放大器频响曲线的测绘和调整 - 电子管扩音机测试指标的精密调整

　　即使是自行DIY.也有必要通过测试绘出放大器频响曲线.频响曲线可以发现很多其他单项测试难以发现的问题。频响测试只需一台声频信号发生器，和一台交流毫伏表。若无毫伏表，有10MHz的普通示波器也足可应对。最简单的测试方法见下图b,信号发生器应选用频率范围OkHz—lOOkHz的产品.被测放大器接入额定纯电阻作负载.业余条件下可采用示波器测量输入、输出信号的峰一峰值作为幅度比较单位，以省去换算的麻烦。测试时首先置信号发生器于lkHz.幅度为lvP-p输入放大器，调整放大器音量使额定负载电阻两端有3Vp呻的信号电压(此时约为1W的输出功率)。然后从低端到高端选择连续的不同频率，重复进行测试.测试过程中在每次更换频率后，用示波器确认输入信号为1Vp-p(此时不能再调音量控制)，得H{不同频率下输出的峰值。测试频率点在100Hz以内每IOHz选点.lkHz以内每100Hz选点,lOkHz以内每lkHz选点,lOkHz—lOOkHz则每lOkHz取测试点。测试全部频率点后计算每点频率输H{信号峰值，与1KHz输出峰值的比，取对数得到各频率下输出的分贝数L.如下式：

　　L(dB)=20LgElp-p/Exp-p上式中，EIVp-p为lkHz输出峰值，Exp-p为其他各频率点输出峰值，单位为V，算出各频率点比值取对数后为L(dB)。用标准对数标度的坐标纸，将L值在Y轴上作点，相应频率以X轴对应.连接各点则成为一张在输出功率1W时测出的频响曲线.如下图a中的例子，可以看出某功放频响30Hz—20kHz,为OdB.-3dB的频响则为10Hz~30kHz，从频响曲线中还可计算高低端频响下降的斜率，以判断放大器是否存在自激的隐患。如下图a的曲线高端从20kHz开始下跌.到40kHz时降低为-4dB(音响中将频率一倍的变化称为一倍频程OCT表示)。由下图a可看出，其下降斜率为-4dB/OCT.而40kHz—80kHz则达到-8dB/OCT。无论低端还是高端下降斜率过陡时，都存在自激的隐患，限制了负反馈的反馈量，低端下降斜率过大，当频率低到10Hz以下时电源滤波的效果及退耦作用变差.使多级放大器(二级以上)有自激的可能。从而形成在大信号触发下产生阻尼振荡，使声音变得混浊不清，无层次可言。

　　从频响曲线中确认有否扩宽频响的必要。如欲使高低频一ldB的频率得到扩展，低端延伸的关键点是选取电感量大的输出变压器.使输出端时间常数达到基准频率10Hz,即要求初级电感在10Hz时的感抗不低于初级负载阻抗的3—5倍.再低则输出变压器成为庞然大物。高端频率的延伸对电压放大器而言，只要采用较低的板极负载电阻即可轻松达到。对输出级而言，关键在输出变压器的分布电容.如选用最佳负载阻抗较低的功率管，可降低对分布电容的苛求。

　　改善频响特性除扩展高低频率以外，可使高低频下降斜率在12dB/OCT以内。为延缓低端下降斜率，一般采取参差补偿法.将放大器中2—3级时间常数电路(包括RC耦合电路和输m变压器)的转折频率相互错开，使斜率变缓。三组转折频率中，频率最高的一组转折频率可与频响曲线开始下降频率相等.甚至略高。因此，使输出变压器转折频率为此转折频率是最简单的.可以不过分增大初级电感。其他两组为RC耦合电路构成转折频率.应与上述频率保持15Hz—20Hz的距离.例如OdB20Hz~20kHz的总频响曲线.将输出变压器转折频率定为20Hz,驱动器输出耦合电路取为10Hz.前级与驱动器之间耦合电路取为1Hz左右，则既可达到20Hz的低端频响，也可使低端下降斜率保持在低于12dB/OCT的水平。驱动器耦合输出电路下级为输出级，功率管对最大栅极电阻值有限制.故取转折频率中间值。另一前级输出RC耦合电阻、下级Rg都取470kΩ左右，只要将耦合电容选用0.33μF～0.47μF优质电容器，则转折频率可轻易达到1Hz左右。

　　综上所述，对低端频响不足的调整只作两种调整即可奏效，一是更换输出变压器，对输出负载阻抗为5000Ω者最小初级电感应不低于80H.最佳负载阻抗为lOOOOΩ者初级电感应不低于160H.以确保输出级低端转折频率在20Hz以下。二是将前置级输出耦合电路电容增大为0.33μF，另一耦合电路只要0.047μF足矣。以此参差法调整，可使低端频响在20Hz以下，同时低端下降斜率低于-12dB/OCT。

　　高端频响的延伸受到分布参数的影响.特别是各级放大器分布电容的影响，而分布电容的调整控制几乎不可能.所以一般是采用较低的负载电阻，降低分布电容对转折频率的影响，尽量提高转折频率。过高的高频响应会使放大器稳定性差，相移的增大也使施加负反馈更困难.所以在提高高端频响的同时，采用阶梯法人为设定频响的高端频率。为了使高频下降斜率不过大，一般不采用直接并联电容的方式，而是采用RC串联网路在高端截止频率之前先以较缓斜率使高频下跌，先下一台阶再进入截止频率，则使高频下降斜率大为减小。目前胆机频响上限在40kHz以下.为了避免40kHz以上高频响应引起自激等负面效应，一般是在前置级之输出端并联接人RC网路，与板极负载阻抗配合形成在60kHz左右有12dB/OCT的下降斜率。由于板极负载多在47kΩ以上.RC网路常由30pF~270pF的小电容和4.7kΩ—16kΩ电阻串联组成.改变此电容器可改变高端转折频率，改变电阻值则可改变衰减斜率。