哼聲與接地（機內篇）转贴

桐城大头 · 发表于 2009-11-26 22:09

常常會接到正在裝機試機中的讀者的電話，當然這些電話的內容大半是屬於：為什麼不響？為什麼聲音很小？為什麼發熱？為什麼交流聲很大？

      關於前三個問題，在電話裡是不容易答覆的，因為我根本就不知道他究竟是怎樣接法的，電晶體及所有零件對不對？而至於第四個問題，通常就比較簡單，因為哼聲不外乎來自市交流電，而串入線路的途徑也不外乎感應(又有靜電性及電磁性兩類)和地迴路串入兩種。所以大多數的情況下，我只要告訴他一些要點，請他一步一步地改過來，哼聲就可以消除了。但也有少數讀者，開始時很不容易接受我給他的觀念，因為他在課本或其他許多比音響技術更專業化的雜誌以及所買的套件(指港、臺製售)所附說明書上，看到的接地方式，都和我所說的大不一樣，便很懷疑我「儘可能前端接地」的觀點是否有誤？不管怎樣，我還是勸他試試。為免我自己在電話裡重覆地浪費口舌，(要更改一個人根深蒂固的觀念實在不很容易)，我想藉長一些的篇幅，來說說這個間題。本文將分成兩部份，第一部份是談機內的接地處理，適於愛好自己裝的朋友參考；第二部份為機外部份的接地方法，這部份專談高級音響器材機與機間或機與地間的接地處理，而且是愈高級需要注意到的問題。

　

什麼是「接地」？

      通常我們說「接地」大致上有三個作用：1、賦予一個常常接觸的部份以固定的零電位，以免電位飄移不定易生危險。2、藉用機體做為多路負載之共通迴路。3、給屏蔽的機體一固定的零靜電位，隔離外界之干擾。

      如果希望把接地處理做好，至少應該徹底認識以上三種有關接地的功能及做用。現在，讓我們分別來討論它。

安全接地

      只要您稍稍懂得一點電，大概就會知道電力公司還來的電，有一條是火線，火線是會麻手電人的，另外一條為水線，水線不會麻手。什麼道理呢？因為水線是接地的，它和大地之間有共同的電位，所以當我們腳踩在地上，以手碰觸水線時，根本就不會有電流流經身體。

      至於電力公司為什麼要將兩條電線之一接地呢(如果兩條不接地，兩條都不會電人)？最主要的，當然還是為了安全。因為任何電器，總有一端對外殼的絕緣差一些，所以常常需要將外殼「接地」(大地)，以免因漏電而致危險。而電力公司的供電若只是只給單一個電器使用時，只要用戶將電器的外殼自行接地就可以了。可是每一條電力線，往往是供給千百種電器使用的，這樣一來，如果你家的冷氣機和我家的洗衣機插頭接線正好相反，而又都做了接地處理時，就可能發生危險了。這是有關電力安全的問題，在此不宜詳談。但有一點，我們需要特別汪意：就是既使電力公司已將電力線之一「接地」而成水線，但是當電線引到家裡時，水線的電位，並非與大地完全相同而絕對不會麻手的。為什麼呢？現在就讓我們來看看這第一種接地狀況：

圖一

      圖一左邊的變壓器代表了電線桿上的變壓器，其初級部份的高壓線是否接地我們不管它。次級，也就是l10V輸出側，有一端是沿電桿的地線接到大地的。假如這組變壓器之次級完全沒有負載，那麼這條水線無論在那一點上電位都和大地電位一樣。然而既然是市用電力線，便不可能完全沒有負載，這個負載可能是張家的電冰箱、李家的電視機等等，實際的情況當然要更複雜。既有負載，由電桿上的變壓器到家裡的插座之間，便有一定的壓降，此壓降也許有2~3伏，也許只有零點幾伏，總之，其電位已不等於地電位了。 2~3伏的電壓，當然不會麻手，不過如果是被加在擴大機的輸入端，可就嚴重了。

      這時，如果你想在插座上獲得對地的零電位，便要自行接一根地線入地。然而這樣一來，對於你，雖然已獲得了零電位，可是對別人?多少產生了干擾。為什麼呢？因為「大地」我們雖可假設它為良導體，而實際上由於地質、濕度、地線埋置的狀況等差異，由變壓器的入地點到你家的入地點間仍有一定的電阻存在，既有電阻，就會有壓降。因此我們可能發現，當把家中電源線的水線接地後，實際上的作用，不過是把你家附近的地電位拉得和水線電位一樣高，而不是把水線電位(2~3伏的壓降)拉下到和地電位(變壓器接地電位)一樣高。那麼這樣，對別人的擴大機又會有什麼影響呢？例如說，從電桿到你家的直線距離之間，還有張家和李家(地迴路先經過張李兩家)，可是實際的電力線?先經你家再到張家和李家，於是電力線上的水線壓降和大地壓降就有了出入，此時如果張家、李家也「自行接地」，於是地電位使錯亂起來了。這種錯亂，雖不致引起電力安全上的顯慮，可是對於音響系統而言，可能就發生間題了。

