電子管功放制作技巧和要領(lǐng)(轉(zhuǎn)載) 電子管音頻功率放大器，以其卓越的重放音質(zhì)，廣受HiFi發(fā)燒友的青睞。市售成品電子管功放動輒數(shù)千元，乃至上萬元，如此高價(jià)是大多數(shù)愛好者無法企及的。愛好者說得好：“自己動手，豐衣足食”。只要你有一定的電子知識和一定的動手能力，自制一臺物美價(jià)廉的電子管功放并非難事。電子管功放較之晶體管功放，看似龐大復(fù)雜，但當(dāng)你了解了電子管電路的工作方式后，會發(fā)現(xiàn)，電子管勸放電路較之晶體管分立元件功放相對簡潔，所用元件也少得多。除輸出變壓器自制有一定難度外，其他元器件只要選配得當(dāng)，電路調(diào)試有方，一臺靚聲的電子管功放就會在你的手上誕生。 本章先對自制電子管功放的元件選配、安裝程序、調(diào)試技巧及關(guān)鍵制作要領(lǐng)作一簡要介紹。當(dāng)你胸有成竹，躍躍欲試時(shí)，就可以動手操作了。 第一節(jié) 電子管功放的裝配與焊接技巧 一、搭棚焊接方式 國內(nèi)外許多著名的電子管功率放大器過去和現(xiàn)在均采用搭棚式裝配焊接方式。因?yàn)?，搭棚式接法的?yōu)點(diǎn)是布線可走捷徑，使走線最近，達(dá)到合理布線。另外，電子管功放的元件數(shù)量不多，體積較大，借助元件引腳，即可搭接，減少了過多引線帶來的弊病。只要布局合理，易收到較好的效果。圖8—1為搭棚式接法示意圖。  搭棚式接法一般將功放機(jī)內(nèi)的各種元器件分為3—4層，安裝元件的步驟是由下而上。接地線與燈絲走線一般置于靠近底板的最下層，其地線貼緊底板，并保持最好的接觸；第二層多為各電子管陰極與柵極接地的元器件。注意同一管子陰極與柵極的相關(guān)元件接地最好就近在同一點(diǎn)接地；第三層是各放大級之間的耦合電容等元件；最上層則為以高壓架空接法連接的阻容等元件。高壓元件置于上層可以有效地防止高壓電場對各級電路造成的干擾。 二、關(guān)于一點(diǎn)接地 一點(diǎn)接地，在電子管功放電路的布線中是一項(xiàng)值得重視的措施。圖8—2為一點(diǎn)接地示意圖。  對于輸入級與電壓放大級的元件接地問題尤為重要。需要實(shí)行一點(diǎn)接地的元件，主要有柵極電阻、陰極電阻與旁路電容等。最好僅用元件引線直接焊接，盡量不使用導(dǎo)線，否則極易產(chǎn)生交流雜聲干擾。 柵極電阻敏感性最強(qiáng)，因此對前級功耗很小的柵極電阻，其體積越小越好，可采用0.25-0.5w的小體積電阻為宜。其電阻一端應(yīng)直接焊接在管座上；另一端直接通地。如果因元件尺寸或位置關(guān)系，難以做到同一點(diǎn)接地時(shí)，亦可就近接在同一根粗的地線上。圖8—3為近端接地示意圖。  三、焊接要領(lǐng) 由于電子管功放的零部件尺寸較大，而且接地線又與金屬底板直接相通，焊接時(shí)的散熱性較強(qiáng)，所以在焊接時(shí)必須采用50W左右的內(nèi)熱式電烙鐵才能保證焊錫的充分熔化。而一般用來焊接晶體管元件的25W左右電烙鐵熱量不夠，容易產(chǎn)生假焊或脫焊等現(xiàn)象。 焊接時(shí)所使用的助焊劑，應(yīng)該采用松香或一級的中性焊劑，避免使用酸性助焊劑。因?yàn)樗嵝院竸┎坏懈g作用，而且會引起電路漏電現(xiàn)象。 對一般元件的焊接，其電烙鐵與元件間最好保持45度左右的傾斜角，這樣接觸面較大，熱量均勻，容易焊牢。其焊接時(shí)間一般應(yīng)保持1—2秒為宜，時(shí)間過長容易損壞元件；接地線的焊接時(shí)間可適當(dāng)加長一些； 元件焊上支架前應(yīng)先將元件引線在支架繞牢，或穿進(jìn)孔內(nèi)勾牢，然后再進(jìn)行焊接。對于元件，在焊接前必須將引腳表面氧化層用砂皮擦清，并鍍好焊錫后再焊接。圖8—4是管座與支架焊接示意圖。  元件與地線進(jìn)行焊接時(shí)，也必須將通地端與地線先繞牢，或者與焊片孔勾牢，然后再焊接。焊接時(shí)，烙鐵接觸焊點(diǎn)時(shí)間要稍長些，以確保焊牢。對需要進(jìn)行調(diào)整的元器件，可暫時(shí)采用搭焊，待調(diào)試完畢后再繞住焊牢。圖8—5是零件與地線焊接示意圖。  對架空元件的焊接，可采用鑷子或尖嘴鉗夾住元器件，以免熱量傳導(dǎo)燙痛手指。焊接時(shí)可先將焊錫絲對準(zhǔn)要焊部分，再用電烙鐵邊熔邊焊，這樣焊接質(zhì)量最佳。圖8—6是架空元件的焊接示意圖。  焊錫絲的品質(zhì)對焊接質(zhì)量也有很大關(guān)系，一般的錫塊和焊錫條最好不用，而采用1—3mm含松香芯的高純度焊錫絲為宜；品牌膽機(jī)所采用的為含銀2％的焊錫絲。 直流高壓部分的分壓電阻、降壓電阻等，使用時(shí)發(fā)熱量較大，因此必須采用架空接法，并將元件安置在最上層，以利于熱量的散發(fā)。同時(shí)，還應(yīng)注意有高壓電流通過的導(dǎo)線不宜與其他柵極連線靠近或平行，最好使用不同顏色的接線、以示區(qū)別。而且導(dǎo)線的距離也不宜過長。 高壓去耦電阻及電容必須靠近屏極電阻焊接，而電解電容的通地端與電源變壓器高壓接地端如相距較遠(yuǎn)時(shí)，還應(yīng)加接優(yōu)質(zhì)通地線，以防止濾波電容器內(nèi)的交流成分影響前級的電壓放大管。