從業二十年的大神教你晶體管功放調試方法
發布時間:2014-03-14 責任編輯:mikeliu
【導讀】大家都喜歡自己做一個DIY,但是有一句話說得好,3分DIY,7分在調製!如果調治不好的話,做的功放的效果就很差,一個效果很差的功放十分影響我們的音樂效果。那麼究竟如何調節呢?且看大神分析!
從早期的厚膜功放到現在的分立功放,前前後後我折騰了有20個年頭。自知玩音響的水很深半隱居論壇,今天鬥膽拋磚引玉,把自己多年來的調試功放經驗總結出來,讓更多的朋友分享。
功gong放fang要yao做zuo出chu聲sheng響xiang來lai很hen容rong易yi,但dan是shi要yao想xiang做zuo好hao,就jiu並bing不bu那na麼me容rong易yi了le,除chu了le要yao有you合he理li的de設she計ji和he製zhi作zuo,還hai要yao有you精jing心xin的de調tiao試shi,方fang能neng成cheng材cai。可ke惜xi現xian在zai有you些xie朋peng友youDIY出chu來lai的de功gong放fang其qi實shi都dou不bu如ru廠chang機ji,這zhe並bing不bu是shi打da擊ji某mou些xie人ren的de信xin心xin,而er是shi事shi實shi。其qi主zhu要yao原yuan因yin是shi很hen多duo人ren並bing不bu知zhi道dao哪na些xie是shi真zhen正zheng影ying響xiang到dao功gong放fang性xing能neng的de地di方fang,往wang往wang把ba精jing力li放fang在zai了le一yi些xie並bing不bu太tai重zhong要yao的de事shi情qing上shang,把ba該gai注zhu意yi的de地di方fang忽hu略lve掉diao了le。更geng有you些xie人ren以yi為wei用yong補bu品pin堆dui砌qi起qi來lai就jiu是shi好hao功gong放fang,或huo參can照zhao某mou名ming機ji複fu刻ke以yi為wei就jiu能neng達da到dao名ming機ji的de水shui準zhun,其qi實shi這zhe些xie都dou是shi舍she本ben求qiu末mo的de方fang法fa,因yin為wei他ta們men並bing不bu懂dong得de調tiao試shi功gong放fang在zaiDIY中的重要作用。於是我總結了以下幾點加以說明。
調試秘訣之一是高次諧波失真越小越好。功放低次諧波失真大一點無所謂(當然最好是沒有,除非你喜歡聽失真的聲音),但dan是shi高gao次ci諧xie波bo一yi定ding不bu能neng有you,這zhe是shi晶jing體ti管guan功gong放fang生sheng硬ying刺ci耳er聲sheng音yin的de元yuan凶xiong。當dang功gong放fang裝zhuang配pei完wan成cheng後hou,一yi個ge非fei常chang重zhong要yao的de工gong作zuo就jiu是shi調tiao靜jing態tai電dian流liu,它ta不bu是shi一yi個ge可ke有you可ke無wu,可ke大da可ke小xiao的de隨sui意yi調tiao整zheng,而er是shi一yi個ge非fei常chang有you講jiang究jiu的de調tiao整zheng,調tiao整zheng得de好hao往wang往wang可ke以yi改gai變bian一yi台tai功gong放fang的de檔dang次ci。在zai調tiao靜jing態tai電dian流liu時shi最zui好hao有you失shi真zhen儀yi或huo頻pin譜pu儀yi,如ru果guo沒mei有you,乙yi類lei功gong放fang可ke按an下xia表biao(取自《音頻功率放大器設計手冊》)給出的參數進行調整。甲類機器調到額定電流即可,這方麵可以省略不考慮。
最優靜態電流調整對照表:

上圖是指一對管的情況,如果是兩對管,射極電阻又是獨立(即4隻),則靜態電流加倍,但R兩端電壓不變,如果遇到上下兩管不配對情況導致上下兩管電流有誤差,則取上下兩管R1+R2的電壓總和。
下圖的測試頻率是2kHZ,負載為8Ω,輸出75W時的失真情況。我故意把功放設成欠偏置(即靜態電流很小)狀態看看它的失真成份是怎麼樣的。(下麵的圖都是經過陷波器濾掉基頻後再經低失真運放放大後的情況,為的是能更直觀分析失真成份,因為頻譜儀的分辨率有限)
靜態電流不足時的測試圖:可以看出高次諧波比優化調整後的測試圖大了20多db

靜態電流偏大時的測試圖(即我們常說的甲乙類,須要把甲類區分開來)

從上圖可以看出,雖然二次諧波比優化後的小1DB左右,但是高次諧波卻明顯增大很多,從總失真上看可能兩者並不是很明顯,但是裏邊的諧波成份確大有不同。
最優化靜態電流後的測試圖

