Jump to content


O transformatorima


DejanM

Recommended Posts

Transformatori, iako pasivna komponenta kao sto su i kondenzatori i otpornici, spadaju ipak u dosta slozenije komponente. O transformatorima je puno toga napisano i izbor clanaka na temu transformatora, i raznih specificnih tema njihove aplikacije, je jako veliki. Ovaj clanak sam odabrao jer je:

- jednostavan za citanje

- objasnjava osnove transformatora i njihovog nacina rada

- sazeto predstavlja osnovne uslove njihove upotrebe

 

http://www.plitron.com/wp-content/uploads/2010/04/Atcl_1.pdf

Link to comment
Share on other sites

Jesu. U audio tehnici imaju sasvim posebno mesto. Cinili su osnovu prvih lampaskih pojacala ali i danas nisu nista manje aktuelni. U kombinaciji i sa tranzistorima dobri ulazni i izlazni transformatori predstavljaju odlicno resenje. Jesu skupi ali su i bolji od vecine kondenzatora na tim pozicijama.

Link to comment
Share on other sites

8 sati ranije, stoN_Cold said:

Мини линије?

Jeff Rowland je poznat po koriscenju Lundahl trafoa vec citav niz godina. McIntosh takodje (oni koriste svoje trafoe). EAR Yoshino npr. u svoj tranzistorski phono preamp stavlja trafoe i na ulazu i na izlazu. To je ono sto mi prvo pada na pamet. U zadnje vreme medjutim vidjam sve vise proizvodjaca koji stavljaju trafoe u svoje sprave.

Ja sam npr. stavio Jensen trafoe na izlazu Pass B1 buffera. RCA izlazi su spregnuti pomocu kondenzatora (Auricap) dok su balansirani spregnuti preko Jensena. Kada cujete razliku, onda vise dileme nema ...

Za trafoe se kaze da su skupi i da zbog toga kondenzatori imaju prednost. Medjutim, zadnjih godina su se pojavili kondenzatori cija cena cak nekoliko puta prevazilazi cenu odlicnih Jensen ili Lundahl transformatora: recimo Audio Note sa srebrnom folijom, gde jedan kondenzator kosta koliko i ceo HiFi uredjaj srednje klase. Tako da ni ta primedba ne stoji vise sasvim: zavisi na koje se kondenzatore misli ...

Link to comment
Share on other sites

Trafoi su dobri u audiu, ukoliko su jako dobri...Ako su losi  - tiho imaju brum, zuje...Ti dobri su i skupi. Po pravilu HiB jezgro - celik, ili amorfno, C-core ili dual C-core. Mislim na izlazne trafoe. Ima konstruktora - Japanci, koji i mrezni rade sa dual core jezgrom. Inace, jezgro je jako bitno, smatra se sa je naj - hitachi metglas amorfno jezgro, radi ilustracije za dva izlazna dual C core trafoa cena jezgra u japanu im je 2 - 3K, zavisno od velicine...Dobre trafoe i ne preskupe radi -James transformer -, rade sve po porudzbini, motaju cak i srebro, ako platis. Inace, u EAR - u su ako ne gresim Hashimoto transformatori, a kazu upuceni da japanci dominiraju u trafoima, pogotovo da imaju najbolja jezgra. Bash cudno, pogotovu da uvoze repromaterijal. Kod nas se ponekad desi ponuda jako dobrih trafoa ( polovni, iz nekih vojnih ili medicinskih uredjaja - C core ili dual C core ) sa Simensovim jezgrom, sto je jako dobra stvar, ali to brzo ode. 

Link to comment
Share on other sites

Da, jezgra su izuzetno vazna i ona kod dobrih transformatora treba da imaju sto je moguce vecu permeabilnost. Permeabilnost odredjuje ugao magnetnog histerezisa jezgra. Vazduh ima permeabilnost od 1, kao i materijali koji ne magnetisu: bakar, aluminijum, mesing, ... Neka fero-magnetna jezgra imaju permeabilnost  oko 300 dok postoje i posebne legure nikla, gvozdja i molibdenijuma cije vrednost za permeabilnost raste i do 100.000 ! To su ta jezgra koje milovan pominje, cija cena je onda odgovarajuce visoka.

