音频变压器的应用分析

byan78

音频变压器的应用分析

音频变压器是工作在音频范围的变压器，又称低频变压器。工作频率范围一般从 10～20000Hz。常用于变换电压或变换负载的阻抗。下面是由小编为大家分享音频变压器的应用分析，欢迎大家参考学习。

一、使用音频牛的意义探讨

很久以前就知道音频牛这东西存在，但一直觉得没什么意义，因为再好的牛，各项参数也不如电容，更不如直通，除非是胆机这类因为喇叭阻抗匹配的问题不得不用，平时可以用电容耦合的为什么要用牛。

从原理来说，音频变压器和普通电源变压器没什么两样，而且作为电感来说，电流频率越高，呈现的感抗也越大，对音频的高频会有一定的影响。无论如何，用音频信号通过牛以后，参数指标来说肯定是变差的。

在音响(包括专业音频设备)上使用音频牛，我想到的理由有以下几个：

1、阻抗和电压变换，这个原因和胆机用输出牛一样，当然阻抗变化的同时必然伴随电压的变化;

2、平衡——非平衡之间的转换。 曾经见到很多人探讨怎样把平衡转单端，或者单端怎样转平衡，方法有很多，比如可以直接把平衡口的冷端悬空，也可以用专用IC或普通运放做转换电路，也可以用音频牛进行转换，以上三种方法都各自有利弊，但我个人的喜好当然是用音频牛转换了，最大的优点就是不用供电，信号波形没有明显损失(相对直接舍弃冷端的做法);

3、音频信号耦合。可以取代电容耦合，因为牛输出也是不会有直流的;

4、音染用，使音色更厚实、高频更顺滑。

二、实际体验

去年了解了一些专业的音频设备，包括一些NEVE、SSL、STUDER这类的线路放大还是话筒放大，虽然核心也是运放或者三极管放大，但万元级以上的话放普遍用上了输入牛，有的还用了输出牛。这些厂家不可能不知道用牛做耦合的指标会比电容差，但为何还普遍使用?

经过对比其他录音爱好者用不同的版本录音(比如SSL4000有带牛输入和不带牛输入的版本)，发现有牛的高频没这么亮，但是感觉厚度更好，温暖而有密度感。不带牛的版本解析度更高，但是声音偏向单薄。

我的结论就是客观来说牛会让指标变差，但主观会让不少(未做实际调查，当然不会是100%，所以才叫各有所爱)发烧友听着更舒服。

至于HIFI设备，用牛的例子就数不胜数了，比如很久以前乐林LM3886并联的功放MODEL 10，很多发烧友也仿制过，但这么多仿制的发烧友作品中，一个关键的核心却没有仿，就是MODEL 10使用了JENSEN JT-10KB-DPC输入牛，仿制作品中却几乎没有人仿了这个关键部分。难怪说零件、电路结构甚至布线都仿了原版，声音风格却差别很大。

三、关于JENSEN音频牛的分类和选择

今年主要玩了一些JENSEN的音频牛，所以在这里就以这个品牌的音频牛分类及选择谈谈自己的看法，而其他品牌的音频牛，分类和运用是大同小异的。我们看牛的参数，主要有输入输出阻抗、频响、失真度、信号增益(可能是正可能是负)。

JENSEN牛主要分三个系列，一是LINE IN-线路输入牛，二是LINE OUT-线路输出牛，三是MIC IN-话筒输入牛。 下面一一讲解：

1、LINE IN线路输入牛

在JENSEN里又分为“标准”和“高性能”系列，照我看来，这两个系列在参数上，主要是频响和失真后者要好一些，但这个“好”也已经是小数点后两位数的差别了，或者说已经超过人耳的分辨范围了，而价格差距一般在30、40美元一个，这个看需求选用即可。

最大的区别，就是“高性能”系列信号衰减十分大，比如JT-6110K-B这个型号，牛输出的电平比输入时小12dB，换来的好处就是，输入阻抗高，输出阻抗低，低至80欧左右，可以说和运放的输出驱动力基本相当了。

这种牛，适合驱动输入阻抗低的放大电路，比如很多功放为了减少噪音，使用的音量电位器只用到10k。或者驱动多个输入端并联的放大电路。而为了弥补输入牛衰减的信号，需要在功放的增益上适当提高，否则整机出来的最大功率会明显变小，直观感受就是音量电位器调到接近最大音量才足够。

“标准”系列的JENSEN输入牛信号衰减就不大了，一般在3dB左右，甚至无需在功放增益上特地去修改，也不会影响正常的使用，但其输出阻抗较高，一般在几K的幅度，适配输入阻抗较高的功放电路。

2、LINE OUT线路输出牛

输出牛就没那么讲究了，大多数输出牛都是1：1输出的，就是电平不变，当然这个是理论值，任何变压器都会有损耗，比如JT-123S输出电平就会衰减1dB左右，而输入阻抗是680欧，输出阻抗是80欧，驱动力和一般运放输出相当。

