Hi-Fi音响OCL功放原理和检修 (line功放)

用户送来两台功放，两个徒弟争先上场。询问用户故障表现为，一台无音一台哼响。打开机壳外观内查，引出一场师徒对话。徒1：我修的这台扩音机顺着喇叭电路一直往前查，没找见输出耦合电容，发现两个大电容却在电源部分，没有电路图怎么修?徒2：我查的这台扩音机，4个塑封大功率管一字排开，也没有输出耦合电容，却找到了一个透明塑壳继电器，还能看见里边有6个触点，这是干什么用的呢?师傅：你们先看一下机器包装箱上“Hi—Fi功率放大器”字样，明白是什么意思吗?“Hi—Fi”是英文缩写词，是“高*”的意思，说明这台机器是“高*功率放大器”，简称“功放”。它由扩音机演变而来，前置放大电路增加了卡拉OK等对音频信号的“修饰”部分，所以叫扩音机就不大合适了。你们先试着测一下有关电压，让我找一张功放的电路图，给你们说一下电路工作原理与检修思路。徒1：这台功放的电源电压等于V，而接喇叭的这点对地电压为0V，与通常修的OTL推挽乙类放大电路中点电压约为“电源电压一半”比起来，相差太远了。徒2：我测的这台功放电源部分，在两个电容串联起来的两端(见图1)测的电压也是V，而对地用正负表笔交换才测出V电压。接喇叭的输出端电压约为V左右，也与“电源电压一半”对不上，难道这种功放与OTL扩音机工作原理不一样吗?

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师傅：你们先来看一下这张无名高*功放电路，见图1。现在社会上流行的功放大多采用这种形式的电路，一般由L、R左右两个声道组成，左右声道是完全对称的，咱们只看一个L声道的电路就可以了。这种Hi—FiOCL功放用正、负双电源供电，功放输出中点对地电压为0V，工作原理与以前修过的OTL扩音机几乎相同。OTL音频放大电路都采用单电源供电，电路中采用的晶体管如果以PNP型为主，则为正极接地负极供电；如果电路。中晶体管以NPN型为主，则为负极接地正极供电。所以对这二类电路测量电压的方法有些不一样，因而你们所测的电压该对的也觉着错了，不正常的电压也不知错在哪里。在功放的输出端一般左右声道各接一只相匹配的音箱，不过暂时接上一只W／Ω高音喇叭试机是可以的，也较安全。徒1：我知道OTL推挽乙类放大电路，没用变压器而用电容器做信号输出耦合元件，输出电容器是“隔直通交”的元件能够理解，而这个OCL电路既无变压器也无电容器，我不大理解。徒2：这个好理解，既然OTL是没有变压器的意思，OCL则是没有电容器的意思。以前的电路是通过变压器或电容把信号间接的送给扬声器，而没有电容器后是直接把信号加在扬声器上。只是没有电容器后，电路的工作原理却不大明白，请师傅讲一讲这种正、负双电源供电功放的工作原理如何?师傅：今天时间有限，你们看看电路，把弄不清的问题提出来，我就重点说明好吗?徒1：太好了，你先把电源部分讲一下，我看有两个电容串在一起，变压器又是圆形的，你把它的整流过程及如何形成正、负双电源的原理给我们讲一下。师傅：它与普通整流、滤波电路的工作原理其实是一样的。由变压器初级线圈V感应到次级线圈I的约V交流电压，在交流电压为正半周时，我们称次级线圈电压的极性为上正下负(1+、3-)，由于有中间头的作用又可分为1+、2-与2+、3-两组大小相等的电压。这时二极管D1、D3两端所加的电压为正向偏置而导通，D2、D4截止。其电流通路为：(1)次级线圈l+→D1→C1(及负载)→中间头2形成通路，向C1充电，极性为上正下负，两端电压约为V。(2)中间头2+→C2(及负载)→D3→3形成通路，向C2充电，极性为上正下负，两端电压也为V。在交流电压为负半周时，我们称次级线圈的电压极性为下正上负(3+、1-)，同样有3+、2-与2+、1-两组电压，这时加在D2、D4两端的电压为正向偏置而导通，而D1、D3截止。