【技術分享】前置擴大機的測試方法

當自己買了一部前置放大器或放大器時,說明書上用了許多的曲線圖來說明此部放大器的各種特性,而這些曲線代表什麼?怎樣得到?或者自己動手裝了一部放大器時,怎樣知道此部放大器的各種特性與自己設計的特性是否相同?本文所要說明的就是前置放大器的各種特性及其測試方法。

前置放大器的特性有下列幾種:

一、音質控制放大器(Tone Control Amp簡稱TC)的輸入輸出特性。

二、TC的頻率響應特性。

三、等化放大器(Equalizer Amp簡稱EQ)的輸入輸出特性。

四、EQ的頻率響應特性。

五、殘留雜音與S/N比特性。

六、濾波器(High Filter, Low Filter)的特性。

七、響度(Loudness)的特性。

八、串音(Crosstalk)特性。

首先看圖一,它是前置放大器的方塊結構圖,輸入端有Phono, Tuner, Aux, Tape;輸出端有Rec Out和Pre Out。要測試的方塊如圖二,先簡單說明測試的原理: 信號產生器產生音頻信號,頻率範圍是10Hz至100KHz,其輸出經一可變衰減器,此衰減器可把音頻信號衰減至2mV,其輸出阻抗為600歐姆,把衰減器輸出的信號接至被測前置放大器的輸入端,同時也接至開關S1的A點上,前置放大器的輸出端接至開關S1的B點上,再並聯接於示波器和電壓表上;示波器是用來監視波形的變化,電壓表可用交流電壓表或是dB表均可,它用來讀出數據用。測得的結果用曲線來表示就用到單對數表格紙和雙對數表格紙,如圖三。

各項特性測試的方法步驟如下:(參考圖一、二)。

一、TC的輸入輸出特性: 

1. 把前置放大器的Volume開最大,Bass和Treble旋至Flat或0的位置,同時把所有的Hi Filter, Muting, Loudness都放在OFF的位置。

2. 把Function開關旋至Aux。

3. 可變衰減器輸出接前置放大器的Aux端,輸出端的Pre Out接S1的B點。

4. 調信號產生器的輸出頻率為1KHz。

5. S1放在B點。

6. 調整可變衰減器使示波器上的正弦波幅度達最大而且無如圖四所示的失真波形,此即為無失真的最大輸出電壓,同時在電表上讀出為5V。

7. 把S1放在A點,由電表讀出輸入電壓為1V。

9. 重覆步驟5至8,輸出電壓1V時,輸入為0.2V,輸出0.2V時,輸入為40mV。圖五中的(B)、(C)二點。

10. 在圖五中連接(A)(B)(C)三點,此直線即為TC的輸入輸出特性曲線。有此曲線可知TC的輸入電壓應在多少時,輸出端才配合你的功率放大器的輸入信號。

11. 計算此級的增益如下: 如取(B)點,則1V/0.2V=5,若換成dB表示為

二、TC的頻率響應特性(Frequence Response)

1. 接法與測試一相同。

2. 輸出電壓為最大不失真輸出電壓的-20dB至-30dB,我們取-20dB的話,則最大不失真電壓為5V,那麼輸出電壓為0.5V,調變衰減器使輸出電壓為0.5V,設此0.5V為0dB,記下0.5V。(振盪頻率仍為1KHz)

3. 調信號產生器的頻率為2KHz,3KHz,5KHz……時,分別記下電壓表的讀數。

4. 調頻率為700Hz,500Hz……時,分別記下電壓表的讀數。

5. 如步驟3、4得的讀數為交流值時,則比較於0.5V,換成dB,分別描於單對數表格紙上,如圖六中曲線①。

6. 把Bass, Treble旋至最大。

7. 重複步驟3至步驟5。得曲線②。

8. 把Bass, Treble旋至最小。

9. 重複步驟3至步驟5。得曲線③。

10. 圖六就是測試得到的TC頻率響應,由曲線可知當Bass轉到最大時,低頻提升了多少dB,Treble轉最小時,衰減了多少dB,對於音質控制的特性,可一目了然。

11. 如要獲得很多的曲線,則可分別把Bass, Treble分別旋轉至+2,+4,+6或-2,-4,-6的位置,則可得如圖七中的曲線,更可一目了然。

三、EQ的輸入輸出特性: 