因为输出牛的输入阻抗相对比较低，通常都在600欧前后，因此JENSEN原厂是推荐用分立运放来驱动的，以至于自己还开发了一个JE990运放做驱动输出牛专用。

当然用普通运放直推输出牛也不会有什么问题，从阻抗来说是可以驱动的，但实际听起来用普通运放和分立运放推音色差别还是比较明显的，普通运放听感较单薄。

3、MIC IN话筒输入牛

MIC IN自然主要用途就是在话筒放大器的输入上了。常见的专业录音话筒基本都是150~200欧左右的输出阻抗，而一般推荐话放的输入阻抗是10倍的话筒输出阻抗，因此多数话筒输入牛的输入阻抗都设计在1.5K。

最大区别的地方就是增益比，话筒输入牛只有极少数是设计无增益的，多数型号都是有增益的，比如JT-150K-E为10倍放大，20dB。输入牛带增益目的是为了减少后面放大电路的增益负担，放大电路的增益越小，自然电路的指标就越好。但是还是那个道理，牛本身只会自身损耗能量，也不可能创造能量，所以1：10的放大代价就是输出阻抗高达17K，因此官方建议此型号的牛适合用在电子管话放上，就是因为考虑电子管的输入阻抗较高，容易匹配。

晶体管类型的话放，输出阻抗就应该要低一些，与此同时增益倍数自然就下降了。比如1:8、1:5、1:2的话筒输入牛都是常见的。当然话筒输入牛带电压增益的特性也使它们适用于LP唱头放大。

四、牛的参数解读和对实际应用的影响

通常来说，正规厂家的牛，每个型号都会有对应的DATASHEET详细说明牛的外形尺寸和参数。外形就不多说了，我们以JENSEN常见的JT-11P-1HPC这个输入牛的官方资料做解读。重点解读对于我们DIY来说需要考量的指标：

1、“Input impedance, Zi”一项是指输入阻抗，典型值为14.1K，中间是测试的条件(测试时使用的信号频率和电平)和线路。

这个输入阻抗说明，前端如果是普通运放或者常见的晶体管输出电路的话，比如DAC等，是可以轻易驱动这个牛的。

2、“Voltage gain”则是电压增益的意思，就是说经过这个牛之后，电平增加了多少，表中典型值是-3dB，意味着经过牛之后，电平会被衰减3dB。这个值不是很大，无需改变原来放大电路的增益倍数。

有的牛对信号衰减达到12dB以上，这就要注意调整原来电路计划的放大倍数了，否则很可能做出来的功放、耳放电位器调到顶，音量也不能满足。

3、“Magnitude response”则是指牛对20HZ和20KHZ的响应，对于几个着名品牌的音频信号牛来说，这个指标都是很好的，基本不用担心在人耳的频段内有问题。

4、“Distortion (THD)”是指失真度，在1KHZ和20HZ下分别测试的指标，通常也是比较高的，足以满足HIFI要求。

5、“Output impedance, Zo”指的是输出阻抗，典型值为3.2K。

6、“DC resistances”显示的是初级和次级绕组的直流电阻。

其他关于电容量、存储温度、击穿电压等参数，通常使用中较少用到，就不再一一解读。

解读完参数，我们再以用输入牛做一台前级为例。既然用牛输入，就没有必要隔直电容了!

首先确定是牛应该在电位器前还是在电位器后，这个在实际运用中很少看到探讨，没有经验可取。我个人运用会放在电位器前面，因为牛的输入阻抗比放大电路部分低，而电位器的输入输出阻抗又是变动的。

如果使用上述的JT-11P-1HPC这个型号的输入牛，前端17K左右是输入阻抗对DAC来说完全没问题，输出3.2K的阻抗，驱动50K的电位器也绰绰有余，但如果用10K的电位器，则对牛输出的负担略重。再参考牛的电平衰减，只有3dB，无需考虑刻意增加电路的放大倍数。

作为前级输入，通常要设置2组以上的输入口，这里为了说明，设计了一组平衡输入一组单端输入的接法，如果需要多组平衡或者多组单端的，可以此接法作为参考：

平衡输入口时，牛还兼顾了平衡——单端的转换，而且是无源转换，这点也是用牛的一个好处，比简单将冷端接地的粗暴转换方式更科学合理。

需要说明的是，图中打*号的接地点是平衡输入口1脚，因为通过仿真得知，平衡输入的1脚是否和电路的地相连，对电路工作无影响，如果共地造成了环路噪音，可以不接。而单端的输入，则是可以完全做到物理连接的隔离，对提高电路信噪比很有好处。

再以我自己DIY的话放为例，这里使用了JENSEN JT-115K-E这个输入牛，这个输入牛的放大比例为10倍，输入阻抗为适应多数话筒的1.5K，输出阻抗达到37K，这样的牛驱动能力很弱，好在还可以驱动后面的运放。

好处是，自身有了电压增益，可以在保证整机增益的情况下，减小运放放大部分的增益，对放大电路的信噪比和失真有利。

最后，作为信号输出牛，大体原则和输入牛一样，只是输出牛的阻抗更低，比如这个JE-123S，输入阻抗为680欧，多数运放和小功率晶体管电路均可以驱动，输出阻抗为80欧，可以驱动后级，甚至高阻耳机。