РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ АУДИО ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ ЛАМПОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

DEVELOPMENT OF MODELS OF AUDIO TRANSFORMERS FOR TUBE AMPLIFIERSS

Sergey Pervuninsky

Student, Department of industrial electronics, Komsomolsk-on-Amur State University,

Russia, Komsomolsk-on-Amur

Sergey Marushchenko

Scientific supervisor, associate professor, candidate of Technical Sciences, Komsomolsk-on-Amur State University,

Russia, Komsomolsk-on-Amur

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрен вопрос применения согласующих трансформаторов в ламповых усилителях мощности, создание моделей в программной среде OrCad.

ABSTRACT

The article deals with the issue of using matching transformers in tube power amplifiers, creating models in the OrCad software environment.

Ключевые слова: ламповый звук; музыка; трансформатор; сердечник.

Keywords: tube sound; music; transformer; core.

Среди людей, увлекающихся студийной аппаратурой и аудио звуком имеется большой интерес к ламповым усилителям звуковой частоты. Ламповые усилители являются акустической системой высокого класса. Специалисты, оценивая звучание ламповых усилителей, используют такие слова как «теплый» и «насыщенный». Использование таких усилителей актуально при воспроизведении средних частот (схема лампового усилителя показана на рисунке 1).

В следствии этого можно сделать вывод, что аудиофилы отдают предпочтенье ламповым моделям. Усилители, использующие в качестве усиливающего элемента лампы, передают уникальный тембр голоса исполнителя, оркестровых партий. Фактически все музыкальные жанры от современных направлений до классики.

Рисунок 1. Схема лампового усилителя звуковой частоты

Как мы видим из рисунка 1 для согласования выхода усилителя используется трансформатор звуковой частоты. Обычно используют трансформаторы с железным сердечником. Расчет таких трансформаторов хорошо рассмотрен в литературе [1]. У трансформаторов с железным сердечником есть один недостаток – завал частотной характеристики на высоких частотах, что сказывается на качестве звучания. На рисунке 2 показана экспериментально снятая частотная характеристика такого трансформатора.

Рисунок 2. Амплитудно-частотная характеристика трансформатора

В качестве решения данной проблемы предлагается использовать трансформатор на ферромагнитном сердечнике. Для того чтобы убедиться в правильном выборе сердечника смоделируем работу двух трансформаторов на разных сердечниках. В качестве среды моделирования будем используем OrCad. Программа предназначена для моделирования аналоговых электронных схем на основе SPICE, разработанное производителем полупроводников Analog Devices. Это наиболее широко распространенное и используемое программное обеспечение SPICE в отрасли.

На рисунке 3 представлена схема трансформатора с железным сердечником, а на рисунке 4 показана амплитудно-частотная характеристика.

Рисунок 3. Модель трансформатора на железном сердечнике

Рисунок 4. Амплитудно-частотная характеристика железа

Затем промоделируем работу схемы трансформатора на ферромагнитном сердечнике (рисунок 5) и сравним результаты двух виртуальных моделей.

Рисунок 5. Амплитудно-частотная характеристика феррита

Из графика видно, что применение ферромагнитного трансформатора позволяет значительно увеличить полосу пропускания усилителя. Что поможет нам нейтрализовать недостатки трансформатора на железном сердечнике

Список литературы:

1. Информационный портал // Музыкальный ангел // - 2015- [электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://musicangel.ru/mess255.htm (дата обращения 23.04.2023)
2. Интернет портал // АИСТ // — 2016 — [электронный ресурс] — Режим доступа — URL: https://www.eltranstech.ru/products/transformatory-signalnye-zvukovye/ (дата обращения 28.04.2023).
3. Информационный портал // Радио_Лампы // — 2018 — [электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://www.radiolamp.ru/shem/unch/78/ (дата обращения 10.05.2023).
4. Информационный портал // Студопедий.рф // — 2014 — [электронный ресурс] — Режим доступа — URL: https://studopedia.ru/19_37984_otziv-zaklyuchenie-rukovoditelya-praktiki-ot-instituta-o-stepeni-osvoeniya.html/ (дата обращения 11.03.2023)