Hi-Fi輸出牛的測量知識
發布時間:2010-05-25
中心議題:
筆者推薦的信號發生器(signalgenerator)是典型的XD-1,二手價僅人民幣300元左右;示波器(oscilloscope)也是最常用的雙蹤示波器SR-8,二手價僅千餘元人民幣。此兩件必用的儀器的價位較低,業餘發燒友很容易擁有,且完全可以滿足測試要求,非常實用(當然閣下若擁有其他高檔的儀器則更好)。輸(shu)出(chu)牛(niu)在(zai)正(zheng)規(gui)廠(chang)家(jia)一(yi)般(ban)均(jun)是(shi)用(yong)專(zhuan)用(yong)綜(zong)合(he)測(ce)試(shi)儀(yi)來(lai)測(ce)得(de),有(you)些(xie)數(shu)據(ju)對(dui)發(fa)燒(shao)友(you)來(lai)講(jiang),並(bing)無(wu)多(duo)大(da)意(yi)義(yi),用(yong)這(zhe)裏(li)簡(jian)單(dan)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa),即(ji)可(ke)測(ce)出(chu)輸(shu)出(chu)牛(niu)的(de)幾(ji)項(xiang)實(shi)用(yong)參(can)數(shu),且(qie)相(xiang)差(cha)不(bu)多(duo),很(hen)具(ju)使(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。
1:電感(inductor)
單端(single-ended)輸出牛由於存在嚴重的直流磁化,故在測量時須加入與實際工作電路相近的直流電流。如圖1,其中電源變壓器(宜用大功率的)提供交、直流兩種電壓,在被測輸出牛的初級同時通過交、直流兩種成分(模擬單端牛實際的工作狀態)。R係無感電阻(noniductive),(交流電流表難找,現用電阻降壓法取代交流表)用以顯示回路直流電流的大小。分別測量R上的交流電壓值UR、及輸出牛初級交流分量UL,然後按下式計算初級電感
L=U2•R/2πf•U1
注意,以上三表均不能用普通指針式萬用表,以免交、直流分量相互幹擾,使測試不準確(以下均同)。
推挽(push-pull)輸出牛,由於不存在直流磁化(或僅有少許的磁化)。可用圖的測試電路,給輸出牛的某一臂加入0~15mA的可調直流電流(若你的電路兩管電流完全相等,可不加直流)。其中:R≤0.05(2πfL),然後按下式求得:
L=R√(U/UR)-(1+r/R)/2πf,式中U為交流輸入電壓,UR係R上的電壓,r為輸出牛的初級(pri)內阻。
2、漏感(leakageinductance)
一般輸出牛的漏感僅幾毫亨~幾十毫亨,其值可用普通電感表或萬用表測得(一般測試頻率為1KHz、100Hz),此不祥述。
3、自諧振(resonance)頻率
無論是串聯或並聯諧振,最好不要落在音頻範圍內,以免破壞聽感。一般,出現在幾十KHz,有的可能在10KHz以內。業餘情況下可按圖3測量。其中,R係無感電阻(noniductive),其qi值zhi越yue小xiao越yue好hao,但dan須xu能neng保bao證zheng電dian壓ya表biao有you合he適shi的de電dian壓ya顯xian示shi。信xin號hao源yuan輸shu出chu固gu定ding的de電dian壓ya,然ran後hou調tiao節jie信xin號hao源yuan的de輸shu出chu頻pin率lv,當dang電dian壓ya表biao出chu現xian最zui小xiao讀du數shu時shi,查zha看kan信xin號hao源yuan的de頻pin率lv,此ci頻pin率lv即ji為wei並bing聯lian自zi諧xie振zhen頻pin率lv;當電壓表出現最大讀數時的頻率,即為串聯自諧振頻率。
4、頻率響應(freguencyresponse)
推挽(push-pull)輸出牛的測試電路如圖,其中R值等於初級阻抗的一半,RL等於輸出阻抗。先在將信號源的輸出電壓調至最大(最好將電壓升至輸出牛工作所需電壓),並記錄。然後調節輸出頻率,分別記錄下低頻、中頻(1KHz)及高頻時RL上的電壓UR低、UR中、UR高,再按下式計算:
低頻響應值(dB)=20lgUR低/UR中;
高頻響應值(dB)=20lgUR高/UR中。
