[转帖]胆机输出牛设计制作要领

zgrxjkr169

一颗理想的Hi-FI输出牛要求其：

1.初级电感（pri-inductor）为无穷大（infinite），以应付很低的低频信号；

2.漏感（leakage）为零，分布电感（distributed inductance）、电容（distributed capacitance）为

零，以便高保真的传输现代音乐的超高频信号；

3.不产生各种形式的串联或并联谐振（resonance），以免使音频信号发生畸变（distortion）；

4.不产生任何非线性（nonlinear distortion）或相位延迟失真（phase-delay distortion）。从变压器

的

原理上讲，现今无论何种形式的变压器均无法同时满足以上条件的。首先说变压器要用铁心（core）做

、导磁 媒体，其非线性失真一般很大。再有若需诺大的初级电感（pri-inductor），其漏感（leakage）

分布电感、电容亦随之加大。满足了第1项，就要损失第2项，互为矛盾。且较大的初级电感又可使相位失

真加大，动态范围（dynamic renge）减小。

一只宽频响（freguency response）的输出牛，要求在满足高频的情况下，尽量增加初级电感，以使频响

曲线向低端延伸。亦或在满足低频的情况下，尽量减小分布电容（distributed capacitance）及漏感

（leakage inductance）以使高频更靓。但两者总是互为矛盾，故频响不可能很宽。有些中低档胆机之输

出牛，干脆就只照顾低频，高频到那里一概不管。此类胆机虽有充实的低频但高频暗淡，久听会感觉“闷

”得难受（如今发烧友的耳朵已修炼的挑剔的很）

一支宽频响的Hi-Fi输出牛，其电感漏感（leakage inductance）比（LL）很大（即较大的电感

（inductor），极小的漏感）。故通常用电感漏感比（LL）来衡量一个输出牛的优劣。下面我给大家谈谈

对输出牛具体的要求：

初级电感（pri- inductor）L L=K·（Ra-r1）/2πfmin

其中：Ra是放大器的最佳负载阻抗（optimum plate load），r1是输出牛的初级直流电阻。K是一个系数

，当要求频响曲线不均匀度为-3dB，或允许初级阻抗变化30%时，K=1；当要求-1dB或允许阻抗变化10%时

，K=2；要求-0.5dB或允许阻抗变化5%时，K=3；fmin：所要求之最低频率。

初级漏感（pri-leakage inductance）Ls

Ls=K·Ra- r1/2πfmax

其中：fmax系所要求之最高频率，当允许初级阻抗变化30%时，K=0.8；允许变化10%时，K=0.5。

输出牛直流电阻

单端（single-ended）输出牛，初级电阻r1=0.5·Ra（1-η）；次级电阻 r2=r1（N2/N1）

推挽（push-pull）输出牛

初级电阻r1=0.414·Ra-a（1-η）

次级电阻r2=0.586·Ra-a（1-η）（N2/N1）

其中：Ra系单端放大器（single-ended）最佳负载阻抗（optimum plate load）；Ra-a系推挽放大器

（push-pull）最佳负载阻抗；η为变压器的效率（efficiency），一般取0.75~0.9，功率越小η取值越

低。输出牛直流电阻不宜过大，否则将影响瞬态（transient）、解析力及动态范围（dynamic range）。

由于变压器中存在电抗（reactance）成分，其感抗（inductive reactance）随频率的变化而变化，使得

其输入阻抗（input impedance）亦随之变化，一般中频段呈一定值不变。而低频段，随频率的降低而急

速下降，高频段又随频率的上升而升高。当阻抗偏离放大器的最佳负载阻抗（optimum plate load）较多

时，放大器将产生严重的波形失真，且输出功率亦下降。故一般要求变压器的输入阻抗（input

impedance）变化<30%。

另外，由于变压器本身存在有分布电感（distributed inductance）及分布电容（distributed

capacitance），其相互作用将产生串联或并联谐振（resonance）。发生谐振时，其输入阻抗（input

impedance）趋向于零或无穷大（infinite）。且无论是串联或并联谐振，其输出电压都可能出现峰值，

使频响曲线变差。为控制变压器在谐振（resonance）时输入阻抗的变化程度，保证平坦的幅频特性，应

控制住变压器回路的Q值（这里Q值的含义是，感抗（inductive reactance）或容抗（capacitive

reactance）与回路电阻之比。Q值越大，其阻抗的变化程度也越大），选择合适的电感（pri-inductor）