Vic sa transformatorima je u tome da struja eksitacije (naizmenicna struja na primaru koja proizvodi magnetni fluks) treba da bude sto manja da bi se izbeglo znacajnije opterecenje izvora. Ona moze da bude mala ako je vrednost induktivnosti na primaru velika. Formula glasi:

Ie = Ue/(2*Pi*f*Lp)

Iz formule se vidi vise stvari. Ako bi induktivnost primara (Lp) bila jako velika, struja eksitacije bi bila jako mala. Takodje, a sto se vidi  i iz postovanog clanka na pocetku ovog threada, induktivnost primara ima obrnuto srazmerni odnos sa frekvencijom struje koja izaziva eksitaciju. Sto je ta frekvencija niza, potrebno je da induktivnost bude veca. Velika induktivnost primara se moze postici povecanim brojem navoja transformatora. Ali iz prakticnih razloga  broj navoja ne moze beskonacno da se uvecava. Tu onda dolazi u igru permeabilnost jezgra, koje za isti broj navoja moze znacajno da uveca induktivnost primara.

Velika permeabilnost jezgra ima i svoju funkciju u definisanju krive histerezisa, odnosno u kolicini tzv. rezidualnog fluksa (to je razlika izmedju rastuceg i opadajuceg dela krive histerezisa za vrednost gustine fluxa (B) 0. Ta kolicina rezidualnog fluksa, koja je manja ukoliko je permeabilnost veca, utice na strukturu harmonijskog odziva signala i na nivo izoblicenja.

Link to comment
Share on other sites

Ako su transformatori nelinearne komponente (a jesu), ciji prenos energije zavisi od dosta razlicitih faktora, postavlja se pitanje zasto se koriste u audio tehnici ? Postoji misljenje da su transformatori u principu izvor distorzije i da prave vise problema nego sto ih resavaju. Iskustva medjutim pokazuju da je ovakvo misljenje pogresno. Tragajuci za odgovorom dosao sam do sledeceg stava prof. Bill Whitlocka - coveka koji je dugo godina stajao iza firme Jensen Transformers, pored toga sto je drzao predavanja na nekoliko americkih univerziteta.

On zapravo tvrdi da transformatori, pod uslovom da su korektno isprojektovani i napravljeni, imaju manja izoblicenja od recimo pojacala. Harmonijska izoblicenja koja nastaju usled magnetnog fluksa su uglavnom treceg stepena. Psiho-akusticna istrazivanja pokazuju da izoblicenja drugog i treceg harmonika nisu toliko cujna (odnosno da ne smetaju toliko) koliko izoblicenja na visim harmonicima. Drugo, intermodulacijska izoblicenja (IM), koja po istim tim istrazivanjima dosta uticu na nasu percepciju zvuka (vise nego harmonijska izoblicenja) su jako niska kod transformatora, zato sto izoblicenja kod trafoa zavise od frekvencije. Ako se koristi npr. jezgro sa 84% nikla (legirano sa gvozdjem i molibdenijumom) onda je THD manji od 0,001% za frekvencije iznad 50 Hz. Za razliku od pojacala, THD kod transformatora je prakticno selektivna u odnosu na frekvencije i na visim je jako mala. Posledica toga je dosta niza IM u odnosu na pojacala sa istim THD i u istim uslovima rada. Kod nekih transformatora merena IM je bila i do deset puta manja nego kod pojacala.

Tu bi mogao da lezi odgovor na pitanje zasto transformatori "sviraju" dobro. Ali to nije jedini razlog ...

