电子扩音机里面的变压器有何作用？旋转变压器的特性是什么？
电子扩音机里面的变压器有何作用？
音频变压器在老式电子管收音机中叫低频变压器，限于当时的水平，其频带宽度仅100Hz～1000Hz。随着胆功放的复出，原材料质量的提高，以及制作工艺水平的进步，频带不断加宽，般的机器频带在50Hz～15000Hz，优质机可达20Hz～20000Hz的水平，而早年较好的电影院用的还音机仅在80Hz～12000Hz。
音频变压器在音响放大器中占有非常重要的位置，并且是整机中关键的元件。胆机发烧友们为了制作一只好的音频变压器，不惜工本，花费很大的心血。笔者根据多年维修制作经验，收集了一些资料，奉献给各位胆友。
音频变压器一般分为输入、级间、输出三个类型。
输入变压器：接在信号源和放大器输入电路之间，这种变压器必须具有一定的输入和输出阻抗，保证信号源和放大器电路相互匹配，并对外界的电磁场干扰有良好的屏蔽和隔离作用，常用于话筒、唱头、仪表检测、自动控制等领域。
级间变压器：连接电子设备上级输出电路至下级输入电路，主要作用变换信号，保证级间阻抗匹配。常用于广播电视、音响推动级、仪器、仪表变换信号等方面。
输出变压器：连接电子设备的输出电路和负载，主要起阻抗变换作用。
在制作前还应当了解音频变压器的电性能，以及铁芯材料、尺寸，绕组的结构形式几个重要因素。
先谈音频变压器的电性能指标：
频带宽度。频带宽度由最高和最低工作频率来确定，是音频变压器的重要参数，为了保证设备的性能优良，希望频带越宽越好，最低频率取决于变压器的初级电感，最高频率取决于变压器的漏感和分布电容。频带越宽，要求变压器的电感越大，漏感和分布电容越小，这样将使变压器的体积增大，结构和制作工艺也更复杂，而且造价也随之升高。故制作时必须先考虑以上因素，再根据自己的偏好作出取舍。
输入、输出阻抗。音频变压器的输入与输出阻抗必须和线路相匹配，否则将产生反射，引起波形失真。对于输入变压器来说，输入阻抗应等于信号源的输出阻抗。级间音频变压器应满足线路输入阻抗与输出阻抗的要求，输出变压器的输出阻抗应等于喇叭的阻抗。
频率失真。变压器耦合放大器的频率特性并不是一条直线，在频率的低频段，放大系数可能偏小一些，而在频率的高段，由于其漏感和分布电容的谐振作用，放大系数可能要偏大一些。某一频率的放大系数与中心频率的放大系数之比称为相对放大系数，而相对放大系数的倒数称为频率失真，一般音频段内大约有±3dB的失真。
相位失真。在变压器耦合放大器中，输出电压与输入电压之间的相移称为相位失真，这种相移和频率的关系称为相位特性，音频变压器的相移特性一般不超过5％。
非线性失真。由于变压器铁芯的磁化曲线是非线性的，所以当输入正弦波信号时，输出信号变成了非正弦波，产生了非线性失真。铁芯中的磁感应强度越高，信号频率越低，这种失真就越大，非线性失真用谐波系数来表示，不同的设备允许的谐波系数也互不相同，其中音响放大器的要求较高，谐波系数只允许在1％～2％。
了解了音频变压器的类型和电性能后，就可以设计制作一只频带宽度在20Hz～20000Hz的变压器了。下面是实际制作中要考虑的要素。
铁芯材料的选择：铁芯价格较低的有D41、D42、D43、DG41等热轧电工钢片，重量较轻的有DQl、DQ2、DQ3、DQ4和DGl、DG2、DG3、DG4等冷轧电工钢片，各项性能指标更好的有高导磁率铁镍合金（坡莫合金）1J50、1J79、1J80等，另外，铁芯片的厚薄，取决于变压器的最低工作频率，片越薄，铁芯损耗（涡流）越小，铁芯的品质因数越高，频率对磁导率的影响越小。片厚的规格有O.5mm－35mm和较好的O.22mm-0.1mm。
