ZXY-3012 Permalloy-Audio-Isolationstransformator, DIP-Durchsteckmontage, abgedichtetes 31,0-mm-Metallgehäuse, fünf Übersetzungsverhältnisse von 1:1 bis 12:1

1. Produktname

ZXY-3012 ist die Produktbezeichnung. JT-DB-EPC ist die Zeichnungsmodellbezeichnung, die darüber auf dem Gehäuseetikett aufgedruckt ist. ZXYAUDIO und ZXYL sind die beiden Markennamen, die in den Abbildungen und im Datenblatt verwendet werden. Das Bauteil ist ein Permalloy-Audio-Isolationstransformator in einem abgedichteten, zylindrischen Metallgehäuse mit einem Durchmesser von 31,0 mm und einer Höhe von 22,0 mm. Es verfügt über sechs Durchgangslochstifte in zwei Reihen an der Unterseite und keinen Befestigungsflansch. Die Montage erfolgt über die Stifte auf einer Platine oder in einer Fassung.

Das Typenschild ist die einzige Stelle, an der die Spezifikationen des Bauteils angegeben sind, daher lohnt es sich, es genau zu lesen. Es enthält die Marke, den Schriftzug TRANSFORMERS, die Zeichnungsmodellbezeichnung JT-DB-EPC, die Kennzeichnung ZXY-3012 und am Rand die Angabe „Frequenzgang: 20 Hz – 20 kHz“ und „Übersetzungsverhältnis: 1,1 – 12:1“. Beachten Sie die Zeichensetzung in der letzten Angabe: In derselben Zeile wird bei 1,1 ein Punkt und bei 12:1 ein Doppelpunkt verwendet, während in allen anderen Dokumenten der Bereich ab 1:1 angegeben wird. Der Bereich wird hier als 1:1 bis 12:1 gelesen, und das gedruckte Typenschild wird zur Kenntnis genommen, anstatt es zu korrigieren.

2. Was es bewirkt

Die Aufgabe ist dieselbe wie bei jedem Trenntransformator: Zwei Geräte teilen sich eine Erdung, die Abschirmung des Kabels zwischen ihnen schließt einen Stromkreis, und der Strom in diesem Stromkreis lagert sich als Brummen mit der Netzfrequenz und ihren Oberschwingungen über das Signal ab. Ein Transformator im Signalweg unterbricht diesen Stromkreis, da das Signal induktiv übertragen wird und die Kupferleiter sich nicht berühren. Zusätzlich blockiert er Gleichstrom, weshalb ein solches Bauteil die nachfolgende Stufe vor Offset-Fehlern oder Phantomspeisung am Ausgang schützt. Aus diesem Grund wird dies in der Beschreibung als Merkmal und nicht als Werbeaussage aufgeführt.

Der Permalloy-Kern ermöglicht diese Form. Die Permeabilität bestimmt die Induktivität einer bestimmten Windungszahl. Diese Induktivität verhindert Kurzschlüsse im Primärkreis bei niedrigen Frequenzen. Daher erreicht eine Legierung mit hoher Permeabilität 20 Hz mit weniger Windungen und einem kleineren Kern als Siliziumstahl. Der Nachteil ist die Sättigung: Nickel-Eisen-Legierungen erreichen ihre maximale Flusskapazität früher als Stahl. Aus diesem Grund wird dieses Bauteil nicht mit einer Nennleistung, sondern mit einem maximalen Eingangspegel bei 20 Hz und einer Verzerrung von einem Prozent spezifiziert. Es handelt sich um ein Bauteil für Leitungspegel, und die Tabelle ist entsprechend zu interpretieren.

3. Die fünf Verhältnisse

Dies ist der wichtigste Teil des Produkts, der vor allen anderen ausgewählt werden muss. Fünf Wicklungen befinden sich im selben Gehäuse und an denselben sechs Pins. Sie unterscheiden sich im Übersetzungsverhältnis, im Gleichstromwiderstand jeder Wicklung, im Pegel, den der Kern bei 20 Hz aufnimmt, und im Frequenzgang. Ein höheres Untersetzungsverhältnis führt zu mehr Windungen auf der Primärwicklung, wodurch deren Widerstand und die maximale Spannung, die der Kern aufnehmen kann, bevor er in die Sättigung gerät, steigen. Dadurch verbessert sich der Pegel von einem Ende der Tabelle zum anderen, während gleichzeitig der Primärwiderstand zunimmt.

