Для чего нужен трансформатор в колонках
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Трансформатор для звуковой техники
Трансформатор для звуковой техники
Трансформатор для звуковой техники
Трансформатор для звуковой техники
Принцип работы трансформаторов основан на индукции: переменное напряжение (например, сетевое напряжение 230 В), приложенное к первичной обмотке трансформатора, индуцирует переменное напряжение с желаемым напряжением на вторичной обмотке — обычно с помощью сердечника трансформатора, сделанного из намагничивающийся материал. Обе обмотки, конечно, должны быть электрически изолированы друг от друга.
Идеальный трансформатор для звуковой техники
В идеальном трансформаторе без потерь вторичное напряжение складывается из первичного напряжения и соотношения количества витков первичной и вторичной обмоток друг к другу. Пример: первичное напряжение 230 вольт. N1 (количество витков первичной обмотки) — 1000. N2 (количество витков вторичной обмотки) — 500. Напряжение вторичной обмотки будет 230 В x 500/1000 = 115 В.
трансформатор 200Вт Клон Naim NAP 200
Из-за потерь на вихревые токи в сердечнике трансформатора, сопротивлений в обмотках и паразитных потерь (часть магнитной энергии от первичной обмотки рассеивается в окружающую среду) на практике не существует идеального трансформатора. Однако хороший трансформатор для звуковой техники не должен работать долго …
Такой идеальный трансформатор работает с минимальными потерями на холостом ходу и под нагрузкой.
Выполняет свою работу с минимальным количеством паразитных полей, чтобы как можно меньше влиять на соседние компоненты.
как можно меньше нарушает окружающую среду своими механическими вибрациями.
трансформаторы 300Вт каждый
Кроме того, в случае трансформаторов, окруженных фильтрами большей емкости (как это часто бывает с полными и оконечными усилителями), существует потребность в предоставлении очень высоких энергий в короткие сроки.
трансформатор 800Вт FM711 усилитель внутри
В конце концов, просеивающие мощности должны быть фазовыми. n переход к фазе запускать должен снова и снова — на что очень мало времени — дозаправляться. То, что это приводит к очень высоким пиковым токам, становится очевидным самое позднее, если учесть, что общая энергия, необходимая для работы усилителя, берется только из сети питания 230 В и преобразуется во время этих коротких процессов.
Два мощных трансформатора по 300Вт каждый намотаны под заказ
Этот факт, а также тот факт, что музыкальные сигналы менее постоянны или могут также давать очень сильные импульсные пики, делает часто распространяемое «завышение размера» трансформаторов, используемых в компонентах Hi-Fi, более или менее простым обязательным упражнением.
Тороидальный трансформатор для звуковой техники
Конструкция с тороидальным сердечником особенно распространена в высококачественных Hi-Fi устройствах. Такой трансформатор основан на кольцевом сердечнике, который состоит из намотанного листа металлического листа в форме кольца или спирали с изолирующим слоем — сплошное кольцо приведет к чрезмерному потери на вихревые токи.
трансформаторы усилитель мощности
Как первичная, так и вторичная обмотки намотаны вокруг этого кольца — сердечник может быть полностью охвачен обмотками в этой конструкции, или он будет меньше выступать наружу, чем в случае с другими конструкциями.
Это приводит к более низкому полю рассеивания, возможности меньшей массы сердечника (меньшим потерям на обратное магнитное поле), меньшему току холостого хода и, как следствие, более высокой степени эффективности — наконец, что не менее важно, в целом возможны более компактные конструкции.
ЦАП №5 внутри
Тороидальный трансформатор минусы
Однако намотка замкнутого кольца технически относительно сложна и, следовательно, более дорога: вы не можете избежать продевания проволоки катушки через отверстие, то есть в центр кольца, с каждым оборотом — корпус намотки также изогнут, что затрудняет намотку равномерно.
