電子擴音機里面的變壓器有何作用？

　　音頻變壓器在老式電子管收音機中叫低頻變壓器，限于當時的水平，其頻帶寬度僅100Hz～1000Hz。隨著膽功放的復出，原材料質量的提高，以及制作工藝水平的進步，頻帶不斷加寬，般的機器頻帶在50Hz～15000Hz，優質機可達20Hz～20000Hz的水平，而早年較好的電影院用的還音機僅在80Hz～12000Hz。

　　音頻變壓器在音響放大器中占有非常重要的位置，并且是整機中關鍵的元件。膽機發燒友們為了制作一只好的音頻變壓器，不惜工本，花費很大的心血。筆者根據多年維修制作經驗，收集了一些資料，奉獻給各位膽友。

　　音頻變壓器一般分為輸入、級間、輸出三個類型。

　　輸入變壓器：接在信號源和放大器輸入電路之間，這種變壓器必須具有一定的輸入和輸出阻抗，保證信號源和放大器電路相互匹配，并對外界的電磁場干擾有良好的屏蔽和隔離作用，常用于話筒、唱頭、儀表檢測、自動控制等領域。

　　級間變壓器：連接電子設備上級輸出電路至下級輸入電路，主要作用變換信號，保證級間阻抗匹配。常用于廣播電視、音響推動級、儀器、儀表變換信號等方面。

　　輸出變壓器：連接電子設備的輸出電路和負載，主要起阻抗變換作用。

　　在制作前還應當了解音頻變壓器的電性能，以及鐵芯材料、尺寸，繞組的結構形式幾個重要因素。

　　先談音頻變壓器的電性能指標：

　　頻帶寬度。頻帶寬度由最高和最低工作頻率來確定，是音頻變壓器的重要參數，為了保證設備的性能優良，希望頻帶越寬越好，最低頻率取決于變壓器的初級電感，最高頻率取決于變壓器的漏感和分布電容。頻帶越寬，要求變壓器的電感越大，漏感和分布電容越小，這樣將使變壓器的體積增大，結構和制作工藝也更復雜，而且造價也隨之升高。故制作時必須先考慮以上因素，再根據自己的偏好作出取舍。

　　輸入、輸出阻抗。音頻變壓器的輸入與輸出阻抗必須和線路相匹配，否則將產生反射，引起波形失真。對于輸入變壓器來說，輸入阻抗應等于信號源的輸出阻抗。級間音頻變壓器應滿足線路輸入阻抗與輸出阻抗的要求，輸出變壓器的輸出阻抗應等于喇叭的阻抗。

　　頻率失真。變壓器耦合放大器的頻率特性并不是一條直線，在頻率的低頻段，放大系數可能偏小一些，而在頻率的高段，由于其漏感和分布電容的諧振作用，放大系數可能要偏大一些。某一頻率的放大系數與中心頻率的放大系數之比稱為相對放大系數，而相對放大系數的倒數稱為頻率失真，一般音頻段內大約有±3dB的失真。

　　相位失真。在變壓器耦合放大器中，輸出電壓與輸入電壓之間的相移稱為相位失真，這種相移和頻率的關系稱為相位特性，音頻變壓器的相移特性一般不超過5％。

　　非線性失真。由于變壓器鐵芯的磁化曲線是非線性的，所以當輸入正弦波信號時，輸出信號變成了非正弦波，產生了非線性失真。鐵芯中的磁感應強度越高，信號頻率越低，這種失真就越大，非線性失真用諧波系數來表示，不同的設備允許的諧波系數也互不相同，其中音響放大器的要求較高，諧波系數只允許在1％～2％。

　　了解了音頻變壓器的類型和電性能后，就可以設計制作一只頻帶寬度在20Hz～20000Hz的變壓器了。下面是實際制作中要考慮的要素。

　　鐵芯材料的選擇：鐵芯價格較低的有D41、D42、D43、DG41等熱軋電工鋼片，重量較輕的有DQl、DQ2、DQ3、DQ4和DGl、DG2、DG3、DG4等冷軋電工鋼片，各項性能指標更好的有高導磁率鐵鎳合金（坡莫合金）1J50、1J79、1J80等，另外，鐵芯片的厚薄，取決于變壓器的最低工作頻率，片越薄，鐵芯損耗（渦流）越小，鐵芯的品質因數越高，頻率對磁導率的影響越小。片厚的規格有O.5mm－35mm和較好的O.22mm-0.1mm。

