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廠方規格

[擴大機部分]

●輸出功率: 55瓦+55瓦 RMS(8歐姆兩聲道同時驅動20Hz至20KHz、總諧波失真低於0.1%;

     65瓦+65瓦 RMS(4歐姆; 餘同上)。

●總諧波失真: 低於0.1%。

●互調(IM)失真: 低於0.3%。

●阻尼因數: 50(8歐姆 1KHz 10瓦)。

●頻率響應: 15至30,000Hz(±1dB)。

●輸入靈敏度: Phono 1與Phono 2為2.5mV(50K歐姆); Tape 1,2,3均為150mV(50K歐姆)

●唱頭輸入過荷電平: 200mV RMS(1KHz, THD 0.1%)。

●RIAA曲線誤差率: ±0.3dB(30至15,000Hz)。

●訊號對雜音比(S/N): Phono為65dB(IHF C網路)。

●低音控制: ±10dB(100Hz)。

●高音控制效果: ±10dB(10KHz)。

●濾波器濾波效果: -6dB/Oct(6KHz) -6dB/Oct(100Hz)。

[FM收音部分]

●實用靈敏度: 單聲1.8uV(10.3dBf); 立體聲5uV(19.2dbf)。

●50dB靜寂靈敏度: 單聲4uV(17.2dBf); 立體聲40uV(37.2dBf)。

●捕獲率: 1.5dB。

●假像頻率抑制率: 70dB。

●中頻抑制率: 100dB。

●訊噪比: 單聲70dB; 立體聲65dB。

●相鄰頻道選擇性: 70dB。

●限幅抑制率: 50dB。

●負載波抑制率: 60dB。

●諧波失真: Mono為0.2%; Stereo為0.4%。

●靜音電平: 4uV(17.2dBf)。

●石英鎖定電平: 4uV(17.2dBf)。

●石英鎖定準確率: 10.7MHz 0.05%。

[AM部分]

●收訊靈敏度: 25uV。

●假像頻率抑制率: 40dB。

●中頻抑制率: 40dB。

●訊噪比(S/N): 40dB。

●諧波失真: 0.8%。

[一般規格]

●重量: 16.6公斤。

●體積: 53.3x16.3x43公分(WxHxD)。

參考價格: 新台幣24,000元。

  TX-4500是Onkyo廠所出品新型的中價收音擴大機,由於該機的FM收音部分採用所謂「石英鎖定」(Quartz-Locked)調諧電路,因此收音性能甚為優異。目前,在市售諸款新型的中價收音擴大機中,TX-4500可說是屬於品質極高的機種。

  TX-4500的外觀設計的新穎,經過精緻處理的銀白色鋁合金面板又寬又厚,令人有穩重的感覺。面板區分為上半段的調諧指示部分與下半段調控操作部分。上半段的調諧指示部分之外層由一塊既寬且厚的透明壓克力玻璃罩蓋住,四顆六角大螺絲釘在四角固定鎖住,選台刻度板為黑底白色刻度與字體,左側所裝設的訊號強度指示表與中點調諧指示表亦為黑底白色指針、刻度與字體,這種黑色相襯之設計,令使用者在操作時看上去覺得分外顯明。刻度板的上緣隱刻有Locked(紅色)、Tuned(綠色)、Stereo(紅色)以及各種訊號音源的代表字體,配合操作之方式發亮指示;調諧指示針為透明式,在操作時其尖端發出紅色光。選台刻度板的右側是一個巨形的選台圓形旋鈕。

