Судя по отзывам наших читателей, интерес к ламповым усилителям не пропал, чему есть весомые основания. Несмотря на кажущуюся их простоту сложности представляет не только выбор ламп, но и изготовление самих трансформаторов. Хотя и есть схемы ламповых трансформаторных выходных каскадов с ультралинейными характеристиками, однако по звучанию они уже схожи с усилителями на интегральных микросхемах.
Но, даже если использовать специальные лампы и проверенную схему, способную выдать живое звучание, то ощутимые искажения коэффициента гармоник может внести сам трансформатор выходного каскада.
Коэффициент гармоник выходного трансформатора
Коэффициент гармоник, вносимый в тракт усиления трансформатором лампового выходного каскада, можно рассчитать по формуле Партриджа.
где
Un — напряжение гармоники,
Uo — напряжение основной частоты,
Sʜ — коэффициент, выражающий искажения, вносимыйе сердечником трансформатора,
Ɩc — средняя длина магнитной силовой линии в сердечнике,
Ra — сопротивление измерительного резистора, включенного последовательно в цепи первичной обмотки,
N — количество витков первичной обмотки,
Sc — площадь поперечного сечения сердечника трансформатора,
ƒ — основная частота,
Zƒ — индуктивное сопротивление первичной обмотки, его можно рассчитать по формуле:
Zƒ=2πƒL, где L — индуктивность первичной обмотки трансформатора выходного каскада.
Коэффициент Sʜ зависит, в основном от марки стали и качества отжига, также механических воздействий на него, которые после термообработки уже ухудшают значение этого параметра. У многих трансформаторных сердечников значение коэффициента лежит в диапазоне от 50 до 100.
Основным фактором, связывающим свойства сердечников трансформаторов выходных каскадов с искажениями звука, является зависимость магнитной проницаемости стали от индукции в сердечнике. Но чтобы выбрать трансформатор с оптимальными параметрами, необходимо знать ещё свойства стали, применяемой в сердечнике. Потому что потери в сердечнике и, следовательно, дополнительные нелинейные искажения, вносимые трансформатором в тракт выходного каскада, являются следствием нелинейности процесса намагничивания стали. Они пропорциональны площади петли гистерезиса, но уменьшение максимальной индукции снижает высоту этой петли и, естественно, искажения.
Решением обоих проблем может служить некоторое увеличение площади поперечного сечения сердечника, но это расширяет габариты и прибавляет вес в конструкции. А увеличение размеров обмотки приводит к росту рассеяния, собственной ёмкости, сопротивления и разбалансировки плеч трансформатора. Но даже на малых индукциях ширина петли гистерезиса у низкосортных сталей может быть значительной.
Особенности сердечников трансформаторов
У ленточных сердечников почти всегда используется холоднокатанная анизотропная сталь. По направлению навивки сердечника магнитные свойства всегда будут выше, чем у практически любых Ш-образных. Поэтому магнитные свойства стали у наборных сердечников не могут быть полностью использованы.
Также при расчётах выходных трансформаторов не учитывается марка стали сердечника. При построении выходных каскадов стереофонического усилителя эта характеристика должна быть одинаковой у обоих трансформаторов разных каналов.
Важно знать: Не в коем случае не стоит использовать сердечник от горелого трансформатора. В этом случае результаты могут быть настолько плохими, что искажения звукового сигнала, особенно на низких частотах, будут явно ощутимы слухом.
При очень длительном тепловом старении наблюдается значительное увеличение магнитных потерь и намагничивающих токов (до 80%). Также пагубно воздействует на магнитные свойства сердечника длительная работа с механическим напряжением или вибрацией. Поэтому лучше использовать новый сердечник, а для лучшей монолитности надёжнее применить не клей, а компаунд. Ведь собирается ламповый усилитель с целью реального улучшения качества звучания, поэтому в вопросе качества выходного трансформатора не должно быть небрежного отношения.