Малосигнальный входной звуковой трансформатор (фазоинвертор)

[Martian]

а зачем за пределами диапазона искажать, если нужно только то, что в диапазоне? или есть какой-то секрет?

[КРАМ]

As писал(а):

Теоретически - это даже возможно...

Сделать из обычного трансформатора фильтр с заданным АЧХ невозможно. Даже теоретически. Паразитные параметры не могут дать стабильные и высокодобротные склоны АЧХ.

[AlexS4]

ну можно цепочку трансформаторов... трансформатор 10го порядка

[КРАМ]

AlexS4 писал(а):

ну можно

Есть смутное подозрение, что аффтар пал жертвой термина "согласованный"...

[as265]

135 Ом - сопротивление обмотки (многовато, однако - у ДТН гораздо меньше...)

его можно частично (почти полностью) скомпенсировать усилительной схемой перед самим трансформатором

и если вторичка намотана в тесной связи с первичкой (потокосцепление близко к 1), то компенсация R первички даст на вторичке ЭДС, близкую к идеальной, несмотря на индуктивность первички и нелинейности (оные будут шунтироваться)

а так, если 135 ом оставить, там и ограничения полосы, и искажения похуже...

ну и если мы не стремимся получить минимальное активное сопротивление утолщением провода и увеличением числа витков, то сможем улучшить другие параметры гальваноразвязки

[U264]

as265, Спасибо за ваше сообщение.
Для упрощения анализа вашей информации, я разместил схему замещения малосигнального аудиотрансформатора.

Эквивалентная схема тр-ра.jpg

(139.7 KiB) Скачиваний: 127

При анализе работы сигнального трансформатора следует учитывать
1) импеданс источника сигнала
2) импеданс нагрузки
3) вид сигнала: импульсный (атака) или гармонический (затухание)
4) частотный диапазон: низкие средние высокие и ультразвуковые частоты ( анализ вести в частотной области.
5 ) Анализ атаки ( начала звука) вести во временной области ( как импульсного сигнала.
6) В случае анализа полного динамического диапазона учитывать пик-фактор звукового сигнала.

[as265]

импеданс нагрузки создает противодействующий ток, то есть если импеданс нагрузки мал (соизмерим с сопротивлением обмоток), будет наблюдаться "просадка" уровня сигнала (в том числе уменьшение магнитной индукции), при этом искажений от трансформатора будет меньше

эквивалентная последовательная индуктивность, если она большая, вкупе с низким импедансом нагрузки создаст более низкую частоту среза ВЧ, поэтому эквивалентную последовательную индуктивность лучше стремиться делать не больше той, при которой на заданной нагрузке не валится еще верхний край звукового диапазона

сопротивление первичной обмотки омическое включено последовательно с сигналом, формирует срез нижних частот и влияет на выделение нелинейностей магнитопровода, и его уменьшение (компенсация) расширяет АЧХ в сторону нижних частот, а также шунтирует нелинейности магнитопровода (меньше искажений на НЧ)

если говорить про сам трансформатор, то разные его параметры требуют выбора компромисса, а если говорить про трансформатор с усилительными схемами в составе устройства развязки, то компромиссы возможно снять

[U264]

as265, благодарю за ваше сообщение.

as265 писал(а):

импеданс нагрузки создает противодействующий ток, то есть если импеданс нагрузки мал (соизмерим с сопротивлением обмоток), будет наблюдаться "просадка" уровня сигнала (в том числе уменьшение магнитной индукции), при этом искажений от трансформатора будет меньше

Здесь всё понятно. Всё происходит согласно теории линейных электрических цепей. На модели ( эквивалентной схеме ) все элементы линейные и искажения должны быть линейными.

эквивалентная последовательная индуктивность, если она большая, вкупе с низким импедансом нагрузки создаст более низкую частоту среза ВЧ, поэтому эквивалентную последовательную индуктивность лучше стремиться делать не больше той, при которой на заданной нагрузке не валится еще верхний край звукового диапазона

На модели видны два канала прохождения энергии сигнала от источника в нагрузку, через электрическое поле конденсатора (С12 межобмоточная ёмкость ) и через магнитное поле идеального трансформатора ИТ). Т.к. малосигнальный трансформатор (мтр-р) устройство пассивное и не добавляет энергии из вне, а может только перераспределять энергию сигнала между каналами ( от источника через эл.поле и через магнитное в нагрузку). В случае полного аудио сигнала линейные искажения перераспределения вызывают смену тонового баланса в звучании ( как регулятор тембра вч/нч).

