輸出變壓器（轉貼）
功率放大器利用電子管或晶體管，來產生激勵揚聲器需要的功率。電子管實際上是一種輸入和輸出阻抗都很高的器件。由于揚聲器是低阻抗元件，因此必須有某種手段來把高輸出阻抗電子管的功率傳輸給低阻抗的揚聲器。通常使用的是音頻輸出變壓器，而這必須是高質量的，否則費盡心思去提高放大的質量便會前功盡棄。
另一方面，晶體管的輸入和輸出阻抗都具有低阻抗的特性，并且已設計出一些無音頻輸出變壓器電路，可以將晶體管功率放大器直接偶合到揚聲器。在許多場合下，可以把輸出電路設計得能在一定的輸出負載范圍內，與一個固定的電阻性負載匹配得很好，輸出均勻而失真很小。但是，在負載可變的條件下，就難于很好地與晶體管直接匹配，因而此時晶體管音頻電路的最好匹配方式是使用音頻輸出變壓器。
在功率放大器中，成本最高對設計限制****的因素就是音頻輸出變壓器。音頻輸出變壓器被公認為是放大器中最重要的元件，又由于它與揚聲器系統有密切的聯系，因而我們必須首先加以考慮。它是Hi-Fi系統中要求最嚴格的元件之一。位于輸出級前面的低電平放大級，如果采用現代設計的阻容偶合放大器，可以很方便地取得極好的頻率響應和低損耗。但輸出電路處于較大功率電平，失真的機會就多了，如果沒有使用Hi-Fi音頻輸出變壓器，就會使在放大器前面部分精心設計而取得的所有優點都化為烏有。
在選擇放大器、放大器配套元件或電路結構時，音頻輸出變壓器質量的考慮和研究應放在首要地位。此外，Hi-Fi音響發燒友常常采用Hi-Fi音頻輸出變壓器，試驗它們的性能。這樣的實驗往往能導致性能的重大改進，并且往往使頻響調整得合乎每個人的要求。雖然設計和裝配這些元件自然是專業人員的事，但Hi-Fi音響發燒友不免非常關心：是什么因素使得Hi-Fi音頻輸出變壓器的要求變得如此嚴格，是什么因素使得Hi-Fi音頻輸出變壓器的價格如此昂貴，竟然在他的Hi-Fi音響預算中占了那么大的比例。對此，下面簡短地敘述一下在選擇Hi-Fi音頻輸出變壓器方面的一些最重要的因素。
Hi-Fi音頻輸出變壓器的符號及其基本原理，同任何一個把功率從電源偶合到負載的變壓器毫無二致。然而，與普通的電源變壓器不同，Hi-Fi音頻輸出變壓器要在一個頻率范圍內（而不是恰好在電力頻率）保持很高的效率，而且還不應使原來信號的波形變樣。
根據Hi-Fi音頻輸出變壓器實際電路及等效電路，很容易明了Hi-Fi音頻輸出變壓器性能的各種影響因素。這個等效電路是由電感與電阻并聯而構成的，據此可分析任何一種因素的影響。這個等效電路并不完整，因為還有來自繞組分布電容、繞組之間的電容以及繞組到地的電容影響。由于Hi-Fi音頻輸出變壓器所帶負載很大（低阻抗），因此，除非是設計得非常粗劣，電容可以忽略不計的。等效電路包括兩個部分：（1）初級部分，包括初級電路產生的影響；（2）反射部分，相當于次級反射到初級所造成的影響。這樣偶合的阻抗都是用圈數比來“變換”的新值的；阻抗變換比是圈數比的平方。這就是每個次級的反射電阻和電感都要乘以n2的原因。
繞組電阻Rp與Rs
正如等效電路所示，這些電阻與驅動源串聯，相當于增加了驅動源的內阻抗。在大電流的情況下（輸出功率大），電阻越大，其兩端的電壓降越大，于是電壓調整作用越差。由于電流通過電阻要消耗功率，故這些電阻代表變壓器的功率損耗，降低了變壓器的效率。考慮到電阻過大會帶來不良影響，因此在符合一定尺寸、重量、偶合系數下，要用盡可能粗的導線。
泄漏電感Lp和Ls
