新制作或维修前后的胆机都需要进行测试,下面参照有关资料简要介绍一下胆机测试的问题: 一、静态检测及调整 (一)、电路检测及调整 功放焊接后在不不插电子管不通电情况下,按照电路图,从后至前逐一检测接线、变压器、电阻的阻值,发现短路或阻值不符的应及时排除故障。用指针表欧姆档(黑表笔接正极,红表笔接负极),测试直流高压输出端,指针迅速摆动后应缓慢回到起点(如果有泄放电阻则会到其相应阻值处)。测试结果与电路图符合后,接通电源从整流、功放、推动、前级逐级插上电子管,边插边观察,如发现灯丝不亮、打火、冒烟等故障要及时排除,一切正常后方可进行下一步测试。 (二)、电压、电流测试及调整 (1)、静态测试不加输入信号,为了安全应接上音箱。机器预热30分钟以上,从整流部分开始由后往前逐级测试静态电压和电流,电源电压要求±10%以内,测出的电压、电流误差不超过±10%视为合格。为了方便,电流可以通过测试阴极电阻、屏极电阻(包括输出变压器直流电阻)以及帘栅极电阻的电压降来换算。固定偏压功放为了测试方便,常在阴极串接一10欧姆的电阻,通过测试其电压降,可以得知屏极电流,有的机器把栅负压调节电阻安装在底盘盘面上,便于调整。测试数据应记录下来,方便判断电子管衰老程度以及维修、调试。在测试过程中发现问题应逐一排除,并记录下来。 需要注意的是,电子管手册给出的屏极电压、帘栅极电压为屏极或帘栅极到阴极的数据。在设计电路特别是自给偏压电路时必须注意。但一般情况下为了测试制作方便,很多资料、包括生产厂家提供的电路图标注的电压均为对地测量值。下面EL34单端功放电路,屏极电压标为为264V,阴极电压为13.9V,如果是指屏阴极电压,则总电压应当为277.9V,已经超过了270V直流高压,显然是不可能的。该电路屏极电压实际为250.1V,帘栅极电压为256.1V。再看第二个图里Vbb为直流高压,注意下面表里的电 压值也标为Vbb, ![]() 一点初学者务必分清。 ![]() ![]() 测试时使用万能表,指针的、数字的均可,视个人习惯。如同时具备两种表使用较灵活。指针表要选择灵敏度高的(如20K/V)以减少测试高内阻电路的误差。 ![]() (2)、静态电路的调整 静态电压、电流如果与设计要求不符,可以参照以下原则进行调整: 1、电压 调整整流电路的降压电阻或滤波电容,更换整流管(内阻:晶体管<旁热管<直热管)。电压的变化也会带来电流的变化,因此电压变化后应重新测试电流。 2、调整电流 电子管工作电流的变化会引起音质变化,电子管的屏极静态电流与栅极负压及屏极电压有关,一般可以通过改变栅极电阻来调整电流,栅负压影响跨导,因此如果偏差较大,应考虑换管。前级放大管可以通过调整降压(退偶)电阻阻值来改变电流,多极管的屏极电流受帘栅极影响较大,调整帘栅极电压可改变屏极电流。SRPP直耦电路有多个调节点,包括阴极电阻、退偶电阻、直偶电路后级的阴极电阻。 静态测试合格后才能进行下一步指标测试。电源电压不稳定的地区,可加调压器或稳压装置(其输出波形应当为正弦波)。 二、指标测试 胆机测试指标依据为IEC-268-3(GB-T9001-1998)标准 测试仪器:负载(电阻4、8欧姆功率大于功放额定输出功率的一倍、音箱)、音频信号发生器(20Hz~200KHz正弦波、方波) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 频率20Hz~500KHz、最低分辨率0.2mV,图为2173、DA-16毫伏表,双针毫伏表现在使用较多)、失真仪、示波器(模拟式通用型带宽1M以上)。 ![]() 仪器按以下方式连接: (1)、 失真度 ![]() #p#分页标题#e# 图①为平衡输入电路接线方法,图②为非平衡输入电路接线方法 ,输出端接示波器观察波形失真情况。 (2)、互调失真、方波、瞬态特性测试 信号发生器——功放——示波器 毫伏表 (3)、其它 ![]() (一)、频率特性 (1)、测试 仪器设备连接如(3),采用电阻做假负荷。功放的音量控制开到最大位置,信号发生器输出正弦波信号,电压保持为额定灵敏度的1/3。如额定灵敏度200mV则信号电压为67mV;额定灵敏度为350mV,则信号电压为117mV。信号发生器输出阻抗应小于被测功放输入阻抗。 