业余制作高质量音响电路的要求

随着社会的发展和生产的需要，人们对音响设备的质量要求越来越高，要求朝高保真、立体声、高抗噪和高效率等方面发展并日益完善。

广大无线电爱好者常常利用自己的余暇制作各种各样无线电电子装置。制作实用音响电路的基本目标是“以最低的成本，最简单的电路来满足实际应用的需要”。为了实现这一目标，需要从总体设计方案的拟定、电子电路的选择、电子元器件的合理选用、工艺结构的合理设计等几个方面进行努力。由于业余无线电爱好者设计音响电路的要求与正规产品的设计有所不同，它多是为特定的使用环境制作适用于所处环境及要求的设备。因此，在拟定整机的性能指标和选择电路时可以根据实际需要删繁就简，或有目的地加强某些功能。在选择电路和元器件时，它不受批量生产要求的限制，可尽量选用简单而又有效的。这样不仅可以降低成本、简化电路，还能提高整机的可靠性和实用性。

目前，收音机、录音机、扩音机等音响设备的许多零部件已标准化、系列化，其电路形式也大体定型。因此，我们完全可以直接引用现成的单元电路，按照一定的规则直接组合设计成实用音响电路。其各类单元电路经实践证明均实用而有效，同时，对每个单元电路中的元件数据既可以直接引用，也可以加以修改，或取其设计思路另行设计电路。

采用现成的单元电路组合设计实用音响电路时，一般可以按下述步骤完成：①根据实际需要拟定整机的各项技术指标或要求；②根据拟定的技术指标考虑整机的电路结构方框图；③根据整机的技术指标和结构方框图估算整机的增益，各级电路的增益和分配关系；④考虑对各级电路的基本技术要求；⑤根据对各级电路的技术要求查相关资料，寻找适合的现成实用的单元电路；⑥检查所选用的各单元电路在相互组合时，前后级间的信号电平、相位以及阻抗是否匹配。在不相匹配的两级电路之间应插入电平、相位或阻抗变换电路；⑦检查所选各单元电路的电源电压是否和整机的供电电压相适应。如果不相适应，应重新计算其直流偏置电路的参数；⑧确定各单元电路之间的电源及偏置电路的联接方式，并在其间加接必要的退耦滤波电路，以防各级之间通过电源产生寄生耦合而造成自激；⑨根据选定的各单元电路绘制出完整的电路图，并验算各单元电路组合后是否能满足整机所要求的各项技术指标；⑩考虑并确定整机的结构及工艺设计。

合理选择和正确使用电子元器件，对保证音响电路的稳定性和可靠性及降低成本具有决定性作用。选用电子元器件时，一般应从功耗、频率响应、温度系数、寄生参数的影响等多方面进行考虑。各种电子元器件都不是理想的元件，它们的性能、参数，往往随结构、温度、工作频率、电压等因素的影响而变化，甚至丧失原有的功能。

为了在音响电路中能自由运用电子元器件，我们必须对元器件的结构、性能有充分了解。例如：（l）晶体管：①集电极电流很小而h\(_{fe}\)很大的平面型晶体管，其1／f噪声往往很小。一个好的低噪声晶体管，必然具有大的电流放大系数和小的漏电流；②普遍高频管作低频放大。由于它的结厚度特别薄，容易出现隧道效应而引起高频自激，故低频放大一般不要选用fT大于300MHz的超高频管。（2）电阻器：①除热噪声外，有直流流过时其不连续的介质使电流参差不齐地流过电阻，从而产生过剩噪声。电阻值越大，温度上升越高，产生的噪声越大；②碳膜电阻阻值大于100kΩ时，它的噪声特性就变坏，尤其是在加有直流电压的低电平电路中更要注意。因此，要避免在高电压下使用高值电阻；③电阻器的额定耗散功率越大，电阻膜越厚，则噪声越小。故在音响电路中选用电阻的额定功率应有足够的富裕量；④在特别要求低噪声的低电平的音响电路中，一定要使用温度特性和频率特性都优良的金属膜电阻，如录、放音放大器输入级的偏置电阻、发射极电阻等应优先选用金属膜电阻；⑤选用电阻器最重要的一点是其引线帽端点的接触要良好。安装时引线不能拉得太紧或引线弯得太靠近电阻体，以免绝缘层产生裂痕，使噪声变大。（3）电容器：①存在一定的串联电阻和并联漏电阻而产生热噪声，但通常可忽略，在音响电路中不会成问题；②卷绕式的纸介电容和涤纶电容由于存在较大的寄生电感，如果用作甚高频电路的旁路电容，其性能会十分低劣，甚至造成高频或超高频寄生振荡，使电路无法正常工作；③在音响电路中，通常耦合电容器都采用电解电容器，在漏电流大时会引起噪声，尤以前置放大器的输入电容器为甚。故前置放大器的输入电容漏电流越小越好，最好采用钽电容器或固体铝电容器；④铁电瓷介电容具有体积小、容量大的优点，但其温度稳定性很差，如果把它作为某机振荡级的谐振电容，会导致频率不稳定，从而影响整机的稳定性；⑤电解电容器反接过后，在一段时间内会产生噪声。所以接入电路中的电解电容器在任何时候都不能接成反极性，这在某些级间耦合时是要加以注意的。（4）电源变压器：对于高质量音响电路而言，选用电源变压器应具有静电屏蔽，而且初级引线要加屏蔽，整个变压器以漏磁通越小越好。为此：①可在变压器外绕上短路铜皮环（见图1）；②使用C型铁心；③装置用铁制的外屏蔽壳，并在其内壁敷以硅钢片；④选择最佳安放位置，使干扰影响最小。（5）开关：其接点的接触电阻会随触点的接触条件而变，从而产生噪声。为此，选用开关的关键是接点要可靠，并防止尘埃、焊剂、润滑油等造成接点污染。

