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输出变压器的简易测试

自制电子管功放的最大困难莫过于绕制输出变压器和加工底盘。输出变压器的素质是决定功放音质的关键所在，而自制一个高质量的输出变压器是相当困难的。本人经过反复试验，多次失败后，绕制的输出变压器虽然也达到了相当满意的水平，但完成复杂的绕制工艺、烘干、真空浸漆等一系列程序也不是件轻而易举的事情，总是让人绕完这一对，就不想再做下一对了。因此虽早有朋友让我代为制作一台功放，但总是一拖再拖，半年一年过去了，仍迟迟不愿动手。购买成品变压器和底盘来制作功放，当然是事半功倍。因为自制底盘既费工费时，又不容易做得美观。再说，进口的输出变压器（如TAGNO,AUDIO NOTE等）国内难以购到，退一步说，即使能购得到，其价格也难以接受，足足可以用这笔钱买一台质量上好的国产整机。国内也有不少厂商销售输出变压器，其中大公司的产品质量比较有保证，是公司的设计师们多年实践经验和心血的结晶，技术含量高，但价格也相对较高。还有一些名不见经传的小厂产品，价格较低，但质量如何，却是令人心中无底。几年前，本人经不住广告词的诱惑，曾邮购了南方某厂生产的一只3 00B单端环形输出变压器，回来一测，阻抗为4kΩ（标称为3.5kΩ），初级电感量仅6.5H。装在机上一测频响更糟，－3dB下限频率高达56Hz,在高频端22kHz 处还有一个+2dB的峰，只好将它弃之不用。幸亏当时已经有了“邮购经验”，仅邮了一只，否则损失更严重。邮购犹如“隔山买牛”，没有“后悔药”可吃，只有吃一堑长一智。今年二月，看到《电子世界》杂志上刊登有欧博M100KIT套件供应的消息，价格仅整机价格的一半多点，这对于有点动手能力的胆机爱好者来说，确实是件令人心动的事。但我仍然心有余悸，不免在想，在前置和倒相级的印刷电路已经安装焊接完毕的前提下，价格竟下跌了一千多元，是不是其中的关键器件──输出变压器的质量上有什么妥协？故不敢冒然邮购。M 100整机我们听过，音质价格比很高，这也是该产品在石家庄销路很好的原因之一，M 100 K IT套件的输出变压器与整机中所用的是否一样？带着这个疑虑，本地一个胆机发烧友亲赴北京欧博公司，咨询了公司总经理。刘总经理言道：“M 100 KIT中的变压器与整机中所用的变压器是完全一样的，我们没有必要再为套件另外制作一批质量低一档次的变压器。”有他这句话，那位朋友当即带回两套件。我听说以后，也通过欧博公司的河北经销商──天歌电器购买了一套。

买回套件后的第一件事，当然是检查输出变压器。先从底板下面卸下输出变压器圆罩的三只φ3mm固定螺母，取下黑色圆罩，即可按下述步骤进行检查测试。

输出变压器的简易测试

首先是外观检查，其铁芯外面缠绕了一层黑色不干胶带，撕去以后，即可看见其硅钢片，片厚约0.35mm，冲制工艺一般，不够整齐光滑，而且其中硅钢片的颜色深浅有所不同，不象我们几个发烧友从广东某公司邮购来的硅钢片那样整齐光滑，颜色黝黑，不用外罩也非常美观。又看到铁芯未曾浸漆，只将线包作过浸漆处理，所以给人的第一印象不怎么样，可以说工艺水平甚至比不上六七十年代上海无线电二十七厂或上无二厂的变压器。因此初步打算，等测量完其他指标以后如果满意的话，再把它拆下来作整体烘干浸漆处理。本人未曾见过M 100整机中的输出变压器是否也是这个样子？因为它藏在一个黑色的“遮羞罩”中。据曾见过其庐山真面目的发烧友说，二者是相同的，仅从这一点上看，欧博刘总的话是可信的。但总对其硅钢片有点“耿耿于怀”，于是又通过xxx 咨询欧博，回答是：“硅钢片是将日本进口Z11和Z10等几种片子混合使用 ,其音质效果比单用一种片子要好。”这也许是欧博的“秘密武器”？一颗悬着的心，此时已放下了一半。因为我们明白输出变压器的关键在于线包的绕制方法和线材、绝缘材料的质量等因素，虽然不能拆开线包观看，但从外部测试结果也可以作出大致的判断。况且，我们关心的是效果，只要音质音色好，你管它是如何制作的？