  面板下半段的調控操作部分之最左側裝有一個方形按鈕,此為電源開關。其右為一立體耳機輸出插孔;插孔右側為揚聲器選擇旋鈕,供選擇A、B、C、A+B、A+C等方式輸出;然後是三個同樣大小的圓形旋鈕,分別為低音、高音與平衡控制,其中低音與高音控制為21級調節式,平衡控制鈕亦設計有中點停止卡栓,調控起來令人覺得格外順手。平衡控制鈕的右側裝置有四個小圓形按鈕,分別司低頻濾波、高頻濾波、方式選擇(Mono或Stereo)與響度補償等控制。右側為一較大的音量控制旋鈕,為41級調控式之設計。音量控制鈕的右側裝有一排共計五個小圓形按鈕,分別司FM靜音/鎖定(Muting/Lock)控制、杜比FM轉接器控制以及Tape 1、Tape 2、Tape 3等三個錄音鑑聽操作。最右側是音源選擇開關。

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  TX-4500的後板如圖1所示。左上角為AM之鐵粉芯天線以及外接天線輸出端子;其右設置有兩個DIN式插座,供Tape 1與Tape 2駁接之;然後是一個三段滑動式石英鎖定靈敏度(Sensor)控制開關,其側標示有High、Normal與Low之位置。供使用者視需要調定用。其右側是一個FM4聲道廣播時之外接轉換器的輸出端子。後板左半部之下半段為諸輸入/輸出端子,自左至右分別為Phono 1與2輸入、Tape 1、Tape 2與Tape 3錄/放、杜比雜音抑減器之駁接端以及前級輸出/後級接入之接線端子。後板右上角為A、B、C三組揚聲器之彈壓式接線座,其下為電源輸入與保險絲座。

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線路與機能概述

  TX-4500的FM收音部分之前端採用一個精製的大型四連可變電容器加上一只特選的低噪音場效應電晶體2SK-55作為射頻放大;中頻放大級採用IC積體電路配合以"限性相位"陶瓷濾波器,再加上新型的FM正交檢波裝置(Quadrature Detection),由於精密的電路與結構設計,所以FM收音的實用靈敏度高達單聲1.8uV(10.3dBf),或立體聲5uV(19.2dBf);失真額定值僅為0.2%及0.4%。

  FM收音部分的立體解調電路(MPX)採用"相鎖環路"(PLL)IC電路,可自動與接收到的立體副載波訊號之頻率與相位同步,而得到非常優異的立體分離效果。分離度於1KHz時達到40dB,而在100至10,000Hz頻率範圍內亦有30dB。

  FM輸出部分設有副載波,因此在使用錄音作收錄FM立體訊號時,副載波訊號不致與錄音座之交流偏壓訊號產生拍差現象發生嘯叫。

  FM靜音裝置中有雜音自動檢知電路,當雜音超過一定程度時就會自動地啟開靜音裝置。

  TX-4500在線路上最具特色的乃是所謂「石英鎖定」調諧系統。石英鎖定電路事實上是一極其精確而有效的"自動頻率控制"(AFC)電路,可以完全消除FM的調諧不良以及頻率漂移現象。使用時,當手觸摸到選台旋鈕,機內之控制電路就會自動將「石英鎖定」電路切除。如此可順利地旋轉選台旋鈕以調諧接收進入之時(不論是否準確),亦即中點調諧電表指示到鎖定(Lockon)範圍之內,選台刻度板左上角隱刻的"Locked"之紅字即會亮起,表示石英鎖定電路已將訊號予以鎖定;然後,將手鬆離選台旋鈕,"Locked"右側的"Tuned"(已調諧)之綠色字體隨即亮起,同時中點調諧電表會指示在正中央之位置,表示最佳之接收狀況。當手再次觸及選台旋鈕之時,石英鎖定電路會自動切除,Tuned之綠色字亦會熄滅,表示進入準備再調諧狀況。

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  石英鎖定與AFC之差別,在於後者僅能將調諧誤差減至½之程度。任何人只要是曾經做過FM調諧器之失真與立體聲分離度之測試,即會曉得要達到FM最佳收音效果之範圍非常的窄也不很容易。所以,即令是某電台之訊號以AFC電路鎖定,調諧指示表也顯示著良好的讀數,但是仍然能尚未達到最佳調諧之位置。