圖8—7是高壓元件架空接法示意圖。  支架與燈座間的過橋接法，主要解決跨度較長的屏極元件的耦合。電位差較大的元件，不要焊接在同一個(gè)支架上，以免產(chǎn)生不必要的干擾。圖8—8是支架與管座間架空接法示意圖。  各級電子管的屏極與柵級元件盡可能使之遠(yuǎn)離，后一級屏極回路的元件，切不可與前一級柵極元件相近或平行。 功放管屏極或柵極回路要串接的電阻，應(yīng)直接焊接在電子管座的屏極或柵極接線片上，如電子管座上無空腳架空，可在最近距離內(nèi)使用小支架，不宜再用較長導(dǎo)線相連接。圖8—9為管座自架空接法示意圖。  功放管屏極與簾柵極回路的接線一般不用支架，直接由燈座上接出，并以最短的距離穿過底板與輸出變壓器一次側(cè)相連接，切不可用支架繞道而行。這樣不但損耗增大，而且會影響前級放大器。 第二節(jié) 電子管功放的安裝步驟 現(xiàn)代電子管功放除了聲道分立的高檔機(jī)型外，大都為合并式的立體聲功放。下面即以立體聲功放為例，介紹其安裝程序。 按照事先設(shè)計(jì)好的地位，先將各種小零部件裝上。如電子管管座、開關(guān)、電位器、輸入與輸出接線端子、插口、接線支架、接地焊片等逐一裝好。 電子管燈座在安裝時(shí)必須認(rèn)清圖示的方向，這樣可保持走線距離最近。管腳識別，可將電子管管腳朝向自己方。功放管用瓷八腳燈座時(shí)，從中心對正缺口開始，按順時(shí)針方向，分別為1→8號接腳；前級放大與推動管為九腳燈座時(shí)，從開檔較大處開始，按順時(shí)針方向，分別為1→9號接腳。特殊管座的管腳識別大都是在特定標(biāo)志下按上述方法識別。 左、右聲道輸出變壓器、電源變壓器、阻流圈等因較為笨重，在安裝焊接各種零件時(shí)，底板要四面翻動，容易損傷外表漆皮，應(yīng)當(dāng)在全部阻容元件和接線焊接完畢后，最后再裝上。安裝電源變壓器與輸出變壓器時(shí)，必須在螺絲上加裝彈簧墊片，使之不易松動，以防止變壓器通電后與底板之間產(chǎn)生振動，從而引起渦流損耗與交流聲。 1 合理的接地方式 電子管功放中的接地走線，對功故機(jī)的信噪比與電性能的優(yōu)劣有重要影響。特別是在增益較高的多級放大器中，其接地走線的布局方式尤為重要。因?yàn)楣Ψ艡C(jī)中的接地線具有雙重作用，既是直流電壓與電流供給回路，又是音頻信號的通路，其間通過的直流電壓電流大小及交流信號的強(qiáng)弱亦不相同。 雖然用萬用電表測量功放機(jī)內(nèi)的所有接地回路，其阻值均為0Ω，但對交流信號而言，各接地通路之間仍存在著電位差。如果采用高頻微伏表測量時(shí)，其間的電位差可達(dá)數(shù)微伏以上。在高增益的多級功放機(jī)中，如接地走線布局不當(dāng)，在高增益的輸入端如混入數(shù)微伏的交流雜波信號，經(jīng)過多級放大器逐級放大后，將給功放機(jī)的信噪比帶來極大的影響。 目前比較流行的接地方式有兩種：母線接地方式與單點(diǎn)接地方式。 功放機(jī)的母線接地方式是采用直徑為1-1.5M左右的粗裸銅絲或鍍銀銅絲作為接地母線，在功放機(jī)的底板上按照放大器的電子管位置就近順序排列。一般由輸入端子至第一級、再至倒相級、推動放大級、功率放大級，最后至電源變壓器的接地端。接地走線的次序切不可前級與后級顛倒。立體聲功放的接地走線必須左右聲道嚴(yán)格分開，并各自按照順序排列。同時(shí)必須注意輸出端的大電流接地線切不可與輸入端小電流接地線直接相通。圖8-10為母線接地方式示意圖。  單點(diǎn)接地方式一般使用在高增益放大器的輸入級，或者當(dāng)功放機(jī)中部分采用電路板時(shí)，其接地走線的原則也必須按照功放級的前后級順序排列，切不可前級與后級顛倒。 單點(diǎn)接地方式所強(qiáng)調(diào)的是，每一級的通地必須接在同一接地點(diǎn)上(就是我們常說的“一點(diǎn)接地”)，其中該級的柵極電阻、陰極柵負(fù)壓電阻及旁路電容的通地尤為重要，兩者之間不允許再有導(dǎo)線存在。因?yàn)閷?dǎo)線難免存在電阻，它可能存在的電位差，對高靈敏的放大器來說，等于在放大管陰極與柵極之間串接了一個(gè)交流電源，經(jīng)過逐級放大后，即會產(chǎn)生嚴(yán)重的交流聲。 輸入端子的屏蔽隔離層接地，也必須在前級放大管的同一接地點(diǎn)通地。外層屏蔽罩殼或輸入端子外殼應(yīng)與功放機(jī)外殼相通。圖8—11是單點(diǎn)接地方式示意圖。  單點(diǎn)接地方式與母線接地方式不是絕對分開的，一般可混合使用。如在高靈敏的前級采用單點(diǎn)接地方式，而在功放級、電源濾波級等處可采用母線接地方式。 對于帶前置放大級的功放來說，其放大級數(shù)可達(dá)5—6級。這樣在MIC傳聲器或AUX拾音輸入端的靈敏度極高，可高達(dá)3—5mv。如果在輸入端混入微弱的噪聲電平，即使輸入端噪音電平僅為0.01mv時(shí)，經(jīng)多級放大后，如其有用信號輸出電壓從3mv增加到30v時(shí)、噪聲電平亦會由0.01mv，被放大至0.1V。這樣該功放的信噪比將近于50dB，會給輸出信號造成極大的干擾。 而對3—4級的功放來說，其輸入靈敏度為0.3—0.5v，如果輸入級同樣也混入了0.01mv的噪聲電平，經(jīng)過較少級數(shù)放大后，有用信號被放大了100倍，噪聲電平即被放大至1mv。