漫谈胆机输出变压器附简易设计（改定稿）

莲藕蓬蓬 2023-09-25

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本帖最后由白居不易于2010-11-29 10:02编辑

输出变压器在胆机中的作用极其重要有人说它是胆味的主要源头之一也有人尝试给石机加上输出变压器 以便使石机具有胆味输出变压器的质量与整机工作性能有密切关系 因此除了使用优质硅钢片以外其制作工艺要求较高特别是由于众所周知的原因制造商对输出变压器的数据及工艺往往讳莫如深给初学者以神秘的感觉网上关于输出变压器的帖子较多为使初入此道的朋友有一个初步的认识这里谈

谈输出变压器的有关知识本人从不搞输出变压器以及其他元器件的制售等经营有些观点纯属一家之言如有得罪请多海涵

一、输出变压器的功能

1、把胆机输出的功率通过阻抗变换传输给低阻抗的喇叭音箱

功放电子管的屏极负载阻抗较高不同工况负载阻抗也不同三极管负载阻抗一般取值较高为内阻的2~3倍有的甚至达到4倍而集射管或五极管为内阻的0 1~0 25倍下面为常见的功放管单端负载阻抗典

型值

6F6GT 6V6GT 6L6G EL34 KT66 807 2A3 45 211 WE300B 845 6P14

7K 5 0K 2 5K 2 0K 2 2K 2 5K 2 5K 3 9K 5 0K 3 0K 3 4K 5 2K

如果负载阻抗发生变化必须适当调整功放管的工作点

一般喇叭或音箱阻抗多为4、 5、 6 日本 、 8、 16、 32Ω 32Ω的多为电影放映机功放专用 因为从放映机到银幕传输距离较远阻抗高可以降低损耗等所以必须通过输出变压器加以变换其公式为N初/N次=√R初/R次或N初平方/N次平方=R初/R次为了叙述简便先不考虑效率问题 这个公式是从功率P=U平方/R演变来的 P初=P次 U初平方/R初=U次平方/R次变换一下就成为U初平方/U次

平方=R初/R次从变压器原理可知初次级电压比U初/U次=圈数比N初/N次 因此用N(圈数代替U 电压便得到N初平方/N次平方=R初/R次把这个公式开方便得到N初/N次=√R初/R次

电子管功放对阻抗匹配要求较严格如果负载阻抗发生变化必须重新设计、调整功放管的工作点因此次级阻抗要根据喇叭或音箱阻抗决定如果次级负载有多种如0-4-8-16Ω次级绕组可以有几种阻

抗与之配合如果只用低阻抗则高阻抗绕组会加大漏感 因此一般采用0-4-8Ω或0-8-16Ω 如鑫诺威特——拉斐尔的套机就有两种输出变压器可供选择

2、隔离直流高压这个就不解释了对于屏压较高的输出电路应注意初次级之间以及对地铁心或底盘的绝缘问题

二、输出变压器的主要参数

1、初次级阻抗或变比基本概念前面已经讲过了在选择或设计制作变压器时要根据功放管的负载阻抗和喇叭音箱阻抗确定初次级阻抗和变比在实际设计时要考虑效率问题

2、额定功率由于功放输出功率不同输出变压器也要与之相匹配 电子管功放输出变压器的功率从收音机的0 5W到大型扩音机的275W不等而高保真功放在2 5W-100W左右为了避免失真高保真功

放输出变压器一般适宜在小于额定功率条件下工作 因此功放输出功率须留出足够的富裕量

说到这里顺便指出有很多网友图省事和经济利用6P1收音机2W输出变压器其中当然也不乏拆旧收音机或27厂的库存品做6P1或6P 14单端功放甚至直接利用红灯711等收音机改制音响由于三级收音机额定不失真输出功率只有0 5W 6P1的设计屏压仅为200V左右其频率范围只有150Hz-5000Hz(由喇叭和调幅广播频宽所决定)  由此可知根本不可能取得好的放音效果至于用小功率电力变压器代替输出变压器无论是初级电感还是铁心质量与输出变压器的要求相去甚远应急修理临时替代尚可用来装机还是免了吧说句不太中听的话玩胆机本身就是锦上添花的事一味穷凑合不如不玩有网友可能会问这与你主张修旧利废不是矛盾吗非也修旧利废不等于降低对元器件的质量要求我用旧存的七灯变压器装四管胆前级用海鸥闪光灯快速电解电容作滤波其性能比电路图本身要求高出许多还

