www.kn34pc.com

Здравейте, много пъти се налага съгласуването на източник със слаб сигнал (микрофон, смартфон, MP3 плеър и др.) към нискочестотен усилвател.За целта обикновено се свързва допълнителен предусилвател, който се нуждае от външно захранване, което е колкото сложно, толкова и опасно и най-вече внася допълнителни шумове. Най-простото и същевременно безопасно решение е вместо предусилвател да свържем един миниатюрен съгласуващ трансформатор. Известно е че аудио трансформаторите внасят загуби в честотния обхват и възпроизвеждат най-отчетливо честотите от 200-15KHz, поради което в съвременната аудио техника те вече не се употребяват, както и от икономически съображения. Но ако се подбере оптималното преводно отношение между първичната и вторична намотка, конструиран с по-тънки ламели от обикновеният трансформатор, или свързан като автотрансформатор, то загубите могат да се сведат до минимум.

Трансформатора може също да се използва и като съгласуващ елемент между крайното стъпало и тонколоните, например 8 или 16 ома високоговорител да свържем към 4 ома усилвател. Автомобилните ресийвъри например са предназначени за товар до 2 ома, а такива тонколони трудно се намират и при свързването на 4 омова колона, ползваме само половината от мощността на усилвателя. В този случай пълно съгласуване практически е невъзможно, освен това ще е нужен и грамаден и скъп трансформатор. Но тъй като трансформатора в силовата верига има много ниско КПД, затова той трябва да бъде свързан като автотрансформатор. За целта трябва първо да определим началото и края на намотките и ги свържем последователно (фиг. 1), а може да се установи и опитно.

На втората схема е показан понижаващ автотрансформатор, но не истински автотрансформатор, при който вторичната намотка е част от първичната, то при тази схема двете намотки при натоварване се явяват свързани паралелно, като през консуматора протича изравнителният ток между двете намотки. Това свързване се налага само когато наличният ни трансформатор е с голямо преводно отношение, докато при малко отношение намотките трябва да се свържат последователно както при нормален автотрансформатор (фиг. 2). Това е така защото при последователното свързване и с голяма разлика в напреженията на двете намотки, в първичната намотка ще се получи много малък пад и тя ще бъде недозахранена и мощността на трансформатора ще падне значително.

Аудио трансформатори можем да намерим в старите руски портативни радиоприемници, тонколоните за таван и др. Добре е потърсим такъв на който първичната намотка е за ниското напрежение, въпреки че можем да свържем трансформатора наобратно, но тогава КПД се влошава, но пак ще свърши работа. Можем да поръчаме и нов, но тези трансформатори са доста скъпи.

И за да няма спорове за n-ти път ще кажа че всичко което пиша съм го пробвал на практика. Съветвам ви и вие да опитате. И нека не се бъркат начичаещите, защото има различни видове усилватели, за разлика от нискочестотните усилватели, които са усилватели на мощност, то трансформатора е усилвател само по напрежение и както казах усилвателното му действие е възможно само когато импеданса на високоговорителя не е съгласуван с изходното съпротивление на усилвателя, същото е и за звукоизточника и входното съпротивление на усилвателя. Но тъй като принципа на раабота на всеки един нискочестотен усилвател е той да бъде, така да се каже несъгласуван с входния звукоизточник, т.е. да има голяма разлика между вътрешното съпротивление на усилвателя и звукоизточника. А това е добре дошло за трансформатора и той може да усили входния сигнал над 2 пъти. Обратното е съгласуването на изхода на усилвателя с тонколоните, т.е. колкото изходното съпротивление на усилвателя е по-ниско, толкова по-нискоимпедансен високоговорител може да захрани ида отдаде максимална мощност.