以1KHz频率读数为基准,测试不同频率(如:10、20、30……100、200、300……1K、2K、3K……、10K、11K、12K……20K、21K、22K或16Hz、20Hz、30Hz、40Hz、60Hz、80Hz、100Hz、120Hz、160Hz、200Hz、240Hz、320Hz、400Hz、640Hz、800Hz、1KHz、1.2KHz、1.6KHz、2KHz、3.2KHz、4KHz、6KHz、8KHz、10KHz、12KHz、16KHz、20KHz、24KHz等频点)的输出电压,在特性变化比较明显的转折点取样间隔可以密一些,特性较平坦的地方取样间隔大些。示波器则用来观察波形失真及自激振荡等引起的波形异常。高保真音响要求频响范围内增益变化不超过基准频率的±1dB,其允许电压变化幅度为-0.891~1,122,电压变化在规定值以内的是该功放的频响范围。频率响应用dB(电平)来表示,以1KHz频率输出电压(0dB为基准)对其他频率输出电压的比值的对数形式即某频率(f)的电平(dB)=20lgfHz输出电压/1khz输出电压。 (2)、影响频响的因素 整机频响较差的原因:负反馈较小,负反馈电阻阻值变大;低频特性较差原因有:输出变压器初级电感较小,耦合电容容量较小;高频特性不好的原因有:输出变压器漏感、分布电容较大,电子管极间电容较大;某一频段突出:分布电容与漏感形成谐振,自激振荡;左右声道频率特性不平衡,多数是由以上几方面参数不等造成的。 (二)、谐波失真测试 仪器设备连接如(1),采用电阻为假负荷,信号发生器输出正弦波信号。 由于放大电路的非线性使信号波形变化,产生很多谐波,各高次谐波含量均方根和与基波的比例为总谐波失真(THD)。 失真仪的工作原理,首先测试设备输出信号的总电压有效值,然后用基波滤除网络滤去基波(GB/T9001-1998标准规定在测试音响放大器谐波失真与噪声时,应当加具有-18dB/oct陡峭衰减特性的22.4Hz~22.4KHz的带通滤波器),再测试出剩余谐波电压的有效值,与总电压有效值的比为有效失真度。失真仪测得数据减掉信号发生器的失真度和仪器本身失真度,才是功放的失真度。由于高保真功放失真度较小,因此失真仪不宜使用准确度较差的老设备。失真仪还可以用来测试噪声,同时也可以单独使用其毫伏表部分测试音频信号。 测试信号频率应覆盖频率特性范围,信号发生器输出电压为功放额定灵敏度电压。 失真度与功率与频率有关,如果不标明测试频率范围或输出功率,则该数据没有任何意义。 人耳对能觉察到5.2%的二次谐波失真和4.4%的三次谐波失真。普通功放总谐波失真不超过10%的功率为额定功率或不失真功率。高保真胆机的总谐波失真应小于1%,胆机的谐波分布是是二次谐波最强,三次谐波渐弱、四次谐波更弱,推挽电路使二次谐波失真抵消,单端功放丰富的二次谐波产生浓厚的“胆味”。而石机的总谐波失真尽管可以做到0.1%以下,但是直到10次谐波都保持一定的能量,因此与胆机相比在听感上有明显的差别。 产生失真的原因:输入信号峰值大于栅极负压,耦合电容漏电,电源内阻过高、前级极帘栅极电压不稳,栅负压取值不当极自给偏压阴极电阻阻值变化引起工作点偏移,倒相电路不平衡,推挽管电流不对称变压器有直流通过,负反馈不对称等。 (三)、互调失真测试 仪器设备连接如(2),采用电阻假负荷,信号发生器输出7KHz正弦波信号,同时外接50Hz正弦波调制信号(可取自灯丝电压),3KHz高通滤波器,示波器。 ![]() (四)、方波测试 根据方波通过功放后的波形变化,可以了解功放的过度特性,便于判断频率特性和失真原因。仪器设备连接如(2),信号发生器输出方波,负载接扬声器,示波器。 输出功率为额定功率的10%~20%,方波频率可选择100Hz、1KHz、10KHz等频点。 ![]() ![]() (五)、瞬态特性测试仪器设备连接如(2),信号发生器输出方波,负载接扬声器,示波器。瞬态特性可用转换速率表征,输入10KHz方波,利用示波器在输出端测试波形前沿,一地步为基准,计算出从0.1到0.9的上升时间,转换速率为V/μs。高保真功放的转换速率应大于10V/μs。 ![]() (六)、输出功率(最大输出电压)测试 仪器设备连接如(3),采用电阻假负荷,信号发生器 (1)、输出功率测试 调节信号发生器输出正弦波信号电压,同时用示波器观察波形,在波形不失真的情况下,使功放输出尽可能大的功率,此时毫伏表测得的电压为Uo(也可以通过示波器读出封-峰值得出)最大输出功率P=Uo平方/负载电阻。 (2)测试前置放大器的最大输出电压时,其输出端接额定输出阻抗的电阻,按照上述方法测得的输出电压,为最大输出电压。