有那大红袍金属膜电阻现在都是抢手货

3、初级电感L 初级电感与低频响应有关输出变压器最低频下限fd在初级电感的感抗等于负载阻抗处感抗Rl=2πfdL把这个公式变换一下可以得出L=Rl/2πfd把1/2π变化为0 159可以得出L=0 159Rl/fd L单位为亨利H  fd为最低放音频率单位Hz Rl单位Ω这就是设计输出变压器的公式之一从这个公式可以得知 同样的负载阻抗其最低放音频率越低输出变压器所需初级电感越大而同样的初级电感负载阻抗低的其最低放音频率也低反之负载阻抗较高的变压器要获得同样的最低放音频率其电感必然要加大电感大漏感也大这是互相矛盾的下面会进一步论述两者的关系 负

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反馈可以提高功放阻尼系数但初级电感与负反馈无关不会因为有负反馈而减小

4、漏感Lp 漏感决定了高频部分的频率响应特性漏感的阻抗等于负载阻抗处为高频上限一般值为XXmH 由此可知内阻低负载阻抗也低的三极管对漏感要求高而内阻高负载阻抗也高的集射管或五极

管允许的漏感要大下面的图表摘自唐道济先生著《电子管声频放大器实用手册》 下面的设计公式也摘自该书在此一并表示感谢 反映了初级电感与最低频率和最大漏感与最高频率的关系

通过上面对电感和漏感的论述得知初级电感和漏感决定了输出变压器的放音频率上下限把公式L=0 159Rl/f分别变化为低频下限f d=0 159Rl/L及高频上限fg=0 159Rl/Lp

通过测定电感与漏感很容易判断其频率范围设一个负载阻抗3K的输出变压器其初级电感为15H漏感为30mH根据公式计算得知其最低放音频率为32Hz频率上限为15KHz如果一个负载阻抗5K的变压器要达到上述频响范围其初级电感为25H而漏感也可以放宽为53mH 假如其初级电感仍为15H那么其最低放音频率只有53Hz 网友可以根据上面公式和手头变压器的参数自行计

算其频率范围

初级电感大其漏感相对也大为了降低初级电感功放管除了使用三极管外也可以选择内阻低的集射管和五极管如6L6G、 EL34、 KT66以及807等

由于现代数字音源的频率范围在20Hz-20KHz其比例为1 1000 由此可知输出变压器如果要覆盖20Hz~20KHz其电感与漏感的比例必须达到1000 1以上因为还有分布电容的影响 也就是说假设一个输出变压器初级电感为20H它的漏感应当20mH 当然制作这样的变压器除了选择高品质硅钢片以外业余爱好者喜欢用旧片应注意考核其品质其绕制工艺也要非常讲究一个高品质的推挽变压器甚至可以达到10000 1以上如果一个输出变压器电感与漏感比例只有100~200 1肯定满足不了20Hz~20KHz的频宽要求在这样的情况下应当注意整机高低频率的均衡问题实践证明高频和低频的乘积为一个常数400000~650000 10Hz~40KHz、 20Hz~20KHz、 10KHz~60KHz、 40Hz~16KHz、 80Hz~8KHz甚至如中波调幅波收音机的130Hz~5KHz等) 这样高低频可以保持均衡不能只顾一头假如一个负载阻抗5K的变压器其初级电感为15H漏感仍为30mH最低放音频率为53Hz频率上限高达26 5KHz其乘积高达1400000这样的变压器如果与电子管搭配不当肯定会出太监声网上说某300B单端牛初级3K次级4、 8、 16Ω初级电感25H其频率范围为10Hz~60KHz 根据公式计算其最低放音频率只有19Hz 号称极品牛 当然价格昂贵据说还有性能更好、价格更高的产品估计厂家一定有藏而不宣的绝技网上有些国产输出变压器质量和做工都是相当不错的 当然也不排除一些劣质产品混迹其间 网友们一定要努力提高自己的专业知识和判断能力 以免上当受骗这里也要提醒网友 电子产品历来有一分钱一分货之说优质输出变

压器价格一定不菲贪图便宜往往是上当的自身根源

最低放音频率还与喇叭音箱低频截止频率有关 因此一般设计变压器时频率低端往往取值稍高些印象中去年某期《无线电》杂志上介绍输出变压器制作的文章其最低放音频率就取40Hz 防止

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初级电感过大增加漏感使高频性能变坏铁心面积够用即可不要随意加大绕组尽量充满铁心窗口

5、初级绕组分布电容分布电容影响高频性能其与漏感谐振会引起高频工作不稳定分布电容对集射管和五极管影响较大为了降低分布电容选择浸漆材料及绝缘材料的介电常数都应当加以考虑

