音频放大器漫谈

音频放大器是收音机和扩大机的主要部件，它的性能的优劣，决定着这些设备的使用价值。怎样才能够设计和制造一具优良的音频放大器呢？下面的短文将供给您一些技术上的参考。

音频放大器是交流电放大器的一种，它放大的交流频率范围是30—15000周，也就是人耳所能听到的整个频谱。放大器的性能决定于下面几个参数：1．总增益——放大器输入至输出端的功率放大倍数，普通用“分贝”表示，2．末级最大输出功率，以“瓦”表示，3．在最大输出时，输出波的“畸变度”——即失真程度，用输出波中谐波强度的百分数来表示，4.频率响应——在规定的工作频域内放大器对不同频率放大的平直度，5．工业效率——放大器输出的最大音频功率与所消耗的电源总功率之比。在一定的场合下，上面的参数并不需要全部得到满足。这样，可以比较经济合理。例如，设计一具便携式的演讲用扩音机，首先应该考虑的是总工业效率，而对于音质——谐波失真和频率响应，可以稍为马虎些。如果设计的是录音或电影用扩音机的话，那么，应该考虑的就是音质而不是工业效率了。

目前虽然有了晶体管和某些具有放大能力的磁电元件，但在突用场合下，电子管仍旧是音频放大器的主要构成元件。因此，设计放大器之前，对于所用电子管的程式和性能必须充分考虑。在一具放大器内，除了末级或末前级的电子管用来作功率放大外，其他各级都是用来作电压放大的，它们以具有锐截止栅极的五极管最为合用。这类管子常用的程式有6J7、6SJ7、6AU6等等，其次是高放大系数的三极管如6SQ7、 6SL7、 6SF5、6AT6等等。五极管的优点是放大倍数高，每级最高可达200以上，输入阻抗高，对高频率的放大效力好，屏极电源中的交流波纹影响小；缺点是线路较繁复。三极管虽不具有五极管的那些优点，但它的线路简单，有些三极管还附有二极管可兼作检波，可以一管二用，在不需要级间增益特别高的地方, 三极管配上较低的交运电阻可以得到很好的音质。五极管中有些增益特别高的金属管如6SH7、6AC7等最好不用，它们是比较难服侍的，工作不稳定,杂音高，虽然增益高些还是得不偿失。放大器第一级的电子管增益不宜过高，装置要特别谨慎，由于第一级的输入电平非常低，只要有些微的杂音混入，将严重地影响放大器的质量。杂音的来源主要由于灯丝电源的交流感应和对栅极的漏电，在这点上有栅帽的较老式管子如6J7要比较新的6SJ7好些，更老式2.5伏丝压的管子如57，可能比 6.3伏丝压的更好些。除了交流的哼声外，电子管受震动或者受强烈光线照射时，也能产生各种杂声，所谓“微音器效应”就是前级电子管受震动后产生非常讨厌的哼呜声。考究的放大器第一级都是用特殊的管子如1620、 5879、12AX7等，这类管子国内很难购到，比较实用的办法是利用花生式的小型管如6AU6等作第一放大管，把它用金属隔离罩罩起并采用有弹性橡皮垫圈的管座，这类电子管内部结构坚实、杂音低，市场上也很易买到，使用起来和特殊抗微音管子效力差不多。如果要求染音特别低的话，可以如图1把6AU6的屏极和扼制栅极接地，把帘栅极当作屏极作三极管使用，这作为一具高级放大器的输入级是非常适用的。

末级功率放大管——强放管三极管中如2A3、6B4等，功率灵敏度虽低，但它们输出信号的失真度比高灵敏度的五极管或集流四极管要低得多，对阻抗变化的负荷如一般场声器的适应性也比五极管和集流管好。在一般情况下，输出部分负荷的变化只能使三极管的输出电力降低，没有其他害处。但是同样的情况，对五极管和集流管如果电路中没有负回授装置的话，就可能产生很大的失真，甚至使帘栅极过热而缩短电子管的寿命。具有适当负回授的五极管或集流管的放大级是比较理想的，可是电路结构比较复杂，小型机很少应用。

功率放大级电子管的工作方式一般中小型放大器末级功率放大级所用电子管的工作方式都是用甲类或甲乙类，除了小型收音机外，放大级都是采用双管推挽放大，在需要减少电源消耗的场合下（如利用电池作电源的机件）大都采用乙类放大，而大型强力放大器为了提高效率也都是用乙类放大。一般地说，乙类放大的音质没有甲类或甲乙类好，特别是输入信号较低的情况下失真很大，乙类放大的激励级和电源供给方面要求也很高。

电子管的品质和新旧程度电子管的品质优劣和它的新旧程度对放大器有决定性的影响，特别是前级放大管，旧的或劣品的管子真空度不高或结构欠佳，都是杂声的根源。真空度的高低，在同类管中可以用栅回路电阻变化时对屏流的影响程度来决定它们的优劣。如图2的接法，当开关SW扳至1时；栅极直接接至阴极；扳向2时，栅极经高电阻R\(_{g}\)接至阴极。开关双向扳动时记下屏流的变化，变化愈小的管子真空度愈高，内部杂音也愈低。Rg愈大，屏流的变化愈容易看出，好的管子当R\(_{g}\)由零变化至5兆欧时，屏流的变化几乎是不可觉察的。用这个方法测试功率放大管时应注意Rg不要超过1兆欧，否则，有烧坏电子管的可能。

