Аудио-википедия

База знаний по hi-fi и high-end технике и комплектующим, отзывы и впечатления

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Вы находитесь здесь: Audio-wiki » Усилители » Ламповые » Зазор в выходном трансформаторе (Партридж)
Вы посетили:
4amps:1tu:partridge

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Следующая версия 		Предыдущая версия
4amps:1tu:partridge [2022/01/28 12:29]
staudio создано 		4amps:1tu:partridge [2022/01/28 12:36] (текущий)
staudio
Строка 1: Строка 1:
-===== DR. ТОМ HODGSON Sound Practices № 10 =====+===== Зазор в выходном трансформаторе (Партридж) =====
  
-ЧАСТЬ II (OKOHЧAHИE). DR. ТОМ HODGSON Sound Practices № 10. +ЧАСТЬ II (OKOHЧAHИE). DR. ТОМ HODGSON Sound Practices № 10\\ 
-Продолжаю свои заметки, начатые в S.P. № 5, о пионерских работах Партриджа по искажениям в выходных трансформаторах. Вкратце напомню смысл первой части: д-р Партридж в конце 30-х был захвачен идеей выходного трансформатора (ОТ-Output transformer) для РР (push-pull) с воздушным зазором. Этот зазор уменьшал индуктивность первички, оттого габариты сердечника были существенно больше. Трансформатор его разработки для 10-ваттного двухтактника Уильямсона*, с КТ-66 на выходе, включенных триодами, весил 14 фунтов при Ш-железе и 10 фунтов при стержневой конструкции сердечника.+Продолжаю свои заметки, начатые в S.P. № 5, о пионерских работах Партриджа по искажениям в выходных трансформаторах. Вкратце напомню смысл первой части: д-р Партридж в конце 30-х был захвачен идеей выходного трансформатора (ОТ-Output transformer) для РР (push-pull) с воздушным зазором. Этот зазор уменьшал индуктивность первички, оттого габариты сердечника были существенно больше. Трансформатор его разработки для 10-ваттного двухтактника Уильямсона, с КТ-66 на выходе, включенных триодами, весил 14 фунтов при Ш-железе и 10 фунтов при стержневой конструкции сердечника.
  
 Он показал, что искажения, вносимые ОТ максимальны на низких частотах и даже пытался ввести индексы для трансформаторов, путем измерения индуктивности на сетевой частоте, удобных при расчете для получения возможно большей мощности. Им был поставлен вопрос об измерении искажений формы сигнала на частотах гораздо ниже общепринятых, где АЧХ линейна, так как продукты нечетного порядка буквально топили сигналы основного тона в области низких частот. Он показал, что искажения, вносимые ОТ максимальны на низких частотах и даже пытался ввести индексы для трансформаторов, путем измерения индуктивности на сетевой частоте, удобных при расчете для получения возможно большей мощности. Им был поставлен вопрос об измерении искажений формы сигнала на частотах гораздо ниже общепринятых, где АЧХ линейна, так как продукты нечетного порядка буквально топили сигналы основного тона в области низких частот.
Строка 10: Строка 10:
  
 Главное, что требуется от трансформатора это, чтоб он был линейным устройством. Давайте посмотрим на его магнитные свойства с точки зрения выходного напряжения U (подобно индукции/плотности магнитного потока В) в зависимости от входного параметра - тока I (подобно намагничивающей силе Н). График будет подобен сквозной характеристике (зависимость вход/выход), присущей многим электронным устройствам. На Рис. 1 представлена начальная петля гистерезиса для современных типов кремнистого железа, применяемого для ОТ без зазора. Характеристика, как видим, далека от линейной. На малых уровнях усилитель будет иметь резко выраженные нечетные искажения (типа ступеньки). На самых высоких амплитудах, что соответствует магнитному насыщению сердечника (при индукции порядка 15 кГаусс), усилитель станет клипировать опять-таки с большим уровнем нечетных гармоник. Главное, что требуется от трансформатора это, чтоб он был линейным устройством. Давайте посмотрим на его магнитные свойства с точки зрения выходного напряжения U (подобно индукции/плотности магнитного потока В) в зависимости от входного параметра - тока I (подобно намагничивающей силе Н). График будет подобен сквозной характеристике (зависимость вход/выход), присущей многим электронным устройствам. На Рис. 1 представлена начальная петля гистерезиса для современных типов кремнистого железа, применяемого для ОТ без зазора. Характеристика, как видим, далека от линейной. На малых уровнях усилитель будет иметь резко выраженные нечетные искажения (типа ступеньки). На самых высоких амплитудах, что соответствует магнитному насыщению сердечника (при индукции порядка 15 кГаусс), усилитель станет клипировать опять-таки с большим уровнем нечетных гармоник.
 +\\
 +{{4amps:1tu:hodgson1.gif}}\\
 +\
 +Заметьте, что значения тока, отложенные на горизонтальной шкале, всего несколько миллиампер. И этого достаточно, чтобы вогнать трансформатор в насыщение. Воздушный зазор, предложенный Партриджем, пластины из пермаллоя вперемежку с обычным железом у 20-20 Plus (спасибо ля Февру за историческую справку о фирме Peerless), все это предназначено для линеаризации гистерезиса в РР выходном трансформаторе.
  
