Audiotransformatoren
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. |
 |
| 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 uitgangen zijn via een combinatie van serie en
parallel schakeling op de luidspreker aangesloten. |
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.