开友应具备哪几样仪器设备

红灯记 · 发表于 2016-4-12 08:19:19

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   音乐发烧友离不开设备器材，比如功放、前级、音箱等，这些设备在使用中状态到底怎么样？还有多数爱好者不同程度上喜欢动手，或者是我们称之为DIY者。他们中绝大多数花得起重金购买设备和元件，但是鲜有人花点银子添置几样仪器设备。仅有的一只万用表似乎就了不起了。我接触过不少DIY实力派，除了工具外能称得上是仪器的恐怕只有万用表了，多数还是破烂不堪、伤痕累累、缺胳膊少腿的几十元一只的机械表。如果我建议他们换块新的万用表，他们会轻蔑地说：我这表用惯了，很准；现在的表用不惯，不准...  有时候我会说：如此粗糙的工具和万用表，做出来的东西准吗？还是添点儿仪器吧，他们会把拍着胸脯说，不用不用，我们靠耳朵收货，我的耳朵就是仪器，用了几十年了...
绝大多数动手派，他们的机器装得真的很漂亮，描龙绣凤等花拳绣腿的功夫一并用上，做出来的机器给人视觉上的冲击感我看那些从事工业生产的德国人和日本都会佩服得五体投地。但是说起机器的参数调试和技术指标的拾取，那可是糟糕透顶了。有一位烧友很执着，前级、功放、音箱都是自己亲手打造并为此沾沾自喜。我问他这三样哪个是你的系统的标准？他说不知道，反正放在一起好听就行。我又问，这样说来，你这三大件的任何一件能和别的器材兼容吗？他说，他们的都不标准，配不好...我的天呐，这位老兄闭门造车自欺欺人这么多年，也真难为他了...
   无论多好的设备，多牛的技术和多好的手艺，没有适当的仪器设备附注您，我看您的水平和成果永远是一个半拉子，扶不上墙的阿斗。这就好比美女的镜子，再好的身材、再白的皮肤、有多漂亮衣服，没有镜子照照，她就不会最美最动人。
那么我们发烧友或者说我们开友要具备什么样的仪器设备呢？
仪器设备是我们获取系统参数的唯一手段。我们要获取哪些参数呢？通常情况下，我们要了解整机或者单元电路的电平参数、失真参数、频响参数等。就是所谓的三大指标。因此我们起码要具备的仪器设备：万用表、低频信号发生器、低频毫伏表、失真仪，如果能在有一台示波器就更好了。下面就一一地介绍给大家，供大家参考：
1、万用表
   万用表是最基本的仪器，现在如果说哪位开友还没有一块万用表的话，可能真的难以令人相信。万用表要求起码能测试市电电压、线路通断、交直流电压、交直流电流、二极管正反偏置、以及电阻值的测量，这些是电工专业必备的。现在万用表的生产五花八门，无论是机械的还是电子的，许多小型组装式的企业仅仅是生产，检测手段不够完善，仅仅是企业自己检测，没有经过专业的权威计量部门的检测，准确度和稳定性不高，作为一般的电工场合使用问题不大，但是作为音乐爱好者或者发烧的DIY者，这是不够的。用惯了传统机械表的你观念必须改变，无论从哪方面比，电子数字式万用表都是佼佼者。电子数字万用表具有精度高、放映灵敏快捷、抗干扰性强、方便读取等特点。基本结构不外乎世是传感器、模数转换器、缓存、CPU、显示及显示驱动等部分组成。价格在几十元到几千元不等，因为一分钱一分货，元器件的质量、精度、速度等决定一块数字标的整体价格。
   传统机械万用表我不多说了，重点还是说说现在主流的电子数字万用表。就我个人而言，我最注重的一点是反应速度，越快越好；其次精度，分辨率越高越好。用惯传统机械表的开友不适应数字表的快速闪烁只是，认为它不准也不稳。其实这是一个大大的错误，机械表由于是机械表针，存在游丝阻尼和表头内阻的问题，这样它很难反应所测数据的瞬态变化，这样的习惯让很多人不适应电子数字表快速反应，甚至误以为数字表不好用。数字表也不都是快速、高精度的，许多百来块钱的数字表的反应速度和精度对于电工使用来说足够了，可是对于电子设备的检测维修就不适应了。我们经常看到电路图上的电压或者电流的标注最多是精确道1%，也就是小数点后两位，所以精确到1%足够应付所有的电路维修检测。当然能做到1‰就更好了，能让我们观察到更细致的动态参数变化。比如开盘机的张力参数调整的调整，反应速度快和分辨率高可以帮助你对相关的参数做出精确地调整。我对反应速度和分辨率要求较高以外，大屏幕显示和洪亮的警示声也是我追求的目标。如果你想成为维修维护高手，建议您备上2到三块500元以上的数字表，这样除了能进行多点同时测试外，还可以相互之间做个参考比较。
   有的万用表在具备电压、电流、电阻、二极管的基本测试功能外，还具备温度、电容、电感等测试功能，尽量地做到一表多用。我认为这是花俏功夫，实际上由于测试方式和运算方法的简易，这些参数的测量并不准确，尤其是电容的测量仅仅能够参考罢了，要详细准确地测量这些参数，还必须依靠专用的单一功能的表，比如电容表和电感表。
要保证数字万用表测量准确，电池电压足够是必须的。大多数数字表的电池是9V叠层电池，因为电表的显示屏、传感器、CPU等需要很充足的电池能量供应。一旦发现有欠压提示就必须更换电池，否则测量的准确性会大打折扣。
另一个影响数字万用表测量精度的是表笔和表笔插座，许多人忽略这个问题：表笔氧化、插座松动和氧化，这样会损失掉很多被测试信号的能量，测试误差增加，测量结果也不稳定。数字万用表的交流毫伏表功能的频率响应或许会比机械表高出许多，但是由于精度和输入阻抗的原因，在整个音频范围内是不准确的，可能有几个频点的测试结果和专业的低频毫伏表一样或者相近，这只是一种巧合，所以它取代不了低频毫伏表。
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2、音频毫伏表
音频毫伏表也叫低频毫伏表，频率范围从几赫兹到25K以上，好一点的能做到音频最高频率22.5K的3倍70K或者5倍120K左右，主要使其能够测量音频的三次谐波或者5次谐波的分量值，用于对频响进行分析。由于音频频率成分是离散的快速的，所以其输入阻抗不一定要求和信号源的阻抗匹配，好的毫伏表有几个输入阻抗选择。无论是机械指针式还是电子数字式，最好有双路分析功能，这样有利于我们做双声道测试。除了能进行峰值电平毫伏测试外，如果能够具备测试VU刻度功能那是最好不过的了。毫伏表在使用前要进行校准，机械表的校准分为表头刻度校准和量程校准两项；数字式的仅仅是量程校准就行了。毫伏表在使用时要先从最大的量程开始，逐步递减量程，使得易于数据读出。如果量程不合适，机械表针可能会打表烧毁，电子毫伏表也会造成数据溢出损坏或者死机。平时应养成把毫伏表至于最大量程的习惯，减少失误的几率。
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3、音频信号发生器
音频信号发生器也叫低频信号发生器或者正弦波信号发生器，频率范围从几赫兹到25K以上，好一点的能做到音频最高频率22.5K的3倍70K或者5倍120K左右，主要使其能够测量音频的三次谐波或者5次谐波的分量值，用于对频响进行分析。由于是做信号源使用，其输出阻抗越低越好，当然也有输出阻抗可选择的。廉价的简易型信号发生器多数是单路输出，输出频率多少是通过不同的旋钮的刻度相加减得到的，精确度不高，如果是模拟的振荡器，还会有谐波分量输出；数字的信号发生器采用数字倍频和分频方法获得频率输出，精度高频率稳定。高档些的信号发生器，除了产生响应频率的正弦波外，还能产生响应频率的方波和三角波，用于功放和喇叭的测量。更高档的信号发生器还有白噪声和分红噪声输出，使其适用范围更加宽广。
这里强调一点：单路输出的信号发生如果用于双声道立体声测试时，简单的并联输出是不严谨的，如果你的机器左右声道的参数不一致，那就会严重影响振荡器输出的稳定性，正弦波形可能是真畸变失真，正确的做法应该是做一个音频范围内的二分频网路，起到阻抗转换和隔离的作用。这种分配网络有很多种，形式不一样，一些书籍和手册上都有介绍，把相应的已知参数和目标参数代进去就能算出相应的元件参数，不同网络结构形式的传输系数和插入损耗不同，大家可以根据实际选取。初次使用应该把输出增益旋至最小，然后慢慢增加到合适的值，切记大幅度瞬间直接输出，这样容易烧毁被测试对象，尤其是输出的是非正弦波或者三角波，增益控制不好瞬间就会让你的测试单元冒烟。平时要养成把信号发生器的输出至于最小的位置，减少失误的几率。

