Средний отвод обмотки трансформатора и его применение.

Введение

В электронике центральный отвод (ЦО) – это контакт, подключенный к точке посередине обмотки трансформатора или индуктора, либо к элементу резистора или потенциометра. Отводы иногда используются в индукторах для связи сигналов и не обязательно располагаются точно посередине, а могут быть смещены к одному из концов. Типичным примером применения является осциллятор Хартли. Индукторы с отводами также позволяют изменять амплитуду переменного тока (AC) для целей преобразования энергии, в этом случае они называются автотрансформаторами, поскольку имеют только одну обмотку. Катушка зажигания автомобиля является примером автотрансформатора. Отводы потенциометра обеспечивают одно или несколько подключений вдоль резистивного элемента, в дополнение к стандартным подключениям на обоих концах элемента и подключению ползунка. Отводы потенциометра позволяют реализовать функции в схеме, которые были бы недоступны при обычной конструкции с использованием только двух концевых подключений и одного подключения ползунка.

Вольт в центре .

Вольт с центральным отводом (VCT) описывает выходное напряжение трансформатора с центральным отводом. Например, трансформатор 24 VCT покажет 24 В переменного тока между двумя внешними отводами (вся обмотка), и 12 В переменного тока от каждого внешнего отвода до центрального отвода (половина обмотки). Эти два источника по 12 В переменного тока сдвинуты по фазе на 180 градусов относительно центрального отвода, что позволяет легко получить из них положительное и отрицательное напряжение постоянного тока по 12 вольт.

Применение и история

В вакуумных ламповых аудиоусилителях центрально-отводочные трансформаторы иногда использовались в качестве фазоинвертора для управления двумя выходными лампами в схеме с противофазным включением. Эта техника почти так же стара, как и электронное усиление, и хорошо задокументирована, например, в "Справочнике разработчика радиотронных схем" третьего издания 1940 года. Эта техника также была перенесена в транзисторные схемы, отчасти потому, что конденсаторы были большими, дорогими и ненадежными. Однако с тех пор конденсаторы значительно уменьшились в размерах, стали дешевле и надежнее, в то время как трансформаторы по-прежнему относительно дороги. Кроме того, по мере накопления опыта работы с транзисторами, разработчики перестали пытаться рассматривать их как лампы. Подключение каскада усиления класса А к каскаду мощности класса AB через трансформатор больше не имеет смысла, даже в небольших системах, питающихся от одного источника напряжения. Современное высококачественное оборудование основано на схемах с двойным питанием, что исключает необходимость в согласовании. Усилитель может быть соединен по постоянному току от входа до динамика без использования емкостей или индуктивностей. Тем не менее, это применение остается актуальным и в 21 веке, поскольку лампы и ламповые усилители продолжают производиться для нишевых рынков. В аналоговых системах телекоммуникаций центрально-отводочные трансформаторы могут использоваться для обеспечения постоянного тока в обход усилителя переменного тока для целей сигнализации. Может использоваться трехпроводная система электропитания, например, 240 В CT для обеспечения двух цепей 120 В переменного тока в США/Канаде. Низкочастотные силовые трансформаторы часто имеют центральные отводы. Исторически стоимость выпрямителей была высокой, поэтому источники постоянного тока с центрально-отводочным трансформатором и двумя диодами оправдывали дополнительные затраты на медные обмотки и стальные пластины, используя только половину вторичной обмотки за полупериод. В потребительских продуктах, таких как кассетные магнитофоны, до 1980-х годов часто использовались 18-вольтовые трансформаторы CT для получения 9 В постоянного тока. С четырьмя диодами можно использовать обе половины, что приводит к эффективным схемам для симметричного напряжения с центральным отводом в качестве общей земли. Например, в аркадных автоматах, таких как Atari Asteroids (1979), 36-вольтовый трансформатор CT используется в четырехдиодной конфигурации для получения +/- 15 В постоянного тока (после регулирования), в то время как тот же источник питания обеспечивает 10,3 В постоянного тока без регулирования из двухдиодной конфигурации. В конце 1970-х годов использование мостовых выпрямителей стало более экономически выгодным и упростило сборку. В импульсных источниках питания часто используются центрально-отводочные трансформаторы, иногда с одиночными диодами или двухдиодным полумостом для оптимизации их динамического электромагнитного поведения за счет дополнительных обмоток. Фантомное питание может подаваться на конденсаторный микрофон с использованием центрально-отводочных трансформаторов. Один из методов, называемый "прямым центральным отводом", использует два центрально-отводочных трансформатора, один на корпусе микрофона, а другой на предусилителе микрофона. Фильтрованное постоянное напряжение подключается к центральному отводу предусилителя микрофона, а центральный отвод корпуса микрофона заземляется через экран кабеля. Второй метод использует ту же топологию трансформатора с центральным отводом на корпусе микрофона, но на предусилителе микрофона согласованная пара резисторов, включенных последовательно между линиями сигнала, создает "искусственный центральный отвод".

In vacuum tube audio amplifiers, center tapped transformers were sometimes used as the phase inverter to drive the two output tubes of a push pull stage. The technique is nearly as old as electronic amplification and is well documented, for example, in The Radiotron Designer's Handbook, Third Edition of 1940. This technique was carried over into transistor designs also, part of the reason for which was that capacitors were large, expensive and unreliable. However, since that era, capacitors have become vastly smaller, cheaper and more reliable, whereas transformers are still relatively expensive. Furthermore, as designers acquired more experience with transistors, they stopped trying to treat them like tubes. Coupling a class A intermediate amplification stage to a class AB power stage using a transformer doesn't make sense anymore even in small systems powered from a single voltage supply. Modern higher end equipment is based on dual supply designs which eliminates coupling. It is possible for an amplifier, from the input all the way to the loudspeaker, to be DC coupled without any capacitance or inductance. Nevertheless, this use is still relevant in the 21st century because tubes and tube amplifiers continue to be produced for niche markets. In analog telecommunications systems center tapped transformers can be used to provide a DC path around an AC coupled amplifier for signalling purposes. Three wire power distribution can be used, e. g. with 240 VCT to provide two 120 VAC circuits in US/Canada. Low frequency mains transformers often have center taps. Historically, rectifier costs were high, so DC power supplies with a center tapped transformer and two diodes justified extra cost of copper windings and iron laminations, using only half of the secondary coil per half cycle. Consumer products like cassette recorders often used 18 VCT transformers to obtain 9 VDC until the 1980s. With four diodes, both halves can be used, which leads to efficient designs for symmetrical voltages with the center tap as common ground. E. g. in arcade machines like Atari Asteroids (1979), a 36 VCT transformer is used in four diode configuration to produce +/ 15 VDC (after regulation), while the same power supply provides 10.3 VDC unregulated from a two diode configuration. In the late 1970s, it became a better business case and simpler assembly to use bridge rectifiers. In switch mode power supplies, center tapped transformers are often used, sometimes with single diodes or a dual diode half bridge to optimize their dynamic electromagnetic behavior at the expense of the extra windings. Phantom power can be supplied to a condenser microphone using center tap transformers. One method, called "direct center tap" uses two center tap transformers, one at the microphone body and one at the microphone preamp. Filtered DC voltage is connected to the microphone preamp center tap, and the microphone body center tap is grounded through the cable shield. The second method uses the same center tap transformer topology at the microphone body, but at the microphone preamp, a matched pair of resistors spanning the signal lines in series creates an "artificial center tap".