Audio Note变压器理论与制作

Audio Note变压器理论与製作

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本文為Audio Note老闆Peter Qvortrup与Andrew Grove為配合本刊第158期特别企划「变压器理论与製作」，特地撰文简述该公司变压器的製作理论。Audio Note的高品质音响专用变压器享誉多年，读者可将此篇来自原厂设计者之大作视為先前「特别企划」之延伸阅读。本文已获Audio Note公司授权翻译刊登。

真空管為一种高压、低电流的装置，是故无法直接驱动低阻抗的扬声器。虽然无输出变压器放大电路设计（Output-Trans former-Less, OTL）的真空管扩大机偶而出现在市场上，但经常必须并联多部器材并提供大量负回授方可使其正常工作，但并不能达到令人满意的结果。无输出变压器设计的扩大机為了适应非常低的阻抗匹配，而导致低效率，偌大的功率消耗在真空管上，因此输出到扬声器裡的就极為有限。因此，匹配真空管放大与低阻抗扬声器的唯一方法，就加上一个变压器。有时候变压器会被视為是扩大机施展手脚的一个屏障，然而在某个程度上它的确是如此。虽然变压器在频宽上有所限制，但只要我们在设计过程中使用正确且合适的素材（就像是待会我们即将讨论的内容），像这种理论上的限制，对於应付音乐讯号的频宽早已绰绰有餘了，而绝大部分的问题是与扩大机所使用的负回授息息相关。有限的频宽（已超出人耳听闻范围之数值）与伴随著的相位飘移会导致扩大机的不稳定，相继而来的可能强烈高频震盪，更是扩大机表现的强力杀手。

设计在Audio Note的设计过程中，我们耗费了相当多的研究心血，将理论性推论与实际实验结果两相结合，成功地将变压器频宽大幅扩展。在某些设计上，我们利用多达五条的Wires同时绞绕在线圈上，利用这种技术可让频宽拓展至5Hz-200KHz，以期适用於单端300B扩大机上。在频宽拓展之后，可使真空管扩大机获得一致性的阻抗负载，以将失真降低，并使得音乐中所有的高频泛音及瞬变得以正确重现。

我们发现，变压器内的用料对声音品质与测量值有著重大的影响。然而在过去一切以成本与使用方便為优先的年代裡，这个部分一直是被忽略的

就理论上来说，内层的绝缘与一次线圈到二次线圈间的绝缘就好比是介电质在分布电容（Distributed Capacitor）上所扮演的角色，也因為如此，我们发现介电物质的特性，往往与变压器的电子反应与声音表现息息相关。电子的数量可被当成介电常数，同时也会影响到介电吸收与分布电容的大小，当然也会导致磁滞现象所引起的失真。真空当然是理想的选择，原因是低介电常数及无电子吸收的问题，但同时真空这种状态，也只能在实验室那样的条件下才能製造出来，因此，「真空」并不符合实际上的应用。為此，我们转而尝试了各种人造塑胶绝缘物质，最后发现，变压器中最好的绝缘材质乃是一种特殊的纸。纸是天然物质，也有变形偏差的问题，但较易產生自然的声音，以Audio Note而言，我们一概以耳朵来决定所使用的材料。

线绕变压器上的线材选用是非常重要的一环，Audio Note是第一家使用最好的材质

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银线，来製造变压器的公司。為何银线的效果卓著？在理论上还不是非常清楚，但绝对不是传导效果佳这麼简单的解释就可带过的有一派的说法是强大的交流

电场与磁场会与绞线材质互相作用，另一派理论则是考虑到铜质纯度对结晶状态的影响（也就是与氧含量相关），因此有可能会因材质表面氧化而受到影响。我们所使用的材料因物理特性不同，表面所產生的化学反应与整个金属中的化学变化并不相同，举例而言，表面的原子直接暴露在空气中，当然与被包在裡面大不相同，因此当金属被外力拉撑而形成线状时，表面原子会迅速接触到空气分子（特别是氧与氮），即使在这个时候我们迅速地将它镀上薄膜，也无法百分之百避免污染的形成。过了一阵子后，表面会產生一层氮及硫化物。银与铜有类似的化学反应，但不全然相同。由於氧化铜并不是一种很好的导体，相对的氧化银却是一个良导体，我们可将它用於开关的接头与电池之中。工业上这样的过程最好是在氬气的环境中进行，将线身抽出还来不及与空气產生化学反应的瞬间，立即将线身包覆以确保线材表面的高纯度。

铁心

变压器的铁心与效能息息相关。我们的标準变压器所使用的铁心，是品质佳的硅铜；但在最高等级的变压器上，我们使用了又贵又好的镍铜。3%的硅铜為世上广為使用，主要的產地是中国、美国、日本、俄罗斯及英国。而Audio Note经济型变压器则是採用M6钢铁，每层0.35mm厚。这种材质以不停滚动的方式使其冷却，同时也让分子得以顺利延展，紧接著以敲打方式製成薄片状。这种製作方式往往会让磁通在「E」的背面反向而行，进而导致效率降低。虽然M6钢具有低磁滞现象、良好磁通性（大约為10,000）及高饱和磁通密度（大约2T或20,000高斯），但问题在於不佳的原子指向性，会在我们在将IE型钢片换成C-Core形式时发生。

线材

线绕变压器上的线材选用是非常重要的一环，Audio Note是第一家使用最好的材质

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银线，来製造变压器的公司。為何银线的效果卓著？在理论上还不是非常清楚，但绝对不是传导效果佳这麼简单的解释就可带过的有一派的说法是强大的交流电场与磁场会与绞线材质互相作用，另一派理论则是考虑到铜质纯度对结晶状态的影响（也就是与氧含量相关），因此有可能会因材质表面氧化而受到影响。我们所使用的材料因物理特性不同，表面所產生的化学反应与整个金属中的化学变化并不相同，举例而言，表面的原子直接暴露在空气中，当然与被包在裡面大不相同，因此当金属被外力拉撑而形成线状时，表面原子会迅速接触到空气分子（特别是氧与氮），即使在这个时候我们迅速地将它镀上薄膜，也无法百分之百避免污染的形成。过了一阵子后，表面会產生一层氮及硫化物。银与铜有类似的化学反应，但不全然相同。由於氧化铜并不是一种很好的导体，相对的氧化银却是一个良导体，我们可将它用於开关的接头与电池之中。工业上这样的过程最好是在氬气的环境中进行，将线身抽出还来不及与空气產生化学反应的瞬间，立即将线身包覆以确保线材表面的高纯度。

铁心

变压器的铁心与效能息息相关。我们的标準变压器所使用的铁心，是品质佳的硅铜；但在最高等级的变压器上，我们使用了又贵又好的镍铜。3%的硅铜為世上广為使用，主要的產地是中国、美国、日本、俄罗斯及英国。而Audio Note经济型变压器则是採用M6钢铁，每层0.35mm厚。这种材质以不停滚动的方式使其冷却，同时也让分子得以顺利延展，紧接著以敲打方式製成薄片状。这种製作