則該機(jī)的信噪比即達(dá)到了80dB，如此，尚可接受。 對高靈敏度的多級放大器來說，由于放大級數(shù)多，增益也高，對微弱的噪聲信號決不能等閑視之，因此高品質(zhì)的放大器多采取電路隔離措施。如在一臺功放機(jī)內(nèi)，將前級與后級分開，使的級放大與后級放大各成回路，再由多芯插頭將前后級相連。 此外，對靈敏度較高的MIC傳聲輸入端，為防止噪聲電平干擾，多采用低阻抗、平衡式的輸入方式，在輸入端還常備有屏蔽式隔離裝置，將前級放大予以獨(dú)立，這樣即可有效地減少噪聲的干擾。 2 交流電源線的配線方法 功放機(jī)內(nèi)的交流電源走線，特別是大電流的交流燈絲走線，如果布線不當(dāng)，會達(dá)成電磁場向外輻射，給放大器帶來交流聲干擾。 50Hz交流電的波形為正弦波，當(dāng)接上負(fù)載后，交流走線回路上的電流即隨著交流電的周期變化。交流走線中的電流越大，向外輻射的電磁場也越大。如采用單向走線時(shí)，其外輻射電磁場將感應(yīng)到功放機(jī)內(nèi)的其他走線及元件產(chǎn)生嚴(yán)重的感應(yīng)交流聲。 如果功放機(jī)中的交流電源線或交流燈絲走線，采用雙股平行走線時(shí)，由于平行線之間存在一定的分布電容，雖然可將部分電磁場旁路，但仍不能清除干擾。 如果將功放機(jī)中的交流電走線，采用雙股線絞合起來，因?yàn)榻g合的兩根交流走線其電流相依相反，能將交流電外輻射電磁場相互抵消，因此能消除外電場的于擾(圖8-12) 3 高壓電源的布局 以立體聲功放為例，其布線原則是左右聲道應(yīng)嚴(yán)格分開。接地走線置于底板最下層，采用母線接地方式，左右聲道的接地線分成兩路，并按照放大器前后級順序排列。交流燈絲走線與交流電源走線均采用雙線絞合的方式，以減少外電磁場的輻射。 立體聲功放的直流高壓高達(dá)400V左右，為防止高壓外電場的輻射，所以必須采用接線支架，將高壓供電線置于各元器件的最上層，即采用所謂的架空接法。高壓供電線還要注意盡量避開電子管柵極回路走線，以防止產(chǎn)生感應(yīng)交流聲與嘯叫聲。 立體聲功故的直流高壓電源總電流一般約0.4A左右、其靜態(tài)工作電流與滿信號時(shí)的工作電流波動較小，故高壓濾波電容器的容量也無需太大，一般采用幾十微法至幾百微法即能滿足。而晶體管功放則工作于低壓大電流狀態(tài)之下，而且靜態(tài)與滿載時(shí)電流波動極大，故必須采用幾千至幾萬微法的濾波電容才能滿足要求。 前級濾波電容通常采用100-470uF，可采用電容夾圈或粗銅絲與底板固定。經(jīng)被釉電阻降壓后為次高壓電源，專門供前置放大與推動放大級使用，其去耦濾波電容可采用CDZ組合式，容量20-30uF即可，因前級電流僅20-30mA左右。 4 元器件的組裝 布線工作結(jié)束后，即可開始安裝與焊接各級管座上的電阻電容等元器件。自制功放多采用搭棚式焊接方式。搭棚方式可以就近走線，達(dá)到合理布線的要求。功放所使用連接線，為了便于識別，一般習(xí)慣上直流高壓線用紅色，屏極連線用黃色或橙色，柵極連線用綠色或藍(lán)色，陰極連線用棕色或黑色。 各放大級的柵極電阻、陰極電阻與旁路電容必須在就近處同一段母線上一點(diǎn)接地。柵極電阻由于功耗最小，為防止感應(yīng)噪聲，可采用體積較小的0.5W金屬膜色環(huán)電阻為最佳。 電子管柵極阻抗很高，靈敏度也較高，所以柵極回路的耦合電容、電阻等元件，不能與高壓回路及屏極回路的元件貼近，以防止外輻射電磁場的干擾。同時(shí)對有極性的耦合電容在焊接時(shí)必須識清，正端接電子管屏極，負(fù)端接電子管柵極。接反時(shí)會因漏電加大，耐壓降低引起弊病。此外，要注意耦合電容的耐壓必須在400V以上。 級間精合電容與功放的靚聲有很大關(guān)系，可選用介質(zhì)損耗小、轉(zhuǎn)換速率快的電容，如采用CBB聚丙烯、CB聚苯乙烯、CZM油浸電容、CZ30紙介電容等。如選用WIMA、SOLEN、MKP等音響專用金屬化無感電容則更好。 輸入管柵極靈敏度很高，相關(guān)音量控制電位器的引線又較長，為防止雜波信號的干擾，必須采用金屬屏蔽隔離線，其金屬編織線的外層接地，必須安排在輸入管陰極處入地，切勿將接地端接到大電流的輸出端子上。 圖8—13是立體聲功放元件排列示意圖。 全部安裝焊接完畢后，應(yīng)先將新裝機(jī)與電路圖仔細(xì)對照一遍，是否存在漏焊或接錯(cuò)之處，屏極與柵極之間的元件不可緊貼，導(dǎo)線不可平行，全部檢查無誤，即可開始進(jìn)行初調(diào)。 對初裝電子管功放機(jī)的朋友來說，由于電子管功放的工作電壓比晶體管功放高得多，而且其金屬底板即為負(fù)極，為防止疏忽而被電擊，調(diào)試與測量時(shí)最好單手操作，切勿用另一只手扶住底板。電源關(guān)斷后，機(jī)內(nèi)的高壓濾波電容器內(nèi)仍有儲存的高壓電荷，一旦觸及電容引線會遭電擊。每次關(guān)斷電源后，應(yīng)將電容器正極通過低阻值電阻(直接對地短路會產(chǎn)生火花)對底板放電后，再檢測其他部分元件。 調(diào)試前功放尚未進(jìn)入正常工作狀態(tài)，為保護(hù)音箱不致意外受損必須在輸出端子上先接上假負(fù)載代替音箱，其阻值為8-16Ω/20W。開機(jī)三分鐘后，密切注視機(jī)內(nèi)是否有跳火或冒煙等異?