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音頻變壓器的應(yīng)用分析
音頻變壓器是工作在音頻范圍的變壓器，又稱低頻變壓器。工作頻率范圍一般從 10～20000Hz。常用于變換電壓或變換負(fù)載的阻抗。下面是由小編為大家分享音頻變壓器的應(yīng)用分析，歡迎大家參考學(xué)習(xí)。
一、使用音頻牛的意義探討
很久以前就知道音頻牛這東西存在，但一直覺得沒什么意義，因?yàn)樵俸玫呐�，各�?xiàng)參數(shù)也不如電容，更不如直通，除非是膽機(jī)這類因?yàn)槔茸杩蛊ヅ涞膯栴}不得不用，平時(shí)可以用電容耦合的為什么要用牛。
從原理來說，音頻變壓器和普通電源變壓器沒什么兩樣，而且作為電感來說，電流頻率越高，呈現(xiàn)的感抗也越大，對(duì)音頻的高頻會(huì)有一定的影響。無論如何，用音頻信號(hào)通過牛以后，參數(shù)指標(biāo)來說肯定是變差的。
在音響(包括專業(yè)音頻設(shè)備)上使用音頻牛，我想到的理由有以下幾個(gè)：
1、阻抗和電壓變換，這個(gè)原因和膽機(jī)用輸出牛一樣，當(dāng)然阻抗變化的同時(shí)必然伴隨電壓的變化;
2、平衡——非平衡之間的轉(zhuǎn)換。 曾經(jīng)見到很多人探討怎樣把平衡轉(zhuǎn)單端，或者單端怎樣轉(zhuǎn)平衡，方法有很多，比如可以直接把平衡口的冷端懸空，也可以用專用IC或普通運(yùn)放做轉(zhuǎn)換電路，也可以用音頻牛進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以上三種方法都各自有利弊，但我個(gè)人的喜好當(dāng)然是用音頻牛轉(zhuǎn)換了，最大的優(yōu)點(diǎn)就是不用供電，信號(hào)波形沒有明顯損失(相對(duì)直接舍棄冷端的做法);
3、音頻信號(hào)耦合。可以取代電容耦合，因?yàn)榕］敵鲆彩遣粫?huì)有直流的;
4、音染用，使音色更厚實(shí)、高頻更順滑。
二、實(shí)際體驗(yàn)
去年了解了一些專業(yè)的音頻設(shè)備，包括一些NEVE、SSL、STUDER這類的線路放大還是話筒放大，雖然核心也是運(yùn)放或者三極管放大，但萬元級(jí)以上的話放普遍用上了輸入牛，有的還用了輸出牛。這些廠家不可能不知道用牛做耦合的指標(biāo)會(huì)比電容差，但為何還普遍使用?
經(jīng)過對(duì)比其他錄音愛好者用不同的版本錄音(比如SSL4000有帶牛輸入和不帶牛輸入的版本)，發(fā)現(xiàn)有牛的高頻沒這么亮，但是感覺厚度更好，溫暖而有密度感。不帶牛的版本解析度更高，但是聲音偏向單薄。
我的結(jié)論就是客觀來說牛會(huì)讓指標(biāo)變差，但主觀會(huì)讓不少(未做實(shí)際調(diào)查，當(dāng)然不會(huì)是100%，所以才叫各有所愛)發(fā)燒友聽著更舒服。
至于HIFI設(shè)備，用牛的例子就數(shù)不勝數(shù)了，比如很久以前樂林LM3886并聯(lián)的功放MODEL 10，很多發(fā)燒友也仿制過，但這么多仿制的發(fā)燒友作品中，一個(gè)關(guān)鍵的核心卻沒有仿，就是MODEL 10使用了JENSEN JT-10KB-DPC輸入牛，仿制作品中卻幾乎沒有人仿了這個(gè)關(guān)鍵部分。難怪說零件、電路結(jié)構(gòu)甚至布線都仿了原版，聲音風(fēng)格卻差別很大。
三、關(guān)于JENSEN音頻牛的分類和選擇
今年主要玩了一些JENSEN的音頻牛，所以在這里就以這個(gè)品牌的音頻牛分類及選擇談?wù)勛约旱目捶�，而其他品牌的音頻牛，分類和運(yùn)用是大同小異的。我們看牛的參數(shù)，主要有輸入輸出阻抗、頻響、失真度、信號(hào)增益(可能是正可能是負(fù))。
JENSEN牛主要分三個(gè)系列，一是LINE IN-線路輸入牛，二是LINE OUT-線路輸出牛，三是MIC IN-話筒輸入牛。 下面一一講解：
1、LINE IN線路輸入牛
