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  自從本刊推出SF-201以來,據估計最少有六百片以上的線路板從讀者服務處賣出,而本刊也經常接到討論該電路的信件,其中所言不外乎嘶聲、哼聲、中點電位等問題。誠如本刊唐主編所說的,任何一個人看到這個電路架構都會很容易被誘入殼,然而一旦裝成之後卻發現它並不屬於那種「保證百分之百成功」的線路,於是好細一幕一幕上場,據筆者所知,大部份的人都在施展改線路、換零件等功夫之後(甚至有有換手換腳的拼湊起來)把它制服到使用上可以忍受的程度; 有的則在展盡招式之後仍力有未逮,寫信向本刊求援的; 更有(屬入門者較多)在大罵之後將之丟進床底下的真是不一而足。然而不管怎樣去處理它.裝配SF-201應該抱著一種追根究底的精神去經歷它,而不是單純的裝套建這回事(這也是唐主編設計本電路之本意),這個歷程可能是非常坎坷而艱辛的,但是一旦把電路的來龍去賣弄清楚之後,所獲得的將是無限寶貴的知識。如果你已經過了這個有意義的歷程,而仍然被中點電壓的漂移所困擾著,請試試用伺服電路。

適合SF-201的伺服電路: 

  儘管直流放大器有著諸多的優點,但輸出端中點電位漂移仍是其最大致命傷,再高級的直流放大器也難免除這個弊端,雖然像「菱形差動電路」、「鏡影對稱電路」可算是有效的對策,但畢竟花費太高,直到伺服電路出現之後,這個難題才算被解決了,所付出的代價只是「直流放大器不能放大直流訊號」的矛盾,但對音響上的用途並無妨礙。

  伺服電路的種種,已在本刊58期中有過詳細的討論,Onkyo的超級伺服電路固然很好,但本電路意圖是設計給特定用途的對象,因此採用該文78頁之第四圖的形式來用在SF-201中,更能符合業餘製作之需求,茲將全圖繪成圖一

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  這種伺服電路稱作「正相放大伺服電路」。包含了兩組濾波器,輸入的串聯R1 C1是個被動式低通濾波器,C2 R2則是主動低通濾波器,它們都是把放大器輸出端的極低頻成份檢出,作為伺服訊號。換個角度看,R1 C1是積分器(被動式),R2 C2是Miller積分器,兩者都是以6dB/oct的特性衰減高頻,乍看之下它有兩組RC,會令人以為是12dB/oct的特性,實則不然,

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請看圖二,(a)圖是Miller積分器部份的響應曲線,它是有增益的,故曲線在0dB之上方,(b)圖是被動濾波器R1 C1的響應曲線,它是無增益的,所以曲線在0dB以下,兩者同樣以6dB/oct的斜率下降,因此,只要選擇正確的RC值,可以使它們的fc2相同而合成(c)的響應曲線,與Super Servo特性完全一樣,(即對正負的漂移皆能有效抑制)。接著的問題是: 怎樣才能使兩者的fc2一樣呢?積分器在單增益時(即0dB)的頻率就是使Xc2=R2的時候,故積分器的0dB頻率扁是f=1/2πR2C2,再看R2 C2的轉折點,也是在f=1/2πR1C1的時候為3dB點,此後便以6dB/oct斜率下降,因此整個問題的解答便是只要R1=R2,C1=C2即可使兩個曲線合而為一。關於圖一中各零件數值的設定,從上所述,我們可以知道,加了伺服之後放大器的增益在頻率為fo=1/2πRC時為0dB,R-R1=R2,C=C1=C2,

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而f1(參看圖三)則決定於積分放大器A2的開路增益,即f1=fo/A2,而f2則正比於R3與原來放大器負回授之比值,即f2=A1.RB/R3,依照這個公式,以201線路中10倍及音控部分之相關零件值代入得,10倍部份之低頻轉折點為16Hz,音控部份約為22Hz。讀者若認為需要更低的截止點,只要加大R3之值即可,但不應大至100K以上,否則A2之輸出電流太小將無法起著伺服的功能。

