Magnetisch veld en inductie

De eerste curve is die van een magneet, die zeer moeilijk te magnetiseren en te demagnetiseren is, de tweede curve is die van gewoon staal en de derde curve is die van weekijzer zoals die in transformatoren gebruikt wordt. Er is meer informatie over het magnetisch veld en de inductie op de pagina over kerngeheugen.

Hoe groter de roze oppervlakte, hoe groter het magnetisch veld dat nodig is om het metaal te magnetiseren. In een transformator zal men geen metaal gebruiken met een hoge remanentie, maar een metaal dat gedwee het magnetisch veld volgt. De roze oppervlakte komen eigenlijk overeen met de "ijzerverliezen" in een transformator.

De stroom in de primaire wikkeling wekt een magnetisch veld op H en de inductie B wekt een stroom in het secundair. Maar zelfs met een metaal met een kleine roze oppervlakte is de verhouding tussen magnetisch veld en inductie niet lineair.

Kernverzadiging

Het zijn voornamelijk de lage tonen die een grote amplitude hebben die de transfo in saturatie kunnen sturen. Men kan dit fenomeen beperken door de relatieve magnetisatie te beperken, dus door meer ijzer te gebruiken. Hoogwaardig weekijzer is echter duur en een transfo met veel ijzer vraagt ook meer energie om gemagnetiseerd te worden: we moeten dus een compromis zoeken.

Versterkers met een beperkt vermogen (bijvoorbeeld uitgerust met twee EL84) hebben een outputtransformator die niet overgedimensioneerd mag zijn, zodat er niet teveel vermogen verloren gaat in het ijzer. Een versterker die zwaardere buizen gebruikt (EL34) kan een transformator gebruiken die meer reserve heeft, zelfs al betekent dit dat er meer vermogen verloren gaat in de transfo.

Transformatoren voor single ended eindtrappen

Rechts zie je de zelfinductie van een transformator bij een bepaalde vaste stroom, met een veranderlijke luchtspleet. Bij een zeer kleine luchtspleet is de kern verzadigd en is de zelfinductie laag. Bij een brede luchtspleet hebben we een hoge reluctantie en is de zelfinductie ook laag. We halen het beste resultaat bij een luchtspleet die aangepast is aan de stroom.

Indien men een lagere stroom gebruikt (groene curve), dan verschuift de piek naar links en kan men een kleinere luchtspleet gebruiken om een hogere zelfinductie te bekomen. In het extreem geval (geen continu stroom) kan de luchtspleet zelfs vervallen en heeft men een zeer hoge zelfinductie. Om een bepaald vermogen over te brengen is het dus aangeraden een zo hoog mogelijke spanning te gebruiken zodat de permanente stroom lager kan zijn.

De curve rechts toont het uitgangssignaal bij een overstuurde single ended versterker. De magnetisatiecurve hebben we als een curve getekend en geen oppervlakte. De vervorming die ontstaat veroorzaakt even harmonischen. Om de vervorming te beperken mag men de transfo niet te ver uitsturen, of een transformator met meer ijzer gebruiken. Op de pagina voor single ended versterkers zie je dat de outputtransformator even groot is als de voedingstransformator

Vervormingen door de eindtrap

In een single ended versterker kan je geen voedingstransformator gebruiken als uitgangstransformator (dit lukt wel met een SRPP constructie waar de stroom zeer laag is). Je kan ook geen balanstransformator gebruiken (waarbij je één wikkeling of de twee primaire wikkelingen in serie zou gebruiken): deze transformatoren hebben geen luchtspleet. Je moet specifiek een transformator gebruiken met luchtspleet. Deze zijn doorgaans nog duurder dan balanstransformatoren (voor push pull versterkers).

Het gebruik van specifieke 100V lijntransfo's staat hier uitgelegd. Dit zijn audiotransformatoren die gebruikt worden in public address toepassingen. De 100V-lijn is een standaard, waardoor geschikte transformatoren goed te vinden zijn. Deze zijn ideaal voor SRPP versterkers.

Balanstransformatoren

Bij sterke uitsturing veroorzaken balansversterkers ook vervorming. Dit is echter een symmetrische vervorming (beide toppen zijn afgeplat) die oneven harmonischen doet ontstaan.

Om het rendement van een balansverterker te vergroten worden de eindtrappen vaak ingesteld met een lage ruststroom. Dit is een werking in classe AB waarbij de anodestroom van beide buizen stijgt als er meer vermogen gevraagd wordt). Deze instelling kan op zijn beurt vervorming doen ontstaan, dit heeft echter niets te maken met de outputtransformator (ook transistorversterkers hebben een dergelijke overnamevervorming).

Op een volgende pagina wordt de impedantie van de outputtransformator besproken.