功率放大器自激故障有哪些现象和原因？如何检查与排除？
功率放大器出现自激振荡，是自制功率放大器最常见的故障。引起自激的原因很多，排除也较困难。自激的形式大致有两种：一是接通电源后马上出现连续自傲，这多是所用元件不当或布线、焊接上的错误所引起。二是有信号输入时才自激，并且其振荡大小与波形会随音量、音调等控制旋钮的调节位置以及负载扬声器的接入情况而变化。这后一种自激往往涉及到电路内的多种因素，需要花费较多时间才能查出产生的原因。
1、自激的故障现象
现象一、散热器和一些电阻发烫。这现象在上面已介绍过。但如前置放大器出现自激，经功率放大器放大后也会出现类似现象。此时多可把功率放大器与前置放大器之间的接线断开，如上述现象消除，便说明自激是前置放大器产生，或因前置与功率放大器之间连接不当而引起。
现象二、功放级静态电流无法调整。功放级自激使功率输出管产生大电流，即使自激振荡比较弱，功放级也不会工作于“静态”。此时如调节有关偏置电阻，将出现“静态”电流无法调整的现象。
在调整功率输出级工作点的时候，有时还会出现一种怪现象：输出级静态电流较小（例如10毫安以下）时调节正常，但如再调上一点，电流便突然猛增。或者与此相反，开始时电流很大，调到某一点时电流突然减小。这些都是功放电路处于临界自激的迹象，只要工作条件有少许改变，自激便会马上发生，所以也要把它排除。
现象三、扬声器里出现振荡叫声。如果自激振荡的频率不在超音频，我们便可以从扬声器里听到振荡叫声，并可根据振荡频率的高低来判断自激产生的原因，例如是通过导线之间的感应还是通过电源内阻的有害耦合等等。
现象四、音量较大时出现啸叫声。 这是一种有条件的自激。即信号较大时才把自激诱发出来，信号幅度减小后，自激也随之消失。此故障多由已由接地不良或印刷电路板布局不当所引起。 这类潜在故障往往被忽视，等到播放大音量的音乐试听时，轻微的自激还每每被误认为是放步器的失真．
现象五、重放声音带有拖尾。放大器的频率特性不均匀，频响曲线在某段频率出现突出的尖峰，便会使节目信号在该频率附近激起一段减幅振荡（振铃现象），听起来象是节目信号的背后附有拖尾。
如果变压器的容量不够，电源内阻便增大。在开机时或强信号输出之后，会出现减幅振荡，听起来也好象声音带有拖尾。
实际直流电源的内阻决不会等于零，况且因滤波电解电容器的容量浪制，以及电容器内 （包括连接导线）感抗成份的存在，使低频和高频时的电源内阻更加升高。功率放大器的输出电流通过直流电源的内阻时，将产生相应的电压降。如前、后级共用一电源，则该电压降将会通过电源内阻耦合到前级，形成低频（俗称汽船声）或高频的自激振荡，有时还会出现高频调制于低频的间歇振荡。
2、 抑制一般自激的方法
（1）前、后级各用独立的电源供给。
（2）加强退耦措施。
（3）采用稳压电。
（4）减短电源输出接往功放级的连接线。
（5）采用无感电解电容器作滤波电容器。
可在滤波电容器的两端，以及输出级集电极与地之间加接0.1～1微法的涤纶薄膜电容器作高频通路，以降低高频时的电源内阻。
如果放大器的输入线（或元件）与输出线、电源线相邻太近，通过它们之间的寄生电容、寄生电感（互感）便会产生有客耦合，轻则使扩音机的高频特性不规则，重则形成高频自激振荡。
要防止这类自激发生，装配时要注意下列问题：
输入接线决不要靠近输出线和电源线，更不要捆扎在一起。如前级输入线的长度超过5厘米，最好用金属屏蔽线。
通过大电流的输出线、电源线要粗而短。 绘制印刷电路板时也要注意上述原则，宁可加用跨接线也不要让印刷导线绕大弯。检修功率放大器时，如果拨动放大器的输入、输出线，自激振荡的情况会跟着改变，便可判定是这一类自傲。
3、抑制放大器的高频自激
放大器自激往往与反馈有关。它是个加有级间负反馈的三级放大器模式，常见的功率放大器大都可归结成这种模式。由于受晶体管截止频率的限制，再加上电路结构与装配工艺上的其他原因，每一级都必然存在一个高频上限频率，并引起高频输出的相依滞后（上限频率的相位滞后450。显然，各级滞后叠加的结果在某个频率以上，输出信号的相位滞后将超过1800，反馈变成正反馈，此时如放大器的增益仍大于 1，便会出现连续的高频自激振荡。
