La distorsión en transformadores de audio no es tan evidente como en un amplificador; a menudo aparece solo en frecuencias específicas, ciertos niveles de señal o condiciones de DC particulares. Al cambiar el transformador, algunos notan graves "borrosos", otros perciben medios "comprimidos" a alto volumen, y algunos miden una THD que aumenta anormalmente con la frecuencia. Para abordar estos problemas, primero hay que distinguir si la distorsión proviene del núcleo, de la polarización o del bobinado.
Tres tipos principales de distorsión
| Tipo | Causa | Efecto sonoro | Medida de supresión |
|---|---|---|---|
| No linealidad del núcleo | Curva de magnetización curvada, histéresis | Medios y graves rasposos, aumento de armónicos pares | Agrandar el núcleo, elegir material de alta permeabilidad, reducir nivel de operación |
| Saturación por polarización DC | Componente de DC en el primario | Los graves caen primero, más evidente a mayor volumen | Dejar entrehierro, aumentar margen de saturación, bloquear DC |
| Bobinado asimétrico | Inductancia de fuga, capacitancia distribuida desigual | Atenuación en altas frecuencias, desplazamiento de fase, peor rechazo de modo común | Bobinado por capas y secciones, simétrico, optimizar blindaje |
No linealidad del núcleo
La curva de magnetización del núcleo no es lineal; cuanto mayor es la señal, más cerca está el punto de trabajo de la zona curva y aumenta la distorsión. El permalloy tiene buena linealidad en señales débiles, pero su densidad de flujo de saturación no es alta; el acero al silicio tiene alta saturación, pero su permeabilidad en señales pequeñas es limitada. Al elegir el material, hay que ver en qué segmento de la curva cae el nivel de operación real, no solo la permeabilidad inicial. Reducir el nivel de operación, aumentar la sección del núcleo o el número de vueltas puede llevar el punto de trabajo de vuelta a la zona lineal.
Saturación por polarización DC
En circuitos de un solo extremo, circuitos de polarización o cuando el aislamiento de la alimentación fantasma no es completo, puede haber corriente DC en el primario. La DC empuja el núcleo hacia una saturación unilateral, lo que reduce la inductancia, provoca una caída prematura de los graves y, en casos graves, produce una distorsión notable. La solución es dejar un entrehierro, usar materiales con mayor densidad de flujo de saturación o bloquear DC en el circuito. El entrehierro reduce la permeabilidad efectiva, por lo que hay que recalcular el número de vueltas y la inductancia. Para criterios de selección relacionados, consulte la guía de selección de transformadores de audio.
Bobinado asimétrico
La inductancia de fuga determina la atenuación de altas frecuencias y la capacitancia distribuida determina la resonancia en alta frecuencia; ambas están relacionadas con la estructura del bobinado. Un bobinado simple y desordenado genera mayor inductancia de fuga y capacitancia distribuida inconsistente, manifestándose como atenuación en altas frecuencias, desplazamiento de fase e incluso picos y valles en ciertas frecuencias. El bobinado por capas, por secciones y con cableado entrelazado puede mejorar esto, pero aumenta el costo de fabricación. La posición del blindaje y su conexión a tierra también afectan las características de alta frecuencia, como se detalla en la comparación de esquemas de blindaje.
Otros factores que a menudo se pasan por alto
- Desajuste entre impedancia de fuente y carga. Puede causar un adelanto en la frecuencia de corte de graves o resonancia en altas frecuencias, que se confunde con distorsión.
- Posición de montaje. Cerca de transformadores de alimentación o chasis magnéticos, el flujo de fuga puede introducir zumbido y distorsión adicional.
- Material de encapsulado. La contracción durante el curado puede alterar los parámetros distribuidos; es necesario volver a medir después del encapsulado.
- Temperatura. Los parámetros del núcleo cambian con la temperatura; el margen de saturación disminuye a altas temperaturas.
Métodos de medición y localización
- Con un nivel de referencia de 1 kHz, mida la variación de THD con la frecuencia para identificar las bandas donde aumenta la distorsión.
- Fije la frecuencia y mida la variación de THD con el nivel de señal para determinar si se acerca a la saturación.
- Agregue una polarización DC y vuelva a medir para confirmar el efecto de la DC en los graves.
- Compare los resultados en vacío y con carga para descartar problemas de coincidencia de impedancia.
- Compare muestras de diferentes lotes con la misma especificación para verificar si es un problema de consistencia.
Preguntas frecuentes
¿THD bajo significa necesariamente buen sonido?
No necesariamente. La THD solo refleja el total, no la distribución de armónicos. La percepción de armónicos pares e impares es muy diferente; también hay que considerar la respuesta en frecuencia y el comportamiento transitorio.
¿Por qué hay distorsión solo a alto volumen y no a volumen bajo?
Es típico que el núcleo se acerque a saturación o que la polarización DC desplace el punto de trabajo. Hay que calcular la densidad de flujo máximo bajo la señal más alta y dejar un margen suficiente.
¿Un núcleo más grande resuelve toda la distorsión?
Puede mejorar la distorsión relacionada con saturación, pero ayuda poco con los problemas de alta frecuencia causados por un bobinado asimétrico. Es necesario optimizar también la estructura del bobinado.
La distorsión aumentó después del encapsulado
El material de encapsulado y el proceso de curado pueden alterar la capacitancia distribuida y las tensiones mecánicas; se recomienda volver a medir la respuesta en frecuencia y la THD después del encapsulado y, si es necesario, ajustar los parámetros del bobinado.
Si su muestra muestra distorsión anormal en una banda específica, puede enviarnos las condiciones de prueba, el diagrama del circuito y el lote de la muestra para ayudarle a localizar el problema: contactar al equipo técnico. Los productos relacionados se pueden ver en la página de transformadores de audio.
