Transformatorer?

[DrKlang]

Jag har funderat på transformatorer och hur dom påverkar ljudet.

Jag läste nyligen en artikel i MonoandStereo om Engström&Engströms monoslutsteg Eric -- en förstärkare i absolut världsklass. Det var en riktigt bra artikel som förklarade en del av tänket bakom.
En sak var användningen av transformatorer. Det är ju ett rörslutsteg, så självklart finns det utgångstransformatorer. Men det verkar finnas mer:
"The driver stage is transformer coupled to the power stage". En annan tillverkare som göra samma sak är Ypsilon i sina Aelius II monoblock.
"The first gain stage is implemented with a tube, operated in single-ended class A, transformer coupled to the output stage. By using a transformer we avoid using an additional gain stage, so transparency and purity of the signal is preserved." "For this purpose a wide bandwidth (10-75 KHz) transformer is made, developed under extensive listening tests and measurements. The bandwidth of the transformer defines also that of the amplifier."

Så transformatorn bestämmer förstärkarens bandbredd. Som jämförelse har Eric en bandbredd på 10–30 kHz (beroende på avvikelser).

Ytterligare en förstärkare som har en liknande konstruktion är Thrax Teres: "The driver stage is isolated by the interstage transformer and is not influenced in any way by the output stage maintaining tone colour and resolution at all power levels and loads."

Eric, Aelius och Teres tillhör det absoluta toppskiktet av nutida förstärkare. Om jag läser beskrivningarna av vad konstrukjtörerna vill åstadkomma verkar Aelius luta åt det snabbare hållet, medan Eric och Teres betonar tonalitet och musikalitet (fast med klarhet på något sätt).
Jag har inte hört någon förstärkare tillräckligt mycket för att kunna bedöma vad dom kan åstadkomma.

Eric har utgångstransformatorer, men också ingångstransformatorer. Detta tror jag är rätt vanligt, en hel del tillverkare av både rör och transistor förstärkare använder transformatorer på sina ingångar.
Ett exempel är Jeff Rowland, som är transformator-generös. Ännu mer generös är Aries Cerat -- ytterligare ett super-tungt märke. Deras 160kg slutsteg har en power bandbredd på 15-60kHz.

Utan att ge mig in i några tekniska resonemang som jag inte klarar verkar transformatorer användas för att avgränsa elektriskt, men priset blir lägre bandbredd.

En del förstärkare har knappast någon transformator i ljudvägen: Audionet har generellt extrem bandbredd på sina förstärkare och Humbolt går upp till 700kHz. Klassikern är förstås Goldmund: Här handlar det om flera GHz.

Samma sak OTL förstärkare, Atma-Spheres MA-1 går upp till 300kHz. Ett specialfall är Bernings/LTAs "zero-hystersis" (hysteres) OTL (ZOTL). Det finns visserligen en slags spole, men utan kärna om jag fattat rätt. LTAs ZOTL40 har en frekvensbredd på 8-50kHz.

Just "hysteres" (magnetisk kvardröjningseffekt) verkar vara det som påverkar ljudet dåligt och kanske det som ger "rörljud" i dess sämsta mening.

Därför har tillverkare lagt ner enorm möda på att konstruera transformatorer med försumbara negativa effekter på ljudet. Allnic tror jag är en sådan tillverkare med sina nickel och järnkisel baserade transformatorer.

Kondo Audio Note är själva sinnebilden för sofistikerade transformatorer. Med japansk hantverkstradition och intelligens lyckades Hiroyasu Kondo skapa exceptionella kondensatorer och transformatorer.

Jag får en känsla av att transformatorerna blivit bättre och att användningen har ökat i nya konstruktioner, särskilt hos mindre tillverkare som göra dyra förstärkare (för bra transformatorer är tydligen inte billiga).

Så vad är jag ute efter egentligen?