在JENSEN里又分為“標(biāo)準(zhǔn)”和“高性能”系列，照我看來，這兩個(gè)系列在參數(shù)上，主要是頻響和失真后者要好一些，但這個(gè)“好”也已經(jīng)是小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)的差別了，或者說已經(jīng)超過人耳的分辨范圍了，而價(jià)格差距一般在30、40美元一個(gè)，這個(gè)看需求選用即可。
最大的區(qū)別，就是“高性能”系列信號(hào)衰減十分大，比如JT-6110K-B這個(gè)型號(hào)，牛輸出的電平比輸入時(shí)小12dB，換來的好處就是，輸入阻抗高，輸出阻抗低，低至80歐左右，可以說和運(yùn)放的輸出驅(qū)動(dòng)力基本相當(dāng)了。
這種牛，適合驅(qū)動(dòng)輸入阻抗低的放大電路，比如很多功放為了減少噪音，使用的音量電位器只用到10k�；蛘唑�(qū)動(dòng)多個(gè)輸入端并聯(lián)的放大電路。而為了彌補(bǔ)輸入牛衰減的信號(hào)，需要在功放的增益上適當(dāng)提高，否則整機(jī)出來的最大功率會(huì)明顯變小，直觀感受就是音量電位器調(diào)到接近最大音量才足夠。
“標(biāo)準(zhǔn)”系列的JENSEN輸入牛信號(hào)衰減就不大了，一般在3dB左右，甚至無需在功放增益上特地去修改，也不會(huì)影響正常的使用，但其輸出阻抗較高，一般在幾K的幅度，適配輸入阻抗較高的功放電路。
2、LINE OUT線路輸出牛
輸出牛就沒那么講究了，大多數(shù)輸出牛都是1：1輸出的，就是電平不變，當(dāng)然這個(gè)是理論值，任何變壓器都會(huì)有損耗，比如JT-123S輸出電平就會(huì)衰減1dB左右，而輸入阻抗是680歐，輸出阻抗是80歐，驅(qū)動(dòng)力和一般運(yùn)放輸出相當(dāng)。
因?yàn)檩敵雠５妮斎胱杩瓜鄬?duì)比較低，通常都在600歐前后，因此JENSEN原廠是推薦用分立運(yùn)放來驅(qū)動(dòng)的，以至于自己還開發(fā)了一個(gè)JE990運(yùn)放做驅(qū)動(dòng)輸出牛專用。
當(dāng)然用普通運(yùn)放直推輸出牛也不會(huì)有什么問題，從阻抗來說是可以驅(qū)動(dòng)的，但實(shí)際聽起來用普通運(yùn)放和分立運(yùn)放推音色差別還是比較明顯的，普通運(yùn)放聽感較單薄。
3、MIC IN話筒輸入牛
MIC IN自然主要用途就是在話筒放大器的輸入上了。常見的專業(yè)錄音話筒基本都是150~200歐左右的輸出阻抗，而一般推薦話放的輸入阻抗是10倍的話筒輸出阻抗，因此多數(shù)話筒輸入牛的輸入阻抗都設(shè)計(jì)在1.5K。
最大區(qū)別的地方就是增益比，話筒輸入牛只有極少數(shù)是設(shè)計(jì)無增益的，多數(shù)型號(hào)都是有增益的，比如JT-150K-E為10倍放大，20dB。輸入牛帶增益目的是為了減少后面放大電路的增益負(fù)擔(dān)，放大電路的增益越小，自然電路的指標(biāo)就越好。但是還是那個(gè)道理，牛本身只會(huì)自身損耗能量，也不可能創(chuàng)造能量，所以1：10的放大代價(jià)就是輸出阻抗高達(dá)17K，因此官方建議此型號(hào)的牛適合用在電子管話放上，就是因?yàn)榭紤]電子管的輸入阻抗較高，容易匹配。
晶體管類型的話放，輸出阻抗就應(yīng)該要低一些，與此同時(shí)增益倍數(shù)自然就下降了。比如1:8、1:5、1:2的話筒輸入牛都是常見的。當(dāng)然話筒輸入牛帶電壓增益的特性也使它們適用于LP唱頭放大。
四、牛的參數(shù)解讀和對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響
通常來說，正規(guī)廠家的牛，每個(gè)型號(hào)都會(huì)有對(duì)應(yīng)的DATASHEET詳細(xì)說明牛的外形尺寸和參數(shù)。外形就不多說了，我們以JENSEN常見的JT-11P-1HPC這個(gè)輸入牛的官方資料做解讀。重點(diǎn)解讀對(duì)于我們DIY來說需要考量的指標(biāo)：
1、“Input impedance, Zi”一項(xiàng)是指輸入阻抗，典型值為14.1K，中間是測(cè)試的條件(測(cè)試時(shí)使用的信號(hào)頻率和電平)和線路。
