電子管擴(kuò)音機(jī)測(cè)試指標(biāo)的精密調(diào)整

雖然測(cè)試數(shù)據(jù)和聽音效果并不完全一致，但是不能否認(rèn)的是.測(cè)試數(shù)據(jù)是聽音效果的基礎(chǔ)，測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)秀的功放有不同的音效，效果出色的功放絕無不合格的測(cè)試數(shù)據(jù)。所以，為使放大器m“靚聲”.首先應(yīng)有優(yōu)秀的測(cè)試指標(biāo)。

裝機(jī)后的初調(diào)只是使放大器能正常工作，欲有理想的測(cè)試指標(biāo)，必需對(duì)部分電路進(jìn)行一絲不茍的精密調(diào)整。本節(jié)將對(duì)普通DIY者極易忽略的調(diào)整項(xiàng)目，加以說明其調(diào)整的方法和要求。

1.推挽輸出級(jí)的靜平衡調(diào)整對(duì)靜平衡的要求極為簡(jiǎn)單。不過是使放大器靜態(tài)輸H{級(jí)電流相等而已，一般裝機(jī)者選用配對(duì)輸出管即認(rèn)為萬事大吉，其實(shí)不然。推挽輸出變壓器中，為充分發(fā)揮鐵心的高導(dǎo)磁率，實(shí)現(xiàn)以較小的繞組匝數(shù)得到較大的初級(jí)電感量，通常鐵心采用交錯(cuò)插片而不留氣隙，加上初級(jí)匝數(shù)較多，只要有3mA以上的直流電流形成的恒定磁通即可使初級(jí)電感減小為原值的70%以下，既影響低端頻響特性，還使低頻驅(qū)動(dòng)力大打折扣。

以致不少名膽機(jī)中設(shè)置完善的靜平衡調(diào)整電路，初調(diào)之后Rx被鎖定，在功放更換輸出管時(shí)，便于松開螺母進(jìn)行再重調(diào)。下圖a為美國(guó)產(chǎn)TM-15M放大器的靜平衡調(diào)整電路。推挽每管陰極分別設(shè)有l(wèi)On測(cè)試板流取樣電阻，以便于分別測(cè)試兩管板流。

當(dāng)調(diào)整R，時(shí)，雖然兩管總Rk值變化不大，但同時(shí)改變了柵極電阻的接入點(diǎn)使每管有效柵負(fù)壓產(chǎn)生變動(dòng)，以達(dá)到兩管靜態(tài)板流相等。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)Rx居中時(shí).等效Rk最小為316ΩRx置于上、下端處為320Ω,調(diào)整Rx使兩管柵極電阻接人點(diǎn)改變，可使兩管自給柵負(fù)壓反方向變化約6%。下圖b為同定柵負(fù)壓平衡調(diào)整電路，由Ry調(diào)定的柵負(fù)壓經(jīng)Rx中點(diǎn)和兩點(diǎn)30kΩ電阻組成分壓電橋，調(diào)整Rx可使(1)、(5)兩點(diǎn)輸出反向變化的負(fù)電壓。當(dāng)Rx居中，橋路平衡，(1)、(5)點(diǎn)輸出各為Ry輸出柵負(fù)壓值的1/4.兩管柵負(fù)壓相等.Rx上調(diào)，使上管柵負(fù)壓增大板流減小，下管則呈相反變化。30kΩ電阻和Rx的比，即決定柵負(fù)壓調(diào)節(jié)范圍.lOΩ電阻用來檢測(cè)兩管陰極電流。當(dāng)檢測(cè)(2)、(3)，(3)、(4)之間電壓時(shí)，為上、下每管電流，初調(diào)整至(2)、(3)和(3)、(4)電壓近似相等時(shí)，可將mv表接于(2)、(4)之間，再細(xì)調(diào)Rx使電壓為Ov.則調(diào)整更精確，(1)~(3)，(3)-(5)的電壓為推挽每管實(shí)得柵負(fù)壓值。

