Audiotransformatoren

Terug naar de index

Als we in een kristalontvanger gebruik maken van een laagohmige koptelefoon of luidspreker dan moeten we een audiotransformator toepassen.
De transformator zet een hoge ingangsimpedantie (= primaire impedantie) om naar een lage uitgangsimpedantie (= secundaire impedantie).

Aanpassingstransformatoren voor 100 Volt luidsprekerboxen zijn hiervoor prima bruikbaar.
Bij 100 Volt luidsprekerboxen staat er op de ingang een audiosignaal van maximaal 100 Volt.
De transformator zet deze spanning om naar lagere waarde welke naar de luidspreker gaat
Via verschillende aftakkingen op de ingang van de transformator is te kiezen hoeveel vermogen de luidspreker krijgt.

Het vermogen van de aftakking bepaalt de ingangsimpedantie van de transformator.
In de onderstaande tabel enkele standaardwaardes voor vermogen met de bijbehorende impedantie.
We kunnen dit ook zelf uitrekenen: impedantie = (100Volt x 100Volt) / vermogen.

vermogen
in Watt
impedantie
in k.Ohm
0,125 80
0,25 40
0,5 20
0,625 16
1,0 10
1,25 8
2,0 5
2,5 4
4,0 2,5
5 2
10 1,0
Links op deze foto een audiotransformator van het merk Visaton met typenummer TR10.16
De ingang heeft aftakkingen voor 1, 2, 4, 8 en 16 k.Ohm.
De uitgang heeft aftakkingen voor 4, 8 en 16Ohm.

Rechts op de foto een transformator van het merk Adastra met type nummer 952.431.
De ingang heeft aftakkingen voor 5, 10, 20, 40, en 80 k.Ohm.
De uitgang heeft aftakkingen voor 8 en 16 Ohm.

 

Schema 1

Aansluitschema van een audiotransformator in een kristalontvanger.
Condensator C1 zorgt voor het kortsluiten van radiofrequenties achter de diode.
Samen met de impedantie van de transformator (Ztr) vormt C1 een laagdoorlaatfilter met een doorlaatfrequentie van
f=1/ (2.pi.Ztr.C1). Om de geluidskwaliteit niet nadelig te beinvloeden moet deze frequentie boven de 4,5 kHz liggen.

De gelijkstroom weerstand van een transformator is veel lager dan zijn impedantie voor een geluidssignaal. Daarom is weerstand R toegevoegd, de waarde van R moet ongeveer gelijk zijn aan de impedantie van de transformator.
Condensator C2 sluit het audiosignaal over R kort, hierdoor blijft het volledige audiosignaal over de transformator staan en gaat er geen geluidssignaal verloren in weerstand R.
Als we R en C2 weglaten kan er grote vervorming van het geluid optreden bij ontvangst van sterke stations.

C2 en R vormen samen een hoogdoorlaatfilter met de frequentie f=1/(2.pi.R.C2)
Deze frequentie moet onder de 50 Hz liggen.

In onderstaande tabel enkele bruikbare waarden van C1, R en C2 bij een bepaalde transformator impedantie.

Transformator
impedantie in k.Ohm.
C1 R C2
640 k.Ohm 47 pF 680 k.Ohm 10 nF
320 k.Ohm 100 pF 330 k.Ohm 22 nF
160 k.Ohm 220 pF 150 k.Ohm 47 nF
80 k.Ohm 390 pF 82 k.Ohm 100 nF
40 k.Ohm 820 pF 39 k.Ohm 220 nF
20 k.Ohm 1,5 nF 18 k.Ohm 470 nF
10 k.Ohm 3,3 nF 10 k.Ohm 1 uF


Serie schakeling van primaire wikkelingen.

Schema 2 Schema 3

Om een nog hogere ingangsimpedantie te krijgen kunnen we van meerdere transformatoren de primaire wikkelingen in serie schakelen. De primaire impedanties kunnen we dan bij elkaar optellen.
De waarden van C1, C2 en R moeten we aanpassen aan de totale ingangsimpedantie.
In het schema is met een zwarte stip de nul aansluiting van de transformatoren aangegeven.

De secundaire wikkelingen kunnen we in serie schakelen zoals in schema 2.
De secundaire impedantie kunnen we bij elkaar optellen.
B.v. twee wikkelingen van 8 Ohm worden nu één uitgang van 16 Ohm.

De secundaire wikkelingen kunnen ook parallel geschakeld worden (schema 3).
De secundaire impedantie wordt nu gedeeld door 2

Schema 4.

4 trafo's in serie.
De ingangsimpedantie is 4 keer zo hoog als één trafo.

De uitgangen zijn via een combinatie van serie en parallel schakeling op de luidspreker aangesloten.
De uitgangsimpedantie is gelijk aan de uitgangsimpedantie van één trafo.

 

Transformator rendement.

Het vermogen dat aan de primaire zijde de transformator ingaat moet er aan de secundaire zijde weer uit komen.
In de praktijk zullen er in de transformator verliezen optreden.

Het rendement van een transformator is gelijk aan het uitgangsvermogen gedeeld door het ingangsvermogen.
In het ideale geval heeft een transformator een rendement van 1.
In de praktijk geldt: hoe groter de afmeting van de transformator, hoe beter het rendement.

Voor kristalontvangers moeten we een rendement hebben van minstens 0,60.
Het rendement wordt ook wel uitgedrukt als een verlies in decibel (dB).

Verlies (in dB) = 10 LOG rendement.

De transformator 952.431 van adastra heeft een rendement van 0,79 dat komt overeen met een verlies van 1 dB.

Het in serie schakelen van de primaire wikkelingen zoals in schema 2, 3 en 4 heeft geen invloed op het rendement.

Terug naar de index