，F(xiàn)象，所有零部件的溫升是否正常。 1 測量各級電壓 先測量電源變壓器各檔交流電壓數(shù)值，全部測量無誤后再測量直流高壓。 初學(xué)者可先將萬用表負(fù)極用鱷魚夾與接地線或底板夾牢，再用正極表棒測量各級電壓。 直流高壓在輕載時(shí)應(yīng)為交流高壓的1.4倍左右。測高壓時(shí)先將萬用表撥到直流500V檔。如交流高壓為320V時(shí)，經(jīng)橋式整流后在濾波電容器兩端的直流高壓應(yīng)為440V左右。 2 測量各電子管屏極電壓 圖8—14是測量各屏極電壓示意圖。 測量各屏極電壓為簡便起見，可按照圖8—14進(jìn)行。準(zhǔn)確的屏極電壓數(shù)值，應(yīng)為該電子管屏極與陰極之間的電壓。 如功放管的屏極對地電壓為400V左右，而陰極電阻對地的壓降僅為數(shù)伏，故可忽略不計(jì)。但對采用屏陰分割式倒相管來說，由于屏極與陰極的負(fù)載電阻均為22kΩ，對地壓降很大，故必須測量屏陰之間的電壓才行。 3 柵極負(fù)壓的測量 圖8—15是功放管柵極負(fù)壓測量示意圖。 功放管的柵極負(fù)壓是隨著推動情號大小而變化的。測量功放管自給柵負(fù)偏壓時(shí)，必須在注入音頻信號后測量。準(zhǔn)確的柵極負(fù)壓值應(yīng)為柵極與陰極之間的數(shù)值，由于功放管對地壓降較小，往往可以忽略不計(jì)。 如果兩只功放管柵負(fù)壓相差較大時(shí)，先看前級推動電壓是否平衡，再通過調(diào)整柵極電阻來校準(zhǔn)。 如果陰極電壓相差較大時(shí)，應(yīng)先了解功放管的配對情況，并可互相調(diào)換試一下，最后則可通過調(diào)節(jié)陰極電阻的阻值，使兩管平衡。 4 功放管屏極電流的測量 圖8—16是屏極電流測量示意圖。 電子管推挽功放對功率管的配對工作沒有晶體管那樣嚴(yán)格，因?yàn)橥恍吞柕木w管放大系數(shù)也會有較大差異，參數(shù)一致性沒有電子管好。而電子管只要采用同一品牌，同一時(shí)期的產(chǎn)品，其放大特性基本相同。 對于電子管來說，如屬保存較久的管型，選配功放管的配對工作是必不可少的。比較簡單的辦法是用測量功故管的靜態(tài)電流與滿信號電流，兩者基本平衡，即可以配成一對。 測量時(shí)先將功放管屏極與輸出變壓器的連接點(diǎn)用電烙鐵焊開，分別將萬用電表拔到直流電流250-500mA檔串入屏極回路內(nèi)，一般前級無推動信號時(shí)所測得的是該管的靜態(tài)電流，推動信號最強(qiáng)時(shí)所測值即為滿載信號電流。 如兩管推挽功率管靜態(tài)電流與滿載信號電流相差不大時(shí)，則可以通過調(diào)整功放管的陰極電阻與柵偏壓電阻來進(jìn)行校準(zhǔn)，使兩管電流達(dá)到基本平衡即可。如兩管電流數(shù)值相差很大時(shí)，只有調(diào)換新管。 表8-1為常用功率管作AB類推挽放大的特性參數(shù)表。 5 負(fù)反饋電阻的調(diào)整 整機(jī)初調(diào)結(jié)束后，冉接上輸入級與輸出級之間的負(fù)反饋電阻，阻值一般在12—24kΩ之間，負(fù)反饋量控制在10-20dB之間：負(fù)反饋接入后，最明顯的感覺是背景噪聲大大減小。如接上負(fù)反饋電阻后，輸出功率增大，或伴有嘯叫聲，則表明輸出變壓器線圈相位接反，應(yīng)將變壓器線圈相位調(diào)換。 6 輸入音頻信號 關(guān)斷電源卸下假負(fù)載，接上音箱，然后將音量電位器調(diào)至音量最小位置。從輸入端注入信號進(jìn)行試聽。功放機(jī)一般輸入靈敏度為0.3—0.7V?？蓪D、VCD、DVD、錄音卡座、調(diào)諧器等的線路輸出信號注入，音量電位器由小逐漸調(diào)至中等音量連續(xù)試聽1小時(shí)左右，如各部分均無異?，F(xiàn)象，即可認(rèn)為初裝順利。 但一般初裝中不可避免地出現(xiàn)諸多問題，如交流聲、雜聲、失真等現(xiàn)象，故可進(jìn)一步進(jìn)行復(fù)調(diào)。 整機(jī)初調(diào)后，如輸入音頻信號時(shí)，出現(xiàn)無聲、交流聲、雜聲、聲小、失真等一系列不正?，F(xiàn)象時(shí)、說明功放機(jī)中存在某些故障，因此必須進(jìn)行仔細(xì)的復(fù)調(diào)，找出故障所在，從而才能獲得滿意的音響效果， 1 無聲故障檢查 功放整機(jī)電壓，電流檢測無誤，但從輸入端注入音頻信號后揚(yáng)聲器毫無聲響，則應(yīng)進(jìn)行逐級檢查。 先關(guān)斷功放機(jī)電源，并將揚(yáng)聲器音箱接線卸下，確定揚(yáng)聲器及喇叭線完好無損。用萬用表測量功放機(jī)輸出端子是否有接觸不良現(xiàn)象。繼而檢查各輸入端的插頭、插座、電位器接點(diǎn)及音頻信號線的屏蔽層與芯線等是否有短路、開路現(xiàn)象。如無誤可開啟功放電源，將音量電位器中心臂置于中間位置，用單手持旋鑿直接接觸輸入管柵極，如果仍然毫無聲響，則須進(jìn)行逐級檢查。一般故障尋跡多采用自輸出終端，逐級向前檢測的方法，這種方法能較快地找到故障點(diǎn)。 先檢查功放級與輸出變壓器之間的回路，再檢查功放管腳是否按錯(cuò)。