农村广播站的扩音机,播出来的声音要自然,要和原来说的话、唱片或录音机所留下来的声音一样,否则就是“失真”,也就是声音走了样。严重的失真可以用耳朵听得出来,不过等到人们听到这样的播音,已经太迟了。要事先知道会不会有失真,用简单的伏特表和欧姆表测量一下还不能决定。正规的“失真度”测量仪器构造是很复杂的,但是也有些简单而巧妙的办法可以帮助我们解决问题。
测试失真的意义
扩音机是个放大器,输入微小的音频电压,就输出数百伏的音频电压,输入的电压怎样波动,输出的电压也怎样波动,输出和输入的波形完全一样,才是没有失真。但这是很不容易做到的,往往输入只有一个频率,输出会有许多新的频率;输入若同时有几个频率,输出就会有更多的新的频率。新的频率愈多、愈大,便是失真愈严重,“失真度”愈大。这些新频率中间,以“谐波”最常出现。例如输入一个1000周的频率,输出里会出现1000周和2000,3000,4000周等许多频率,这里1000周是“基波”,是原来有的频率,其余的都是“谐波”,全是新的频率。这些原有的和新产生的频率都混在一起,要把所有谐波和基波分开来,决定在输出里这些谐波的电压占整个电压的百分比是多少,便是我们要测试的目的。换句话说,我们所求的“失真度”可用下面的公式来表示:
失真百分数=
测试原理

我们要介绍的简单失真度测试仪,是一个“音频电桥”。最简单的电桥要有四个“臂”,每个臂都是用电阻、线圈或电容器等元件做成的。图1的电桥四个臂都用了同样的电阻R,当我们把音频电源接到桥上的两点a、b上时,在c、d两点间就没有电压。这样的情形我们说电桥是“平衡”了。所以用一个电位器P接在c、d两点间在P上用电压表来量是没有读数的。如果4个臂的阻抗不完全一样,就可以发生不平衡的现象,在P上用电压表便能量出电压来。根据图1的原理,在我们实际测试所用的音频电桥各个臂上,除了各用一只没有电感的电阻R外,还另外在相对的两个臂上各串联了一个线圈L,电容器C和一个开关K。我们需要一个音频电源,把音频电源的频率调整到400周(因为这是一般测试扩音机、放大器和喇叭的标准频率),将400周的音频电夺接到扩音机的输入端,扩音机的输出端再接到电桥上,在音频电源的输出端和电桥c、d两点间的电位器上各接一伏特表来量电压,这样便构成了图2。

测试时,先断开两个开关K,这时图2实际就等于是图3,扩音机输出的基波和谐波都通过P,在P上量得的电压是和基波及谐波的总含量成正比例的。第二步将两个开关K合上,因L、C的大小是配好了的恰好对400周起串联谐振,尽管L或C的电抗比R大得多,但它们对400周的串联阻抗极小,所以对基波来说,这时电桥的情形和图1一样(图4a),是在平衡的状态,P上量得的电压不会含有基波的成分,而对所有谐波来说,L和C的电抗都很大又不能相互抵消,所以谐波电流很不容易通过,这时电桥的情形(图4б)对谐波来说实际等于图3,结果P上量得的电压就只和谐波的总含量成正比例。



把第一次量得的结果用第二次量得的结果一除,再乘上100,就得到“失真百分比”的数值。前后两次电位器P滑动臂的位置应当不变,音频电源的输出电压也应当不变(看电压表可以调整)为了简化计算,第一次可滑动P使电压表的指数是10或其他方便读数,看第二次的读数立刻就得到了失真百分数。例如第一次读数是10,第二次次是0.8,失真百分数就是8%。

像桥臂R这种没有电感的电阻是很容易自制的,图5便是它的绕制方法。
线圈L和电容器C只要能满足对400周谐振及对800周阻抗极大的条件,可以任意配制。很显然的,L的电感量需要很大,它的感抗才会大,所以C的电容量并不需要特别大。假定R=100欧,L在400周的感抗最好大于R10倍即至少1000欧,那么L应当等于\(\frac{1000}{6.28×400}\)=0.4亨。C应当于1;6.28×400×1000=0.4微法。在P上接的电压表愈灵敏,R可以愈大,L也要愈大,C就可以更小。
这个电桥还可以用来测试任何一个放大级的失真。发现失真度超过20%,就应当检查各级的电压或输出推挽放大极是否平衡,做必要的调整。(吴波)