2.功放動(dòng)態(tài)平衡的調(diào)整

靜平衡不佳只影響輸出變壓器的磁化電流，最終使功率頻響不平衡。動(dòng)平衡是指推挽兩臂的輸出平衡。推挽放大器的輸出功率大、失真小的特點(diǎn)全出自推挽的平衡與否，如不平衡則推挽放大器的優(yōu)點(diǎn)蕩然無存.不仔細(xì)調(diào)整動(dòng)、靜平衡的推挽放大器.難免使人感到推挽不如單端的效果。動(dòng)態(tài)平衡的因素首先是輸出管跨導(dǎo)是否一致.輸出變壓器兩臂是否對(duì)稱。如果采用配對(duì)或仔細(xì)檢測(cè)過的輸出管和輸出變壓器，縱有輸出不平衡也極有限，處理方法是人為改變兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的值，使輸出達(dá)到平衡.此種以人為因素使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的不平衡得到平衡輸出的方式，在業(yè)界被廣泛采用，其實(shí)用電路見下圖e。下圖c中雙三極管V是長(zhǎng)尾式倒相器,Rk為上下兩三極管共用陰極耦合電阻(即所謂“尾”)。當(dāng)Rk足夠大時(shí)，通過負(fù)反饋調(diào)整在兩管板極負(fù)載電阻Ra.、Ra，兩端得到近似相等的、相位相反的驅(qū)動(dòng)電壓。為了調(diào)整兩管輸出電壓的差別.在中間接B+處接人約為R1=R21/5的電位器Rx.當(dāng)Rx上調(diào)時(shí)，上管負(fù)載電阻減小.輸出電壓降低，同時(shí)下管Ra總值增大，輸出電壓升高，反之則相反。

以此不平衡的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)兩臂不平衡的后級(jí)，將會(huì)在Rx的某一點(diǎn).使放大器輸出電壓兩臂完全平衡。為了檢測(cè)輸出兩臂是否平衡.以示波器檢測(cè)兩輸出管板極端波形幅度最為方便。方法是采用Y軸有IOMHz帶寬的普通示波器，在Y軸探頭上串聯(lián)接人O.lμF/600V無極性電容器，經(jīng)外置100:1衰減器直接測(cè)試兩板極信號(hào)電壓幅度，調(diào)整Rx使之幅度相同(通過示波器光屏標(biāo)度直接比較)即可。放大器輸入信號(hào)可選擇lkHz為準(zhǔn)，信號(hào)電平不超過放大器額定輸入電平。為求更好的測(cè)試數(shù)據(jù)，也可以在lkHz、SkHz、15kHz三點(diǎn)進(jìn)行平衡測(cè)試。平衡調(diào)整以lkHz為準(zhǔn).當(dāng)信號(hào)頻率升高到15kHz以上出現(xiàn)輸出不平衡，說明白倒相器開始，以后各級(jí)放大器中有一路頻率特性不佳，可在以下調(diào)試中重新檢測(cè)輸出變壓器兩組初級(jí)分布參數(shù)是否差別過大.對(duì)多層平繞的變壓器而言，兩組初級(jí)繞組對(duì)地分布電容差別極大.因此在頻率lOkHz以上負(fù)載阻抗降低，輸出電壓下降，為了使其在頻響曲線范圍內(nèi)保持平衡，輸出變壓器繞組結(jié)構(gòu)最低限度也應(yīng)采用兩槽骨架的全對(duì)稱繞法。

