdimo dažnio ribose.

Taip pat yra dar vienas specifinis garso transformatorius, kuris yra naudingas skaitmeninėms garso programoms ir paprastai veikia aukštu dažniu.

Transformatoriai taip pat gali turėti kelis pirminius ir antrinius čiaupus, kurie suteikia vartotojui lankstumo pakeisti išvesties įrenginius nekeičiant brangaus garso transformatoriaus. Pvz., Transformatorius gali turėti kelis antrinius čiaupus, kad būtų galima sujungti kelias apkrovas su 4 omų, 8 omų ar net 16 omų varža, tačiau dirbant su apkrova reikia prijungti tik vieną čiaupą. Tokie transformatoriai paprastai yra brangūs ir juos galima rasti retro muzikinėse sistemose ar stiprintuvuose.

Transformatorius gali turėti skirtingus kūnus, priklausomai nuo to, kur jis būtų naudojamas. Važiuoklės kalno transformatorius turi pagalbinį važiuoklės remti didelių gabaritų svorio. Be to, yra įvairių formų ir dydžių PCB montuojamų garso transformatorių, priklausomai nuo jų specifikacijų ir naudojimo būdų.

Mikrofono transformatorius

Mikrofono transformatorius daugiausia naudojamas stiprintuvo sistemos ir mikrofono varžai subalansuoti. Tai būtina, nes dėl nesubalansuotos stiprintuvo įvesties ir mikrofono išėjimo impedanso bus prarastas signalas.

Mikrofono transformatorius nesumažina Hum triukšmo. Mikrofono transformatoriui prijungti reikia susuktos poros su įžeminančiais laidais. Viela susideda iš dviejų laidininkų, kurie yra glaudžiai susukti ir apjuosti laidžiu pynimu ar folija. Ši viela efektyviai sumažina ūžesius ir išorinius triukšmus.

Transformatorius, turintis vieną pirminį ir gaunantį nesubalansuotą įėjimą, ir turintis centrinį antrinį krautuvą, užtikrinantį subalansuotą išėjimą, vadinamas Baluno transformatoriumi. Esant tokiai konfigūracijai, stiprintuvas gauna tobulą subalansuotą signalą.

100 V linijos garso pavaros transformatorius

Yra tokių scenarijų, kai keli garsiakalbiai yra sujungti ilgojo nuotolio viešojo garso sistemose, kurios yra sujungtos su viena stiprintuvo sistema. Problema kyla, kai stiprintuvo išėjimui ir garsiakalbio įėjimui prijungti naudojami ilgi laidai. Atsparumas vielos sukuria problemų signalo kokybę ir signalo praradimas būna prastos signalo amplitudė per garsiakalbius.

Dėl šios priežasties naudojami du specialūs transformatoriai, vienas yra aukštesnis, o kitas - žemyn. Pakopinis transformatorius padidina garso išėjimo signalo įtampą iki 100 V. Dėl formulės P (W) = V x A, padidinus įtampą, srovė tam tikrai galiai sumažėja. Varža neveiksminga esant mažai signalo srovei. Signalas puikiai perduos.

Kitame gale, kiekviename garsiakalbyje, transformatorius su impedanso suderinimo galimybe, 100 V įtampa sumažėja iki garsiakalbio įtampos ir padidėja srovė. Transformatorius taip pat atitinka maksimalios galios perdavimo impedanciją.

Šis garso transformatorių tipas vadinamas perdavimo liniją atitinkančiu garso transformatoriumi. Jie turi daugybę jungčių tiek pirminėje, tiek antrinėje pusėje. Paprastai tinkamam galios lygiui naudojami pirminiai šoniniai čiaupai, todėl stiprinimo padidėjimą galima valdyti čiaupo jungtimis. Antrinėje pusėje yra keli čiaupai, kurie yra naudingi norint prijungti skirtingus impedansinius garsiakalbius prie skirtingų impedansinių garsiakalbių pagal pasirinkimą ir prieinamumą.

Daugelis šiuolaikinių „Professional Amplifier“ linijos transformatorių teikia didelę galios valdymo galimybę, taip pat įvairias konfigūracijas, kad būtų galima sujungti lygiagrečius arba nuoseklius garsiakalbius.