שנאי שמע

מהו שנאי?

שנאי הוא מכשיר חשמלי סטטי המעביר אנרגיה בין שני מעגלים או יותר באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית. השנאי יכול להגביר או להגביר את מתח האות. לשנאי אין קשר ישיר בין הפיתולים הראשוניים והמשניים, האנרגיה החשמלית המועברת באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית. בגלל מאפיין מבודד זה בין ראשוני למשני, השנאי מספק בידוד חשמלי בין ראשוני למשני, כלומר מהכניסה והפלט או להיפך. סקרנו מאמר מפורט על רובוטריקים.

שנאי שמע

שנאי מקבל אות קלט סינוסי וממיר אותו לאות פלט. בתהליך המרה זה, אין קשר פיזי בין שני אלה. המרה זו מתרחשת למעשה על ידי שני סלילי תיל נחושת מבודדים או יותר (המסומנים כפיתולים) העטופים סביב ליבת ברזל מגנטית.

שנאי שמע משתמש במאפיין בידוד זה ויוצר בידוד בין רמקולי הפלט או מעגלי השמע עם מערכת המגברים הקלטית של השנאי. במקרה כזה, יחס הסיבובים הראשוניים והמשניים המתפתלים קבוע ל -1: 1. בשל כך, השנאי אינו משנה את המתח או את רמת הזרם. זה רק יוצר בידוד בין מגברי הקלט עם מערכת הרמקולים היציאה.

מלבד שנאי הבידוד יש גם שנאי שמע אחר, שישנה את רמת מתח המוצא בהתאם לאות ה- AC הקלט. הרמקול הוא עומס עצום ועליו לספק את הזרם והמתח הנדרשים לרוחבו כדי לייצר רעידות צליל נכונות. אודיו שנאי עם תכונת step-up יגביר את המתח או הרמה הנוכחית לנהוג עומסים בין זה. אותו דבר קורה גם עבור שנאי Stepdown. זה ממיר את המתח מגבוה לתחתית עם תפוקת הזרם המוגברת.

שנאי השמע מספק גם מפרט התאמת עכבה. כאשר הפלט של מעגל או מכשיר אחד מחובר ישירות לקלט של התקן אחר, חשוב מאוד שתאימות פלט המכשיר ועכבת קלט ההתקן יתאימו. שנאי התאמת עכבה מספק תכונה זו וממיר פלט עכבה גבוה יותר לעכבה נמוכה יותר כדי להניע רמקול עכבה נמוך או הזנה למכשיר עכבה נמוך אחר.

עבודה של שנאי שמע ובנייתו

למרות שלשנאי אודיו אין קשר פיזי בין הסליל הראשוני והמשני שלו, השנאי מספק תכונה דו כיוונית בין שני הפיתולים הללו. אנו יכולים גם להשתמש באותו צד ראשוני כמו משני ומשני כראשוני. במקרה כזה, השנאי מספק אובדן אות בכיוון אחד ורווח אות בכיוון ההפוך או להיפך.

שנאי השמע עובד בתדרים שבין 20 הרץ ל -20 קילוהרץ. לכן, לתפעול שנאי שמע יש טווח תדרים רחב בהרבה.

כפי שנאמר לעיל, שנאי השמע משתמש בטכניקת איזון עכבה. זה מאוד שימושי לאיזון מגברים ועומסים (רמקול ואחרים) המשתמשים בעכבי קלט או פלט שונים ליישום העברת הספק מרבי.

בימינו המודרניים, עכבות הרמקולים נעות בין 4 ל -16 אוהם, לרוב קיימים 4 אוהם, 8 אוהם או 16 אוהם רמקולים ואילו מגברי טרנזיסטור או מצב מוצק משתמשים בעכבת פלט 200 - 300 אוהם. אם המגבר הוא בעיצוב רטרו, כגון מגבר שסתום ישן או מגבר צינור, מתח המתח מגיע לעיתים ל -300 וולט עם עכבה 3k. אנו זקוקים לשנאי התאמת עכבה אשר ימיר את העכבה הגבוהה לעכבה נמוכה ועליו להמיר את המתח והזרם לרמה שתניע ישירות ברמקול.

לשנאי יכול להיות מספר פיתולים בצד הראשוני והמשני. היחס בין פיתולים ראשוניים ומשניים, מספר הסלילים המסתובב בצד הראשוני (Np) ומספר סיבובי סלילים משניים (Ns) נקרא יחס הסיבובים. יחס סיבובים זה מגדיר גם את יחס המתח הראשוני והמשני מכיוון שהמתח ביחס ישר לסיבובים המתפתלים הראשוניים והמשניים.

אז, N _P / N _S = V _P / V _S

יחס עכבה שנאי שמע

עכבה היא הגורם החשוב ביותר עבור שנאי התאמת עכבה. עבור שנאי התאמת עכבה ניתן לחשב את יחס העכבה בין ראשוני למשני באמצעות הסיבוב הראשוני והמשני או מתח המוצא הראשי והמשני.

כדי לחשב את יחס העכבה עלינו לרבוע את יחס סיבובי השנאי או את יחס מתח השנאי.

