降低电源变压器对音响功放电路干扰的技巧

菁菁 · 发表于 2004-7-15 00:24:00

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[align=left]电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力[color=#0099]电子[/color]技术中得到广泛的应用。几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。[/align]

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[align=left]　　[color=#0099]功率放大器[/color]简称功放，俗称“扩音机”,是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动[color=#0099]扬声器[/color]发出声音。[/align]

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[align=left]　　音响功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。音响功放，是各类音响器材中最大的一个家族,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同.如下图音响功放电路图：[/align]

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[align=left]　　电源变压器对音响功放电路的影响：[/align][align=left]　　喇叭里面传出来的声音是牛推出来的，不是管子推出来的！管子充其量就是一个开关而已，好坏也就在一个开关速度和阻抗上。所以，喇叭里面的声音是牛的声音，不是管子的声音。假设喇叭需要发出20KHz的声音，每秒钟就需要向电源部分取电20000次！这个时侯又是哪个部分给喇叭供电？指望[color=#0099]电容[/color]达到这样的放电速度显然是不可靠的，因为管子截止的时候,电路里面的电流是处于一种均衡状态（不流动状态），而管子开启取电就打破了这种均衡。如果得不到快速补充，电压很快就掉到没有，很显然这种情况是不会出现的，这个时侯靠谁来补充电能？电容因为充放电的速度和电流不可能完全满足要求，且电容本身也需要向牛取电，这个时侯牛的转换速度就很重要了！[/align]

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[align=left]　　在低频率长时间大电流取电的情况下，多出来的取磁面积就很重要了，它能让次级提供更多一些的电能。如果初级供应充足的情况下，更不易因电流不足导致电压下降。反映在声音上，就是低频量感增加了，实际上是电流数量增加了。[/align]

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[align=left]　　在铁芯不变的情况下，增加绕组匝数，能提供更大的电感量和更充沛的电能（这是好处），但是增加了内阻（这是坏处）。在绕组不变的情况下，薄片铁芯有着更少的磁涡流、更低的损耗，能通过更高的频率。但是占空隙数大，磁路也长。喇叭电流、电压忽大忽小、乎开乎关，振膜才能产生不同的震动，才能发出声音。而这时候，流过牛次级的电流也是随着喇叭取电的频率而变化。被动的变化取磁频率，而初级还是不紧不慢的按照50Hz频率供电。这样，牛本身内部的参数就很突出了，它决定了供电能力的好坏，直接影响到喇叭的频响。[/align]

菁菁 · 发表于 2004-7-19 06:37:00

当然，还有电容和整流二极管对供电的影响：电容放电的速度和二极管开关的速度只能起到辅助牛的作用，但不能完全替代。牛的供电最直接，内阻一般比电容小，大电流通过能力也比电容大和快速，就算最差的说，牛给电容做辅助，对声音也一样有影响。我绕牛喜欢用粗线，多绕圈数也是因为这个原因。粗线能通过更大的电流，有更小的电阻，多绕圈数能给次级提供更大的取磁面积。
　　直流电阻、容抗、感抗对电流的通过能力都有影响，而电流又会造成电压摆动，这些对声音的影响我就不多说了，延伸到线材等上也一样有效。很多人认为它是玄学是因为还没有想明白。电磁、震动、阻抗都对声音有影响。
　　1、空载电流和绕组于铁芯之间的间隙有关系：间隙大，空载电流也大。
　　2、频率和电流是两个不同的概念。我们一般说的电流是以直流为标准的，交流电流的计算方法就不一定适合套用进来。400Hz频率和50Hz频率在相同的外部条件下通过的电流是不一样的。
　　3、说到电容，简单说两句，比如电解：锡膜的表面积决定电容的容量，绝缘纸的材质和厚度决定了电容的耐压，锡膜的厚度决定了电流的大小，卷绕的层数决定了电容的阻抗和放电速度，电解液的配方和上面所有性能有关联。
　　4、初级圈数和空载电流一样，不是可以无限制的增加或减少，要取一个恰当的值最好，太多太少都不好。
　　5、其实电流和电压是相辅相成的，无负载时电压最高，随着负载的变化，电压也在变化。
　　总之，牛的阻抗、效率、损耗系数都对最大电流有影响。喇叭需要大电流时，因这些原因，扼制了电流的通过能力，造成电压下降，声音也就受到影响了！根据以上电源变压器对音响功放电路的影响，下面将对此与大家讨论如何减少电源变压器对音响功放电路的干扰。
　　降低电源变压器对音响功放电路干扰的技巧：
　　1、电源变压器除了为放大器供电外，还能够将放大器与电源偶合起来，使电网中的干扰源进入放大器，同时也将放大器产生的电压、电流变化反射到电网中。
　　为了切断绕组间的静电场及容性偶合，隔离和共模抑制由此产生的干扰，避免将电网或电路中的共模电压偶合到次级或初级中去，对音响用电源变压器的绕组加法拉第静电屏蔽是很关键的。这种屏蔽可以是层间交替的铜箔，也可以是完整的合状结构，总之对绕组（尤其是对初级的绕组）包围得越多，共模抑制越好。
　　2、由电源变压器产生的磁场干扰一直是困扰放大器质量提高的问题，即使有纯净的电源，来自它的磁场感应也能造成放大器质量严重下降。
　　由于磁屏蔽隔离罩价格高昂（甚至高过了变压器本身，这也是一些进口变压器价格居高的原因），一般的国产机器很少使用磁屏蔽隔离罩切断变压器的磁干扰，许多只是采用简单的铁皮罩隔离，甚至干脆将变压器裸露安装，所以就不能进行有效的磁屏蔽。国外优质的变压器常采用多层锰游合金和粗铜层相间的结构，把变压器包围起来，一方面利用锰游合金高电阻、高磁导的特性进行磁短路，另一方面通过铜层内引起的涡流产生一个与干扰磁场相反的磁场抵消磁干扰，因此极大的降低了变压器的磁场外泄。业余条件下是很难得到锰游合金罩的，但也可用1.5毫米的软铁板和铜板制成多层结构的磁屏蔽罩。
　　3、当变压器初级阻抗等于源电阻同负载的反射电阻的并联值时，将出现低频截止，增大源于变压器的噪声，所以电源变压器也必须有足够的电感。但这并不能成为盲目加大变压器输出功率的理由。
　　因为，变压器初级电感是随铁芯磁通密度而变化的，次级负载功率小时，铁芯磁通密度也会减小，使电感下降。一般，电源变压器的功率可在次级供电功率的1.4-2倍之间选择，比较适当。
　　4、优质变压器的铁芯导磁率很高，磁致伸缩效应也很高，对外界磁场、压力、振动的影响敏感，能够因此而产生附加电压，造成干扰。为此，在装配或安装变压器时。
　　要采取以下措施：
　　1）铁芯或屏蔽装配前须退磁处理。
　　2）避免铁芯短路，产生涡流，降低磁通，使电感下降。
　　3）变压器应真空浸渍，使叠片不能互相移动。
　　4）变压器要安装在减震基座上，任何磁场源也要减震安装。
　　5）如果安装空间允许，对变压器应当进行声学隔离。
　　5、变压器的形式对减少干扰也很重要。
　　一般，环型或O型的变压器效率高，漏磁小，但磁通容易饱和，反而不利于抵抗电网的干扰。EI型的则相反，并且因为存在一定的气隙，能使铁芯的导磁率稳定。R型的则介于此两者之间。由于，我国电网污染较严重，故许多“发烧友”更多地选择了EI型变压器作为音响电源。

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