　　以上均為書本上的資料，筆者經常在成都城徨廟電子市場淘鐵芯，那就全憑眼睛來識別了。好的片子看上去晶粒多片子薄，而且質地脆，很容易折斷，斷口曲折，用放大鏡看斷面幾乎全部由晶粒組成，晶粒特別亮，就是大家說的“高硅”片。鐵鎳合金（坡莫合金）片表面無生銹，輕輕擦一下就可發亮像不銹鋼，有硬磁和軟磁之分。前者適合做輸出變壓器，后者適合做輸入和級間變壓器。另外現在普遍采用的Z系列冷軋片，如Z11等，在舊貨市場上不太容易發現。較差的片子一般帶深黑色，片子較厚有韌性，彎曲不容易折斷，而且斷口平直，俗稱“黑片”，一般不要用來做音頻變壓器，可用作電源變壓器。好的片子在拆裝時要小心，不要用力敲打，注意保護表面的氧化膜層和絕緣漆層，生銹的一定要處理后再用。

　　鐵芯尺寸的選擇。變壓器鐵芯的尺寸一般由功率來確定，可以參考變壓器的簡化公式計算：S=1.25P（式中：P的單位為伏安，S的單位為平方厘米）。但音頻變壓器由于下限頻率要求電感量較大，為了增加電感又要避免磁飽和現象，應將鐵芯選擇大一些，其系數為1.5～2，磁感應強度一般取8000～10000高斯。還要注意一點。老式國標鐵芯的外形尺寸，是外形尺寸型號，不是電工鋼片的牌號。有KEI和GEl兩類，KEI型鐵芯俗稱“大窗口”，它可以繞更多的線圈匝數，這對提高初級電感量非常有利，但是它的漏感也是較大的。如果按普通繞法其漏感就很大。根據電機學原理，在變壓器初次級繞組的磁鏈耦合中，除主要磁通外，還有繞組與繞組間的漏磁通，和繞組與兩旁鐵軛之間的漏磁通，這是兩個最大的漏感，對頻帶的影響最大，而窗口越大此二值就越大，故必須在繞組的結構上去考慮問題。此鐵芯的尺寸特點是舌寬等于鐵芯窗口的寬度，又等于兩旁鐵軛單邊寬度的2倍。GEl型鐵芯俗稱“小窗口”，是一般常用的鐵芯外形尺寸，其鐵芯中心舌寬與窗口寬度的比例大約是1：0.65.做出來的漏感比大窗口鐵芯要小許多。

　　繞組結構的選擇。初級電感、漏感和分布電容是確定變壓器頻率與相位特性的主要參數，那么要解決參數的問題，主要靠制作工藝來保證。一般來說初級電感主要由鐵芯的幾何尺寸、鐵芯的性能和繞組的匝數來確定，和繞組的結構關系不大，匝數越多電感量越大，低頻段的響應就越好，但事物是分為二的，匝數愈多，層數就多，漏感和分布電容將增大，這就是制作音頻變壓器的最大矛盾了！漏感和分布電容主要由繞組的結構、繞組的幾何形狀來確定，所以低頻段容易做好，而高頻段就比較困難了，應重點注意繞組結構。

　　圖1為音頻輸入變壓器的結構，功率為1W以下，可作為話筒、唱頭的輸入匹配或升壓等，主要為分層和分段的方式。

　　圖2、圖3為輸入變壓器，均為推挽輸入方式。分別采用分層和分段方式（圖2），頻帶較寬。圖3的分層方式，但分層較多，分布電容較小，頻帶也比較寬。

　　圖4為推挽輸出變壓器。采用分層繞組，所謂“4夾3”結構，工藝相對簡單，頻帶也較寬，比較實用，容易制作，造價較低，效果不錯。

　　圖5為推挽輸出變壓器，是發燒友們常采用的制作結構方式，復雜一點，但效果很好，頻率帶寬基本覆蓋20—20000Hz±3dB圖6也是推挽輸出變壓器，它主要應用在雙C型鐵芯上，如用E型鐵芯，繞制工藝比較難做，并加了負反饋繞組，制作成功后效果是非常好的。

