音响放大器「电流声」的成因

有很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……

各人对「电流声」定义不一，先要找出你遇上哪一种「电流声」。

5 D. U/ \7 n+ a8 c  a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。

$ e% e5 Y7 W5 C# R$ Y; E2 R  A


) x7 O9 @1 D: R1 l但综观不同朋友的描述，「电流声」都是：

● 连续不断的噪音
# _/ X/ \( D( A( N7 `
0 R7 k! X; K& q" U& @● 噪音的响度颇为稳定
/ A2 l9 V# H# t
● 通常都是低频噪音
0 l& A$ E! V! I& h  Z6 U
+ p; [) ~* N1 B. K) Q$ p
5 G7 Q9 f6 J% J- T3 y5 `

6 h8 D( a. d$ T/ V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：
, n- ]* E6 H; O•
4 }3 H) b7 M8 q8 ?: B电源涟波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍声 (Humming)
7 |; p6 p  I( u/ F
& t  w& i$ z; V9 t6 M. Q•
9 S* g4 j( Q# n感应噪声 (Pick-up noise) 包括人体拾波噪声 (Body pick-up)
$ f0 |! L+ |/ p8 M
•
1 d4 z: _9 z( c线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)

•
& R( i4 W4 k% U/ L# w3 x- _不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)

; z9 N* N) i+ A! y•
机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)
- H9 `* ~: E' {- d( M7 F  s



. `' U2 {- _7 x# B. h. b) N
  L7 Q# _  y; t5 g5 \交流啍声
) x/ a8 w) ?/ _) G

) r5 J, C( R! i4 ?
# E( G3 o! g; p8 z" x, h
$ [; c& p/ ?" n9 n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。
& C% J3 B' G( g# j& q

/ x! I; D7 P6 i' B/ X/ s5 o

! F, {3 A( B( t$ M4 d; A4 A
! M# _" k9 `3 W  C2 a8 ^  D2 u$ u# T
: l7 v1 x: s* Q: _% y; Q6 V
) M; l( e/ p; \

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）。




3 @) ]: _5 ]# ^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。
9 d4 I! b8 g% C5 T% K# Z


- O8 [) u4 V8 ?* Q7 N4 k9 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。

; r1 \+ [9 |# _$ z- n- {) a

4 p( X# F+ f0 O
* o- |1 h. T' c- r3 Z# e/ ?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！
# B  Z1 m! B: M, W. s

  T3 v- @/ U* R
' _6 _4 G5 i& R5 i0 i# ^
8 H2 G- o4 ?1 d( w4 q7 {. s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。)




4 t5 B$ @: P8 h2 i1 L原理：

4 F+ b, b# k$ E' t, n: t# ]6 S1 S


5 |2 o8 j8 Z$ v5 F  T+ k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。
6 K7 h$ @6 z& u7 W

( f4 X  y/ ~0 Y1 k7 l  i! W  k
9 Z' H1 l0 x) a( R
0 }# R: E" B) B$ q" k$ f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？
# {! e4 ~, ^- v2 _, w& z% s: {6 T


/ O; c4 e5 W! T0 }; C
8 a: v2 H8 h* e1 u! R3 |2 s, j其他成因：
7 g: r- e$ N1 w! D7 Y1 ?

3 s6 H+ Z1 {" m9 ]9 D; l
" n) q0 Y) k, D$ i8 C8 L" c+ l5 N9 W
8 T" z3 S4 f+ U, i: V1 x; N1. 滤波电容失效（俗称干塘）
. s! q* j6 f3 a7 o# X( i
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。
! S3 ?- i3 ?  n5 e! [! M5 {8 |


! \9 ?5 K/ i0 J. o# c
3 r/ n5 m0 y. B9 K0 v3 ?2. 输出功率管偏置电流失调

: F2 ^. Y: Q- o/ _2 K+ a0 D6 _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。
6 t9 S6 Q+ {# [$ C6 x$ x


% e2 }4 Z8 u3 X- \' H$ e; O' f
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。
' s9 s& Q0 D6 K/ P6 A. l  E* b

) O$ i  @5 r+ L, u- A, a
: B. R0 B6 L, F6 I( ~0 {& v# f# h
备注：
: S* y7 h* t6 y6 F


, r- j6 D. z% J- G6 `, K
滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提升。




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。



6 ?) N0 p* X3 F! d
电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低，其滤波性能愈佳。
" c  j( X& [& N' C" c: \1 s
' `/ |& s" f8 B8 `
4 m0 X, F4 ?8 E! Z( e. q" O
8 W$ y! k- j' @' @. N7 `
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。

分享,谢谢大家啊
" y' N" S8 ]) |5 g: _% h# G