音频变压器主要性能的测量

（吉广有）参看本刊1974年第7、8期43页“变压器的测试”一文。

用万用表欧姆档测量初、次级各组线圈的直流电阻即可。

音频变压器初级电感量的大小，直接影响放大器低频段的频率特性，初级电感愈大，频率失真愈小；但过大会增加制作成本，因此要求不低于一定的数值，使放大器在最低频率（50～100赫）的频率失真在1～2分贝左右。

测量初级电感，最好用音频段的最低频率f\(_{D}\)，电压应尽可能接近工作电压，否则会产生测量误差。以6P1单管功放级为例，其屏极负载阻抗为5500欧，输出功率为2瓦，因此变压器初级的额定音频电压U1=\(\sqrt{2×55}\)00=105伏。测量电压尽量采用70～105伏范围内的电压。

1．无直流磁化的音频变压器的测量：测量时次级必须开路。通常采用测量阻抗的方法进行，如伏安法和电压比较法等。

伏安法：测试电路连接如图1。从交流电压表V和交流电流表A上读出电压值U和电流值I，就可算出初级线圈阻抗的绝对值如下：

（式中R\(_{1}\)、X1表示变压器初级的直流电阻和电感抗），结果得出初级电感L\(_{1}\)为：

当X\(_{1}\)>>R1时，R\(_{1}\)可略去，（2）式可简化为：

电压比较法：测量电路如图2。电压表可用万用表交流电压档或者电子管电压表。扳动开关K到“1”、“2”位置，分别测量U\(_{1}\)、U2，调节标准电阻R，使|U\(_{1}\)|=|U2|，这时变压器的初级阻抗Z\(_{1}\)的绝对值等于标准电阻R，即：

可知X\(_{1}\)=\(\sqrt{R}\)\(^{2}\)-R12，结果

当X\(_{1}\)>>R1时，R\(_{1}\)可略去，可得

如果要计算初级阻抗的相位角θ（如图3），可用下式计算：

或者　θ=2cos\(^{-}\)1（U／2U\(_{2}\)）（8）

2.有直流磁化的音频变压器的测量：测量电路比较复杂。必须按变压器实际工作中通过的直流电流的大小（即单管甲类工作中的静态屏流或集电极电流），在重叠直流的情况下进行测量才准确，否则因铁心导磁率有变化，使测量数据不准确。在推挽电路中因初级线圈两部分的直流磁场互相抵消，可认为无直流磁化。

用电压比较法测量。图4中C\(_{2}\)选用耐压300伏以上的油质或纸质电容器；V为电子管电压表；B1为测试用变压器；B\(_{2}\)为被测变压器；R为标准电阻。

合上K\(_{2}\)，调节W1使流过B\(_{2}\)初级线圈的直流电流达规定值（即实际工作时的直流电流值）。然后按前面所讲电压比较法进行测量，并用上述公式（5）或（6）即可算出被测变压器的初级电感。

图5是用伏安法测量的电路。图中I\(_{1}\)为直流电流表（100～500毫安）；I2为交流电流表（100～500毫安）；L为低频阻流圈（30亨）；其他元件值与图4相同。

合上K\(_{1}\)，调节W1\(_{2}\)初级线圈的直流电流达规定值，然后合上K2，送出音频信号电压。由图5可得被测变压器两端的音频电压为：

由此可得

以上测量方法也适用于测量电源变压器和阻流圈的电感量。

音频变压器的漏电感L\(_{s}\)的大小，决定放大器高音频段的频率特性，即当漏感增大时，高频增益减少，频率失真加大。另外，漏感与变压器内的分布电容以及电容性负载构成一谐振回路。该回路的谐振频率一般要求落在工作音频频段以外，以免引起某段高频增益和频率失真显著增大。在乙类放大电路中，漏感也能引起非线性失真。因此在绕制音频变压器时应力求减少漏电感，使不超过放大器规定的频率失真（约1～2分贝）所允许的值。

对于收音机和小功率扩音机的输出级，因多采用束射四极管或高内阻五极管作单管输出，对变压器的漏电感允许较大，采用一般绕制即可满足要求。但如末级为推挽输出电路，并加有深度负反馈，则因其末级有效屏阻R\(_{i}\)较低，要求输出变压器的漏电感应较小：一般扩音机要求L1/L\(_{s}\)＞100；较高保真度的扩音机要求L1/l\(_{s}\)＞5000。采用初、次级分几组串联并相间绕制，以增加耦合度的办法，可减少漏感和分布电容，使漏感减小到为初级电感的1／100～1／10000。

测量漏电感时，须用连线把次级短路（此时初级电感被次级反射阻抗短路，只剩下漏感和初级直流电阻了）。线路连接及测量方法可参照上述测初级电感的方法进行，即采用伏安法或电压比较法测量，且仍需分有、无直流磁化两种情况。但应注意这时因初级直流电阻R\(_{1}\)不能忽略，计算时不能用简化公式；测试频率宜采用音频段最高频率fG（如10千赫），特别是测量电压应较低，以次级电流不超过额定值为准，这样可防止因铁心磁饱和引起的测试误差和保证安全。如用电压比较法时，标准电阻R可减小。

如前所述，对频响的影响主要在高、低音频段。因此，测量时采用的频率范围应根据对放大器通频带的要求而定，一般可从50赫到10（或15）千赫。测量时所用的电压最好采用变压器额定电压（1千赫时）的0.7倍，即以1千赫时次级线圈达额定电压的0.7倍时的初级电压U\(_{1}\)作为信号源的固定输出电压。这样测量的频响特性比较符合实际工作情况。按照这种要求，一般低频信号发生器的输出电压只能满足测量输入变压器的频响。对于初级额定电压较高的输出变压器和线路变压器来说，最好用一部质量较好的50瓦或100瓦的扩音机，与低频信号发生器配合一起作为信号源，如图6所示。如果没有合适的扩音机，可用信号发生器高阻端输出（电压较大），但测量误差稍大。假负载电阻RL可依据变压器的额定功率容量P和次级额定电压U次来计算，即：

此外，R\(_{i}\)应等于扩音机放大管交流内阻，如是线路变压器，应等于线路的特性阻抗值。这两只电阻的功率容量应足够，要用无感的。

测量时，先由1千赫开始，调整信号发生器及扩音机输出电压U\(_{1}\)，使假负载两端电压U2升到额定电压值的0.707倍（即半功率时的电压），记下U\(_{1}\)值。以后保持U1不变（即定电压输出），改变信号发生器的频率，逐一测出在其他各频率下的次级电压U\(_{2}\)，并记录于附表。

频率响应特性通常以分贝（dB）为单位。如以1000赫输出电压U\(_{1}\)000为标准（0分贝），把某频率输出电压Uf除以U\(_{1}\)000，并化成分贝（dB）数记录于表，称为某频率的相对电平：

如果以0.775伏（0分贝）为标准，按公式（11）算出分贝数，则称为某频率的绝对电平：

按照表中所列的f与dB之值，可作出该变压器的相对电平和绝对电平曲线，称为频率响应特性曲线，如图7所示。