*1015: 此次的桌面制作基本完成, 其间经历了大约一周的紧张奋斗, 经历了太多的波折, 遇到了过去很难遇到的故障, 简直是奇葩!

(1)二极管断了? 本来一切都做好了, 安装完成, 也测试好了, 但是最后测试时却突然失灵了? 我的”无声自动关机”电路竟然完全不起作用了? 这让我不得不返工, 重新打开机器, 拆卸电源, 袒露出主板, 检查电路, 结果信号放大器TDA2822M工作正常, 能输出1-2V的音频信号, 但是一侧倍压整流的输出却没有直流电压, 电压为零? 我百思不得其解. 最后用万用表的二极管档测试整流二极管1N60, 才发现原来二极管的节电压不对, 达到了0.85V? 在更换二极管时焊接它的一端, 它就直接掉落下来! 原来它已经断了! 这是怎么造成的? 回忆制作的过程, 我才恍然大悟. 原来是因为, 条形电路板在焊接了全部零件以后, 会因为热胀冷缩的原因产生强大的内应力, 使得PCB板基变形弯曲. 变形的电路板如果要用胶合固定就很不合适, 为了矫正这个变形, 我曾试图强行弯折电路板, 让它恢复形状, 结果就把贴片二极管1N60拉断了! 但是, 断裂处非常隐蔽, 根本看不出来, 二极管的内部连接也没有断开, 电性能还是正常的. 等到全部安装好以后, 电路板可能受到了额外的应力, 让二极管彻底断开了, 出现了难查的奇怪故障! 这是一个经验教训, 任何变形的电路板都不应该用暴力的方法进行矫正, 尤其是对于贴片器件电路板, 否则就很容易造成器件被拉断的结果, 引起暗故障, 非常难查;

(2)变压器发热! 一支外观极为完美的飞利浦电源变压器, 竟然会发热? 这是我根本没有预料到的! 一般来说, 变压器发热有两个原因, 一是承受着超额的负载; 二是本身的初级线圈被偷工减料的结果. 那么作为进口的高级飞利浦电源, 怎么可能会被偷工减料? 我的设计变压器根本不可能有沉重的负载. 但事实就是如此, 这只变压器表面完美, 实际上初级线圈的电感量不够, 致使它在长期通电的情况下自身发热, 令人担心. 这只变压器有6W左右, 初级绕组的直流电阻只有465Ω. 这个元件给我带来了致命的伤害, 因为我太过于信任它了, 把它直接胶合在机壳的角落里, 结果拆卸它难于上青天! 我不仅破坏了变压器的外观, 而且还破坏了机壳的两块侧板, 让它们完全开胶了, 不得不重新粘合. 因为难于重新打胶, 粘接强度大幅度下降, 毫无办法! 最后还是把这个变压器更换了. 这个教训是, 在制作任何电器之前, 都必须要对所有的零件做一遍彻底的测试和检查, 必须要进行通电试验以后, 才可以相信它的性能, 否则, 等到制作完成了出现问题再想更换它, 就会太过被动了, 几乎不可能了.

(3)音频接口出现了底噪! 本来我把音频接口的转换电路设计在了控制盒内, 还费了很大的努力制作了一个铝板屏蔽罩, 结果, 在最后测试时, 却从耳机里听到了讨厌的高频电流声! 这种声音完全破坏了我的HiFi放大器的效果, 根本无法容忍. 但是, 这种声音却极难消除! 它很可能是开关电源的噪音从地线端串入的, 也可能是开关电源产生的强大电场直接辐射引起的噪音, 根本无从下手消除它. 这让我思考了很久, 应该怎么办? 怎么消除这个令人讨厌的底噪? 这就像是制作一体机放大器一样, 巨大的变压器产生的磁场会引起电路板产生交流声, 也一样极难消除. 我没有办法解决. 这就证明了一个原则, 数字电路, 振荡电路绝对不能和模拟电路组装在一起! 它们会相互干扰, 产生交流声底噪, 并几乎无法消除. 正因为如此, 我才一直坚持设计分体的放大器, 结果每一次都取得了成功, 完全消除了交流声底噪, 但是这一次我又犯了忌讳, 把声音通道的转换电路做在了控制盒内, 而盒内充满了大量的数字电路, 还有大功率的开关电源, 产生干扰是必然会发生的! 没有办法, 我只好完全拆除了音频接口和接口电路, 屏蔽罩, 把这部分电路转移到放大器内部, 然后通过控制盒发出直流电信号给放大器, 控制接口继电器来转换3路输入信号. 这一改变果然成功, 在放大器内部我并没有再做独立的输入接口电路屏蔽, 但是却消除了交流声! 让声音的背景十分安静, 即便用耳机都听不到任何交流声了! 原因就是干扰源消失了, 这是解决交流声最彻底的办法. 此时, 即使不用屏蔽也一样没有交流声, 结果就这样圆满解决了问题, 只是这个改动花费了我一整天的时间, 极其艰难. 原因是3路立体声的输入电路相当复杂, 它们连接继电器触点的电路相当难搞, 稍有不慎就会出错, 造成机器无声. 为此我颇费周折, 大部分时间都用在纠错上.