製作詳析: 

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  實作的PC板圖樣如圖四所示,由於它是配合SF-201所使用的,故採用二合一的低雜音高性能IC,可以同時供應兩聲道使用,而且零件位置的配置也是配合201線路板上的相關位置而設計的。這個伺服電路接在10倍放大電路中是倂聯在負回授電阻R23上的(參看圖五),

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IN接於該級電路之輸出,10倍電路中之VR1原用於調整中點電位的,現在以伺服電路來控制中點電位,就不再需要了,VR1先將之拆除,拆除後遺留下的三個點應該是要短路才能使電路成為閉迴路,由於這個位置正好是要接伺服的輸出,因此利用伺服PC板上的銅箔,將這三點引出的線短路(參看圖四上的相關位置),把伺服電路當作是個大零件焊在201板上。另外需要的接點是IN使用201板上的點,正負電源必須在201板上找出適當的位置鑽孔,以使用單心線把伺服與201板相接,接地點則利用點,從這幾個接點的位置對照一下伺服板上的銅箔圖樣,很容易找出安裝伺服的正確位置,或請參閱完成品的實物照片。

  在音調控制電路中,伺服的接法就比較特別些,勿寧說是運用上的一種變通。原來在這一電路中負回授電路是從Q14E極接出的,經音控網路到Q9B極,由於這裡已經接有複雜的音控RC網路,所以伺服不擬接在此,從電路架構上來看,Q13E極到Q10B極顯然也是呈反相位的關係,而這兩個點上都沒有其他特別的零件,所以伺服就改接在這兩點之間(參看圖六)。

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由於有了伺服之後中點電位以不成問題,故原接於Q13E極上的交連電容Cc可以不接,正好利用它的一個接點來接伺服電路的輸入,而Q10B極到Q11C極原有的小值電容則移到201PC板的銅箔面去,以便利用其中的一個接角來接伺服的輸出。在PC板上從零件面看,Cc是用下方的接點,Cx是用左方的接點,而接地則是利用與R36倂聯的另一個Cx之下方接點,以這三點為準把伺服的銅箔與201板對照一下,即可知道電源的正負接點位置,然接在201上選取適當的位置來鑽孔,就可以把整個伺服部分焊上去。

  在裝配這兩個電路於201上時,必須先使201在正常工作狀況下,也就是說輸出端的直流電壓不應高過1V以上,否則就表示電路上尚有其他的問題,如果不先把這問題解決掉,即使伺服電路仍應付得了較大的直流偏移,但顯然地伺服電路的工作會很吃力,這可能影響到伺服的性能。本刊試作時是以一部中點電壓為±0.5V及一部中點電壓準確但極易漂移的201來加伺服電路,結果都很好,加伺服之後用數字式直流電壓表測中點電壓得2mV(這是IC本身的off-set電壓),經過一段時間的觀察,電壓絲毫不變。隨後用吹風機在201之背面加熱(以免使伺服IC受熱而影響其off-set電壓)五分鐘之後,電壓仍未變動,顯示伺服電路功能正常。

  使用於這個四符電路裡的IC是J-FET輸入級的TL-072,雜音特性、頻率特性都很好,極適合用在音頻電路內,若有相同性能其他廠牌的當然也可以用在此處,但應考慮其off-set電壓之大小。為了不影響到某些電路的阻抗特性(譬如RIAA放大器)R1之值可用得大些,TL-072的輸入阻抗很高,可以應付得過來,若不是FET輸入級的OP Amp.難以勝任。本電路若使用在其他的前級裡,一樣發揮它的性能,即使是RIAA放大電路也照樣能用,接線的方法還是一樣倂聯在負回授電阻上,有興趣讀者不妨試試看。

後語:

  伺服電路對直流放大器來講的確是一種靈藥,相信每一部有中點電壓漂移的問題都可因此迎刃而解,可是我們擔心的是,會有很多人因此而喪失了許多學習的機會是最可惜的。

轉載音響技術第61期 JAN. 1981 解決直流漂移的伺服電路/莊 仲

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