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  石英鎖定電路操作之時,將FM之中頻訊號平均頻率(應為10.7MHz)與石英晶體所振盪出的10.7MHz比較,倘若兩者之間有任何微小之差異,即會產生一直流控制電壓來改變本地振盪頻率,使此兩者達到完全相同,最後當調諧誤差達到零時,"Tuned"的綠字即會亮起。所以當使用"石英鎖定"調諧系統操作之時,是不會有任何誤差的,這是一般AFC系統所沒有的功能。

 

 

 

  另外為了使用方便,後板上裝置有靈敏度選擇開關用來選擇將石英鎖定電路切除之靈敏度,但與石英鎖定電路本身之操作無關。由於面板上之FM靜音開關按鈕是與鎖定操作連在一起,所以當FM靜音開關按下切除之時,石英鎖定電路亦同時切除。

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  TX-4500的聲頻放大部分,唱頭均衡前置擴大級採用正負供電、3級直接交連之電路,具有顯著良好的瞬時響應。均衡放大級之RIAA補長曲線的偏離誤差在±0.3之內。唱頭輸入之過荷承受能力高達200mV%時),已足應付任何唱頭輸出不會產生截幅(Clipping)或其他失真之現象。

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音調控制放大級之電路亦為正負供電設計,訊號自唱頭前置放大級輸出之後(或由Tape輸入),流至本級經由兩級直接交連放大,供輸至音調控制電路再由一射極隨耦放大級輸出,供輸至功率放大級電路。

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  功率放大級為差動輸入,OCL輸出型式。在兩聲道同時驅動、頻率響應範圍自20至20,000Hz而負載阻抗為8歐姆之時,每聲道至少有55瓦(RMS)之連續輸出功率;負載阻抗為4歐姆時,則為65瓦(RMS),而總諧波失真(THD)則不超過0.1%。

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  功率輸出部分還加上了保護電路,當輸出短路、電流過大、功率電晶體溫度過高、或其他不正常情況發生時,保護電路中之繼電器就會自動的將駁接至揚聲器的線路跳開,以防止功率放大電晶體或揚聲器受到損害。保護電路還負有嚴時接通揚聲器之功能,當啟開電源開關之後,要經過數秒鐘後繼電器閉合使將揚聲器之線路接通,如此可避免開機時的瞬間衝擊電流損害揚聲器,同時也會消除開機時揚聲器所發出不悅耳之"噗"(Pop)聲。

  TX-4500面板上設有專供選擇杜比FM廣播之轉換開關按鈕,按下此開關按鈕,機內的解強調(Deemphasis)時間常數即會由75uS變成25uS,只要再駁接一個"杜比雜音抑除附加器"(Dolby NR adapter),即可接收杜比FM廣播(附帶說明一點,美國國家通訊協會FCC自從一九七四年6月份制定杜比FM廣播規範之後,目前美國有70個FM廣播電台一致採用杜比廣播系統)。

主要線路分析

  TX-4500全機結構之系統方塊圖如圖10所示。今挑出設計較為獨特之電路各別予以分析之,計有調諧旋鈕感應放大級(Sensor Amp)、石英鎖定電路、調諧電表電路、靜音電路與保護電路。

 

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1. 調諧旋鈕感應放大級(Sensor Amp): 

    當手觸摸到調諧旋鈕時,由人體所感應的交流(ham)訊號便經調諧旋鈕而由運算放大器Q126放大,然後經過D119與D120加以整流,整流後之直流電壓使得控制電晶體Q135導通,AFC繼電器L101隨即閉合,而將石英鎖定控制電壓旁路至地,免除了採用AFC開關之麻煩(參考附圖11之電路所示)。如此,可以讓使用者準確的調諧至所需的電台。

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2. 石英鎖定電路(Quartz Locked Circuit): 