Link to comment
Share on other sites

Evo jedne grafike koja predstavlja nivo THD u zavisnosti od frekvencije i vrste jezgra. Grafika pored toga sto je interesantna sa stanovista analize izoblicenja u transformatorima, jasno pokazuje koliko je vazan kvalitet, odnosno materijal, od kog je jezgro napravljeno. Ta najkvalitetnija jezgra, od gore pomenute legure, na trzistu nose razlicita, komercijalna, imena, kao npr: Mumetal, Permalloy, HyMu, Co-Netic, ... Tako da kada naidjete na ovakav opis jezgra transformatora kod komercijalnih proizvoda, znate da se verovatno radi o kvalitetnom proizvodu.

Transformer THD depending on Cores.jpg

Link to comment
Share on other sites

Sledeci graf (i obecavam da cu da prestanem) je isto jako zanimljiv jer pokazuje vrednost THD u odnosu na impedancu sourca - tj. sklopa koji se nalazi ispred primara transformatora. Ukoliko je ta impedansa veca utoliko su i harmonijska izoblicenja veca. To zapravo i nije neka novost ali je zanimljiva zbog toga sto kada se odlucite da koristite trafo u nekom sklopu, morate da vodite racuna i o izlaznoj impedansi prethodnog stepena.

Transformer THD depending on source impedance.jpg

Link to comment
Share on other sites

Transformator predstavljaja i filter, koji cine induktivnost curenja transformatora (to je magnetni fluks koji se ne "zatvara" kroz sekundar i koji predstavlja gubitke pa je pozeljno da bude sto manji) i kapacitivnost navoja transformatora zajedno sa kapacitivnoscu koja je zakacena spolja na sekundar trafoa - kazemo kapacitivnost opterecenja, koja moze da bude ili kapacitivnost ulaznog seldeceg stepena ili pak kablova koji su zakaceni za sekundar. To je filter drugog stepena i na taj nacin se objasnjava filtersko dejstvo recimo transformatora kao AC filtera. Ali oni to filtersko dejstvo imaju i kada se koriste na putu signala. Pri tom tu mora da se vodi racuna o nekoliko vaznih stvari. Ne ulazeci u detalje svake od njih, samo cu pomenuti vaznost te spoljne kapacitivnosti opterecenja, koja u slucaju da trafo ima vecu induktivnost curenja, moze da ima katastrofalne posledice po frekventni opseg trafoa. Zato je vazno, narocito kod izlaznih trafoa, da imaju sto manju induktivnost curenja.

Link to comment
Share on other sites

Transformator je veoma interesantna sprava (koju je izmislio Nikola Tesla) koja vrsi bezicni prenos energije sa primara na sekundar. Pri tome ispunjava tri osnovne funkcije: transformaciju napona u zavisnosti od prenosnog odnosa; transformaciju impedansi sa kvadratom prenosnog odnosa u oba smera (vrsi prenos impedanse sa primara na sekundar ali i sa sekundara na primar); i vrsi galvansku izolaciju primara od sekundara (sto je obicno veoma korisno jer prekid mase moze da resi ground loops kao i neke probleme sa masama u elektronskim uredjajima).

Pri tome ima dosta parametara o kojima mora da se vodi racuna i sam design transformatora, kao i design elektronskih sklopova sa transformatorima nije jednostavan, jer mora da se vodi racuna upravo o tim parametrima, kako samog transformatora tako i o parametrima sklopova koji su povezani sa transformatorima. Pri tome su zahtevi cesto protivrecni.

