Коммутатор-регулятор на трансформаторах Silk

Много лет тому назад я собрал свой первый Django – трансформаторный регулятор громкости и коммутатор входов, так называемый “пассивный предусилитель”. Конструкция произвела неизгладимый эффект и с тех пор я периодически к ней возвращаюсь, и вот – недавно вернулся вновь. 🙂

Самое важное в этой конструкции – это возможность построения внешнего “пассивного” регулятора горомкости, без источника питания и активных усилительных элементов. Во-первых, эта возможность обуславливается тем, что трансформаторный регулятор, по сравнению например c резистивным – во всем диапазоне регулирования имеет более низкое выходное сопротивление. Так происходит потому, что трансформатор “приводит” сопротивление, видимое со стороны первичной обмотки к вторичной пропорционально квадрату соотношения витков обмоток. Во-вторых, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку источника и приемника и убирает из сигнала постоянную составляющую, паразитные инфранизкочастотные наводки и существенно ослабляет высокочастоные наводки и помехи. В-третьих, трансформатор передает мощность сигнала из первичной обмотки во вторичную с очень малыми потерями. Сравним с резистивным регулятором – например, при уровне сигнала 2V RMS ток через регулятор номиналом 10 кОм составит 0.2mА и мощность, рассеиваемая “в тепло” на резисторах составит ~  0.4mW. В случае сигнального трансформатора с КПД ~95…98% потери мощности сигнала будут не более 0.02mW, а в реальных условиях – еще меньше. Меньше потерь сигнала означает больше полезной мощности в нагрузке, меньшее влияние контактов разъемов, переключателей, соединительных кабелей и сохранение без потерь исходного тонального баланса – во всем диапазоне регулировки и что особенно важно – при малых уровнях (громкости) сигнала.

Но конечно, трансформаторный регулятор имеет и свои недостатки – как же без них. Во-первых, он довольно дорогой, что объективно обуславливается выбором материалов и трудоемкостью  изготовления. Во-вторых, как известно, трансформаторы имеют свой “звук” и вносят в сигнал свои характерные искажения. Здесь нужно отметить, что все элементы электронной схемы добавляют в сигнал свои искажения 🙂  и искажения трансформаторов – не самые худшие из них, так как при правильном выборе материала сердечника и верном расчете – их спектр довольно узкий и они значимо проявляются только при выходе за расчетный режим эксплуатации. В-третьих, и с этим трудно поспорить – трансформаторы имеют определенные частотные ограничения и сдвигают фазу сигнала на краях частотного диапазона – что, кстати характерно для любых устройств передачи и обработки сигналов. В-четвертых, входной импеданс трансформаторного регулятора изменяется в зависимости от положения движка переключателя на вторичной обмотке. На мой взгляд, для большинства источников сигнала это не является проблемой. При необходимости входной импеданс всегда можно ограничить заданным значением, подключив параллельно первичной обмотке высококачественный резистор требуемого номинала.

Если же рассматривать вопрос с практической точки зрения –  то есть как возможность сборки готового устройства – то компания SAC с 2009 года серийно выпускает трансформаторы – регуляторы Silk STA-522A обладающие прекрасными техническими характеристиками и замечательными звуковыми качествами.

Silk STA-522A – Трансформаторный регулятор уровня аудио сигнала.

  • Индуктивность первичной обмотки = 1100H
  • Материал сердечника – Supermalloy
  • Материал обмоток – медь
  • Расчетный максимальный уровень входного сигнала = 8V RMS 
  • Частотный диапазон при максимальном уровне входного сигнала = 10Hz….35 kHz, спад на краях диапазона не более 1 dB
  • Коэффициент нелинейных искажений сигнала при максимальном уровне входного сигнала 8V RMS @1000Hz <= 0.1%
  • Ошибка в пределах диапазона регулирования < = 0.5% 

Вот мой вариант пассивного предусилителя коммутатора на этих трансформаторах – 3 RCA входа и 1 выход:

 

 

Переключатели Seiden (Japan), разъемы СМС Gold, разводка традиционным для моих конструкций “винтажным” американским проводом медь и медь+серебро в тефлоне, припой – традиционный для моих конструкций серебросодержащий Kester USA (62/36/2).

В зависимости от поставленных задач предусилитель может быть выполнен по небалансной, по балансной,  по комбинированной (часть входов – балансные XLR, часть – RCA, выходы – XLR и RCA), так и по независимой четырехканальной схеме исключительно с XLR коммутацией.

Обычные вопросы, которые интересуют при практическом применении трансформаторного регулятора:

  • Есть ли необходимость полной гальванической развязки входа и выхода ? В трансформаторном регуляторе первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга и сигнальные “общие” входа и выхода так же могут быть полностью изолированы друг от друга. На практике это позволяет избежать так называемых “земляных петель”,  то есть ситуации, когда сигнальные общие соединяются с корпусами устройств, а корпуса в свою очередь напрямую соединяются с “третьим” выводом разъема питания. В этом случае, если разводка сети питания – трехпроводная, то корпуса источника и приемника сигналов соединяются через кабели питания. Соединение корпусов через сигнальные кабели вместе с соединением через кабели питания образует замкнутый контур (“петлю”), на которую могут наводиться различные помехи. На практике такая петля образуется довольно редко, поскольку обычно корпуса устройств соединяются с сигнальным общим и с третьим выводом разъема питания через резисторы. В этом случае контур (“петля”) оказывается низкодобротным и наводимые на него помехи эфеективно ослабляются. Поэтому – на практике вполне достаточно той развязки, что дает трансформатор и в дополнительном разделении “сигнального общего” нет никакой необходимости.
  • Источники и приемники сигнала с разделительными электролитическими конденсаторами на входе и (или) выходе. Иногда случается, что разделительные электролитические конденсаторы имеют небольшой ток утечки. Этот ток наводит на обмотке (первичной и (или) вторичной) небольшой паразитный потенциал, и при переключении входов или регулировке громкости вдруг проявляются легкие “щелчки”. Их можно существенно уменьшить, зашунтировав обмотки трансформатора высококачественными резисторами, которые замкнут паразитные токи на общий. Что-нибудь вроде 100кОм в первичке и 20кОм во вторичке будет вполне достаточно. Или – как вариант – нужно проапгрейдить конденсаторы в источнике и (или) приемнике сигнала.
  • Для какой системы такой регулятор подойдет лучше всего ? На мой взгляд, такая “коробочка” – это must have для продвинутого аудиофила, она незаменима при необходимости быстрой коммутации нескольких устройств. Ну а насчет системы – мне кажется, что этот регулятор лучше всего впишется в очень музыкальную минималистическую систему высокого уровня. Пара источников, пассивный регулятор и оконечный усилитель мощности, очень высококачественные соединительные кабели  – вот и весь набор оборудования для полного погружения в निर्वाण.  

नमस्ते   🙂

Январь 2011г….Сентябрь 2018г.                                                              г.Владивосток

Leave a Reply

Your email address will not be published.