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音響放大器電流聲的成因
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作者:
百寶城影音
時間:
2017-11-27 16:32
標題:
音響放大器電流聲的成因
有很多音響工程的親們經常受到放大器的「電流聲」困擾,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,但電流聲依舊,苦無對策……
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。「電流聲」更加不是由靜電引起。但綜觀不同朋友的描述,「電流聲」都是:
●連續不斷的噪音
●噪音的響度頗為穩定
●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:
電源漣波噪音(Ripplenoise),即交流啍聲(Humming)
感應噪聲(Pick-upnoise)包括人體拾波噪聲(Bodypick-up)
線路板走線(Layout)或接地布局(Groundingtopology)
不良地線噪音(Groundnoise)及循環接地(Groundloop)
機內布線及屏蔽策略不良(Badwiringandshieldingstrategy)
第一講:交流啍聲
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),除了容量愈大愈好外,其等效串聯電阻(ESR)也是愈小愈好!
這是電流聲中最常見的一種。
如何解決這種電流聲?那要看看你的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。
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50Hzx2=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(水塘)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(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?
其他成因:
濾波電容失效
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。
輸出功率管偏置電流失調
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。
訊號地(Signalground)與大地(Earth)即地線接上了,這個情況我們會在Groundloop部份詳細分析。
變壓器的電磁干擾,這個情況會在Wiringandshielding部份詳細分析。
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