3.放大器頻響曲線的測(cè)繪和調(diào)整

即使是自行DIY.也有必要通過測(cè)試?yán)L出放大器頻響曲線.頻響曲線可以發(fā)現(xiàn)很多其他單項(xiàng)測(cè)試難以發(fā)現(xiàn)的問題。頻響測(cè)試只需一臺(tái)聲頻信號(hào)發(fā)生器，和一臺(tái)交流毫伏表。若無毫伏表，有10MHz的普通示波器也足可應(yīng)對(duì)。最簡(jiǎn)單的測(cè)試方法見下圖b,信號(hào)發(fā)生器應(yīng)選用頻率范圍OkHz—lOOkHz的產(chǎn)品.被測(cè)放大器接入額定純電阻作負(fù)載.業(yè)余條件下可采用示波器測(cè)量輸入、輸出信號(hào)的峰一峰值作為幅度比較單位，以省去換算的麻煩。測(cè)試時(shí)首先置信號(hào)發(fā)生器于lkHz.幅度為lvP-p輸入放大器，調(diào)整放大器音量使額定負(fù)載電阻兩端有3Vp呻的信號(hào)電壓(此時(shí)約為1W的輸出功率)。然后從低端到高端選擇連續(xù)的不同頻率，重復(fù)進(jìn)行測(cè)試.測(cè)試過程中在每次更換頻率后，用示波器確認(rèn)輸入信號(hào)為1Vp-p(此時(shí)不能再調(diào)音量控制)，得H{不同頻率下輸出的峰值。測(cè)試頻率點(diǎn)在100Hz以內(nèi)每IOHz選點(diǎn).lkHz以內(nèi)每100Hz選點(diǎn),lOkHz以內(nèi)每lkHz選點(diǎn),lOkHz—lOOkHz則每lOkHz取測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試全部頻率點(diǎn)后計(jì)算每點(diǎn)頻率輸H{信號(hào)峰值，與1KHz輸出峰值的比，取對(duì)數(shù)得到各頻率下輸出的分貝數(shù)L.如下式：

L(dB)=20LgElp-p/Exp-p上式中，EIVp-p為lkHz輸出峰值，Exp-p為其他各頻率點(diǎn)輸出峰值，單位為V，算出各頻率點(diǎn)比值取對(duì)數(shù)后為L(zhǎng)(dB)。用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)標(biāo)度的坐標(biāo)紙，將L值在Y軸上作點(diǎn)，相應(yīng)頻率以X軸對(duì)應(yīng).連接各點(diǎn)則成為一張?jiān)谳敵龉β?W時(shí)測(cè)出的頻響曲線.如下圖a中的例子，可以看出某功放頻響30Hz—20kHz,為OdB.-3dB的頻響則為10Hz~30kHz，從頻響曲線中還可計(jì)算高低端頻響下降的斜率，以判斷放大器是否存在自激的隱患。如下圖a的曲線高端從20kHz開始下跌.到40kHz時(shí)降低為-4dB(音響中將頻率一倍的變化稱為一倍頻程OCT表示)。由下圖a可看出，其下降斜率為-4dB/OCT.而40kHz—80kHz則達(dá)到-8dB/OCT。無論低端還是高端下降斜率過陡時(shí)，都存在自激的隱患，限制了負(fù)反饋的反饋量，低端下降斜率過大，當(dāng)頻率低到10Hz以下時(shí)電源濾波的效果及退耦作用變差.使多級(jí)放大器(二級(jí)以上)有自激的可能。從而形成在大信號(hào)觸發(fā)下產(chǎn)生阻尼振蕩，使聲音變得混濁不清，無層次可言。

從頻響曲線中確認(rèn)有否擴(kuò)寬頻響的必要。如欲使高低頻一ldB的頻率得到擴(kuò)展，低端延伸的關(guān)鍵點(diǎn)是選取電感量大的輸出變壓器.使輸出端時(shí)間常數(shù)達(dá)到基準(zhǔn)頻率10Hz,即要求初級(jí)電感在10Hz時(shí)的感抗不低于初級(jí)負(fù)載阻抗的3—5倍.再低則輸出變壓器成為龐然大物。高端頻率的延伸對(duì)電壓放大器而言，只要采用較低的板極負(fù)載電阻即可輕松達(dá)到。對(duì)輸出級(jí)而言，關(guān)鍵在輸出變壓器的分布電容.如選用最佳負(fù)載阻抗較低的功率管，可降低對(duì)分布電容的苛求。

