高传真音频输出变压器的设计

在制作电子管高传真扩音机时，选择一个优良的高传真低频放大器电路，是改善音质的一个关键，但末级输出变压器的好坏，是否能通过所需的音频频带，也是一个很重要的问题。

图1是一个超线性高传真放大器电路，它要求配用高传真的输出变压器，这种变压器的设计方法与一般音频输出变压器基本相同，只是由于这种变压器的频率范围要求较宽，在20～15000赫范围内频率失真不应大于1分贝，而且初级线圈的电感量L\(_{1}\)要求足够大，漏电感LS要小，比值L\(_{1}\)／LS必须大于10000。所以在设计时必须考虑到这些特点。

图1中，末级推挽管有一个比较特殊的帘栅极负反馈电路，输出变压器初级线圈两边应各有一个抽头接电子管帘栅极（见图2）。抽头部分的圈数NG\(_{2}\)取决于帘栅极电路的反馈系数K。表1中列出了工作于超线性电路的电子管的有关数据，可供设计时参考。反馈系数K与阻抗、线圈圈数的关系为：

式中Z\(_{G2}\)为电源B+至帘栅极之间所接的负载阻抗；Z\(_{p}\)为电源B+至屏极之间的负载阻抗；N\(_{G2}\)为电源B+至帘栅极之间的线圈圈数；N\(_{P}\)为电源B+至屏极之间的线圈圈数。

要想制作初级线圈电感量足够大而漏电感又极小的输出变压器，单单采取增加圈数的办法很难达到要求，必须合理选择线圈的排列方式，例如采用表2那样多分几段的办法，从而增加初级和次级线圈之间的耦合程度。这样就可以减小变压器的漏电感，改善高频端的频响。分段数越多，漏电感越小，高频响应也就越好，但绕制工艺也越复杂。有时因分段数太多，使得初次级之间的分布电容增加，反而对高频响应不利。一般说来分段数取m=4就能满足要求。

已知末级推挽功放管为2×6P14，工作于甲乙\(_{1}\)类；输出功率P2为10瓦；变压器初级阻抗Z\(_{pp}\)要求为8000欧；两电子管屏流Ip为90毫安；次级阻抗Z\(_{2}\)要求为8欧；频率响应在20～15000赫范围内失真不大于1分贝；变压器效率η取0.85。设计步骤如下：

1．变压器输入功率P\(_{0}\)=P2／η=10/0.85≈12瓦；

2．初级线圈音频电压

上式中M代表失真系数，要求失真越小，电感量L\(_{1}\)也就要求越大，低音也就越丰富。式中M=1.12是失真为1分贝时的数值（注意在计算时M不能直接代入分贝值）。

8．线圈漏感L\(_{S}\)≤L1／10\(^{4}\)=127／104=0.0127亨；对L\(_{S}\)要求越小，也就是要求初、次级间的耦合越紧密，对高音就越有利。

9．铁心截面积S\(_{C}\)=2\(\sqrt{P}\)2=210≈6.3厘米\(^{2}\) 根据铁心标准（见本刊1975年第1期和第3期封三）选择GEB22×33型铁心。铁心有效截面积S\(_{C}\)= 2.2×3.3×0.92=6.6厘米2。磁路长度LC=12.4厘米；

10．初级总圈数

11．从表1中可查出反馈系数K为0.185，由于K=（N\(_{G2}\)／NP）\(^{2}\)，所以N\(_{G2}\)=\(\sqrt{K}\)NP=0.185×31002≈660圈。 即在初级中心抽头（B\(_{＋}\)）向两边各660圈处抽头，接到电子管的帘栅极。

12．次级线圈圈数N\(_{2}\)=N1／n=3100／29=106圈；

13．导线直径d\(_{1}\)=0.7\(\sqrt{I}\)1=0.70.045≈0.15毫米\(^{2}\)，d\(_{2}\)=0.7\(\sqrt{I}\)2=0.71.12≈0.74毫米；

14．线圈排列采用分段绕制方式。分段数m=4。图3为线圈的绕制排列图。线圈的结构尺寸为：初级线圈总厚度A\(_{1}\)=4.5毫米；次级线圈总厚度A2=2.8毫米；组间绝缘总厚度δ=δ\(_{1}\)＋δ2+δ\(_{3}\)+δ4=×0.3＝1.2毫米；绕线宽度h=33毫米；线圈平均匝长1m=150毫米；

15．核对计算结果。初级线圈电感量

L\(_{1}\)与LS比值为L\(_{1}\)／LS=192／0.0125≈15300，均满足要求。

1．初、次级线圈之间应选用介电常数小的绝缘材料，如电缆纸、黄漆绸等。聚脂薄膜等塑料制品的介电常数较大，作组间绝缘会使分布电容增大，不宜采用。

2．因为采用了甲乙1类功放电路，铁心中直流磁化已经抵消，所以铁心片可以象电源变压器一样三片交插，然后用螺钉固定。

3．次级阻抗如果是16欧，那么只要对次级线圈重新计算一下，以适应所需的阻抗即可。

4．次级如果要适应多种阻抗，比如0—4—8—16欧，若按表2排列，就难以平均分配，此时可按图4方式绕制，次级线圈同样绕三组，然后并联。但每组抽头的圈数必须准确，如果有误差，反而会降低效率、增加失真。（徐士佐）