Äänimuuntaja

Mikä on muuntaja?

Muuntaja on staattinen sähkölaite, joka siirtää energiaa kahden tai useamman piirin välillä sähkömagneettisen induktion kautta. Muuntaja voi nostaa tai laskea signaalijännitettä. Muuntajalla ei ole suoraa yhteyttä ensiö- ja toisiokäämien välillä, sähköenergia siirretään sähkömagneettisen induktion avulla. Tästä eristetystä ominaisuudesta primäärin ja sekundäärin välillä muuntaja tarjoaa sähköeristyksiä primäärisen ja sekundäärisen välillä, mikä tarkoittaa tuloa ja lähtöä tai päinvastoin. Olemme käsittäneet yksityiskohtaisen artikkelin muuntajista.

Äänimuuntaja

Muuntaja vastaanottaa sinimuotoisen tulosignaalin ja muuntaa sen lähtösignaaliksi. Tämän muuntamisprosessin aikana näiden kahden välillä ei ole fyysisiä yhteyksiä. Tämä muunnos tapahtuu tosiasiallisesti kahdella tai useammalla eristetyllä kuparilangakelalla (jotka on merkitty käämeiksi) kääritty magneettisen rautasydämen ympärille.

Audiomuuntaja käyttää tätä eristysominaisuutta ja luo eristyksen ulostulokaiuttimien tai äänipiirien välille muuntajan tulopuolen vahvistinjärjestelmällä. Tällöin ensiö- ja sekundäärikäämityksen kierrosluku on kiinteä 1: 1. Tämän vuoksi muuntaja ei muuta jännitettä tai virtatasoa. Se luo vain eristyksen tulovahvistimien ja ulostulokaiutinjärjestelmän välillä.

Muun kuin eristysmuuntajan lisäksi on myös toinen äänimuuntaja, joka muuttaa lähtöjännitetasoa vaihtovirran tulosignaalista riippuen. Kaiutin on valtava kuormitus, ja sen on annettava vaadittu virta ja jännite sen yli oikean äänen tärinän tuottamiseksi. Audio muuntaja, jossa on Step-up ominaisuus tehostaa jännitteen tai nykyinen taso ajaa kuorman yli. Sama tapahtuu myös Stepdown-muuntajalle. Se muuntaa jännitteen suuremmasta pienemmäksi lisääntyneen virtalähteen avulla.

Äänimuuntajassa on myös impedanssin sovitusmääritykset. Kun yhden piirin tai laitteen lähtö on kytketty suoraan toisen laitteen tuloon, on erittäin tärkeää, että molemmat laitteen lähtöimpedanssi ja laitteen sisäänmenoimpedanssi vastaavat toisiaan. Impedanssin sovitusmuuntaja tarjoaa tämän ominaisuuden ja muuntaa suuremman impedanssin lähdön pienemmäksi impedanssiksi matalan impedanssin kaiuttimen ajamiseksi tai syöttämiseksi toiseen matalan impedanssin laitteeseen.

Äänimuuntajan toiminta ja sen rakentaminen

Vaikka äänimuuntajalla ei ole fyysistä yhteyttä ensisijaisen ja toissijaisen kelan välillä, muuntaja tarjoaa kaksisuuntaisen piirteen näiden kahden käämityksen välillä. Voimme myös käyttää samaa ensisijaista puolta toissijaisena ja toissijaisena kuin ensisijainen. Tällöin muuntaja tuottaa signaalin menetystä yhteen suuntaan ja signaalin vahvistuksen päinvastaisessa suunnassa tai päinvastoin.

Audiomuuntaja toimii taajuuksilla 20 Hz - 20 kHz. Joten äänimuuntajan toiminnalla on paljon laajempi taajuusalue.

Kuten edellä keskusteltiin, äänimuuntajassa käytetään impedanssitasapainotustekniikkaa. Se on erittäin hyödyllinen vahvistimien ja kuormien (kaiutin ja muut) tasapainottamiseen, jotka käyttävät eri tulo- tai lähtöimpedansseja maksimaaliseen tehonsiirtosovellukseen.

