怎么有效解决专业音响设备功率放大器电流声

许多玩音响的朋友都碰到过功率放大器的电流声，出现连续不断的噪音、噪音的响度颇为稳定、通常都是低频噪音等等状况。这些电流声是什么原因导致的呢?又该如何解决呢?

导致功率放大器出现电流声的原因往往是以下几种情况

电源涟波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍声 (Humming)

感应噪声 (Pick-up noise) 包括人体拾波噪声 (Body pick-up)

线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)

不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)

机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)

下面柏卡图一个一个来分析：

交流啍声

交流啍声的成因是电源滤波器设计不当，甚或偷工减料，导致市电的交流电讯号有一部份溜进了放大器。这种电流声的特色是频率很低，大部份情况下都很微弱，要把耳朵贴着扬声器才听到，而且即使把音量调到最低，噪音依然存在。

滤波电容 (水塘)，除了容量愈大愈好外，其等效串联电阻 (ESR) 也是愈小愈好!这是电流声中最常见的一种。一般情况下一些平价的山寨放大器较易遇到这种情况，反而 DIY 的放大器较少遇上这问题，为甚么呢?因为这种电流声最普遍的成因是电源滤波器用料不足，滤波电容器的容量不足，一些平价产品因为吝啬于昂贵的大容量电容器(俗称水塘)，所以比 DIY 放大器更容易出现问题(因为一般人 DIY 都会不惜工本)。

如何解决这种电流声?那要看看你的放大器是使用外置还是内置变压器(火牛)，如果是使用内置变压器，情况较为复杂，需要把水塘换上更大容值的电容器，甚至增加电容器的数目，数只电容器并联时其容值会相加，但这种方法会受到机内空间所限，需要随机应变。

由于这个噪音的频率很低(100Hz)，而且通常都很轻微，若碰上小口径的扬声器，这些廉价放大器往往可以蒙混过关，不过想检测电源涟波噪音，有一个很简单的方法，只要在放大器开启时用手摸一摸低频单元的震膜，若在无讯号或音量调到最低时仍感受到扬声器的震膜震动，这便是一个很明显的交流啍声的证据。

如果是用外置变压器(例如一般迷你放大器)，当然以上的方法都适用，但有另一个更简单的做法──换上一个开关式电源变压器(SMPS) ，问题便会迎刃而解!

很惊讶吧!首先开关电源的音质是不是很差，但是单就解决交流啍声，开关式源变压器的确有立竿见影之效。(当然使用开关电源可能会诱发另一问题，往后有机会再详细探讨。)

原理：

我们用的市电为交流电，但是放大器必须以直流电操作，所以电源变压器(火牛)除了负责把 220V 的电压升/降至合适的电压之外，还担任着把交流电转变成直流电的角色，这个过程叫「整流」。在放大器内最常见的整流方式为「桥式整流」，桥式整流会把市电的交流电变成变化不定的直流电，技术一点来说，这是一个包含着 50Hz x 2 = 100Hz 交流讯号的直流电源，我们称之之为「涟波」，而这个 100Hz 的涟波若未能清除掉，便会让它溜到扬声器，形成噪音，由于这些涟波的频率都很低，所以需要很大容量的滤波电容 (水塘) 来把其吸掉。

为何开关式电源变压器可解决交流啍声?因为开关电源的操作频率并不是 50Hz 或 60Hz，而是动辄过十万Hz，愈高频的涟波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉)，况且它的操作频率远超于耳朵及扬声器的工作范围，所以电源的涟波噪音一不能在扬声器上再生 (频率太高)，二更不能被耳朵接收再传到大脑 (都是频率太高)，那又何来噪音?

其他成因：

1. 滤波电容失效(俗称干塘)

由于滤波电容成本高、体积大，一般情况下都不会选用耐高温的电容，所以在发热量高的功率放大器中，水塘往往会是寿命较短的零件。

2. 输出功率管偏置电流失调

输出功率管需要在一定的偏置电流下操作，若此电流值因种种原因增加了，导致放大器的静态电流不寻常地上升，也会增加水塘的负荷，从而加强了交流啍声。

3. 讯号地 (Signal ground) 与大地 (Earth) 即地线接上了，这个情况我们会在 Ground loop 部份详细分析。

4. 变压器的电磁干扰，这个情况会在 Wiring and shielding 部份详细分析。

备注：

滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提升。

甲类放大器因需要庞大的静态电流，因而令电源涟波噪音更易被察觉，所以滤波器的规模往往很大。

电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低，其滤波性能愈佳。

除了并联电容器以增加电量容，也可以串联电感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 滤波，但成本较高。