När jag själv gått framåt i min "utveckling" så har det gått mot ett "snabbare" ljud, på bekostnad av ett mer emotionellt ljud med bas eftersläpning. Varje gång jag har tagit ett sådant steg har jag saknat tyngden, krämigheten och det musikaliska djupet för några ögonblick.

Men jag anser att jag får en mycket bättre klangfärg (timbre) med ett snabbare ljud. Musiken blir kanske tunnare men mycket mer realistisk. Och det har alltid vägt över.

Jag kan tänka mig att detta skiljer lite utifrån vilken slags musik man gillar. Tyngden, de utblommade tonerna, den musikaliska intimiteten och det horisontellt växande mullret av emotioner som väller över en har ett värde. Men jag vill gå en annan väg.

Jag fattar också att det handlar om genomförande. Jag har hört extrema Kondo-förstärkare där det inte finns något alls av ljudmässig eftersläpning och utsmetning i den mening jag försöker beskriva här.

Jag skulle önska att det fanns någon slags kvalitetdeklaration på transformatorer i ljudvägen eftersom jag misstänker att dom påverkar ljudet mycket. Särskilt i de kvaliteter som jag är ute efter.

Man kan gå OTL-spåret och det finns en hel del kvalificerade tillverkare, Tenor, Einstein, Atma-Sphere, Graaf och t.o.m. svenska Q-tron, m.fl. En nackdel med flera lösningar är mängden rör som krävs.

Har jag överdrivit transformatorns betydelse för ljudets karaktär?

 

[calle_jr]

Intressant.

 

8 hours ago, DrKlang said:

Har jag överdrivit transformatorns betydelse för ljudets karaktär?

Det tycker jag inte. Det finns exempel med undermåliga transformatorer som låter förskräckligt.

 

Det är kopplingstransformatorer du avser som jag förstår det. Så, både spänningsförstärkning, impedansmatchning och reducering av brus och brum är viktiga funktioner.

Jag studerade själv lite olika trafos för stepup mellan pickup och riaa, och fann tydliga skillnader på degradering när omsättningen blev för stor och en tröghet i signalen. Du nämner själv hysteres dvs effekten av den magnetiska kretsen, och det är en del av det. Rätt omsättning ger en tyngd i klangen, och helt aktiv förstärkning kan bli för mycket "på".

 

Men det är nog väldigt systemberoende och väldigt vanskligt att bli kategorisk. Brukar vara det  

 

 

[VoicesInMyHead]

Nu har jag ingen teknisk input att komma med vad gäller transformatorer, men jag fick själv upp öronen för dem med Music First's passiva handbyggda transformator-drivna försteg och nu sitter jag med en Ypsilon Phaethon som har inte mindre än 11st även de egenbyggda transformatorer i sig. Jag tror precis som @calle_jr är inne på att det kan vara riktigt bra, men likaväl riktigt dåligt om de inte är konstruerade på "rätt sätt". Jag frågade vid ett tillfälle en känd dansk konstruktör angående hans åsikt om transformatorer men han gillade dem inte alls och han hade säkert en bra förklaring till det också som jag inte la på minnet, men som vanligt går åsikterna isär beroende på vad man försöker uppnå. Rör, transformatorer och obalanserat inbillar jag mig är i riktningen åt mitt ljudideal av levande, organiskt och obehindrat flytande musik.

[tek]

20 hours ago, DrKlang said:

Jag har funderat på transformatorer och hur dom påverkar ljudet.

Jag läste nyligen en artikel i MonoandStereo om Engström&Engströms monoslutsteg Eric -- en förstärkare i absolut världsklass. Det var en riktigt bra artikel som förklarade en del av tänket bakom.
En sak var användningen av transformatorer. Det är ju ett rörslutsteg, så självklart finns det utgångstransformatorer. Men det verkar finnas mer:
"The driver stage is transformer coupled to the power stage". En annan tillverkare som göra samma sak är Ypsilon i sina Aelius II monoblock.
"The first gain stage is implemented with a tube, operated in single-ended class A, transformer coupled to the output stage. By using a transformer we avoid using an additional gain stage, so transparency and purity of the signal is preserved." "For this purpose a wide bandwidth (10-75 KHz) transformer is made, developed under extensive listening tests and measurements. The bandwidth of the transformer defines also that of the amplifier."