音频放大器所用的另件不外乎电阻、电容器和电感 （变压器扼流圈）等。电阻最好是线绕或炭膜式的。前级放大级电路中的交连电阻，炭膜式要比普通实心炭质电阻的杂音低得多，而且阻值也不易变更，这点对于使用在负回授电路里的电阻也同样重要。线绕电阻应该用在需要阻值低消耗功率大的地方，如分压电阻等。各种半瓦以下的炭质电阻阻值不稳，容易变值，最好少用。高阻值小功率的线绕电阻，例如10千欧5瓦的，绕线很细易断，在这种情况下宁可用炭阻并连使用比较可靠。电阻的功率容量要适当选择在位置不太挤的底板内，能有50%的附加容量已够安全，即电阻的安全容量（瓦）= 1.5×电阻值（欧）×通过电阻的电流平方。普通炭膜式电阻和国产的实体炭阻外部仅有薄层防潮油漆，这类电阻应避免与其他零件或底板碰触，以免打穿短路。

音频放大器中用在栅路交连的电容器，漏电值愈小愈好，如果容量小，最好采用云母的，如容量在0.01微法以上，可以用油浸纸介的。交连电容器如果用纸介的应避免采用方形铁壳的所谓“浴盆式”的，因为它对铁壳的杂电容相当大。不得已采用时，应将外壳对地绝缘以免影响高音频的响应。云母电容器必须是浸透峰腊的，否则极易受潮变质。交连电容器漏电，将使下一级放大管栅负变低并影响低音频的响应。傍路电容器漏电不十分严重时对工作没有什么影响。

音频放大器中电解质电容器应用也很广泛，这类电容器除寿命短外，对温度的适应也很差，温度在50℃以上时泄漏电流上增很快，温度在零下时容量会很快的降低，因此对于它的使用特别是我国南方和东北地区是应该给予考虑的。

放大器制成后往往工作得不很满意，甚至不能工作，最常见的现象是音质粗糙、汽船声、交流哼声、狂啸以及末级电子管极间或零件间在强信号时发生电花击穿现象等等。这些故障发生的原因由于：1．高频的寄生振荡，2．电源回路中的公共阻抗回授振荡，3．级与级间电磁屏蔽不良或者是对交流电源产生的杂散磁场隔离不够。高频寄生振荡绝大部分发生在末级的功率放大级中，发生的原因由于放大级输出输入部分存在着某些电感。例如输入或输出变压器的漏感经过屏栅容量或者其他杂交连产生振荡，振荡频率是在高频或超音频的范围内，它的振荡电压的峰值很高，能产生断线性火花，损坏电子管或零件。这种振可以连续发生或者随音频频率的变化而断续发生，也有只在信号最强时才伴随产生，在这种情况下，放大器的音质非常粗糙难听，好像沙喉咙的人突然提高嗓子唱歌一样，医治它的办法并不难,只要用适当的电阻(约5—20千欧）串联一只0.001微法的电容器并联到输出和输入变压器的屏端或栅端，另外在接近放大管插脚的地方，栅极串联一只500欧的炭阻，屏极串联一只50欧的炭阻，就可以完全消除（图3），所用电阻和电容的数值最好由试验决定，同时这两种措施不一定都要用上。电源回路的公共阻抗振荡，在高增益的放大器中是很容易发生的，这种振荡的频率可以从几分之一周到数十周，听起来像汽船马达的“拍拍”声，这种振荡比较难予消除，特别是放大器各级的低频响应特别好的时候。比较有效的办法是在放大器每级电源输入部分都加用RC式滤流网路，也称为反交连电路，如图4。为了避免电源的公共阻抗交连，电源整流器的内阻应尽可能的低，供给前级放大级的电源最好加装电正稳定管如VR150、VR105、STV280／80等。加了稳压管的电源，内阻是很小的，这不但可以消除汽船声的振荡，而且可以非常有效的降低电源中的交流波纹哼声，比大容量的滤波电容器有效得多。另外一个避免发生汽船声的简单办法，就是根据需要与可能，合理地设计放大器的低频部分的响应，不盲目地追求“倍司” （低音）。有些爱好者没有很多地注意这个问题，从实验中多数人的听觉证明，没有相应高音频配合的“倍司”是容易使人们听觉疲倦，产生不快的感觉的，因此在设计放大器时，如果因为条件不够不能采用全音程的话，低频断绝点最好放在120周左右，这样是防止汽船声很有效的办法。

高增益的放大器内，电源感应或漏电而引起的交流哼声是很伤脑筋的问题。采用铁质底板的比采用其他金属底板的容易引起交流声，原因是铁的导磁率很高，可以把微弱的泄漏磁通引导得很远。在铁底板上装置变压器应该把它们用非铁性的材料垫起，在上述底板上装置合扑式电源变压器是很不妙的。输出和输入部分的变压器在底板上的相关位置要由试验决定，它们和电源变压器的位置也是这样。由于干扰的磁通方向是多样的，特别是附近有铁质材料时变化更多，因此互成直角的排列方法在实际上不一定有效。如果地位和重量不是一个问题的话，电源供给部分最好与放大器分开装置，这样虽然笨重些，但是对于放大器的音质是非常有利的。（珣）