4、失真度测试仪
信号的失真有许多种，互调失真、谐波失真、相位失真，简单地说，一个干净的正弦波信号经过一个单元电路，输出成分里除了那个干净的正弦波信号以外的所有成分就是失真的成分，失真的原因很复杂，总称叫做总谐波失真，用THD表示。这些失真信号的功率成分和输入干净的正弦波信号的比值就是失真度。失真仪是用来测量放大电路信噪比的一种常用电子仪器。由于放大电路对基波、二次谐波、多次谐波均具有放大作用，每个放大电路对高次谐波的抑制作用是不同的，为了测量这些谐波成分相对于基波成分所占的比例，我们引用失真度来表示。注意这里的失真度不同于幅度失真（截止失真和削顶失真）。失真测试我认为相当重要，因为次从一个单元电路到一台整机以及一个系统，所有的指标都是在一定的失真参数下取得的。比如我们说的频响，除了规定幅度值的范围（±1DB、±2DB或者±3DB）外，就是失真了。失真为1%的频响可能比失真3%窄很多。民用音频产品的失真基本是在3%左右。专业上失真也可以用DB值来表示，根据失真度的定义，在咱们音响范围内，谐波成分和互调成分能量之和与基波能量的比值应该是小于一的，这样取对数以后就是负值。
失真度的测量主要有两种方法：基波剔除法也叫基波抑制法，就是把待测信号中的基波成分通过滤波器滤除，求得除此基波以外的所有成分的能量值来和基波能量值相除，结果有的喜欢用百分比表示，有的喜欢取对数后用DB表示，目前市场大多数的失真检测设备使用这种方式，采用这种方式生产的失真度测试设备优劣的关键是滤波器的品质，可以说很多的模拟滤波器受到材质的影响很难接近理想的滤波器（实际上模拟滤波器能接近理想状态是不存在的），因此其精度就会受到影响；但是随着这几年技术的发展，数字技术被应用到其中，ADC+CPU控制计算等，也使得这种方式的失真度测试精准度大大滴提高，值得信赖，其中不乏实验室级别的失真度测试仪。