以上均为书本上的资料，笔者经常在成都城徨庙电子市场淘铁芯，那就全凭眼睛来识别了。好的片子看上去晶粒多片子薄，而且质地脆，很容易折断，断口曲折，用放大镜看断面几乎全部由晶粒组成，晶粒特别亮，就是大家说的“高硅”片。铁镍合金（坡莫合金）片表面无生锈，轻轻擦一下就可发亮像不锈钢，有硬磁和软磁之分。前者适合做输出变压器，后者适合做输入和级间变压器。另外现在普遍采用的Z系列冷轧片，如Z11等，在旧货市场上不太容易发现。较差的片子一般带深黑色，片子较厚有韧性，弯曲不容易折断，而且断口平直，俗称“黑片”，一般不要用来做音频变压器，可用作电源变压器。好的片子在拆装时要小心，不要用力敲打，注意保护表面的氧化膜层和绝缘漆层，生锈的一定要处理后再用。
铁芯尺寸的选择。变压器铁芯的尺寸一般由功率来确定，可以参考变压器的简化公式计算：S=1.25P（式中：P的单位为伏安，S的单位为平方厘米）。但音频变压器由于下限频率要求电感量较大，为了增加电感又要避免磁饱和现象，应将铁芯选择大一些，其系数为1.5～2，磁感应强度一般取8000～10000高斯。还要注意一点。老式国标铁芯的外形尺寸，是外形尺寸型号，不是电工钢片的牌号。有KEI和GEl两类，KEI型铁芯俗称“大窗口”，它可以绕更多的线圈匝数，这对提高初级电感量非常有利，但是它的漏感也是较大的。如果按普通绕法其漏感就很大。根据电机学原理，在变压器初次级绕组的磁链耦合中，除主要磁通外，还有绕组与绕组间的漏磁通，和绕组与两旁铁轭之间的漏磁通，这是两个最大的漏感，对频带的影响最大，而窗口越大此二值就越大，故必须在绕组的结构上去考虑问题。此铁芯的尺寸特点是舌宽等于铁芯窗口的宽度，又等于两旁铁轭单边宽度的2倍。GEl型铁芯俗称“小窗口”，是一般常用的铁芯外形尺寸，其铁芯中心舌宽与窗口宽度的比例大约是1：0.65.做出来的漏感比大窗口铁芯要小许多。
绕组结构的选择。初级电感、漏感和分布电容是确定变压器频率与相位特性的主要参数，那么要解决参数的问题，主要靠制作工艺来保证。一般来说初级电感主要由铁芯的几何尺寸、铁芯的性能和绕组的匝数来确定，和绕组的结构关系不大，匝数越多电感量越大，低频段的响应就越好，但事物是分为二的，匝数愈多，层数就多，漏感和分布电容将增大，这就是制作音频变压器的最大矛盾了！漏感和分布电容主要由绕组的结构、绕组的几何形状来确定，所以低频段容易做好，而高频段就比较困难了，应重点注意绕组结构。
图1为音频输入变压器的结构，功率为1W以下，可作为话筒、唱头的输入匹配或升压等，主要为分层和分段的方式。
图2、图3为输入变压器，均为推挽输入方式。分别采用分层和分段方式（图2），频带较宽。图3的分层方式，但分层较多，分布电容较小，频带也比较宽。
图4为推挽输出变压器。采用分层绕组，所谓“4夹3”结构，工艺相对简单，频带也较宽，比较实用，容易制作，造价较低，效果不错。
图5为推挽输出变压器，是发烧友们常采用的制作结构方式，复杂一点，但效果很好，频率带宽基本覆盖20—20000Hz±3dB图6也是推挽输出变压器，它主要应用在双C型铁芯上，如用E型铁芯，绕制工艺比较难做，并加了负反馈绕组，制作成功后效果是非常好的。
