神马文学网Hi-Fi输出牛的业余测量
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/25 16:39:38
Hi-Fi输出牛的业余测量2007年04月10日 星期二 19:46 下面我们来谈谈如何在业余条件对输出牛进行测量。所用的工具有：数字电压表、电流表、普通电感表，还有0~100KHz信号发生器（signal generator），为观察波形失真情况，最好还要有示波器（oscilloscope）、失真仪（distortion meter）等（如在测量频响宽度时，在高频段有时测得输出值也不小，但波形却已出现失真）。不过我们可以通过其他测量方法来得知在重要的20Hz~20KHz范围内是否良好。
笔者推荐的信号发生器（signal generator）是典型的XD-1，二手价仅人民币300元左右；示波器（oscilloscope）也是最常用的双踪示波器SR-8，二手价仅千余元人民币。此两件必用的仪器的价位较低，业余发烧友很容易拥有，且完全可以满足测试要求，非常实用（当然阁下若拥有其他高档的仪器则更好）。输出牛在正规厂家一般均是用专用综合测试仪来测得，有些数据对发烧友来讲，并无多大意义，用这里简单的测试方法，即可测出输出牛的几项实用参数，且相差不多，很具使用价值。
1： 电感（inductor）
单端（single-ended）输出牛由于存在严重的直流磁化，故在测量时须加入与实际工作电路相近的直流电流。如图1，其中电源变压器（宜用大功率的）提供交、直流两种电压，在被测输出牛的初级同时通过交、直流两种成分（模拟单端牛实际的工作状态）。R系无感电阻（noniductive），（交流电流表难找，现用电阻降压法取代交流表）用以显示回路直流电流的大小。分别测量R上的交流电压值UR、及输出牛初级交流分量UL，然后按下式计算初级电感
L=U2·R/2πf·U1
注意，以上三表均不能用普通指针式万用表，以免交、直流分量相互干扰，使测试不准确（以下均同）。
推挽（push-pull）输出牛，由于不存在直流磁化（或仅有少许的磁化）。可用图的测试电路，给输出牛的某一臂加入0~15mA的可调直流电流（若你的电路两管电流完全相等，可不加直流）。其中：R≤0.05（2πfL），然后按下式求得：
L=R√ （U/UR）-（1+r/R）/2πf，式中U为交流输入电压，UR系R上的电压，r为输出牛的初级（pri）内阻。
2、漏感（leakage inductance），一般输出牛的漏感仅几毫亨~几十毫亨，其值可用普通电感表或万用表测得（一般测试频率为1KHz、100Hz），此不祥述。
3、自谐振（resonance）频率：无论是串联或并联谐振，最好不要落在音频范围内，以免破坏听感。一般，出现在几十KHz，有的可能在10KHz以内。业余情况下可按图3测量。其中，R系无感电阻（noniductive），其值越小越好，但须能保证电压表有合适的电压显示。信号源输出固定的电压，然后调节信号源的输出频率，当电压表出现最小读数时，查看信号源的频率，此频率即为并联自谐振频率；当电压表出现最大读数时的频率，即为串联自谐振频率。
4、频率响应（freguency response）：推挽（push-pull）输出牛的测试电路如图，其中R值等于初级阻抗的一半，RL等于输出阻抗。先在将信号源的输出电压调至最大（最好将电压升至输出牛工作所需电压），并记录。然后调节输出频率，分别记录下低频、中频（1KHz）及高频时RL上的电压UR低、UR中、UR高，再按下式计算：
低频响应值（dB）=20lg UR低/ UR中 ；
高频响应值（dB）=20lg UR高/ UR中。
R1 匹配电阻。其阻值为变压器初级阻抗与信号源输出阻抗之差的值（用无感电阻）
RL 为变压器次级被测端的阻抗值（用无感电阻）
C1 为隔直流电容，用30uf以上的无极性电容
C2 为变压器输出匹配电容,一般用0.5uf
测试：
测试电压，指变初级端信号电压4V （RMS）激磁电流DC，按被变压器初级最大电流值的1/10值
单端（single-ended）输出牛，由于单端牛中有直流磁化作用，故测试电路中需加入直流电流成分。不过高频段仅与漏感及分布电容有关，为方便测试，在测高频段频响时，可不加直流成分。图5中R等于被测输出牛的输入阻抗（input impedance）。调节W使电流表A指示到输出牛实际工作电流值，C1为隔直电容，其测试方法及计算公式与推挽（push-pull）牛相同。
5、输入阻抗（input impedance）：输入阻抗受初级电感、漏感（leakage inductance）及分布电容（distributed capacitance）等的影响，在高及低频段呈现出不规则的阻抗变化，有时误差达30-50%。推挽（push-pull）牛的测试如图6，在不同频率段分别测量输出牛初级的电压UL，然后按下式计算：