R1匹配電阻。其阻值為變壓器初級阻抗與信號源輸出阻抗之差的值(用無感電阻)
RL為變壓器次級被測端的阻抗值(用無感電阻)
C1為隔直流電容,用30uf以上的無極性電容
C2為變壓器輸出匹配電容,一般用0.5uf
測試:
測試電壓,指變初級端信號電壓4V(RMS)激磁電流DC,按被變壓器初級最大電流值的1/10值
單端(single-ended)輸shu出chu牛niu,由you於yu單dan端duan牛niu中zhong有you直zhi流liu磁ci化hua作zuo用yong,故gu測ce試shi電dian路lu中zhong需xu加jia入ru直zhi流liu電dian流liu成cheng分fen。不bu過guo高gao頻pin段duan僅jin與yu漏lou感gan及ji分fen布bu電dian容rong有you關guan,為wei方fang便bian測ce試shi,在zai測ce高gao頻pin段duan頻pin響xiang時shi,可ke不bu加jia直zhi流liu成cheng分fen。圖tu5中R等於被測輸出牛的輸入阻抗(inputimpedance)。調節W使電流表A指示到輸出牛實際工作電流值,C1為隔直電容,其測試方法及計算公式與推挽(push-pull)牛相同。
5、輸入阻抗(inputimpedance)
輸入阻抗受初級電感、漏感(leakageinductance)及分布電容(distributedcapacitance)等的影響,在高及低頻段呈現出不規則的阻抗變化,有時誤差達30-50%。推挽(push-pull)牛的測試如圖6,在不同頻率段分別測量輸出牛初級的電壓UL,然後按下式計算:
輸入阻抗(inputimpedance)Z=RaUL/UaUa:Ra上的電壓;單端(single-ended)牛的測試同樣要加入直流電流,按圖7測試。調節W使A指示到正常工作電流。其餘測試方法及計算與推挽(push-pull)牛相同。
6、分布電容(distributedcapacitance)的測量
分布電容是由變壓器本身的結構,繞製工藝及材料等因素所形成。初級分布電容的測量電路見圖8,調節信號源的輸出電壓至最大(最好能升至工作所需電壓),然後改變輸出頻率。當輸出電壓指示最大時,表明電路產生諧振,此時的頻率為f(KHz)。然後按下式計算:
初級分布電容(pridistributedcapacitance)
C(pF)=25.3×10/2πfLs式中Ls係初級漏感(mH)。
次級分布電容(secdistributedcapacitance)的測量見圖9,調節信號源的頻率,當電壓表指示為最大時,即表明產生串聯諧振,此時的頻率為f(KHz)。次級分布電容C(pF)=25.3×10/2πfLsLs為次級漏感(mH)。初、次級間分布電容(pri-secdistributedcapacitance)的測量,可按圖10進行測試,將信號源的頻率調為15KHz,輸出電壓為17.9v。然後直接讀取電壓表的讀數,按10mV/pF計算即可。
對於輸出牛的耐壓及其他參數的測量,讀者可參閱其他報刊,此不複述。
以上測試僅是在輸出牛不工作或模擬理想的工作狀態下測得的,且是用純電阻做負載(load)。實際電路中的揚聲器是一個電抗(reactance)元yuan件jian,加jia之zhi分fen頻pin器qi的de影ying響xiang,往wang往wang使shi測ce試shi結jie果guo麵mian目mu全quan非fei。但dan這zhe種zhong通tong用yong的de測ce試shi方fang法fa仍reng具ju一yi定ding的de說shuo服fu力li。以yi上shang幾ji項xiang測ce完wan後hou,可ke再zai讓rang輸shu出chu牛niu在zai機ji工gong作zuo狀zhuang態tai及ji半ban輸shu出chu功gong率lv或huo滿man輸shu出chu功gong率lv狀zhuang態tai下xia進jin行xing測ce試shi,此ci時shi主zhu要yao對dui頻pin響xiang寬kuan度du及ji波bo形xing失shi真zhen等deng幾ji項xiang參can數shu測ce試shi即ji可ke。在zai小xiao功gong率lv狀zhuang態tai下xia測ce得de的de數shu據ju與yu前qian麵mian的de測ce試shi結jie果guo出chu入ru不bu大da,而er輸shu出chu功gong率lv越yue大da其qi結jie果guo越yue差cha,有you時shi相xiang差cha較jiao多duo,但dan一yi般ban廠chang家jia均jun不bu依yi滿man功gong率lv時shi的de測ce試shi數shu據ju為wei依yi據ju。