也可接一個(gè)0.1uF隔直電容直接在功放級的輸入端輸入較強(qiáng)的音頻信號，如輸出信號正常，可將經(jīng)隔直電容器的音頻信號直接送至推動放大管的柵極，如果揚(yáng)聲器有正常聲音發(fā)出，則表明故障出在輸入級與倒相級之間，應(yīng)仔細(xì)向前查找輸入電路級中各元件是否有接錯(cuò)或開路現(xiàn)象。 因單只功放管的放大倍數(shù)很有限，而且常要較強(qiáng)的推動電壓，故將音源信號注入功放管柵極時(shí)，揚(yáng)聲器中只有輕微的聲響； 2 嚴(yán)重交流聲故障分析 電子管功放的交流聲級比晶體管功放顯著，一般晶體管功放成品機(jī)的信噪比可達(dá)90—100dB；國產(chǎn)各牌斯巴克電子管功放信噪比為85dB，而—般業(yè)余制作的電子管功放信噪比達(dá)到70-80dB已能令人滿意。自制電子管功放，音量開大時(shí)，音箱中若有輕微的交流聲屬正常現(xiàn)象。如果交流聲比較顯著時(shí)，也要作為一種故障來查找、排除。 先將音量電位器關(guān)小，如交流聲隨著減小，音量增大，交流聲亦加大，則表明此故障發(fā)生在輸入級。發(fā)生這種現(xiàn)象，最常見的原因是輸入信號的金屬屏蔽線接地不實(shí)、音量電位器外殼通地不良、輸入管柵極與陰極接地回路布局不當(dāng)、輸入電子管本身燈絲與陰極間有輕微的漏電現(xiàn)象等。 倒相與推動級的柵極電阻通地不良，或阻值偏大容易產(chǎn)生交流聲。級間耦合電容器裝置位置不當(dāng)，受到附近其他元件雜散電磁場的感應(yīng)干擾，亦會引起交流聲，應(yīng)仔細(xì)檢查元件布局和接地點(diǎn)是否合理。 前級故障排除后，可將前級放大管與推動級電子管全部拔去，只留下功放管。如仍存在較大交流聲，可能是功放管燈絲電壓不足，或者電子管陳舊輕微漏電所引起。應(yīng)用電壓表先測量燈絲電壓，如壓降較大時(shí)應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。如懷疑功放管本身質(zhì)量有問題時(shí)，可以調(diào)換其他功放管一試。 電源部分引起交流聲的概率最大。濾波電容器的容量不足或存在漏電時(shí)均會導(dǎo)致交流聲。當(dāng)?shù)谝患墳V波電容嚴(yán)重漏電時(shí)，不但交流聲大，而且直流高壓輸出偏低；第二級濾波電容嚴(yán)重漏電時(shí)，不但交流聲大，而且伴有嘯叫聲。 電源變壓器一次側(cè)與二次側(cè)中間的靜電屏蔽隔離層引出線焊接不良或通地不良時(shí)，也會引起交流聲，如無法拆開重繞時(shí)，其補(bǔ)救辦法是在交流電源進(jìn)線與地線之間跨接一只0.01uF/400V以上的電容器，可以起到一定抑制作用；但缺點(diǎn)是觸及功放機(jī)殼會有輕微的麻電現(xiàn)象。 此外，電源變壓器或阻流圈在裝置時(shí)，如果鐵芯直接與底板接觸，則鐵芯內(nèi)所產(chǎn)生的渦流磁場會延伸到鐵底板上，從而誘發(fā)交流聲。所以在裝置電源變壓器時(shí)、必須在變壓器與底板之間加裝防震墊片；高檔膽機(jī)采用全密封式的罩殼，這樣即可較徹底地消除交流聲。 3 噪聲故障分析 功故機(jī)在正常放音時(shí)，伴隨著不規(guī)則的喀喀聲或吱吱聲等異常聲音可分為：內(nèi)部噪聲與外部噪聲； 圖8-17是功放內(nèi)部噪聲干擾示意圖： 一)內(nèi)部噪聲干擾 當(dāng)功放機(jī)內(nèi)的電源變壓器、輸出變壓器、高壓阻流圈等內(nèi)部層間絕緣不良，高壓電通入后，由于電位差增大，而產(chǎn)生級間跳火，引起整機(jī)的噪聲干擾。 功放所選用的電子管，如屬珍藏品、陳舊品，日久真空度不良，陰極與燈絲間出現(xiàn)漏電等均會引起噪聲干擾。 當(dāng)采用質(zhì)量不佳的碳質(zhì)電阻時(shí)，該電阻由于內(nèi)部阻值不均、接觸不良而造成阻值不穩(wěn)定 時(shí)，通電工作后會產(chǎn)生斷續(xù)的噪聲。 當(dāng)功放機(jī)內(nèi)所選用的耦合電容、濾波電容等內(nèi)部絕緣性能不良或嚴(yán)重漏電時(shí)，均會導(dǎo)致產(chǎn)生各種噪聲干擾。 二)外部噪聲干擾 圖8—18是功放外部噪聲干擾示意圖。 在靈敏度較高的電路中，如MIC傳聲與AUX拾音輸入端，經(jīng)常會受到外來高頻電磁波干擾，干擾信號通過輸入管柵極經(jīng)逐級放大后，即會形成嚴(yán)重的雜聲干擾。 現(xiàn)代各種大功率的電器設(shè)備、調(diào)光調(diào)速等設(shè)備，還可以通過交流電網(wǎng)竄入功放機(jī)的電源內(nèi)，造成各種電磁波的干擾。 功放機(jī)中的電源變壓器、輸出變壓器等，當(dāng)電源接通后，也會產(chǎn)生各種電磁場的輻射干擾。 此外，如輸入插座接地不良、布線與布局不當(dāng)也會使外來的各種雜波信號通過信號線與機(jī)內(nèi)高壓線串入功放機(jī)各級，經(jīng)逐級放大后，形成干擾噪聲。 三)噪聲的抑制措施 圖8—19為抵抗雜波干擾的示意圖。 為防止高靈敏度的功放機(jī)受內(nèi)部與外部的各種雜波干擾，以提高功放機(jī)的信噪比，可采取如下措施：