сопротивление первичной обмотки омическое включено последовательно с сигналом, формирует срез нижних частот и влияет на выделение нелинейностей магнитопровода, и его уменьшение (компенсация) расширяет АЧХ в сторону нижних частот, а также шунтирует нелинейности магнитопровода (меньше искажений на НЧ)

Далее о нелинейных искажениях мтр-р. По классике, они появляются вследствие попадания рабочей точки приложения сигнала на нелинейный участок передаточной характеристики. В случае трансформатора за крутизны передаточной характеристики отвечает проницаемость сердечника ( мю- наклон петли гистерезиса в рабочей точке). На модели модуляция мю сигналом приводит к модуляции эффективности преобразования индукция – эдс. На практике, для малых аудиосигналов, наклон петли гистерезиса (мю) меняется незначительно и нелинейные искажения не велики. На пика возможен заход рабочей точки в область насыщения с резким изменением мю( ход петли гистерезиса изламываеся) Происходит «клип» - плавное срезание пика сигнала на нагрузке.
Модуляция мю аудиосигналом приводит к синхронному изменению всех индуктивностей модели, т.к. они все связана с одним общим магнитным потоком. Для малосигнальной области такой модуляцией можно пренебречь.

если говорить про сам трансформатор, то разные его параметры требуют выбора компромисса, а если говорить про трансформатор с усилительными схемами в составе устройства развязки, то компромиссы возможно снять

Оптимизацию малосигнального трансформатора планируется не методом его изготовления, а методом селекции ( отбора из ряда готовых образцов ) плюс линейная до коррекция с помощью внешных линейных цепей. Для согласование параметров трансформатора с аудиосигналом буду вносить в исходный аудиосигнал линейные ( частотные) предискажения и выравнивание громкости ( нормирование амплитуды пиков) с помощью цифрового сигнального процессора (DSP).

[U264]

Итак, после отбора из нескольких десятков трансформаторов, в результате тестирования различными сигналами, на разных уровнях мощности самым оптимальным оказался согласующий малосигнальный трансформатор серии ТОТ ( модель тот 49) со следующими параметрами:
габаритной мощностью 0,1Вт;
Материал магнитопровода пермаллой 50НУ;
Коэффициент трансформации 1:1 (оптимальный)
импеданс входной 3300ом;( максимальный) влияет на полосу пропускания на низких ЗЧ;
импеданс нагрузки 2000ом; (оптимальный) влияет на полосу пропускания на высоких ЗЧ;
Сопротивление обмоток постоянном току: первичной 139ом, вторичной 114ом;
Индуктивность первички на холостом ходу 2,8Н;
Индуктивность рассеяния 0,07Н;
Межобмоточная ёмкость 29пф;
Полоса пропускания полной мощности 100-10000Гц;
Полоса пропускания НiRes аудио сигнала 20-20000Гц;
Коммутация обмоток приводит к изменению коэффициента трансформации до 1:3 и сужению полосы пропускания полной мощности. Самые низкие частоты НiRes аудио сигнала при этом искажаются на пиках. В результате многофакторной оптимизации коэффициент трансформации 1:1 с отводом от середины ( фазоинвертор) оказался оптимальным (максимальная полоса и минимум искажений).
Характеристики источника сигнала ( аудио DAC 24 bit ):
Выход без конденсаторный, выходное сопротивление 5ом, выходное напряжение 1Vrms на нагрузке 32-300ом, THD+N 0,004% (1000Гц).
Характеристики усилителя мощности для НiRes наушников SONY MDR-1A ( полоса воспроизводимых частот 5гц-100кгц).
Входной разделительный малосигнальный трансформатор подключен фазоинвертором на входе РР усилителя мощности на пентодах 6П14П по УЛ схеме с трансформаторным выходом в режиме А1 ток покоя ламп 45мА. Коэффициент усиления по напряжению равен 1.
Нагрузкой усилителя мощности служит низкоомный делитель с входным сопротивлением 7.6ом. и выходным 2Ом. Выходное напряжение выхода для наушников 1Vrms THD+N 0,05% (1000Гц)

[As]

U264 писал(а):

...Характеристики источника сигнала ( аудио DAC 24 bit ):
Выход без конденсаторный...

...В данном случае, конденсатор разделительный перед трансформатором весьма желателен - даже небольшое постоянное смещение повлияет на параметры трансформатора...

[U264]

As, Благодарю, ваше занечание понятно. Поставить конденсатор и проблема решена. А трансформатор тут зачем? Не нужен! Соединить конденсатором выход со входом. Сигнал пройдёт работать будет. Идём дальше. Если соединить напрямую выход со входом? тоже можно! Таким образом вопрос выбора межкаскадной связи становится дискуссионным. А что мы хотим? Усилить мощность аудиосигнала на оконечной нагрузке. А помехи, шумы и искажения тоже усилить? Нет, их желательно ослабить! Т.е сделать максимально возможным превышение мощности аудио сигнала над мощностью шума( помех, искажений) Да, так будет лучше! Но, как это сделать изменяя только межкаскадную связь?

