放大器頻響曲線的測繪和調(diào)整 - 電子管擴(kuò)音機(jī)測試指標(biāo)的精密調(diào)整

　　即使是自行DIY.也有必要通過測試?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)測試難以發(fā)現(xiàn)的問題。頻響測試只需一臺聲頻信號發(fā)生器，和一臺交流毫伏表。若無毫伏表，有10MHz的普通示波器也足可應(yīng)對。最簡單的測試方法見下圖b,信號發(fā)生器應(yīng)選用頻率范圍OkHz—lOOkHz的產(chǎn)品.被測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量輸入、輸出信號的峰一峰值作為幅度比較單位，以省去換算的麻煩。測試時首先置信號發(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呻的信號電壓(此時約為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)行測試.測試過程中在每次更換頻率后，用示波器確認(rèn)輸入信號為1Vp-p(此時不能再調(diào)音量控制)，得H{不同頻率下輸出的峰值。測試頻率點(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取測試點(diǎn)。測試全部頻率點(diǎn)后計算每點(diǎn)頻率輸H{信號峰值，與1KHz輸出峰值的比，取對數(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)比值取對數(shù)后為L(dB)。用標(biāo)準(zhǔn)對數(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軸對應(yīng).連接各點(diǎn)則成為一張?jiān)谳敵龉β?W時測出的頻響曲線.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，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以下時電源濾波的效果及退耦作用變差.使多級放大器(二級以上)有自激的可能。從而形成在大信號觸發(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.使輸出端時間常數(shù)達(dá)到基準(zhǔn)頻率10Hz,即要求初級電感在10Hz時的感抗不低于初級負(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。對輸出級而言，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級時間常數(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)折頻率是最簡單的.可以不過分增大初級電感。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)動器輸出耦合電路取為10Hz.前級與驅(qū)動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)動器耦合輸出電路下級為輸出級，功率管對最大柵極電阻值有限制.故取轉(zhuǎn)折頻率中間值。另一前級輸出RC耦合電阻、下級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1Hz左右。

　　綜上所述，對低端頻響不足的調(diào)整只作兩種調(diào)整即可奏效，一是更換輸出變壓器，對輸出負(fù)載阻抗為5000Ω者最小初級電感應(yīng)不低于80H.最佳負(fù)載阻抗為lOOOOΩ者初級電感應(yīng)不低于160H.以確保輸出級低端轉(zhuǎn)折頻率在20Hz以下。二是將前置級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，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。