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告诉你好声音的秘密:美国麦景图 McIntosh 音频输出变压器技术优势分析

作者:昇和影音集团 阅读数:910 发布日期:2022-01-11

摘 要:McIntosh 美国麦景图
McIntosh 美国麦景图

音频输出变压器技术优势分析

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拥有超过70年辉煌史的美国McIntosh麦景图,在全球音响圈中拥有崇高的地位。除了过目不忘的专利“湖水蓝”实时输出功率指示表、光学玻璃面板、金属包边旋钮等等家族化经典外观之外,麦景图还拥有众多深入人心的创造性技术积累,比如引领真空管和晶体管两个技术时代的成熟线路设计、比如专利微电脑傍路监察多重保护线路McIntosh Power Guard®、专利设计时刻电流监察保护线路 McIntosh Sentry Monitor®、温度监察电路保护装置 McIntosh Thermal Protection、数码逻辑电磁控制开关 McIntosh Electromagnetic Switches,以及核心的专利设计多线并绕音频输出变压器McIntosh Output Autoformer®,每一个项目都对音响技术发展产生了深远的影响,可谓一直被模仿、从未被超越。


行业顶峰的专利技术


或许大家不知道,麦景图自成立之初便向美国政府申请了六项专利,其中一项就是引以为傲的多线并绕变压器专利技术。麦景图独家研发出超越时代的Bifilar Winding Technique输出变压器绕制技术。从麦景图推出第一款真空管后级50W-1功放以来,多线并绕音频输出变压器McIntosh Output Autoformer®就一直是领导群伦的成功秘诀。直到1955年,继A-116后级上市之后所推出的MC系列放大器,所采用的多线并绕输出变压器也达到设计与实用的巅峰。甚至有很多人把麦景图的成功尽数归功于它的输出变压器。欧美音响传媒把这个输出变压器蒙上神圣的光环,日本发烧友把它当神一样崇拜,并称其“技术高深无法仿制”。事实上,经历超过72年辉煌史的麦景图,一直在不断改进音频输出变压器的设计和制造工艺,以适应不同时代对器材频宽、输出功率等性能的更高要求。


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音频变压器的妙用


如今,不但麦景图的胆机悉数使用自家音频输出变压器,旗下绝大部分麦景图晶体管机也都采用了音频输出变压器。但由于两种特性不同的元器件的需求不同,因此应用的设计不尽相同。真空管的特性决定了其线路输出阻抗较高,难以直接驱动音箱,所以需要音频变压器来作耦合匹配阻抗。那么,使用晶体管作大功率放大功放,如果直接输出驱动音箱,其输出阻抗特性可应付搭配的需求,为什么麦景图还要加上输出变压器呢?麦景图的研发表明,每一款音箱都有特定的阻抗特性,而不同频率下阻抗的波动非常大,在有些频率阻抗可能高达30-60欧姆,而有些频率下可能会降低到不足1欧姆,因此对晶体管功放而言是个非常大的考验。尤其是在大功率高音量输出的时候,假如音箱因为音圈发热而导致阻抗大跌,那是非常危险的事情,甚至会严重影响功放和音箱的安全而产生故障。


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于是,麦景图在研发晶体管功放的时候,开创性地加入了专利多线并绕音频输出变压器。提供0(地)、4、8、16Ω等相应的匹配阻抗抽头与音箱连接。从而,无论音箱的阻抗是多少,仍能保持一致的输出功率性能,使功放内放大元件和负载工作点得以恒久和稳定,使晶体管处于一个更理想的工作环境下,大大提高放大晶体管的使用寿命和安全度,从而确保了功放和音箱的安全,令声音表现达到更高的层次。而且,麦景图还一直根据产品的设计要求不断研发变压器技术,并且获得了令人瞩目的成就。比如新一代全平衡放大线路就使用了超宽频响多线并绕输出变压器,覆盖了10Hz~100kHz的宽阔频率响应范围的强悍性能指标,成为当今业界不可逾越的一座高峰。


从未被超越的独家专利


“多线并绕法”是依照线路设计要求变压器需要的抽头数量,精确定义每组抽头的电流规格,然后选择相应的漆包线规格以及数量之后,将所需的多组漆包线同时平行绞制,然后再为绕制好的漆包线圈紧密插上所需的M6碳钢铁芯片,可以减少涡流效应带来的损耗与发热,造出举世闻名的音频变压器。这种工艺相比常规的技术,在相同的截面积中可以容纳更多的线圈,而线圈与线圈之间的空隙相对减少,让线圈能够更紧密地贴近铁芯,减少空间浪费的同时大幅提高了工况效率,将所有漆包线一起绕在铁芯上的最大好处就是每一组线圈(不论初级或次级)都能够获得平均的电磁感应量,因此不会有因内、外圈感应量不同而造成的误差。也不会有相同匝数的线圈,直流阻抗与交流阻抗不同的情况发生,并且电感量得到更准确的控制,从而达到更宽阔的频率响应。


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麦景图的输出变压器制造中最困难的就是把绞在一起的漆包线以每组线圈皆以两根漆包线作为最基本的串、并联单位进行调整,以获得不同的电感量及电流大小。由于Mclntosh的输出变压器线圈混绞和并联,使它的线圈直流阻抗很低。正是因为输出变压器的特殊工艺,麦景图放大器的实际输出功率往往大于标称功率,而且频宽甚至超了市场竞品。麦景图还有一项别人难以仿制的技术,就是使用漆包线的耐压及耐热特性相当好。一般真空管机的输出变压器容易烧毁,最主要是普通漆包线耐压不足,尤其是高压绕组电压一旦上升至漆包线额定的绝缘电压,线圈之间就会跳电击穿,破坏漆包线表面的绝缘漆,致使短路烧毁。因此大多数变压器,尤其在高压绕组部份都会保护性地加上绝缘隔离层,以降低跳电的机会。麦景图的输出变压器的特制漆包线不仅耐高压能力一流,耐热性也同样杰出。


经久耐用的品质


麦景图这些封装在铁壳当中的输出变压器,全部都是在Binghamton工厂内手工制作,数十年如一日。McIntosh大多数的器材都使用EI变压器,功率特别大的后级才会使用R-Core或双R-Core变压器。把线圈与铁芯组合起来后,变压器还需要经过最后一道沥青灌封的工序。麦景图认为,无论工艺多么精良的变压器,其在工作时不免产生一些振动,为了去除这些额外的振动,McIntosh的做法是用沥青灌封,把沥青块加入热熔炉,460度高温下沥青变成液态,然后灌入装有变压器的铁壳中,沥青降温凝固之后,就成为去除谐振的最佳阻尼物。此外,变压器灌封在沥青内,可以隔绝空气避免铁芯氧化,从而铸造了麦景图经久不变的耐用品质。


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