6、有效电阻输出变压器要传递功率其初级有直流电流形成电压降直接影响屏极电压及输出功率为了提高效率要选择磁通密度高的优质硅钢片减少绕组圈数和直流电阻线径尽量粗些初级电

压降一般控制在5~10V之内

三、输出变压器的测试一般输出变压器需要测试以下几项

1、直流电阻测试二手变压器通断测试

2、漏电测试有条件用摇表也可用万用表X 10K档

3、推挽变压器初级平衡测试两个绕组直流电阻相差不能大于5%

4、变比测试遇到没有标记的变压器可以根据直流电阻先分辨出初次级然后在初级加适当的交流电压测出初次级电压根据电压比可以计算出初次级阻抗比一般次级不外乎4老式变压器有3 5Ω 、

8、 16Ω等初级除了定压功放的线间变压器一般都为以250或500Ω为级差的整数 由此可以大致推断出初级阻抗

5、初级电感把次级开路测量初级电感值测量时可以用L、 C表也可以用数字表的电感档 由于测试频率不同读数也不同还可以用指针万能表如MF-30等的10 V交流档把10 V交流电源与电感

串联根据表针读数在说明书上查找相应的电感值

6、漏感把次级短路初级电感读数为漏感值

7、波形测试有条件的网友可以利用信号发生器和示波器从变压器初级输入不同频率的正弦波和方波信号 由次级端输出到示波器通过波形可以判断变压器的频率特性 比如由于漏感高频会出现振

铃

四、常用输出变压器的种类

1、单端输出变压器用于甲类单端功放 由于有屏极直流电流为防止磁饱和设计时磁通密度不要取值过高铁心要顺插 留适当的空气隙 以改善低端失真和频率响应特性

2、单端超线性输出变压器用于集射管和五极管超线性甲类单端功放超线性功放性能介于三极管和集射管或五极管之间在初级绕组适当的地方抽头接帘栅极不同放功放管其抽头比例不同如6L6G、

EL34、 6CA7、 KT66等为43% 6V6GT、 6AQ5等为22 5% 超线性功放对变压器的制作要求很高

3、推挽式输出变压器用于甲类、甲乙1类、甲乙2类、乙类功放由于其两组初级绕组直流电流大小相等、方向相反磁通互相抵消直流磁化现象很轻微 因此铁心可以像电源变压器一样对插不

留空气隙初级电感量大变压器非线性失真小意味着同样失真度可以获得更大的功率输出但磁通密度不可过大超线性推挽同但其对两个绕组的平衡度要求很高

五、输出变压器注意事项

1、同名端问题在大环路即包括输出变压器在内负反馈电路里必须注意区分变压器的同名端否则会因为相位问题引起正反馈啸叫在制作调试或更换变压器过程中如果出现正反馈现象可以把次级或初级端接线调换一下如果次级有多阻抗输出端子或有负反馈绕组端子则需要调换初级接线但是对于次级有上述情况的超线性变压器则只能在绕制时严格控制绕组的同名端

2、在设计底盘时输出变压器应尽量远离电源变压器等电磁干扰源如果距离较近应当选用有隔离罩的产品电磁干扰会随着距离的增加而成平方或立方比例地衰减 因此胆机从散热个和避免电磁干扰及

高频自激出发不要追求迷你风格把耳机接在输出变压器次级在通电的电源变压器附近选择交流声最低点可以帮助确定输出变压器的最佳位置

3、避免空载由于输出变压器担负着初次级阻抗变换的功能当次级开路或空载时其反射到初级的阻抗理论上会达到无穷大会造成变压器的绝缘破坏和电子管打火因此在使用中必须注意接好负载喇

叭才能开启功放

4、输出变压器的代换使用问题

对于某一成品电子管功放电路其输出变压器可以说是唯一的 因此输出变压器在代换使用时除了必须考虑阻抗匹配问题外其初级电感、漏感、功率以及直流电阻都要尽量与原变压器保持一致或优于

原品防止放音频率范围发生变化 以及因功率过小而烧坏还要注意尺寸和安装方式 以免造成施工困难

在保证阻抗匹配的条件下如用5000 8的变压器代替2500 4或用2500 4代替5000 8 用高输出阻抗的变压器代替低阻抗的使用其低频会下潜反之最低放音频率会提高用有线广播的线间变压器代替单端输出变压器时只限业余试验这种变压器放音频率较窄不适合用于制作高保真功放 还要把铁心由交叉改为顺插 同时这种变压器由于设计时没有考虑屏极直流电流 因此代换后其使用功率要