不少发烧友,说胆机音色温暖圆润、细腻,耐听,低频不轰,高频不噪,原因与输出变压器特性有关么?单端甲类变压器输出的放大器,极限效率为啥说是50%?若把这输出个变压器仅仅等效为阻抗变换的纯电阻,那么其正弦波音频输出效率最高应是25%,有25%是直流成份在电阻上被白耗了,另有50%被输出管消耗了。
非常感谢@跟周老师一起学物理,给我指导,说变压器输出有自感电压倍增作用。
但我仍有深层机理不明,带着这些疑问,打算亲手设计实验验证,于是搭建如下电路摩拟验证,以期弄明白,音频变压器输入端为什么、能不能输出电源电压的2倍峰峰值,输入输出波形有啥异样,胆味是不是跟变压器有很大关系。
就地取材,输出变压器用旧的收音机拆机件(三十多年前的),由原边双绕组(推挽串联)双输入单输出,改成并联单输入单出,(不知道原机上是AB类还是A类输出,机早就丢了,只留下它),用硅晶体三极管8050/8550,以收音机的3V电源标准供电,电路如图一图一 单端甲类变压器输出实验电路将电路搭建到面包板,用自制3V线性稳压电源,用8Ω电阻代替喇叭,调试好静态值,用板卡示波器连电脑测试。
实测电源电压2.94V,输出变压器原边静态电流约176mA,此时变压器输入输出值如图二图二输出变压器静态值图上部是副边输出值,下部是原边输入值。
显示静态原边线圈内阻的直流压降0.235V,副边电压0.022V。
2 . 输入1000Hz正弦波信号,变压器原副边电压值如图三图三 输出变压器输入端增压特性显示变压器原边峰峰值电压4.75V,已超过电源电压3V,这就神奇了,原本以为只会低于3V呢。
看来@跟周老师一起学物理是正确的。
由于输出管在线性放大区Vce不宜小于0.7V,管子输出按3-0.7=2.3(V),经变压器原边倍压就是4.6V,可能Vce值实际低于0.7V的原因。
继续加大输入信号,如图四图四 临界失真变压器输入输出特性此时变压器原边电压峰峰值5.366V,比电源3V增加更多了,快达2倍电源电压了,但波顶开始变圆了。
再继续加大信号,结果如图五所示图五,输出变压器失真特性此时原边峰峰值电压达6.158V,已超过2倍电源电压6V了,可是严重饱和过载失真了,还表明变压器副边对原边信号波形的宏观跟随作用。
严重失真时,变压器也不是悟空。
通过以上实验观察,音频输出变压器电压倍增作用已坐实,在剔除管压降后,功率管输出电压被变压器原边倍增是肯定的了,这样说来单端甲类变压器输出(忽略变压器损耗)极限效率50%是正确的。
实际效率电源电压越高效率越接近50%,越越小于50%。
实验继续,还发现音频变压器输入输出波形的不同之处,原边毛刺多,副边毛刺少,在小幅失真范围内,副边波形具有保真圆滑修正作用,如12.5kHz时的输出波形修正作用,副边波形明显美颜了,见下图六图六 输出变压器的波形修正作用这是不是胆机牛出好声的根源呢。
实验还发现,这个老旧的低档收音机输出变压器低频特性实在太差了,中高频还可以。
输出变压器原边电压波形毛刺太多,并个0.1uF小电容就立杆见影地消失了。