音響放大器電流聲的成因

音響放大器電流聲的成因

　　有很多朋友經常受到放大器的「電流聲」困擾今天學習啦小編就來為大家講講電流聲的成因。

　　電流聲的類型

　　各人對「電流聲」定義不一，先要找出你遇上哪一種「電流聲」。

　　超過一半的情況下，都不是接地出了問題。「電流聲」更加不是由靜電引起。但綜觀不同朋友的描述，「電流聲」都是：

　　● 連續不斷的噪音

　　● 噪音的響度頗為穩定

　　● 通常都是低頻噪音

　　電流聲的導致情況

　　綜合各方朋友的遭遇，「電流聲」可籠統歸納為以下幾種情況引致：

　　電源漣波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍聲 (Humming)

　　感應噪聲 (Pick-up noise) 包括人體拾波噪聲 (Body pick-up)

　　線路板走線 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)

　　不良地線噪音 (Ground noise) 及循環接地 (Ground loop)

　　機內布線及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)

　　交流啍聲的成因

　　交流啍聲的成因是電源濾波器設計不當，甚或偷工減料，導致市電的交流電訊號有一部份溜進了放大器。這種電流聲的特色是頻率很低，大部份情況下都很微弱，要把耳朵貼著揚聲器才聽到，而且即使把音量調到最低，噪音依然存在。

　　濾波電容 (水塘)，除了容量愈大愈好外，其等效串聯電阻 (ESR) 也是愈小愈好!

　　這是電流聲中最常見的一種。一般情況下一些平價的山寨放大器較易遇到這種情況，反而 DIY 的放大器較少遇上這問題，為甚么呢?因為這種電流聲最普遍的成因是電源濾波器用料不足，濾波電容器的容量不足，一些平價產品因為吝嗇于昂貴的大容量電容器(俗稱水塘)，所以比 DIY 放大器更容易出現問題(因為一般人 DIY 都會不惜工本)。

　　如何解決這種電流聲?那要看看你的放大器是使用外置還是內置變壓器(火牛)，如果是使用內置變壓器，情況較為復雜，需要把水塘換上更大容值的電容器，甚至增加電容器的數目，數只電容器并聯時其容值會相加，但這種方法會受到機內空間所限，需要隨機應變。

　　由于這個噪音的頻率很低(100Hz)，而且通常都很輕微，若碰上小口徑的揚聲器，這些廉價放大器往往可以蒙混過關，不過想檢測電源漣波噪音，有一個很簡單的方法，只要在放大器開啟時用手摸一摸低頻單元的震膜，若在無訊號或音量調到最低時仍感受到揚聲器的震膜震動，這便是一個很明顯的交流啍聲的證據。

　　如果是用外置變壓器(例如一般迷你放大器)，當然以上的方法都適用，但有另一個更簡單的做法──換上一個開關式電源變壓器(SMPS) ，問題便會迎刃而解!

　　很驚訝吧!首先開關電源的音質是不是很差，但是單就解決交流啍聲，開關式源變壓器的確有立竿見影之效。(當然使用開關電源可能會誘發另一問題，往后有機會再詳細探討。)

　　原理：

　　我們用的市電為交流電，但是放大器必須以直流電操作，所以電源變壓器(火牛)除了負責把 220V 的電壓升/降至合適的電壓之外，還擔任著把交流電轉變成直流電的角色，這個過程叫「整流」。在放大器內最常見的整流方式為「橋式整流」，橋式整流會把市電的交流電變成變化不定的直流電，技術一點來說，這是一個包含著 50Hz x 2 = 100Hz 交流訊號的直流電源，我們稱之之為「漣波」，而這個 100Hz 的漣波若未能清除掉，便會讓它溜到揚聲器，形成噪音，由于這些漣波的頻率都很低，所以需要很大容量的濾波電容 (水塘) 來把其吸掉。

　　為何開關式電源變壓器可解決交流啍聲?因為開關電源的操作頻率并不是 50Hz 或 60Hz，而是動輒過十萬Hz，愈高頻的漣波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉)，況且它的操作頻率遠超于耳朵及揚聲器的工作范圍，所以電源的漣波噪音一不能在揚聲器上再生 (頻率太高)，二更不能被耳朵接收再傳到大腦 (都是頻率太高)，那又何來噪音?

　　電流聲的其他成因：

　　1. 濾波電容失效(俗稱干塘)

　　由于濾波電容成本高、體積大，一般情況下都不會選用耐高溫的電容，所以在發熱量高的功率放大器中，水塘往往會是壽命較短的零件。

　　2. 輸出功率管偏置電流失調

　　輸出功率管需要在一定的偏置電流下操作，若此電流值因種種原因增加了，導致放大器的靜態電流不尋常地上升，也會增加水塘的負荷，從而加強了交流啍聲。

　　3. 訊號地 (Signal ground) 與大地 (Earth) 即地線接上了，這個情況我們會在 Ground loop 部份詳細分析。

　　4. 變壓器的電磁干擾，這個情況會在 Wiring and shielding 部份詳細分析。

　　備注：

　　濾波器的規模隨著放大器消耗的電流量而提升。

　　甲類放大器因需要龐大的靜態電流，因而令電源漣波噪音更易被察覺，所以濾波器的規模往往很大。

　　電容器的等效串聯電阻 (ESR) 愈低，其濾波性能愈佳。

　　除了并聯電容器以增加電量容，也可以串聯電感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 濾波，但成本較高。