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【口碑】我的仪器情结 _HIFI说
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我的仪器情结

总体评价:

购买渠道:评测试用产品
购买价格:0元人民币

使用环境/使用时间/与它搭配的产品等介绍:


评论正文:
上一讲笔者简单介绍了一些仪器的用途,笔者是无线电专业科班出身,而毕业后一直在条件较好的国营单位工作,因此无论是所受的训练还是是周围工作环境都离不开电子测量仪器,这也使笔者感觉没有仪器寸步难行。所以养成了以仪器为主,其他条件为辅的习惯,这可能和大部分发烧友用耳朵收货的习惯不同。
    



“文革”期间,装电视机成风,笔者很羡慕当时的一些无线电高手,没有信号发生器也能够调出9英寸、12英寸的黑白电视机。笔者当时也组装了电子管电视机和一些电子管功放,又大又重,无法搬到单位去调试。于是就开始自己做音频振荡器和电子管电压表加失真仪(图1)来调试电子管机。图1左上角所示为调谐滤波频率的可变电容器度盘和滤波电感,而左下角是用4支超小型电子管6J1B、6J2B构成的毫伏表放大器。它虽然只有两个失真频率点,但是在经过较准后还是很好用的。而用于调试收音机、电视机自制的高频信号发生器(图2),振荡部分是用电子管6N15构成的负跨导振荡器,输出用晶体管放大,频率范围为100kHz~150MHz。当然这两台仪器的工艺实在太差了,稳定性自然欠佳。20世纪90年代初,国内出现二手仪器后,这些自制的仪器开始逐步替换成了品牌成品机。现在的高频信号发生器被国产XFC-6、Meguro(日本目黑)的MSG-2161所取代。而失真仪最初是换成BS-1A、52-3(图3),价格都比较便宜,只要几百元。不过这两种国产失真仪的使用都不方便:首先要较准输入电压为1V,再对输入信号进行频率调谐和相位调整以滤除基波到显示值最小为止;而且因为线路简陋没有锁相环节,使这最小值也不稳定,经常变化,只能读个平均值;能够测量的最小失真度满档值是0.1%,比下面介绍的音频分析仪的0.003%差了30倍还多。这说明当时BS-1A、SZ-3等用的文氏桥基波滤波电路的通频带特性不够尖锐,使基波的滤除特性不好。基波滤除不干净,和被测量信号中的高次谐波混在一起,自然无法对高次谐波进行精确测量。再后来进口的二手测量仪器逐渐多了起来,但是价格也都不菲,一般都要几千元。想想它们比国产的仪器指标高得多、使用又方便,就咬咬牙把我工资收入的很大一部分都换成这些英,美、日、德生产的仪器了。示波器开始是买单位里处理的100MHz国产样机修理之后使用,后来都换成美、日进口的产品了。台式数字多用表有英、美、德、日生产的从五位半到七位半,音频分析仪有日本生产的两台,而经常使用的国产仪器只有用来显示电子管特性曲线的图示仪QT-2(图4)了。
    


笔者在今后的文章中介绍的测试各种电子管线路指标所用的主要仪器如下
    
1.示波器
    
作为音频测试的示波器,一般用20M的双踪示波器就够用了。二手的日本货ILC如日立的V-212)价格也只有几百元,还不到一只3008电子管的价钱。我主要是用美国Tektronix带宽100MHz的四通道2246(图5中间那台)。其实以前我已经有好几台Tektronix的100MHz示波器了,再买它是因为它有光标显示功能和4个信道,可以在屏幕上显示波形的峰值、频率和相位。由于它可以同时显示4路信号,所以对于一个三级放大器而言,可以把每一级的输入、输出信号都显示在屏幕上,不但能测量出这4个信号的幅度而且可以测量出它们之间的相位关系。
    


2.音频分析仪
    
它是把低失真的音频信号发生器和失真仪装在一起的一种测试仪器。由于失真仪本身就带毫伏表,所以它自己就可以测量频率响应、失真度、信噪比这三大指标,而且方便、快捷、准确,省去了52-3等仪器麻烦的调校手续。由于对屏蔽工艺,器件的噪声等要求较高,这种仪器我还没有见到过国产的。
    
①日本松下VP-7721A(图6上)
    


该机频率范围5Hz~159kHz,如果把输入和输出的BNC接口不经过任何系统,直接用同轴电缆连接,测得的失真度称系统的剩余失真度,为全频段≤0.005%,系统自身噪音电平约-110dB(0dB=1V,输入BNC口短路后噪声≤4μV)。
    
