消除音量控制电位器旋转噪声

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在功能较为完备的半导体收音机里,一般都装有一只为获得不同放音响度的音量控制电位器。这只电位器往往在旋转时会出现“呼、呼”的噪声声音。有的收音机可能新买来时就有此毛病,有的则是使用过一段时间后发现,随着使用期限的延长,噪声越来越大。这种嗓声对于一台质量完好的收音机来说,是不应当存在的。当然出现这种毛病,更换一只电位器,情况也许会好些,但这样不一定能够解决问题,往往用过一阵子以后,毛病又会重新出现。那么怎样才能把这噪声彻底消除呢?下面就谈谈这方面的问题。

首先,我们看看为什么旋转电位器时会出现噪声,它与哪些因素有关。

从电位器的结构来看,它是一只金属转动触点(即滑动接触部分)压在碳膜层上旋转,借以获得不同阻值的元件。电位器的金属转动触点和碳膜层之间的压力紧,接触良好,旋转噪声就小,压得松旋转噪声就大。新买来的半导体收音机,电位器是新的,它的金属转动触点和碳膜层之间的压力较大,所以旋转噪声很小。电位器使用的次数多了,这一压力逐渐减小,旋转噪声也就逐渐增大。其次,电位器的碳膜层所用的材料和它的均匀性,对于噪声也有直接关系,所用材料不同,旋转栗育也不一徉。碳膜居愈不均匀,旋转嗓声也愈大。第三,旋转噪声和电位器的旋转速度也有关,一般在旋得较快的时候感到“呼、呼”声严重,转得缓慢时则觉得好些。第四,旋转噪声和加到电位器两端的直流电压有关,直流电压越大,流过电位器碳膜层的直流电流也越大,旋转噪声也就越大。根据试验,如果我们如图1所示,将一只电位器R\(_{1}\)与一功率增益为80分贝左右的低频放大器相连(若放大器功率增益过低,旋转噪声较小,问题不易看出),R2为该低频放大器的负载(相当于收音机中的扬声器),在电位器的两端加以不同的直流电压U\(_{1}\),按照一定速度旋转电位器,即可读出负载R2两端旋转噪声电压的最大值U\(_{2}\)。根据旋转噪声最大输出功率PSC=U\(_{2}\)\(^{2}\)/R2,我们可以得出如图2的关系曲线,并可看出它们之间基本上成直线关系。P\(_{SC}\)的绝对值大小,实际是由电位器旋转速度,电位器碳膜层材料及其均匀性,以及电位器金属转动触点与碳膜层的压力等因素所决定。

图1
图1 🔍原图 (419×477)

根据图2的曲线可以看出,如果电位器两端的直流电压U\(_{1}\)=0,旋转噪声最大输出功率PSC便等于零,实际上就等于消除了旋转噪声。因此我们只要用一只电容器将电位器上的直流电压隔开,也就可以彻底解决这一问题。

图2
图2 🔍原图 (1914×779)

让我们再来看看音量控制电位器在电路中所处的地位,进一步了解如何实际应用上面所讲的方法。图3是一台七管半导体收音机电路图(熊猫B—701型),R\(_{16}\)为音量控制电位器,它在电路里是作检波器D1的负载,检波后的直流电流也要流过它。这部分电路单独画出来如图4,流过R\(_{16}\)的直流电流为I1,其流向如图中箭头所示,在R\(_{16}\)上建立的直流电压为U1。

图3
图3 🔍原图 (428×490)

为了消除R\(_{16}\)的旋转嗓声,可以如图5在它的前面加接一只10微法的电解电容器CA,将R\(_{16}\)上的直流电压隔开,此时直流电压U1就全部降在CA上。同时在电容器的前边,还要加接一只5.1千欧的电阻R\(_{A}\),作为二极管检波器D1检波电流的直流通路,此时直流电流I\(_{1}\)就仅仅流过RA而不流过R\(_{16}\)了。

图4
图4 🔍原图 (635×277)

也可以将电容器C\(_{A}\)接在电位器R16的下面(图6)。这样它也可以隔去R\(_{16}\)中所流过的直流电流,同样起到消除旋转噪声的作用。但是这样接法有一个缺点,因为电容器CA有一定的容抗。假设C\(_{A}\)为10微法,则对于音频400赫的信号来说,其容抗为\(\frac{1}{ωC}\)=1;2π×400×10×10\(^{-}\)6≈40欧。即当电位器转动触点完全旋至最下面时,对于400赫的信号,它相当于图7所示的分压器,这样就出现电位器“关不掉”的现象。对于强电台信号,这种现象特别严重。

对于电子管收音机同样也可能有这种旋转噪声问题,但是一般是在半导体收音机中较为严重。这是由于半导体收音机的低频放大器的增益较高,电位器旋转噪声被放大得更大的缘故。例如图3的线路,采用三级低放,其功率增益约在80分贝左右,增益是很高的,不用上述方法,电位器旋转噪声往往很难完全避免。

上述关于消除音量控制旋转噪声的原理和方法,也可以用于扩音机和一般电子管收音机中。(谢钜铮)