维修功放机继电器不停跳动音响器材的必要之
先讲我个人的结论好了， 我个人觉得继电器在音响器材上的使用是正面有帮助的， 虽然多了接点接触不良的不稳定性 ，但其可配合的附加功能 ，如延时开关与直流侦测保护， 对机器本身与爱玩机器的爱乐者来说， 真的很有帮助 ，我个人觉得这是"必要"之恶 (其实没那么"恶"啦)。 (有人说不装保险丝比较好听 您敢不装吗? 我可不敢 照这吹毛求疵的精神延伸下去 是不是给音响用的电源连无熔丝开关都不要装了 有时真的不要被哗众取宠的言论或为了卖机器所写的文宣所媚惑)
以最严苛的眼光来说 ，多了继电器 ，对整个系统来说， 就只增加4个接触点。 除非您是追求极致的完美主义者 ，订做了一部完全没有Input Select / Treble / Bass / Balance调整的扩大机， 不然继电器的这4个接触点真的不算"罪恶的渊薮"啦 ，呵呵 。
我承认继电器接点会随时间而逐渐氧化而衍生其它问题， 但个人玩了这一阵子的机器， 已把继电器当成一种耗材 ，更好的一件事是继电器的常用型号(尺寸与输入电压)并不太复杂， 应该有90%的机会找的到备料而可以直接替换。
上图为使用继电器与控制IC - uPC1237所组合的喇叭保护模块 这个模块设计的蛮优的 用料不错(Omron继电器)与功能完善(延时开关与直流侦测保护)。
继电器的工作原理很简单 如上图所示， 在供给电压之前 ，COM点(共通点 即上图中数字为3的端点 - 也就是一般的讯号输入点) 是与数字为4的端点导通的。 当供给继电器电压之后， 因磁簧的磁力作用 COM点被推到与数字为2的端点导通(一般来说 这一点就接到喇叭输出端)。
这样做有什么好处呢? 在您开机时 不管是按钮式还是旋钮式电源开关 这种机械式的接触动作 开机的瞬间难免有所谓突波脉冲， 而且在开机供给所有组件电源的时候 ，纵使是晶体机 ，可能都需要有段短暂时间(可能在ms间)才会到达稳定的工作电压点， 所以如果能避开"开机瞬间突波脉冲"与"尚未达到稳定工作点前的直流输出或噪声" 那对扩大机本身或后端的喇叭都是一件好事。
所以配合RC充放电与继电器 就可以设计成"延时开关" (就是设定在开机几秒后继电器才导通 才有讯号传到喇叭 如此可以避掉开机之后短暂时间内的不稳定)。
万用表转到电阻档， 二支测试棒分别接到继电器的输入与输出端(即上图的点2与点3) 在继电器导通的时候 ，阻抗几乎为零， 所以电表从显示"1"(代表超过该档最大值 实际上也是断路 阻抗值无限大) 变为显示小数点以下的欧姆数并发出"哔"声 代表导通。
实际上 这个模块的延时开关大约6秒， 即按下开关后6秒， 继电器才导通。
实际使用上 ，真空管机可能需要更长的时间来达到稳定工作点， 所以有时候3秒或6秒的延时开关是不够的， 这个模块的好处是使用控制IC - uPC1237 可以很简单的经由改变R/C值来改变延迟时间 关于uPC1237 (Protector IC for stereo power amplifier) datasheet 请自行网络搜索。
延时开关这观念与作用， 应该20几年前就广泛被采用 ，个人觉得这几年来把"直流侦测保护"的功能加进来， 是另一个很棒的观念。
DIY扩大机的时候， 在接上喇叭之前 ，很简略的但一定不可以忘记测的是什么? 应该是直流输出吧 不要说不当的直流输出会对喇叭充磁，， 慢慢的损坏体 ，更高的不当直流输出会直接把高音单体烧掉的(我见过直接把高音单体直接冲爆掉 呵呵 当下在场所有人都傻眼 无言 呵呵)。
DIY的扩大机有可能发生 ，那厂机会不会? 真的也很难保证， 谁知道扩大机坏的时候， 会不会把原本供给给功率晶体管的高压不小心串到喇叭输出端， 所以在扩大机坏掉但还没严重到烧掉保险丝的时候 我们也要确保扩大机没有不当直流输出而去损坏到喇叭。