第二步是测量线包的直流电阻，可以用万用表欧姆档测试。推挽输出变压器要求两臂性能参数一致，因此绕制时也要对称，故可测量其B与P1,P2及B与G1，G 2之间的直流电阻是否相等，如图１所示。如果内部采用不对称绕法，是难以做到电阻相等的。即使是对称绕法，若是人工绕制，万一不留神，将一边多绕或少绕一些圈数，也不是没有可能。当然用不同型号的万用表测量出来直流电阻值不一定完全相同，但只要两半边电阻相等即可。最好左右声道两只输出变压器的对应端电阻也相等。欧博变压器初级线圈（Ｐ１～Ｐ２）的直流电阻实测数值为１９８Ω，次级直流电阻为０.4Ω(8Ω端)。初次级直流电阻数值（铜损）的大小，直接影响变压器的效率，当然是越小越好。但是，受到变压器体积的限制，又要求足够的电感量，所以必然初级线圈匝数要多，但导线直径又不能太粗，故直流电阻不可能太小。

第三步是测量变压器初次级匝数比，从而求出阻抗比。方法是在变压器次级线圈（如８Ω端）加上交流电压Ｕ２，例如频率为５０Ｈz，电压为１Ｖ。然后用交流毫伏表或数字万用表测量初级Ｐ１～Ｐ２端之间的电压Ｕ１，则匝数比Ｎ＝Ｕ１／Ｕ２。本变压器实测数据如下：次级８Ω端电压Ｕ２为１Ｖ，初级Ｐ１～Ｐ２端电压为２４Ｖ，Ｂ～Ｇ１间电压为５.２７Ｖ。由此可求得: Ｎ＝２４，还可以求出帘栅极的反馈系数:α＝５.２７／12＝０.４４。

变压器的效率η可由下式估算：

η＝Ｎ２ＲＬ／(Ｎ２ＲＬ+r1+Ｎ２r2)

其中：RL～次级标称负载阻抗

r1、r2～初级、次级线圈的直流电阻

将实测数据代入上式，可求出效率η＝９１.４％

初级等效阻抗可由下式求出：Ｒp~p=Ｎ2ＲＬ/η＝５.０４kΩ。

第四步是测量电感。输出变压器初级线圈的电感量以及漏感是决定频率响应的重要因素。测量电感可用万用电桥或电感表，用不同仪表，在不同测试条件下所得的结果可能不同，但通过比较同类产品（比如欧博和大极典）或左右声道两只输出变压器的电感量，也具有一定的相对参考价值。我测量时用的是ＤＬ６２４３型数字式电容电感表，其测量电感的最大量程为２０Ｈ，最小量程为２mＨ。一般推挽变压器的初级线圈屏至屏间电感均大于２０Ｈ，故不能用这种电感表直接测量（国产的９２４３型电容电感表的最大量程为２００Ｈ，可以直接测量）。此时可只测量半个初级线圈，即Ｂ─Ｐ１和Ｂ－Ｐ２间的电感，二者应数值相等或相近。然后将半个线圈的电感量乘以４即可大致估算出整个线圈的电感量。原理是根据电感量的计算公式：

Ｌ＝１.２５６×１０-８μＮ２Ｓc／lc （Ｈ）

其中；μ～铁芯材料的导磁率

Ｎ～线圈匝数

Ｓc～铁芯截面积，单位：平方厘米

lc～铁芯的平均磁路长度，单位：厘米

此公式仅适合于计算绕制在无空气隙铁芯上的线圈的电感量。但由公式可以看出，在其它条件相同的条件下，线圈的电感量与其匝数的平方成正比。在上例中，Ｂ—Ｐ１的匝数为Ｐ１—Ｐ２匝数的一半，故电感量为其四分之一。

输出变压器漏感的测量方法一般是这样的，将次级输出端用一导线短路，此时初级线圈电感量的测量值即近似等于漏感。按照上述方法，对欧博变压器进行测量，结果如下：初级电感Ｌ（Ｐ１─Ｐ２）约为４１Ｈ，漏感ＬＳ约为１６mＨ。与厂家公布的参数相差较大：初级电感Ｌ在５０Ｈz时为１７５Ｈ，在１kHz～１