通過以上對輸出牛的自行測試,可讓業餘發燒友心中有個“底數”,對(dui)所(suo)聆(ling)聽(ting)之(zhi)膽(dan)機(ji)的(de)品(pin)質(zhi)有(you)個(ge)物(wu)理(li)上(shang)的(de)衡(heng)量(liang)。其(qi)音(yin)質(zhi)音(yin)色(se)如(ru)何(he),當(dang)然(ran)還(hai)與(yu)其(qi)他(ta)因(yin)素(su)有(you)關(guan),但(dan)也(ye)是(shi)仁(ren)者(zhe)見(jian)仁(ren),智(zhi)者(zhe)見(jian)智(zhi)之(zhi)事(shi)。有(you)人(ren)喜(xi)歡(huan)暖(nuan)色(se),有(you)人(ren)偏(pian)愛(ai)清(qing)秀(xiu)。但(dan)若(ruo)連(lian)以(yi)上(shang)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)不(bu)太(tai)好(hao)的(de)輸(shu)出(chu)牛(niu),無(wu)論(lun)電(dian)路(lu)如(ru)何(he)複(fu)雜(za),肯(ken)定(ding)也(ye)不(bu)會(hui)有(you)靚(liang)音(yin)的(de)表(biao)現(xian)(除非閣下的耳朵有問題)。經過以上的測試,閣下可以根據指標的不足或優點,合理的搭配周邊器材(如前級、揚聲器)及線材,讓閣下的功放達至最好的表現,或在品評一部膽機時“胸有成竹”。另外,還可以使一些中小型膽機廠,對自己所用的輸出牛有所了解,有所改進,使膽機市場步入健康發展的軌道。
- Hi-Fi輸出牛的測量要素
- 電感(inductor)
- 漏感(leakageinductance)
- 自諧振(resonance)頻率
- 頻率響應(freguencyresponse)
筆者推薦的信號發生器(signalgenerator)是典型的XD-1,二手價僅人民幣300元左右;示波器(oscilloscope)也是最常用的雙蹤示波器SR-8,二手價僅千餘元人民幣。此兩件必用的儀器的價位較低,業餘發燒友很容易擁有,且完全可以滿足測試要求,非常實用(當然閣下若擁有其他高檔的儀器則更好)。輸(shu)出(chu)牛(niu)在(zai)正(zheng)規(gui)廠(chang)家(jia)一(yi)般(ban)均(jun)是(shi)用(yong)專(zhuan)用(yong)綜(zong)合(he)測(ce)試(shi)儀(yi)來(lai)測(ce)得(de),有(you)些(xie)數(shu)據(ju)對(dui)發(fa)燒(shao)友(you)來(lai)講(jiang),並(bing)無(wu)多(duo)大(da)意(yi)義(yi),用(yong)這(zhe)裏(li)簡(jian)單(dan)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa),即(ji)可(ke)測(ce)出(chu)輸(shu)出(chu)牛(niu)的(de)幾(ji)項(xiang)實(shi)用(yong)參(can)數(shu),且(qie)相(xiang)差(cha)不(bu)多(duo),很(hen)具(ju)使(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。
1:電感(inductor)
單端(single-ended)輸出牛由於存在嚴重的直流磁化,故在測量時須加入與實際工作電路相近的直流電流。如圖1,其中電源變壓器(宜用大功率的)提供交、直流兩種電壓,在被測輸出牛的初級同時通過交、直流兩種成分(模擬單端牛實際的工作狀態)。R係無感電阻(noniductive),(交流電流表難找,現用電阻降壓法取代交流表)用以顯示回路直流電流的大小。分別測量R上的交流電壓值UR、及輸出牛初級交流分量UL,然後按下式計算初級電感
L=U2•R/2πf•U1