第五節(jié) 自制功放的性能測試與提高 一、輸出功率的測試與調(diào)整 1 輸出功率的簡易測試法 功放機(jī)裝配調(diào)試好以后，總想了解一下本機(jī)的輸出功率大小。在無正規(guī)測試儀表的情況可借助萬用表來進(jìn)行簡單的估測。 圖8-20是用萬用表估測輸出功率的示意圖。 將CD、VCD、錄音卡座等的音頻信號，由新裝好的功放機(jī)輸入端注入，音量電位器置于最大位置。 將萬用表撥到交流電壓25V或50V檔上。由于所測是交流信號電壓，故表筆不分正負(fù)。測量時(shí)將兩只表筆并聯(lián)在功放機(jī)輸出端子上或音箱兩端。此時(shí)萬用表針在不停地隨著音頻信號的強(qiáng)弱擺動，記下表針擺動最大時(shí)的電壓數(shù)值。 計(jì)算方法如下： 額定輸出功率 P＝V2/Z 式中：V為所測得輸出電壓，Z為負(fù)載阻抗值。 在4Ω負(fù)載下，如測得的最大交流電壓值為10V或12V時(shí)，則功放的額定輸出功率分別為： P1＝V2/J＝102/4＝25W P2＝V2/J＝122/4＝36W 在8Ω負(fù)載下，如測得的最大交流電壓值為12V或16V時(shí)，則功放的額定輸出功率分別為： P1＝V2/Z＝122/8＝18W P2＝V2/Z＝162/8＝32W 因CD、VCD等音樂信號的輸出電平，比音頻信號發(fā)生器連續(xù)正弦波信號偏弱。用萬用表測得的數(shù)值與交流電壓有效值相接近，故可認(rèn)為其數(shù)值為額定輸出功率。如果用峰值功率來衡量時(shí)可加大4倍，即額定功率如為30W+30W時(shí)，而峰值功率即可達(dá)120W+120W。 2 增強(qiáng)輸出功率的措施 如經(jīng)上述簡單的估測后，功放機(jī)的輸出電壓達(dá)不到要求的數(shù)值或輸出電壓較高，但失真與噪聲顯著偏大，則可進(jìn)行如下的調(diào)試： 我們知道，一般聲頻放大器的輸出功率有最大輸出功率和最大不失真輸出功率兩個(gè)指標(biāo)。最大輸出功率表明功放的最大負(fù)載能力；最大不失真輸出功率，表示功放的不失真放大能力。對于電子管功放，了解最大不失真功率更值得關(guān)注；所以在增強(qiáng)輸出功率的同時(shí)，要照顧到整機(jī)失真度指標(biāo)及其他性能參數(shù)。一味追求加大輸出功率并不可取。 在保證失真度不致下降太多的前提下，提高輸出功率的方法有以下可考慮的措施：
二、施加負(fù)反饋改善放大器的性能 對現(xiàn)代高保真功率放大器來說，如何減小功放的非線性失真，提高放大器的信噪比，拓寬頻率響應(yīng)，是至關(guān)重要的。 采用施加負(fù)反饋來改善與提高放大器工作的穩(wěn)定性和各項(xiàng)性能指標(biāo)，在國內(nèi)外高保真功放系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。所謂“反饋”，就是把輸出信號的電流或電壓的一部分回送到輸入端去調(diào)節(jié)輸入信號的一種方法。反送回輸入端的信號削弱了輸入情號，使放大器放大倍數(shù)降低，稱之為“負(fù)反饋”，反之，稱為“正反饋”。根據(jù)反饋信號正比于輸出電壓還是電流，對于放大器來說則有電壓反饋和電流反饋之分。要提出的是，功放整機(jī)加了深度的大回環(huán)負(fù)反饋以后，雖然放大器的性能提高不少，但對放大器瞬態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)換速率等性能卻帶來了不利的影響。所以負(fù)反饋的運(yùn)用必須恰如其分、適可而止。 1，對放大器施加負(fù)反饋的好處 對放大器施加負(fù)反饋主要有如下作用
三、電子管放大器常用的負(fù)反饋措施 圖8-21是一種單級電壓負(fù)反饋電路。 圖8-21中的RC負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)加在放大管的屏極，將輸出信號反饋一部分至該管的柵極。因?yàn)樵诠碴帢O電路中，電子管屏極的電位與柵極電位正好相反，故形成負(fù)反饋。柵極因負(fù)反饋加入而使輸入電壓降低，放大管的放大倍數(shù)也隨之降低；放大器因負(fù)載變化所引起的相位失真和頻率失真均得到改善，其電壓反饋量是由電阻R與C來決定的。一般電路中R的阻值為幾百千歐，它與放大器的頻率無關(guān)。C的容量為0.01-0.1左右，C與放大器的頻率特性相關(guān)，可以對某一頻段的信號實(shí)施負(fù)反饋。 圖8—22是一種級間負(fù)反饋電路圖。 將后一級放大管屏極的信號，通過電阻R反饋到前一級電子管的屏極。因前級信號經(jīng)柵極倒相后，前級與后級兩管的屏極相位亦相反，這樣即組成屏至屏極的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋電阻R的阻值—般取1—1.5MΩ。若R的阻值過小時(shí)，會降低輸入阻抗，同時(shí)對放大器的低頻響應(yīng)造成影響。 圖8-23是電流負(fù)反饋電路圖。 圖8—23中陰極電阻RK不加旁路電容，音頻信號的屏極電流通過RK以后，使RK兩端由于降壓作用產(chǎn)生了一個(gè)音頻電壓，這個(gè)電壓和柵極上原來輸入電壓相位是相反的，所以產(chǎn)生了負(fù)反饋?zhàn)饔谩?br> 電流負(fù)反饋一般加在功放機(jī)中的中間放大級或推動放大級。