1. 把信號接至前置放大器的輸入端Phono位置,輸出端Rec Out接S1的B點。

2. 把Function旋至Phono, Monitor放於Out。

3. 把信號產生器的頻率調至1KHz。

4. 調可變衰減器至示波器上的正弦波幅度最大且無圖四所示失真的波形,此即為無失真的最大輸出電壓,同時在電表上讀出為7V,S1放在B,為70mV。

5. 同測試一的步驟8,9;得如圖八中的(A)(B)(C)三點,連接三點得到的曲線即為EQ的輸入輸出特性曲線。

6. 計算EQ的增益;若取(C)點,則為

四、EQ的頻率響應特性: 

1. 接法與測試三相同。

2. 把信號產生器的頻率調至1KHz,S1放在A使前置放大器的輸出電壓為最大無失真輸出電壓的-200dB至-30dB以此電壓值為0dB。

3. 然後把信號產生器的頻率辨至2KHz, 3KHz……時,分別記下電壓值。

4. 頻率變為800Hz, 500Hz……時,分別記下電壓值。

5. 把步驟3、4的數據換成dB值。

6. 把步驟5的值與標準RIAA的值(表一),相比較,相減得到的數值在單對數格紙上座標,結果如果圖九中的曲線。假如曲線都在0dB線上,表示前置放大器均衡等化器設計和唱片原來錄音時壓縮曲線完全相反,那你聽到的音色是原音重播,按照規定;RIAA曲線的偏差如在0.5dB範圍以內都是標準的。如把表一畫成曲線即如圖十,示RIAA標準的等化曲線。

五、殘留雜音與S/N比特性

1. 如測整個前置放大器的S/N比,則把Function放在Phono, Monitor放在In, Pre Out為輸出端,Phono為輸入端。

2. 把連接插頭如圖十一所示,把信號線接地,然後插在Phono的輸入端。

3. 則可在示波器看到殘留的雜音,同時在電壓表上測得為0.5mV。

4. 以測試二的步驟2取1V輸出為0dB的話

5. 如要TC與EQ分開來測S/N的話,則TC為Aux→Pre Out,EQ為Phono→Rec Out。

六、濾波器的特性: 

1. 接法與測試一相同。

2.. 把所有濾波器都放在ON的位置,(Hi Filter和Low Filter)。

3. 把Bass, Treble放在0的位置。

4. 與測試二的步驟2至步驟5相同;得到的數值畫成曲線如圖十二所示,此曲線即為濾波器的特性曲線。

七、響度特性

1. 接法與測試一相同。

2. 前置放大器的Bass Treble放在0的位置,濾波器全放在OFF位置。

3. 把響度開關ON。

4. 把音量旋至最大。

5. 把信號產生器的頻率調至1KHz,同時調可變衰減器使Pre Out輸出為1V。把此值當作0dB。

6. 與測試二的步驟3至步驟5相同;得到的數據化成曲線如圖十三中的(A)曲線。

7. 把音量反轉至8的刻度。

8. 重複步驟6,得曲線(B)。

9. 把音量反轉至6, 4, 2,的刻度。

10. 重複步驟6,得曲線(C),(D),(E)。

11. 前置放大器的響度特性就是圖十三裡的曲線,圖中可知聲量愈小時,如開響度控制,則在低音域和高音域都有明顯的提升,以補人耳在音量小時對高低音感受的不足。

八、串音特性(Crosstalk): 

1. 接法如圖十四所示,把右聲道的輸入端Phono接一假想輸入阻抗5K的電阻,信號加在左聲道。

2. 把前置放大器的濾波器,響度控制全放在OFF的位置,把音量旋至最大。

3. 信號產生器的頻率調1KHz,調可變衰減器使Pre Out輸出為1V。

4. 把S1放在B點測得右聲道輸出為1mV的電壓。

5. 則串音的分離度為 

以上所說明的是最普通的測試方法,測試用的儀器都非常簡單便宜,信號產生器自己可以做,如有電壓輸出控制,則可變衰減器可以免用,電壓表一般精確度較高的三用電表都可以用,示波器只用來監視波形是否有失真而已,如有經驗些,示波器可以免用的,用的儀器雖少,但測得的結果是很準確的,而且各種特性都能測試,假如方法運用得當,則也可用到測功率放大器的各種特性。

轉載音響技術第4期 ARP. 1976 前置擴大機的測試方法/駒 遠

 

 

資料取自↓

老音響資料庫/蘇桑部落格

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