胆机干扰的来源及消除的方法

周光禄 《音响技术》 2003年02期

  真空管以其不可替代的音色和大动态的魅力,在当今的音响界独领昔日的风骚。但是,由于胆机线路结构简单,各种交流干扰就纷至沓来(如灯丝交流电压的耦合、寄生反馈和寄生耦合等),而发烧友们又不—定了解真空管的结构和工作原理,对消除各种交流干扰感到无从下手。为-此,笔者将多年积累的抑制真空管的各种交流干扰的经验推荐给大家,使烧友们梦想成真,让这一HlFi放大器的鼻祖放出璀灿夺目的光芒。
 

灯丝交流干扰抑制的方法
 

   真空管的灯丝一般为交流供电,此时若放大器采用自偏压,交流电压就会耦合到阴极,通过真空管阴极的阳流Ia会随之增大,阳极上就会产生交流干扰。
   真空管的灯丝和阴极不可能是理想绝缘的,它们之间存在着一个阻值为053MΩ的漏电电阻和310pF的分布电容。
既然存在一定的漏电电阻和分布电容,交流灯丝电压就会耦合到阴极,经本管阳极输送到下级栅极,被叠加在输入信号上加以放大,使扬声器发出交流哼声。
   为了抑制这种交流干扰,可以将灯丝变压器的中心抽头接地,将灯丝两端的电压反相,使耦合到阴极上的电压相互抵消(1)

 

  当灯丝电源变压器的初次级之间绝缘电阻不是很高时,分布电容就会增大,若灯丝变压器次级的中心抽头没有接地,变压器初级的交流高压220V通过漏电电阻和分布电容耦合到灯丝线圈上,然后再耦合到阳极(2),为此,必须把灯丝的一端接地,使接地后的灯丝变成零电位(3)

 

   
   真空管灯丝和阳极之间的漏电电阻分布不可能是均匀的,灯丝两端对阴极的漏电电阻并不完全对称,如果在灯丝线圈的两端并一个100Ω的电位器,适当改变电位器的位置,就可以得到更好的效果(4)。


阴极发射电子引起的干扰
 


  真空管的灯丝一般都敷有阴极的激活物质,因而灯丝加热后向阳极发射电子,这些电子在阳极电阻上产生电压降,该压降随着灯丝电压的变化而波动,使电子流和由它产生的阴极压降而起伏变化,·形成交流:卜扰。消除这种交流干扰的方法是将真空管灯丝一侧为正向电压,正向电压的数据选择在+15+220V之间,当灯丝电压处在正弦波负峰值瞬间,灯丝电位就会高于阴极电位,使灯丝发射的电子又被灯丝吸收,不会耦合到阴极。当灯丝电压加上交流63V的电压时,这个直流电压就从阳极电源中分压取得,如图5。为同时消除以上几种交流干扰,可采用图6的电路。该电路一方面在灯丝上加了正电压;另一方面还将灯丝变压器次级中心抽头接地,使灯丝两端对地电压反相。此外,在灯丝的直流电压源上并接了一个大电容,C的容量在10~50μF之间选取,使变压器中心抽头的电位真正处于零电位,这样就防止了电源变压器初级线圈的交流220V电压耦合到阴极,把交流干扰减少到5~15μV,如果还嫌这个干扰电压大,就要对灯丝电压采取很好的稳压措施,用直流电压给真空管灯丝送电。

  
胆机的正反馈
引起的干扰
  

  一台胆机由多个真空管组成,各级的电路和元件之间不可避免地存在着电的、磁的和电磁的等等寄生反馈,通过这些反馈会把这些输出信号耦合到输入级的控制栅极。众所周知,这种寄生反馈会使放大器的技术指标和性能变坏,甚至使放大器失去放大能力。所以在胆机里,所有各级电路的寄生反馈都必须减小,减小到对放大器的性能和指标没有影响的程度。
    1.电容耦合
  胆机中任两个元件和导线问都存在着分布电容,音频信号会经过这些分布电容由高电位转向低电位,例如从功放输出级耦合到第—级的控制栅极回路,如图7

   在图7中,当胆机的输出和输入之间有分布电容耦合时,就相当于在胆机中加了一个并联反馈信号电压,其反馈系数为:
        式中
Z为反馈电路的输入阻抗,C0为反馈网路的分布电容。