  參考圖10之方塊圖,石英鎖定電路是將由Q102正交檢波後輸出之中頻合成訊號以及由石英振盪晶體振盪出的10.7MHz訊號,利用立體解調部分產生的19KHz開關訊號加以比較,檢出中頻合成訊號與10.7MHz標準振盪訊號之差異,然後轉換成直流電壓將之放大再送至FM前端裝置中之可變電容二極體,改變其電容量,而穩定本地振盪頻率。

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  再參考圖12所示之石英鎖定電路部分,線路中Q123是隨著立體解調(MPX)IC Q103所產生的19KHz開關訊號交替形成ON或OFF之狀態,當Q123被置於ON狀態時,Q118與Q124為OFF之狀態,此時 IF 訊號由Q116放大而由T104與T105檢波,檢出的電壓加至於Q117的第2接腳;另一方面,Q122是處於OFF的狀態,而Q121與Q125皆為ON之狀態,而將石英振盪訊號(10.7MHz)接地。

  相反地,當Q123轉換為OFF的狀態時,Q118、Q121~Q125這些開關晶體的動作狀態皆與上述之狀態完全相反,此時Q116將石英振盪訊號放大然後由T104與T105檢波,檢出之電壓加在Q117的第3接腳,而同時 IF 合成訊號則被接地。

  上述的動作隨著19KHz訊號反覆的進行,運算放大器Q117就將輸入之電壓差異(亦即 IF 訊號與石英振盪訊號間之差異)加以放大,再通過一低通濾波器送置可變電容二極體,本地振盪頻率因而穩定。

3. 調諧電表電路: 

  本機的調諧電表電路因石英鎖定電路之加入而與一般的線路不同。參見圖13之電路,線路中 IF 訊號與石英震盪訊號經19KHz之導頻訊號檢波之後,分別加於差動孿生電晶體Q127之第1基極與第2基極。當接收機處於正確調諧之情況時,Q127之第1基極與第2基極電壓相等,而Q128與Q129之基極電壓亦相等,因此使得調諧電表指示於中點位置。

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  若 IF 訊號之頻率較石英振盪頻率為高時,加於Q127之第1基極電壓較第2基極電壓為高,而Q128之基極電壓則較Q129之基極電壓來得低一些,使得調諧電表向左偏移。線路中,R254是兩個用以調整調諧電表的中心位置及偏移寬度之半固定式可調電阻。另外,Q130是設計用來防止接收機於非調諧狀態時有任何的錯誤動作而使得調諧電表遭受損害。

 

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4. 靜音(Muiting)電路: 

  靜音電路是由 IF 合成訊號、零點檢出(IF 頻率與石英振盪頻率兩者差異之檢出)以及雜音成分三方面來控制。參考圖14之電路,當接收機處於正確調諧情況時,Q128與Q129之輸出電位相同,Q131與Q132皆不導通,輸出為0V,同時在正確調諧的情況下,中頻(IF)載波部分的電壓較Q133與Q134所組成的"史蒂特觸發電路"(Schmitt Trigger)之動作電壓為低,因此Q133不導通,而Q137導通,靜音開關電晶體Q109與Q110 OFF,而有聲音訊號輸出。

  若是接收機未能正確的與電台調諧時,Q131與Q132組成的零點檢出電路會有一輸出電壓而使得Q133導通。此外,若接收到的訊號中之雜音成分(電平)超過一定之程度時,經由Q112與Q113組成之雜音放大器加以放大,亦會輸出一電壓而使Q133導通,音Q133之導通將導致Q109與Q110導通;接收機此時處於靜音狀態,同時Q137亦不導通,"Locked"指示燈亦會熄滅。

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5. 保護(Protection)電路: 

  參考圖15之線路,本機之保護電路具有下述三種功能: 

 . 開機延時作用: 延時時間常數由R716與C706所設定,開機後C706(330uF)之電容器開始充電,電容器兩端之電壓逐漸升高,大約4秒鐘後令Q706導通,,保護繼電器RL701閉合,始將揚聲器接通。

