Трансформатори ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 та подібні, дедалі менше використовують в саморобних лампових підсилювачах через їх недостатньо високу якість для High Fidelity, але для драйвера пружинного ревербератора, як у моєму випадку, вони можуть стати в нагоді, та навіть гітарний підсилювач з добре "підігнаним" режимом вихідного каскаду під ці трансформатори не розчарує своїм звучанням.
Данна розповідь написана на прикладі моєї переробки трансформатора ТВ-2Ш-2 для роботи з пружинним ревербератором 4AB3C1B. Але це не обмежує, на базі отриманної інформації використання трансформаторів ТВ-2Ш-2, ТВЗ-1-9 з такими ревербераторами як - 4AB3C1C, 9AB1C1B, 9AB2A1B, 9AB2C1B, 9AB3C1B та іншими, або з гучномовцями різного імпедансу.
Уніфіковані трансформатори ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 розроблені для лампових однотактних підсилювачів потужності (single end).
Мал. 1
Первинна обмотка трансформаторів ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 складається з 2150 витків (згідно малюнку
1 - первинна обмотка 1-2), вторинна з 58 витків (обмотка 3-4). Зауважу, трансформатор ТВ-2Ш-2 має також відведення під номером 5 від додаткової вторинної обмотки (40 витків), але для моєї переробки трансформатора під інший вихідний імпеданс її потрібно відмотати, тому на малюнку вона не вказана.
Чи не найголовніший параметр будь-якого трансформатора - це його
коефіцієнт трансформації (transformation ratio). Коефіцієнтом трансформації (КТ) називають величину відношення напруги в одній обмотці до іншої в режимі холостого ходу. Тобто, якщо під'єднати до обмотки трансформатора джерело певної напруги з певною частотою, то отримана напруга в іншій обмотці трансформується в "n" кількість разів. У скільки разів трансформувалась напруга, по відношенню до підключеної і визначає точний КТ.
Для вихідних трансформаторів КТ зазвичай визначають по кількості витків обмоток, тому використовують термін turns ratio.
Визначимо КТ трансформаторів ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 по кількості витків обмоток:
n = w1 / w2 = 2150 / 58 = 37,1
n - коефіцієнт трансформації (transformation ratio or turns ratio).
w1 - кількість витків первинної обмотки (primary winding).
w2 - кількість витків вторинної обмотки (secondary winding).
Знаючи КТ будь-якого вихідного трансформатора (навіть невідомого, без маркування...) можна легко порахувати імпеданс його первинної обмотки (Ra). Наприклад, є бажання підключити до вторинної обмотки гучномовець з імпедансом 4 Ohm (саме на таке навантаження розраховані трансформаторти ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2), тоді:
Ra = Rn * (n * n) = 4 Ohm * (37,1 * 37,1) = 5505,64 Ohm
Ra - імпеданс первинної обмотки або вхідний імпеданс трансформатора (primary impedance or input impedance).
Rn - імпеданс гучномовця під'єднаного до вторинної обмотки або вихідний імпеданс трансформатора (secondary impedance or output impedance).
Для зручності результат краще округлити до 5500 Ohm (5,5 k).
Мал. 2
На малюнку
2 зображено, що трансформатор ТВЗ-1-9 (ТВ-2Ш-2) навантажений чотириомним гучномовцем буде створювати анодне навантаження (Ra) лампи вихідного контуру підсилювача 5500 Ohm. Таким чином можна підібрати підсилювач для роботи з цим трансформатором (для лампи вихідного контуру дивимось рекомендовані режими эксплуатації, якщо пощастить знайти, звісно). Існує теорія, що для оптимальної роботи анодне навантаження (Ra) тетрода чи пентода повинно бути в 10-20 разів менше за внутрішній імпеданс (Rі) вихідної лампи при заданому режимі її роботи. А для тріодів у вихідному контурі, навпаки - анодне навантаження (Ra) в 3-5 разів більше за внутрішній імпеданс (Rі) лампи. Щоб це розрахувати використовують формулу:
Ri = Ra / α
Ra = Ri * α
α = Ra / Ri
Ri - внутрішній імпеданс (або опір у динамічному режимі) вихідної лампи при заданому режимі її роботи (internal impedance, може бути вказан літерою Z).
α - коефіцієнт внутрішнього імпедансу лампи до анодного навантаження. При використанні тетрода або пентода у вихідному контурі може бути у межах від 0,1 до 0,2. При використанні тріода (або тетрода, пентода у тріодному підключенні) - від 3 до 5. Вибір більших значень призведе до ширшого діапазону у бік нижніх відтворюваних частот. Для гітарних підсилювачів варто використовувати меньший коефіцієнт, задля більшої вихідної потужності.
Знайдемо оптимальний Ri тетрода чи пентода з анодним навантаженням 5500 Ohm:
Ri = Ra / α = 5500 Ohm / 0,1 = 55000 Ohm (55k)
Чим меншим за 55k буде внутрішній імпеданс (Rі) вихідної лампи при заданому режимі її роботи, тим ширший діапазон у бік нижніх частот можна отримати на виході трансформатора, але відповідно, меншу вихідну потужність.