這個(gè)輸入阻抗說明，前端如果是普通運(yùn)放或者常見的晶體管輸出電路的話，比如DAC等，是可以輕易驅(qū)動(dòng)這個(gè)牛的。
2、“Voltage gain”則是電壓增益的意思，就是說經(jīng)過這個(gè)牛之后，電平增加了多少，表中典型值是-3dB，意味著經(jīng)過牛之后，電平會(huì)被衰減3dB。這個(gè)值不是很大，無需改變?cè)瓉矸糯箅娐返脑鲆姹稊?shù)。
有的牛對(duì)信號(hào)衰減達(dá)到12dB以上，這就要注意調(diào)整原來電路計(jì)劃的放大倍數(shù)了，否則很可能做出來的功放、耳放電位器調(diào)到頂，音量也不能滿足。
3、“Magnitude response”則是指牛對(duì)20HZ和20KHZ的響應(yīng)，對(duì)于幾個(gè)著名品牌的音頻信號(hào)牛來說，這個(gè)指標(biāo)都是很好的，基本不用擔(dān)心在人耳的頻段內(nèi)有問題。
4、“Distortion (THD)”是指失真度，在1KHZ和20HZ下分別測(cè)試的指標(biāo)，通常也是比較高的，足以滿足HIFI要求。
5、“Output impedance, Zo”指的是輸出阻抗，典型值為3.2K。
6、“DC resistances”顯示的是初級(jí)和次級(jí)繞組的直流電阻。
其他關(guān)于電容量、存儲(chǔ)溫度、擊穿電壓等參數(shù)，通常使用中較少用到，就不再一一解讀。
解讀完參數(shù)，我們?cè)僖杂幂斎肱Ｗ鲆慌_(tái)前級(jí)為例。既然用牛輸入，就沒有必要隔直電容了!
首先確定是牛應(yīng)該在電位器前還是在電位器后，這個(gè)在實(shí)際運(yùn)用中很少看到探討，沒有經(jīng)驗(yàn)可取。我個(gè)人運(yùn)用會(huì)放在電位器前面，因?yàn)榕５妮斎胱杩贡确糯箅娐凡糠值�，而電位器的輸入輸出阻抗又是變�?dòng)的。
如果使用上述的JT-11P-1HPC這個(gè)型號(hào)的輸入牛，前端17K左右是輸入阻抗對(duì)DAC來說完全沒問題，輸出3.2K的阻抗，驅(qū)動(dòng)50K的電位器也綽綽有余，但如果用10K的電位器，則對(duì)牛輸出的負(fù)擔(dān)略重。再參考牛的電平衰減，只有3dB，無需考慮刻意增加電路的放大倍數(shù)。
作為前級(jí)輸入，通常要設(shè)置2組以上的輸入口，這里為了說明，設(shè)計(jì)了一組平衡輸入一組單端輸入的接法，如果需要多組平衡或者多組單端的，可以此接法作為參考：
平衡輸入口時(shí)，牛還兼顧了平衡——單端的轉(zhuǎn)換，而且是無源轉(zhuǎn)換，這點(diǎn)也是用牛的一個(gè)好處，比簡(jiǎn)單將冷端接地的粗暴轉(zhuǎn)換方式更科學(xué)合理。
需要說明的是，圖中打*號(hào)的接地點(diǎn)是平衡輸入口1腳，因?yàn)橥ㄟ^仿真得知，平衡輸入的1腳是否和電路的地相連，對(duì)電路工作無影響，如果共地造成了環(huán)路噪音，可以不接。而單端的輸入，則是可以完全做到物理連接的隔離，對(duì)提高電路信噪比很有好處。
再以我自己DIY的話放為例，這里使用了JENSEN JT-115K-E這個(gè)輸入牛，這個(gè)輸入牛的放大比例為10倍，輸入阻抗為適應(yīng)多數(shù)話筒的1.5K，輸出阻抗達(dá)到37K，這樣的牛驅(qū)動(dòng)能力很弱，好在還可以驅(qū)動(dòng)后面的運(yùn)放。
好處是，自身有了電壓增益，可以在保證整機(jī)增益的情況下，減小運(yùn)放放大部分的增益，對(duì)放大電路的信噪比和失真有利。
最后，作為信號(hào)輸出牛，大體原則和輸入牛一樣，只是輸出牛的阻抗更低，比如這個(gè)JE-123S，輸入阻抗為680歐，多數(shù)運(yùn)放和小功率晶體管電路均可以驅(qū)動(dòng)，輸出阻抗為80歐，可以驅(qū)動(dòng)后級(jí)，甚至高阻耳機(jī)。
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