說說自己的產品/Universeal Tiger 萬能老虎 60W˙80W˙100W 擴大機 @ 老音響資料庫/蘇桑部落格

　　音響已不是奢侈品,音響愛好者對高傳真度大功率擴音機的需求日漸增加,對品質的要求也日漸提高,在此特為讀者介紹美國電子雜誌Popular electronics專欄主筆Daniel Meyer所設計的UNIVERSAL TIGER擴音機,是一種大、中型功率擴音機,在台灣由力億企業公司推出兩年餘,是一套不可多得的真正高級套件。印刷電路板採用高級玻璃纖維,鍍上一層導電良好的銀面,零件規格要求非常嚴格,電晶體均經漏電、耐壓測試、並配對選擇,同時為配合175A型60W、175B型80W、175C型100W三種通用性的要求,曾數度改良定型為175型才上市,短期間內即已受各界愛好自己裝者及同業生產者的好評。該套件曾在第二屆台北音響大展展出,與世界各名牌擴音機並擠一堂,讓參觀者比較,毫不遜於舶來品,的確提高了一般人對品質的認識。

　　本機電路如圖一,為全直接交連OCL大功率全對稱輸出,由於全直接交連可作直流放大及伺服(SERVO)放大器,其頻率響應延展至2Hz甚至是直流仍然平滑。

　　Q1與Q2組成一差動放大,輸入信號經R1與R28至Q1的基極,如不當做直流放大器而輸入信號含有直流成份時,由B'點經C19輸入,C10採用鉭質電容器,輸出端的輸出信號經R27至Q2的基極,Q9與D1組成恆流電路,供給Q1與Q2,使差動放大更加完美,Q1與Q2不僅hFE要相同,而且其特性必須配合本電路設計,否則輸出中點電壓無法接近零電位,意即隨便換上兩個不同編號的電晶體,輸出中點電位必然增加或漂移。C8是高頻回授用,避免放大器在極高頻工作,C1防止輸入端有高頻混入。

　　經Q1 Q2差動放大後的信號輸至Q3的基極,該級是-A類放大級,本機的電壓放大,幾乎都用這級來擔當,讀者看到Q4時必聯想到其與Q3是對稱的,這一對電晶體要選擇VCE─IC特性曲線特別均勻的,才不失去A類放大的重任,其實Q4除與Q3對稱外,還兼有恆流作用,其穩定電流乃靠D1來維持。

　　Q5 Q6是一對稱推動放大級,當輸入信號為正半週時,Q1導電增加,也使Q3導電增加,這增加的電流使Q5導通,當負半週來臨時,Q1導電量減少,Q3亦隨之減少,而Q5截止,但Q3,D2,D3,R21,R22,Q4,R10這一路下來的電流不足Q4應保持的恆流量,如此不就失去Q4的恆流作用了嗎？可是原設計者已有巧妙的安排,此時Q6導電,基極電流經Q4與R10來補充了Q3減少的集極電流。如此顯然有兩個好處;其一可使Q5,Q6的放大完全對稱,因為Q3由於正負半週而產生電流量增加或減少,完完全全反應給Q5及Q6;其二是Q4為了保持恆流,當Q5截止之同時迅速Q6導電,其間正負半週無青黃不接的現象,所以如圖二(a)之交叉失真(Cross-over Distortion)可以大大的改善如圖二(b)。然而D2,D3,R21與R22必須提供足夠的偏壓供給Q5及Q6所以R21用來調整偏壓。D2與D3固定於功率電晶體的散熱片上,利用其內阻的負性溫度係數來改善偏壓,使IC不因電晶體溫度上升而增加。

　　Q7與Q8是全對稱輸出級,一般電路常見,不多加說明。175A型60W用2N3055/MJ2955一對,175B型80W用2N3055/MJ2955二對,175C型100W用MJ802/MJ4502一對。

　　R12與R14分別是Q5與Q6的射極電阻,與R15,R16相連接,從輸出端各做50%的負回授,如圖三就看得更清楚,這一來在Q5,Q6,Q7,Q8的配對容許度可以少許放寬。C3,C4分別作高頻負回授,這個電容器如果採用陶質電容器,易受溫度及溼度的影響而甚不穩定,必須採用雲母質,當然價錢高了幾倍。

　　本機的保護電路有R12,R14與Q10,Q11雙道保護作用,R12與R14直接限制推動級的射極電流,間接地限制輸出級的基極電流,基極電流受了限制,輸出級可得到保護。R12,R14要使用2W以上的電阻,而且必須要用金屬膜電阻,取其誤差少及電阻的溫度係數小之優點。Q10與Q11是監視輸出級的射極電流,在正常情況下不工作,當輸出短路或超過負荷時,輸出級流通大電流,在R17,R18上的壓降增加,使Q10,Q11導通,形成輸出級基極的分路,因此輸出級的電流減少。該保護約在輸出功率125W(負載4Ω)時開始動作,所以在正常足額輸出亦不會有削平(clip)現象,L1用SWG 18~20號漆包線,繞於R10電阻上約10圈,用來防止高頻振盪,R20,C5作為高頻傍路用,C6,C7,C11,C12也是防止高頻傍路,這些對愈大的輸出功率時其效用愈顯著。