其电流通路为：(1)次级线圈3+→D2→Cl(及负载)→中间头2形成通路，向C1充电，极性为上正下负，两端电压约为V。(2)中间头2+→c2(及负载)→D4→1形成通路，向c2充电，极性上正下负，两端电压还是V。这就是变压器次级线圈中间头接地，用4只二极管两个电容串联中间接地进行全波整流、滤波的过程。Cl与C2串联后两端拥有(Uc1±Uc2=V+V)电压，而对中间头接地端形成+V和-V两组电压，这两组电压就叫电容分压式正、负双电源供电电源。采用正、负双电源供电的变压器次级绕组1-2、与2-3要严格对称，一般次级绕组大都采用双线并绕的方式。为提高变压器品质与效率，大部分功放都采用环形变压器(俗称“环牛”)。在测量这种正负双电源时，就不能像测单电源一样，用一个表笔接地测量。而要用两个表笔轮换接地分别测量两个电容+、-端的电压，而且电压值必须对称才算正常。这是双电源供电的一个特点。徒2：电源电路明白了，但这种功放的信号放大流程我看不大懂，你能把它的工作过程讲一讲吗?师傅：当然可以。我们可以回忆一下学过的音频放大电路前级与后级之间的信号传递方法：有变压器耦合、阻容耦合、直接耦合等。现在变压器耦合除大功率扩音机上还采用外，其他音频信号放大电路基本上不用了，而阻容耦合较常见。咱们现在看的这个电路是一个直接耦合式功率放大单元，音频输入信号是经音量电位器调整(图中未画出)后，经C3耦合给BGl、BG2组成的差分(又叫差动)放大电路。差分放大电路的工作点很稳定，所以很多高*功放前置级均采用这种电路。差分放大器BGl作信号放大单端输出，直接耦合给推动放大级BG3放大。差分放大器的另一端BG2担负着交流负反馈(改善音质、音量)与直流负反馈(稳定工作点)的任务。由BG3放大后的音频信号又直接耦合给由复合管BG4、BG6(NPN型)与BG5、BG7(PNP型)组成的准互补OCL输出级，所以信号的正半周由BG4、BG6负责放大，负半周由BG5、BG7负责放大，在扬声器Y上得到的是一个完整被放大的音频信号。徒1：以前咱们学过的单电源功率输出级上、下两管是同材料异极性，叫做互补对称OTL电路。现在这个电路中BG4、BG5是同材料异极性，而被复合的两个末级功放管BG6、BG7是同材料同极性，以复合管组成NPN与PNP而互补，这样得到直接耦合的输出电路叫准互补OCL，电路，不知我想的对不对?师傅：是这样，OCL电路的最大特点(直流工作点)是中点对地为0V，上下正负电源对称，不能偏正，也不能偏负。OCL功放输出级的中点电压为0V，其实也是电源电压的1／2，只不过由于参考点不同，好像不一样而己。OCL电路的中点电压为0V是要绝对保证的，一旦出现偏差，就会有直流电流流过扬声器，轻则出现失真哼声，严重时则会很快烧坏扬声器。因而在OCL功放电路中大部分都设有中点电压偏零保护电路，你们所说的继电器就是保护电路中的一个自动开关。保护电路主要由R0、BG8～BGll等组成。在保护电路中，BG8是正偏压检测管，BG9、BGlO是负偏压检测管，BGll是推动继电器动作的执行元件。在正常情况下，功放输出端直流电压为0V，BG8～BGll均处于截止状态。如果功放电路失常，中点电压偏高(正电压)经R0取样大于0．7V时，BG8导通，BG8的Ic流过R产生压降，使BG8的Uc下降引起BGll导通，有电流通过继电器线圈，使继电器J触点动作，扬声器脱离中点得到保护。如果中点电压偏低(负电压)经R0取样后比地电位-0．7V以上时，BG9、BGl0导通，BGl0的Ie流过R产生压降，也引起BGll导通，使继电器J动作，扬声器同样得到保护。有些简易功放没有设置保护电路，咱们在试机时用W／Ω高音喇叭比用音箱既方便又安全，一旦中点电压偏零过多，烧坏一个音膜不要紧，要烧坏一个音箱大喇叭损失就大了。