從上麵幾圖可以明顯看出,最優化靜態電流後,功放的高次諧波非常小,也就是交越失真被最小化了,帶來的是更好的聽感。
調試秘訣之二是要注意靜態電流熱耦合三極管。最好的辦法是裝在功率管的上麵,如果是射極跟隨輸出結構的功放(現在的大多數功放都是這種形式),weilebaozhengjingtaidianliudewending,haiyaozaireousanjiguanshangbaozhuangyicengbandaorecailiao。jiaduoshaoheshiyaokanjutiqingkuang,ruguokaijifangyinlemeiduojiujingtaidianliujiuchaochulehenduo,jiuyaoduojiayidian,fanguolaijiuyaoshaojiayixie,zuizhongdemudejiushiyaodadaochangshijiangongzuohoujingtaidianliuyiranhaizaizuiyouzhuangtaixiaxiaofudubianhua。zhuyijialeijitongyangmeiyoubiyaozuozhexie。


調試秘訣之三是功放在任何輸出狀態下都要能穩定工作。想要達到這點可以這樣調試,輸入一個20KHZ的de正zheng弦xian波bo信xin號hao,把ba功gong放fang接jie上shang電dian阻zu負fu載zai,當dang調tiao到dao功gong放fang額e定ding最zui大da功gong率lv輸shu出chu時shi,如ru果guo這zhe個ge正zheng弦xian波bo信xin號hao從cong示shi波bo器qi上shang看kan到dao依yi然ran沒mei有you高gao頻pin自zi激ji或huo變bian形xing,則ze說shuo明ming這zhe台tai功gong放fang的de穩wen定ding性xing是shi很hen好hao的de。如ru果guo出chu現xian下xia圖tu的de情qing況kuang,說shuo明ming你ni的de功gong放fang穩wen定ding性xing是shi有you問wen題ti的de。


上shang圖tu是shi滿man功gong率lv輸shu出chu時shi才cai會hui出chu現xian的de情qing況kuang,小xiao功gong率lv時shi看kan似si一yi切qie正zheng常chang,如ru果guo出chu現xian上shang麵mian的de情qing況kuang,通tong常chang的de做zuo法fa是shi增zeng大da極ji點dian補bu償chang電dian容rong或huo減jian小xiao輸shu入ru級ji跨kua導dao放fang大da係xi數shu,也ye可ke以yi修xiu改gai負fu反fan饋kui深shen度du。第di一yi種zhong調tiao整zheng比bi較jiao容rong易yi,也ye比bi較jiao常chang用yong,例li如ru在zai原yuan來lai為wei100PF的電容上並一個10P或20P的小電容,直到不出現上麵情況為止。減小環路負反饋深度也是可行的辦法,但整體性能會受到一定影響,改動後變數更大,比如THD、IMD、輸出阻抗等等,除非你討厭環路負反饋。
調(tiao)試(shi)秘(mi)訣(jue)之(zhi)四(si)是(shi)要(yao)盡(jin)可(ke)能(neng)優(you)化(hua)地(di)線(xian)的(de)布(bu)線(xian)布(bu)局(ju),如(ru)果(guo)這(zhe)方(fang)麵(mian)處(chu)理(li)不(bu)好(hao),除(chu)了(le)噪(zao)聲(sheng)高(gao)以(yi)外(wai),還(hai)影(ying)響(xiang)左(zuo)右(you)聲(sheng)道(dao)的(de)聲(sheng)音(yin)分(fen)離(li)度(du),這(zhe)對(dui)高(gao)音(yin)區(qu)的(de)聽(ting)感(gan)和(he)聲(sheng)音(yin)結(jie)像(xiang)有(you)明(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)。下(xia)圖(tu)是(shi)正(zheng)確(que)的(de)星(xing)形(xing)接(jie)地(di)方(fang)法(fa):


接jie機ji殼ke要yao輸shu入ru端duan接jie更geng好hao,因yin為wei真zhen正zheng需xu要yao屏ping蔽bi的de部bu份fen是shi輸shu入ru端duan弱ruo信xin號hao部bu份fen,如ru果guo接jie到dao星xing形xing接jie地di點dian,那na麼me從cong星xing形xing接jie地di點dian到dao輸shu入ru信xin號hao端duan的de地di就jiu有you可ke能neng成cheng為wei最zui容rong易yi受shou幹gan擾rao的de地di方fang。而er且qie接jie前qian級ji或huoCD等信號源後,左右聲道形成了一個大環路,輸入地也在環路內,這樣環路麵積比接輸入端更大,噪聲量也更多。