一般功率管陰極施加電流負(fù)反饋功率放大會降低輸出功率和增大屏極內(nèi)阻。 圖8—24是另一種極間負(fù)反饋電路。 利用極間負(fù)反饋亦能有效地抑制噪聲，圖8—24中的電壓負(fù)反饋電阻RP是設(shè)置在中間放大級與輸出級之間。 級間負(fù)反饋電阻與陰極電阻相串連，凡被加負(fù)反饋的中間放大級，除了受反饋電阻RP作用外，一定還要有本級的電流負(fù)反饋。 級間負(fù)反饋不限定二級，亦可為三級或四級，但必須注意其相位關(guān)系，因?yàn)樨?fù)反饋電壓的相位必須和原來輸入信號相差180°。如相位相同，會形成正反饋而產(chǎn)生自激，破壞放大器的正常工作。 圖8—25是整機(jī)負(fù)反饋電路。 圖8—25中為整機(jī)負(fù)反饋電路，RC負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在輸入級與輸出級之間。這種整機(jī)的負(fù)反饋被稱為大回環(huán)負(fù)反饋。 近年采由于這種深度的大回環(huán)負(fù)反饋，對功放的瞬態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)換速率等性能帶來影響，故對整機(jī)負(fù)反饋量都加以合理控制。一般的反饋量控制在6—12dB之間。 四、電子管功放的頻率補(bǔ)償 音頻功率放大器的頻率響應(yīng)曲線，通?？偸侵蓄l段比較平坦，低頻段與高頻段會顯著下降。與此相關(guān)的相位特性，若以中頻段的相位作為基準(zhǔn)，則低頻段的相位相對超前，而高頻段的相位則相對滯后。從中頻段到低頻段和從中頻段到高頻段的頻率響應(yīng)曲線的下降和相位變化，各種功率放大器均不相同，但最低頻段與最高頻段的頻率響應(yīng)斜率和相位角的大小，總是決定于該功放機(jī)的放大級數(shù)和電路形式。 在這種情況下補(bǔ)償?shù)姆椒ㄝ^多，但總的原則必須增大在相位變化為180度的頻率時(shí)的增益量下降值，而且頻率響應(yīng)的終端斜率不允許增大。 為了實(shí)現(xiàn)上述要求，應(yīng)從聲頻范圍的低頻段與高頻段，由頻率響應(yīng)開始下降的頻率起到相位變化達(dá)180度的范圍內(nèi)進(jìn)行頻率特性補(bǔ)償，與相位的變化相比盡可能使增益量衰減大些。一般來說，使這范圍的頻率響應(yīng)的斜率不大于6分貝/倍頻程，即能達(dá)到目的。 1 低頻補(bǔ)償 一般的阻容耦合式放大電路的低頻段的頻率響應(yīng)，最后可以用通用低頻衰減特性來表示。 在多級放大器中，應(yīng)采用階梯法來進(jìn)行補(bǔ)償。在這種情況下階梯補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)盡可能接在前級放大器中。如果將此電路接在靠近功放級時(shí)，則放大器低音頻段的最大輸出即會減小，若要勉強(qiáng)增大輸出，則階梯網(wǎng)絡(luò)之前的放大級中將會產(chǎn)生顯著的非線性失真。 圖8—26是一種低頻補(bǔ)償電路。 低音頻段的階梯補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電參數(shù)，一般選擇在低頻段的頻率響應(yīng)是從40HZ處開始下降，則階梯補(bǔ)償?shù)母叨燃s為12dB，在阻容耦合放大電路中的耦合電容器的容量盡可能大一些。 圖8—27是低頻補(bǔ)償特性曲線圖。 2 高頻補(bǔ)償 在阻容耦合與變壓器輸出的多級功率放大器中，高頻段的頻率響應(yīng)也隨著電路中雜散電容的存在而衰減，故必須進(jìn)行補(bǔ)償，才能獲得高頻段較平坦的特性。 圖8—28是一種高頻補(bǔ)償電路。 在多級放大器中，輸出變壓器的高頻特性是由自身決定的，故高頻衰減的基準(zhǔn)頻率是固定不變的。而阻容耦合放大器的基準(zhǔn)頻率則由耦合電容、屏極電阻與電路中的雜散電容所決定。在實(shí)際電路中，一般高頻段的頻率特性從10kHz以上即呈衰減趨勢。 這樣阻容耦合放大器的高頻段在補(bǔ)償時(shí)的基準(zhǔn)頻率可以選擇在10kHz到50kHz之間。高頻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)中的電阻與電容所決定的，提高基準(zhǔn)頻率的方法可減小補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中電阻的阻值。 圖8—29是高頻補(bǔ)償特性曲線圖。 高頻補(bǔ)償電路與低頻補(bǔ)償電路原則相同，其階梯補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)應(yīng)接入前級放大器中。如將該補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接到末級中，則它的頻率響應(yīng)開始下降的頻率移到音頻范圍之外，否則會減小高頻的最大輸出。 電子管功放制作技巧和要領(lǐng)隨著近年來數(shù)碼音源的普及，電子管放大器(一般稱為膽機(jī))從昔日悄然隱退到如今成為適合播放數(shù)碼音源的“知音”，從而再度輝煌。想得到滿意的膽機(jī)播放效果。