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ヘッドホンマッチングトランス小型版試作

前回ちょこっと触れたヘッドホンマッチングトランスの新作ですが、もともと「小さくしても28mmサイズが限界だ」と判断していたものを、さらに小さく19mmサイズで実現しようとしているので、やはり技術的な障壁がでてきます。

試作品ではコア材をより高性能なニッケル含有率の高いPCパーマロイを用い、単巻構造にすることで少ないボビンのスペースを有効に使用し、飽和歪への余裕を確保したつもりでした。
小さいなりには高性能に仕上がったものの、大きいコアのものと比較すると大音量時の飽和がやっぱり気になります。

低域から徐々に始まってくる飽和歪みはトランスの一次側に印加されている信号レベルが高いことにより発生しますが、同じ信号レベルを加えた場合であっても一次側の巻線数が多いほど歪み始める電圧レベルが高くなり、よりマージンが確保できます。

UPV_gr00000.png


このグラフは、ポータブルプレーヤの出力を想定した出力インピーダンスがほぼ0Ωの発振器出力を接続。50Hzで1Vから10mVまで下げていったときの歪率で飽和点がどこにあるかを確認したものです。負荷は開放ですので、歪率計は開いているタップに切り替えながら測定しました。
黄色が16Ω端子、青が64Ω端子、緑が256Ω端子です。16Ωですと150mVくらいで飽和していますが、64Ωなら300mV、256Ωなら500mVくらいまで耐えられるのがわかりました。
よって、全体的に4倍くらい多く巻くことで小さいコアでも飽和せずに使用できるのではないでしょうか?

ということで物理的に巻けるかどうかという事は考えずに、とりあえず染谷電子さんへ電話して「4倍多く巻けませんかね?」と相談してみたところ、「線径は細くなるけれど巻けるだろう」とのことでした。

でも、ただ多く巻けば良いかというとそうではなく、線径を細くするとなると、たとえば16Ω端子の直流抵抗が10Ωくらいになってしまうことも考えられます。そうすると単純に半分以上の電力が巻線の抵抗分に食われて無くなります。
しかし、16Ω端子とはいえども実際のiPodなんかの出力インピーダンスはほぼ0Ωですので巻線の直流抵抗の影響はそこまで大きく出ることはなく、トランスの昇圧効果による出力アップが十分に得られる範囲に収められるのではないかということです。一次側に適度な直流抵抗があれば、二次側に過剰な負荷が掛かった場合の保護にも役立ちます。
巻線数が多いことによる問題は高域の低下が上げられますが、今回は全体的にもインピーダンスが低いので、可聴域に影響が及ぶこともない範囲に収められるだろうと判断しました。


さて、次なる試作品はどうなるやら。おたのしみに。
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