使shi用yong單dan電dian源yuan的de話hua也ye是shi輸shu入ru端duan接jie地di,不bu過guo接jie法fa要yao變bian動dong一yi下xia,左zuo右you聲sheng道dao輸shu入ru地di相xiang連lian接jie後hou在zai這zhe條tiao線xian中zhong間jian引yin出chu一yi條tiao線xian接jie機ji殼ke,然ran後hou再zai接jie到dao星xing形xing接jie地di點dian,這zhe樣yang才cai不bu會hui形xing成cheng環huan路lu。
總zong之zhi要yao記ji住zhu,任ren何he導dao線xian都dou是shi有you內nei阻zu的de,一yi點dian接jie地di可ke以yi很hen好hao的de回hui避bi這zhe個ge問wen題ti,因yin為wei所suo有you地di線xian都dou以yi這zhe個ge參can考kao點dian為wei基ji準zhun,地di電dian流liu噪zao聲sheng不bu會hui串chuan到dao其qi它ta地di線xian上shang,特te別bie是shi輸shu入ru地di和he負fu反fan饋kui的de地di線xian。但dan一yi點dian接jie地di同tong樣yang存cun在zai可ke能neng形xing成cheng環huan路lu的de問wen題ti,這zhe就jiu要yao具ju體ti情qing況kuang具ju體ti分fen析xi並bing拆chai解jie環huan路lu問wen題ti。環huan路lu幹gan擾rao是shi困kun擾rao很hen多duo人ren的de地di方fang,這zhe方fang麵mian要yao經jing驗yan,也ye要yao有you理li論lun。所suo謂wei環huan路lu,說shuo白bai了le就jiu是shi一yi個ge圓yuan圈quan,不bu讓rang地di線xian形xing成cheng圓yuan圈quan或huo盡jin可ke能neng縮suo小xiao圓yuan圈quan,是shi我wo們men努nu力li的de方fang向xiang,也ye是shi降jiang低di噪zao聲sheng的de不bu二er法fa門men。
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調(tiao)試(shi)秘(mi)訣(jue)之(zhi)五(wu)是(shi)輸(shu)出(chu)中(zhong)點(dian)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)一(yi)定(ding)要(yao)低(di)。中(zhong)點(dian)電(dian)壓(ya)低(di)除(chu)了(le)有(you)利(li)於(yu)喇(la)叭(ba)正(zheng)常(chang)複(fu)位(wei),還(hai)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)抑(yi)製(zhi)功(gong)放(fang)偶(ou)次(ci)諧(xie)波(bo)的(de)生(sheng)成(cheng)。中(zhong)點(dian)電(dian)壓(ya)過(guo)高(gao)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)輸(shu)入(ru)級(ji)管(guan)子(zi)不(bu)配(pei)對(dui)或(huo)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)不(bu)對(dui)稱(cheng)影(ying)響(xiang),可(ke)以(yi)修(xiu)改(gai)輸(shu)入(ru)級(ji)射(she)極(ji)電(dian)阻(zu)以(yi)達(da)到(dao)平(ping)衡(heng),當(dang)然(ran)也(ye)可(ke)以(yi)更(geng)換(huan)晶(jing)體(ti)管(guan),前(qian)一(yi)種(zhong)是(shi)治(zhi)標(biao),後(hou)一(yi)種(zhong)是(shi)治(zhi)本(ben),但(dan)所(suo)花(hua)時(shi)間(jian)可(ke)能(neng)多(duo)一(yi)些(xie)。

調試秘訣之六是旋轉電源變壓器或更改裝機布局,直到交流聲最小為止。
未作調整前,功放輸出端噪聲分析如下圖,輸入端子對地短路。我們可以看到存在100HZ及其諧波,這是整流濾波電源串入電路中來的噪怕,看起來情況並不嚴重,明顯不是主要影響功放噪聲的因素。而50HZ市電及其諧波所形成的幹擾明顯要高出15db到20db的de量liang,這zhe才cai是shi噪zao聲sheng產chan生sheng的de主zhu要yao原yuan因yin,這zhe種zhong噪zao聲sheng主zhu要yao來lai自zi於yu變bian壓ya器qi磁ci場chang泄xie漏lou和he地di環huan路lu,大da多duo數shu功gong放fang的de噪zao聲sheng都dou是shi這zhe個ge原yuan因yin產chan生sheng,真zhen正zheng從cong電dian源yuan上shang串chuan到dao電dian路lu中zhong的de噪zao聲sheng一yi般ban都dou很hen小xiao,除chu非fei是shi用yong老lao舊jiu的de電dian路lu。其qi解jie決jue方fang法fa主zhu要yao的de還hai是shi調tiao整zheng變bian壓ya器qi方fang位wei和he優you化hua功gong放fang的de布bu線xian、布局。

調整變壓器及處理好接地點後(注意千萬不要重複接機殼,避免形成環路。例如輸入端子接了機殼,電源中點地再接機殼就成環路了),噪聲會降低很多。我們可以看到下圖市電50HZ基頻及諧波和100HZ及諧波已經非常接近了。

功放調試到此為止算是告一段落,其中的靜態電流調整需要重複進行,因為熱機後靜態電流很可能變動很大(小的變動是允許的),可能需要與增加半導熱材料的方法同時進行調整。
至此你已經基本把功放調到最優狀態,這時你的功放已經脫胎換骨,可以輕鬆超越萬元級的廠機了。
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