Референсный усилитель трансформаторы группа
В процессе эксплуатации к полю необходимо прикладывать более низкую пиковую нагрузочную способность (если вы хотите добиться низкой массы сердечника) и более высокие пусковые токи, что на практике может стать проблемой только в том случае, если производитель звукового устройства не сможет противодействовать этому обстоятельству с помощью адекватного тока.
Трансформатор для звуковой техники
Классические трансформаторы
Трансформаторы с обрезанным ленточным сердечником
Клон Naim NAP 200 внутрянка
Как рассчитать мощность трансформатора для усилителя мощности, какой выбрать и как сделать своими руками
Во многих электронных устройствах (радиоприемниках, телевизорах, компьютерах, магнитофонах, плеерах, мобильных телефонах) присутствует усилитель мощности. Независимо от вида оборудования его задача заключается в преобразовании внутреннего сигнала в звук. Мощность трансформаторов, используемых для усилителя мощности, зависит от того, какая громкость требуется на выходе.
Устройство и принцип работы усилителя звука
Усилителем звука называется комплект деталей, установленный на плате, с входом и выходом, для работы которого необходим внешний источник питания. Усилитель мощности (УМ) всегда расположен на выходе, поэтому его называют оконечным.
Такое устройство может усиливать:
Выполняется как часть (функциональный блок) аппаратуры или самостоятельное устройство.
Для больших антенн и громкоговорителей требуются усилители с высоким коэффициентом усиления (десятки или даже сотни кВт). Он достигается одновременным повышением тока и напряжения. Эти устройства бывают бестрансформаторные и трансформаторные.
Самый распространенные в быту ламповые трансформаторные усилители. В профессиональном оборудовании трансформатор используется, если необходимо сгладить звенья длинной проводки, разведенной по сравнительно большой площади.
Трансформаторным называется усилитель, в котором это устройство установлено на выходе для гармонизации низких частот и предохранения оборудования от короткого замыкания.
Основной недостаток использования в усилителе звука трансформатора – увеличение габаритов и веса.
УМЧЗ усиливает сигналы, содержащие информацию о звуке в телемеханике, вычислительной и измерительной технике, дефектоскопии. В этот вид усиливающей аппаратуры кроме УМ устанавливается предварительный усилитель с эквайзером или регулятором тембра и громкости. Его предназначение – доведение напряжения и мощности до показателей, необходимых для функционирования оконечного УМ, подключенного к модулятору приемника, наушникам, колонкам.
УНЧ встраиваются в радиотрансляционное, звукозаписывающее и звуковоспроизводящее оборудование, в том числе в транспортных средствах.
Выход усилителя звука (УЗ) может быть одно- или двухкаскадный, работающий в одном из трех режимов:
Варианты схематических решений
Самый простой усилитель класса низких частот состоит из двух одинаковых транзисторов, подключенных через эмиттер (биполярный транзистор), и выходного трансформатора, первичная обмотка которого состоит из 2-х одинаковых половин. Питание из внешнего источника на транзисторы подается через первичную обмотку.
На один транзистор подается положительное, на второй – отрицательное напряжение, которое периодически меняется на противоположное. Транзисторы работают поочередно, поэтому прибор называется двухтактным. Токи суммируются к обмотке, оконечный трансформатор выдает более низкие и мощные колебания.
Для повышения мощности в схему включаются резисторы, снимающие напряжение смещения с транзисторов. На трансформатор ток подается через половинки вторичной обмотки, соответствующие половинкам первичной. Высокие частоты на выходе отделяет конденсатор. Для питания такого УЗ можно использовать сетевой блок питания или батарейки.
В двухтактном УМЧЗ 2 трансформатора: входной (предварительный) и выходной (оконечный), напряжение на транзисторы подается из первого. Один транзистор открывается, второй остается закрытым, через какое-то время положение меняется на противоположное. Для питания требуется блок из резисторов, конденсаторов, сетевого фильтра, силовых транзисторов, переключающих напряжение.
Какой трансформатор нужен
При покупке, аренде или изготовлении УЗ учитывается требуемая мощность и вид акустической системы.