-Заметьте, что значения тока, отложенные на горизонтальной шкале, всего несколько миллиампер. И этого достаточно, чтобы вогнать трансформатор в насыщение. Воздушный зазор, предложенный Партриджем, пластины из пермаллоя вперемежку с обычным железом у 20-20 Plus*** (спасибо ля Февру за историческую справку о фирме Peerless), все это предназначено для линеаризации гистерезиса в РР выходном трансформаторе. +На Рис. 2 показана часть петли гистерезиса для однотактного трансформатора с зазором 0,006 дюйма (примерно 0,2 мм) или чуть больше того.\\
- +
-На Рис. 2 показана часть петли гистерезиса для однотактного трансформатора с зазором 0,006 дюйма (примерно 0,2 мм) или чуть больше того.+
  
 +{{4amps:1tu:hodgson2.gif}}\\
 +\\
 Можно сказать, что к зазору "приложен" ток подмагничивания и при его увеличении (тока), рабочая точка с входным сигналом все более смещается вправо. Изначально я выбрал значение постоянного тока в 50 mА, как весьма типичное для однотактных усилителей. На Рис. 2 показана также (в едином масштабе) и петля для сердечника, не имеющего зазор, то есть с высокой магнитной проницаемостью ц. Так что можно сразу оценить, как происходит линеаризация магнитной характеристики в однотактном трансформаторе. Можно сказать, что к зазору "приложен" ток подмагничивания и при его увеличении (тока), рабочая точка с входным сигналом все более смещается вправо. Изначально я выбрал значение постоянного тока в 50 mА, как весьма типичное для однотактных усилителей. На Рис. 2 показана также (в едином масштабе) и петля для сердечника, не имеющего зазор, то есть с высокой магнитной проницаемостью ц. Так что можно сразу оценить, как происходит линеаризация магнитной характеристики в однотактном трансформаторе.
  
Строка 24: Строка 28:
  
 Нам нужно, чтобы выходной трансформатор SE был так называемой линейной индуктивностью или дросселем, если хотите. То есть линия ВН должна представлять собой прямую, чтобы индуктивность не изменялась от амплитуды сигнала. И лучше, чтоб она оставалась постоянной во всем диапазоне токов, идущих через лампу. Эти требования наглядно представлены на Рис. 3 и 4 для трансформаторов Magnequest FS030 3 кОм и Audio Note 25 w 2,5 кОм, естественно однотактных. В соответствии с рекомендациями Партриджа, я подавал напряжение сети (60 Гц) от ЛАТРа с ничтожным выходным сопротивлением. Замеряя ток по первичке и напряжения по входу и выходу, получил значения индукции В. Картинки взяты с экрана осциллографа. Все соответствовало процедуре измерений, указанных в справочниках по магнитным материалам: амплитудные качания В были порядка 15% от значения индукции по постоянному току (это огромные амплитуды, так как поданное напряжение было равно 141 V RMS, что соответствует ±200 V по амплитуде). Это по крайней мере вдвое больше, чем при работе с триодом 300В, так что любое проявление нелинейности сразу бы стало заметно. Нам нужно, чтобы выходной трансформатор SE был так называемой линейной индуктивностью или дросселем, если хотите. То есть линия ВН должна представлять собой прямую, чтобы индуктивность не изменялась от амплитуды сигнала. И лучше, чтоб она оставалась постоянной во всем диапазоне токов, идущих через лампу. Эти требования наглядно представлены на Рис. 3 и 4 для трансформаторов Magnequest FS030 3 кОм и Audio Note 25 w 2,5 кОм, естественно однотактных. В соответствии с рекомендациями Партриджа, я подавал напряжение сети (60 Гц) от ЛАТРа с ничтожным выходным сопротивлением. Замеряя ток по первичке и напряжения по входу и выходу, получил значения индукции В. Картинки взяты с экрана осциллографа. Все соответствовало процедуре измерений, указанных в справочниках по магнитным материалам: амплитудные качания В были порядка 15% от значения индукции по постоянному току (это огромные амплитуды, так как поданное напряжение было равно 141 V RMS, что соответствует ±200 V по амплитуде). Это по крайней мере вдвое больше, чем при работе с триодом 300В, так что любое проявление нелинейности сразу бы стало заметно.
 +\\ 
 +{{4amps:1tu:hodgson3.gif}}\\ 
 +\\
 Нет сомнений, что представленные трансформаторы являются линейными индуктивностями, даже когда токи подмагничивания были по крайней мере на 50% больше того значения, которое предназначалось для работы их в усилителях. Magnequest показал даже более консервативные результаты (т.е. с большим запасом) против того, на что он был нормирован. Даже при явно избыточных значениях I0, трансформаторы показали лишь слабое скругление характеристики ВН (2-я гармоника). И не забудьте, что в реальных условиях вы никогда не станете терзать трансформаторы по переменному току, как это сделал я при тестировании. Оба два - прекрасные устройства. Нет сомнений, что представленные трансформаторы являются линейными индуктивностями, даже когда токи подмагничивания были по крайней мере на 50% больше того значения, которое предназначалось для работы их в усилителях. Magnequest показал даже более консервативные результаты (т.е. с большим запасом) против того, на что он был нормирован. Даже при явно избыточных значениях I0, трансформаторы показали лишь слабое скругление характеристики ВН (2-я гармоника). И не забудьте, что в реальных условиях вы никогда не станете терзать трансформаторы по переменному току, как это сделал я при тестировании. Оба два - прекрасные устройства.
  