И сега по същество. За усилване на сигнала от смартфон, портативен MP3 плеър, музикален и DVD плеър, и др., добра работа върши трансформатора на Triad Magnetics TY-303P, който е с импеданс на намотките 4000/600 Ohm. Трансформаторчето усилва сигнала близо 2 пъти, а при свързването му като автотрансформатор, усилването ще е около 3 пъти. На слух не се забелязват никакви изкривявания, както и затихване във високите честоти, но дори и да има такива, то той ще е много подходящ за усилване на сигнал например на телевизионна програма от цифров приемник, където качеството на звука и без това не е особено добро и доста тихо. Той е Voice-Data, което ще рече че възпроизвежда най-отчетливо средните честоти, като говор. Този трансформатор трябва да се свърже наобратно, т.е. като първична използваме вторичната му намотка, както и те да бъдат сфазирани, като входния сигнал, съответно и изходния ги свържем към началните изводи на намотките, които са обозначени в документацията. За звукоизточник с по-голямо изходно съпротивление (DVD, Audio плеъри) е подходящ трансформатора TY-142P (10000/2000 Ohm), който също свири добре, но с леко подтиснати средни честоти, което придава приятен и мек тембър на прослушваната песен. Той е типичен аудио трансформатор, характерно за ретро усилвателите. Обикновено домашните плеъри имат високо изходно съпротивление и не могат да захранят трансформатора напълно и усилвателното му действие се намаля и ефектът може да бъде незначителен. Затова трябва да подберем плеър с възможно най-ниско изходно съпротивление или от вземем сигнал от изхода за слушалки, ако има такъв.

За стерео вариант съм поместил два трансформатора в универсална пластмасова кутийка с размери 64x64x28mm. и с изведени чинчове за входа и изхода, като при обратно свързване сигналът се намаля, а при последователно свързане на входа на единия канал с изхода на другия се пполучава моно усилвател с двойно по-голямо усилване, разбира се и с повече загуби. Устройството може да послужи и като галваничен изолатор срещу изравнителните токове по корпуса на устройствата, които ако са повече, то токовете им се сумират и могат да станат опасни. Трансформатора също ще предпази усилвателя и тонколоните от постоянен ток, подаден от повредено устройство. Това са най-евтините аудио трансформатори, но цената е нищо пред защитата на скъпата ни аудио техника, където забавни опити с опасни активни и шумящи предусилвателчета, с още по-опасни и гърмящи импулсни адаптори са немислими. Наскоро се опарих с едно такова китайско клас Д боклуче PAM8610, което уж имало защита, но тя нещо отказала.

https://store.comet.bg/CatalogueFarnell/Product/551954/
Има още едно много добро трансформаторче E187B, на същата цена и на което му дават още по-широк честотен обхват 200-15KHz (но това съвсем не значи че не възпроизвежда останалите честоти) и с преводно отношение 3.6/1+1, което ще рече че можем да променим усилването по 2 начина: За да получим максимално усилване 3.6/1 трябва вторичните му намотки (тях ще използваме като първична) да ги свържем паралелно, но има вероятност да протекат и малки изравнителни токове, тъй като намотката разположена най-отгоре е с най-голям обем и дължина на жицата, като активното й съпротивление ще е малко по-голямо от на тази под нея, но това обикновено се пренебрегва и не дава отражение върху нормалната работа. Може да използваме и само едната намотка, но трябва да се има предвид че тогава мощността на трансформатора ще падне наполовина и трябва да съобразим това с входното съпротивление на усилвателя, което обикновено го покрива. Затова е най-добре да свържем намотките последователно и да получим по-малко усилване, т.е. 3.6/2 или пък като автотрансформатор за 4.6/2. Има и трети начин на свързване за 4.6/1 като едната вторична я свържем последователно с първичната намотка, а като първична захраним останалата свободна вторична намотка. В този случай мощността също ще падне, но ще е само с 10-20%, но поне ще използваме всички намотки за най-добро КПД. Желателно е да монтираме трансформаторчето на малка платка, защото крачетата на този са много тънки и могат да се изкривят и счупят и жичките на намотките да се скъсат, ако го свържем директно с твърди жици.

https://store.comet.bg/CatalogueFarnell ... t/1010446/
Готовите трансформаторни предусилватели са много скъпи и е безсмислено да даваме толкова пари само за една кутийка, а вътре са същите тези трансформатори. Това са най-евтините трансформатори, но има и по-скъпи, заляти в пластмаса и кой знае някой аудиофил може и тях да си избере. Често при готовите модулчета бъркат преводното отношение с импеданса на намотките, което може да ви заблуди че той усилва 4 пъти, а всъщност да е 2 пъти.

Трансформаторът не е усилвател, ами напротив - внася затихване! Той само и единствено понижава мощността на входния сигнал, спрямо изходния.

