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。

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-820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32V,而正常值应为24V。V4管栅一阴间电压UGK(4)=-30V,这是正确的。原因是因为利用R21抽头调节自给偏压电阻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-30V,再测V3栅阴间电压UGK(3)却为0V(正常值为-30V),再测V3管栅极对地电位竟达32V,由此可推知,V3管栅极电阻R19断路,使自给栅偏压无法送到V3管栅极,而测得的栅压32V实际上是栅极“悬浮”着的电位。更换R19,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=24V,V4管UGK(4)=-22V,属正常,而V3管UGK(3)不稳定,从-22V不断变化到-12V,实属反常。由此可猜想到可能是在V3管栅极回路栅阻R19上由于某些原因产生了一个电压UR19抵消了一部分自给栅偏压而引起的(见图2),正电压UR19有两个可能因素造成:隔直电容C13漏电,将C13拆去,UR19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R19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(30W)且得到普遍采用的KT-88、6550A、EL34、6L6G和6P15等电子管组成的固定偏压推挽功放电路中其Rg值常取100k。有些电路中甚至选取47k,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R19和R20取470k虽在允许值之内,但改为250k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C11和C15,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不良,前置放大级的屏蔽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=24V(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不良,导致正电位(24V)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(50Hz)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20-40V之间,很少超过60V。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,R41和R42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。