前级最大输出电压2~3V。 输出功率偏差的原因有屏极电压不极帘栅极电压不符合标准,工作点变化。输出功率不足先检查前级增益,如果增益过低引起推动电压不足,可以检查前级电子管的工况,也可以调整负反馈电压,如果高压和推动电压都符合要求,屏极电流过低则是功放管老化。左右声道输出功率不平衡可以通过调整负反馈电压解决。 (七)、信噪比测试 测试仪器为(3)在第(六)项测试完成后,将功放信号输入端短路,音量电位器旋转到最大位置,用毫伏表测得的电压为输出端噪声电平Un,第(六)项功率测试测得最大输出电压Us之比以对数形式表示噪声电平(dB),N/S(dB)=20lgUn/Us为信噪比。优质功放仪器信噪比达到80dB以上。由于人耳的听觉对1-1.5KHz的灵敏度最高,因此用宽频带测试出的噪声与人耳的感觉不符,所以需要采用 A计权,使用频响曲线与40方等响度曲线(见文后附图,方是响度单位,有的资料方加口字旁)对应的滤波器,用dBA表示噪声电平,A计权条件测出的信噪比要比宽带测试值大5~6dB。因此噪声参数需要标明测试条件。 胆机的噪声包括:来源于电阻的热噪声,来自电子管的散粒噪声、闪烁噪声及颤噪效用噪声(话筒或微音效应),来自不同材料吧完全接触的接触噪声以及交流声等。 (八)、输入灵敏度测试,仪器设备连接如(3),采用电阻假负荷,信号发生器。输入灵敏度为最大不失真输出功率时的输入信号电压,一般功放失真度<10%,高保真功放失真度<1%。测试电路如(2),输出端接假负载电阻。信号发生器输出1KHz正弦波,输出功率达到第(六)项测试毫伏表测出负载电阻上的电压U=√P/Ro时,其输入信号电压就是输入灵敏度。如果用dB(电平)表示则输入电平(dB)=20lg输入电压/0.775V。0.775V为0dB标准,600欧姆负载阻抗1mW功率的电压,√0.001X600=0.775V。前级输入灵敏度100mV,一体机输入灵敏度200mV~350mV,后级600mV。 输入电平超过灵敏度标准,说明增益不够;低于灵敏度标准,说明增益过高,容易引起过激。原因参照输出功率测试项。 (九)、阻尼系数测试 阻尼系数是功放的一个重要参数,胆机的阻尼系数=RL/Rp(RL为 输出变压器初级阻抗。rp为电子管屏极内阻)系数越大对扬声器运动的控制能力越强,可以改善扬声器是瞬态响应,使其做到令行禁止。由于三极管的负载阻抗为内阻的2~4倍,如300B为3.97~4.4,2A3为3.13;多极管负载阻抗为内阻的0.1~0.25倍,如6V6GT为0.1~0.11,6L6G为0.11~0.13,EL34为0.133,三极管的阻尼系数为多极管的8~40倍,多极管超线性接法和三极管接法可以明显提高阻尼系数,负反馈电路可以提高阻尼系数,多极管阻尼系数大于4才能有较好的控制能力,大于10则可以得到满意的低频放音效果。 阻尼系数测试,需分别测出功放的输出阻抗和负载(扬声器)阻抗。也可以采用下面简便方法,仪器接法(3),信号发生器输出100Hz或700Hz正弦波信号,电压为额定灵敏度,在额定阻抗负载电阻Ro上用毫伏表测出电压值Uo,然后把负载阻抗减少为Ro/2,测得电压为Uo',阻尼系数= Ro(Uo-Uo')/(2Uo'-Uo)。 三、其他测试 (一)输出变压器的测试 (1)、直流电阻 推挽电路要求两侧直流电阻误差不能超过5%,质量好的不能超过1% (2)、变比 同直流电阻 (3)、绝缘性 利用摇表测试。 (4)、初级电感 初级电感决定最低频率,测试电感需要RLC电桥,数字表的电感档或指针表加交流电测试。次级开路,测得初级电感,电感读数与测试频率有关,单端输出变压器直流成分会影响电感量。推挽电路要求两侧电感误差不超过5%,质量好的<1%。单端输出变压器及扼流圈通过调整空气隙可以改变少许电感量。 (5)、漏感 漏感和杂散电容决定最高频率, 将次级短路,测得的电感值为该变压器漏感,一般变压器漏感小于电感的1/100,质量好的<1、200,优质的变压器可以达到1/15000。超线性接法对变压器质量的要求比较苛刻。 (6)、波形测试 输出变压器的测试最好在额定功率条件下实际电路里完成,小信号的测试数据和波形没有实际意义。利用信号发生器的正弦波与方波信号,扬声器负载与示波器。 (二)、喇叭谐振频率测试 如图 ![]() 叭不能装在音箱极障板上(测试音箱及障板谐振频率除外)信号发生器输出电压=√PR P为标称功率,R为标称阻抗,y阻值为R的10倍,信号发生器由高频到低频,当毫伏表指针摆动幅度最大时的频率就是谐振频率。 (三)、定压功放输出电压调整率测试 定压功放使用深度负反馈,使输出电压不超过一定幅度(不是不变)。定压功放测试电阻R=U平方/P,输入1000Hz正弦波信号,调整输入电压达到额定功率的输出电压U,然后将负载电阻加大一倍,测得输出电压U2,U2不超过1.35U1(2.6dB),去掉负载进行空载测试,U2不能超过1.35U1。如果超出较多说明负反馈电路有问题。 四、简易工作室的建设 (一)、基本仪器及其代用 工欲善其事必先利其器,除了常用的万能表、RLC电桥以外,现在二手仪器较便宜,可以根据经济条件添置一些。 (1)、信号源 音频测试信号源包括20Hz~20KHz正弦波、方波。较常用的XD22、建伍203、固纬8016G(函数带频显)等,添置设备时不要考虑电子管等老型号产品(收藏除外)。2002年11期《无线电》杂志CD盘包括20Hz~20KHz正弦波、扫频信号、白噪声、粉红噪声、褐噪声及分频段信号。广播电台播音前的试机信号为1KHz正弦波信号,可以录制下来供测试使用,自制信号发生器有LC振荡电路、RC振荡电路、文氏电桥、8038函数信号集成块等可选择,能够满足业余测试需要。 (2)、毫伏表 满足20Hz~20KHz频率,最低分辨率0.2mV,较常用的SX-2172,以及双指针的。如果有失真仪可以省去。高频毫伏表可以测试音频。有些位数较多的数字表测试频率较高可以替代毫伏表。400Hz以下正弦波信号可以使用普通数字表,测试频率较高的信号电压,可以使用音频毫伏表为标准,得出不同频率的测试误差进行校正。 下面数据是数字表MS826OF(33/4自动档)与自制毫伏表对照数据,函数发生器正弦波信号,测试过程没有调整信号输出旋钮,可以证明虽然数字表标记频率范围是40~400Hz,实际在2KHz范围内读数是可靠的。读数随频率的变化可能与线路电容偏大有关,如果有更标准的表作依据结果更准确: 频率 50Hz 100Hz 200Hz 400Hz 800Hz 1000Hz 1500 2000Hz 毫伏表读数V 3.04 3.05 3.04 3.02 3.00 2.99 2.94 2.89 数字表读数 3.042 3.039 3.038 3.033 3.015 3.006 2.957 2.892 相对误差% + 0.066 -0.36 -0.066 +0.43 +0.5 +0.54 +0.43 +0.066 自制一台毫伏表也很简单,这是利用100微安表头自制的毫伏表 ![]() ![]() 面的是本人利用CA3140运放和1mA表头自制的毫伏表, ![]() ![]() 满足业余测试要求。 (3)、 失真仪 常用的失真仪有BS-1(BS-1A带示波器)、固纬201G、建伍171等,要求能够测试20Hz~20KHz频带,失真度0.01%。失真仪主要由毫伏表和基波选频网络组成,下图是毫伏表测试1KHz点频失真测试附加装置, ![]() (4)、示波器 胆机测试可使用20M以上的双踪模拟示波器,二手设备尽量选择型号、成色较新的。示波表、虚拟示波器可以替代。 (5)、电子管测试仪 业余条件下在电子管灯丝通电的情况下,利用指针表的最小电流档,正表笔接阴极,负表笔接其他极,测试电流大小可判断发射能力,与新管的数据对照,如降低30%以上可以认为老化。 (二)、工作室电气条件 电源 工作室的电源要求稳定在220V±10%之内,条件允许可以加净化稳压装置,如果长期偏高或偏低可以接调压器,本人利用高士功放的200W变压器12+12V次级与初级串接成自耦调压器(注意相位),可长期负荷1KW功率。 为避免电气干扰,一些测试仪器工作时要求接地,因此工作室需要一棵良好的地线,楼房里可利用金属自来水管,平房可用铜棒、三角铁等埋入地下(加点活性炭、盐等)。不能利用电源的地线和天然气管线。 因为是要点,有的问题点到而已,否则变成一本书了。本人虽然接触过不少专业设备,也有高级职称(与电子技术无关),但仍旧属于业余爱好。有些问题存在不同意见(如关于阻尼系数的定义及计算),我只能按自己的观点进行解释,没有精力参与争论。初学者通过不断实践自然会明辨是非,拙文能起到抛砖引玉的目的,就心满意足了。 编写时参考资料很多,对原著作者深表感谢,不一一列出了! 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