Navescu jedan primer. Ako posmatrate najstarije HiFi pojacalo, SET 300B, onda vidite da takva pojacala imaju struju koja prolazi kroz primar izlaznog trafoa, koja se krece obicno negde izmedju 50 i 100 mA - u zavisnosti od toga kako je postavljena radna tacka 300B. Tako velika DC struja vrsi debalans fluksa jezgra izlaznog trafoa, tako da ono mnogo lakse moze da udje u zasicenje. Zasicenje znaci puno distorzije. Da bi se to sprecilo obicno se koristi tzv. air gap, odnosno stavlja se neki izolator izmedju primara i sekundara trafoa. Taj izolator dramaticno smanjuje fluks kroz jezgro i na taj nacin smanjuje i primarnu induktivnost. To dovodi do porasta distorzije drugog harmonika ("no free lunch"). To je i bio razlog zasto su nekada pojacala sa 300B imala "topao", "ususkan" zvuk. Razlog tome nije bila sama 300B, vec trafoi koji su se koristili na izlazu. Danas, kod dobrih pojacala koja koriste moderne i dobre izlazne transformatore, uglavnom necete vise cuti taj efekat, jer se raznim tehnikama motanja, koriscenjem kvalitetnih jezgara, itd. ogranicava pad primarne induktivnosti cak i kod koriscenja air gapa. Ali i pored toga ukazuje na poteskoce sa kojima su designeri suoceni, kada zele da iskoriste prednosti koje sobom donose transformatori.

Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...

 Jako zanimljiv thread, moram da priznam.

 Skolski, secajuci se faxa, uvek sam mislio da je trafo nuzno zlo i nikako ga nisam zamisljao u audio tehnici. Sve ovo sto pises ima smisla, sve mi je jasno i sve mi se to ne svidja... A onda sam cuo Linn Klimax sa Lundahl trafoima na izlazu - i shvatio da to zvuci jako dobro... Od tad jednostavno priznajem da nisam pametan. 

 Idealno bi bilo imati strogo tranzistorski spregnut izlaz, bez iceg nelinearnog u putu signala. Pri tom, naravno, tranzistor posmatram linearno u nekom opsegu, ali ako je taj opseg veci od opsega primene, to je sasvim dovoljno. Medjutim, pitanje je koliko je to izvodljivo, cak i u source uredjajima, pitanje je kako onda taj uredjaj reaguje kad nema kompenzacije neinduktivnog opterecenja komponente iza (ako nista drugo zvucnika), pitanje je mnogo toga. Inzenjerija je kompromis, koji cesto pokazuje da je kvalitet implementacije bitniji od koncepta... U svakom slucaju zanimljiva serija tekstova, hvala puno Dejane na trudu. 

Link to comment
Share on other sites

On 2/25/2017 at 10:51, DejanM said:

Transformator je veoma interesantna sprava (koju je izmislio Nikola Tesla)

Pre Tesle:StanleyTransformer1885-700.jpg

Ottó Bláthy, Miksa Déri, Károly Zipernowsky of the Austro-Hungarian Empire pre/oko tog vremena...

Link to comment
Share on other sites

16 sati ranije, zika said:

Pre Tesle:StanleyTransformer1885-700.jpg

Ottó Bláthy, Miksa Déri, Károly Zipernowsky of the Austro-Hungarian Empire pre/oko tog vremena...

Hvala na ovoj korekciji. Nekako se uvrezilo, bar meni u glavi, da je Tesla taj ko je transformatore koristio i samim tim smislio, pa nisam ni proveravao.

Link to comment
Share on other sites

17 sati ranije, nkrgovic said:

 Jako zanimljiv thread, moram da priznam.

 Skolski, secajuci se faxa, uvek sam mislio da je trafo nuzno zlo i nikako ga nisam zamisljao u audio tehnici. Sve ovo sto pises ima smisla, sve mi je jasno i sve mi se to ne svidja... A onda sam cuo Linn Klimax sa Lundahl trafoima na izlazu - i shvatio da to zvuci jako dobro... Od tad jednostavno priznajem da nisam pametan. 

 Idealno bi bilo imati strogo tranzistorski spregnut izlaz, bez iceg nelinearnog u putu signala. Pri tom, naravno, tranzistor posmatram linearno u nekom opsegu, ali ako je taj opseg veci od opsega primene, to je sasvim dovoljno. Medjutim, pitanje je koliko je to izvodljivo, cak i u source uredjajima, pitanje je kako onda taj uredjaj reaguje kad nema kompenzacije neinduktivnog opterecenja komponente iza (ako nista drugo zvucnika), pitanje je mnogo toga. Inzenjerija je kompromis, koji cesto pokazuje da je kvalitet implementacije bitniji od koncepta... U svakom slucaju zanimljiva serija tekstova, hvala puno Dejane na trudu. 

