트랜스포머 란?
변압기는 전자기 유도를 통해 두 개 이상의 회로간에 에너지를 전달하는 정적 전기 장치입니다. 변압기는 신호 전압을 스텝 업 또는 스텝 다운 할 수 있습니다. 변압기는 1 차 권선과 2 차 권선 사이에 직접적인 연결이 없습니다. 전기 에너지는 전자기 유도를 사용하여 전달됩니다. 1 차와 2 차 사이의 이러한 절연 특성으로 인해 트랜스포머는 1 차와 2 차 사이에 전기적 절연을 제공합니다. 즉, 입력과 출력에서 또는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. Transformers에 대한 자세한 기사를 다루었습니다.
오디오 변압기
트랜스포머는 정현파 입력 신호를 수신하여 출력 신호로 변환합니다. 이 변환 프로세스 중에는이 둘 사이에 물리적 연결이 없습니다. 이 변환은 실제로 자기 철심을 감싸는 두 개 이상의 절연 된 구리선 코일 (권선 으로 표시됨)에 의해 발생합니다.
오디오 트랜스포머는이 절연 속성을 사용하고 트랜스포머의 입력 측 증폭기 시스템을 사용하여 출력 스피커 또는 오디오 회로 사이에 절연을 생성합니다. 이 경우 1 차 및 2 차 권선 권선비는 1: 1로 고정됩니다. 이로 인해 변압기는 전압 또는 전류 레벨을 변경하지 않습니다. 출력 스피커 시스템이있는 입력 증폭기 사이에만 격리를 생성합니다.
절연 트랜스포머 외에 다른 오디오 트랜스포머도있어 입력 AC 신호에 따라 출력 전압 레벨을 변경합니다. 라우드 스피커는 엄청난 부하이며 적절한 사운드 진동을 생성하기 위해 필요한 전류와 전압을 제공해야합니다. 스텝 업 기능이 있는 오디오 변압기는 전압 또는 전류 레벨을 높여 부하를 구동합니다. 스텝 다운 변압기에서도 마찬가지입니다. 전류 출력이 증가함에 따라 전압을 더 높은 값에서 더 낮은 값으로 변환합니다.
오디오 트랜스포머는 임피던스 매칭 사양 도 제공합니다. 한 회로 또는 장치의 출력이 다른 장치의 입력에 직접 연결되는 경우 장치 출력 임피던스와 장치 입력 임피던스가 모두 일치하는 것이 매우 중요합니다. 임피던스 매칭 트랜스포머는이 기능을 제공하고 높은 임피던스 출력을 낮은 임피던스로 변환하여 낮은 임피던스 스피커를 구동하거나 다른 낮은 임피던스 장치에 공급합니다.
오디오 변압기의 작동과 그 구조
오디오 트랜스포머는 1 차 코일과 2 차 코일 사이에 물리적 연결이 없지만 트랜스포머는이 두 권선 사이에 양방향 기능을 제공합니다. 2 차측과 2 차측과 동일한 1 차측을 1 차측으로 사용할 수도 있습니다. 이 경우 트랜스포머는 한 방향으로 신호 손실을 제공하고 역방향으로 또는 그 반대로 신호 이득을 제공합니다.
오디오 트랜스포머는 20Hz에서 20kHz 사이의 주파수에서 작동합니다. 따라서 오디오 변압기의 작동은 훨씬 더 넓은 주파수 범위를 갖습니다.
위에서 설명한 것처럼 오디오 트랜스포머는 임피던스 균형 기술을 사용합니다. 최대 전력 전송 애플리케이션을 위해 다른 입력 또는 출력 임피던스를 사용하는 증폭기 및 부하 (라우드 스피커 및 기타)의 균형을 맞추는 데 매우 유용합니다.
현대의 스피커 임피던스 범위는 4 ~ 16 옴이며 일반적으로 4 옴, 8 옴 또는 16 옴 스피커를 사용할 수 있지만 트랜지스터 또는 솔리드 스테이트 증폭기는 200 ~ 300 옴 출력 임피던스를 사용합니다. 증폭기가 구형 밸브 또는 튜브 증폭기와 같은 복고풍 디자인 인 경우 출력 전압이 3k 임피던스로 300V에 도달하는 경우가 있습니다. 우리는 고 임피던스를 저임피던스로 변환하고 전압과 전류를 라우드 스피커를 직접 구동하는 레벨로 변환하는 임피던스 매칭 변압기가 필요합니다.
변압기는 1 차측과 2 차측에 여러 개의 권선을 가질 수 있습니다. 1 차 권선과 2 차 권선 사이의 비율, 1 차측 코일 권선 수 (Np) 및 2 차 권선 수 (Ns)를 권선비 라고합니다. 이 권선비는 또한 전압이 1 차 및 2 차 권선 권선에 정비례하므로 1 차 및 2 차 전압 비율을 정의합니다.
따라서 N P / N S = V P / V S
오디오 변압기 임피던스 비율
임피던스 매칭 트랜스포머의 가장 중요한 요소는 임피던스입니다. 임피던스 매칭 트랜스포머의 경우 1 차와 2 차 사이의 임피던스 비율은 1 차 및 2 차 턴 또는 1 차 및 2 차 출력 전압을 사용하여 계산할 수 있습니다.
임피던스 비율 을 계산하려면 변압기 권선비 또는 변압기 전압비를 제곱해야합니다.
