Содержание:
В данном материале приводится справочная информация по выходным звуковым трансформаторам ТВЗ — размеры сердечника, количество витков и диаметр провода обмоток.
Информация будет полезна для использования данных унифицированных трансформаторов в качестве готовых выходных, в схемах самодельных ламповых усилителей.
Приведены примеры возможных доработок ТВЗ для улучшения АЧХ и уменьшения коэффициента искажений.
Подключение трансформатора ТВЗ к схеме не вызовет проблем.
Боле низкоомная обмотка, намотанная толстым проводом — подключается к динамику.
Обмотка с тонким проводом и сопротивлением несколько десятков Ом — к аноду лампы УНЧ.
Список отечественной звуковоспроизводящей аппаратуры где используются трансформаторы ТВЗ и их технические параметры показаны в таблице:
Где стоял трансформатор ТВЗ
Трансформатор ТВЗ стоял в выходном каскаде лампового усилителя звука от черно белого телевизора (ТВЗ-1-9)
Стандартные параметры наиболее распространённого трансформатора ТВЗ-1-9:
- индуктивность первичной обмотки L1 — 6,5 Гн;
- индуктивность рассеяния (приведенная к первичной обмотке) Ls — 56 мГн;
- емкость (приведенная к первичной обмотке) С — 0,3 мкФ;
- активное сопротивление первичной обмотки г1 — 269 Ом;
- активное сопротивление вторичной обмотки г2 — 0,32 Ом;
- коэффициент трансформации n — 37.
Чаще всего трансформаторы рассчитаны на подключение динамиков сопротивлением 4 Ома. Для других значений выходного сопротивления нагрузки их необходимо домотать.
- Rн = 4 Ом, вторичная = 58 витков (без переделки)
- Rн = 8 Ом, вторичная = 82 витков (домотать 24 витка)
- Rн = 16 Ом, вторичная = 116 витков (домотать 58 витков)
Тогда напряжение на домотанной вторичной обмотке для 8 Ом должно получиться 8.5-9В, для 16 Ом — 12В.
Характеристика трансформатора ТВЗ, обмоточные данные
Видео: Сравнение Твз 1-9 и самодельного трансформатора
Намотка трансформатора ТВЗ, рассчет
Первичная обмотка трансформаторов ТВС-1-9, ТВ-2Ш-2 состоит из 2150 витков (согласно рисунку 1 – первичная обмотка 1-2), вторичная из 58 витков (обмотка 3-4).
Замечу трансформатор ТВ-2Ш-2 имеет также отвод под номером 5 от дополнительной вторичной обмотки (40 витков), но для моей переработки трансформатора под другой выходной импеданс ее нужно отмотать, поэтому на рисунке она не указана.
Едва ли не самый главный параметр любого трансформатора – это его коэффициент трансформации (transformation ratio).
Коэффициентом трансформации (КТ) называют величину отношения напряжения в одной обмотке к другой в режиме холостого хода. То есть, если подсоединить к обмотке трансформатора источник определенного напряжения с определенной частотой, то полученное напряжение в другой обмотке трансформируется в «n» количество раз. Во сколько раз трансформировалось напряжение по отношению к подключенной и определяет точный КТ.
Для выходных трансформаторов КТ обычно определяют по количеству витков обмоток, поэтому используют термин turns ratio.
Определим КТ трансформаторов ТВС-1-9, ТВ-2Ш-2 по количеству витков обмоток:
n = w1/w2 = 2150/58 = 37,1
n – коэффициент трансформации (transformation ratio or turns ratio).
w1 – количество витков первичной обмотки (primary winding).
w2 – количество витков вторичной обмотки (secondary winding).
Зная КТ любого выходного трансформатора (даже неизвестного, без маркировки…) можно легко сосчитать импеданс его первичной обмотки (Ra). Например, есть желание подключить ко вторичной обмоте громкоговоритель с импедансом 4 Ohm (именно на такую нагрузку рассчитаны трансформаторы ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2), тогда:
Ra = Rn*(n*n) = 4 Ohm*(37,1*37,1) = 5505,64 Ohm
Ra – импеданс первичной обмотки или входной импеданс трансформатора (primary impedance or input impedance).
Rn – импеданс громкоговорителя подсоединенного ко вторичной обмоте или выходной импеданс трансформатора (secondary impedance or output impedance).
Для удобства результат лучше округлить до 5500 Ohm (5,5k).
На рисунке 2 изображено, что трансформатор ТВЗ-1-9 (ТВ-2Ш-2) нагруженный четырехомным громкоговорителем будет создавать анодную нагрузку (Ra) лампы выходного контура усилителя 5500 Ohm.
Таким образом можно подобрать усилитель для работы с этим трансформатором (для лампы выходного контура смотрим рекомендуемые режимы эксплуатации, если удастся найти, конечно).
Существует теория, что для оптимальной работы анодная нагрузка (Ra) тетрода или пентода должна быть в 10-20 раз меньше внутреннего импеданса (Ri) выходной лампы при заданном режиме ее работы. А для триодов в выходном контуре, наоборот – анодная нагрузка (Ra) в 3-5 раз больше внутреннего импеданса (Ri) лампы.
Чтобы это рассчитать, используют формулу:
Ri = Ra/α
Ra = Ri*α
α = Ra/Ri
Ri – внутренний импеданс (или сопротивление в динамическом режиме) выходной лампы при заданном режиме ее работы (internal impedance, может быть указан буквой Z).