输入阻抗（input impedance）Z=Ra UL /Ua Ua：Ra上的电压；单端（single-ended）牛的测试同样要加入直流电流，按图7测试。调节W使A指示到正常工作电流。其余测试方法及计算与推挽（push-pull）牛相同。
6、分布电容（distributed capacitance）的测量：分布电容是由变压器本身的结构，绕制工艺及材料等因素所形成。初级分布电容的测量电路见图8，调节信号源的输出电压至最大（最好能升至工作所需电压），然后改变输出频率。当输出电压指示最大时，表明电路产生谐振，此时的频率为f（KHz）。然后按下式计算：
初级分布电容（pri distributed capacitance）
C（pF）=25.3×10 /2πfLs 式中Ls系初级漏感（mH）。
次级分布电容（sec distributed capacitance）的测量见图9，调节信号源的频率，当电压表指示为最大时，即表明产生串联谐振，此时的频率为f（KHz）。
次级分布电容C（pF）=25.3×10 /2πfLs Ls为次级漏感（mH）。
初、次级间分布电容（pri-sec distributed capacitance）的测量，可按图10进行测试，将信号源的频率调为15KHz，输出电压为17.9v。然后直接读取电压表的读数，按10mV/pF计算即可。
对于输出牛的耐压及其他参数的测量，读者可参阅其他报刊，此不复述。
以上测试仅是在输出牛不工作或模拟理想的工作状态下测得的，且是用纯电阻做负载（load）。实际电路中的扬声器是一个电抗（reactance）元件，加之分频器的影响，往往使测试结果面目全非。但这种通用的测试方法仍具一定的说服力。以上几项测完后，可再让输出牛在机工作状态及半输出功率或满输出功率状态下进行测试，此时主要对频响宽度及波形失真等几项参数测试即可。在小功率状态下测得的数据与前面的测试结果出入不大，而输出功率越大其结果越差，有时相差较多，但一般厂家均不依满功率时的测试数据为依据。
通过以上对输出牛的自行测试，可让业余发烧友心中有个“底数”，对所聆听之胆机的品质有个物理上的衡量。其音质音色如何，当然还与其他因素有关，但也是仁者见仁，智者见智之事。有人喜欢暖色，有人偏爱清秀。但若连以上测试结果不太好的输出牛，无论电路如何复杂，肯定也不会有靓音的表现（除非阁下的耳朵有问题）。经过以上的测试，阁下可以根据指标的不足或优点，合理的搭配周边器材（如前级、扬声器）及线材，让阁下的功放达至最好的表现，或在品评一部胆机时“胸有成竹”。另外，还可以使一些中小型胆机厂，对自己所用的输出牛有所了解，有所改进，使胆机市场步入健康发展的轨道。
笔者推荐的信号发生器（signal generator）是典型的XD-1，二手价仅人民币300元左右；示波器（oscilloscope）也是最常用的双踪示波器SR-8，二手价仅千余元人民币。此两件必用的仪器的价位较低，业余发烧友很容易拥有，且完全可以满足测试要求，非常实用（当然阁下若拥有其他高档的仪器则更好）。输出牛在正规厂家一般均是用专用综合测试仪来测得，有些数据对发烧友来讲，并无多大意义，用这里简单的测试方法，即可测出输出牛的几项实用参数，且相差不多，很具使用价值。
1： 电感（inductor）
单端（single-ended）输出牛由于存在严重的直流磁化，故在测量时须加入与实际工作电路相近的直流电流。如图1，其中电源变压器（宜用大功率的）提供交、直流两种电压，在被测输出牛的初级同时通过交、直流两种成分（模拟单端牛实际的工作状态）。R系无感电阻（noniductive），（交流电流表难找，现用电阻降压法取代交流表）用以显示回路直流电流的大小。分别测量R上的交流电压值UR、及输出牛初级交流分量UL，然后按下式计算初级电感
L=U2·R/2πf·U1
注意，以上三表均不能用普通指针式万用表，以免交、直流分量相互干扰，使测试不准确（以下均同）。
推挽（push-pull）输出牛，由于不存在直流磁化（或仅有少许的磁化）。可用图的测试电路，给输出牛的某一臂加入0~15mA的可调直流电流（若你的电路两管电流完全相等，可不加直流）。其中：R≤0.05（2πfL），然后按下式求得：
L=R√ （U/UR）-（1+r/R）/2πf，式中U为交流输入电压，UR系R上的电压，r为输出牛的初级（pri）内阻。
2、漏感（leakage inductance），一般输出牛的漏感仅几毫亨~几十毫亨，其值可用普通电感表或万用表测得（一般测试频率为1KHz、100Hz），此不祥述。