这时候"直流侦测保护"的作用就很重要 ，uPC1237可侦测直流讯号， 并在侦测的直流成份大于设定值时， 让继电器跳开(断路)以保护喇叭 (If output offset DC level > Threshold level, then Relay will be Off) 我记得这模块的设定点是在1V (实际上这个设定点可以简单的改变电阻值来改变)。
我用2个4号电池(相当于3V) 串到讯号路径 仿真不当直流成份被导入， 可以看到继电器会跳开断路 ，如此就可以有效保护喇叭 ，很实用很好用吧 。
根据个人经验 大约列出继电器老化所会产生的几种小毛病如下
1. 最常发生的状况是， 继电器损坏无法导通以致断路， 这状况很容易判断 ，因为继电器导通时， 您会听到"啪"的一声(或二声 因为二声道的接点导通有可能有点时间差) ，如果您开机会没听到 "啪"的一声 那可能就是继电器损坏， 您也可以简单用示波器检查判断 ，在继电器COM点应该是讯号正常 ，但在喇叭输出端却是无讯号。
2. 继电器接点氧化严重 以致二接点纵使接触 ，也因为氧化严重， 二接点间的阻抗过高造成断路 ，此点与上一点不同的地方是， 继电器功能正常所以会有导通"啪"的一声， 但是接点等同断路所以无讯号输出， 在诊断上也如同第一点 ，用示波器检查 ，在继电器COM点应该是讯号正常， 但在喇叭输出端却是无讯号。
3. 继电器接点氧化较轻微 阻抗过高但还不到断路的状态，但造成二声道的继电器接点的阻抗不同 ，以致左右声道输出不平衡， 如上图所示 这台扩大机二声道的继电器导通后的阻抗分别是2.6欧姆与13.0欧姆
注: 左右声道不平衡的问题 不单只有继电器会引起 其它还有很多原因会造成此问题 有可能是双联Volume VR或是Balance VR的误差所造成 也可能是功率IC或周围组件 因长时间使用后的衰减不平均 造成左右声道放大倍率不同 ..等等 原因是相当复杂的
有那么严重吗? 2.6欧姆 vs. 13.0欧姆 这只相差约10欧姆 会有这么大的差别吗? 呵呵 如果这10欧姆的差异是发生在50K或100K的Balance VR或双联Volume VR 当然是微乎其微的差异 应该没有人耳听的出来其间的差异 但这10奥姆的差异是发生在喇叭输出端 对于喇叭的阻抗大约都在4~8欧姆上下 这10欧姆的差异不可谓不大
您不信的话 到电子材料行买个10欧姆的水泥电阻串上一边的喇叭 您再听看看喇叭二边音量差多少? (记得是大watt数的水泥电阻而不是一般常用的1/2W电阻唷 呵呵)
4. 我遇过最难搞的状况是 扩大机开机一切正常 但可能run个半小时后变成一边没声音 一开始都会以为是放大线路有问题 怎么查都不对 最后才发现是 继电器COM点"弹性疲乏"
所谓的COM点"弹性疲乏" 大约状况是COM点的那根导棒 可能因为长时间弯曲 造成弹性疲乏 一开始继电器导通时 COM点的接触正常 但开机一阵子后 可能因为电流经过 造成导棒发热而使导棒弯曲度改变 所以原本COM点从原本的接触点脱离 变成不导通
第4点真的很玄 我曾经有一台机器经过三位师傅检修都查不到问题所在 最后还是在第三位师傅的丰富经验下解决 回想起来问题真的很简单 但是如果不说破 我想一般人想破头都可能猜不到
前一张图用三用电表简单检查继电器导通时的阻抗 电表显示完美接触的0欧姆，
继电器接点正常了 但也要验证左右声道不平衡是否是因为左右声道放大倍率不同或Volume/Balance VR所造成。
手边没其它仪器可用 所以还是用讯号产生器与示波器来做最后的检查 依最后截取的波幅判断 二声道的输出差别相当小 相信这台扩大机的左右声道不平衡确定就是继电器所引起了 问题解决啰 Bingo!!
(如果最终结果还是左右声道不平衡 那就得再检查Volume/Balance VR与放大线路了)
再次感谢浏览 希望在您DIY或检测扩大机的时候有一点的帮助 谢谢!
后记:
Relay的功能很简单， 除了部份为特殊规格(尺寸与脚距不同)， 大部份都应该找的到备料 ，但除了尺寸/脚距/启动电压 ，稍有不同之外 ，在功能上， COM点也稍有不同 ，建议您到电子材料行购买的时候 把拆下来的旧Relay拿去比对， 如此才不会买错材料得再多跑一趟!