患者:PHASE LINEAR 400W功率放大器

  病情:一聲道輸出有爆裂雜音,時大時小,不接前級時仍然有,確定為此後級內所引起的。

  診斷:我們依舊先將本機之電路做一個概略的說明:本機是一個典型的OCL大功率電路,其電路實際上與ESS-500差不多,整個電路除去電源部分與本故障無關略而不談外,其餘可大致分為:

  1.差動放大電路:由2N5401與TIS91兩個電晶體組成的共射極差動放大電路,2N5401的基極為訊號輸入,TIS91的基極為回授輸入,用以控制中點電壓,其輸出在2N5401的集極電阻3.3K上取得。

  2.偏壓極倒相電路:由一個偏壓晶體及一個小功率晶體40327組成,偏壓晶體依賴其基極電路上的電阻網路組成一恆定的偏壓,以供給推動級及功率晶體所需。所謂倒相電路其實並未倒相,只是辨別輸入訊號為正或負而已,此部分由1個40327與一個4003組成。

  3.推動電路:由2個2741中功率晶體組成。

  4.功率電路:由6個909組成。

  5.保護電路:由1304及1305二個晶體及其基極上的電阻電容網路組成。


  假定輸入訊號為正時,2N5401基極電壓偏正,CE間減少導通,差動輸出電阻3.3K的上端電壓降低,40327減少導通,偏壓晶體的集極電壓上升,倒相級的40327基極電壓上升,辨別出輸入為正,於是該40327導通後,其射極上的2741亦導通。2741為射極隨耦電路,用以增加推動功率晶體的電流,於是上半部的三個功率晶體都導通,導通的程度完全反映輸入訊號的高低,於是輸出為正。40327增加導通,於是其集極電壓下降,於是上半部的40327截止,下半部的4003導通,由於4003的導通辨別出輸入為負,4003的集極接於2741的基極,此2741與上半部的2741同為射極隨耦電路,於是下半部的三個功率晶體在輸入訊號為負時導通。

  1304及1305組成的保護電路分別保護正半波與負半波,正半波的保護訊號由第一個功率晶體的射極電阻上取得,經由電阻電容網路到1304的基極,當輸入訊號太大時,功率晶體電流增大,超過額定值,於是1304導通,將40327的基極電流分流,一部分經由一只二極體極1304的CE至中點,減低40327的基極電流,於是功率晶體的電流亦因而降低,分流的大小完全視功率晶體的射極電流而定,於是波峯部分將有類似被限流的情形,這種保護電路僅保護過載、中點電壓的偏移保護功能,至於由於推動晶體或功率晶體短路所造成的損害,僅能由保險絲及射極電阻保護,因此如欲保險絲燒斷時千萬別隨便換上型號不同的保險絲,免得喇叭遭殃;更換射極電阻時亦須注意儘量使用色碼或有限流保護的電阻。負半波的保護與正半波大致相同,只是其感知電壓來自第一個功率晶體的集極電阻。

  電路上一共有三處可調電阻,一個接於2N5401的基極,是調整輸入點在無訊號輸入時確為零電位,另一個相對的接於TIS91的基極,用以調整TIS91的工作偏壓,使輸出在無訊號輸入時確為零電位;其餘一個在偏壓晶體的基極電阻網路上,可調整偏壓晶體之CE電壓,也就是調整功率晶體無訊號時的靜止電流。

  對電路的工作大致瞭解之後,即開始對本機之故障研判,爆裂聲形成的原因根據經驗百分之九十來自電晶體,電阻及電容也有引起雜音的情形,但畢竟很少,所以我們還是由電晶體先下手。本機全部為直接交連,也就是所謂的直流放大器,任何一級的工作偏壓均相互牽制,不能以一級一級接地或一級級分離的方法檢查雜音來源,而且因為有回授,因此即使是最後面的功率晶體引起雜音也會因為TIS91的回授而出現於2N5401的三極上,於是全機內凡是訊號通路均有雜音電壓,除非對電路動作相位及雜音頻譜作深入的研究,否則不易以逐級檢查雜音電壓波形的方法去査雜音來源。

  最笨也最簡單的方法就是逐級更換或對調,或拆下晶體以三用電表的高電阻檔測量CE間之內漏。一般內漏比較大的晶體,就容易引起雜音,矽晶體很容易判別,但鍺晶體則不易用此法判別。

  處方:在動手之前仍然要考慮從何處下手比較容易,或者比較可能。由電路上得知每一個晶體都可能造成這種雜音,即使用保護電路上的1304及1305亦可能引起。1304及1305的CE間雖非訊號的正常通路,但由於它併聯於訊號通路上,如果它漏電當然也會使訊號通路上受到影響,於是決定先拆除1304及1305兩只電晶體集極電路上的二極體,暫時去掉保護作用,輸出則接廉價喇叭或負荷電阻。開機試之,聽了一會兒未再出現雜音,因此判定雜音出自這兩個晶體中的一個,先將1304上的二極體裝回試驗,雜音又出現了,於是拆下1304,1304其實就是2N1304鍺質小功率晶體,用三用表不易辨別其內漏,只好找來一只新的換上,並把1305集極的二極體也復原裝回,再試,已無雜音出現。

  因為修理的地方是保護電路,最好試一下保護電路的動作,方法是用訊號產生器在輸入電路,輸進正弦波,並用示波器觀察輸出波形,慢慢升高輸入訊號,觀其上下波峯被限制的峯值是否近似即可,當然最好順便調一下輸出零點、輸入零點以及靜止電流,以期修理後的機器能更完美地工作。

轉載音響技術第79期JULY. 1982 HI-FI診療所-PHASE LINEAR 400W/梁 雄

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