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铁氧体芯OTL电路测试

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发表于 2022-1-29 11:37:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
  UTG962信号发生器真是个好东西,小不点的拿在手里好玩极了,各种波形和调制功能一应俱全,扫频更是不在话下。一开始看说明书的频率不确定度在±100ppm左右,摆弄过后释然了,用DDS合成的频率数值通常都不是完全的整数结果,在0.01%的范围内总会有一个小尾巴留着。这么一个小东西,拿它来做小功放的测试真是太超值了。

  言归正传,准备对小功放做频响测试。先是打算用扫频方式,从0Hz一直扫到1MHz,想想也够爽的。然后就需要做一个检波探头,以便形成单向的通带曲线。普通探头对低至几Hz的频率难以响应,必须要用运放做的精密检波器才行,这就又牵涉到电源的供给,反而复杂化了。所以最后还是用设置点频的方法,测试结果记录在电子表格(Excel或OpenOffice的ods)中,这样作为存档和形成图形都很方便。

  小功放的负载用四个1W8.2Ω的金属膜电阻串并焊接而成:

       

05

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  信号发生器、示波器、小功放连接好后,将发生器输出设置在sine、1KHz、200mVp-p,打开相应通道,调节功放的音量电位器,使示波器上的显示为2.82Vp-p,这个值对应1Vrms,在8Ω负载上将产生0.125W的功率耗散。作为基准,1KHz频点上的电压值将为其它频率上的幅度所参照。

       

02

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03

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  在电子表格中先记录一列频率值,每十倍频程中设定十个等间隔值,如10Hz~100Hz中以10Hz步进设定10、20、30、...90、100十个频点,在100Hz~1KHz中以100Hz步进设定100、200、300、...900、1K十个频点,以此类推。紧邻的第二列留作各频点电压值的记录。

  对12V的硅小功放和7.4V的锗小功放分别进行测试:

       

01

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04

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  12V硅小功放测试结果:

       

06

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  12V硅小功放的-3dB频响范围,右声道为61Hz~58KHz;左声道为55Hz~70KHz;高端的-6dB范围可分别扩展到100KHz和120KHz。

  在频响曲线低端有一个明显的隆起,相对1KHz幅度约+1.1dB;左右声道±1dB不平坦度的范围分别约为120Hz~33KHz和120Hz~41KHz。


  7.4V锗小功放测试结果:

       

07

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  7.4V小功放的-3dB频响范围,右声道为105Hz~13.5KHz,左声道为110Hz~13.5KHz;高端的-6dB范围则止步在20.5KHz。

  频响曲线的低端隆起不明显,原因是变压器负载达不到设计要求的低阻抗,而变压器的初级电感比上述硅小功放的还要高一些;高端则限制于共射组态的低频锗管。对于这类设计场景为收音机的小功放,频响刚刚能够满足要求;左右声道±1dB不平坦度的范围均在170Hz~8KHz范围内。


参考资料:

        【去库存】一组OTL小功放

(结束)






补充内容 (2022-2-2 10:32):
在13楼有7.4V锗小功放经频响扩展后的视频。

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发表于 2022-1-29 14:08:41 来自手机 | 显示全部楼层
请问12V的硅功放有没有音频变压器?
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发表于 2022-1-29 15:17:05 来自手机 | 显示全部楼层
汗,两个都带了铁氧体输入变压器,对吧?

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发表于 2022-1-29 15:45:13 | 显示全部楼层
自从有了数字信号发生器和示波器,
以前旧的模拟信号发生器和示波,要么拆了,要么丢垃圾桶了。放着闹心还占地方。

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 楼主| 发表于 2022-1-29 15:47:33 | 显示全部楼层
topskyhorse 发表于 2022-1-29 15:17
汗,两个都带了铁氧体输入变压器,对吧?

文后参考资料内都有介绍。谢谢!
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发表于 2022-1-29 16:25:13 来自手机 | 显示全部楼层
准确的测量是不能用电阻代替喇叭的。喇叭是一个电感,感抗是随频率变化而变化的。

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发表于 2022-1-29 17:02:45 | 显示全部楼层
duxaaa 发表于 2022-1-29 16:25
准确的测量是不能用电阻代替喇叭的。喇叭是一个电感,感抗是随频率变化而变化的。

每个型号喇叭都不同

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 楼主| 发表于 2022-1-29 17:29:23 | 显示全部楼层
duxaaa 发表于 2022-1-29 16:25
准确的测量是不能用电阻代替喇叭的。喇叭是一个电感,感抗是随频率变化而变化的。

准确的测量必须使用纯阻负载,否则无从反映放大器的原始性能。
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 楼主| 发表于 2022-1-29 17:37:12 | 显示全部楼层
对两个放大器作了改进,将硅功放的BG2射极电阻从10欧换成20欧,将锗功放的负反馈电阻从1K换成510欧,然后再检查频响的变化。

经过测试,硅功放的左声道低端扩展到43Hz,高端扩展到90KHz;右声道低端扩展到47Hz,高端扩展到71KHz,高端-6dB超过200KHz。锗功放左右声道低端均扩展到62Hz,高端均扩展到22KHz;高端-6dB均达32KHz。

可见,对于音频功放扩展频响的一个重要条件是较低的闭环增益。

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发表于 2022-1-30 08:35:12 | 显示全部楼层
从测试结果看,这组小功放的性能都是可圈可点的。有了测试手段,真心好得很,可以一目了然,能够心中有数。

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 楼主| 发表于 2022-1-30 10:07:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 longshort 于 2022-1-30 10:18 编辑

补上四幅频响扩展的测量数据比较图:

12-1

12-1

12-2

12-2



74-R

74-R

74-L

74-L


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发表于 2022-1-30 10:17:20 | 显示全部楼层
理论的量化和可视化。点赞!!!

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 楼主| 发表于 2022-1-31 10:10:46 | 显示全部楼层
7.4V锗小功放经频响扩展后的体验视频:





顺便玩了下听力测试,将UTG962的输出频率,从1KHz升到11KHz,勉强可从喇叭里听到一点点声音。不知道这是我的听力弱呢,还是喇叭的频响不佳?



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发表于 2022-1-31 11:02:49 | 显示全部楼层
楼主能否用方波看下20Hz 100Hz 10KHz 20KHz和100KHz的频响曲线?

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 楼主| 发表于 2022-1-31 11:39:28 | 显示全部楼层
tubefans 发表于 2022-1-31 11:02
楼主能否用方波看下20Hz 100Hz 10KHz 20KHz和100KHz的频响曲线?


铁氧体的方波测试结果与硅钢片铁芯有不同,至少要在几十KHz以上才能得到比较平整的方波图形,而硅钢片铁芯只能在几KHz以下才能得到比较平整的方波图形,这两者之间难以直接比较,所以不给出测试结果,也是为了避免误判,而失真度的测试及通带测试较为可靠,且实际听感更为重要。谢谢关注!
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