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剖析音響放大器電流聲產生的原因

???????相信(xin)音響(xiang)設備發燒友(you)經常受(shou)到(dao)音響(xiang)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)“電流聲(sheng)”的困擾,絕大(da)(da)(da)部(bu)份人都認為(wei),電流聲(sheng)是(shi)因(yin)為(wei)接(jie)地不良所致(zhi),于是(shi)便努力把放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)的外殼接(jie)地,甚至把整個放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)用(yong)金屬罩子屏蔽,但(dan)電流聲(sheng)依然存在,對(dui)此苦不堪言。?
  各(ge)人(ren)對“電流聲(sheng)”定義不一(yi),先要找出你遇上哪一(yi)種“電流聲(sheng)”。
  超過一半的(de)情(qing)況下,都(dou)不(bu)是(shi)接地出了(le)問題。“電流(liu)聲”更加不(bu)是(shi)由(you)靜電引起。但綜觀不(bu)同朋(peng)友(you)的(de)描(miao)述,“電流(liu)聲”都(dou)是(shi):1、連續不斷的(de)噪音;?2、噪(zao)音的響度頗(po)為穩定(ding);?3、通常都是低頻噪音(yin)。
  綜合(he)各(ge)方(fang)朋(peng)友的(de)遭遇,“電流聲”可籠統歸納為以下幾種情況引致:
  1、電(dian)源漣波噪音 (Ripple noise) ,即(ji)交流啍(tun)聲 (Humming);
  2、感應噪聲 (Pick-up noise) 包括人體拾波(bo)噪聲 (Body pick-up);
  3、線(xian)路板走線(xian) (Layout) 或接地布局 (Grounding topology);
? ? ? ?4、不良地(di)線噪音 (Ground noise) 及循(xun)環接地(di) (Ground loop);
? ? ? ?5、機內布線及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)。

剖析音響放大器電流聲產生的原因



???????交(jiao)流啍聲(sheng)的成因是電(dian)源濾波器(qi)設計不當,甚或偷工減(jian)料,導致市電(dian)的交(jiao)流電(dian)訊號(hao)有一(yi)部份溜進了放大(da)器(qi)。這(zhe)種電(dian)流聲(sheng)的特色是頻率很低,大(da)部份情況下都很微弱,要把耳朵貼著揚(yang)聲(sheng)器(qi)才聽到,而(er)且即使把音(yin)量(liang)調到最(zui)低,噪音(yin)依然存在(zai)。
? ? ? ?濾波(bo)電(dian)容 (水塘(tang)),除(chu)了容量(liang)越(yue)(yue)大越(yue)(yue)好之(zhi)外(wai),其等效串聯(lian)電(dian)阻 (ESR) 也是越(yue)(yue)小越(yue)(yue)好。
這(zhe)是電(dian)流聲中最常見的一種。一般(ban)情況下(xia)一些(xie)平(ping)價(jia)的山(shan)寨放(fang)大器(qi)(qi)(qi)(qi)較(jiao)易(yi)(yi)遇到這(zhe)種情況,反而 DIY 的放(fang)大器(qi)(qi)(qi)(qi)較(jiao)少遇上這(zhe)問題(ti),為(wei)甚么(me)呢?因(yin)(yin)為(wei)這(zhe)種電(dian)流聲最普遍的成因(yin)(yin)是電(dian)源(yuan)濾(lv)(lv)波器(qi)(qi)(qi)(qi)用料不足(zu),濾(lv)(lv)波電(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)的容(rong)量(liang)不足(zu),一些(xie)平(ping)價(jia)產品因(yin)(yin)為(wei)吝嗇(se)于昂貴(gui)的大容(rong)量(liang)電(dian)容(rong)器(qi)(qi)(qi)(qi)(俗稱水塘),所以比 DIY 放(fang)大器(qi)(qi)(qi)(qi)更容(rong)易(yi)(yi)出現(xian)問題(ti)。
? ? ? ?如何(he)解(jie)決(jue)這(zhe)種(zhong)電(dian)流聲(sheng)?那(nei)就要看放(fang)大(da)器是使(shi)用外置還是內(nei)置變壓器,如果是使(shi)用內(nei)置變壓器,情況較為復雜,需要把(ba)水(shui)塘換上(shang)更(geng)大(da)容(rong)值的電(dian)容(rong)器,甚(shen)至增加電(dian)容(rong)器的數目(mu),數只電(dian)容(rong)器并聯時其(qi)容(rong)值會相加,但這(zhe)種(zhong)方法會受到機內(nei)空間所(suo)限,需要隨機應變。
? ? ? ?由于(yu)這(zhe)個噪音的(de)頻率很(hen)(hen)低(di)(100Hz),而(er)且通常都很(hen)(hen)輕微(wei),若碰上(shang)小口(kou)徑的(de)揚(yang)聲(sheng)器(qi),這(zhe)些廉(lian)價(jia)放(fang)大器(qi)往往可以蒙混過(guo)關,不過(guo)想(xiang)檢(jian)測電源漣波噪音,有一(yi)(yi)個很(hen)(hen)簡(jian)單的(de)方(fang)法,只要在放(fang)大器(qi)開(kai)啟時(shi)用(yong)手摸一(yi)(yi)摸低(di)頻單元的(de)震(zhen)膜(mo),若在無訊號(hao)或音量(liang)調到最低(di)時(shi)仍感受到揚(yang)聲(sheng)器(qi)的(de)震(zhen)膜(mo)震(zhen)動,這(zhe)便是一(yi)(yi)個很(hen)(hen)明顯的(de)交流啍聲(sheng)的(de)證據。
如果是用外置變(bian)壓器(例如一(yi)般迷你(ni)放大(da)器),當然以(yi)上的方法都(dou)適用,但(dan)有另(ling)一(yi)個(ge)更簡單(dan)的做法──換上一(yi)個(ge)開(kai)關式電(dian)源變(bian)壓器(SMPS) ,問題(ti)便會(hui)迎刃而解!
很驚訝吧!首先開(kai)關電源的音質是不(bu)是很差,但是單就解決交流啍聲,開(kai)關式(shi)源變壓器的確(que)有立竿(gan)見(jian)影之效。

