文|史这样滴

编辑|史这样滴

输出变压器是电子领域的一项关键创新，革新了音频放大技术，改变了声音再现的世界，这款精巧的设备诞生于需求之中，并通过技术发展得以完善，在音频工程中发挥了变革性的作用，为现代音响系统铺平了道路，在音频技术的早期，放大带来了巨大的挑战。

早期的真空管放大器存在固有的局限性，影响了音质、效率和直接驱动扬声器的能力，对能够跨越这些限制的设备的需求导致了输出变压器的发明。

它有何发明历史？

发明历史

在19世纪末和20世纪初，早期的音频放大设备，如碳麦克风和三极管被开发出来，虽然这些设备提供了放大功能，但它们缺乏有效驱动扬声器的能力，限制了它们在声音再现系统中的应用。

输出变压器旨在解决真空管放大器的高电压、高阻抗输出与低阻抗扬声器之间的耦合问题，这是一个根本性的突破，创造了高品质的音频系统。

20世纪初，英国工程师威廉·杜德尔(William Duddell)开发了一种早期形式的输出变压器，以提高早期无线电系统中使用的碳弧发射器的效率，杜德尔的工作为后来输出变压器技术的完善奠定了基础。

美国发明家德·福雷斯特对音频放大设备的发展做出了重大贡献，包括三极管真空管，虽然其工作有助于放大技术的进步，但输出变压器的真正潜力尚未完全实现。

输出变压器的发明开启了一系列革新音频工程的技术进步之门，输出变压器允许高阻抗真空管与低阻抗扬声器耦合，从而提高音质、效率和功率传输。

输出变压器在实现推挽放大中至关重要，推挽放大是一种利用一对真空管来放大音频信号的正负两半的技术，这种方法减少了失真，提高了整体性能。

20世纪中期，输出变压器在高保真(hi-fi)音频系统的出现中发挥了至关重要的作用，这些系统旨在以非凡的准确性和保真度再现声音，为听众提供更加身临其境和真实的体验。

输出变压器在早期公共广播(PA)系统的发展中发挥了重要作用，使大型场馆、剧院和体育馆的通信清晰有效，在录音棚中，输出变压器在捕捉和再现现场表演的细微差别方面发挥了至关重要的作用，为音乐录音行业的发展做出了贡献。

标志性的音频放大器，如Marshall Plexi和Fender Deluxe Reverb，依靠输出变压器提供强大而丰富的声音，这些放大器成了摇滚乐和各种音乐流派的代名词。

虽然输出变压器在音频史上留下了不可磨灭的印记，但固态技术和数字音频的现代进步带来了新的可能性和挑战，固态放大器的出现降低了某些应用对输出变压器的依赖，基于晶体管的放大器效率更高，体积更小，重量更轻。

尽管现代进步，许多音乐家和音响发烧友仍然重视基于输出变压器的放大器产生的复古声音，这些放大器继续用于录音棚和现场表演，以捕捉过去的经典音调。

随着音频格式演变为数字格式，基于输出变压器的放大器与数字源和媒体的兼容性成为一个挑战，已经采用了各种解决方案和适应措施来弥合这一差距。

输出变压器的发明历史证明了人类的创新和对音质和真实性的不懈追求，出于克服早期音频放大局限性的需要，输出变压器彻底改变了音频工程，影响了音乐、娱乐和通信系统。

从William Duddell等创新者的早期实验到20世纪中期的标志性放大器，输出变压器的旅程是一个不断进化和适应的过程，随着技术的不断进步，输出变压器的遗产继续存在，在老式放大器的经典音调中产生共鸣，并提醒我们对卓越声音的持久追求。

制作过程

输出变压器是音频放大技术的基石，是艺术与工程融合的见证，制造输出变压器的过程是一项细致而复杂的工艺，涉及精度、专业知识以及对电子和冶金的深刻理解。

在深入研究制造过程之前，了解输出变压器在音频放大中的关键作用至关重要，输出变压器对于匹配真空管的高阻抗输出和扬声器的低阻抗至关重要，可确保高效的功率传输和改善音质。

输出变压器还在放大器的高压电路和低压扬声器之间提供电流隔离，防止潜在的干扰和损坏，输出变压器的设计会影响放大信号的频率响应和谐波特性，从而形成不同放大器的独特声音特征。

从放大器到扬声器的功率传输效率受输出变压器的设计、质量和结构的影响很大，制造输出变压器是一个多步骤的过程，将工程知识与精密工艺相结合。

这个过程从变压器的设计和蓝图开始，工程师考虑放大器的规格、所需的频率响应和功率要求来确定变压器的参数，输出变压器的核心材料通常是层压钢，这可以减少电磁干扰，铁芯材料的选择会影响变压器的效率和性能。

铜线小心翼翼地缠绕在磁芯上，形成初级和次级线圈，匝数、线规和绕组排列会影响变压器的阻抗和性能，每层绕组都是绝缘的，以防止短路，并确保线圈之间的适当隔离。

在高性能变压器中，可以增加额外的屏蔽层，以最大限度地减少电磁干扰，为了提高耐用性和寿命，绕组变压器浸有清漆或环氧树脂，这一步骤加强了线圈，保护它们免受环境因素的影响。