因此，抑制高频自激的途径便是：设法降低放大器的高频增益；设法减小输出信号的相位滞后；设法拉开各放大级的高频上限频率间隔，以破坏高频自激的幅值条件和相位条件，一些常见的做法如下。
1、电容滞后补偿：
在晶体管的集电极与基极之间接上一只小电容器CBC，即可使CBC对高频的负反馈作用，达到降低该级高增益的目的。一般的OTL和OCL功率放大电路中，以第二级（激励级）的电压增益为最高，把CBC加在对该级对抑制高频自激较为有效，如图下图所示
多级直接耦合前置放大器的消振电容，也加在第二级为多，CBC的容量不宜超过100微微法，通常只要10~50微微法即可。
CBC的加入，使第二级在高频时的增益明显降低，并把本来比较接近的第一、二级的截止频率拉开，达到较好的消振效果。
CBC的加入却也会使整个放大器的高频输出的相位滞后，如果CBC的容量较大，还会使放大器的高频响应变差，瞬态互调失真加大。因此在使放大器不产生自激的前提下，CBC的容量越小越好。
2、电容超前补偿：
如果在级间反馈电阻上并上一个小容量的电容器即可把输出端提取的高频反馈信号的相位提前，从而抑制高频自激。
3．负载阻抗补偿
为了保证功率放大器的安全运行，一般均在其输出瑞接上RC阻抗补偿网络，用以补偿扬声器的感抗成分，当负载扬声器的阻抗为8Ω时，补偿网络的R常取10Ω，C取以0.47～0.15微法。此时，补偿网络对1000千赫以上的超高频才有衰减作用。
由于该网络能抵偿扬声器的电感分量，使放大器的实际负载阻抗在高频时并无明显增高，再加上该网络对超高频的衰减作用，使得放大器在通频带以外的高频增益下降，所以从抑制高频自傲的角度来考虑，该网络也是有效的。
为了使扬声器导线的分布电容不致给扩音机带来高领不稳定因素，我们还可以在功率放大器的输出端上串接一个RL并联网络。用以防止容性负载对放大器和影响。
另外，还可采用使改用频率特性好的晶体管、减小晶体管的电流放大系数等手段来达到抑制放大自激的目的。
如何检查与排除功率放大器内元器件发热故障？
元器件发热
当自制功率放大器的电路元件焊接错误、元件选择不符合要求、电路自激、装制与调整不当等等，均会使功率放大器内部的元件发热甚至烧毁。一般来说主要有以下几种情况。
1、电阻发热冒烟
原因一：电阻器的功率不够。 电阻器的功率大个由流过核电阻的电流（或加在核电阻两端的电压）所决定。一般在现代功率放大器中，没有标明电阻器功率数值的电阻，均为八分之一瓦，有特殊功率要求的电阻均标明其功率的大小。但在一些自己设计的功率放大器中，往往会忽视在不同电路中不同功率的电阻的需要。例如下图所示。
电路由于接有自举电容器C11，使之对交流信号来说，R14等于并接在功率放大器的输出端，所以在考虑R14的功率时，决不能只考虑直流电流所形成的功率还要加上功率放大器在输出最大功率时， R14所消耗的交流信号功率 ，因而R14的功率要用到1瓦以上。另一个电阻是R15，因VT3 的集电极电流较大（ 4 0毫安），所以R15的允许耗散功率要有 0．5～1瓦。
原因二、因元件损坏而出现大电流。最常见的是输出级大功率管击穿，此时如功率放大器直流电源接有保险丝，保险丝将立即熔断。如果没有保险丝，已被击穿的晶体管的发射极电阻如图3~8 的电阻R17、R18因通过大电流，会很快发烫，时间一长便烧毁。
原因三、因放大器自激而产生大电流。 如果功率放大器出现高频自激，将会使功率输出级产生大电流。仍以图3~8为例，此时电阻R17、R18将发热（但不致于烧毁），并且还因自激振荡的频率高、幅度大，R19通过C18 的耦合，成为功率放大器的负载，放大器输出的振荡电流使R19发烫。
为了便于判断是否存在高频自激，初学者试装时可先用四分之一瓦的电阻来做R19。此时如出现自激， R19即有焦味发出，从而让调试者警觉，立即关掉电源。待故障排除后再把R19换成2～3瓦的电阻。
强烈的高频自激，有时会把输出级晶体管（特别是集成电路）击穿。此时最好先把消振电容的容量加大，并暂时降低电源电压，才更换新的器件，再次通电调试。