共地迴路接地

      電力公司的接地先起於安全上的顯慮，及至大家都把自已家裡的插座或電器接地後，大地變成了「共地迴路」，然而這種共地迴路，並非「有意的」。只有在汽車裡的「共地迴路接地」是有意的。其方法是把電瓶的一端和車體(導體)相接，然後不管是喇叭、起動馬達或車燈、引擎要用電時，只要從電瓶另一端引一根線過去，它和車體之間，便有一定的電位可供利用。此時車體當然還是有壓降的，只不過如此微量的壓降對車燈、引擎之動作並無影響。

屏蔽接地

      以上兩種接地，都屬於電流性的接地。電流性接地之作用，必須使「地導體」有良好的導電作用，否則不是接地失去作用(安全)就是功損(共地)太大。

      除此之外，還有一種接地，只要給接地點一個適切的電位，而無需使其可以導電的，這就是所謂的屏蔽接地。

      屏蔽接地的例子，比如當我們在一底盤上裝好了一部擴大機，試驗結果，什麼都好，只是在前級感應到的哼聲太大了一些。這時只要把蓋子蓋上，哼聲就可以減輕很多。蓋蓋子時，不妨略做實驗：蓋子接近機器時，哼聲可能增加，一旦有一點稍稍碰上甚或只用手指碰到底盤，哼聲立即大減，這種接地，稱之為屏蔽接地。請特別注意：屏蔽接地，接地點是沒有電流通過的。

擴大機裡的接地

      有了以上三種的接地認識之後，接著再來處理擴大機內部的接地線，問題就比較簡單了。

讓機殼只擔任屏蔽的任務：為了說明上的方便，我們從機殼的屏蔽接地說起：

      擴大機難道一定非要機殼才能工作嗎？當然不是，它最主要的任務不過是使零件容易固定罷了。很多愛好自己裝的朋友都有「光?腸子肚子」試擴大機的經驗，一個電源部份，一塊驅動線路板，加上兩個裝了散熱片的功率晶體。這樣擴大機就可以響起來了，充其量哼聲稍稍大一些，還是響得挺不錯的。而用手指捏住輸入端隔離線的外皮之後，哼聲隨之降低。此時若能將機座底盤用紙墊起，把腸子肚子放進去(注意不要碰到底盤)，再把蓋子蓋起來，把輸入隔離線之外皮和底盤相接。然後，接上喇叭開機罷！這時你所聽到的哼聲，已不屬於機殼，因為機殼已替你盡了唯一而完全的屏蔽(隔離)作用。

力求前端接地的理由

      既然僅僅是把線路「放」到箱子裡去，使能使擴大機響得很好，那麼為什麼當它真正被裝進機箱之後，反而毛病百出了呢？此中當然有很多原因，而最主要的一點，恐是發生在把機箱的作用複雜化了。前面我們說過，機箱對電路而言唯一且必須的作用，只在隔離外界的感應。但很多人在裝機器的時候，往往受到雜誌、書木、套件說明書，交待不清或述說錯誤的影響(而且似乎都特別喜歡拿調)，以致於一想到接地問題就頭大起來。結果愈是覺得不簡單，便愈是戰戰兢兢地設法「牢牢地」接地。

      而很不幸的事情是大多數的人把「接地」和「接底盤」完全混為一談了，直到讀者一直讀到這裡為止，可能還有不少的讀者要發出疑問：「接地不是指接底盤，難道還另有所指嗎？」

      正是如此，接地，當然包括接底盤在內，不過，接底盤只是所謂「接地」定義中的一項而已。而前面我們已經說過，你在箱外試機試得好好的，只要照樣移進去，不要再「刻意」去尋求「接地」的方式，而只注意到如何把底盤接到線路上的零電位點不就成了嗎？顯然，這正是糾正自己觀念上的關鍵：「接地」是把擴大機底盤接到線路上的某一點，而不是把線路接到底盤。雖然這兩句話的意義可能相同，?可能引發不同的作法來。

      那麼底盤接地，確實如此簡單嗎？不錯。只不過底盤究竟該接到線路上的哪一點，仍需稍加注意：

      通常一個聲道的擴大機線路，有幾個典型的接地點(如圖二)，即圖中的A、B、C三點。

圖二

      在比較早一點的書本裡，尤其是真空管線路裡，可能建議(或警告)你要選擇A點接地，而新一些的書，則可能建議你選擇B點接地(甚或有主張所有的零電位點都接此而後一起接地)。

      但是，在這裡我想建議您，假如沒有特別困難時 (下將有述)，最好選擇C點接機殼。理由請回溯一下電力公司的安全接地：在電源上就接地，實無異於電力公司在電桿下接地一樣，主要的功用只為了安全，而實際到了用戶(擴大機的最前級)，其對地電位，已因負載而有漂浮了，此時如若在最前端再接一次地，則底盤便和零電位配線共同形成共地?路，而輸入插孔的幾何位置又未必是在等效電路位置的最前端，哼聲必然因此而起。

