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六、音量及附屬控制器

  音量控制器是一個極簡單的東西,似乎人人會裝,而且很少發生什麼問題。然而真的沒有問題嗎?請看下面分析" 

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6.1分壓器:

  假如有一個電壓,經兩個串聯到地的電阻分壓,我們便可依據R1與R2的比例獲得同比例的電壓,這就是所謂的分壓器。

  在分壓器中,為了獲得任一點的分壓,於是我們可用一種連續滑動的所謂電位器,做為分壓器。這種電位器是大家常見的: 

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6.2源阻的考慮與負載的影響: 

  這似乎是一個很單純的線路,想獲得多少電壓,就把b點的動臂移到哪裡,它們的關係是R1/R2=Ea/Eb

  可是這卻只是一個「淨值」,為了瞭解它實際的工作狀況,我們可以做以下實驗: 

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  用兩個1MegΩ的串聯之後,接到110V的AC電源上去,然後用三用電表AC50V檔量看每個1MegΩ兩端的電壓有多少,就可能發現奇怪居然只有25V或多一點少一點,而不是想像的55V。

  其實這種情況,相信很多人都已瞭解,那是因為電表的內阻成了電路負載的關係,假如畫成等價電路,那就是: 

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  在這裡我們不厭其煩地提出這個問題,主要是因為很多人雖然懂得上面的道理,可是一旦到使用的時候,就不知如何是好了。

6.3如何獲得預期的分壓:

  在上面的電路中,為了獲得預期的分壓,有兩種做法,一是用高輸入阻抗VTVM來量,一是把兩個1megΩ電阻的阻值降低,使負載電阻值與其所併連的分壓電阻值之比,接近於十倍以上。這樣,負載對分壓的影響就小了。

  假如把此問題導入於「音量控制器」中,於是我們將產生一個疑問: 

  音量控制器所用的這個VR,究竟該用10K?50K?100K或500K可以用嗎?

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  這個問題事實上可以由上所提的兩個顧慮予以解決。

  第一: 先要考慮後隨電路的輸入阻抗高低,亦即VR的阻值愈小,後隨電路之輸入阻抗愈高,可以獲得愈正確而線性的控制,假如此VR是B型的,那麼轉到中點的時候才能得到一半的電壓。對於音量控制器來說,這一點也許並不十分重要,但卻有另一個更重要的問題,也就是頻率衰減和相移,下面將會談到。

  第二: 假如後隨電路之輸入阻抗很低,那只好把VR阻值也降低,但是它究竟能降到多低呢?這就要看前面一個電路的輸出阻抗了。關於這個問題,我們分別在3.12節和4.2節中已經提到,最好使負載阻抗略等於輸出阻抗的10倍,則負載效應可以忽略。

  總而言之,做音量控制用的VR,雖然到處都可以插入,如果想插入得適當,要注意以下兩個原則: 

  第一、VR值要大於前級電路輸出阻抗之5~10倍以上; 

  第二、後隨電路的輸入阻抗要大於VR的5~10倍以上。

6.4音量控制器對訊號的扭曲: 

  一個理想的音量控制器之設計,其目的不僅在獲得平順的控制效果,更應注意到它對被控制訊號的頻率,可能產生或輕或重的扭曲。

  扭曲因何而生?請看下圖: 

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  不管真空管或電晶體,其輸入電路多少是會含有一點抗性的,其中尤以電容性較大。即如上圖,那個到地的電容,就包含了布線的潛佈(尤其是隔離線)電容和晶體本身的輸入電容,此電容量可以使得音量控制器在轉到不同位置時(中點偏下)對高頻有不等的衰減。為了避免這個衰減,則必須使VR阻值降低,或者像示波器的十倍衰減電路一樣加上補償電容:

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  當然這樣麻煩的音量控制器,只有錄音室裡的專業用前置擴大機才能看得到。一般擴大機是用不著那麼麻煩的,不過你必須知道,這就是「音響」和「儀表」不同之處。

6.5音量平衡控制器:

  音量平衡控制器,或簡稱平衡控制器,主要是用來調整立體聲兩個聲道間的音量平衡,所以就電路上來說,最理想的平衡控制器,應當是左右兩個聲道音量獨立控制就成了。然而大多數的擴大機,為了操作方便的理由,常將兩聲道的音量以同軸型的電位器來同時控制,而另設一平衡控制器。

  最簡單的平衡控制器,就是用一B型的VR兩端各接左右聲道,中間則接地,如圖: 

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  但是這個平衡控制器實在有太大的缺陷,因為當電位器的滑幣離開中點時,對前級電路所生之加載就不平衡起來,尤其當它被旋向極端時,即將前級的輸出短路起來。

  有人主張平衡控制器應當是無論向左或向右轉到底,都不至於使音量為零,所以使用所謂MN型電位器來做平衡控制器,其實這種主張大概是日本人耍的花樣,它究竟有什麼好處呢?以現代的設備來說,一個平衡控制器,其被用為聲道測試的機會恐怕比平衡更多。向左旋右聲道關不掉,實在沒什麼好處反而更不方便。(本章下期續)

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  從上圖你可以想像得出,當一個10K輸出阻抗的電路,當其負載只有100歐姆時,不僅低音會完全消失,而失真更會大量地出現。

6.6理想的平衡控制器

  職是之故,一個理想的平衡控制器應該如何呢?在基本結構上它應該是兩個音量控制器的反接: 

轉載音響技術第16期 APR. 1977 讀圖●識圖●改圖 6/非君子

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