Nykyään kaiuttimien impedanssit vaihtelevat välillä 4-16 ohmia, tyypillisesti 4 ohmia, 8 ohmia tai 16 ohmia kaiuttimia on saatavilla, kun taas transistori- tai kiinteän tilan vahvistimet käyttävät 200-300 ohmin lähtöimpedanssia. Jos vahvistin on retro-muotoinen, kuten vanha venttiili- tai putkivahvistin, lähtöjännite saavuttaa joskus 300 V: n impedanssilla 3 k. Tarvitsemme impedanssimuuntajan, joka muuntaa korkean impedanssin matalaksi impedanssiksi ja muuntaa jännitteen ja virran tasolle, joka ohjaa suoraan kaiutinta.

Muuntajalla voi olla useita käämiä ensiö- ja toisiopuolella. Ensiö- ja toisiokäämien välistä suhdetta, ensiöpuolella olevien kierteiden lukumäärää ensiöpuolella (Np) ja useita kelojen kierroksia toissijaisissa puolissa (Ns) kutsutaan käännösten suhde. Tämä käännössuhde määrittää myös ensiö- ja toisiojännitesuhteen, koska jännite on suoraan verrannollinen ensiö- ja toisiokäämikierroksiin.

Joten, N _P / N _S = V _P / V _S

Äänimuuntajan impedanssisuhde

Impedanssi on tärkein impedanssia muuntajien tekijä. Impedanssin sovitusmuuntajalle primäärisen ja sekundäärisen impedanssisuhde voidaan laskea käyttämällä ensiö- ja toisiokierrosta tai ensiö- ja toissijaista lähtöjännitettä.

Impedanssisuhteen laskemiseksi meidän on neliöitava muuntajan käännösten suhde tai muuntajan jännitesuhde.

Yllä olevassa yhtälössä, Z _P on ensisijainen impedanssi ja Z _S on toissijainen impedanssi. N _P / N _S on muuntajan kierrosluku ja V _P / V _S on muuntajan jännitesuhde. Impedanssisuhde on käännösten neliösuhde tai jännitesuhde. Joten muuntaja, jolla on 4: 1 kierrossuhde tai jännitesuhde, voisi tuottaa impedanssisuhteen 16: 1.

Esimerkki

Voimme laskea joitain käytännön arvoja yllä annettujen kaavojen mukaan.

Oletetaan, että muuntajaa, jonka kierrosluku on 25: 1, käytetään tasapainottamaan tehovahvistimen lähtö kaiuttimella. Tehovahvistin tarjoaa 100 ohmin lähtöimpedanssin, mikä olisi nimellinen kaiuttimen impedanssi, jota tarvitaan maksimaaliseen tehonsiirtoon?

Ratkaisu:

Joten käyttämällä 25: 1 kierrosta muuntajaa 100Ω: n tehovahvistimessa voisimme tehokkaasti ajaa 4Ω: n kaiutinta maksimaalisella tehonsiirrolla.

Äänimuuntajan tyypit

Kuten edellä mainitussa segmentissä todettiin, äänimuuntajaa voidaan käyttää useissa sovelluksissa. Mutta yleensä kolmea tyyppisiä äänimuuntajia käytetään pääasiassa ääniin liittyviin tarkoituksiin.

1. Impedanssi vastaava muuntaja
2. Tehosta audiomuuntajaa laajalla taajuusalueella, joka on kuultavan taajuuden sisällä.
3. Astu alas audiomuuntajasta, jolla on laaja taajuusalue, joka on kuultavan taajuuden sisällä.

Saatavilla on myös toinen erityinen äänimuuntaja, joka on hyödyllinen digitaalisissa äänisovelluksissa ja toimii yleensä suurella taajuudella.

