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樓主  發表于: 2008-07-09 14:11
一般而言,電源雜訊干擾的傳播途徑可分為下列二大類:
一、普通模式(Normal Mode):簡稱通模,指的就是二組輸入電源線之間的雜訊。這些雜訊大多是由開關動作或者是靜態功率轉換器等干擾所造成,當這些干擾與正常訊號重疊在一起時,器材元件是無法分辨的,因為正常訊號也是以通模的狀態存在。
二、共通模式(Common Mode):簡稱共模,指的是電源與接地之間的雜訊。這部分雜訊的起因多數是因為接地設計不良、雷擊、廣播無線電、馬達電磁或者是接地故障等種種因素所引起。 這二類模式是以雜訊干擾的傳播途徑而區分,通常我們又會將其歸類為電磁干擾(EMI,Electromagnetic Interference)與射頻干擾(RFI,Radio Frequency Interference)等。一般家里會發生的電源問題,大致就是電磁干擾、射頻干擾、電源穩定度等問題。 想要解決這些問題,光靠音響器材內部的電源線路通常不夠,因此才會有電源處理器材因應而生。但是,每位音響迷家中所遇到的問題都不盡相同,市面上的電源處理器材種類又相當多,因此該如何選購一部適合的電源器材,甚至自己到底應不應該增購這一類產品,也就是我們這次「徹底研究」的目的。接下來,我們將各種經常碰到電源問題整理出來,使讀者能更簡單易懂的進一步認識電源處理器。 電源處理器材常見的種類目前市售的電源處理器材,功能不外乎突波吸收器、電源濾波器、隔離變壓器、電源穩壓器等四種。它們個別負責不同的功能與作用,介紹如下。
突波吸收器(Surge Absorber) 突波吸收器的主要作用,是用來抑制過高的突波電壓。正常狀況之下,電力公司所輸送到用戶家中的電源電壓應為110V,但是在某些狀況下會在瞬間出現高過正常的電壓值,像是遭遇雷擊或電力系統故障等因素。雖然電力公司設有保護措施,但因其反應速度與保護程度有一定的極限,因此還是有一些突波可能會在瞬間傳送到用戶家里。另外,電力公司的這些保護裝置在「作動」與「復置」的瞬間往往也會產生一些突波,還有像是家里的電源開關在動作的瞬間,同樣也會有突波產生。 這些不正常的突波,雖然都只是在瞬間發生,但是過程中的電壓、電流往往高過正常值甚多,嚴重時足以破壞家中的許多電器產品,尤其像是電腦、電視與音響設備等,因為這些家電產品的工作電壓相對較低,所能夠承受突波的能力也就相對不足。突波吸收器依動作原理、特性可分為下列三類
一、間隙式突波吸收器:大多適用於避雷功能,吸收電流范圍在500A─500KA之間。
二、半導體式突波吸收器:可分為O Varistor(吸收電流范圍200A─20KA)、SiC Varistor(吸收電流范圍100A─10KA)、Se Surge Absober(吸收電流范圍10A─1KA)、雙向穩壓二極體(吸收電流范圍1A─50A)。
三、濾波式突波吸收器:分為CR(電容加電阻,吸收電流范圍1A─50A)與CL(電容加電感,吸收電流范圍10A─1KA)二種電子電路,這也是音響電源處理器最常見的突波吸收裝置。 電源濾波器 電源濾波器主要是用來消除電源里面的雜訊,這些電源雜訊會影響音響器材的聲音表現,一般說法認為它會使音質、音場定位的效果大打折扣。通常濾波器是利用電容與電感合成一組選擇電路(LC),允許特定頻率的訊號通過,對於非特定頻率的訊號則予以衰減或阻擋。最常被采用者為EMI濾波器,它對於50KHz以上雜訊有比較良好的濾除效果,而雜訊衰減量的規格值約只有40dB左右。它的缺點是遇上大振幅的突波雜訊時,易使電感線圈因飽和而降低其雜訊衰減特性,不過當串聯多只EMI濾波器使用時效果將可因此改善。這次介紹的電源處理器材中,只要是針對濾波功能設計的產品都是采用這種方式。另外,電源濾波器使用時記得一定要接地,如此才能發揮其效能。