原因四、因晶体管连接错误而产生大电流。 业余品晶体管有的没有标记。业余爱好者在利用这些晶体管来装制功率放大器时，常会出现搞错晶体管极性的情况。如果把功率输出级PNP、NPN型晶体管的极性搞反，便会在一开启电源的瞬间把大功率管击穿，从而产生大电流。若击穿的晶体管是塑料封装的，常会随之爆 裂。
另外。整流管或滤波电容器的极性接反，也会被击穿，使扩音机出现大电流。我们在通电调试功率放大器之前，一定要检查它们的极性。
2、散热器发烫
正在 使用中的功率放大器，输出级晶体管的散热器发热是正常现象。但如果温度很高，烫到连手也不能触摸的程度，便是不正常了。散热器发烫说明输出级晶体管的集电极耗散功率明显增大，其产生原因有以下几个方面。
原因一、率输出级静态电流过大。 普通功率放大器的输出级晶体管多工作在接近乙类的状态，静态电流只有几十毫安。如果静态电流显著增大（例如达几百毫安），晶体管的静态功耗便大得多，原设计的散热器无法承受，会达到发烫的地步，时间一长，大功率晶体管便会引起热崩溃，直到烧毁。
对单端输出的互补推挽式功放电路而言，输出级晶体管的静态电流由偏置电路所决定。这些电路如果出现开路（或阻值明显变大）情况，输出级晶体管所得偏压就会比正常值高得多，导致输出级出现大得多的静态电流。这其中 晶体管开路的情况最常见，应首先检查。
这里还有一个偏置电路的可变电阻在通电前应调到哪里的问题。总的原则是应调在偏压绝对值最小的位置。但因偏置电路不同或因可变电阻在电路中的位置不同，该电阻在通电前应调到的起始值便有所不同，如果起始值与图不符，在作静态调整之前，输 出级晶体管使会出现大的静态电流，使散热器发烫。
由于硅晶体管的输入特性曲线很陡直，所以在调整偏置电路里的可变电阻时，一定要小心地缓慢调整，以防电流迅速增大。如果手头上的万用电表有低电压档位，则在检测输出级晶体管的集电极电流时，测取该晶体管发射极电阻上的压降就行。
原因二、温度补偿不足。在电路二极管、热敏电阻、三极管等都是补偿元件，利用其电压降能随环境温度的升高而降低这特性，来对输出级晶体管的静态电流加以补偿。如果补偿不足，环境温度升高后，大功率管的静态电流便明显增大，使晶体管发热，发热结果又使电流进一步增大，如此恶性循环，将导致散热器发烫，直到放大器失去工作能力或烧毁输出级晶体管。当输出管采用锗管时，此情况较易发生。
发热的大功率晶体管的管壳安装。当然，热敏元件与晶体管管壳之间要垫上云母片、聚酯薄膜等绝缘垫片，垫片两面最好涂上导热的硅脂。
原因三、输出级晶体管处于临界击穿状态。 在选择晶体管时所用的BUce。， BUce。等参数，是在基极电流等于零时测得的，此时集电极电流十分微弱。如果扩音机负载为纯电阻，输出级晶体管集电极与发射极之间的最高反压只出现在晶体管截止时，所以选用的晶体管只要能满足设计条件中所列的反任要求，一般是可以正常使用的。但有的晶体管反向特性不佳，只要有少量的基极电流注入，反向去穿电压便明显下降。这样的晶体管在作大信号放大时，便很容易出现临界击穿。此时晶体管的功率损耗加大，散热器发烫，从扬声器里可听到夹杂在信号中间的噪声。由于这种打穿只在大音量时瞬间发生，所以晶体管还不至于马上就损坏。但如连续使用下去，晶体管继续发热，反向特性更加变劣，则会最终导致击穿损坏。
考虑到实际扬声器的阻抗并非纯电阻，并且有的电路（例如新甲类放大电路）里的输出级晶体管在集一射间皮向电压最高时仍不会进入截止状态，所以我们选管时必须把反向击穿特性不好的晶体管剔除。
原因四、功率放大器有高频自激。功率放大器如有自激，将引起输出管的集电极电流增大，其散热器也随之发热。那么，怎样区分散热器发热的原因呢？用手摸一下阻抗补偿电阻。如果该电阻发烫，发热原因是高频自激。但如该电阻正常，则最大功率管出观大的静态电流所致。
原因五、散热条件不良。 这是装配工艺方面的门见例如散热器被不透风的物品所包围，机壳没开通风孔等。只要设法让散热器的热量辐射出去，并加强空气流通便可解决。
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