Så transformatorn bestämmer förstärkarens bandbredd. Som jämförelse har Eric en bandbredd på 10–30 kHz (beroende på avvikelser).

Ytterligare en förstärkare som har en liknande konstruktion är Thrax Teres: "The driver stage is isolated by the interstage transformer and is not influenced in any way by the output stage maintaining tone colour and resolution at all power levels and loads."

Eric, Aelius och Teres tillhör det absoluta toppskiktet av nutida förstärkare. Om jag läser beskrivningarna av vad konstrukjtörerna vill åstadkomma verkar Aelius luta åt det snabbare hållet, medan Eric och Teres betonar tonalitet och musikalitet (fast med klarhet på något sätt).
Jag har inte hört någon förstärkare tillräckligt mycket för att kunna bedöma vad dom kan åstadkomma.

Eric har utgångstransformatorer, men också ingångstransformatorer. Detta tror jag är rätt vanligt, en hel del tillverkare av både rör och transistor förstärkare använder transformatorer på sina ingångar.
Ett exempel är Jeff Rowland, som är transformator-generös. Ännu mer generös är Aries Cerat -- ytterligare ett super-tungt märke. Deras 160kg slutsteg har en power bandbredd på 15-60kHz.

Utan att ge mig in i några tekniska resonemang som jag inte klarar verkar transformatorer användas för att avgränsa elektriskt, men priset blir lägre bandbredd.

En del förstärkare har knappast någon transformator i ljudvägen: Audionet har generellt extrem bandbredd på sina förstärkare och Humbolt går upp till 700kHz. Klassikern är förstås Goldmund: Här handlar det om flera GHz.

Samma sak OTL förstärkare, Atma-Spheres MA-1 går upp till 300kHz. Ett specialfall är Bernings/LTAs "zero-hystersis" (hysteres) OTL (ZOTL). Det finns visserligen en slags spole, men utan kärna om jag fattat rätt. LTAs ZOTL40 har en frekvensbredd på 8-50kHz.

Just "hysteres" (magnetisk kvardröjningseffekt) verkar vara det som påverkar ljudet dåligt och kanske det som ger "rörljud" i dess sämsta mening.

Därför har tillverkare lagt ner enorm möda på att konstruera transformatorer med försumbara negativa effekter på ljudet. Allnic tror jag är en sådan tillverkare med sina nickel och järnkisel baserade transformatorer.

Kondo Audio Note är själva sinnebilden för sofistikerade transformatorer. Med japansk hantverkstradition och intelligens lyckades Hiroyasu Kondo skapa exceptionella kondensatorer och transformatorer.

Jag får en känsla av att transformatorerna blivit bättre och att användningen har ökat i nya konstruktioner, särskilt hos mindre tillverkare som göra dyra förstärkare (för bra transformatorer är tydligen inte billiga).

Så vad är jag ute efter egentligen?

När jag själv gått framåt i min "utveckling" så har det gått mot ett "snabbare" ljud, på bekostnad av ett mer emotionellt ljud med bas eftersläpning. Varje gång jag har tagit ett sådant steg har jag saknat tyngden, krämigheten och det musikaliska djupet för några ögonblick.

Men jag anser att jag får en mycket bättre klangfärg (timbre) med ett snabbare ljud. Musiken blir kanske tunnare men mycket mer realistisk. Och det har alltid vägt över.

Jag kan tänka mig att detta skiljer lite utifrån vilken slags musik man gillar. Tyngden, de utblommade tonerna, den musikaliska intimiteten och det horisontellt växande mullret av emotioner som väller över en har ett värde. Men jag vill gå en annan väg.