另一种失真度测试方法就是快速傅里叶函数分析法，学称FFT法。它的原理就是把被测信号进行傅里叶函数分析，得出基波信号和各次谐波信号，然后根据人们的不同的定义进行相应的计算。在咱们音频领域，主要是拿奇次谐波的能量和基波的能量作对比而不计入偶次谐波的能量，因为奇次谐波等能量总和占比较大切难听，而偶次谐波能量占比很小且好听。因此这样计算出来的失真度就更贴切实际，现在高级的失真度测试仪就是采用这种方法。

用FFT分析一个1K的三角波

基波和谐波的能量比例

失真度测试仪有简单的有高级的，价格也的确不菲。建议大家去找二手的机器，这样价格可以接受，加入你运气好，还能淘到类似B&K等名牌的失真测试设备。失真度测试仪由于生产厂家的不同在使用上会有所差别，最好参照原厂说明书，如果没有经必须请教懂行的朋友否则你很难正确地使用。

5、示波器
也许有的开友知道，调整开盘机和卡座的磁头方位角的时候，就要用到示波器，这只是一个方面，也还有其他的作用。现在二手的示波器很便宜了，功能也挺多的。最好选择当年的名牌产品，比如惠普公司泰克日立等知名品牌。现在的全数字示波器功能非常强大，但是好的价格也不菲。笔者喜欢使用二手的数字分析模拟显示的示波器，这主要是我喜欢CRT显像管显示的图像。全数字的示波器体积轻巧便于携带，省电耐用便于携带，开机即可使用，国产的一些品牌的也不贵。简单的示波器我们就不要选择了。要选择有数据读出和简单分析功能的示波器，避免我们数格子乘以坐标尺的麻烦。数字示波器显示波形的同时还能通过ADC电路精确地告诉你信号的幅度、频率、相位，这样很方便我们通过示波器对双声道信号进行比较和计算。这样一台好的示波器还可以是毫伏表、频率计、相位仪。对于玩卡座和开盘机的朋友们，示波器能够帮助我们矫正磁头和磁带运行方向的角度，因为绝大多数的双踪示波器具有X-Y模式，它可以比较两个通道信号的相位，将相位差以图形的形式显示出来：如果二者的方向平行，图形是在第一象限的一条斜线；在机器的放音通道平衡状态下和示波器的X、Y通道的增益一致的情况下，如果磁头的宽度和磁带的宽度对称，那么这条斜线的将是一条倾斜角是45°的斜线。

笔者在用示波器调整A700的磁头

6、频率计
频率计主要是用来读取交流信号或者脉冲信号的频率，市场上普通的都是8位的10兆频率计，已经足够我们使用了，更高级的反倒没有作用。8位10兆的频率计用分频测量可以达到100兆以上，但是其准确性不高了。我们通常情况下利用它来检测校正磁带的带速、主导轴速度传感器的频率以及微电脑芯片的晶振频率。有的开友可能要问：示波器不是也能显示信号的频率吗？其实他们的区别是灵敏度，专业的频率计往往可以显示示波器测不到或者不稳定的信号频率。