工作原理:

  我們(men)用的(de)(de)(de)市電(dian)(dian)(dian)為(wei)(wei)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian),但是放(fang)大(da)器(qi)(qi)必須以(yi)(yi)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)操作,所(suo)以(yi)(yi)電(dian)(dian)(dian)源變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)除了負責(ze)把(ba) 220V 的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓升/降至合(he)適的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓之(zhi)外,還(huan)擔(dan)任著把(ba)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)轉變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)角(jiao)色(se),這個過程叫(jiao)“整流(liu)(liu)(liu)”。在(zai)放(fang)大(da)器(qi)(qi)內最常見的(de)(de)(de)整流(liu)(liu)(liu)方式為(wei)(wei)“橋式整流(liu)(liu)(liu)”,橋式整流(liu)(liu)(liu)會(hui)把(ba)市電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)變(bian)(bian)化不(bu)定的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian),技術一點來說,這是一個包(bao)含著 50Hz x 2 = 100Hz 交(jiao)流(liu)(liu)(liu)訊號的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)源,我們(men)稱之(zhi)之(zhi)為(wei)(wei)“漣(lian)波”,而(er)這個 100Hz 的(de)(de)(de)漣(lian)波若未(wei)能(neng)清除掉(diao),便會(hui)讓它溜到揚(yang)聲器(qi)(qi),形成(cheng)(cheng)噪(zao)音,由于這些漣(lian)波的(de)(de)(de)頻(pin)率都(dou)很低(di),所(suo)以(yi)(yi)需要很大(da)容(rong)量的(de)(de)(de)濾波電(dian)(dian)(dian)容(rong) 來把(ba)其吸掉(diao)。
  為何(he)開關式電源變壓器可(ke)解決交流(liu)啍聲?因(yin)為開關電源的(de)操作(zuo)頻(pin)率并不(bu)(bu)是(shi) 50Hz 或 60Hz,而(er)是(shi)動輒過十萬Hz,愈(yu)高頻(pin)的(de)漣波(bo)愈(yu)易被水塘吸(xi)收 (但(dan)太(tai)高又反而(er)吸(xi)不(bu)(bu)掉),況且它的(de)操作(zuo)頻(pin)率遠超(chao)于(yu)耳(er)朵及揚聲器的(de)工作(zuo)范圍,所以電源的(de)漣波(bo)噪(zao)音一(yi)不(bu)(bu)能在揚聲器上再(zai)生 (因(yin)為頻(pin)率太(tai)高),二更不(bu)(bu)能被耳(er)朵接收再(zai)傳(chuan)到大腦 (都(dou)是(shi)頻(pin)率太(tai)高),那又何(he)來噪(zao)音呢?

其他成因:

  1、濾(lv)波電容失效;
  2、由于(yu)濾波電(dian)容(rong)成本高、體積(ji)大,一般情況下都不(bu)會選用耐(nai)高溫的電(dian)容(rong),所以在發熱(re)量(liang)高的功率放(fang)大器中,水(shui)塘往往會是壽命較(jiao)短(duan)的零件;
  3、輸(shu)出功率管偏置電流失調(diao);
  4、輸出功率管需要在一定的偏置(zhi)電流下操作,若此電流值(zhi)因種(zhong)種(zhong)原因增(zeng)加了(le),導致(zhi)放大(da)器的靜態電流不尋常地上升,也(ye)會增(zeng)加水塘的負荷(he),從而加強了(le)交流啍聲。

特別備注:

  1、濾波(bo)器(qi)的(de)規(gui)模(mo)隨著(zhu)放(fang)大器(qi)消耗的(de)電流量(liang)而提升(sheng);
  2、電容器的(de)等效(xiao)串聯(lian)電阻 (ESR) 愈低,其濾波性能愈佳;

  3、除了并聯電容器以增加電量容,也可以串聯電感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 濾波,但成本較高;

? ? ? ?4、甲類放大器因需要龐大的靜態電(dian)流(liu),因而令電(dian)源漣波(bo)噪音更易(yi)被察(cha)覺(jue),所以濾波(bo)器的規(gui)模往往很大。?

來源:      時間:2018-01-25 17:53:18


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