 . 零點偏移保護: R701與R720分別接至主功率放大器之輸出端,C701與C702係用以濾除電壓中的交流成份,假設輸出端之零位偏移成為負電壓之時,則此偏移將使得一電流經過D701使得Q702導通,電流經D706與R707而在R708之兩端產生一電壓,令Q705導通;Q7後05導通後,其集極電位降低,Q706之基極電位亦降低,使得Q706截止,保護繼電器隨即釋放,切斷揚聲器線路。

  若功率放大器輸出端之零電位偏移成為正電位時,電流經Q701至D702、R707,同樣的在E708產生一電壓而使Q705導通,Q706截止,保護繼電器是開而切斷揚聲器線路。

  只要輸出端的偏移現象被消除掉,則保護電路隨即恢復原來之狀態,保護繼電器亦會自動地閉合。

 . 過負荷之保護: 若發生過負荷現象之時,將有一大電流通過功率電晶體,在功率電晶體之級及電組上產生一電壓,此電壓經由E537與R637兩個半固定式可調電阻分壓之後送至保護電路中之Q704的基極(兩個半固定式可變電阻係用以調節設定一使得保護電路開始動作的適當電流),使得Q704導通而在R715之兩端產生一電位差而令Q703導通,結果電流經Q703→R711→D707至R708兩端之電壓而使得Q705導通、Q706截止。一旦Q706截止,保護繼電器隨即釋開而切斷揚聲器線路。當Q704導通之後,Q703與Q704就形成一鎖定迴路,使得繼電器一直保持釋開之狀態。這就是說,有大電流通過功率電晶體之時,放大器的輸出就會被鎖定在斷開的狀態。若要排除引起此不正常電流之故障原因時,就必須先將電源關閉,待數秒鐘後鎖定迴路失去作用後再進行檢查。

測試結果

  本段之測試結果節亦自美國Stereo Review雜誌一九七六年10月號所刊載"荷西霍克"(Hirsch-Houck)實驗室對於TX-4500 所作之測試報告: 

  對於TX-4500 FM收音部分之測試,其收訊靈敏度符合該廠所公布之規範,即於Mono收音時為10.3dBf(1.8uV),而於Stereo收音時為17dBf(4uV)。50dB靜寂靈敏度則較廠方公佈規格來得更佳,於Mono收音時測得為14dBf(2.7uV),失真僅為0.5%(THD);於Stereo收音時為36dBf(34uV),失真僅為0.36%(THD)。訊號對雜音比(S/N)於65dBf(1,000uV)的輸入訊號時經測得為69dB(Mono收音)而Stereo收音時為68dB,此時之失真電平各為0.15%與0.09%。

  值得一提的是其於立體收音時之失真兩聲道不同,前面所述及之數字皆是以較差的為準,而另一聲道往往僅及其值之半。對於不同的訊頻率之測試,其Stereo之失真於100Hz時為0.44%而於6,000Hz時為0.14%。

  FM的頻率響應在30Hz至14,000Hz之間±1dB以內(於15,000Hz時為-1.5dB)。對於立體分離度之測試,其值亦較廠方公佈規格為佳,且對頻率變化亦很規則。在中頻至低頻時,分離度大約有46dB之高,而當頻率高至15,000Hz時亦有33dB的優異分離度。

  捕獲率約為1.8dB,限幅抑制率(AM rejection)為58dB。假像頻率抑制率與相鄰頻道選擇性皆為74dB;鄰近頻道(Adjacent-channel)選擇性為6.4dB;靜音(Muting)與Stereo開關動作皆為16dBf(3.5uV)。19KHz導頻載波(Pilot-carrier)洩露率較完全之訊號低66dB。僅AM的頻率響應於65Hz與3,000Hz時降低6dB稍微差些。