    为了不使寄生反馈影响胆机的正常工作,就必须把分布电容减少(1/51/10),即不允许超过(12)×103pF,这一点在装配时就必须引起高度重视,输出级与输入级之间的距离要离得远些,各级的元件尽量和本级的真空管放在一起,不要鱼龙混杂,接地应用悬浮式接地法和分开法,各级之间用金属板隔离,真空管用裸铜线做一个圈套住,另—端焊接在底板上,这样就可以使寄生反馈减小。

     2.交变磁场的耦合
  这种干扰尤以50Hz交流电网的干扰最为严重,它一般都是通过电源变压器、输出变压器和放大器的引线产生,当它们在工作时所产生的漏磁通耦合到附近的引线或穿过真空管时,都会产生感应,包势,该感应电势通过放大器放大后,就有较大的干扰输出,使胆机不能工作。避免这种感应电势产生的主要办法是采取屏蔽措施,例如电源变压器和输出变压器在装配时尽量远离放大器的控制栅极,将变压器的位置加以改变来找到它的漏磁,通过放大器金属屏蔽罩把电源变压器、输出变压器和放大器的控制栅极回路分别加以屏蔽,屏蔽罩一定要接地;或在放大器的输入网路(即控制栅极)和其他电极上串接一个几千欧到几百欧的小电阻,如图8中的Rek,这个小电阻对放大器的工作性能并没有什么影响,却能够大大减少控制栅极回路的交变磁场,因而消除寄生振荡,但最好的办法是在绕制变压器时,在初级线圈和次级线圈之间加一层金属屏蔽层,并将屏蔽层接地,如图9

   
     3
.机电干扰
   有些元件,如真空管,当受到机械振动时会产生较大的微音器效应,因而得到一个和机械振动相应的交变信号,当这个交变信号反馈到前级放大器的输人回路时,会使放大器产生白激振荡,而且它的频率在2002000Hz,正好是音频范围。若要消除这个“音频”干扰,必须用微音器效应小的真空管,如6N86N96N1l等,并在装配时加弹簧垫和橡皮垫圈,为了防止空气振动,在真空管管壳上加一个隔音罩就能消除。
  

    4.由电路方面引起的干扰
   胆机的阳极电源稳压(有些胆机电源未经稳压处理)不良会有一定的交流分量输出,引起内阻Za增大,当它流过G1G2的阳极回路时,G2的阳流Ia2Gl的阳流Ia1大得多,如果忽略G1阳流Ia1对电路的影响,其稳压输出电源Ea为: EaIa2·Z
  电压Ea会经过G1阳极回路输送到G2栅极控制电路,在满足一定条件时就会产生自激振荡,如图10
  Ea50Hz电磁场干扰的区别在于经过稳压后输出的交流分量对稳压输出来说主要是交流电源频率的二次谐波(100Hz)。减小这种干扰的方法是加强滤波器的作用。如图11中的LC3是去耦电路,在实际使用中,每级放大器都应该接这样的去耦电路,使胆机的音质较为理想。

  
     4
.不合理地线的布置引起的干扰
  在整个胆机中,如果地线布置得不合理,引起的干扰最为严重,如图12G1G2的阳流Ia1Ia2都通过接地线ab而回至电源负端,因为在ab段存在一定的漏电电阻,在该段引起的电位输入给G1控制栅极,使电路产生漂移(即ΔU),ΔU通过放大器放大后,ΔU就会在扬声器里发出刺耳的尖叫声使胆机无法工作。抑制这种交流尖叫的方法是,改变电源接地的位置,将各接地点分散开,在总电源负端加一个05μF的滤波电容,滤波电容的另一端接到机壳上,如图13。在这种情况下,放大器的Ia1Ia2就不会流过G2控制栅极回路,干扰的来源就彻底被消除了。


    5
.焊点不好引起的干扰
  其中较严重的是虚焊,所谓虚焊就是焊点从表面上看似乎已经焊牢,但实际上在焊点的地方并没有接触好,或时通时断,从而引起很大的干扰,会造成放大器工作不正常,在一台胆机中的焊点数目往往在上百上千个,虚焊点又很难找到,其中由虚焊点而产生的现象变化万端,容易造成各种错觉,以为是电路中其他方面的问题,因而容易被忽视。消除虚焊的方法是,在焊接过程中,必须严格遵守焊接规程,在思想上明确虚焊的危害性,才能够保证胆机良好地工作。


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