Ja vise nemam nikakve sumnje sto se tice koriscenja transformatora bilo u solid state bilo u lampaskim kolima. Ako se uzme Jensen, Ludahl ili slicno kvalitetan trafo, odgovarajucih karakteristika, rezultat ce biti dobar. Naravno ima stvari o kojima se mora voditi racuna. A vidim da ima sve vise proizvodjaca koji upravo to rade.

Link to comment
Share on other sites

Dejane, odlično! Pitanje: kakva su tvoja iskustva i stav prema izolacionim transformatorima u funkciji pasivnog i/ili aktivnog filtera/stabilizatora strujnog napona i frekvencije? Poslednjih godina na tržištu u ovoj oblasti ima svega i svačega, na momente mi je ta priča pomalo konfuzna kada gledam ponude i čitam recenzije, jer sve sve na kraju svede na "recommended", sve je svima "dobro" i sve "radi".

Kako stoji stvar sa balansiranom strujom, odnosno transformatorima koji isporučuju "prepakovanu" mrežnu struju u balansiranu? Imam korisničkog iskustva u vezi sa ovim (nasuprot teorijskom znanju koje mi je krajnje elementarno) i zadovoljan sam rezultatima balansirane struje u mom sistemu. Kakvi su stavovi i iskustva drugih po tom pitanju?

Link to comment
Share on other sites

Mislim da izolacioni trafoi mogu da budu dobri AC filteri (izmedju ostalog). Ja imam iskustva sa Lundahl LL1655 i njega koristim ispred Gungnir DACa. Efekat je pozitivan i mogu toplo da ga preporucim.

Sa balansiranom varijantom napajanja nemam iskustva tako da tu neko drugi mora da da svoje misljenje.

Link to comment
Share on other sites

  • 7 months later...

Ako uzmete recimo i napravite sledecu spravu: stavite buffer ali na izlazu iz buffera stavite dobre trafoe (u mom slucaju Jensen - verovatno najbolji trafoi na trzistu za ovu primenu), dobicete interesantnu igracku. Ona radi kao klasican buffer (velika ulazna impedansa a mala izlazna) ali s obzirom da ima trafoe na izlazu moze da radi i kao konvertor RCA u XLR. Ja sam kao buffer koristio Pass-ov B1 (plocice kupio preko DIY foruma) ali mozete da stavite i bilo koji drugi (Diamond npr.).

Ono sto je interesantno sa ovom igrackom jeste to da gde god da sam je stavljao, ona je popravljala zvuk. Cak i na izlazu skupih sprava, kao recimo Bladelius Embla. Sam buffer treba da bude odradjen sa kvalitetnim delovima kako bi sto manje kvario pricu, ali pravi dobitak su upravo ovi Jensen trafoi. Jednostavno, oni prave magiju ...

DSC06780.JPG

b1 otpozadi.jpg

Link to comment
Share on other sites

Interesantna tema narocitog za mene koji sam potpuni laik bez prakticnog znanja u elektronici a koga to zanima a narocito MC / Inter stage trafoi,  ono cemu pisete vezano za preamp.  Procitao sam postove i uradicu to opet uz dodati pdf tekst, dok ne budem dobro razumeo.

Koliko je meni poznato u profi tehnici ulazni trafoi su bili standard zbog galvanske izolacije, nekada, a u hi fi tehnici danas ih ima ali nisu cesti.  Hashimoto je nekadasnje odeljenje Sansui kompanije koje je bilo zaduzeno za sve trafoe, podfirma koja se odvojila na vreme pre propasti.

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
×
×
  • Create New...