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Trasformatori audio per Valvole

Trasformatori audio per Valvole: Introduzione

I trasformatori di accoppiamento (o adattatori di impedenza) servono per adattare l'impedenza delle valvole finali (impedenza di uscita molto alta dell'ordine dei KΩ) al carico generalmente costituito da casse acustiche o da una cuffia (impedenza molto bassa dell'ordine della decina di Ω). Si tratta del componente più critico in assoluto perché di difficile realizzazione, soprattutto per la tipologia di funzionamento che a noi interessa, ovvero l'adattamento di impedenza su un ampio spettro di frequenze. Si tratta di una estremizzazione tecnologica del trasformatore standard, quindi tutto quello che abbiamo detto per il trasformatore generico è valido anche per il trasformatore adattatore di impedenza. E' il componente più critico di tutto l'amplificatore finale di potenza, non presenta una difficoltà costruttiva particolare, tuttavia richiede una progettazione impeccabile, materiali selezionati e una tecnica costruttiva particolare, che lo rendono quindi costoso. Tecnicamente si comporta come un filtro passa banda in cui la banda è tanto più larga quanto migliore è il trasformatore.

In commercio ce ne sono di vari tipi, evitate o comunque verificate strumentalmente quelli progettati per organo elettronico o per amplificazione di chitarre o bassi elettrici, questi strumenti hanno una banda passante molto più ridotta di quello che serve per un amplificatore hi-fi.

Per capire i limiti e le caratteristiche costruttive di un buon trasformatore di accoppiamento (quindi a banda larga), rispetto a quello di alimentazione (a banda stretta), è necessario uno studio accurato e un approccio teorico più complesso.

Ma analizziamo un classico trasformatore adattatore di impedenza per valvole termoioniche:

Fabrizio Giunchi: Qualche consiglio utile per la costruzione di un buon trasformatore di accoppiamento

a) Scelto il tipo di valvole da utilizzare, si procede alla realizzazione del trasformatore di accoppiamento e di alimentazione secondo come specificato dalle caratteristiche tecniche della valvola utilizzata, in questo sito troverai degli esempi di amplificatori con tutta la descrizione.
Dopo aver fatto il calcolo del trasformatore con il software 'Trasfo' (scaricabile liberamente dal sito di Fabrizio Giunchi) verificato che gli avvolgimenti sono contenuti nella finestra del lamierino si procede alla costruzione fisica del trasformatore.
Questa è la fase più delicata, infatti ci vuole precisione e tanta costanza, volontà e pazienza. Il buon funzionamento e la qualità del trasformatore dipende per 80% dalla costruzione.
Comunque se hai pazienza è una cosa molto interessante e non è affatto difficile se si possiede una bobinatrice come quella da me utilizzata visibile nel mio sito.

b) Questo Programma di Calcolo è stato lasciato "libero" appositamente, cioè permette di calcolare trasformatori anche sproporzionati, che in realtà non funzionerebbero, o funzionerebbero male. Così è possibile calcolare qualsiasi tipo di trasformatore, ma fare molta attenzione ai dati che si inseriscono. Per eseguire un calcolo corretto è necessario conoscere bene la teoria del funzionamento dei trasformatori.

c) Quando si esegue un calcolo di un nuovo trasformatore è buona norma eseguire per primo il calcolo utilizzando la scelta POTENZA così da individuare il tipo di lamierino adatto. Poi recuperato il lamierino e rocchetto giusto ricalcolare il trasformatore utilizzando la scelta LAMIERINO, tenendo sempre sotto occhio gli ingombri degli avvolgimenti.

Fare Attenzione durante la prova e l'uso dei trasformatori, perché sugli avvolgimenti con tensioni superiori a 50V è possibile prendere la scossa senza essere protetti dall' interruttore-differenziale.

Alcune regole pratiche per ottenere un buon Trasformatore di accoppiamento:

E' molto più importante la precisione e la cura con cui si esegue la costruzione manuale di qualche spira in più o in meno rispetto al calcolo.
Tutti e due i trasformatori di accoppiamento devono essere identici in tutte le loro parti, cioè devono essere composti dallo stesso numero di lamierini, dallo stesso filo smaltato, dallo stesso isolamento fra strato e strato, dagli stessi strati, dallo stesso numero di spire.
Avvolgere il filo sul rocchetto in modo uniforme, accostando le spire l'una all'altra.
Completare lo strato, non terminare mai l'avvolgimento a metà rocchetto ma arrivare fino alle fiancate laterali. Infine è necessario fare una verifica del calcolo per tenere conto delle variazioni di spire aggiunte o tolte, in modo da rispettare il rapporto di trasformazione.
Inserire l'avvolgimento secondario a circa metà dell' avvolgimento primario. Oppure ancora meglio inserire più avvolgimenti secondari in mezzo all'avvolgimento primario. Questi secondari saranno realizzati con un numero di spire opportuno, che poi collegheremo in serie o parallelo, in modo da ottenere il numero di spire richiesto dal calcolo per tale impedenza.
Realizzare l' avvolgimento secondario in bifilare, trifilare, quadrifilare, ecc... (2, 3, 4, fili di rame smaltato paralleli da avvolgere tutti contemporaneamente) avendo cura di completare lo strato, non terminare mai l'avvolgimento a metà rocchetto, ma arrivare fino alle fiancate laterali. Se per fare ciò è necessario aggiungere o togliere 3..5 spire rispetto al calcolo o cambiare sezione del filo in modo da completare lo strato con il numero di spire calcolato. Se non abbiamo a disposizione altre sezioni di filo smaltato, possiamo aggiungere o togliere le spire che ci servono per completare lo strato. Ma poi è necessario fare una verifica del calcolo per tenere conto delle variazioni di spire aggiunte o tolte, in modo da rispettare il rapporto di trasformazione. Non tralasciare questa regola perché molto più importante per l' avvolgimento secondario che per il primario
Calcoliamo sempre i secondari in modo da poterli combinare fra loro (in serie e in parallelo) per ottenere le impedenze da noi richieste senza lasciare mai avvolgimenti liberi a vuoto (senza carico).
Utilizzare nel calcolo un' induzione magnetica da 0,4 a 0,6 Wb/m² per single-ended. Mentre un' induzione magnetica da 0,8 a 1 Wb/m² per push-pull.
A trasformatore finito eseguire tutti i collegamenti rispettando gli inizi e le fini degli avvolgimenti. Si ottengono migliori risultati sonori collegando l' inizio dell' avvolgimento primario (quello più vicino al nucleo ferromagnetico) all' anodo della valvola e la fine dell' avvolgimento (quello più esterno) al positivo di alimentazione. Cosi facendo la fine dell' avvolgimento secondario sarà il positivo, mentre l' inizio dell' avvolgimento secondario sarà il negativo dove vanno collegati i diffusori acustici.
Nel realizzare un trasformatore di accoppiamento è preferibile utilizzare sempre un rocchetto a sezione quadrata.
Quando collegate la valvola al trasformatore ricordatevi di collegare l'anodo all'inizio avvolgimento (il filo più interno, quello da cui avete iniziato ad avvolgere).

Per approfondimenti sul tema dei trasformatori vi invitiamo a scaricare il libro di Giunchi Fabrizio "Il Manuale dei Trasformatori" edizione 2014.

Nota della redazione: Il presente materiale è stato concesso in uso da Fabrizio Giunchi che ne è il legale possessore. Se volete visitare il suo sito internet potrete trovare altro materiale interessante (basta cercarlo con i principali motori di ricerca).