Какая мощность лучше, определить достаточно сложно. Все зависит от личных предпочтений. Кому-то в квартире требуется 500 Вт, кто-то способен озвучить большой зал при 200 ваттах. Важна так же чувствительность акустики и грамотность специалиста, который будет сидеть за пультом.
Не менее важны такие параметры, как чистота звука и надежность оборудования, но определить их можно только косвенно.
При выборе достаточно учесть, что мощность усилителя должна быть выше мощности акустической системы. В противном случает УЗ не сможет обеспечить необходимые для работы колонок условия.
Расчет параметров
Усилители и акустика для использования в быту работают на комфортной громкости, равной 5-10% от мощности, указанной в техдокументации. При использовании профессионального оборудования показатель увеличивается до 40-60%.
Слушать что-то при максимальной мощности просто невозможно, так как звук сильно искажается. То есть, при покупке профессионального усилителя на 1 киловатт необходимо учесть, что во время работы будет использоваться примерно 300 Вт на усиление звука, при потреблении электроэнергии 700 Вт.
Бытовой прибор на 200 Вт отключится при мощности 100 Вт (если имеется встроенная система защиты). На максимуме он способен работать всего несколько секунд при озвучивании громких звуков (например, выстрелов при просмотре фильма).
Цена будет зависеть от качества колонок: чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.
Как выбрать подходящий
Основной ориентир – цель покупки усилителя. При питании от автономного генератора акустика должна быть максимально чувствительная, усилитель с высоким КПД (желательно класса «Д»).
При питании от электросети выбор шире, так как ограничивается качеством акустики, площадью и личными предпочтениями. Цена будет зависеть от качества колонок – чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.
Изготовление тороидального трансформатора своими руками
Тороидальный трансформатор является лучшим вариантом для усилителя благодаря сильному выходному сигналу, небольшим габаритам, невысокого сопротивления и высокого КПД.
Выбор материала сердечника
Тор обязательно должен быть изготовлен из специальной стали, если усилитель подключается к бытовой электросети. При питании от постоянного тока 12 В сердечник может быть ферритовый.
Как рассчитать
Для расчета мощности используется формула:
U – напряжение холостого хода
cos f = 0,8 (коэффициент мощности)
n =0,7 (коэффициент КПД)
Для определения площади сечения сердечника, соответствующего рассчитанной мощности, используется специальная таблица. Далее нужно найти другую таблицу, по которой определяется количество витков в зависимости от площади сечения тора.
Как изготовить: пошаговая инструкция
Каркас нужно сделать из прочного диэлектрика. Провода лучше всего выбрать медные в эмалевой изоляции с сечением 1-2 мм (для первичной обмотки) и 5-7 мм (для вторичной) при токе 25 А на первичной и 150-200 А на вторичной обмотке. Обе обмотки распределяются по всему тору.
Особое внимание уделяется первичной обмотке. Каждый слой необходимо заизолировать строительным скотчем или лакотканью, нарезанной полосками с шириной 1,2 см.
Проверка
Первая проверка (измерение тока холостого хода) проводится после того, как закончена намотка первички. Тестер в режиме амперметра подключается последовательно вместе с лампочкой накаливания на 40 Вт. Источник света горит, если витков недостаточно, если все в порядке, нить накала розовая. Чем меньше ампер показывает прибор, тем лучше (оптимально ниже 10 мА).
После намотки второй обмотки необходимо проверить трансформатор на обрывы и замыкание между обмотками и на корпус. О разрыве свидетельствует единица на экране тестера при измерении сопротивления обмотки. При замыкании между витками первой обмотки слышится треск и появляется дым. Вторичная обмотка неисправна, если результат на экране на 20 или более процентов ниже контрольного.
Вся правда об электропитании для аудио!
Важно и то, как организовано питание внутри самих компонентов и как они взаимно влияют друг на друга, т.е., например, помехи от цифрового источника идут обратно в сеть и влияют на усилитель или наоборот. Организация питание в самих компонетах может это уменьшить. Но такое взаимовлияние можно уменьшить и кабелями и фильтрами или кондиционерами и выделенной линией на несколько розеток для разных компонентов.