漏感、内阻及分布电容值。

另外，变压器初级电感的大小还与信号的动态范围（dynamic range）有关联，当信号幅度（amplitude）

与响度（loudness）变化时，意味著铁心中的磁感应强度（induction density）和磁导率（permeance）

在变化。因而初级自感量也将随著信号幅度（amplitude）的变化而变化，当信号幅度（amplitude）较大

时，很大的初级电感，引起波形失真加大。而信号幅度较小时，铁心的磁导率（permeance）变小，自感

量变小，将影响频率响应特性（freguency response）。再者，从减小相移失真（phase-delay

distortion）的角度考虑，输出牛亦不能只为照顾低频而过分的加大初级电感（pri-inductor）。由于铁

心的磁饱和（magnetic saturation）程度与频率成反比，在低频段，铁心有可能工作在B-H曲线的饱和区

，此时，因磁化电流（magnetizing current）的波形已严重失真，呈尖顶状，致使输出电压的波形也产

生失真。输出牛铁心的磁感应强度（induction density）越高，失真亦越大（这就是为何用EI型铁心做

输出牛，要比其他形式的如R型，C型及环型铁心还好，且EI铁心最好不用超高导磁率，带纹向的硅钢片）

。当输出牛中有直流磁化时（如单端输出牛，或推挽牛因两管电流相差较多，或两组绕组圈数不对称时）

，失真就更为严重。为减小波形失真，常用的办法是在铁心（core）中垫入空气隙（air gap）S S（cm）

=1.3×10 I·N1 I：磁化电流；N1：圈数

根据计算，若推挽输出牛两管电流电流相差5-10mA时，就要留有气隙了（或者不将铁心插的过紧）。

儋耳

好贴！能否给一些实例。

光说不练

由于以上原因，就出现了电子分频的方式（各用各的音频变压器）。

bd2av

文章很好，但好象教授在讲课。看花容易锈花难。电感无穷大、漏感、分布电容、电容为零？还有那么多不...... 这个理想无法实现啊。


[right]「该帖子被 bd2av 在 2006-3-24 12:37:02 编辑过」[/right]

bd2av

[原文引用]
当输出牛中有直流磁化时（如单端输出牛，或推挽牛因两管电流相差较多，或两组绕组圈数不对称时）

，失真就更为严重。为减小波形失真，常用的办法是在铁心（core）中垫入空气隙（air gap）S S（cm）

=1.3×10 I·N1 I：磁化电流；N1：圈数

根据计算，若推挽输出牛两管电流电流相差5-10mA时，就要留有气隙了（或者不将铁心插的过紧）。

[个人观点]
好一个书呆子!设计要领还是改造要领？
假设推挽管配对的话，输出牛两臂的电流相差5-10毫安，这个牛做得也太次了吧？
（设计要领还是改造要领？）
即使你调整了铁芯间隙，解决了磁饱和问题，两臂的输出波形能对称吗？失真不会
增加吗？
假设牛是对称的，管子不配对，为什么不换管子，反而去调牛的铁芯间隙呢？
如果每次换管都要去调铁芯的间隙，绝大多数人是无法做到的？





[right]「该帖子被 bd2av 在 2006-3-25 6:53:48 编辑过」[/right]

zgrxjkr169

以下是引用 [B]bd2av[/B] 在(2006-3-25 6:45:02)的发言：

[原文引用]
当输出牛中有直流磁化时（如单端输出牛，或推挽牛因两管电流相差较多，或两组绕组圈数不对称时）

，失真就更为严重。为减小波形失真，常用的办法是在铁心（core）中垫入空气隙（air gap）S S（cm）

=1.3×10 I·N1 I：磁化电流；N1：圈数

根据计算，若推挽输出牛两管电流电流相差5-10mA时，就要留有气隙了（或者不将铁心插的过紧）。 

[个人观点]
好一个书呆子!设计要领还是改造要领？
假设推挽管配对的话，输出牛两臂的电流相差5-10毫安，这个牛做得也太次了吧？
（设计要领还是改造要领？）
即使你调整了铁芯间隙，解决了...

这是一篇转帖,用意主要在于澄清对胆输出牛磁饱和问题的模糊认识,我也并不认为这就是金科玉律,至于实际制作,相信大家都有自己的高招,正所谓:杀猪杀屁股---各有各的刀法.但有一条千真万确,没有最好,只有更好,况且并不是每个人都有条件去追求这个"最好",对不对?

bd2av

楼主说的没错，发烧本来就是一种追求。任何事物都很难达到完美。也许文章的作者也在追求完美吧。但他提出的对推挽输出牛也要调整铁芯间隙的说法实在是既新鲜，又很难操作。他提出的那些理论，可以在设计时应用，向那个方向努力。

光说不练

搞搞平衡就行了！

万重山

电子音响制作中的技术,不可能全部达到完美.以输出变压器为例.到底采用哪种铁心最好?电源变压器的结构,如何才能效率最高?需要互相兼顾.若去追求过于理想的东西.实际很难实现.有点"空想社会主义"!