隔離變壓器 隔離變壓器一般泛指為防止雜訊用變壓器的總稱。電源在進入各類電器產品之前,雖然會先經過電源變壓器,但是高頻雜訊仍然可以藉由變壓器初級與次級線圈間的電容效應、磁性耦合或輻射等方式通過次級,再進入電器產品的線路內。因此,要想防止雜訊干擾的最簡單又有效之方法,便是使用隔離變壓器來加以隔絕。在各種雜訊濾除的電源器材中,隔離變壓器的效果是最好的,因為隔離變壓器除了能消除電源、日光燈啟動器、空中各種射頻的雜訊外,它對於電源開關瞬間突波也有很好的濾除效果,只是濾除頻率和前述的「電源濾波器」不盡相同。隔離變壓器如果以隔離特性來區分,可分為下列三種:
一、絕緣變壓器:這是在初級與次級之間加上一層特殊的絕緣體,藉以將初級傳導至次級的雜訊予以適度衰減。不過,這種方式并無法將所有的雜訊隔絕,像是電源的開關動作等通模干擾便無法濾除。
二、屏蔽變壓器:除了具備有絕緣變壓器的構造外,在初級與次級線圈外圍又利用金箔紙等絕緣材料予以包覆,藉以降低二線圈繞組之間的電容效應。與絕緣變壓器作比較起來,屏蔽變壓器對高頻干擾的特性雖然更優異,但依然還是無法去除通模雜訊。
三、雜訊濾除變壓器:也就是除了上述的靜電屏蔽外,又在最外圍加上電磁屏蔽。雜訊濾除變壓器能有效的隔絕共模干擾,但是對於隨市電傳導而來的通模干擾,僅有衰減能力。雜訊濾除變壓器的鐵芯,與一般的電源變壓器并不相同,它的時效透磁率經過特別的設計,使其在某一特定頻率(數KHz)以上時會驟然下降,所以在這個特定頻率以上的雜訊會被相對的衰減,頻率愈高衰減量愈大。如果能與LC濾波器串聯使用,效果將會更佳。在這次介紹試聽的器材中,針對隔離作用設計的產品便是此例。
根據長期研究變壓器的堅新電子吳先生表示,各式變壓器的效能與鐵芯(Core)形式并無絕對關聯,也就是說無論是EI、C、R或環型等各型鐵芯,無關效能的取決。鐵芯的形式只會牽涉到尺寸大小與磁場,像電視機多是采用R-Core的變壓器,原因就在於其體積可以做得極為扁平,并同時可使其磁場不至於影響到陰極射線管(CRT)。真正影響效能的是鐵芯的材質,矽鋼片的材質愈好則效率也就愈高。
電源穩壓器電源穩壓器的主要作用為提供恒定電壓,供給電器產品之用。常見的交流穩壓器大略可分為感應式、接頭變化式、磁飽和式、相位控制式、線性補償式等五大類,其中又以相位控制式最為易見,它是利用SCR以及TRIAC等電子元件的獨特導通特性,以相位控制方式控制其閘極之導通角度,以達到穩壓的目的。它的最大特色是整個控制流程皆為電子電路,另外,由於它的輸出波型并不是正弦波,因此需外加濾波器才可使輸出波形為正弦波。雖說大部份電器產品(包括Hi-End音響)都有穩壓,這次介紹的某些電源處理器更宣稱有市電穩壓的能力,不過若是以上述嚴苛角度來評斷「穩壓」的定義,對不起,它們都沒沾上邊。
關鍵與認知對音響發燒友而言,各種形式、作動原理的電源處理器材,都只為一個目的而存在-那就是如何使音響器材發出更好聽的聲音。這個目的說難其實一點也不難,說簡單也未免太小看電源對音響器材的影響了!雖然電源處理器材多只是由一堆矽鋼片、漆包線、電阻、電感、電容與絕緣材質所共同構成,但是這些元件對效率的高低與雜訊濾除的效能,都有決定性的影響。當然,除了材質外,其他像是線圈的繞置、矽鋼片的固定方式、絕緣材質的位置及數量、元件電路設計與配置等等,也都是優劣的重要關鍵。我們并不希望見到讀者們花了大錢,又沒有得到自己預期想要達到的效果,而是應該在看了本期「徹底研究」之後,對電源的問題與相關處理器材有更進一步的認識,再進一步討論自己是否需要,或是應該選購哪一類電源處理器才是。
電力公司設有高壓突波的保護措施,但因其反應速度與保護程度有一定的極限,因此還是有一些突波可能會在瞬間傳送到用戶家里;同時,這些保護裝置在「作動」與「復置」的瞬間往往也會產生一些突波。以往我們常常會有錯誤的認知,以為環型變壓器的效率一定最好,其實鐵芯的形式只會牽涉到尺寸大小與磁場,真正影響效能的是鐵芯的材質,矽鋼片的材質愈好則效率也就愈高。
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