1. ПРОВОДКА ОТ ЩИТКА
Ее нужно делать хорошим медным проводом. С этого можно начинать, но обычно процесс откладывают напоследок.
Вызовите электрика, обсудите где у вас земля, как провести проводку, договоритесь за деньги, купите всё, что нужно (автомат, провода, розетки). Когда электрик будет отказываться ставить ваш толстенный и хороший кабель, попробуйте его убедить, если не получится, найдите другого электрика. Качество и сечение кабеля очень важно (это отдельная тема, подходов разных много, споров много, важно выбрать подход и придерживаться плана).
УЗО (устройство защитного отключения): заменить автомат в щитке на получше. Ещё лучше использовать вместо автомата держатель предохранителя и предохранитель более качественный, есть и аудиофильские. Некоторые советуют предохранитель, что в держателе, впаивать, но можно использовать средства, улучшающие контакт / проводимость, см. ниже.
2. ХОРОШИЙ РАЗВЕТВИТЕЛЬ или РАЗВЕТВИТЕЛЬ-ФИЛЬТР (часто грань стёрта)
СМОТРИТЕ ниже СВОДНЫЙ РЕЙТИНГ РАЗВЕТВИТЕЛЕЙ. а пока по группам:
Рекомендации «голых» (относительно) РАЗВЕТВИТЕЛЕЙ по цене-качеству:
3. РАБОТА с ЗАЗЕМЛЕНИЕМ, ИЗБАВЛЕНИЕ ОТ ЗЕМЛЯНЫХ ПЕТЕЛЬ и ФАЗИРОВКА
Пункты 2.-4. уже должны решить все проблемы в большинстве случаев и я уже перечислил рекомендованные разветвители-фильтры. Здесь речь о навороченных фильтрах с кучей активных элементов. О регенераторах речь ниже.
Отличные фильтры, бережно относящиеся к динамике и звуку в целом:
— Walker Audio (может быть лучше, чем верхняя Shunyata)
— Shunyata Triton 2 и Triton
— Lampizator Silk Silver и Silk
— Sound Cable
— Chang Lightspeed Reference
— BPT www.b-p-t.com
— Isotek хвалят, но я пока не подтвержу.
— поставить его далеко, включить в отдельную от аудио системы электро линию
— отделить от электросети каким-нибудь фильтром, не пускающим грязь обратно в сеть (смотрите пункты 5. и 7.)
— и чтобы он связывался с аудио системой через Wi Fi. Если же через LAN или USB, то придётся и здесь решать проблему помех. Вообще, это отдельная тема. Это одна из причин почему я сам перешёл на аудиофильский сервер (собирать компьютеры для аудио мы пробовали, в итоге решили довериться профессионалам, тоже отдельная тема и отдельная статья).
Рекомендуются только если есть большая нестабильность в сети. Такая же история, как с фильтрами. Есть индивидуальные для блоков компонентов, есть мульти-зонные. Хорошие делает в частности PS Audio и Pure Power (канадский или азиатский, они разные). Есть ещё Monarchy Audio или его китайский эквивалент Lite, но они только для маломощных компонентов, например для питания мотора винилового проигрывателя или транспорта, зато недорого. Самые дешёвые из нормальных – Power Inspired, у него всего одна выходная розетка, понадобится разветвитель. PS Audio P10 зарекомендовал себя хорошо уже в двух знакомых мне системах. НО! усилитель мощности всё равно нужно включать не через регенератор, даже в самую обычную розетку будет лучше, либо розетку рядом, либо подальше, нужно пробовать. Pure Audio тоже хвалят, но там относительно шумный вентилятор.