徒2：完全明白了，你再讲一下OCL功放的检修思路与注意事项，我们就可以动手修理了。师傅：原理清楚后，修理起来就比较容易，我们下面分别对OCL功放的检修步骤与方法以及注意事项做一介绍。1．在不清楚故障原因的情况下，先不要接音箱(喇叭)试机，以免造成不必要的损失。如果接通电源指示灯发光，可首先分别测量左右声道输出端4个接线柱(红中与黑地)之间的直流电压，应在0V或接近0V。如果OCL输出端电压偏出0V但不超过±0．2V左右时，证明功放输出基本正常，可接上喇叭试机来判断故障，如有异常再打开机壳进行修理。2．首先测量电源部分C1、C2两端电压是否对称，如不对称可断开正、负电源供电端，再次测量C1、c2两端电压以判断故障范围。如果正负电源电压仍不对称，可查D1～D4、C1、C2是否*或损坏。一旦发现C1或C2损坏以及容量减小，一定要换同规格的。比如原机C1=C2=uF／V，但手头有两只uF／V电容器，则需将C1、C2同时更换，以免Cl≠C2造成正、负电源不对称而引发新故障。如果断开正、负电源供电端后，C1、C2两端电压才能对称的话，则故障在功放电路，需检查功率放大部分。另外需要说明的是，在断开正、负电源供电端后，C1、C2两端电压会因空载而升高，如在C1、C2两端并接上两个W烙铁芯(或相似电阻)作负载，则测出的电压会准确一些。3．一般功放大多由L、R左右两个声道组成，两个声道电路完全对称。通常两个声道同时发生故障的机会较少，但它们是共同使用的一组正、负双电源供电。比如说R声道不正常，则可在路测量其阻值或电压与L声道进行比较，这种方法对没有图纸的功放进行检修是很奏效的。4．如果发现放音异常，测量中点电压不正常时，可把BGl、BG2差分放大管射极共用电阻R2取下，参照另一声道R2阻值(比如k)，则可用一只k可调电阻取代R2进行调整使中点电压为0V。如调整后中点电压不能恢复0V或虽调到0V但与R2阻值相差很大时，证明电路某元件参数已偏移过多，可先把BGl或BG2代换后再进行分析检查。5．如果测得中点电压偏离0V过多，趋于接近正、负电源电压时，则肯定电路中有损坏的元件，比如BG6或BG7击穿，C4击穿、BG5开路等。如遇此情况可关断电源，先测左右声道一字排列的4只大功率管是否正常。应注意的是：有些功放的末级大功率管是同极性的，而有些则是异极性的对管，不要把极性搞错。左右声道用对比法从后到前逐级在路测量各晶体管及阻容元件阻值是否正常，一旦发现左右声道有不对称现象，即可卸下该元件进行测试或代换，用这种方法找到故障还是较容易的。6．如遇中点电压基本正常，而放音失真或输出管发烫(短时间损坏输出管)，则可能是静态工作点不正常。测试方法是把BG6集电极断开，正表笔接正电源，负表笔接BG6集电极，测其Ic应在mA左右，如不正常可调整RPl使BG6IC合乎要求。如果调整RP1不能使BG6的Ic在mA左右，而偏差过大的话，则可测BG4基极与BG5基极之间应有1．7～1．8V左右电压，如这个电压不正常，可检查D5、D6或RP1是否*或BG3失常。BG4与B基极之间的R9是一只负温度系数的热敏电阻，是用来稳定工作点的。7．输出级中点经R6与BG2等组成交直流负反馈电路。R6与R5、C6分压给BG2基极一个动态电压，调整R5的大小就可改变交流负反馈量，从而也就改变了音质及输出增益。8．保护电路在检修中也是不可忽视的一个单元。保护电路不正常也会引发故障，如果保护电路灵敏度过高或失常，音量稍大时就无音了，只能小音量播放，有时还会产生放音停顿现象。在保护电路中，取样电阻R0的选值很重要，一般取4.7～5.1k左右，如果阻值变大，中点电压偏零过多时，得不到及时保护则会烧坏喇叭。如果阻值变小灵敏度过高，又会出现放音停顿现象。保护电路本身不正常也会导致无声，比如R阻值变大或BG8击穿都会引起BGll导通，使继电器J动作造成无声故障。