笔者在使用频率计来调试铷钟

7、扫频仪和频谱仪
扫频仪和频谱仪属于高端仪器，特别是音频范围内使用。笔者不止一次在广州淘街等地的二手市场看到价值不菲的二手扫频仪和频谱仪。现在数字计算机技术应用到这个领域后，功能打打地增强，甚至把二者结合到一起了，在这里不做重点介绍了

8、综合音频分析仪
上面我们提及的这几种仪器设备，综合使用起来不方便。在使用前相互之间的校准就是一个很麻烦的事情，比如频率计的输出读数与毫伏表的校准就是一个问题，有时候一个简单的数据测试，校准就会用去好几倍的时间，再加上一些二手的仪器老化问题和之前的维修与否都直接影响到他们组成测试系统后的精确性和稳定。在对波形进行分析时候，绝大多数参数要靠人工根据仪器的读数计算核算，尤其很多测试参数需要加权，需要接入各种各样的滤波器才能够完成，这在有诸多由万国牌各种单功能仪器组成的系统不可能完成的。因此更准确、更快捷、更方便的音频测试设备就是音频综合测试仪。下面我来说说综合音频分析仪：
所谓的音频综合分析仪，也叫做音频综合测试仪。一般是有MPU（CPU)进行控制，通过高分辨率的ADC对信号进行采样分析，把连续的模拟信号进行离散化，利用计算机软件对信号进行快速傅里叶变换计算，即FFT。在时域和频域对各个频率的分量值和功率指标进行分析处理，把结果进行显示。在此过程中，可以根据相关的国际标准，加入各种各样的加权计算，以及各式各样的滤波器模块。同时能够产生及其精准的各种各样的单频频率和复合频率，经过功率放大和输出匹配，做为信号源使用。
提醒大家一点：二手市场有许多音频测试仪，有的也不贵，大家选择是要注意一点，有一种在通信领域使用也叫做音频测试仪或者音频分析仪，但是他和咱们玩音响并做研究的不一样，买回来不适合咱们使用。

笔者收藏和使用的AP音频分析仪

笔者收藏和使用的纽崔克音频分析仪

大家好，关于一起设备的介绍就暂时到此。由于时间和水平的关系，我不能解答大家欲知的所有问题，这篇文章只是起到抛砖引玉的作用，难免有些瑕疵不足，我很乐意和大家共同交流和探讨。如果您有与这个话题有关想法，请在后面跟帖

谢谢大家

lnasgnb · 发表于 2016-4-12 08:25:31

请灯版详细介绍，继续学习！

wang660421 · 发表于 2016-4-12 08:45:20

必须拥有专业仪器才可以确诊！对症处理！

要饭的 · 发表于 2016-4-12 08:55:16

坐等授课

mjmj8800 · 发表于 2016-4-12 08:59:38

happy168k · 发表于 2016-4-12 11:26:39

万用表、低频信号发生器、低频毫伏表、失真仪，示波器。这几样我都有了，就等着学习了啊

奇异 · 发表于 2016-4-12 12:34:01

我就少失真仪了，失真情况只能用示波器看看方波和正弦波了，继续听红老师讲课了，，，，，，

caihui · 发表于 2016-4-12 14:49:50

happy168k 发表于 2016-4-12 11:26: z$ f4 m) q$ v$ y
万用表、低频信号发生器、低频毫伏表、失真仪，示波器。这几样我都有了，就等着学习了啊

caihui · 发表于 2016-4-12 14:50:06

frankcheng19681 · 发表于 2016-4-12 14:55:49

缺少了以精准数据参数为基础进行调试的音响系统，就象中医VX西医，武术VS拳击一样了，

frankcheng19681 · 发表于 2016-4-12 15:00:16

我想这可能也就是国内常讲的什么单端甲类、300ABC什么的样子很漂亮，线比水蛇都要粗，热得能当取暖器，而声音却不如只拖了根细辫子电源线的G36的一点半点的原因吧。

emgc · 发表于 2016-4-12 20:45:06

除失真仪外，每种都有两台以上。。

木又 · 发表于 2016-4-12 21:12:49

示波器也少了

dczx123456 · 发表于 2016-4-12 23:09:31

zhangchaoying · 发表于 2016-4-13 05:45:25

lmq2013 · 发表于 2016-4-13 08:17:05

担张凳子坐定定.听灯版讲课.

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