注意,以上三表均不能用普通指針式萬用表,以免交、直流分量相互幹擾,使測試不準確(以下均同)。
推挽(push-pull)輸出牛,由於不存在直流磁化(或僅有少許的磁化)。可用圖的測試電路,給輸出牛的某一臂加入0~15mA的可調直流電流(若你的電路兩管電流完全相等,可不加直流)。其中:R≤0.05(2πfL),然後按下式求得:
L=R√(U/UR)-(1+r/R)/2πf,式中U為交流輸入電壓,UR係R上的電壓,r為輸出牛的初級(pri)內阻。
2、漏感(leakageinductance)
一般輸出牛的漏感僅幾毫亨~幾十毫亨,其值可用普通電感表或萬用表測得(一般測試頻率為1KHz、100Hz),此不祥述。
3、自諧振(resonance)頻率
無論是串聯或並聯諧振,最好不要落在音頻範圍內,以免破壞聽感。一般,出現在幾十KHz,有的可能在10KHz以內。業餘情況下可按圖3測量。其中,R係無感電阻(noniductive),其qi值zhi越yue小xiao越yue好hao,但dan須xu能neng保bao證zheng電dian壓ya表biao有you合he適shi的de電dian壓ya顯xian示shi。信xin號hao源yuan輸shu出chu固gu定ding的de電dian壓ya,然ran後hou調tiao節jie信xin號hao源yuan的de輸shu出chu頻pin率lv,當dang電dian壓ya表biao出chu現xian最zui小xiao讀du數shu時shi,查zha看kan信xin號hao源yuan的de頻pin率lv,此ci頻pin率lv即ji為wei並bing聯lian自zi諧xie振zhen頻pin率lv;當電壓表出現最大讀數時的頻率,即為串聯自諧振頻率。
4、頻率響應(freguencyresponse)
推挽(push-pull)輸出牛的測試電路如圖,其中R值等於初級阻抗的一半,RL等於輸出阻抗。先在將信號源的輸出電壓調至最大(最好將電壓升至輸出牛工作所需電壓),並記錄。然後調節輸出頻率,分別記錄下低頻、中頻(1KHz)及高頻時RL上的電壓UR低、UR中、UR高,再按下式計算:
低頻響應值(dB)=20lgUR低/UR中;
高頻響應值(dB)=20lgUR高/UR中。
R1匹配電阻。其阻值為變壓器初級阻抗與信號源輸出阻抗之差的值(用無感電阻)
RL為變壓器次級被測端的阻抗值(用無感電阻)
C1為隔直流電容,用30uf以上的無極性電容
C2為變壓器輸出匹配電容,一般用0.5uf
測試:
測試電壓,指變初級端信號電壓4V(RMS)激磁電流DC,按被變壓器初級最大電流值的1/10值
單端(single-ended)輸shu出chu牛niu,由you於yu單dan端duan牛niu中zhong有you直zhi流liu磁ci化hua作zuo用yong,故gu測ce試shi電dian路lu中zhong需xu加jia入ru直zhi流liu電dian流liu成cheng分fen。不bu過guo高gao頻pin段duan僅jin與yu漏lou感gan及ji分fen布bu電dian容rong有you關guan,為wei方fang便bian測ce試shi,在zai測ce高gao頻pin段duan頻pin響xiang時shi,可ke不bu加jia直zhi流liu成cheng分fen。圖tu5中R等於被測輸出牛的輸入阻抗(inputimpedance)。調節W使電流表A指示到輸出牛實際工作電流值,C1為隔直電容,其測試方法及計算公式與推挽(push-pull)牛相同。
5、輸入阻抗(inputimpedance)
輸入阻抗受初級電感、漏感(leakageinductance)及分布電容(distributedcapacitance)等的影響,在高及低頻段呈現出不規則的阻抗變化,有時誤差達30-50%。推挽(push-pull)牛的測試如圖6,在不同頻率段分別測量輸出牛初級的電壓UL,然後按下式計算:
輸入阻抗(inputimpedance)Z=RaUL/UaUa:Ra上的電壓;單端(single-ended)牛的測試同樣要加入直流電流,按圖7測試。調節W使A指示到正常工作電流。其餘測試方法及計算與推挽(push-pull)牛相同。
6、分布電容(distributedcapacitance)的測量
分布電容是由變壓器本身的結構,繞製工藝及材料等因素所形成。初級分布電容的測量電路見圖8,調節信號源的輸出電壓至最大(最好能升至工作所需電壓),然後改變輸出頻率。當輸出電壓指示最大時,表明電路產生諧振,此時的頻率為f(KHz)。然後按下式計算:
