Hi-Fi胆机放大电路常见故障的寻迹、分析与排除 (胆机 dac)

Hi-Fi胆机主放大器通常均由前置放大级、倒相级和来级推挽功率放大级组成。当使用了相当长的一段时间后，常常会出现输出信号失真和交流声干扰增大的故障。现以一家用小型Hi—Fi胆机主放大器电路的一个通道(参看图1)出现上述故障为例，阐述故障寻迹方法，分析故障产生原因和提出故障解决措施。这些故障的寻迹、分析和解决也适用于其他输出功率较大的Hi—Fi胆机主放大器电路。

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故障案例一、扬声器声音失真，当音量加大或低音加重时，更为明显。先观察各电子管灯丝，无不亮等异常情况。将乐音信号输入放大器。先将功放管V4拔去，发现扬声器内声音失真更加严重，将V4插上，再将V3拔去，则失真程度不及前者严重。拔管时发现(带细沙手套，因管温很高)V3管温很高，而V4则好些。由此初步检查可知：推挽功放级并未发生一边(V3或V4)开路故障。因两电子管的温度不同，可知其管耗各异，此表明两管的静态工作状态不同。推挽放大电路若两管工作状态不对称，输出失真是必然会产生的了。开箱进一步作检查，可先检查各电子管静态工作点是否正常。这可用测各电子管的直流阳极电压UA和栅极电压UG值来确定。必须提出的是，由于电子管的阳极回路电阻Ra和栅级回路电阻Rg均较大，为了减少测量误差，需用具有高内阻的数字万用表(如DT-型)来进行测试。从测试数据发现从前置输入级V1到倒相级V2的备极电压值与原来比较基本相同，可知静态工作状态正常，丽在测试推挽级V3和V4管各极电压时发现了异常：V3与V4管阴极和屏栅压比正常值低，但尚属正常，而阴极对地电压，即自给栅偏压UK竟达V，而正常值应为V。V4管栅一阴间电压UGK（4）=-V，这是正确的。原因是因为利用R*调节自给偏压电阻L和N点的对地电位来使V3与V4管两阳极回路工作状态对称之用。当电路对称时，L和N点对地电位各为2V，故实际如到功放管栅-阴极间的栅偏压为-V，再测V3栅阴间电压UGK(3)却为0V(正常值为-V)，再测V3管栅极对地电位竟达V，由此可推知，V3管栅极电阻R断路，使自给栅偏压无法送到V3管栅极，而测得的栅压V实际上是栅极“悬浮”着的电位。更换R，再将乐音信号输入放大器试听，失真情况得到很大改善，以为故障已排除，但试听不久，失真又重新出现。再测：UK=V，V4管UGK(4)=-V，属正常，而V3管UGK(3)不稳定，从-V不断变化到-V，实属反常。由此可猜想到可能是在V3管栅极回路栅阻R上由于某些原因产生了一个电压UR抵消了一部分自给栅偏压而引起的(见图2)，正电压UR有两个可能因素造成：隔直电容C漏电，将C拆去，UR依然存在，再查V3管阳-栅间绝缘电阻也属良好，由此说明故障并非由此原因产生。最后将V3和V4管位置互换，发现栅-阴电压不正常的情况跟着管子走。于是可推知，问题出在电子管本身。经分析可知，功放管通常均运用在其阳极功耗接近于额定功耗状态(Pa≈Pamax），阳流较大，管耗也大。因此管温较高。当电子管使用日久后，阴极电子发射的活性物质蒸散到栅极，日积月累，使栅极也被“激活”，在栅极高温的作用下。同样出现了发射电子现象，在栅极回路中产生电子流I-，在栅极电阻R上引起了正的电压降。再者，电子管长期高温使用后，电极释放出气体，使管内真空度下降，管内出现导电离子。于是在G，K之间产生电流IG。IG流过Rg时的电压降又抵消了栅偏压，因此Rg取值小一些较好。

为了电子管能长期稳定、安全地工作，在电子管手册中标出了能采用的栅极电阻的最大值。如表1中所示。通常选用栅极电阻时，不宜超过此值，而且以选用较小值为好。对于Hi—Fi级主放大器来说，保证输出有长期稳定和优良的音质为首要任务，选用的栅极电阻Rg值均较小，如输出功率为黄金功率(W)且得到普遍采用的KT-、A、EL、6L6G和6P等电子管组成的固定偏压推挽功放电路中其Rg值常取k。有些电路中甚至选取k，至于造成放大倍数的下降，可由前级放大电路来补足。

