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剖析音響放大器電流聲產生的原因

???????相信音響設備發(fa)燒友經(jing)常受到音響放大(da)器(qi)“電流(liu)聲(sheng)”的困擾,絕大(da)部份人都認為,電流(liu)聲(sheng)是(shi)因為接地不(bu)良所致,于是(shi)便努力把放大(da)器(qi)的外殼(ke)接地,甚至(zhi)把整個(ge)放大(da)器(qi)用金屬罩子屏(ping)蔽,但電流(liu)聲(sheng)依然存在,對此苦不(bu)堪言。?
  各(ge)人對“電流聲(sheng)”定(ding)義(yi)不一(yi),先要找出你遇上哪一(yi)種“電流聲(sheng)”。
  超過一半的情況下,都不(bu)是(shi)接地(di)出了問題。“電流聲(sheng)”更加(jia)不(bu)是(shi)由靜電引起。但(dan)綜觀(guan)不(bu)同朋友的描述,“電流聲(sheng)”都是(shi):1、連續不(bu)斷的噪音;?2、噪(zao)音的響度(du)頗為穩定;?3、通常都是低頻(pin)噪音。
  綜合(he)各方朋友的遭遇,“電流聲(sheng)”可籠統歸(gui)納為以下幾種情(qing)況引致(zhi):
  1、電源漣(lian)波噪音 (Ripple noise) ,即交流啍聲(sheng) (Humming);
  2、感(gan)應噪(zao)聲(sheng) (Pick-up noise) 包括(kuo)人體拾波(bo)噪(zao)聲(sheng) (Body pick-up);
  3、線路板走線 (Layout) 或接(jie)地(di)布局(ju) (Grounding topology);
? ? ? ?4、不良地(di)線(xian)噪音(yin) (Ground noise) 及(ji)循環接地(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(liu)啍(tun)聲的成因是電(dian)源濾(lv)波器設計不當,甚或(huo)偷工減(jian)料,導致市(shi)電(dian)的交(jiao)流(liu)電(dian)訊號有(you)一部(bu)份(fen)溜進(jin)了放大(da)器。這種電(dian)流(liu)聲的特色是頻(pin)率很(hen)低(di)(di),大(da)部(bu)份(fen)情況下(xia)都(dou)很(hen)微弱(ruo),要(yao)把(ba)耳朵(duo)貼著揚聲器才聽到(dao),而且即使把(ba)音量調到(dao)最低(di)(di),噪音依然(ran)存在。
? ? ? ?濾波(bo)電容(rong) (水塘),除了容(rong)量越(yue)大越(yue)好之外,其等(deng)效串聯電阻 (ESR) 也是越(yue)小越(yue)好。
這是電(dian)(dian)流聲中(zhong)最(zui)常見的(de)(de)(de)一種。一般情況(kuang)下一些平價(jia)的(de)(de)(de)山寨(zhai)放(fang)大(da)(da)器(qi)較易遇到這種情況(kuang),反而 DIY 的(de)(de)(de)放(fang)大(da)(da)器(qi)較少遇上(shang)這問題(ti)(ti),為甚么呢?因為這種電(dian)(dian)流聲最(zui)普(pu)遍(bian)的(de)(de)(de)成(cheng)因是電(dian)(dian)源濾波(bo)器(qi)用(yong)料不(bu)足,濾波(bo)電(dian)(dian)容器(qi)的(de)(de)(de)容量(liang)不(bu)足,一些平價(jia)產品因為吝嗇于(yu)昂貴的(de)(de)(de)大(da)(da)容量(liang)電(dian)(dian)容器(qi)(俗稱(cheng)水塘),所以(yi)比 DIY 放(fang)大(da)(da)器(qi)更(geng)容易出現問題(ti)(ti)。
? ? ? ?如何解決這種電流聲?那就(jiu)要(yao)看放大器(qi)(qi)是使(shi)用外置還(huan)是內置變(bian)壓(ya)器(qi)(qi),如果是使(shi)用內置變(bian)壓(ya)器(qi)(qi),情(qing)況較為復雜,需(xu)(xu)要(yao)把水塘(tang)換(huan)上更大容值(zhi)的(de)電容器(qi)(qi),甚至(zhi)增加(jia)電容器(qi)(qi)的(de)數目,數只電容器(qi)(qi)并聯時其容值(zhi)會相(xiang)加(jia),但(dan)這種方法會受(shou)到機內空(kong)間所限,需(xu)(xu)要(yao)隨機應(ying)變(bian)。
? ? ? ?由于這個噪音(yin)(yin)的頻(pin)率很低(di)(100Hz),而且通常(chang)都(dou)很輕微,若碰上小口徑(jing)的揚聲(sheng)器,這些廉價放大器往往可以蒙(meng)混(hun)過關,不過想(xiang)檢測電源(yuan)漣(lian)波(bo)噪音(yin)(yin),有一(yi)個很簡單的方(fang)法,只要在(zai)(zai)放大器開啟時用(yong)手摸一(yi)摸低(di)頻(pin)單元的震膜(mo),若在(zai)(zai)無訊(xun)號或音(yin)(yin)量(liang)調到最低(di)時仍感受(shou)到揚聲(sheng)器的震膜(mo)震動,這便(bian)是(shi)一(yi)個很明(ming)顯(xian)的交流啍聲(sheng)的證(zheng)據。
如(ru)果是用外置(zhi)變(bian)壓器(例如(ru)一般迷你放大器),當然以上的(de)方法(fa)都(dou)適(shi)用,但有(you)另一個(ge)更簡單的(de)做法(fa)──換上一個(ge)開(kai)關(guan)式電源(yuan)變(bian)壓器(SMPS) ,問題便會迎刃而解!
很驚訝(ya)吧(ba)!首(shou)先開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)的音(yin)質是不(bu)是很差,但是單就(jiu)解決交流啍聲,開關(guan)(guan)式源(yuan)變壓器的確有(you)立竿(gan)見影(ying)之效。