　　電路的增益約可由R7與R8的比例來決定,因C2的容量有220uF之大,對音頻來講,其阻抗可以省略不計,所以增益為(R7+R8)/R8=15.6倍,那麼負載4Ω,輸出功率100W或60W時要多大輸入信號來推動,根據P=E²/R,E=√P˙R,100W時的輸出電壓20VRMS,輸入信號=20V/15.6=1.3VRMS才滿載,60W時的輸出電壓15.4VRMS,所以輸入信號電壓要1VRMS才足夠。

　　據總經銷力威亞電料行陳先生提起,自推出該套件至目前為止,僅有三件購買者攜回本套件輸出功率不足60W,經查其原因有二,因為很多前級放大器套件之正常輸出電壓僅有0.5VRMS,那麼0.5VRMS的輸出來推動本機時僅得15W的輸出。力億公司出品的箝制放大器(RC4739)正常輸出有2VRMS。另一原因是電源供應效率太差所致,除濾波電容量不足或整流器的壓降過大外,最主要還是電源變壓器的效率問題,一個效率差的變壓器用於本機時可能僅有二、三十瓦就發生削平現象,所以訂製變壓器時要特別要求其效率在百分之九十以上,若本機輸出100W時,使用的變壓器次級圈電壓是64V中心抽頭,電流3安培,接上流有3A的負載時,電壓降必須在6.4V以內,60W時的變壓器次級圈是50V中間抽頭,3安培,滿載時電壓降要在5V以內。力億公司供應的變壓器其效率高達93%~95%。如圖四就是本機的電源部份,上述所指3A是僅供本機單聲道使用的電流量而言。
　　在加上電源電壓測試之前,先檢查供給電壓極性是否正確,電壓值是否無誤,本機的輸入端接地點A與輸出端接地點先接上跳線,如果裝上機殼時,A點與前級放大器的接地點已連接者,可免去該跳線,即本機輸入與輸出之階地分別接機殼。將R21調至最小,F2先改用1A,與電源B-間插入一電流表,然後接上電源開機,無信號輸入時電流表讀數不能超過30mA,量一下輸出端與地之間的中點電壓,若在0.10V以下已合乎規格,此電位可由Q1與Q2修正。一切正常後F2換成3A,接上負載,量一下D1電壓是4.7V,R9與R10兩端是否均約為4V,R11與R13兩端約為0.6V於輸入信號時先檢查一下是否含有直流成份,有些前置放大器之輸出含有直流電壓者,必須由B'輸入。測試時,先以10KHz正弦波輸出,使輸出約在1W時,用示波器觀看Ｄ點信號,調整R21,使正弦波的上下半週獲得圓滑地接合後,再增加輸入信號波型至何值開始削平,負載4Ω輸出100W者開始削平電壓要在65Vp-p以上,輸出60W者為50Vp-p以上。

　　一般示波器不能用來觀測失真度,5%以上的失真在示波器上仍無法察覺,況且一般使用的音頻振盪器失真度已超過5%,甚至10%以上,所以要測試擴音機的失真度非借助高級的失真分析儀(Distortion Analyzer不可。

　　本機輸出60W時,經測得總諧波失真是0.04%以下。頻率響應1?Hz~20KHz在±0.1以內,100KHz時下降1dB,150KHz時下降1.5dB。圖五(a)為60Hz、(b)為1KHz、(c)為10KHz,照片中上面波形是輸出信號,垂直刻度為5V/cm,下面波形是輸入信號,垂直刻度是0.5V/cm,每一格是1cm。

　　套件的售價常隨零件的選擇要求而有所偏差,以電晶體為例,工廠一般供應的只是說對稱管(complementary pair),若我們指定要買對裝管(matched pair),誤差20%者要加五成的價錢,誤差15%的要加一倍,10%的要加二倍以上的價錢,這也難怪高級套件及成品的售價絕不會偏低,況且本電路從輸入到輸出共需五對對裝管,其誤差全部在10%以內。若說購買套件者不必太過計較所標示的規格,那麼應該憑什麼標準來選購呢？經銷商如何取信於購買者？廠商的信譽何在？此時國內音響工業可以說還在萌芽期間,正如本刊(音響技術)大力提倡「發展自己國內音響工業」(見本刊第三期第42頁及第47頁),就連音響器材的起步──套件,都沒有真實的規格來取信於內行或半內行的自己裝愛好者,那麼國產成品所標的規格更不能敎自己國人信任,如此再也不得怪音響愛好者崇洋了。(編註：本文作者顯然誤解本刊第三期107頁末段之含義,請讀者詳閱之並歡迎討論)。