以上各型变压器的绕组结构形式，仅供大家参考。发烧友们在制作时最好边做边记录绕组的顺、反绕向，以及各单元组的同名端，待完工连接线时，可以用一只电池加一只指针式万用表再复核一下，按图连接就可以了，当然也可以将框架分离开来分单元绕制，然后可嵌套或上下组合好再插入铁芯。
线材的选择。首选原国内大厂生产的漆包线，质量较好，市面上一般不易购到所谓“4N”或“6N”的无氧铜漆包线，可能有些网站上吹过，但笔者没有买到过和使用过，所以，无发言权。至于导线的集肤（趋肤）效应问题，主要考虑到频率最高20kHz，集肤效应并不严重。对于漆包线的耐温系数考虑并实验过，一般常用的QZ一2型的漆包线耐温强度在130℃，QY-1耐温耐氧漆包线耐温强度在220℃，绝缘强度极佳，漆膜的质地非常好，特别是早年在成都锦江电机厂门市购得的线一直没有用完，这些线绕制的变压器耐温特别好，铜纯度很高且真实可信，对音色的确有一定的影响，而且不浸漆，只需一层电缆线就可达到耐压要求。对目前市面上小厂的漆包线，铜纯度较低，质量比早年国营大厂的线差很多，这一点望朋友们注意！
旋转变压器的特性是什么？
一、旋转变压器的应用
由角位移如何计算直线位移？
将旋转变压器安装在数控机床的丝杠上，当θ角从0°变化到360°时，表示丝杠上的螺母走了一个导程，就间接地测量了丝杠的直线位移（导程）的大小。
要检测工作台的绝对位置，需加一台绝对位置计数器，累计所走的导程数，折算成位移总长度。
二、旋转变压器的应用特点
1、一般两相电机要求两相磁场在空间上和时间上都相差 90°。
旋转变压器的两相绕组虽然在空间上互相垂直，但在大多数应用场合，总是一次侧一相绕组供电，另一相作为补偿绕组，或两相通以同一时间相位的电压；而且二次侧两相绕组亦相互垂直，两相绕组彼此之间无电磁耦合。所以在电磁计算时，应按单相电机来计算。
2、旋转变压器通常在接近空载状态下工作，转子旋转时不会引起一次侧励磁电流有很大的变化，设计时可按定、转子处于最大耦合位置的空载状态进行计算。
3、旋转变压器的负荷较低，一般不进行温升和机械计算，并对损耗计算进行简化。计算损耗的目的是求得有功励磁电流。空载时，一次绕组励磁电流中的有功分量很小，励磁电流很大程度上取决于它的无功分量。为了简化计算，常常给无功分量乘以稍大于 1 的电流系数，求得励磁电流。实验证明，电流系数随着冲片材料、机座号的大小以及加工条件等的不同而不同，一般在 1.001～1.025 之间。
4、旋转变压器的短路输出阻抗对负载阻抗的比值越小，输出电压的畸变也越小。因此旋转变压器应具有尽可能小的短路输出阻抗。
5、旋转变压器的主要功用是输出一个与转子转角成正弦或余弦函数关系的电气信号。
设计时应从精度出发来选择绕组型式，定、转子齿槽配合，导磁材料及磁通密度等，以保证旋转变压器气隙磁场按正弦规律分布。
①在旋转变压器中常用的绕组型式有两种，即双层短距分布绕组和同心式正弦分布绕组。双层短距分布绕组也能达到较高的绕组精度并具有良好的工艺性，但是在绕组中还存在一定的谐波磁动势分量，这些谐波磁动势分量的存在会增大其正余弦函数误差，再加上工艺因素所引起的误差，就使旋转变压器的精度提高受到一定限制，因此它只适用于精度要求不高或者尺寸较大的旋转变压器中。正弦绕组是每相绕组在各槽中的导体数按正弦规律分布的同心式绕组，作为高精度绕组，它可将各次谐波（齿谐波除外）削弱到相当小的程度，从而大大提高旋转变压器的精度。它通常有两种分布型式，绕组轴线对准槽中心线的 I 型绕组和绕组对准齿中心线的 Ⅱ 型绕组。