　　以上各型變壓器的繞組結構形式，僅供大家參考。發燒友們在制作時最好邊做邊記錄繞組的順、反繞向，以及各單元組的同名端，待完工連接線時，可以用一只電池加一只指針式萬用表再復核一下，按圖連接就可以了，當然也可以將框架分離開來分單元繞制，然后可嵌套或上下組合好再插入鐵芯。

　　線材的選擇。首選原國內大廠生產的漆包線，質量較好，市面上一般不易購到所謂“4N”或“6N”的無氧銅漆包線，可能有些網站上吹過，但筆者沒有買到過和使用過，所以，無發言權。至于導線的集膚（趨膚）效應問題，主要考慮到頻率最高20kHz，集膚效應并不嚴重。對于漆包線的耐溫系數考慮并實驗過，一般常用的QZ一2型的漆包線耐溫強度在130℃，QY-1耐溫耐氧漆包線耐溫強度在220℃，絕緣強度極佳，漆膜的質地非常好，特別是早年在成都錦江電機廠門市購得的線一直沒有用完，這些線繞制的變壓器耐溫特別好，銅純度很高且真實可信，對音色的確有一定的影響，而且不浸漆，只需一層電纜線就可達到耐壓要求。對目前市面上小廠的漆包線，銅純度較低，質量比早年國營大廠的線差很多，這一點望朋友們注意！

　　旋轉變壓器的特性是什么？

　　一、旋轉變壓器的應用

　　由角位移如何計算直線位移？

　　將旋轉變壓器安裝在數控機床的絲杠上，當θ角從0°變化到360°時，表示絲杠上的螺母走了一個導程，就間接地測量了絲杠的直線位移（導程）的大小。

　　要檢測工作臺的絕對位置，需加一臺絕對位置計數器，累計所走的導程數，折算成位移總長度。

　　二、旋轉變壓器的應用特點

　　1、一般兩相電機要求兩相磁場在空間上和時間上都相差 90°。

　　旋轉變壓器的兩相繞組雖然在空間上互相垂直，但在大多數應用場合，總是一次側一相繞組供電，另一相作為補償繞組，或兩相通以同一時間相位的電壓；而且二次側兩相繞組亦相互垂直，兩相繞組彼此之間無電磁耦合。所以在電磁計算時，應按單相電機來計算。

　　2、旋轉變壓器通常在接近空載狀態下工作，轉子旋轉時不會引起一次側勵磁電流有很大的變化，設計時可按定、轉子處于最大耦合位置的空載狀態進行計算。

　　3、旋轉變壓器的負荷較低，一般不進行溫升和機械計算，并對損耗計算進行簡化。計算損耗的目的是求得有功勵磁電流?？蛰d時，一次繞組勵磁電流中的有功分量很小，勵磁電流很大程度上取決于它的無功分量。為了簡化計算，常常給無功分量乘以稍大于 1 的電流系數，求得勵磁電流。實驗證明，電流系數隨著沖片材料、機座號的大小以及加工條件等的不同而不同，一般在 1.001～1.025 之間。

　　4、旋轉變壓器的短路輸出阻抗對負載阻抗的比值越小，輸出電壓的畸變也越小。因此旋轉變壓器應具有盡可能小的短路輸出阻抗。

　　5、旋轉變壓器的主要功用是輸出一個與轉子轉角成正弦或余弦函數關系的電氣信號。

　　設計時應從精度出發來選擇繞組型式，定、轉子齒槽配合，導磁材料及磁通密度等，以保證旋轉變壓器氣隙磁場按正弦規律分布。

　?、僭谛D變壓器中常用的繞組型式有兩種，即雙層短距分布繞組和同心式正弦分布繞組。雙層短距分布繞組也能達到較高的繞組精度并具有良好的工藝性，但是在繞組中還存在一定的諧波磁動勢分量，這些諧波磁動勢分量的存在會增大其正余弦函數誤差，再加上工藝因素所引起的誤差，就使旋轉變壓器的精度提高受到一定限制，因此它只適用于精度要求不高或者尺寸較大的旋轉變壓器中。正弦繞組是每相繞組在各槽中的導體數按正弦規律分布的同心式繞組，作為高精度繞組，它可將各次諧波（齒諧波除外）削弱到相當小的程度，從而大大提高旋轉變壓器的精度。它通常有兩種分布型式，繞組軸線對準槽中心線的 I 型繞組和繞組對準齒中心線的 Ⅱ 型繞組。