图7里频率显示栏里显示的是100,该栏左边上下排列有指示频率范围的4个发光管,最上面频率范围为16 kHz~159.9kHz的发光管亮,表示现在的测试频率为1000kHz。图8里失真度挡是由两块指针表中间,从上到下的  排发光二极管来指示的。从最上面往下数前6只发光管是指示输入电压的,从第7到第16这10支发光管是指示失真度的。我们可以看到,是最下面对应0.01%的发光管亮,即该挡满度失真度为0.01%。现在右边指示失真度的大表指数为3.1,即在频率100kHz时系统自身失真度为0.0031%。
    
②日本目黑MAK-6581(图6下)
    
该机功能和指标与7721A类似,但信号源输出电压的频率和幅度的设定方式有较大的不同。由于电子管机的失真度一般都在1%以上,比这两台仪器的系统自身失真度要大两个数量级,所以测试精度应该是足够了。当然这些20世纪80年代生产的仪器都是采用模拟技术,可靠性不太理想。特别是不能长期闲置,要经常通电。而20世纪90年代后生产的,采用数字化技术的音频分析仪可靠性更好些,当然价格也更贵。
    


3.频谱分析仪
    
要想定量地分析电子管机的音色,就非频谱分析仪不可了。十双耳朵十种听感,但十种不同品牌的频谱分析仪,只要都是校准过的,对同  波形测出的频谱肯定是一致的!

①英国Markoni(马可尼)TF-2330(图9)
    


该机频率范围20Hz~50kHz,有输入衰减器和电压表增益两个控制整机灵敏度的开关,组合后最小测试电平档满刻度30pV,最大测试电平300V,电压测量的动态范围是140dBo这是20世纪70年代全晶体管化的产品,虽然年代有些久远,但经过校准后还是能用的。在测试电子管的输出信号频谱时,如果用1kHz信号,可测量到50次谐波。该机用指针表来指示谐波的幅度,笔者是将其驱动指针表的信号引出,用数字电压表来显示以提高测量精度。这台仪器的缺点是谐波分布图需要一个点一个点地测出各次谐波值后再画出。另外这种手动改变输入衰减器量程的老式仪器,要特别注意输入电压不能够超过其规定的量程,不然第一级的放大器会过载削波,从而产生大量输入信号中没有的谐波成分,造成严重的测试误差。也就是说,在测试完基波的幅度后,如果谐波的幅度比较小使读数困难,也不能够减小前面输入衰减器的量程。只能够提高后面电表增益来获取清晰的读数。如此操作,从各次谐波值计算出的总谐波失真(THD)和失真仪测得的数值符合得很好,否则会大大超过失真仪测得的THD数值。
    
②美国HP-3563A动态信号分析仪(图10)
    


该机频谱测量范围为0.064Hz~100kHz,采用MC68000的16bit CPU,是20世纪90年代初期的产品。它可以在其显示屏幕上直接显示频谱图,在线性模式下最多可以出801条谱线,自动化程度比较高,而且带相应频率的扫频信号源,可以扫出放大器的频率响应曲线,不过最高到100kHz,对于测试频响比较宽的前级来说不太够用。由于是早期的全数字化产品,耗电量有400多VA,机内用风机冷却。这仪器到手后第一次通电,我随便用了  根电源线,结果该线一会就发热了。
    
4.软件频谱仪
    
所谓软件频谱仪实际上是通过频谱仪软件把电脑变成一台虚拟的频谱仪。信号由声卡进行A/D转换后由电脑来处理,所以性能直接受声卡性能的限制。这种软件在网上可以找到,其优点是可以在电脑显示器上直接显示频谱图,缺点是精确度比较差,由于无法读出各次谐波的准确值,是一种半定量的测量手段。由于电脑内开关电源的干扰和声卡自身的噪声电平限制,对小信号的分析会受到一定的影响。如果用专业的外置声卡,应该会有所改善。这种方法的频谱测量范围为声卡采样频率的一半,我用的乐之邦莫邪11声卡采样频率是192kHz,显示的频率范围最高就到90kHz左右。目前市面上已经有采样频率最高支持到384kHz的声卡出售,这样以来,频谱仪的分析频率就可扩展到190kHz左右了。一般来说,一片民用的声卡价格不过几百元,所以这是性价比最高的解决方案。这种频谱仪软件,一般还能够产生正弦波测量THD,虽然精确度比较差,但随着计算机技术的快速发展,电脑虚拟仪器的水平应该会不断提高,也是今后的发展方向。

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