Muuntajilla voi olla myös useita ensisijaisia ​​ja toissijaisia ​​hanoja, jotka tarjoavat käyttäjälle joustavuutta muuttaa lähtölaitteita muuttamatta kallista äänimuuntajaa. Esimerkiksi muuntajassa voi olla useita toissijaisia ​​hanoja useiden kuormien yhdistämiseksi 4 ohmilla, 8 ohmilla tai jopa 16 ohmin impedanssilla, mutta vain yksi hana on kytkettävä kuormaan työskenneltäessä sen kanssa. Tällaiset muuntajat ovat yleensä kalliita, ja ne löytyvät retro-musiikkijärjestelmistä tai vahvistimista.

Muuntajalla voi olla eri kappaleet riippuen siitä, missä sitä käytettäisiin. Kehikon kiinnitys muuntaja tarvitsee tukialustan tukemaan vieviä paino. Lisäksi on olemassa piirilevylle asennettuja äänimuuntajia, jotka ovat saatavana eri muodoissa ja kooissa niiden teknisten ominaisuuksien ja käyttötarkoituksen mukaan.

Mikrofonimuuntaja

Mikrofonimuuntajaa käytetään pääasiassa vahvistimen ja mikrofonin impedanssin tasapainottamiseen. Se on välttämätöntä, koska vahvistimen tulon ja mikrofonin lähdön epätasapainoinen impedanssi aiheuttaa signaalin menetystä.

Mikrofonimuuntaja ei vähennä Hum-ääniä. Mikrofonimuuntaja tarvitsee yhdistetyn parin, jossa on maadoitusjohdot. Lanka koostuu kahdesta johtimesta, jotka on kierretty tiukasti yhteen ja joita ympäröi johtava punos tai folio. Tämä johto vähentää tehokkaasti kohinaa ja ulkoista kohinaa.

Muuntajaa, jolla on yksi ensiö ja joka on epäsymmetrinen tulo, ja jonka keskellä napautettu sekundääri, joka tuottaa tasapainotetun lähdön, kutsutaan Balun-muuntajaksi. Tällaisessa kokoonpanossa vahvistin saa täydellisen tasapainoisen signaalin.

100 V: n linja-audioaseman muuntaja

On tilanteita, joissa useita kaiuttimia on kytketty yhteen pitkän kantaman kaiutinjärjestelmissä, jotka on kytketty yhteen vahvistinjärjestelmään. Ongelma ilmenee, kun vahvistimen ulostulon ja kaiutintulon liittämiseen käytetään pitkiä johtoja. Lankavastuksesta luo ongelmia signaalin laadun ja signaalin menetys tapahtuu huono amplitudi yli kaiuttimet.

Tämän vuoksi käytetään kahta erityistä muuntajaa, yksi on askel ylöspäin ja toinen on alaspäin. Porrasmuuntaja nostaa äänilähtösignaalin jännitteen 100V: iin. Kaavan P (W) = V x A takia, kun jännitettä kasvatetaan, virta pienenee tietyllä teholla. Vastus ei olisi tehokas matalalle signaalivirralle. Signaali lähettää täydellisesti.

Toisessa päässä, jokaisen kaiuttimen poikki, alamuuntaja impedanssin sovituslaitteella, laskee 100 V alas kaiuttimen jännitteeseen ja lisää virtaa. Muuntaja vastaa myös impedanssia maksimaalisen tehonsiirron saavuttamiseksi.

Tämän tyyppisiä äänimuuntajia kutsutaan siirtojohtoa vastaaviksi äänimuuntajiksi. Niillä on useita yhteyksiä sekä ensisijaisella että toissijaisella puolella. Yleensä ensisijaisia ​​sivuhanoja käytetään sopivaan tehotasoon, joten vahvistuksen vahvistusta voidaan ohjata hanaliitännöillä. Toissijaisella puolella on useita hanoja, jotka ovat hyödyllisiä yhdistää eri impedanssikaiuttimet eri impedanssikaiuttimiin valinnan ja saatavuuden mukaan.

Monet nykyaikaiset Amplifier-linjamuuntajat tarjoavat korkean tehonkäsittelyominaisuudet sekä useita kokoonpanoja yhdistääksesi rinnakkais- tai sarjakaiuttimet yhteen.