音频输出变压器的频响分析[1]

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1、电路与设计音频输出变压器的频响分析合肥工业大学张海燕〔摘要〕利用等效电路分析了在高频,中频,低频情况下,音频变压器的失真原因,进而提出利用R型变压器设计出的音频变压器,更接近理想情况,并对制作出的R型音频变压器进行了频率响应测试。〔关键词〕频率失真电感漏感R型输出变压器信号源为Ui,负载为Z,图1是其一般等效电1基本原理路图,其中,次级参数已折算到初级。图1中:音频变压器工作在一定的频率范围,如Ui:信号源的电动势20Hz～20kHz,一些分布参数,如分布电容,漏ri:信号源的内阻感,从电源变压器的角度看可以略去不计,但r1:音频变压器

2、初级线圈电阻在音频变压器中,它们会对电声指标产生不可Ls1:初级线圈漏感忽视的影响。L1:初级线圈电感在功率放大器中,音频输出变压器主要起rc:铁芯损耗等效电阻着阻抗匹配,功率传输的作用。假设变压器的r2′:折算到初级的次级线圈电阻这是一套类似BOSE公司AM-10的音箱以其不到一万元的售价,也可称得上是物超所系统,同样也采用了5只卫星式音箱和1只超值了。低音箱。其中,卫星式音箱均采用两分频单元向有关厂家进言(分频点5kHz),具有防磁设计。由1只13cm无论从家庭信息化、装饰美学以及节约能的线性功率单元及1只2.5cm凸盆高音所组源的

3、角度上说,开发高品质的小型化音箱系统成。箱体为倒相式,阻抗8欧姆,灵敏度84dB都具有现实意义。借助家庭影院器材的热销势(1W/1m),负载功率160W。音箱尺寸为14cm头,小型音箱的需求正在日益高涨,商机无限。×23cm×16.3cm,重量为2.8公斤。应该指出,那种仅停留在模仿名牌音箱外观、包超低音箱则采用两只15cm的线性功率单装进口单元的作法,则有可能使我们坐失发展元,箱体用高密度板制成,很大的低音反射孔良机。国内音响厂家有必要借鉴国际上的先进位于前障板的上部。箱体尺寸21cm×55cm×技术,善于捕捉闪光点,推陈出新,让国产

4、音42.8cm,重量14.8公斤。音箱内建有高效率的箱精品扬威五洲。200W功率放大器,驱动能力十足。在试听这套参考文献音箱系统时,给人印象最深的是,它所产生出丰沛的低频能量,确有以小驳大之功力,听起[1]梁中锷.耳听可信YAMAHAAST-1SYSTEM.台湾音响技术,1989第189期.P111来好像是从中大型音箱发出的。特别是超低音[2]贺玉生.声质量技术.香港无线电技术,第279期.P142箱的表现,震撼力相当惊人。不仅量感十足,袭(收稿日期19980220)人的大动态更是令人大呼过瘾。虽然向下延伸低频的能力仍略受限制,但该系统

5、作为新产品,28电声技术6/1998′Ls2:折算到初级的次级漏感2.3高频段简化电路C′T:折算到初级的变压器固有电容高频段时,rc和L1可以看作和中频时一Z′2:折算到初级的负载阻抗样,是开路的,而漏感,因频率高,影响较大,不U′2:折算到初级的负载电压能忽略,可以将图1简化成图4电路。图1音频变压器等效电路图图3音频变压器中频时等效电路理想情况下,要求音频输出变压器成为一根据频率失真的定义,按照式(1)及简化电个线性元件,即变换前后的音频信号完全相似,路图4,得到高频段时的频率失真:但实际上,由于变压器本身的铁芯材料是非线2Mh=

6、1+(XhLs/(ri+r1+r2′+Z2′))(2)性的,变压器的线圈存在电感和分布电容,因式中Ls:音频变压器总漏电感而在实际中会产生频率失真,非线性失真,相Xh:高频工作时的角频率位失真等。2分段频率失真分析为便于分析,略去分布电容的影响,按不同的频段,对图1在低频段、中频段和高频段分别进行简化分析。图4音频变压器高频时等效电路2.1低频段简化电路在低频段,漏感较小,可以略去,故得到3讨论图1的简化电路,即图2。从上面的频率分段分析可以看到,影响低频段频响特性的是音频变压器的初级线圈电感量L1,影响高频段频响特性的是音频变压器的初

7、次级线圈的漏感。在低频段时,由式(1)可知,频率越低,图2音频变压器低频时等效电路感抗越小,频率失真越大。所以通频带在低频根据低频段失真的定义,按图2,得出低频段时,曲线向下跌落;高频段时,由式(2)可段时的失真系数知,频率越高,漏感抗越大,频率失真也越大,2M1=1/Y=1+(Re)X1L1)(1)所以在高频段时,曲线也向下跌落。Re=(ri+r1)×(r2′+Z2′)/(ri+r1+rA′+ZA′)因此要想减小低频失真,就必须增大初级式中Y:相对放大系数线圈的电感量;要减小高频失真,就要减小初Re:等效电源内阻次级线圈的漏感;为了扩

8、大通频段,必须要增X1:低频工作时的角频率加初级线圈电感量和漏感的比例,即增加初级2.2中频段简化电路线圈的电感量,但同时不增加漏感,或减小漏在中频段时,漏感仍然很小,可以略去不感而不减小初级电感量。计,同