СВОДНЫЙ РЕЙТИНГ РАЗВЕТВИТЕЛЕЙ, КОНДИЦИОНЕРОВ, ФИЛЬТРОВ и что есть лучшего по уровню звука-цене:
*(и цифра) означают, что компонент был проверен либо в моей, либо в известных, понятных мне системах людьми, опыту, слуху и беспристрастности оценки которых я доверяю.
7. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФИЛЬТРЫ
8. РАЗВЯЗЫВАЮЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
8. УЛУЧШАЛКИ ПИТАНИЯ
В качестве послесловия.
Мощность, виды и эксплуатация трансформаторов от музыкального центра
Электронная схема музыкального центра не может работать прямо от сети 220В. Для этого необходим блок питания и установленный в нем трансформатор от музыкального центра.
Зачем нужен блок питания
Электронная схема музыкального центра нуждается в разном напряжении, самые распространенные из них следующие:
В зависимости от конструкции возможны другие варианты.
Информация! Проще всего устроены аппараты небольшой мощности, работающие от батареек или имеющие возможность подключения к автомобильному аккумулятору. В них блоки питания имеют всего одно выходное напряжение.
Необходимая мощность
Мощность, которой должен быть трансформатор из музыкального центра, определяется, в основном, мощностью колонок. Но это не значит, что если на них есть наклейка “1000W”, то необходимая мощность 1кВА. Это допустимая пиковая мощность динамиков, а в китайских аппаратах типа ” Panasoanic” или “SONNY”, которые продавались в 90-е годы, наклейка вообще не имеет ничего общего с реальностью.
Необходимая мощность аппарата примерно на 20% больше потребляемой колонками и указывается сзади, на наклейке. Вместо нее могут быть указаны ток и напряжение. При отсутствии таких надписей, мощность определяется по сечению сердечника трансформатора при помощи таблиц или онлайн-калькуляторов.
Виды блоков питания от музыкального центра
Блоки питания электронной аппаратуры отличаются по своей конструкции.
Трансформаторный блок питания
Эти устройства применялись в электронной аппаратуре ХХ и начала XXI века.
В них напряжение сети подавалось на первичную обмотку трансформатора, имеющего несколько вторичных обмоток. Выходное напряжение каждой из них поступало, в зависимости от назначения, прямо в схему, на диодный мост с фильтром или без, а также к стабилизатору.
Недостатки таких конструкций заключались в следующем:
От них свободны более современные импульсные блоки питания.
Импульсные источники питания
В этих аппаратах питание поступает на диодный мост. Выпрямленное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы с частотой 30-200кГц и подается на первичную обмоткуe высокочастотного трансформатора, намотанного не на трансформаторном железе, а на феррите. Такие аппараты имеют в десятки раз меньшие габариты и вес.
Дополнительно уменьшает размер устройства более высокий КПД и меньший нагрев – в феррите нет потерь на вихревые токи, присутствующие в обычных аппаратах. Выходное напряжение поступает в схему, но благодаря высокой частоте посторонний шум отсутствует, что делает излишней установку фильтра.
Вышедший из строя трансформатор в импульсном блоке подлежит замене, а в трансформаторном источнике можно попытаться отремонтировать.
Ремонт блока питания
При отсутствии выходного напряжения необходимо проверить целостность обмоток тестером. Оборванные вторичные обмотки необходимо перемотать, а если обрыв в первичной катушке, тот необходимо найти и проверить предохранитель.
Замена термопредохранителя
Одна из распространенных неисправностей этих аппаратов – сгорание термопредохранителя. Они устанавливаются в трансформаторы для музыкальных центров последовательно с первичной обмоткой для защиты устройств от перегрева. При повышении температуры вставка плавится и отключает музыкальный центр.
Если к выводам термопредохранителя есть доступ, то необходимо:
При температуре ниже 60°С собрать корпус, а при перегреве продолжить поиск неисправностей.
Перемотка трансформатора
Проще всего перемотать катушки в устройстве, возле выводов которого указано напряжение. При отсутствии этих надписей необходимо:
После монтажа музыкальный центр следует проверить в работе, а обмотки на нагрев.