Die Pegelangaben bedürfen einer Umrechnung, da Dezibelwerte die tatsächlichen Unterschiede der Varianten verschleiern. Die 1,5:1-Variante benötigt +2 dBu bei 20 Hz, was etwa 0,98 Vrms entspricht: Das ist ein sehr niedriger Pegel und verträgt keine hohe Ausgangsspannung im unteren Frequenzbereich. Die 12:1-Variante benötigt +21,5 dBu, etwa 9,2 Vrms, was eine ganz andere Leistungsreserveklasse darstellt. Beide Umrechnungen basieren auf der dBu-Definition und werden hier als abgeleitete Werte angegeben.

Es handelt sich hierbei auch nicht um eine Verdopplungsreihe. Die Übersetzungsverhältnisse sind 1:1, 1,5:1, 3,5:1, 8:1 und 12:1, was Impedanzstufen von 1, 2,25, 12,25, 64 und 144 Ohm entspricht. Sie entsprechen also nicht den Stufen 2, 4 und 8 einer Katalogleiter. Vielmehr handelt es sich um Übersetzungsverhältnisse, die auf bestimmte Geräte abgestimmt sind, und nicht um einen Standardbereich. Es lohnt sich, danach zu fragen: Die Antwort gibt in der Regel Aufschluss darüber, für welche Geräte die einzelnen Komponenten ursprünglich konzipiert wurden.

4. Kern, Gehäuse und Anschlüsse

Das Gehäuse besteht aus einem gezogenen Metallgehäuse mit einem grünen, aufgeklebten Etikett und einem gerollten Rand am Boden, wo das Gehäuse auf den Anschlusskopf trifft. Da das Gehäuse aus Metall besteht und abgedichtet ist, bildet die elektrostatische Abschirmung das Gehäuse selbst: Es gibt keinen separaten Schirmungsstift und es wird auch keiner benötigt, sofern das Gehäuse mit dem Chassis oder der im Layout vorgesehenen Referenzfläche verbunden ist. Dies ist der praktische Unterschied zwischen diesem Bauteil und einem Formtransformator mit Schirmungsanschluss, und deshalb ist die Montagefläche genauso wichtig wie die Wicklung.

Sechs Pins verlassen den Sockel in zwei Reihen, nummeriert mit 1 und 4 auf der einen Seite und 8, 6, 7 und 5 auf der anderen. Der Abstand innerhalb einer Reihe beträgt 3,8 mm, der zwischen den Reihen 19,0 mm. Dieser Reihenabstand ist größer als bei jedem Standard-DIP-Raster, daher benötigt das Bauteil eine eigene Fußplatte oder einen speziell dafür gefertigten Sockel anstelle einer generischen DIP-Position. In der Mitte des Sockels befindet sich außerdem eine einfache Öffnung, die zwar eingezeichnet, aber weder bemaßt noch benannt ist. Bei einem solchen geschlossenen Gehäuse handelt es sich üblicherweise um eine Befüll- oder Entlüftungsöffnung für die Vergussmasse. Sie sollte nicht ohne vorherige Bestätigung als Positionierungsmerkmal verwendet werden.

5. Elektrische Spezifikation

Alle elektrischen Spezifikationen dieses Produkts sind für 25 °C in einem kontrollierten Datenblatt angegeben. Dies ist ein besserer Ausgangspunkt als bei den meisten vergleichbaren Produkten. Die Bedingungen sind einheitlich: gleiches Frequenzband von 20 Hz bis 20 kHz, gleiche dielektrische Prüfung mit 1250 V und einem Leckstromgrenzwert von 1 mA über eine Minute, gleiche Toleranz von 2 % beim Übersetzungsverhältnis. Nicht einheitlich sind jedoch das Ansprechverhalten und der Pegel, da sie sich mit dem Übersetzungsverhältnis ändern. Daher gehören sie in die Übersetzungsverhältnistabelle und nicht in eine einzelne Spezifikationszeile.