工作原理:

  我們用的(de)市電(dian)(dian)(dian)為(wei)交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian),但是(shi)放大器(qi)必須以(yi)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)操作,所(suo)以(yi)電(dian)(dian)(dian)源變(bian)(bian)(bian)壓器(qi)除(chu)了負(fu)責把 220V 的(de)電(dian)(dian)(dian)壓升/降至合適的(de)電(dian)(dian)(dian)壓之外,還擔任著(zhu)把交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)轉變(bian)(bian)(bian)成(cheng)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)角色,這(zhe)個(ge)過程叫(jiao)“整流(liu)(liu)(liu)(liu)”。在(zai)放大器(qi)內(nei)最(zui)常見的(de)整流(liu)(liu)(liu)(liu)方(fang)式為(wei)“橋式整流(liu)(liu)(liu)(liu)”,橋式整流(liu)(liu)(liu)(liu)會把市電(dian)(dian)(dian)的(de)交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)變(bian)(bian)(bian)成(cheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)不定的(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian),技術一(yi)(yi)點來(lai)(lai)說,這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)包含著(zhu) 50Hz x 2 = 100Hz 交流(liu)(liu)(liu)(liu)訊(xun)號(hao)的(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)源,我們稱之之為(wei)“漣波”,而這(zhe)個(ge) 100Hz 的(de)漣波若未能(neng)清除(chu)掉(diao),便會讓它(ta)溜(liu)到揚聲(sheng)器(qi),形(xing)成(cheng)噪音,由(you)于這(zhe)些(xie)漣波的(de)頻率(lv)都很(hen)低,所(suo)以(yi)需要很(hen)大容量的(de)濾波電(dian)(dian)(dian)容 來(lai)(lai)把其吸掉(diao)。
  為(wei)何開(kai)關(guan)式(shi)電源變壓器(qi)可解(jie)決交流(liu)啍(tun)聲(sheng)?因為(wei)開(kai)關(guan)電源的(de)操(cao)作頻(pin)(pin)率(lv)并(bing)不(bu)是(shi) 50Hz 或(huo) 60Hz,而是(shi)動輒過十萬Hz,愈高(gao)(gao)頻(pin)(pin)的(de)漣波愈易被水(shui)塘吸收 (但太高(gao)(gao)又反而吸不(bu)掉),況(kuang)且它(ta)的(de)操(cao)作頻(pin)(pin)率(lv)遠超于耳(er)朵及揚聲(sheng)器(qi)的(de)工(gong)作范圍,所以電源的(de)漣波噪(zao)音一不(bu)能在揚聲(sheng)器(qi)上再(zai)生 (因為(wei)頻(pin)(pin)率(lv)太高(gao)(gao)),二更(geng)不(bu)能被耳(er)朵接(jie)收再(zai)傳到大腦 (都是(shi)頻(pin)(pin)率(lv)太高(gao)(gao)),那又何來(lai)噪(zao)音呢?

其他成因:

  1、濾波電容失(shi)效(xiao);
  2、由于(yu)濾波(bo)電(dian)容成本高(gao)、體積(ji)大,一般(ban)情況下(xia)都不會選用耐(nai)高(gao)溫的電(dian)容,所以在發熱量高(gao)的功率(lv)放大器中,水塘往(wang)往(wang)會是壽命較(jiao)短(duan)的零件;
  3、輸出功率管(guan)偏置(zhi)電(dian)流失調(diao);
  4、輸出功率管需要(yao)在一定的偏置電流下操作,若此電流值因種種原因增加(jia)(jia)了(le),導致放大(da)器(qi)的靜態電流不(bu)尋(xun)常地上升,也會增加(jia)(jia)水塘的負荷,從而加(jia)(jia)強(qiang)了(le)交(jiao)流啍聲。

特別備注:

  1、濾波器(qi)(qi)的規(gui)模隨著放大器(qi)(qi)消耗的電流量而提升;
  2、電容器(qi)的等效(xiao)串聯電阻 (ESR) 愈(yu)低,其濾(lv)波性能(neng)愈(yu)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(da)器(qi)因需(xu)要龐大(da)的靜態電流,因而令電源漣波噪音(yin)更易被察(cha)覺,所(suo)以濾波器(qi)的規模(mo)往往很大(da)。?

來源:      時間:2018-01-25 17:53:18


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