改善頻響特性除擴(kuò)展高低頻率以外，可使高低頻下降斜率在12dB/OCT以內(nèi)。為延緩低端下降斜率，一般采取參差補(bǔ)償法.將放大器中2—3級(jí)時(shí)間常數(shù)電路(包括RC耦合電路和輸m變壓器)的轉(zhuǎn)折頻率相互錯(cuò)開，使斜率變緩。三組轉(zhuǎn)折頻率中，頻率最高的一組轉(zhuǎn)折頻率可與頻響曲線開始下降頻率相等.甚至略高。因此，使輸出變壓器轉(zhuǎn)折頻率為此轉(zhuǎn)折頻率是最簡(jiǎn)單的.可以不過分增大初級(jí)電感。其他兩組為RC耦合電路構(gòu)成轉(zhuǎn)折頻率.應(yīng)與上述頻率保持15Hz—20Hz的距離.例如OdB20Hz~20kHz的總頻響曲線.將輸出變壓器轉(zhuǎn)折頻率定為20Hz,驅(qū)動(dòng)器輸出耦合電路取為10Hz.前級(jí)與驅(qū)動(dòng)器之間耦合電路取為1Hz左右，則既可達(dá)到20Hz的低端頻響，也可使低端下降斜率保持在低于12dB/OCT的水平。驅(qū)動(dòng)器耦合輸出電路下級(jí)為輸出級(jí)，功率管對(duì)最大柵極電阻值有限制.故取轉(zhuǎn)折頻率中間值。另一前級(jí)輸出RC耦合電阻、下級(jí)Rg都取470kΩ左右，只要將耦合電容選用0.33μF～0.47μF優(yōu)質(zhì)電容器，則轉(zhuǎn)折頻率可輕易達(dá)到1
Hz左右。

綜上所述，對(duì)低端頻響不足的調(diào)整只作兩種調(diào)整即可奏效，一是更換輸出變壓器，對(duì)輸出負(fù)載阻抗為5000Ω者最小初級(jí)電感應(yīng)不低于80H.最佳負(fù)載阻抗為lOOOOΩ者初級(jí)電感應(yīng)不低于160H.以確保輸出級(jí)低端轉(zhuǎn)折頻率在20Hz以下。二是將前置級(jí)輸出耦合電路電容增大為0.33μF，另一耦合電路只要0.047μF足矣。以此參差法調(diào)整，可使低端頻響在20Hz以下，同時(shí)低端下降斜率低于-12dB/OCT。

高端頻響的延伸受到分布參數(shù)的影響.特別是各級(jí)放大器分布電容的影響，而分布電容的調(diào)整控制幾乎不可能.所以一般是采用較低的負(fù)載電阻，降低分布電容對(duì)轉(zhuǎn)折頻率的影響，盡量提高轉(zhuǎn)折頻率。過高的高頻響應(yīng)會(huì)使放大器穩(wěn)定性差，相移的增大也使施加負(fù)反饋更困難.所以在提高高端頻響的同時(shí)，采用階梯法人為設(shè)定頻響的高端頻率。為了使高頻下降斜率不過大，一般不采用直接并聯(lián)電容的方式，而是采用RC串聯(lián)網(wǎng)路在高端截止頻率之前先以較緩斜率使高頻下跌，先下一臺(tái)階再進(jìn)入截止頻率，則使高頻下降斜率大為減小。目前膽機(jī)頻響上限在40kHz以下.為了避免40kHz以上高頻響應(yīng)引起自激等負(fù)面效應(yīng)，一般是在前置級(jí)之輸出端并聯(lián)接人RC網(wǎng)路，與板極負(fù)載阻抗配合形成在60kHz左右有12dB/OCT的下降斜率。由于板極負(fù)載多在47kΩ以上.RC網(wǎng)路常由30pF~270pF的小電容和4.7kΩ—16kΩ電阻串聯(lián)組成.改變此電容器可改變高端轉(zhuǎn)折頻率，改變電阻值則可改變衰減斜率。