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输出变压器的性能,可以用下列各基本参数来说明:
变压比 n=w2/w1
初级线圈的电感 L1
初级线圈的磁通产生的初级线圈的电感,能够影响放大级低频部分的频率失真,为了使这项失真不超过规定值,则变压器初级线圈的电感L1不应低于一定的数值。
漏电感 Lp
漏电感是由未穿过两线圈的磁通来决定的,这些磁通穿过空气而自成闭合的磁路,所以把它叫做漏磁通,漏磁通和它产生的漏电感,便是输出变压器中高频部分出现频率失真的原因。
线圈的有效电阻(初级线圈的r1和次级线圈的r2)
输出变压器线圈的有效电阻直接影响变压器中音频电能损失的数值,并决定变压器的效率。
这些参数,连同真空管的内阻和负载阻抗,同时决定着输出级的频率特性,并且,为了要制造变压器,也必须知道输出变压器的这些参数,因为它们决定着输出变压器的结构数据,包括线圈导线的直径,匝数等等
电动扬声器的音圈的阻抗,通常只有几欧姆或者更多的几十欧姆。放大器的实际负载阻抗,和输出级真空管屏蔽电路的最适当负载之间,有着如此大的差别,使得必须采用输出变压器来作为电路中的匹配元件。
如果把低阻值的负载阻抗直接接到真空管屏蔽电路上,就会使放大器送到负载上的功率大量减少,所产生的非线性失真可能显着增加。而经过降压输出变压器来连接低阻值负载,情形就能够得到改善,
降压输出变压器使得屏蔽电路中,即使次级线圈是低组织负载,也能得到一个对于真空管最适当的阻抗值。
首先是外观检查,其铁芯外面缠绕了一层黑色不干胶带,撕去以后,即可看见其硅钢片,片厚约0.35mm,冲制工艺一般,不够整齐光滑,而且其中硅钢片的颜色深浅有所不同,而非整齐光滑,颜色黝黑,不用外罩也非常美观。又看到铁芯未曾浸漆,只将线包作过浸漆处理,因此初步打算,等测量完其他指标以后如果满意的话,再把它拆下来作整体烘干浸漆处理。输出变压器的关键在于线包的绕制方法和线材、绝缘材料的质量等因素,虽然不能拆开线包观看,但从外部测试结果也可以作出大致的判断。
第二步是测量线包的直流电阻,可以用万用表欧姆档测试。推挽输出变压器要求两臂性能参数一致,因此绕制时也要对称,故可测量其B与P1,P2及B与G1,G2之间的直流电阻是否相等,如果内部采用不对称绕法,是难以做到电阻相等的。即使是对称绕法,若是人工绕制,万一不留神,将一边多绕或少绕一些圈数,也不是没有可能。当然用不同型号的万用表测量出来直流电阻值不一定完全相同,但只要两半边电阻相等即可。最好左右声道两只输出变压器的对应端电阻也相等。欧博变压器初级线圈(P1~P2)的直流电阻实测数值为198Ω,次级直流电阻为0.4Ω(8Ω端)。初次级直流电阻数值(铜损)的大小,直接影响变压器的效率,当然是越小越好。但是,受到变压器体积的限制,又要求足够的电感量,所以必然初级线圈匝数要多,但导线直径又不能太粗,故直流电阻不可能太小。
第三步是测量变压器初次级匝数比,从而求出阻抗比。方法是在变压器次级线圈(如8Ω端)加上交流电压U2,例如频率为50Hz,电压为1V。然后用交流毫伏表或数字万用表测量初级P1~P2端之间的电压U1,则匝数比N=U1/U2。本变压器实测数据如下:次级8Ω端电压U2为1V,初级P1~P2端电压为24V,B~G1间电压为 5.27V。由此可求得: N=24,还可以求出帘栅极的反馈系数:α=5.27/12=0.44。
变压器的效率η可由下式估算:
η=N2RL/(N2RL+r1+N2r2)
其中:RL~次级标称负载阻抗
r1、r2~初级、次级线圈的直流电阻
将实测数据代入上式,可求出效率η=91.4%
初级等效阻抗可由下式求出:Rp~p=N2RL/η=5.04kΩ。
第四步是测量电感。输出变压器初级线圈的电感量以及漏感是决定频率响应的重要因素。测量电感可用万用电桥或电感表,用不同仪表,在不同测试条件下所得的结果可能不同,但通过比较同类产品(比如欧博和大极典)或左右声道两只输出变压器的电感量,也具有一定的相对参考价值。如用DL6243型数字式电容电感表,其测量电感的最大量程为20H,最小量程为2mH。一般推挽变压器的初级线圈屏至屏间电感均大于20H,故不能用这种电感表直接测量(国产的9243型电容电感表的最大量程为200H,可以直接测量)。此时可只测量半个初级线圈,即B─P1和B-P2间的电感,二者应数值相等或相近。然后将半个线圈的电感量乘以4即可大致估算出整个线圈的电感量。原理是根据电感量的计算公式:
L=1.256×10-8μN2Sc/lc (H)
其中;μ~铁芯材料的导磁率
N~线圈匝数
Sc~铁芯截面积,单位:平方厘米
lc~铁芯的平均磁路长度,单位:厘米
此公式仅适合于计算绕制在无空气隙铁芯上的线圈的电感量。但由公式可以看出,在其它条件相同的条件下,线圈的电感量与其匝数的平方成正比。在上例中,B-P1的匝数为P1-P2匝数的一半,故电感量为其四分之一。
输出变压器漏感的测量方法一般是这样的,将次级输出端用一导线短路,此时初级线圈电感量的测量值即近似等于漏感。按照上述方法,对欧博变压器进行测量,结果如下:初级电感L(P1─P2)约为 41H,漏感LS约为16mH。与厂家公布的参数相差较大:初级电感L在50Hz时为175H,在1kHz~10kHz范围内,漏感Ls小于8mH。这可能是由于测试仪表及测试方法不同所造成的。专业测量与业余测量结果是有一定差别的。但是用同一仪表和方法,测量另一公司产的同类输出变压器的初级电感约为43H,漏感约为14mH。可见二者相差不大,作为“货比货”的依据总是可信的。
最后一步是幅频特性即频率响应的测量。
Us~低频信号发生器,如:XD1,XFD-7A等。
PV1、PV2~交流毫伏表,如:DA16。
R1、R2~匹配电阻、阻值为变压器初级阻抗的一半。
RL~负载电阻。
测量时先将信号发生器频率调至1kHz,再调输出电压使毫伏表PV1指示为某一数值US,(并注意在以下的测试过程中,不论频率如何改变,都要保证US数值不变),再测出负载电阻RL两端的电压UL,UL即为中频时的输出电压。然后逐渐降低信号频率,并注意观察PV2,使其指示值为0.707UL,此时对应的信号频率即为-3dB下限频率fL。然后再将信号频率逐渐升高,同样使PV2的指示值为0.707UL,则此时对应的信号频率即为上限截止频率fH。若要测量-1dB频响,则应取0.89UL。
众所周知,放大器的频率响应基本上取决于输出变压器的频响,故本次只对整机频响进行了测试,未对输出变压器单独进行测试。