Строка 30: Строка 36:
  
 Чтобы далее продемонстрировать, насколько SE трансформаторы линейны, привожу графики индуктивности первичной обмотки в зависимости от постоянного тока через выходную лампу (Рис. 5) и от эффективного напряжения на концах обмотки (Рис. 6). Результаты уже сами по себе объясняют многое и дают ответ на часто задаваемый вопрос о том, с каким током лампы должен работать тот или иной трансформатор? Надеюсь, мои измерения, наконец, убедили вас, что данные ОТ есть линейные дроссели (индуктивности) для работы, скажем, с 300В. Искажения, хоть сколько-нибудь ощутимые, порождены выходной лампой. Доказать это и было смыслом работ Партриджа. Чтобы далее продемонстрировать, насколько SE трансформаторы линейны, привожу графики индуктивности первичной обмотки в зависимости от постоянного тока через выходную лампу (Рис. 5) и от эффективного напряжения на концах обмотки (Рис. 6). Результаты уже сами по себе объясняют многое и дают ответ на часто задаваемый вопрос о том, с каким током лампы должен работать тот или иной трансформатор? Надеюсь, мои измерения, наконец, убедили вас, что данные ОТ есть линейные дроссели (индуктивности) для работы, скажем, с 300В. Искажения, хоть сколько-нибудь ощутимые, порождены выходной лампой. Доказать это и было смыслом работ Партриджа.
 +\\ 
 +{{4amps:1tu:hodgson5.gif}}\\ 
 +{{4amps:1tu:hodgson6.gif}}\\ 
 +\\
 Не жалко повторить еще раз, что оба трансформатора превосходны. Не жалко повторить еще раз, что оба трансформатора превосходны.
  
Строка 42: Строка 51:
  
 Чтобы иметь представление об образчике "плохонького" транса, на Рис. 7 даны кривые ВН при разных токах I0. Сам он нормирован на 75 mA с индуктивностью 54 Гн, весит 8,6 фунта с сечением стали в катушке всего лишь 1,5x1,5 дюйма (1 дюйм = 2,54 см). Как его можно применять, если стоит он только $80? Наш показатель равен 54 х 8,6/80=5,8! Вот это покупка! Купили рублей на пятак. Теперь глянем на кривые ВН Рис. 7. Очевидно, на 60 Гц искажения на второй гармонике превысят 1% (при I0=75 mA), что даст на выходе ясно слышимый сигнал двойной частоты и мутный, темный звук. Что же стало причиной? Чтобы иметь представление об образчике "плохонького" транса, на Рис. 7 даны кривые ВН при разных токах I0. Сам он нормирован на 75 mA с индуктивностью 54 Гн, весит 8,6 фунта с сечением стали в катушке всего лишь 1,5x1,5 дюйма (1 дюйм = 2,54 см). Как его можно применять, если стоит он только $80? Наш показатель равен 54 х 8,6/80=5,8! Вот это покупка! Купили рублей на пятак. Теперь глянем на кривые ВН Рис. 7. Очевидно, на 60 Гц искажения на второй гармонике превысят 1% (при I0=75 mA), что даст на выходе ясно слышимый сигнал двойной частоты и мутный, темный звук. Что же стало причиной?
 +\\ 
 +{{4amps:1tu:hodgson7.gif}}\\ 
 +\\
 Легко ответить на вопрос, почему не получить такое значение индуктивности при столь малом сечении железа. Но при небольшом увеличении зазора, индуктивность упала до 38 Гн, а трансформатор стал вполне линейным. Для 54 Гн нужно уложить огромное количество витков и это не пройдет безнаказанно. Легко ответить на вопрос, почему не получить такое значение индуктивности при столь малом сечении железа. Но при небольшом увеличении зазора, индуктивность упала до 38 Гн, а трансформатор стал вполне линейным. Для 54 Гн нужно уложить огромное количество витков и это не пройдет безнаказанно.
  
4amps/1tu/partridge.1643362170.txt.gz · Последнее изменение: 2022/01/28 12:29 — staudio

Инструменты страницы

Если не указано иное, содержимое этой вики предоставляется на условиях следующей лицензии: CC Attribution-Share Alike 4.0 International
CC Attribution-Share Alike 4.0 International Donate Powered by PHP Valid HTML5 Valid CSS Driven by DokuWiki