АудиоПортал ИНФО

С любезного разрешения форумчанина Николая (Gelert) вниманию коллег предлагается его авторская научно-исследовательская работа
________________________________________

З якогось часу мені стало ясно, що розрахунки вихідного трансформатора мають м'яко кажучи дуже наближені до реальності результати. Досвід показував, що реальні параметри осердя (електротехнічної сталі в загальному випадку) бувають далекі від паспортних або довідкових і дуже далекі. Якщо розрахунки прикидкові — ще куди не йшло, але остаточні конструктивні найчастіше були обтяжливими. Той самий досвід невблаганно диктував необхідність попередніх лабораторних досліджень основних параметрів наявної (передбачуваної до застосування) сталі. До цього часу практично достатнім було лабораторне дослідження зразків на промисловій частоті. Благо джерела живлення та вимірювальна техніка для цього доступні, дешеві та інтуїтивно зрозумілі. Але останнім часом чи то смаки змінилися, чи творчий свербіж дістав — стало цікаво, як там із малосигнальними параметрами та з частотою. На рівнях одиниць-десятків ватів все можна подивитися і так зазвичай і робимо. Мотнув пробну обмотку-хитнув ВАХ - все ясно, скільки мотати, що вийде в результаті. А як воно там за малих сигналів? Адже проблема першого вата в якісних системах є дуже важливою, якщо не найважливішою. А у двотактних підсилювачах малосигнальні параметри трансформатора – це практично те, що відбувається при переході сигналу через нуль. Давно лежали кілька торів геометрично абсолютно однакових із сталі 3408 (Новолипецький ЗЕТС) та якийсь HiB японської. Ось щоб не збожеволіти в нинішніх умовах вирішив поганяти їх у різних режимах.

Вхідні дані
Прилади: Г3-112 з підсилювачем Г3-112/1,
вольтметр В3-38А, осцилограф С1-83,
ампервольтметр Ц4311,
ЛАТр із роздільним трансформатором.
Зразки сердечників ОЛ 100х50х50 сталь 3408 товщина 0,35мм та японська Japan (умовно, марка невідома) товщина 0,27мм.
Пробна обмотка 153 витка рівномірно по тору (однаково на кожному ПЕВ2-0,63).
Умови вимірювань – частота 50Гц – до індукції порядку 1,6-1,8 Тл.
Частота 1000Гц, 5000Гц — до значень струму намагнічування, визначених можливостями генератор+підсилювач.
У діапазоні 10-20000Гц – при фіксованому струмі намагнічування до максимальної амплітуди напруги підсилювача.

Цілі і завдання
Побудувати реальні криві намагнічування, магнітної проникності та індуктивності випробуваних зразків для порівняння та аналізу. Результати зведені до електронних таблиць з графіками. Формули відкриті, можна варіювати. 3408 - не найгірша сталь, а для деяких випадків найкраща з колишніх тоді. Виконаний зазвичай, різання з рулону, навивка, відпал.

Зліва – 3408, праворуч – Japan. Майже зовні не відрізняються. Але Japan — наданізотропна, з прокатом у магнітному полі та легована лазером.
Зовні поверхня має такий вигляд:

Ну, і ось ці красені пішли у справу:

_________________
Бывают поступки, после которых даже тараканы в голове аплодируют стоя...
050 246 3341; Viber/Telegram 068 362 3497; Skype: spswmsw

Насамперед зняв ВАХ на 50Гц. Першим пішло 3408.

Нічого незвичайного, досить рівно, але до 1,6 Тл вже викладається і до 1,8 Тл дуже ймовірно влетить у насичення. Але до 1,3 Тл цілком можна качати.

А ось залежність Мю від В до 1,4 Тл не пускає.Моя концепція полягає в тому, щоб використовувати сердечник на зростаючій ділянці Мю. Я вважаю, що звук виходить краще (вибачте за вільний виклад), коли зі зростанням амплітуди зростає індуктивний опір. Інакше струм зростає, індуктивність падає і амплітуда, не зовсім зростає. Разом для мене вище 1,2 Тл вже не можна. Дивимося, як справи у Japan.

Помітно краще. 1,6 Тл пристойна лінійність і по ходу кривої до 1,8 Тл цілком нормально працюватиме без насичення. А може, й більше, перевіряти треба. На словах обіцяли до 2,0 Тл, але на словах, але схоже на правду.Мені більше не треба та й знижуючий транс більше не видав, обмежився цим.

А ось тут мені подобається. Зростання проникності плавне немає різкого початкового вигину і спад плавно починається на чесних 1,4 Тл, або навіть 1,5 Тл. Залишимо 1,4Тл, як достовірніший результат. І абсолютне значення проникності майже на 1500 одиниць вище. Це дасть помітне збільшення значення індуктивності в результаті. Початкова Мю теж вище і йде рівніше, а отже, при малих рівнях можна розраховувати на менші спотворення. По потужності на 50Гц при індукції 0,5 Тл сердечники майже рівні. Наступний досвід проводився на частоті 1000Гц. Ось тут стає цікавіше.