缠绕和浸渍线圈装配在叠片铁芯上，形成优化磁耦合和阻抗匹配的精确布置，组装好的铁芯和线圈封装在一个保护外壳中，该外壳还用于保护变压器免受外部影响并确保安全。

进行全面测试以验证变压器的性能，包括阻抗匹配、频率响应、功率处理和信号隔离，即使线圈绕组、绝缘或铁芯对齐出现微小偏差，也会影响变压器的性能，保持高精度至关重要。

不同的放大器有独特的要求，因此定制至关重要，工程师需要设计符合特定规格的输出变压器，这就要求制造过程具有多功能性，选择正确的磁芯材料、线径和绝缘材料需要深入了解它们对性能、效率和音质的影响。

线圈、铁芯和绝缘材料的布置必须仔细平衡，以实现最佳的磁耦合和阻抗匹配，在制造和组装的各个阶段进行全面测试，对于确保输出变压器符合所需的性能标准至关重要。

输出变压器有助于放大器的特征声音，不同的变压器可以产生温暖、明亮或中性的音质，从而塑造整体音频体验，设计良好的输出变压器可以引入理想的谐波失真，丰富音频信号，产生更悦耳、更动态的声音。

高质量的输出变压器经久耐用，有助于放大器的寿命和可靠性，制作输出变压器的过程是工程、工艺和对音频原理的深刻理解的结合，从设计到测试，每一步都涉及到对细节、精度和专业知识的一丝不苟。

输出变压器证明了科学与艺术之间的协同作用，增强了音频放大和声音再现，同时塑造了放大器的音调特征，这些变压器弥合了真空管的高压世界和扬声器的低阻抗领域之间的差距，体现了技术在声音世界中的变革力量。

应用场景

输出变压器是音频放大的无名英雄，应用广泛，从老式放大器到现代音频系统，这些不起眼的组件在塑造放大器的音质和音调特征方面起着举足轻重的作用。

输出变压器是音频放大器的重要组成部分，是电子电路和扬声器之间的桥梁，它们的应用数不胜数，每一种都有助于放大过程和极致的声音体验。

输出变压器是吉他放大器的决定性元素，它们对不同放大器型号的特征声音有很大贡献，影响音质、延音和谐波丰富度，老式放大器，如Fender Deluxe混响，因其输出变压器产生的温暖而独特的声音而备受珍视。

在高保真音频系统中，输出变压器保持其相关性，带有输出变压器的电子管放大器因其引入的谐波失真而受到重视，这有助于产生悦耳、温暖的声音。

音响发烧友经常寻找基于输出变压器的放大器，因为它们能够再现经典怀旧的声音，输出变压器用于公共广播系统，在大型场馆、礼堂和体育馆中放大和广播声音，高压管通过输出变压器耦合到低阻抗扬声器，确保高效的功率传输和清晰的声音再现。

专业音频设备，如录音棚监听音箱和有源扬声器，也采用输出变压器来提高音质，包含输出变压器可以为音频添加独特的特征，创造复古美感或为特定应用定制声音。

除了放大器，输出变压器还用于其他乐器，如电子琴和电子键盘，这些变压器有助于将电子信号转换为可听见的声音，增强乐器的音色和音调丰富性。

输出变压器在通信系统中至关重要，用于通过各种通道传输音频信号，如电话网络、内部通信系统和广播设备，即使在数字音频和固态技术时代，输出变压器也有了新的应用。

虽然固态技术主导了前置放大器市场，但一些音频爱好者和专业人士仍在寻找利用输出变压器的电子管前置放大器和衰减器，这些设备提供了真实而复古的音质。

混合放大器等创新将电子管输出级与数字信号处理相结合，这些设计中的输出变压器有助于保持电子管声音的理想特性，同时受益于数字技术的精度。

输出变压器，尤其是高功率放大器中的输出变压器，可能体积庞大、重量沉重，影响音频设备的便携性和外形尺寸，由于输出变压器独特的电气要求以及与数字格式的兼容性，将输出变压器集成到现代音频系统中可能会带来挑战。

制作高质量的输出变压器需要精度和专业知识，这可能导致制造成本更高，这一成本因素可能会影响它们在经济实惠的音频设备中的应用。

随着技术的发展，输出变压器的角色可能会改变，固态放大器和数字信号处理不断进步，带来的创新可能会影响输出变压器的广泛使用。

结语

输出变压器的应用场景就像它们帮助塑造的声谱一样多种多样，从老式吉他放大器的经典音调到高端音频系统的细致入微的保真度，输出变压器在音频放大中发挥着基础性作用。

为声音再现的过去和未来提供了联系，无论是为经典放大器带来温暖，还是融合电子管和数字技术，输出变压器都是推动音频发展的关键。

参考文献

【1】《电机与变压器》赫尔曼高等教育出版社2005年11月1日

【2】《变压器/农村电气设备故障排除及检修丛书》陈家斌中国电力出版社2003年1月1日

【3】《电机与变压器》郑立冬人民邮电出版社2008年06月