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    剖析音響放大器電流聲產生的原因

    ???????相信音響設備發燒友經常受到音響放大器“電流聲”的困擾,絕大部份人都認為,電流聲是因為接地不良所致,于是便努力把放大器的外殼接地,甚至把整個放大器用金屬罩子屏蔽,但電流聲依然存在,對此苦不堪言。?
      各人對“電流聲”定義不一,先要找出你遇上哪一種“電流聲”。
      超過一半的情況下,都不是接地出了問題?!半娏髀暋备硬皇怯伸o電引起。但綜觀不同朋友的描述,“電流聲”都是:1、連續不斷的噪音;?2、噪音的響度頗為穩定;?3、通常都是低頻噪音。
      綜合各方朋友的遭遇,“電流聲”可籠統歸納為以下幾種情況引致:
      1、電源漣波噪音 (Ripple noise) ,即交流啍聲 (Humming);
      2、感應噪聲 (Pick-up noise) 包括人體拾波噪聲 (Body pick-up);
      3、線路板走線 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology);
    ? ? ? ?4、不良地線噪音 (Ground noise) 及循環接地 (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



    ???????交流啍聲的成因是電源濾波器設計不當,甚或偷工減料,導致市電的交流電訊號有一部份溜進了放大器。這種電流聲的特色是頻率很低,大部份情況下都很微弱,要把耳朵貼著揚聲器才聽到,而且即使把音量調到最低,噪音依然存在。
    ? ? ? ?濾波電容 (水塘),除了容量越大越好之外,其等效串聯電阻 (ESR) 也是越小越好。
    這是電流聲中最常見的一種。一般情況下一些平價的山寨放大器較易遇到這種情況,反而 DIY 的放大器較少遇上這問題,為甚么呢?因為這種電流聲最普遍的成因是電源濾波器用料不足,濾波電容器的容量不足,一些平價產品因為吝嗇于昂貴的大容量電容器(俗稱水塘),所以比 DIY 放大器更容易出現問題。
    ? ? ? ?如何解決這種電流聲?那就要看放大器是使用外置還是內置變壓器,如果是使用內置變壓器,情況較為復雜,需要把水塘換上更大容值的電容器,甚至增加電容器的數目,數只電容器并聯時其容值會相加,但這種方法會受到機內空間所限,需要隨機應變。
    ? ? ? ?由于這個噪音的頻率很低(100Hz),而且通常都很輕微,若碰上小口徑的揚聲器,這些廉價放大器往往可以蒙混過關,不過想檢測電源漣波噪音,有一個很簡單的方法,只要在放大器開啟時用手摸一摸低頻單元的震膜,若在無訊號或音量調到最低時仍感受到揚聲器的震膜震動,這便是一個很明顯的交流啍聲的證據。
    如果是用外置變壓器(例如一般迷你放大器),當然以上的方法都適用,但有另一個更簡單的做法──換上一個開關式電源變壓器(SMPS) ,問題便會迎刃而解!
    很驚訝吧!首先開關電源的音質是不是很差,但是單就解決交流啍聲,開關式源變壓器的確有立竿見影之效。

    工作原理:

      我們用的市電為交流電,但是放大器必須以直流電操作,所以電源變壓器除了負責把 220V 的電壓升/降至合適的電壓之外,還擔任著把交流電轉變成直流電的角色,這個過程叫“整流”。在放大器內最常見的整流方式為“橋式整流”,橋式整流會把市電的交流電變成變化不定的直流電,技術一點來說,這是一個包含著 50Hz x 2 = 100Hz 交流訊號的直流電源,我們稱之之為“漣波”,而這個 100Hz 的漣波若未能清除掉,便會讓它溜到揚聲器,形成噪音,由于這些漣波的頻率都很低,所以需要很大容量的濾波電容 來把其吸掉。
      為何開關式電源變壓器可解決交流啍聲?因為開關電源的操作頻率并不是 50Hz 或 60Hz,而是動輒過十萬Hz,愈高頻的漣波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉),況且它的操作頻率遠超于耳朵及揚聲器的工作范圍,所以電源的漣波噪音一不能在揚聲器上再生 (因為頻率太高),二更不能被耳朵接收再傳到大腦 (都是頻率太高),那又何來噪音呢?

    其他成因:

      1、濾波電容失效;
      2、由于濾波電容成本高、體積大,一般情況下都不會選用耐高溫的電容,所以在發熱量高的功率放大器中,水塘往往會是壽命較短的零件;
      3、輸出功率管偏置電流失調;
      4、輸出功率管需要在一定的偏置電流下操作,若此電流值因種種原因增加了,導致放大器的靜態電流不尋常地上升,也會增加水塘的負荷,從而加強了交流啍聲。

    特別備注:

      1、濾波器的規模隨著放大器消耗的電流量而提升;
      2、電容器的等效串聯電阻 (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流,因而令電源漣波噪音更易被察覺,所以濾波器的規模往往很大。?

    來源:      時間:2018-1-25 17:53:18


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