Изходната мощност на звукоизточници с ниско изходно съпротивление като смартфон, уокмен и др., е от 0,5-1W, около 1000 пъти по-голяма от входната мощност на усилвателя, така че трансформатора ще отдаде тази мощност която звукоизточника може да отдаде. Например, консумираната мощност от усилвател с входно съпротивление 20 ком е P=U.U/R=3.3/20000=0,00045W. Усилването се състои просто в импедансното съгласуване на устройствата, като при източници с голямо изходно съпротивление, като DVD плеъри и др., трансформатора няма да усилва или то ще е незначително.

Моите трансформатори TY-303P съм ги поместил в унивелсална пластмасова кутийка 64x64mm, като трансформаторчетата съм ги свързал с дебели намотъчни жици.

Към предусилвателя TY-303P прикачвам аудио запис, от смартфон Samsung, без и със предусилвателя, като регулатора за силата на звука съм го дал в максимално положение. За да се усети по-отчетливо разликата в нивото, записите съм ги свързал в един трак, просто като продължение на песента, без да се нарушава нейната последователност, но с внезапно усилване на нивото след 15-тата секунда. Тъй като на този трансформатор производителя не е дал преводното отношение, грубо според съотношението между импедансите, сравнено с отношението на импедансите на другите трансформатори, както и на слух, предполагам че усилването е в порядъка 1:3. Но трябва да се има пред вид че усилването на крайната звукова мощност нараства на квадрат и предвид загубите в трансформатора, то усилването ще е над или равно на 3 пъти, в най-лошият случай. За тази цел съм подбрал по-тиха песен, защото иначе звуковата карта на лаптопа се пренасища.

Трансформатора TY-250P, който е най-евтиният, но и с по-малка мощност 20mW, но във входната верига, това е предостатъчно. Той може да се конфигурира в 1:2 и 1:3, като в последната се понижава КПД. В конфигурация 1:3, не се забелязва затихване в честотната лента, но при свързването му наобратно, т.е. като понижаващ, внася голямо затихване в средните честоти, поради намаляването КПД при такава конфигурация, но важното е в усилващ режим да работи добре.

Направил съм два записа на този трансформатор, конфигуриран в 1:2 -без и със трансформатора, сляти в един трак на една и съща песен, без да се нарушава нейната последователност, но с внезапно усилване след 10-та секунда. За източник съм използвал смартфон свързван към лаптопа:

https://www.youtube.com/watch?v=Hdn29n5Rt_E
Диаграма на нивото на усилване на трансформатора TY-250 в конфигурация 1:2:


Диаграма в конфигурация 1:3:

Сглобил съм друг пасивен предусилвател в пластмасова кутийка с миниатюрни трансформатори с феритната сърцевина EE16/5 и преводно отношение 1:1.9. Феритът има много добри свойства за високите честоти и поради по-ниската си магнитна проницаемост от тази на стоманата, компенсирана с по-голям брой навивки е нужна и по-малко енергия за намагнитването му, което увеличава чувствителността на трансформатора за източници на слаб сигнал. За увеличаване чувствителността на трансформатора е нужно също сечението на сърцевината да е голямо, а дължината й да е възможно по-къса. Това може да се постигне с подбор на по- малки ламели, но за по-голям набор, т.е. сечението в макарата да не е квадратно.

Тъй като консумираната мощност във входната верига на усилвателите е пренебрежимо малка, то трансформатора не внася забележимо затихване в честотната лента. Но той ще внася голяма загуба в ниските честоти, ако изходното съпротивление на звукоизточника е голямо. Такива източници са всички мощни аудио системи и усилватели, някои радио касетофони, телевизори и др. при които изходът за слушалки е изведен от крайното стъпало през големи съпротивления. Този трансформатор е тестван и работи добре при изходно съпротивление на източника не надвишаващо 60 ома. Индуктивността на намотките е 110:400mH и активно съпротивление 13:30 ома. Този трансформатор съм го навил като стандартен понижаващ трансформатор и за първична намотка се явява външната намотка, продиктувано от практически съображения за които споменах в началото. Така външната намотка има загуба на индуктивност от 100mH, което е нормално и не оказва влияние върху качеството на звука и импедансът е достатъчно голям за да се съгласува добре със смартфона, компютъра и др. портативни плеъри.

От всички изброени по-горе евтини аудио трансформатори, най-добро качество в честотната лента показва този с феритната сърцевина, поради по-тесният си хистерезис от този на ламелната. Недостатък на ферита е че старее и намаля магнитната си проницаемост. В по-скъпите Hi-fi трансформатори се използва сплавта Mu-metal и този по отношение на честотният обхват също може да се причисли към този клас.