泄漏電感也起著與驅動源串聯的作用。電感對于信號所呈現的電流的電抗大小由頻率而定，它等于2πFL。低頻時，其泄漏電抗可忽略不計，但在高頻時，則應將其減到最小，否則就會影響頻率響應。泄漏電感是由于一個繞組的磁通沒有和另一個繞組相連所引起的感應作用。在良好的Hi-Fi音頻輸出變壓器中，通過精心設計變壓器的機械外形、安裝方式以及鐵心上繞組的取向，它的泄漏電抗被減到最小。有時，初級和次級是互繞在一起的，即先繞幾圈初級，接著繞幾圈次級，然后再繞幾圈初級，等等。顯然這種工藝是很費事的而且這就是質量良好的Hi-Fi音頻輸出變壓器之所以價格昂貴的一個原因。
鐵芯損耗
鐵芯損耗有兩種。渦流是鐵芯材料中產生的一種電流，這與導體受磁力線的切割而產生的電流相似。鐵芯材料具有一定的電阻，因而耗散了一部分功率，這部分功率白白浪費于使鐵芯發熱。正是為了減少渦流，鐵芯才用許多迭片（薄片）而不是用整塊金屬構成的，穿過鐵芯的磁通因而被各個迭片分成許多很小的部分；由于這一點，再加上鐵芯電阻因迭片很薄而增大的事實，使得它的渦流比整塊金屬大大地減少了。迭片越薄（保持鐵芯總量相同時），渦電流損耗就越小，但制造費用也就越高。另一種鐵芯損耗是由磁滯造成的，由于鐵芯材料力圖保持剩余的磁場，因而對變壓器作用所必須的正負磁通變化起著作用。磁滯是鐵芯材料的一種性能。用于Hi-Fi音頻輸出變壓器鐵芯材料應該經過精心選擇的，所用鐵芯材料損耗要最小，電阻率應盡可能高，以減小渦流。
渦流和磁滯損耗對Hi-Fi音頻輸出變壓器性能的影響是一樣的，相當于在Hi-Fi音頻輸出變壓器輸入端跨接一個分流電阻，鐵芯損耗越大，等效電阻越小，因而分路作用越大。
初級電感
在Hi-Fi音頻輸出變壓器能正常工作之前，鐵芯中必須建立起磁場，并加以保持。這就是初級電感的職能。正是由于電感的作用，才使空載電流限定在一個合理的數值。如果初級感抗低的話，就會導致輸入信號分路。感抗與頻率成正比（XL=2πFL），故在低頻時產生的分路作用最嚴重。因此，它是限制低頻響應的一個因素。
實際影響Hi-Fi音頻輸出變壓器性能的因素
上面的討論，只是泛泛地談了Hi-Fi音頻輸出變壓器性能的主要影響因素，從Hi-Fi的角度來說，我們感興趣的是這些因素如何影響實際Hi-Fi音頻輸出變壓器的性能，這種影響可以從兩個等效電路中比較清楚的看出來，其中，一個等效電路只示出在高頻頻率時的主要影響因素，另一個等效電路示出在低頻頻率時的主要影響因素。在較好的音頻輸出變壓器中，鐵芯損耗可忽略不計，所以在這里不加討論。此外，正如前述，分布電容和其他電容對高阻抗的級間變壓器來說是很重要的。而這里因涉及的阻抗相當低，所以可忽略不計。
合成泄漏電抗是對高頻發生影響的重要因素。如果等效合成泄漏電抗LA過大，那么高頻率的輸入電壓大部分加在LA上，而不是加到負載上。同時，LA大了將導致輸出信號發生相移，并產生相位失真。當初級與次級的偶合系數接近于1，泄漏電抗LA就越小。Hi-Fi音頻輸出變壓器的制造廠家，使用線圈互繞這個方法來減少泄漏電抗LA。
初級電感是對低頻有影響的重要因素，由于它的電抗在高頻時很大，以至于可以把它視為開路，高頻率電路中不包括電抗LM。然而到達某一低頻，電抗LM很小。足以對反射負載起明顯的分路作用。這就意味著在低頻時要發生損耗和相移。基于這種理由，Hi-Fi音頻輸出變壓器的制造者，力圖采用盡可能多的圈數。然而這樣一來，就更難于避免出現泄漏電感。因此必須兩者兼顧。對Hi-Fi音頻輸出變壓器細心地使用互繞的方法和選擇好機械尺寸及形狀。這兩個方面都可以做得比一般變壓器好得多。
沒有幾個系統敢保證它的變壓器規格是最優的，也很少有人堅持付出很多錢去買最好的系統。在價格比較適中的音頻輸出變壓器中，制造者對有關性能并不是總能明確給出的。例如有時就不注明在規定的頻率范圍內的響應的衰落如何。如果衰落取為2分貝或小于2分貝，那么規定的這個頻率范圍才有效。實際響應曲線是以400赫茲時響應作為參考基準的相對響應曲線。也就是說盡管在各種具體的實際工作條件下輸出電平能各不相同，但是，為了只比較頻率響應而不比較總輸出，我們把Hi-Fi音頻輸出變壓器與普通音頻輸出變壓器在400赫茲時的響應（也就是整個頻率范圍的中間部分）畫在同一根線上。清注意，如果把衰落點取在5分貝或10分貝處；規定的頻率范圍就可以擴大許多。
