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音箱放大器电流声是怎么解决的

音箱放大器电流声是怎么解决的

发布日期:2019-03-22 点击:

有许多朋友经常受到放大器的电流声困扰,大部份朋友都认为电流声是由于接地不良所致,于是便努力把放大器的外壳接地,乃至把整个放大器用金属罩子屏蔽,但电流声依旧,苦无对策……

各人对电流声定义不一,先要找出您遇上哪一种电流声。

超过一半的情况下,都不是接地出了问题。电流声更加不是由静电导致。

但综观不同朋友的描述,「电流声」都是:


● 连续不断的噪音

● 噪音的响度颇为平稳

● 一般都是低频噪音

综合各方朋友的遭遇,「电流声」可笼统归纳为以下几种情况引致:


电源涟波噪音 (Ripple noise) ,即交流啍声 (Humming)

感应噪声 (Pick-up noise) 包含人体拾波噪声 (Body pick-up)

线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)

不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)

机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)


交流啍声

交流啍声的成因是电源滤波器设计不当,甚或偷工减料,引起市电的交流电讯号有一部份溜进了放大器。这种电流声的特色是频率很低,大部份情况下都很微弱,要把耳朵贴着扬声器才听到,并且即便把音量调到*,噪音仍然存在。

滤波电容 (水塘),除了容量愈大愈好外,其等效串联电阻 (ESR) 也是愈小愈好!这是电流声中*常见的一种。通常情况下一些平价的山寨放大器较易遇到这种情况,反而 DIY 的放大器较少遇上这问题,为甚么呢?由于这种电流声*普遍的成因是电源滤波器用料不足,滤波电容器的容量不足,一些平价产品由于吝啬于昂贵的大容量电容器(俗称水塘),因此比 DIY 放大器更容易出现问题(由于通常人 DIY 都会不惜工本)。

怎么解决这种电流声?那要看看您的放大器是使用外置还是内置变压器(火牛),假如是使用内置变压器,情况较为复杂,需要把水塘换上更大容值的电容器,乃至增加电容器的数目,数只电容器并联时其容值会相加,但这种办法会受到机内空间所限,需要随机应变。

因为这个噪音的频率很低(100Hz),并且一般都很轻微,若碰上小口径的扬声器,这些廉价放大器往往可以蒙混过关,不过想检验电源涟波噪音,有一个很简单的办法,只要在放大器开启时用手摸一摸低频单元的震膜,若在无讯号或音量调到*时仍感受到扬声器的震膜振动,这便是一个很明显的交流啍声的证据。

假如是用外置变压器(比如通常迷您放大器),当然以上的办法都适用,但有另一个更简单的做法──换上一个开关式电源变压器(SMPS) ,问题便会迎刃而解!

很惊讶吧!首先开关电源的音质是不是很差,然而单就解决交流啍声,开关式源变压器的确有效。(当然使用开关电源可能会诱发另一问题,往后有机会再详细探讨。)


原理:

我们用的市电为交流电,然而放大器以直流电操作,因此电源变压器(火牛)除了负责把 220V 的电压升/降至合适的电压之外,还担任着把交流电转变成直流电的角色,这个过程叫「整流」。在放大器内*常见的整流方式为「桥式整流」,桥式整流会把市电的交流电变成变化不定的直流电,技术一点来讲,这是一个包括着 50Hz x 2 = 100Hz 交流讯号的直流电源,我们称之之为「涟波」,而这个 100Hz 的涟波若未能轻除掉,便会让它溜到扬声器,形成噪音,因为这些涟波的频率都很低,因此需要很大容量的滤波电容 (水塘) 来把其吸掉。

为什么开关式电源变压器可解决交流啍声?由于开关电源的操作频率并不是 50Hz 或 60Hz,而是动辄过十万Hz,愈高频的涟波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉),况且它的操作频率远超于耳朵及扬声器的工作范围,因此电源的涟波噪音一不可在扬声器上再生 (频率太高),二更不可被耳朵接收再传到大脑 (都是频率太高),那又何来噪音?


其他成因:

1. 滤波电容失效(俗称干塘)

因为滤波电容成本高、体积大,通常情况下都不会采用耐高温的电容,因此在发热量高的功率放大器中,水塘往往会是寿命较短的零件。


2. 输出功率管偏置电流失调

输出功率管需要在一定的偏置电流下操作,若此电流值因种种原因增加了,引起放大器的静态电流不寻常地上升,也会增加水塘的负荷,从而加强了交流啍声。


3. 讯号地 (Signal ground) 与大地 (Earth) 即地线接上了,这个情况我们会在 Ground loop 部份详细分析。


4. 变压器的电磁干扰,这个情况会在 Wiring and shielding 部份详细分析。


备注:

滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提高。

甲类放大器因需要庞大的静态电流,因而令电源涟波噪音更易被察觉,因此滤波器的规模往往很大。

电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低,其滤波性能愈佳。

除了并联电容器以增加电量容,也可以串联电感器作 LC 乃至 Pi 形 (π) 滤波,但成本较高。


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