[12943]

Нет никаких вопросов выбора "межкаскадной связи". Эта связь уже десятки лет представляет собой просто проводник - непосредственная, называется.
Превышение напряжения сигнала над всеми видами помех и искажений на выходе усилителя мощности больше, чем у самого лучшего ЦАПа.
Так что главная проблема - нежелание учиться.

[as265]

12943 писал(а):

Эта связь уже десятки лет представляет собой просто проводник - непосредственная, называется.

и проходит она внутри чипа микросхемы D класса с i2s входом

главная проблема - нежелание учиться грамотному субъективному сравнению хотя бы усилителей, abx коробочку там паять и все остальные вещи...\\

abx тест ваще круглые глаза вызывает

[As]

...Если я правильно понял суть темы, то она сводится к совсем простой идее: учитывая тот факт, что любой современный цифровой источник имеет на линейном выходе амплитуду сигнала до двух вольт на сопротивлении 600 ом, можно простым трансформатором увеличить амплитуду сигнала до необходимой для раскачки лампового двухтактного каскада... Гальваническая развязка здесь, в принципе, не нужна... (и какая-либо фильтрация - тоже не нужна! Входная цепь лампового каскада линейна - значит, детектирования ВЧ-помех не будет, они просто будут ослаблены в выходном трансформаторе. По низким частотам, конечно, чуть-чуть ограничить будет полезно - иначе габариты и масса трансформаторов получаются уж очень большими...)

[U264]

12943, as265, Я им про Фому они мне про Ерёму.Прошу придерживаться рамок заданных названием темы.
Ни какие усилители, цифровые интерфейсы и методы субъективного тестирования меня не интересуют. Я задаю конкретные вопросы прошу отвечать на них. Если нет ответа проходите мимо.

[12943]

Отвечаю конкретно: прекращайте задавать дурацкие вопросы и начинайте учиться.

[kentgaryk]

U264 писал(а):

А чо можешь то? Оптимальный ( согласованный )фильтр для непрерывного аудиосигнала из трансформатора как сделать научи.

Научиваю - оптимальная (согласованная) фильтрация не применяется в звуковоспроизведении. Аминь!

Про оптимальную фильтрацию читай книжки по радиоприемным устройствам, курс радиолокации и т.д. В общем - учи матчасть по возможности. Малосигнальный входной звуковой трансформатор (фазоинвертор) тут как волку жилетка.

Применяются они обычно в профессиональной эстрадной аппаратуре, чтобы не создавать земляных петель, ну или в фазоинверторах старинных усилителей (тогда он не входной, а согласующий). При работе на высокоомную нагрузку, в режиме близком к ХХ трансформатор на обычном железе обеспечивает приемлемую полосу и небольшие искажения. В современной жизни весьма удобен для развязки источника сигнала и автомобильного усилителя питаемых от бортсети (если в БП усилителя развязка отсутствует).


Я себе делал такую шнягу. Мотал на обычном железе от какого то связного говна. Полоса от 30Гц до 20 кГц практически ровная при нагрузке 10кОм. При напряжении 0,5 - 1В искажения визуально отсутствуют.



Мотаны правда сразу в два провода, имеют незначительную индуктивность рассеяния но значительную межобмоточную емкость, что иногда нежелательно.

[as265]

Мотаны правда сразу в два провода, имеют незначительную индуктивность рассеяния но значительную межобмоточную емкость, что иногда нежелательно.

изоляция еще Вольт 200 или сколько там провод держит...
а емкость межобмоточная это сколько?

я знаю наверное, что это за изделие, это дроссель со скомпенсированными токами получился

ну тоже полезная весч

[kentgaryk]

Изоляция провода держит вроде 600В, но это не существенно т.к. используется на катере с бортовой сетью 12В. Просто нужна гальваническая развязка.
Емкость под 1нФ где то но она не мешает в моем случае.

это дроссель со скомпенсированными токами получился

Это катушка с двумя обмотками, которая может быть дросселем, а может трансформатором, в зависимости от использования, как и любая катушка индуктивности с количеством обмоток больше чем одна.

[as265]

а тут зависит от того, в каком диапазоне частот наведена межкорпусная разность напряжений...

один будет как трансформатор, второй как дроссель со скомпенсированными токами, правда, надо чето сделать с последовательным резонансом..