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  所有上述對於FM收音部分之測試皆是在將石英鎖定電路與靜音電路切除的情況下進行的。若是將石英鎖定(與靜音)電路開啟操作的話,我們將可以很輕易以手調操作將TX-4500做到最佳的收音性能,我們並且發現實際的選擇性經會大大地提高。即使是兩個相隔僅200KHz、訊號強度差80dB之電台亦可精確地選出而不受干擾。這與AFC的效果全然不同,因為AFC幾乎是將調諧結果引向訊號極強的相鄰頻道之一方,所以石英鎖定電路使得TX-4500幾乎完全沒有相鄰聲道交互干擾之現象。

  對於TX-4500擴大機部分之測試,發現其性能亦是十分優異。以頻率為1,000Hz之測試訊號輸入進行截幅測試,在負載阻抗為8歐姆,輸出至70.2瓦時使發生截幅(clipping)現象;負載阻抗於4歐姆則輸出至87.4瓦始截幅;負載為16歐姆時則為42.3瓦。同樣使用1,000Hz之測試訊號進行總諧波失真(THD)之測試,於25瓦以下之功率輸出時僅為0.01%;輸出功率達到65瓦時亦僅升至0.02%;當輸出功率達到即將截幅前的70瓦時亦僅為0.11%(參考圖17所示)。互調(IM)失真率在0.1瓦輸出時為0.06%;在自低於1瓦至接近60瓦的輸出功率範圍內所測得之IM失真僅為0.03%;在70瓦輸出時為0.043%(圖17中之曲線所示即為IM失真曲線)。

 

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  圖18所示為額定功率輸出時之總諧波失真率對於頻率響應之關係曲線。於其額定之55瓦功率輸出時,自20至20,000Hz之THD皆低於0.09%,而在170至20,000Hz的頻率範圍內更低於0.04%。至於低功率輸出時之失真率通常都更低,在一般聆聽電平之輸出功率與頻率範圍內的失真率,經測定只在0.003至0.02%的範圍內。

  音調控制器具有傳統式的各種特性,具有柔緩變化的低音轉換頻率與大約在2,000Hz起始變化的高音控制轉換頻率。參見前面之圖9所示。響度(Loudness)補償具有加強高低音的效果。高低頻濾波器具有每八度音(Octave)降抑6dB的截止斜率而其-3dB之頻率約各在50與9,000Hz。對於RIAA唱頭均衡曲線的誤差率之測試,在頻率響應自35至20,000Hz的範圍內之誤差為±0.5dB以內,而且全然不受唱頭電感量之影響。

  高電平輸入訊號(經由任一錄音機輸入電路)約需61mV可產生10瓦之輸出功率,切訊號對雜音比(S/N)達於76dB。唱頭輸入靈敏度僅需1mV,S/N比為75.5dB,並且在輸入電平高達225mV時始會產生過荷(Overload)現象。測試所得之結果均較廠方所公佈之規範來得優異許多。

綜論

  綜觀之,光是以上述Stereo Review雜誌"荷西霍克"實驗室所對OnkyoTX-4500所作之測試結果即可看出,這的確是一部目前音響市場上所能購得最佳的收音擴大機之一──無論任何價格。不論在FM收音調諧部分或擴大機部分,其性能均遠超過一般之水準。尤其是參考其售價,您將會發覺其性能絕不比高價分離式的音響器材為差。

  直到目前為止,若要達到最佳的收音調諧性能只有使用昂貴的頻率合成式(Frequency-synthesizing)調諧器或接收機,而Onkye卻能以較廉宜的技術做到同樣精確的收音性能。這是一部價格時再而性能優異的收音擴大機,足可與任何新式的高品質機種匹敵。

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轉載音響技術第16期 APR. 1977●名機剖析● ONKYO TX4500 AM/FM 收音擴大機/黃光仁

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    ONKYO 石英鎖定 TX4500

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