위의 방정식에서 Z P 는 1 차 임피던스이고 Z S 는 2 차 임피던스입니다. N P / N S 는 변압기의 권선비이고 V P / V S 는 변압기의 전압비입니다. 임피던스 비율은 권선비 또는 전압 비율의 제곱입니다. 따라서 4: 1 권선비 또는 전압 비율을 가진 변압기는 16: 1 임피던스 비율을 제공 할 수 있습니다.
예
위에 주어진 공식에 따라 실제 값을 계산할 수 있습니다.
권선비가 25: 1 인 변압기를 사용하여 파워 앰프 출력과 라우드 스피커의 균형을 맞춘다 고 가정합니다. 파워 앰프는 100Ω 출력 임피던스를 제공합니다. 최대 전력 전송에 필요한 공칭 스피커 임피던스는 얼마입니까?
해결책:
따라서 100Ω 파워 앰프에서 25: 1의 턴비 트랜스포머를 사용하여 최대 전력 전송으로 4Ω 시끄러운 스피커를 효율적으로 구동 할 수 있습니다.
오디오 변압기의 유형
위의 세그먼트에서 설명했듯이 오디오 트랜스포머는 여러 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 오디오 관련 목적으로 주로 세 가지 유형의 오디오 트랜스포머 가 사용됩니다.
- 임피던스 매칭 변압기
- 가청 주파수 내에있는 넓은 주파수 범위로 오디오 변압기를 강화하십시오.
- 가청 주파수 내에있는 넓은 주파수 범위의 오디오 변압기를 강압합니다.
디지털 오디오 애플리케이션에 유용하고 일반적으로 고주파에서 작동하는 또 다른 특정 오디오 트랜스포머도 있습니다.
트랜스포머에는 여러 개의 1 차 및 2 차 탭이있어 값 비싼 오디오 트랜스포머를 변경하지 않고 출력 장치를 변경할 수있는 유연성을 사용자에게 제공합니다. 예를 들어, 변압기는 4 옴, 8 옴 또는 16 옴 임피던스의 여러 부하를 연결하기 위해 여러 개의 보조 탭을 가질 수 있지만 작업 할 때 하나의 탭만 부하에 연결하면됩니다. 이러한 트랜스포머는 일반적으로 비용이 많이 들고 복고풍 음악 시스템이나 앰프에서 찾을 수 있습니다.
변압기는 사용 장소에 따라 본체가 다를 수 있습니다. 섀시 변압기 장착 부피 중량을지지하는지지 섀시를 필요로한다. 또한 사양 및 용도에 따라 다양한 모양과 크기로 제공 되는 PCB 마운트 오디오 변압기가 있습니다.
마이크 변압기
증폭기 시스템과 마이크 간의 임피던스 균형을 맞추기 위해 주로 사용되는 마이크 변압기입니다. 앰프 입력 및 마이크 출력의 불균형 임피던스로 인해 신호 손실이 발생하기 때문에 필수적입니다.
마이크 변압기는 험 노이즈를 줄이지 않습니다. 마이크 변압기는 연결하려면 접지 차폐 선이있는 꼬인 쌍이 필요합니다. 와이어는 전도성 브레이드 또는 호일로 둘러싸여 함께 단단히 꼬인 두 개의 도체로 구성됩니다. 이 와이어는 허밍 노이즈와 외부 노이즈 간섭을 효과적으로 줄입니다.
단일 1 차측이 있고 언밸런스 입력을 수신하고 밸런스드 출력을 제공하는 중앙 탭 2 차측이있는 변압기 를 Balun Transformer 라고 합니다. 이러한 구성에서 증폭기는 완벽한 균형 신호를 얻습니다.
100V 라인 오디오 드라이브 변압기
단일 증폭기 시스템으로 연결된 장거리 전관 방송 시스템에서 여러 라우드 스피커가 함께 연결되는 시나리오가 있습니다. 앰프 출력과 라우드 스피커 입력을 연결하는 데 긴 전선을 사용할 때 문제가 발생합니다. 와이어 저항은 신호 품질에 대한 문제를 생성하고 신호 손실이 발생 스피커에서 가난한 신호 진폭.
이로 인해 두 개의 특수 변압기가 사용됩니다. 하나는 스텝 업이고 다른 하나는 스텝 다운 입니다. 승압 변압기는 오디오 출력 신호 전압을 100V로 증가시킵니다. 공식 P (W) = V x A로 인해 전압이 증가하면 주어진 전력에 대해 전류가 감소합니다. 저항은 낮은 신호 전류에 효과적이지 않습니다. 신호는 완벽하게 전송됩니다.
다른 쪽 끝에서는 임피던스 매칭 기능이있는 강압 변압기가 각 라우드 스피커를 가로 질러 100V를 스피커 전압으로 낮추고 전류를 증가시킵니다. 트랜스포머는 또한 최대 전력 전송을 위해 임피던스를 일치시킵니다.
이러한 유형의 오디오 트랜스포머를 전송 라인 매칭 오디오 트랜스포머 라고합니다. 기본 및 보조 측 모두에 여러 연결이 있습니다. 일반적으로 1 차측 탭은 적절한 전력 레벨에 사용되므로 증폭 이득은 탭 연결로 제어 할 수 있습니다. 2 차측에는 선택 및 가용성에 따라 서로 다른 임피던스 스피커를 서로 다른 임피던스 스피커에 연결하는 데 유용한 여러 탭이 있습니다.
많은 최신 프로페셔널 앰프 라인 트랜스포머는 병렬 또는 직렬 라우드 스피커를 함께 연결하기위한 여러 구성뿐만 아니라 고전력 처리 기능을 제공합니다.