自制电子管功放的性能测试与提高经验
一、输出功率的测试与调整
1 输出功率的简易测试法
功放机装配调试好以后,总想了解一下本机的输出功率大小。在无正规测试仪表的情况可借助万用表来进行简单的估测。
图8-20是用万用表估测输出功率的示意图。
将CD、VCD、录音卡座等的音频信号,由新装好的功放机输入端注入,音量电位器置于最大位置。
将万用表拨到交流电压25V或50V档上。由于所测是交流信号电压,故表笔不分正负。测量时将两只表笔并联在功放机输出端子上或音箱两端。此时万用表针在不停地随着音频信号的强弱摆动,记下表针摆动最大时的电压数值。
计算方法如下:
额定输出功率 P=V2/Z
式中:V为所测得输出电压,Z为负载阻抗值。
在4Ω负载下,如测得的最大交流电压值为10V或12V时,则功放的额定输出功率分别为:
P1=V2/J=102/4=25W
P2=V2/J=122/4=36W
在8Ω负载下,如测得的最大交流电压值为12V或16V时,则功放的额定输出功率分别为:
P1=V2/Z=122/8=18W
P2=V2/Z=162/8=32W
因CD、VCD等音乐信号的输出电平,比音频信号发生器连续正弦波信号偏弱。用万用表测得的数值与交流电压有效值相接近,故可认为其数值为额定输出功率。如果用峰值功率来衡量时可加大4倍,即额定功率如为30W+30W时,而峰值功率即可达120W+120W。
2 增强输出功率的措施
如经上述简单的估测后,功放机的输出电压达不到要求的数值或输出电压较高,但失真与噪声显著偏大,则可进行如下的调试:
我们知道,一般声频放大器的输出功率有最大输出功率和最大不失真输出功率两个指标。最大输出功率表明功放的最大负载能力;最大不失真输出功率,表示功放的不失真放大能力。对于电子管功放,了解最大不失真功率更值得关注;所以在增强输出功率的同时,要照顾到整机失真度指标及其他性能参数。一味追求加大输出功率并不可取。
在保证失真度不致下降太多的前提下,提高输出功率的方法有以下可考虑的措施:
以上措施均有利有弊,不能两全。较可靠的方法是更换性能更好的电子管。如输出功率放大管由6P3P更换为EL34、6CA7、KT88等。更换电子管,必须考虑到原来的电源变压器、输出变压器等是否符合设计要求。如变压器功率余量的大小、高压电流的大小、滤波电容的耐压高低等各项性能是否符合要求。管脚的排列也要对应。
二、施加负反馈改善放大器的性能
对现代高保真功率放大器来说,如何减小功放的非线性失真,提高放大器的信噪比,拓宽频率响应,是至关重要的。
采用施加负反馈来改善与提高放大器工作的稳定性和各项性能指标,在国内外高保真功放系统中得到了广泛的应用。所谓“反馈”,就是把输出信号的电流或电压的一部分回送到输入端去调节输入信号的一种方法。反送回输入端的信号削弱了输入情号,使放大器放大倍数降低,称之为“负反馈”,反之,称为“正反馈”。根据反馈信号正比于输出电压还是电流,对于放大器来说则有电压反馈和电流反馈之分。要提出的是,功放整机加了深度的大回环负反馈以后,虽然放大器的性能提高不少,但对放大器瞬态响应、转换速率等性能却带来了不利的影响。所以负反馈的运用必须恰如其分、适可而止。
1,对放大器施加负反馈的好处
对放大器施加负反馈主要有如下作用
放大器的稳定性主要反映在放大倍数上。放大器的放大倍数会出于电压波动、温度变化等原因而随之变化。加入负反馈后,当放大倍数升高时,负反馈电压加在输入端使输入信号减小,放大倍数随之降低;反之,输入信号回升,放大倍数增高。由于控制信号取自输出信号,所以放大器可以作到输出、输入“相辅相承”,保持在一个相对稳定的工作状态下。 改善了放大器的频率特性
放大器的频率响应,反映了放大器的放大倍数随信号频率的不同而有所变化。负反馈可以使放大器因频率变化引起的放大倍数变化相对减小;尽管加入负反馈会使放大倍数减小,但却改善了放大器的频率特性,即频响展宽。 减小了放大器的非线性失真
电子管是一种非线性器件。所谓非线性是指电子管输出电压与输入电压之间的关系不是直线关系,也就说其输出、输入特性曲线不是一条直线。当你在输入端输入一个正弦波信号时,输出信号不是与输入信号波形一样的正弦波,而是发生了畸变,这就是说产生了非线性失真。加入负反馈后,输出信号的波形失真反馈到输入端,但由于失真的波形与输入端的波形相位相反,补偿了放大器的失真,使输出波形得到改善。
此外,负反馈对放大器的输入、输出阻抗也有一定影响。