据以此理，图1中R和R取k虽在允许值之内，但改为k为好。因倒相级输出电阻值不大，故此两电阻值的减小，对整机电压放大倍数基本没有影响。故蹿所在及其原因均已清楚，将V3电子管换以新管，故障消除。为了保证推挽功放两阳极回路的对称牲，将V4电子管也换以同样的新管。此时电路工作完全正常，再测它们栅极、阴极、阳极和屏栅极对地电位也金属正常，具体数值均标出在图1中。故障案例二、扬声器中交流干扰声增大若如前述推挽功放电路不对称，会使扬声器内交流干扰声增大，但当电路正常后，此故障依然存在，则故障根源必然在功放前的各级放大电路中。因各电子管直流栅压和阳压均属正常。各放大级均处在合适的静态工作状态，故对其偏置电路工能查。重点放在检查交流通路。先采用栅-阴极间短路法，从倒相级到前置放大级，依次逐个地将电子管的栅-阴极间短路，同时注意扬声器中交流干扰声的变化。发现当短路V2管，4—6脚、1-3脚和V1管1-3脚时，扬声器中交流干扰声消失，而短路V1管4-6脚时，交流干扰声依然存在，这表明，故障在前置放大器的输入级。我们知道，交流干扰的来源主要来自阳极回路和栅极圆路。若阳极直流电源滤波电容器的电介质日久干枯，电容量减小，滤波作用变差，直流电压脉动增加，相当于下一级电子管栅极附加了一个交流干扰信号造成了此故障，于是将C4拆下测量其电容量及漏电流，基本正常。再近一步检查C和C，也均为良好。再看栅极回路，若栅极回路因元件损坏而开路，音量调节和高低音调节电位器外壳接地*，前置放大级的*罩接地开路等均会造成交流干扰增大。于是测量V1电子管栅极和阳极回路备元件，但均无损坏，应该接地处接地良好。至此，故障寻迹似乎到了“山穷水尽"的地步了。但这并非坏事，正因为一般容易想到和发现的故障可能均已排除，使思想集中到容易疏忽的地方--子管的灯丝和阴极回路去考虑。接原设计电子管灯丝对地应有一直流正电压UF=V(即推挽功放自给栅偏压Uk)，实测V1灯丝对地直流电压却为零。再近一步检态发现并联在灯丝，绕组两端的线绕电阻RP活动卡圈接触头(M点)因日久氧化造成接触*，导致正电位(V)无法送至各灯丝(尤其是V1管的灯丝）而造成了交流干扰。将M点氧化皮打磨于净，将卡圈重新夹紧，灯丝又重新得剥了对地的直流电位，故障消除。其原因何在?我们知道，电子管灯丝电交流供电简单方便，但易引入交流干扰，这是因为：(1)交变的灯丝电流所产生的空间电磁场对栅极回路有感应作用一般在安装胆机电路走线时，采取灯丝接线绞合，并与栅极引线远离来减弱由灯丝电流产生的交变电磁场(Hz)对栅极回路的感应作用，但仍无法避免电子管内灯丝引出线与栅极引出线之间的感应作用。设它们之间的感应作用用电容C1和C2来代表[参看图3（a）（b）]，则在栅极电阻Rg上将产生感应电压，引起交漉干拢，于是利用电桥平衡原理，在灯丝绕组两端并联一个电位器RP4，其活动插头M接地【参看图3(b)、(c)】，当调节插头处(M点)使电桥达到平衡，则虽然灯丝电流对栅极的感应作用仍然存在，但栅极电阻Rg上都没有交流感应电压了，交流干扰也就消失。

(2)交变的灯丝泄漏电流在阴极电阻上产生的干扰电压因为电子管的灯丝与阴极间的热电子发射，则当灯丝与阴极间有电位差UFK时，在阴极回路内会产生电流FK，则在阴极电阻Rk上会产生电流引起的交变干扰电压iFK·Rk通过栅极电阻Rg加到电子管的栅极(参看图4)，引起了干扰信号。尤其是前置放大的输入级，干扰信号经多级放大器放大后，在扬声器中产生了较大的交流干扰声。在灯丝电压上附加一个是较大的直流偏置点压UF，使灯丝与阴极间电位降低就可将交流干扰降低到很低的程度。

图5就是综合了以上两个因素，能克服由于热电子发射而引起交流干扰的灯丝-阴极抗干扰电路，为了简单方便，直流偏置电压UF通常由抵挽功率效大级自给栅偏压Uk兼任。关于灯丝直流偏置电压UF的取值问题，若UF过小，将起不到抗干扰作用。但若UF过大，又将会引起电子管灯丝与阴极间的绝缘击。作为Hi-Fi功放电路自给栅偏Uk值通常在-V之间，很少超过V。故以自给栅偏压Uk来兼任灯丝直流偏压UF是一种既简单方便又合理安全的抗交流干扰的有效方法。在RP4调整好以后，R和R值用两个固定电阻代替，可进一步提高此电路工作的可靠性。