במשוואה לעיל, Z _P הוא עכבה ראשונית ו- Z _S הוא עכבה משנית. N _P / N _S הוא יחס הסיבובים של השנאי ו- V _P / V _S הוא יחס המתח של השנאי. יחס עכבה הוא ריבוע יחס הסיבובים או יחס המתח. לכן, שנאי עם יחס סיבובים של 4: 1 או יחס מתח יכול לספק יחס עכבה של 16: 1.

דוגמא

אנו יכולים לחשב כמה ערכים מעשיים בהתאם לנוסחאות המפורטות לעיל.

נניח, שנאי בעל יחס של 25: 1 סיבובים משמש לאיזון פלט מגבר הכוח עם רמקול. מגבר ההספק מספק עכבת פלט של 100 אוהם, מה תהיה עכבת הרמקול הנומינלית הדרושה להעברת כוח מרבית?

פִּתָרוֹן:

לכן, באמצעות שנאי היחס של סיבוב 25: 1 על פני מגבר הספק של 100Ω נוכל להניע ביעילות 4Ω רמקול חזק עם העברת כוח מרבית.

סוגי שנאי שמע

כפי שנדון בקטע לעיל, ניתן להשתמש בשנאי האודיו במספר יישומים. אך בדרך כלל, שלושה סוגים של שנאי שמע משמשים בעיקר למטרות הקשורות לאודיו.

1. שנאי התאמת עכבה
2. הגדל את שנאי השמע עם טווח תדרים רחב הנמצא בתדר הנשמע.
3. הפעל את שנאי השמע עם טווח תדרים רחב הנמצא בתדר הנשמע.

ישנו גם שנאי שמע ספציפי נוסף, אשר שימושי ליישומי שמע דיגיטליים ובדרך כלל עובד בתדירות גבוהה.

לרובוטריקים יכולים להיות גם ברזים ראשוניים ומשניים מרובים, המספקים גמישות למשתמש לשנות את התקני הפלט מבלי לשנות את שנאי השמע היקר. לדוגמה, לשנאי יכולים להיות ברזים משניים מרובים כדי לחבר עומסים מרובים עם 4 אוהם, 8 אוהם או אפילו עכבה של 16 אוהם, אך רק חיבוק אחד צריך להיות מחובר לעומס כאשר עובדים איתו. רובוטריקים כאלה הם בדרך כלל יקרים וניתן למצוא אותם במערכות מוזיקליות רטרו או במגברים.

לשנאי יכולות להיות גופים שונים, תלוי היכן הוא ישמש. בשלדת השנאי צריך מארז התומך לתמוך במשקל המגושם. כמו כן, ישנם שנאי שמע מותקנים על גבי PCB זמינים בצורות ובגדלים שונים בהתאם למפרטם ולשימושם.

שנאי מיקרופון

שנאי מיקרופון המשמש בעיקר לאיזון העכבה בין מערכת המגברים למיקרופון. זה חיוני מכיוון שיהיה אובדן אותות עקב עכבה לא מאוזנת בכניסת המגבר ובפלט המיקרופון.

שנאי מיקרופון אינו מפחית רעשי זמזום. שנאי מיקרופון זקוק לזוג מעוות עם חוטי מגן קרקעיים כדי להתחבר. החוט מורכב משני מוליכים אשר מעוותים היטב יחד ומוקפים בצמה או בנייר כסף. חוט זה מפחית למעשה רעשי זמזום והפרעות רעש חיצוניות.

שנאי שיש לו ראשוני יחיד ומקבל קלט לא מאוזן, ויש לו משני מרכזים המספקים פלט מאוזן, נקרא שנאי Balun. בתצורה כזו המגבר מקבל אות מאוזן מושלם.

שנאי כונן שמע 100V קו

ישנם תרחישים כאלה שבהם רמקולים מרובים מחוברים יחדיו במערכות כריזה ארוכות טווח המחוברות למערכת מגברים אחת. הבעיה מגיעה כאשר משתמשים בחוטים ארוכים לחיבור פלט המגבר וכניסת הרמקול. התנגדות התיל יוצרת בעיות של איכות אות ואת אובדן האות קורה עם משרעת אות עניה ברחבי הרמקולים.

בשל כך, משתמשים בשני שנאים מיוחדים, אחד עולה מדרגה ואחד הוא צעד למטה. השנאי המעלה מעלה מגביר את מתח אות פלט השמע ל 100 וולט. בשל הנוסחה P (W) = V x A, כאשר מתח מוגבר הזרם יורד עבור הספק נתון. ההתנגדות לא הייתה יעילה לזרם האות הנמוך. האות ישדר בצורה מושלמת.

בקצה השני, על פני כל רמקול, שנאי למטה עם מתקן התאמת עכבה, מוריד את ה -100 וולט למתח הרמקול ומגביר את הזרם. השנאי תואם גם את העכבה להעברת כוח מרבית.

שנאי שמע מסוג זה נקרא שנאי שמע תואם קו העברה. יש להם חיבורים מרובים בצד הראשי והמשני. באופן כללי, ברזי צד ראשוניים משמשים לרמת הספק מתאימה ולכן ניתן לשלוט ברווח ההגברה על ידי חיבורי ברז. לצד המשני יש ברזים מרובים אשר שימושיים לחיבור רמקולים עכבה שונים לרמקול עכבה שונה לפי בחירה וזמינות.

רוב שנאי קו המגבר המקצועי המודרני מספקים יכולות טיפול גבוהות בספק, כמו גם תצורות מרובות לחיבור רמקולים מקבילים או סדרתיים.