6. Mechanische Abmessungen

Die Konstruktion ist einfach und in der Zeichnung dargestellt: ein Zylinder mit Durchmesser, Höhe und Pinbelegung. Es gibt keinen Flansch, keine Halterung und keinen Gewindeeinsatz; die mechanische Schnittstelle besteht also ausschließlich aus den sechs Pins und den Anschlüssen der Platine oder des Sockels. Bei einem Bauteil mit dem Gewicht einer 31,0 mm großen Metalldose sollte dies vor der Festlegung des Footprints bedacht werden, da die Pins sowohl das Signal als auch die Masse tragen.

7. Anwendung

Die typischen Anwendungsfälle sind Line-Pegel-Systeme: ein Konsolenausgang an eine Heimanlage, ein symmetrisches zu einem unsymmetrischen Interface, ein Mikrofonvorverstärkereingang oder eine Rack-zu-Rack-Verbindung, die Brummgeräusche verursacht. Für diese Anwendungen ist die 1:1-Übersetzung optimal, da hier absolute Isolation und ein konstanter Pegel entscheidend sind. Stufenübersetzungen hingegen lösen ein anderes Problem: die Anpassung einer hochohmigen Quelle an einen niederohmigen Eingang. Dies ist das klassische Problem einer DI-Box und erklärt auch, warum ein 12:1-Wandler Lautsprecherpegel oder ein Instrumentensignal mit hoher Frequenz bei 20 Hz verarbeiten kann, das einen 1,5:1-Wandler in die Sättigung bringen würde.

Neben Audiogeräten werden in der Beschreibung auch Sprach- und Datenkopplungen für Telefone, Faxgeräte, IP-Telefone und Modems genannt. Dabei handelt es sich um denselben Transformator mit einer anderen Funktion: Er dient als galvanische Trennwand zwischen einer Leitung und einem Endgerät, die nicht dieselbe Masse haben dürfen, und zwar im Sprachbereich statt im vollen Audiobereich. Autoradios und fest installierte Beschallungsanlagen sind zwei weitere Anwendungsbereiche, die beide aus demselben Grund genutzt werden: um eine Masseschleife zwischen einem Autoradio und einem Verstärker oder zwischen Racks in einem Gebäude zu unterbrechen.

Die Durchsteckmontage ist an sich schon bemerkenswert. Es handelt sich um ein Bauteil, das sich von Hand montieren und austauschen lässt, was bei installierten Systemen und Geräten, die gewartet statt verschrottet werden, von Bedeutung ist. Die zweite Szene zeigt die Montage auf einem Brett neben der Pinzette und dem Bügeleisen, mit denen sie montiert war – ein realistisches Bild der Verwendung dieser Baugruppe.

8. Bestellen und Kennzeichnen

Bestellen Sie nach Modell und Übersetzungsverhältnis. Das Modell legt Gehäuse, Kern, Pins und die dielektrische Prüfung fest; das Übersetzungsverhältnis die Wicklung, den Widerstand, die maximale 20-Hz-Pegel und das Ansprechverhalten. Da eine Kennzeichnung die Modellnummer mit 12:1, eine andere hingegen mit 1:1 verknüpft und die Beschriftung einen Bereich angibt, muss das Übersetzungsverhältnis in der Bestellung als separater Artikel aufgeführt werden. Kundenspezifische Ausführungen und Direktlieferung ab Werk sind auf Anfrage möglich. Dies ist der richtige Weg für ein Übersetzungsverhältnis oder eine Pinbelegung, die nicht in der Tabelle enthalten ist.

Die vier Prüfzeichen sind zusammen auf einem Feld unterhalb des Transformators abgebildet, nicht auf dem Gehäuseetikett. Eine Zertifikatsnummer ist im gesamten Material nicht zu finden. Dies ist bei Produktfotos üblich und stellt keinen Beweis für die Richtigkeit der Angaben dar. Es bedeutet, dass die Prüfzeichen anhand der aktuellen Zertifikate überprüft werden sollten, bevor sie in einer Einreichung verwendet werden. Die angeforderten Nummern sind dem Muster beizufügen.