(4)固态继电器竟然会出现问题? 过去我也大量使用固态继电器来替代普通的机械开关和继电器, 好处是它没有触点, 不会打火, 也不会出现氧化接触不良的问题, 因此寿命很长, 不需要频繁维修; 不仅如此, 它的动作是依靠LED, 驱动功率很小, 甚至用数字芯片都能直接驱动, 这对于设计和简化电路都十分有利. 但是, 这一次的实践给了我很深刻的印象, 固态继电器自身存在严重的缺点, 这是我过去没有注意到的. 主要的问题是, 它关不死! 关闭以后还会有较大的漏电流! 例如3-8mA. 这个电流必然会引起很多问题. 如果负载的功率较小, 这个漏电流就会造成较高的电压, 这就类似于半开机状态, 尤其是各类电器的开关电源. 开关电源的特性是, 当输入电压较低时, 它不会启动, 耗电量会极低, 基本为零, 这就相当于是一个功率很小的负载, 此刻固态继电器的漏电流就会造成高电压, 而开关电源的输入电压在到达100V以上时, 它就会自行启动, 让电流急剧增大, 这时输入电压又会突然跌落, 导致电源关闭; 然后漏电流又会使电压上升, 这样周而复始, 出现打嗝现象, 你会看到用电器的电源指示灯出现慢闪现象, 这就非常令人讨厌, 也容易损坏用电器. 如果用固态继电器来控制小功率的变压器, 这个漏电流就会让变压器产生一个较低的电压, 变压器的功率越小, 这个电压就会越高, 越接近设计电压, 此时, 电器就会处于半工作状态, 指示灯会亮起. 一开始实验时, 我发现放大器在关闭以后电源灯还是亮着? 感到很奇怪, 就是因为固态继电器的漏电造成的, 因为在我的放大器中, 设计了一个小功率的常备电源. 最后, 我拆除了这个常备电源, 关机才正常了. 然而, 漏电还产生了一个额外的问题, 虽然漏电流只有几毫安, 但是, 电压却又220V, 形成的功率也不小, 几百毫瓦的功率就会长期消耗在固态继电器上, 导致器件发热. 如果把它安装在没有散热的塑料机壳内, 它的温度就会升高, 这也是个问题.

第三个问题, 固态继电器中的双向可控硅从理论上说是采取了过零触发电路, 输出的电压波形应该是正玄波, 但是, 实际上即便是在零点, 也存在半导体导通的结电压0.65V, 这个微小的电压会引起音响电路中的底噪, 是一种类似交流声的50HZ脉冲噪音, 在耳机中可以被听到! 这就是耳机的特点, 秋毫毕现, 任何一点底噪都会被察觉到. 因此, 不应该使用固态继电器来作放大器的电源开关, 否则你根本无法消除这种脉冲底噪. 这又是一个经验. 最后, 我不得不用继电器替换了固态继电器, 彻底解决了问题. 好在放大器的变压器所产生的开机瞬间脉冲并不会过于明显, 电流的增加是有限度的, 不容易造成继电器触点打火烧坏的问题; 而开关电源就刚好相反, 开机瞬间的浪涌电流极大, 可能是额定电流的几十倍, 如果用开关或者继电器来作为通断控制, 都很容易把触点烧坏, 结果新的器件用不了几次就坏了. 就因为这个原因, 几乎所有的电器都不设计电源开关, 而仅仅是在电源输出端设计软开关来开关机, 比如电脑主机, 显示器, 有源音箱, 等等各种带开关电源的电器都是如此. 这就造成了关机不断电, 长期空耗电源的问题, 如果使用的电器多了, 这个空耗功率就变得可观了, 非常不合理. 因此说, 固态继电器能够承受大电流冲击, 寿命远超机械开关和继电器, 最适合用来控制开关电源.

(5)对于功能太复杂的设计是非常容易出错的! 很多想当然的事情在实际测试时就会遇到问题; 而且复杂电路的制作也很容易犯错误, 接错电路, 器件参数不对, 散热与分析的结果相差太大, 等等, 等等. 这些错误导致的返工就会大幅度延长制作周期. 而且已经成型的结构可能会难以改造, 造成产品的不完美. 这就是电子设计与制作必须要经历换代与逐渐完善的原理. 总结起来, 这一次的经验教训非常多, 值得归纳一下.