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有很多音响工程的亲们经常受到放大器的「电流声」困扰，大部份人都认为电流声是因为接地不良所致，于是便努力把放大器的外壳接地，甚至把整个放大器用金属罩子屏蔽，但电流声依旧，苦无对策……
6 b( k7 H% n: L3 t4 k9 O0 t4 s各人对「电流声」定义不一，先要找出你遇上哪一种「电流声」。9 p) G- T2 c5 V
超过一半的情况下，都不是接地出了问题。「电流声」更加不是由静电引起。但综观不同朋友的描述，「电流声」都是：
' q5 l& {1 J' C' {8 l: L● 连续不断的噪音+ U1 Y. E3 G( s; E5 I! y
● 噪音的响度颇为稳定
2 n: P: N& X0 \* |) L' h● 通常都是低频噪音3 v# k+ ~1 W5 A0 ?$ |: @3 o
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：- Y. Y9 N" N1 Z9 p4 f4 w
电源涟波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍声 (Humming); k3 v3 |; K* T% e7 H
感应噪声 (Pick-up noise) 包括人体拾波噪声 (Body pick-up)
) Q! E0 w( Y$ ]2 c Z线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)
* O9 H" `- c/ E3 K+ U- w! b不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)) } k; k- k0 a0 r, T6 q
机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)' I' q J8 F4 Z' t: h# z
第一讲：交流啍声
0 k# S8 o, p- f) d \交流啍声的成因是电源滤波器设计不当，甚或偷工减料，导致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，而且即使把音量调到最低，噪音依然存在。
* J7 ?5 H# }' r$ a! d1 Q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！) r% v6 m2 U3 Y9 h+ a0 e
这是电流声中最常见的一种。一般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？因为这种电流声最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，一些平价产品因为吝啬于昂贵的大容量电容器（俗称水塘），所以比 DIY 放大器更容易出现问题（因为一般人 DIY 都会不惜工本）。
) D6 O: i( [. I: f$ W如何解决这种电流声？那要看看你的放大器是使用外置还是内置变压器（火牛），如果是使用内置变压器，情况较为复杂，需要把水塘换上更大容值的电容器，甚至增加电容器的数目，数只电容器并联时其容值会相加，但这种方法会受到机内空间所限，需要随机应变。3 U2 t: \( q8 D$ P
由于这个噪音的频率很低（100Hz），而且通常都很轻微，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，不过想检测电源涟波噪音，有一个很简单的方法，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最低时仍感受到扬声器的震膜震动，这便是一个很明显的交流啍声的证据。0 @; J* ~6 N+ i# i' m0 N0 J
如果是用外置变压器（例如一般迷你放大器），当然以上的方法都适用，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！) j) `% B( f) Q8 C
很惊讶吧！首先开关电源的音质是不是很差，但是单就解决交流啍声，开关式源变压器的确有立竿见影之效。(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。)+ i! I8 W4 V! Y1 A2 N1 j
原理
. d0 \& Z1 y6 Q( z我们用的市电为交流电，但是放大器必须以直流电操作，所以电源变压器（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」。在放大器内最常见的整流方式为「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，技术一点来说，这是一个包含着 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 的涟波若未能清除掉，便会让它溜到扬声器，形成噪音，由于这些涟波的频率都很低，所以需要很大容量的滤波电容 (水塘) 来把其吸掉。
' W5 P! W$ P! q4 K6 r* u" ^! {, Y为何开关式电源变压器可解决交流啍声？因为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，所以电源的涟波噪音一不能在扬声器上再生 (频率太高)，二更不能被耳朵接收再传到大脑 (都是频率太高)，那又何来噪音？
8 |9 Q5 \, q6 x' k; x2 P0 c/ q其他成因：
$ \8 l& ]) L2 i Y8 X$ }滤波电容失效（俗称干塘）
8 x" _9 P8 r/ J6 O由于滤波电容成本高、体积大，一般情况下都不会选用耐高温的电容，所以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。; @+ X$ \' G) `
输出功率管偏置电流失调- F7 j% k# ]+ `( v( ^) M% a0 M4 _
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，导致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。- I! i. i7 f1 G5 ?
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。
" W' S+ S d9 `. p: k4 {变压器的电磁干扰，这个情况会在 Wiring and shielding 部份详细分析。
+ V# q8 H# S5 n( a; g备注：5 S+ w' K" U6 L, j) F$ b
滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提升。1 ~9 J2 k4 S# h- t$ A$ Y( o
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，所以滤波器的规模往往很大。0 V) `7 N. }2 Z, F+ P3 B2 W7 t
电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低，其滤波性能愈佳。% S, x9 T" D$ s* l7 I; j$ n+ ]
除了并联电容器以增加电量容，也可以串联电感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 滤波，但成本较高。 |
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发表于 2010-6-3 19:13:25
