¿Por qué se requieren transformadores de audio?

Esto es un poco complicado.

Normalmente, un transformador produce una relación de voltaje que coincide con su relación de giros, una relación de corriente que es la inversa de su relación de giros y, por lo tanto, una relación de impedancia que es el cuadrado de su relación de giros.

Ahora, en este circuito, tenemos una caja misteriosa que probablemente sea un oscilador de reloj de onda cuadrada. En apariencia, el transformador secundario se está utilizando para acoplar el audio como una "onda" de A / C en la parte superior de su fuente de alimentación, con la esperanza de que esto produzca una modulación de AM en la salida.

No está del todo claro que el transformador se esté aplicando correctamente; sin saber la impedancia de salida de la clavija que está enchufada o las propiedades de la hoja de datos más allá del oscilador, realmente solo podemos especular si la transferencia es mejor de la manera mostrada, girada hacia el otro lado, sustituida por 1: 1 , etc. Probablemente este sea un circuito "pragmático" tanto como uno "calculado óptimo".

Es posible que el uso de un transformador sea principalmente para proporcionar aislamiento entre los circuitos. La alimentación a través de una pequeña resistencia de serie con un condensador para acoplar el audio podría ser otra opción, aunque quizás menos eficiente.

Hay dos problemas adicionales que merecen una reflexión antes de construir esto:

1) El oscilador probablemente no esté clasificado para un suministro de 9v. La mayoría quiere 5v, o 3.3 o quizás hoy algo incluso más bajo. No está claro si la resistencia de CC del secundario disminuirá la tensión de alimentación lo suficiente bajo esta pequeña carga para estar dentro de los límites.

2) El oscilador emitirá una onda cuadrada, que es rica en armónicos. Sin un filtro de paso bajo para redondear la onda cuadrada a una onda sinusoidal perfecta, esto no solo se transmitirá a 1 MHz como se esperaba, sino también a 3, 5, 7, 9, 11, etc. MHz, potencialmente hasta lugares donde tales espurios la emisión produce interferencia dañina (por ejemplo, 7 MHz + la frecuencia de audio aterrizaría en la asignación de código morse de la banda de hamm de 40m, donde es común tratar de recibir señales extremadamente débiles e interferencia detestada). No hace falta decir que hay una regulación sobre la pureza espectral para varios niveles de potencia del transmisor.

A partir del esquema muy limitado que se muestra, parece que el transformador se está utilizando para agregar la señal de audio a la fuente de 9V. Hay otras formas en que se podría haber hecho, pero un transformador es una forma. También parece que querían una señal de baja impedancia de una señal de "nivel de línea" de impedancia mucho mayor.

Sin embargo, es incorrecto inferir que los transformadores de audio siempre son necesarios solo porque este circuito usó uno. En algunos casos, los transformadores de audio se utilizan para obtener inmunidad contra el ruido de modo común, pero también hay otras formas de acoplar señales de audio. Como es de esperarse, hay varias compensaciones.

Si intenta interpretar el circuito como un transmisor de AM muy simple, entonces el transformador está actuando como un 'transformador de modulación'. Esencialmente, sin él, el suministro al oscilador es constante DC, por lo que la amplitud de la salida de RF del oscilador es constante. Ahora inserte una señal de audio en ese transformador, y la alimentación que ve el oscilador sube y baja con el audio, y así la amplitud de la salida también sube y baja. Modulación instantánea de AM.

Fwiw, los transformadores cambian la impedancia porque cambian las relaciones de voltaje y corriente. Si el secundario tiene un voltaje más alto que el primario, entonces también tendrá una corriente más baja, y la relación de voltaje a corriente en el secundario (es decir, la impedancia) será más alta que la relación equivalente en el primario. En un transformador con una relación de vueltas de 1: 1, los voltajes y las corrientes son todos iguales, por lo que en esa situación, la impedancia no cambia en absoluto.

Así que en lo que a esto se refiere, en este circuito, no creo que importe mucho la adaptación de impedancia, ya que todo lo que hace el transformador es permitir que se imponga la señal de audio en la entrada de energía al oscilador, mientras se aísla la fuente de audio de la tensión de la batería. Apostaría que el circuito no es demasiado exigente con la relación de giros en particular. De hecho, el porcentaje de modulación dependerá de la proporción de giros, por lo que puede experimentar con diferentes transformadores si la señal parece débil.

Necesitas un transformador porque los osciladores usan la alimentación del conector de audio y necesitan al menos 3 voltios para funcionar. (3-12 V) Pero la salida de audio de cualquier reproductor de sonido no amplificado es de casi 1 voltio. No se puede ejecutar un oscilador con 1 voltio.

Los transformadores de audio son fuentes de alimentación de transmisores de radio AM. Si no puede encontrar un transformador, también puede usar un amplificador. Intenté conectar un ventilador de PC a una fuente de sonido amplificada. Esos fanáticos necesitan al menos 5 voltios para funcionar. ¡Y mi fan trabajó!

Al pasar la fuente Vss a través de la bobina secundaria de un transformador cuya bobina primaria está conectada a una fuente de entrada de audio como un micrófono, la tensión real suministrada al oscilador fluctuará según las variaciones en la señal de entrada.

Debido a que los osciladores de cristal son muy estables, estas variaciones de voltaje no afectarán la frecuencia generada por el oscilador, pero sí afectarán el voltaje de la salida del oscilador. Por lo tanto, la señal de entrada de audio se reflejará como cambios de voltaje en la señal de salida del oscilador.