初級分布電容(pridistributedcapacitance)
C(pF)=25.3×10/2πfLs式中Ls係初級漏感(mH)。
次級分布電容(secdistributedcapacitance)的測量見圖9,調節信號源的頻率,當電壓表指示為最大時,即表明產生串聯諧振,此時的頻率為f(KHz)。次級分布電容C(pF)=25.3×10/2πfLsLs為次級漏感(mH)。初、次級間分布電容(pri-secdistributedcapacitance)的測量,可按圖10進行測試,將信號源的頻率調為15KHz,輸出電壓為17.9v。然後直接讀取電壓表的讀數,按10mV/pF計算即可。
對於輸出牛的耐壓及其他參數的測量,讀者可參閱其他報刊,此不複述。
以上測試僅是在輸出牛不工作或模擬理想的工作狀態下測得的,且是用純電阻做負載(load)。實際電路中的揚聲器是一個電抗(reactance)元yuan件jian,加jia之zhi分fen頻pin器qi的de影ying響xiang,往wang往wang使shi測ce試shi結jie果guo麵mian目mu全quan非fei。但dan這zhe種zhong通tong用yong的de測ce試shi方fang法fa仍reng具ju一yi定ding的de說shuo服fu力li。以yi上shang幾ji項xiang測ce完wan後hou,可ke再zai讓rang輸shu出chu牛niu在zai機ji工gong作zuo狀zhuang態tai及ji半ban輸shu出chu功gong率lv或huo滿man輸shu出chu功gong率lv狀zhuang態tai下xia進jin行xing測ce試shi,此ci時shi主zhu要yao對dui頻pin響xiang寬kuan度du及ji波bo形xing失shi真zhen等deng幾ji項xiang參can數shu測ce試shi即ji可ke。在zai小xiao功gong率lv狀zhuang態tai下xia測ce得de的de數shu據ju與yu前qian麵mian的de測ce試shi結jie果guo出chu入ru不bu大da,而er輸shu出chu功gong率lv越yue大da其qi結jie果guo越yue差cha,有you時shi相xiang差cha較jiao多duo,但dan一yi般ban廠chang家jia均jun不bu依yi滿man功gong率lv時shi的de測ce試shi數shu據ju為wei依yi據ju。
通過以上對輸出牛的自行測試,可讓業餘發燒友心中有個“底數”,對(dui)所(suo)聆(ling)聽(ting)之(zhi)膽(dan)機(ji)的(de)品(pin)質(zhi)有(you)個(ge)物(wu)理(li)上(shang)的(de)衡(heng)量(liang)。其(qi)音(yin)質(zhi)音(yin)色(se)如(ru)何(he),當(dang)然(ran)還(hai)與(yu)其(qi)他(ta)因(yin)素(su)有(you)關(guan),但(dan)也(ye)是(shi)仁(ren)者(zhe)見(jian)仁(ren),智(zhi)者(zhe)見(jian)智(zhi)之(zhi)事(shi)。有(you)人(ren)喜(xi)歡(huan)暖(nuan)色(se),有(you)人(ren)偏(pian)愛(ai)清(qing)秀(xiu)。但(dan)若(ruo)連(lian)以(yi)上(shang)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)不(bu)太(tai)好(hao)的(de)輸(shu)出(chu)牛(niu),無(wu)論(lun)電(dian)路(lu)如(ru)何(he)複(fu)雜(za),肯(ken)定(ding)也(ye)不(bu)會(hui)有(you)靚(liang)音(yin)的(de)表(biao)現(xian)(除非閣下的耳朵有問題)。經過以上的測試,閣下可以根據指標的不足或優點,合理的搭配周邊器材(如前級、揚聲器)及線材,讓閣下的功放達至最好的表現,或在品評一部膽機時“胸有成竹”。另外,還可以使一些中小型膽機廠,對自己所用的輸出牛有所了解,有所改進,使膽機市場步入健康發展的軌道。
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