有些說明書，則不說明初級兩半繞組間的平衡容差。如果兩者不平衡，就會產生與不平衡程度成比例的失真。此外，不平衡將導致鐵芯中來自兩個繞組的磁通失去平衡；磁通不平衡將可能引起過載和鐵芯飽和，并伴有磁過載失真、交流聲和過熱。
輸出變壓器的測試
檢查輸出變壓器的主要特性可按下列步驟進行：
1、 檢查相對重量。重的變壓器不一定是好的變壓器。但是良好的Hi-Fi音頻輸出變壓器一定是重的。低頻響應的好壞取決于鐵芯的體積。雖然鐵芯材料的效率近來的確已有大大的進步，可是要在50赫茲時良好工作，仍然必須使用笨重的鐵芯。你只要看一看再提一提著名的Hi-Fi音頻輸出變壓器，那你就會對這種Hi-Fi音頻輸出變壓器到底多笨重有一個概念，你也就能夠進行比較了。
2、 裝進放大器中去試。如果條件控制的好，使聽到的任何失真都是由音頻輸出變壓器產生的。那么，用耳朵聽當然是測試方法。如果不用聽覺試驗而用其他測試方法，就得動用測試設備。為了進行實驗室方式的測試，則應事先了解所用放大器的特性。因為諸如輸出管不平衡或者放大器的其他固有的缺陷都會產生失真，這種失真有可能錯誤地怪罪于音頻輸出變壓器。如果放大器的這些特性已經搞清楚了，則可把音頻輸出變壓器暫時接到放大器上，連續測試失真幅度和頻率響應。通過這些測試方法，可同時檢查出不平衡和其他的缺陷。
3、 用阻抗電橋進行更高級的測試。在放大器中接入待用的音頻輸出變壓器并不是很方便，也許你正在安裝你的第一個放大器，手頭上沒有標準放大器可用，但你又想在安裝前購買和檢查音頻輸出變壓器。在這種情況下，有幾種測試方法可供你判斷音頻輸出變壓器是否良好，盡管這些測試不能作出完美的分析。這些測試方法叫做阻抗電橋測試法。測試步驟如下：
A、 首先檢查有否不平衡。音頻輸出變壓器如果嚴重不平衡，就是不合用的，因此就不必要作進一步的測試。在次級繞組開路的情況下，測量每一半初級繞組的電阻和電感，這一半與那一半繞組的實測值之差的百分數，就是不平衡的百分數。不平衡為1%算是好的，5%還湊合，更大的百分數就是差的了。
B、檢查初級總電感。這個測試之所以合理，看一下測試方法也許會更清楚一些。在該等效電路中，如果移去負載，（相當于次級開路）便可看出，電路中的電感只有初級電感和初級泄漏電感。即使是比較差的音頻輸出變壓器，其泄漏電感也遠遠低于初級電感，所以在測試中可忽略不計。因此，在次級開路的條件下測量初級引線兩端的電感，是一種合理的檢測初級電感方法。然而因為電橋測量是用低音頻電平信號進行的，故未曾檢查高音頻電平信號時的電感。在信號幅度增大的情況下電感是否仍然保持不變，取決于鐵芯的勝任程度。如果鐵芯的重量、容積和材料合乎要求，那么電橋測量測出的電感數值就能準確地反映初級電感的大小。
C、 檢查泄漏電感。這是通過將次級繞組短路并重測初級繞組上的總電感來進行的，因為短路負載以相當小的n2LS值對初級電感分路，所以實際上測得的恰好是電路中的泄漏電感。
頻率響應通常是指輸出下降3分貝處所對應的兩個頻率之間的頻率范圍。這兩個極限頻率是：⑴低頻極限頻率，在這個頻率處，初級電感的感抗值等于負載的阻抗；⑵高頻端極限頻率，在這個頻率處，泄漏電抗等于負載阻抗。例如，如果負載的阻抗為6000Ω，為了使低頻衰落達到50HZ，初級電感至少應為19H，用相同的負載阻抗，若泄漏電感為95mH時，頻率響應為10k HZ，而若泄漏電感為63mH時，頻率響應將達到15k HZ。