此外，在集成电路、电感、磁芯等元器件中，也存在上述类似的情况。并且，各种电子元器件都有其诸如耐压、功耗、温度范围等额定的使用极限性能参数。如果超额使用，会造成损坏或发生故障。因此，合理地选择和正确地使用电子元器件是制作高质量无线电音响电路装置的重要措施。

在制作实用音响电路过程中，按设计好的电路图进行装配之后，还必须经过调试才能达到要求的性能指标。在调试时，往往会出现“交流声、寄生振荡、工作不正常”等现象。这些弊病大多都是由于安装和布线制作工艺不合理而产生的。

电子电路的制作工艺是一门实验技术，它虽然有些原则和规律可循，但要系统地从理论上阐述清楚可就难了。目前，主要是凭实践经验行事，通过在实践中不断总结成成功与失败的经验教训，再来用于实践。

一般来说，在实用电子音响电路的制作工艺上，应注意以下诸方面的问题：（1）合理地布置整机和印刷板上各部分电路元器件的安装位置和走线。例如：①电源变压器应尽量远离小信号电路，变压器铁芯应与金属底板垂直，并选取最佳安装取向，使漏磁通产生的干扰为最小；②各级放大电路和元器件的布局以按照在原理图上的连接顺序排成直线形式为佳。反之，如若各级交叉排列，就很易于相互影响，产生自激或干扰；③不同作用的引线不宜平行（如高电平信号线与低电平信号线），各级走线应尽可能短些，必要时还要考虑它们的位置和方向的影响，以防产生寄生耦合或辐射干扰；④对于电磁场辐射较强的元件和对电磁场感应较灵敏的元件，应加以屏蔽或远离电磁场辐射源；⑤小信号电路的输入线和地线（包括印刷电路板上的走线）不要构成环状或靠近变压器等辐射电磁场的元件，以免拾捡干扰信号（如将一导线围成面积10cm\(^{2}\)的圆，则当1高斯50Hz的交流磁场垂直穿过此截面时，在导线的开口处可感应出30μV的电压；在50～100W的电源变压器附近，泄漏磁场往往高达数十高斯，会对小信号电路产生显著干扰。）；⑥交流电源引线一定要采用双绞线，以使两根导线产生的总磁通相互抵消。并且，要单独走线，防止感应干扰；⑦电位器、开关等至印刷电路板的连线较长时，应使用适当安装线直接连接。不要在印刷电路板上走线，更不要采用印刷导线。（2）适当的屏蔽。例如：①对采用场效应晶体管或电子管的高阻抗小信号电路及其控制元件应加以屏蔽，其走线要短并采用屏蔽线，或采用直流电压遥控电路，以减小交流声干扰；②用屏蔽线传输信号时，最好用图2所示方法，以保证不与地线构成环路。屏蔽层只在接地端接地。屏蔽线对电磁感应的屏蔽作用较差，故也不能随意走线。（3）注意整机及印刷电路板上的地线布局和接地点的选择。合理地选择电子电路的接地点是提高整机性能、减小干扰的关键措施之一。接地不合理往往会引起交流声和高频、中频自激，或造成高频、中频谐振曲线严重畸变而产生失真等故障。设计整机布线和印刷电路板时，安装地线应遵守的原则是：①各级回路的接地点应尽可能靠近，尽量采用“一点接地法”。特别是本级基极和发射极回路的接地点要集中在一点接地，不应通过其它级的接地线来连通。尤其对高、中频回路更应加倍注意，否则极易造成自激或谐振曲线畸变等现象；②各级地线的连通应按功放、激励、前置、检波、中放、变频、高放的顺序走线。或者，将低放各级的地线分别汇集到功放级的接地点，高、中频各级的地线分别汇集到检波级地线，然后与电源地线相连，以免地线紊乱使信号交叉耦合而产生不稳定现象或自激；③若印刷电路板安装于大金属底板上，它与大底板的固定处不可作为地线（即印刷电路板在此处应无铜箔），要采用专门连接线由印刷电路板上信号输出处的接地点连向大底板。在高、中频与低频印刷电路板分开的场合尤其要这样；④对于调频收音机和电视机的高放、中放等工作频率较高的电路，以及输入阻抗和灵敏度都较高的低频电路，在印刷电路板排线时应采用大面积接地和用地线包围接线端的方法，以减小电路之间的寄生耦合和静电感应；⑤对于整流电路，由于存在大容量的平滑电容器，其上的电流要比负载电流大5倍。故而也应采取一点接地法，不使电流流过接地点（见图3）；⑥为防止公共电源形成电路间噪声耦合的通道而要设置退耦电路。当退耦电路分别对几个电路供电时，仍以一点接地为好。（4）电源滤波电容和稳压电源的采样点应按图4所示的方式连接，以减小大电流线上的压降和纹波干扰，这样能有效地抑制交流声。（吴兴源）