3、自谐振（resonance）频率：无论是串联或并联谐振，最好不要落在音频范围内，以免破坏听感。一般，出现在几十KHz，有的可能在10KHz以内。业余情况下可按图3测量。其中，R系无感电阻（noniductive），其值越小越好，但须能保证电压表有合适的电压显示。信号源输出固定的电压，然后调节信号源的输出频率，当电压表出现最小读数时，查看信号源的频率，此频率即为并联自谐振频率；当电压表出现最大读数时的频率，即为串联自谐振频率。
4、频率响应（freguency response）：推挽（push-pull）输出牛的测试电路如图，其中R值等于初级阻抗的一半，RL等于输出阻抗。先在将信号源的输出电压调至最大（最好将电压升至输出牛工作所需电压），并记录。然后调节输出频率，分别记录下低频、中频（1KHz）及高频时RL上的电压UR低、UR中、UR高，再按下式计算：
低频响应值（dB）=20lg UR低/ UR中 ；
高频响应值（dB）=20lg UR高/ UR中。
R1 匹配电阻。其阻值为变压器初级阻抗与信号源输出阻抗之差的值（用无感电阻）
RL 为变压器次级被测端的阻抗值（用无感电阻）
C1 为隔直流电容，用30uf以上的无极性电容
C2 为变压器输出匹配电容,一般用0.5uf
测试：
测试电压，指变初级端信号电压4V （RMS）激磁电流DC，按被变压器初级最大电流值的1/10值
单端（single-ended）输出牛，由于单端牛中有直流磁化作用，故测试电路中需加入直流电流成分。不过高频段仅与漏感及分布电容有关，为方便测试，在测高频段频响时，可不加直流成分。图5中R等于被测输出牛的输入阻抗（input impedance）。调节W使电流表A指示到输出牛实际工作电流值，C1为隔直电容，其测试方法及计算公式与推挽（push-pull）牛相同。
5、输入阻抗（input impedance）：输入阻抗受初级电感、漏感（leakage inductance）及分布电容（distributed capacitance）等的影响，在高及低频段呈现出不规则的阻抗变化，有时误差达30-50%。推挽（push-pull）牛的测试如图6，在不同频率段分别测量输出牛初级的电压UL，然后按下式计算：
输入阻抗（input impedance）Z=Ra UL /Ua Ua：Ra上的电压；单端（single-ended）牛的测试同样要加入直流电流，按图7测试。调节W使A指示到正常工作电流。其余测试方法及计算与推挽（push-pull）牛相同。
6、分布电容（distributed capacitance）的测量：分布电容是由变压器本身的结构，绕制工艺及材料等因素所形成。初级分布电容的测量电路见图8，调节信号源的输出电压至最大（最好能升至工作所需电压），然后改变输出频率。当输出电压指示最大时，表明电路产生谐振，此时的频率为f（KHz）。然后按下式计算：
初级分布电容（pri distributed capacitance）
C（pF）=25.3×10 /2πfLs 式中Ls系初级漏感（mH）。
次级分布电容（sec distributed capacitance）的测量见图9，调节信号源的频率，当电压表指示为最大时，即表明产生串联谐振，此时的频率为f（KHz）。
次级分布电容C（pF）=25.3×10 /2πfLs Ls为次级漏感（mH）。
初、次级间分布电容（pri-sec distributed capacitance）的测量，可按图10进行测试，将信号源的频率调为15KHz，输出电压为17.9v。然后直接读取电压表的读数，按10mV/pF计算即可。
对于输出牛的耐压及其他参数的测量，读者可参阅其他报刊，此不复述。
以上测试仅是在输出牛不工作或模拟理想的工作状态下测得的，且是用纯电阻做负载（load）。实际电路中的扬声器是一个电抗（reactance）元件，加之分频器的影响，往往使测试结果面目全非。但这种通用的测试方法仍具一定的说服力。以上几项测完后，可再让输出牛在机工作状态及半输出功率或满输出功率状态下进行测试，此时主要对频响宽度及波形失真等几项参数测试即可。在小功率状态下测得的数据与前面的测试结果出入不大，而输出功率越大其结果越差，有时相差较多，但一般厂家均不依满功率时的测试数据为依据。
通过以上对输出牛的自行测试，可让业余发烧友心中有个“底数”，对所聆听之胆机的品质有个物理上的衡量。其音质音色如何，当然还与其他因素有关，但也是仁者见仁，智者见智之事。有人喜欢暖色，有人偏爱清秀。但若连以上测试结果不太好的输出牛，无论电路如何复杂，肯定也不会有靓音的表现（除非阁下的耳朵有问题）。经过以上的测试，阁下可以根据指标的不足或优点，合理的搭配周边器材（如前级、扬声器）及线材，让阁下的功放达至最好的表现，或在品评一部胆机时“胸有成竹”。另外，还可以使一些中小型胆机厂，对自己所用的输出牛有所了解，有所改进，使胆机市场步入健康发展的轨道。
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