bd2av

［调整了一下格式］
胆机输出牛设计制作要领
一颗理想的Hi-FI输出牛要求其：

1.初级电感为无穷大以应付很低的低频信号；

2.漏感为零，分布电感电容为零，以便高保真的传输现代音乐的超高频信号；

3.不产生各种形式的串联或并联谐振，以免使音频信号发生畸变；

4.不产生任何非线性或相位延迟失真从变压器的

原理上讲，现今无论何种形式的变压器均无法同时满足以上条件的。
首先说变压器要用铁心做、导磁 媒体，其非线性失真一般很大。再
有若需诺大的初级电感其漏感分布电感、电容亦随之加大。满足了
第1项，就要损失第2项，互为矛盾。且较大的初级电感又可使相位失
真加大，动态范围减小。一只宽频响的输出牛，要求在满足高频的情
况下，尽量增加初级电感，以使频响曲线向低端延伸。亦或在满足低
频的情况下，尽量减小分布电容及漏感以使高频更靓。但两者总是互
为矛盾，故频响不可能很宽。有些中低档胆机之输出牛，干脆就只照
顾低频，高频到那里一概不管。此类胆机虽有充实的低频但高频暗淡，
久听会感觉“闷”得难受（如今发烧友的耳朵已修炼的挑剔的很）。

一支宽频响的Hi-Fi输出牛，其电感漏感比（LL）很大（即较大的电感，
极小的漏感）。故通常用电感漏感比（LL）来衡量一个输出牛的优劣。
下面我给大家谈谈对输出牛具体的要求：

初级电感L
L=K·（Ra-r1）/2πfmin
其中：
Ra是放大器的最佳负载阻抗
r1是输出牛的初级直流电阻
K是一个系数

当要求频响曲线不均匀度为-3dB，或允许初级阻抗变化30%时，K=1；
当要求-1dB或允许阻抗变化10%时，K=2；
当要求-0.5dB或允许阻抗变化5%时，K=3；
fmin：所要求之最低频率。

初级漏感Ls
Ls=K·Ra- r1/2πfmax
其中：
fmax系所要求之最高频率，
当允许初级阻抗变化30%时，K=0.8；
当允许初级阻抗变化10%时，K=0.5。

输出牛直流电阻

单端输出牛，
初级电阻r1=0.5·Ra（1-η）；
次级电阻 r2=r1（N2/N1）

推挽输出牛
初级电阻r1=0.414·Ra-a（1-η）
次级电阻r2=0.586·Ra-a（1-η）（N2/N1）

其中：
Ra系单端放大器最佳负载阻抗
Ra-a系推挽放大器最佳负载阻抗；
η为变压器的效率,一般取0.75~0.9，功率越小η取值越低。
输出牛直流电阻不宜过大，否则将影响瞬态解析力及动态范围。

由于变压器中存在电抗成分，其感抗随频率的变化而变化，使
得其输入阻抗亦随之变化，一般中频段呈一定值不变。而低频
段，随频率的降低而急速下降，高频段又随频率的上升而升高。
当阻抗偏离放大器的最佳负载阻抗（optimum plate load）较
多时，放大器将产生严重的波形失真，且输出功率亦下降。故
一般要求变压器的输入阻抗变化<30%。

另外，由于变压器本身存在有分布电感及分布电容，其相互
作用将产生串联或并联谐振。发生谐振时，其输入阻抗趋向于
零或无穷大。且无论是串联或并联谐振，其输出电压都可能出
现峰值，使频响曲线变差。为控制变压器在谐振时输入阻抗的
变化程度，保证平坦的幅频特性，应控制住变压器回路的Q值
（这里Q值的含义是，感抗或容抗与回路电阻之比。Q值越大，
其阻抗的变化程度也越大），选择合适的电感漏感、内阻及分
布电容值。

另外，变压器初级电感的大小还与信号的动态范围有关联，当
信号幅度与响度变化时，意味著铁心中的磁感应强度和磁导率
在变化。因而初级自感量也将随著信号幅度的变化而变化，当
信号幅度较大时，很大的初级电感，引起波形失真加大。而信
号幅度较小时，铁心的磁导率变小，自感量变小，将影响频率
响应特性再者，从减小相移失真的角度考虑，输出牛亦不能只
为照顾低频而过分的加大初级电感。由于铁心的磁饱和程度与
频率成反比，在低频段，铁心有可能工作在B-H曲线的饱和区，
此时，因磁化电流的波形已严重失真，呈尖顶状，致使输出电
压的波形也产生失真。输出牛铁心的磁感应强度越高，失真亦
越大（这就是为何用EI型铁心做输出牛，要比其他形式的如R型，
C型及环型铁心还好，且EI铁心最好不用超高导磁率，带纹向的
硅钢片）。当输出牛中有直流磁化时（如单端输出牛，或推挽牛
因两管电流相差较多，或两组绕组圈数不对称时）失真就更为严
重。为减小波形失真，常用的办法是在铁心中垫入空气隙S，
S（cm）=1.3×10 I·N1
I：磁化电流；
N1：圈数

根据计算，若推挽输出牛两管电流电流相差5-10mA时，就要留有
气隙了（或者不将铁心插的过紧）。