α – коэффициент внутреннего импеданса лампы к анодной нагрузке. При использовании тетрода или пентода в исходном контуре может находиться в пределах от 0,1 до 0,2. При использовании триода (или тетрода, пентода в триодном подключении) – от 3 до 5. Выбор больших значений приведет к более широкому диапазону в сторону нижних воспроизводимых частот. Для гитарных усилителей следует использовать меньший коэффициент, для большей выходной мощности.
Найдем оптимальный Ri тетрода или пентода с анодной нагрузкой 5500 Ohm:
Ri = Ra/α = 5500 Ohm/0,1 = 55000 Ohm (55k)
Чем меньше 55k будет внутренний импеданс (Ri) выходной лампы при заданном режиме ее работы, тем шире диапазон в сторону нижних частот можно получить на выходе трансформатора, но соответственно меньшую выходную мощность.
Но трансформаторы TВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 не обречены работать только с нагрузкой вторичной обмотки 4 Ohm. Аналогичным способом можно счесть импеданс первичной обмотки (Ra) с любыми другими нагрузками на вторичную. Например, со стандартными громкоговорителями:
Если Rn=8 Ohm, тогда Ra=11000 Ohm.
Если Rn=16 Ohm, тогда Ra=22000 Ohm.
На рисунке 3 проиллюстрировано как нагрузка на вторичную обмотку (Rn) влияющая на входной импеданс трансформатора (Ra) согласно коэффициенту трансформации (n). Зная два из этих параметров, всегда можно найти третий:
Ra = Rn*(n*n)
Rn = Ra/(n*n)
n = sqr (Ra/Rn)
Напомню, моя цель – пристроить трансформатор ТВ-2Ш-2 для работы с пружинным ревербератором 4AB3C1B, который создает нагрузку на вторичную обмотку 8 Ohm:
Spring Reverb 4AB3C1B:
Input transducer: импеданс = 8 Ohm, DC resistance = 0,7 Ohm.
Output transducer: impedanсe = 2250 Ohm, DC resistance = 200 Ohm.
В моем усилителе «Spudnik Reverb Amp» выходной каскад драйвера ревербератора сделан на тетроде 6П6С. С импедансом первичной обмотки 11000 Ohm будут большие потери выходной мощности, а нижние частоты пружинному ревербератору не нужны. Придется сменить КТ трансформатора. Чтобы изменился КТ, нужно изменить количество витков одной из обмоток трансформатора. Так как количество витков трансформатора ТВ-2Ш-2 (ТВЗ-1-9) известно, это не составляет проблем. Попробую приблизить его характеристику трансформации к Hammond 1750AX – импеданс первичной обмотки 7500 Ohm при нагрузке на вторичную 8 Ohm.
Определяю нужный коэффициент трансформации:
n = sqr (Ra/Rn) = sqr (7500 Ohm/8 Ohm) = 30,62
Остается сосчитать на какое количество витков нужно изменить одну из обмоток трансформатора. Сменить можно как первичную, так и вторичную обмотку, рассмотрим оба варианта.
Известно, что в трансформаторах ТВ-2Ш-2 (ТВЗ-1-9) первичная обмотка осуществлена поверх вторичной, поэтому можно легко домотать или отмотать нужное количество ее витков. Считаем количество витков первичной обмотки для нужного коэффициента трансформации 30,62 при имеющейся вторичной обмотке, состоящей из 58 витков:
w1=w2*n=58*30,62=1776
После того, как я отмотал от первичной обмотки 374 витки, трансформатор ТВ-2Ш-2 имеет КТ 1 до 30,62. Но таковой метод переработки отлично подходит только для работы с пружинным ревербератором. С уменьшением витков первичной обмотки ее индуктивность также становится меньше, это приводит к сужению диапазона воспроизводимых частот. Индуктивность первичной обмотки (inductance) напрямую зависит от количества ее витков и магнитопроводности железа.
Для заслуги той же цели можно не трогать первичную, а домотать вторичную обмотку трансформатора.
Считаем количество витков вторичной обмотки для коэффициента трансформации 30,62:
w2 = w1/n = 2150/30,62 = 70,2
То есть, 12-13 витков вторичной обмотки нужно домотать до уже имеющихся 58.
Теперь можно осторожно разобрать трансформатор, учитывая, что после домотки нужно будет его так же собрать.
Как уже отмечалось, в трансформаторах ТВ-2Ш-2, ТВЗ-1-9 вторичная обмотка находится под первичным слоем, поэтому доматировать 13 витков нужно третьим слоем (рисунок 4, обмотка 4-5). Намотка производится в таком же направлении, что и сделана первичная обмотка, проволокой диаметром не менее 0,55 мм. Начало новой обмотки соединяется с концом «старой» вторичной обмотки.
При собрании трансформатора старая прокладка между «I» и «Ш»-образными пластинами магнитопроводного железа, скорее всего, уже будет непригодна. Ее следует заменить изготовив из тонкой бумаги. Она будет предотвращать намагничивание железа от постоянного тока.
Теперь трансформатор ТВ-2Ш-2 будет обладать характеристиками согласно рисунку 4.
На основе этой базовой информации можно посчитать намотку под любой другой входной и выходной импеданс трансформаторов ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 или других для дальнейшей их переработки.