Jag fattar också att det handlar om genomförande. Jag har hört extrema Kondo-förstärkare där det inte finns något alls av ljudmässig eftersläpning och utsmetning i den mening jag försöker beskriva här.

Jag skulle önska att det fanns någon slags kvalitetdeklaration på transformatorer i ljudvägen eftersom jag misstänker att dom påverkar ljudet mycket. Särskilt i de kvaliteter som jag är ute efter.

Man kan gå OTL-spåret och det finns en hel del kvalificerade tillverkare, Tenor, Einstein, Atma-Sphere, Graaf och t.o.m. svenska Q-tron, m.fl. En nackdel med flera lösningar är mängden rör som krävs.

Har jag överdrivit transformatorns betydelse för ljudets karaktär?

 

 

En transformator är en passiv komponent och är således i stort beroende på den krets den verkar i. En bra konstruerad och byggd transformator är alltså ingen garant på en bra förstärkare. Dålig matchning mot den övriga kretsen kan inte räddas av trafon.

 

Transformatorer och induktorer är i elektronik lite av en speciell företeelse då de i många applikationer måste specialbeställas eller göras in-house då det går liksom inte går för försäljarna att lagerhålla alla möjliga kombinationer av kärnmaterial, kärngeometrier samt de olika storlekarna på geometrierna, antal varv och omsättning, säkerhetsklassning, vald induktans, antal lindningar, hur de ska lindas, applikation, trådtjocklek, trådtyp, osv.

 

Inom audio är kanske en ett fall då det går att komma undan med att bara för tillverkarna att köpa off the shelf. Många tillverkare gör dock egna och sådant brukar hifipressen imponeras av.

 

En nackdel som du själv nämner är att bandbredden ofta blir lidande, vilket jag upplever att det stämmer. Det finns en del designparametrar som gör det svårt att få bra bandbredd nedåt och uppåt i frekvens. Det man kan ha i åtanke är att felen i bandbredd ackumuleras, dvs har 2 steg med -3dB bandbredd på 15Hz - 60 kHz så kommer du då ha tillsammans -6dB mellan 15Hz till 60kHz.

 

Jag läste en artikel om nån nyckelfigur på audio note som hade 11 transformatorer i signalvägen till reporterns förtjusning. Om man leker med tanken att alla dessa steg har en bandbredd på 15Hz till 60kHz (egentligen ett orimligt antagande då beroende på användningsområde kan man få betydligt bättre bandbredd) så kan man tänka sig att slutresultatet kommer låta extremt avrullad diskant och helt utan bas, eller möjligen en härligt framträdande mellanregister. Helt beroende på vem som lyssnar såklart.

 

Jag konstruerar då och då magnetkomponenter både i yrkesrollen men även för hobbyhifi. Dock inga utgångstrafos hittils. Jag tycker de påverkar mycket, man måste matcha väl. Det är en intressant komponent och brukar kräva ett antal iterationer just pga av alla dess begränsningar och valmöjligheter.

[calle_jr]

4 hours ago, tek said:

Jag läste en artikel om nån nyckelfigur på audio note som hade 11 transformatorer i signalvägen till reporterns förtjusning. Om man leker med tanken att alla dessa steg har en bandbredd på 15Hz till 60kHz (egentligen ett orimligt antagande då beroende på användningsområde kan man få betydligt bättre bandbredd) så kan man tänka sig att slutresultatet kommer låta extremt avrullad diskant och helt utan bas, eller möjligen en härligt framträdande mellanregister. Helt beroende på vem som lyssnar såklart.

 

Bra poäng. De blir "multiplikatorer" kan man säga. Så om de bara avviker 0.5dB vid 20kHz så blir det i slutändan 6dB.

 

[triomio]

En god bok i ämnet: Audio Transformers by Bill Whitlock

och en intressant film: https://youtu.be/Vu_hEdgn8Pw