要選擇理想的電路結(jié)構(gòu)圖。整機(jī)安裝結(jié)束后，進(jìn)入關(guān)鍵的膽機(jī)調(diào)試階段。 檢查電路焊接有無質(zhì)量問題，焊接工藝有無不當(dāng)之處。地線及排線是否合理，是提高調(diào)試膽機(jī)成功率及提高膽機(jī)質(zhì)量的重要因素。1 通電前的測量 直流高壓電源對地(高壓電路兩端)電阻，數(shù)值應(yīng)接近或等于泄放電阻的阻值。測量交流進(jìn)電電路與地之間的阻值，數(shù)值應(yīng)該無窮大。測量輸出有無開路(阻值無窮大)或短路(阻值約為零)，正常數(shù)值應(yīng)接近負(fù)載的直流電阻。測量電壓放大級、推動級電源對地電阻，數(shù)值應(yīng)大于泄放電阻。 2 通電后的測量 不插功放管通電后，測量供給功放級陽極的直流電壓值，空載數(shù)值應(yīng)是交流電壓有效值的1.2～1.4倍。測量次高壓電壓，空載直流電壓應(yīng)接近或等于陽極電壓(用穩(wěn)壓電路應(yīng)等于穩(wěn)壓器輸出值)。測量供給功放管柵極偏壓(使用固定偏壓)，數(shù)值應(yīng)接近預(yù)定電壓值。同時(shí)應(yīng)將每只功放管的柵極負(fù)壓調(diào)至最大值(負(fù))。測量供給電壓放大級、推動級電壓值，每級陽極電壓應(yīng)接近或等于設(shè)置的工作電壓值。 調(diào)整功放管靜態(tài)電流，插上功放管接好音箱。斷開環(huán)路負(fù)反饋電路。通電開機(jī)，將直流電壓表接在功放管的陰極上(將黑表筆插在機(jī)箱的螺絲孔內(nèi)紅表筆接陰極)，調(diào)整固定柵偏壓可調(diào)電阻，邊調(diào)邊觀察電壓讀數(shù)。這個(gè)過程中一定要細(xì)心，動作要慢，每次調(diào)整電位器的幅度一定要小。用電壓表的讀數(shù)除以陰極電阻值，即是管子的靜態(tài)電流。 特別要注意的是，調(diào)試電子管放大器時(shí)不得使用假負(fù)載(改變晶體管電路使用假負(fù)載的傳統(tǒng)觀念)，應(yīng)接上音箱。因?yàn)槭褂眉儇?fù)載時(shí)，正反饋嘯叫會使較強(qiáng)的超聲頻率振蕩得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，在很短的時(shí)間內(nèi)會引起功放管陽極電流急劇增大，導(dǎo)致輸出變壓器初級繞組過流而燒毀，同時(shí)功放管也因超過最大陽極耗散功率導(dǎo)致陽極發(fā)紅。開機(jī)時(shí)手不要離開電源開關(guān)，防止突然發(fā)生的異常情況，導(dǎo)致不必要的人為損失。由于電子管的陰極加熱后才能發(fā)射電子．陽極才會有陽流產(chǎn)生．所以，在從預(yù)熱狀態(tài)至正常工作狀態(tài)有幾秒的過渡時(shí)間。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)用眼睛看，耳朵聽的辦法觀察被調(diào)試膽機(jī)的變化，一旦發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，要立即關(guān)閉電源排除故障。 輸出變壓器初級與功放管陽極不得開路，否則會使簾柵極電流增大導(dǎo)致簾柵極發(fā)紅燒壞電子管。輸出變壓器次級不得與音箱開路，否則會因反射到初級的電阻變大，在電子管陽極電流發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生極高的感應(yīng)電壓擊穿絕緣層燒毀輸出變壓器。輸出變壓器次級不得長時(shí)間短路，否則會因?yàn)樨?fù)載過重引起功放管陽極過流發(fā)紅燒毀功放管。 固定柵偏壓電路不得開路、短路或有其他異常狀況，否則會因功放管無柵極偏壓或出現(xiàn)正電壓在很短時(shí)間內(nèi)陽極發(fā)紅燒毀。自給柵偏壓電路功放管陰極旁路電容的耐壓值一定要大、可靠性高。否則一旦擊穿短路使柵陰極同電位引起陽流增大燒毀功放管。 如果能夠嚴(yán)格地按照上述的方法操作．對于保護(hù)輸出變壓器及功放管是很有幫助的。 對膽管壽命影響較大的因素是共陰極的工作狀態(tài)，如果在陰極不預(yù)熱或預(yù)熱不充足時(shí)就給屏極、簾柵極加上高壓電，會造成膽管在冷陰極場發(fā)射電子，經(jīng)常在冷陰極電場發(fā)射電子會加速膽管陰極中毒和過早老化。如果不采取有效的控制方法，會縮短膽管的使用壽命。為延緩膽管陰極的衰老和燈絲免受開機(jī)時(shí)大電流的沖擊，保護(hù)膽管，應(yīng)該加裝保護(hù)電路。開機(jī)時(shí)，調(diào)控高壓延時(shí)啟動和燈絲的軟啟動。避免在開機(jī)時(shí)電源沖擊對膽管的損傷，達(dá)到利用控制電路保護(hù)膽管，延長膽管的使用壽命。 總之，要想制作理想的電子管放大器，需要制作者深入了解膽機(jī)的原理，反復(fù)調(diào)整每級工作點(diǎn)及級間增益，更換不同的放大管進(jìn)行搭配，需要經(jīng)過多次比較試聽以求得最理想的性能指標(biāo)、最佳的聲響效果。 |
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