Але трансформатори TВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2 не приречені працювати лише з навантаженням вторинної обмотки 4 Ohm. Аналогічним способом можна порахувати імпеданс первинної обмотки (Ra) з будь-якими іншими навантаженнями на вторинну. Наприклад, зі стандартними гучномовцями:
Якщо Rn = 8 Ohm, тоді Ra = 11000 Ohm.
Якщо Rn = 16 Ohm, тоді Ra = 22000 Ohm.
Мал. 3
На малюнку
3 проілюстровано як навантаження на вторинну обмотку (Rn) впливає на вхідний імпеданс трансформатора (Ra) згідно коефіцієнту трансформації (n). Знаючи два з цих параметрів завжди можна знайти третій:
Ra = Rn * (n * n)
Rn = Ra / (n * n)
n = sqr (Ra / Rn)
Нагадаю, моя ціль - прилаштувати трансформатор ТВ-2Ш-2 для роботи з пружинним ревербератором 4AB3C1B, який створює навантаження на вторинну обмотку 8 Ohm:
Spring Reverb 4AB3C1B:
Input transducer: impedanсe = 8 Ohm, DC resistance = 0,7 Ohm.
Output transducer: impedanсe = 2250 Ohm, DC resistance = 200 Ohm.
В моєму підсилювачі "Spudnik Reverb Amp" вихідний каскад драйвера ревербератора зроблений на тетроді 6П6С. З імпедансом первинної обмотки 11000 Ohm будуть завеликі втрати вихідної потужності, а нижні частоти пружинному ревербератору непотрібні. Доведеться змінити КТ трансформатора. Щоб змінився КТ, потрібно змінити кількість витків однієї з обмоток трансформатора. Так як кількість витків трансформатора ТВ-2Ш-2 (ТВЗ-1-9) відома, це не становить проблем. Спробую наблизити його характеристику трансформації до Hammond 1750AX - імпеданс первинної обмотки 7500 Ohm при навантаженні на вторинну 8 Ohm.
Визначаю потрібний коефіцієнт трансформації:
n = sqr (Ra / Rn) = sqr (7500 Ohm / 8 Ohm) = 30,62
Лишається порахувати на яку кількість витків потрібно змінити одну з обмоток трансформатора. Змінити можна як первинну, так і вторинну обмотку, розглянемо обидва варіанти.
Відомо, що в трансформаторах ТВ-2Ш-2 (ТВЗ-1-9) первинна обмотка здійснена поверх вторинної, тому можна легко домотати, або відмотати потрібну кількість її витків. Порахуємо кількість витків первинної обмотки для потрібного коефіцієнту трансформації 30,62 при наявній вторинній обмотці, яка складається з 58 витків:
w1 = w2 * n = 58 * 30,62 = 1776
Після того, як я відмотав від первинной обмотки 374 витки трансформатор ТВ-2Ш-2 має КТ 1 до 30,62. Але такий спосіб переробки добре підходить тільки для роботи з пружинним ревербератором. Зі зменшенням витків первинной обмотки її індуктивність також стає меншою, це призводить до звуження діапазону відтворюваних частот.
Індуктивність первинної обмотки (inductance) напряму залежить від кількості її витків та магнітопровідності заліза.
Для досягнення тієї ж цілі можна не чіпати первинну, а домотати вторинну обмотку трансформатора.
Рахуємо кількість витків вторинної обмотки для коефіцієнту трансформації 30,62:
w2 = w1 / n = 2150 / 30,62 = 70,2
Тобто, 12-13 витків вторинної обмотки потрібно домотати до вже наявних 58.
Тепер можна обережно розібрати трансформатор враховуючи те, що після домотки потрібно буде його так само зібрати.
Як вже зазначалось, в трансформаторах ТВ-2Ш-2, ТВЗ-1-9 вторинна обмотка знаходиться під шаром первинної, тому домотувати 13 витків потрібно третім шаром (малюнок
4, обмотка 4-5). Намотка здійснюється у такому ж напрямку, що й зроблена первинна обмотка, дротом діаметром не менше 0,55 мм. Початок нової обмотки з'єднується з кінцем "старої" вторинної обмотки.
Мал. 4
При зібранні трансформатора стара прокладка між "І" та "Ш"-подібними пластинами магнітопровідного заліза скоріш за все вже буде непридатна. Її слід замінити виготовивши з тонкого паперу. Вона запобігатиме намагнічуванню заліза від постійного струму.
Тепер трансформатор ТВ-2Ш-2 матиме характеристики згідно малюнку
4.
На основі цієї базової інформації можна порахувати намотку під будь-який інший вхідний та вихідний імпеданс трансформаторів ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш-2, або інших для подальшої їх переробки.