_________________
Бывают поступки, после которых даже тараканы в голове аплодируют стоя...
050 246 3341; Viber/Telegram 068 362 3497; Skype: spswmsw

Сталь 3408

І начебто лінійно, але не з самого початку. І різкий злам.

А ось функція сама по собі має майже лінійну ділянку спочатку при малих намагнічування. Це дасть спотворення, схожі на сходинку в класі В. Хоча як не балансуй, ця ділянка буде завжди, просто при ідеальному балансуванні вона припаде на найменші рівні сигналу і може не сподобатися на слух. Ось тут вам і пояснення, чому іноді краще невелике розбалансування плечей, тоді цей момент припаде на більший рівень сигналу і стане менш помітним.

Дивимося Japan.

Майже пряма фактично від нуля. Але це ще не все.

Немає полиці спочатку, швидке зростання і викладається. Знову ж таки абсолютне значення Мю вище і помітно. На високих частотах потужність японського заліза вище майже в два рази. Є всі підстави вважати, що в цьому випадку згадані вище спотворення, як мінімум, менші або відсутні. Я все це затіяв ще й для того, щоб перевірити, чи є реальні якісно найкращі відмінності брендової електротехнічної сталі від чи це все маркетинг-реклама. Є. Я вам страшну таємницю відкрию – цим зразкам років тридцять, не менше. А тепер уявіть, що зараз можуть. Я вже мовчу про аморфи та нанокристали. Там реально все дуже круто.
Але і це ще не все. Уявіть собі ситуацію, коли раптом різко перекосило плечі. Ну, мало — аварійна ситуація, просто односторонній перехідний процес, багато чого можна придумати. Ну і сталося одностороннє намагнічування сердечника. Начебто магнітом'яка, але коерцитивна складова все-таки є. Японців я такому насильству не піддавав — шкода, є на нього плани, а липецьке в запасі є. Ось я на ньому змоделював таку ситуацію. Зашунтував обмотку діодом та у зворотному напрямку подав напругу постійного струму. Просто - чирк. Багато не давав, вольт 10, не більше. І ось дивіться, що вийшло. Частота 1000Гц, функція Мю від струму намагнічування.

Як вам? Проникність рвонула вниз не лише на рівні похибки вимірювань, а просто катастрофічно. Розмагнічував підключаючи конденсатор 16 мкФ, заряджений до 300В. Ну, як це робилося у давніх маскових кінескопах. Розмагнічував разів п'ять, потім зняв криву знову, але як та котушка у телевізорі не завжди знімала залишкову намагніченість, так і в мене сердечник у початковий стан не прийшов. Хоча зрушив на краще. Повторний відпал робити ніде, пробуватиму інші методи, може якось і виведу зі стану шоку. Але ось вам ще одне пояснення на кшталт казок - приробіток вузлів та деталей. При невеликій паразитної намагніченості пристойною амплітудою корисного (тестового) сигналу цілком можна якщо не прибрати її зовсім, то, напевно, зменшити, підвищити проникність з усіма витікаючими.
У діапазоні 10-20000Гц зняв залежність Мю від частоти. Ну, не багато мені це дало, все, я і має бути, тут показувати нема чого. До речі, зняв тільки для Japan, далі терпіння не вистачило.
Ось таку лабу провів, щось очікувалося, щось нове для себе відкрив. Сподіваюся, комусь буде корисно, як вказівка напрямку, куди рухатися при конструюванні страшного монстра — звукового вихідного трансформатора. Звичайно, все це більшою мірою стосується двотактних схем, оскільки тор і різати я його не буду.
Заодно глянув на якийсь старий пермалой на 1000Гц. Якщо чесно – нічого особливого. Як у підручнику. Файл у Екселі із вимірами та розрахунками є, але його мабуть лише окремо можна причепити.
Пробачте десь невеличку кривизну у графіках — багато вимірювань поспіль, напруга скаче, прибори аналогові, десь похибка мала статися. Як на мене — на результат не впливає.
* * *
І, що ще хотів додати. На японському залізі просто мотнув залишок дроту з чолнока и отримав вторинну обмотку 21 виток. Її видно на фото. Навантажив резистором 3,1Ом и зняв ВАХ такого імпровізованого трансформатора. В смузі 10-25000Гц отримав відхилення +/-2дБ. При чьому від 10 до 200 десь герц під’ем на ті ж 2дБ на 10Гц і далі спад до 0дБ на 200Гц и лалі рівно до 18000Гц. Далі знов під’ем до +2дБ на 25000Гц. Віще йде різке зростання.
Вочєвидь, враховуючи доволі слабкий индуктивний зв’язок між обмотками (недбалість виконання та и неможливість практично виконати инакше), в трансформації на високих частотах починае переважати емнісна складова над индуктивною.

З повагою, Микола.
________________________________
Файл MS Excel по ссылке:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/ ... ue&sd=true

_________________
Бывают поступки, после которых даже тараканы в голове аплодируют стоя...
050 246 3341; Viber/Telegram 068 362 3497; Skype: spswmsw