      前面我們說：「假如沒有困難時.....」所指的困難例如：1、早期的電解電容外殼即是負端，既要鎖在底盤上，就不能避免地要在此處接地；2、假如要加接耳機插孔時，此耳機座的構造，很難與底盤絕緣。以上兩種情況，除非是真空管電路或增益極低的擴大機 (功率或只有音調加功率)，雖有困難仍宜予以避免在此處(電容器或耳機座)上接地。否則可能帶來極大的困擾。

      另外，假如兩個聲道使用同一電源時，住住也無法在最前端接地，因為在電源上兩個負端已因共電源而接在一起，直到最前端，又將它們接在一起接地，這樣當左聲道工作時使可能影響右聲構成為電源串音。在此情形下，許多高級擴大機中的作法是電源上不接地，而只在輸入端兩聲道各串一枚lK~10K歐姆的電阻接地(請注意：這是純粹的屏蔽作用)，而另外一些機器則在電源上接地，輸入端則串一枚0.1uF左右的電容到地，算是防止高頻脈衝于擾。

      總之以上愈前端接地愈好，只是一個原則，實際如何做法，要看電路狀況而定，尤其是在增益極低的功率擴大機上，似乎你在任何一點接地都無所謂。

電源與地迴路的安排

      機殼接地觀念的糾正，畢竟還是簡單的，因為機殼接地的作用只是單純的屏蔽。然而有更多接地問題的發生，?來自電源與地迴路的安排上。而解決電源與地迴路的問題，尤須糾正「接地萬能」的觀念。

      何謂「接地寓龍」觀念？譬如：「咦？我輸入明明短路(接地)了，為什麼交流聲反而加大？」這個觀念便認為凡是「接地」便「等於零」了。真是如此嗎？不然！何以不然？請回溯一下前面說過的電力線接地的情形：電力線之水線，雖然已經入地了，而在用戶的插座上，?可能因負載而引起水線對大地電位的浮動，即使自行再接一次地亦然。

      那麼該怎麼辦呢？只有一個辦法，就是把地線也當電源來處理。如果是。OTL單電源，地線就是正或負電源，如果是OCL?電源，地線就是「三線單相」的水線—中性電源。而實際上，地線就該是電源線之一。而對電源線的處理原則是：

      1、盡可能使用傳遞法：所謂傳遞法，乃是電源(包括正負或零)由後級一直住前傳，每兩級間若相位相反，不必加以濾波(又稱反交連)，遇第三級必須濾波時，其電容器之零位端，就在電源零位上相接即可，切勿引回第一個濾波電容處，如圖：

      2、非要分支接法時，最好用獨立電源，所謂分支接法，如：

      此時B2、B3即屬分支接法，使用分支接法時實際的佈線應該是：

      這是在真空管線雖中較為常見的所謂一點接地中之一種，此時對負載(放大級)之正確供電法應該是：

      你可以看出，這種接法有多累了。

      3、非同時作用時，才使用分支接法：所謂非同時使用，例如Tuner及RIAA EQ必不同時使用，此時兩者可以用分支接法，但仍需遵守上項原則。

      4、訊號零點和電源零點分別處理：訊號零點指線路板上要接隔離線外皮的那一點，即使這一點在線路板上和電源零點可能同在一處，接出來時，要分開處理，例如：

      其實，假如配線本身若無錯亂時，藉用隔離線外皮為零電位傅遞亦非絕對不可，只是此時在音量控制器上若有響度補償或濾波裝置時，應以電位器之零端為接地零端，例如：

      5、二聲道擴大機最好能保持獨立的?電源，如為單電源時，有兩種處理方式：

      A、左右聲道同一線路板時

      B、左右聲道各有線路板時

      6、功率擴大機照圖接：功率擴大機之配線法，最簡單的要領，乃是照圖接。亦即電源由功率晶體接入，再到線路板。零端則先到喇叭輸出而沒線路板。如果是單獨後級，則只要在輸入處併一100歐姆和0.1uF電容到機殼「接地」即大功告成。如果是前後級合併，OTL可用單組電源照前面方式接線。OCL時除非前面各級也用對稱放大，最好前級電源獨立，此時功率級最前端之零點比照前面之規則與前級連接，不要接機殼，仍保持在最前端(PHONO輸入處)接機殼。

條條大路通羅馬

      有人說，「接地」是一門高深的技巧，其實我覺得一開始若不把車體接地的觀念引到高級擴大機來，而專心探討一下機內電源佈線(由哪一點接往哪一黠，而非怎樣擺佈)的問題，可能不會把擴大機的接地問題弄得這麼複雜。朋友們：你曾經為這樣的接地問題感到千頭萬緒而無所適從嗎？你的擴大機，音量一開大時哼聲很大甚至起振盪嗎？請試試以上的建議罷！理想的接地有如羅馬，到羅馬有很多條路，有些路比較近，有些路則繞了大圈子，但也有一些路是走不通的。這裡告訴您的不過是比較近的一條。如果有更近的路，歡迎您來一同探討。