Raspberry Pi
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The Raspberry Pi as a Stratum-1 NTP Server

As an experiment, I purchased one of the low-cost credit-card-size Raspberry Pi computers, and have configured it to run NTP (Network Time Protocol).  I have also used this board with a GPS receiver with pulse per second (PPS) output to make a stratum-1 NTP server, but as I know little of Linux, it has taken some time to achieve this aim!  There are some helpful Linux commands scattered throughout this page.  These notes are almost as much for my own records for the next time I need to visit this project, but I hope they may be helpful to others.

I start by describing how to get the Raspberry Pi running with just a LAN connection - no display, keyboard or mouse - a so-calledheadless operation.  I then describe how to configure NTP for your environment, and adding a GPS/PPS receiver to convert your box into a stratum-1 NTP server including the operating system updates needed.  Next, I note a couple of problems I had with the first GPS receiver I tried, and how I cured those with a different GPS receiver to produce a stratum-1 NTP server consuming about 4 watts.  The easiest approach with good performance is described here.  

Since starting this page there have been two developments which make the process somewhat easier - a program has been developed which allows the use of an unmodified operating system by working in user-mode rather than kernel-mode PPS, and a module is now available which plugs directly onto the 26-pin GPIO header of the Raspberry Pi, so no soldering is involved.  My thanks to Folkert van Heusden and Anthony Stirk for these developments.

Later additions have included remote monitoring of the NTP server performance, and more general monitoring of the Raspberry Pi using the standard SNMP functions, with an additional CPU temperature monitoring add-on.  My main Raspberry Pi page may also be of interest.

Introduction

The Raspberry Pi is a credit-card size computer, available from distributors across the world.  I bought an attractive blue case and 5 V, 2 A power-supply from ModMyPi.  You can see the Ethernet lead on the left, and the 4 GB SD card with the operating system on the right, together with the micro-USB power lead.  There is a model-B (shown and used below), and a lower-spec model-A which may become available at some time in the future.  I'm using the 512 MB model-B, introduced in Autumn 2012.

What results can I expect?

Shown below are the offset results with the Raspberry Pi in three configurations: with WAN-only connections syncing to the Internet (as you might find it a typical home situation), with LAN connections to a local stratum-1 server, and acting as a stratum-1 server itself with two different small GPS/PPS receivers as the reference clock.  Any glitches in the live data are likely to be the result of me rebooting, making configuration changes, or the GPS signal being less than normal.  The normal NTP configuration is listed here.  As expected, syncing from the LAN produces better results than from the Internet (WAN), and making the device into a stratum-1 server results in even lower offsets.

Zero offset corresponds to the middle line of the graph, as the utility I use is incapable of plotting negative values.  I therefore add half the Y-axis range to the actual values before plotting.  Note: these graphs are not all to the same vertical scale!
 

Offset using Internet servers alone - millisecond scale

The resulting performance is good, but it will depend on both the loading of the link between me and the ISP, and the general load on the ISP's network and the general Internet.  Offsets are reported to be with about +/-5 milliseconds (and therefore off-scale once on the graph below).  The four-line ntp.conf in use at the time is shown below the graph.

Raspberry Pi #1
512 MB, Linux/3.2.27+

WAN sync

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PTP FAQ

  • What is PTP?

 

The Precision Time Protocol is a method by which a computer, communicating over a
Local Area Network can keep its local clock synchronized to a better time source,
commonly referred to as a Master Clock.

 

  • My computer has a clock, why do I need PTP?

 

All commercially available computers do come with a built in clock. The built in clock
in an off the shelf desktop, server or laptop is only accurate to within a few seconds
per day. Depending on local conditions, such as high heat or vibration the clock built
into your computer can wander by minutes in a day. If you don't need your computer's
clock to be in line with the rest of the world's clocks by more than a few seconds
then you don't need PTP. Stop here, rest easy.

 

  • I run an operating system that has Internet time synchronization built in, why would I use PTP?

 

Most operating systems (FreeBSD, MacOS X, Linux, Windows, etc.) have a built in network time
client based on the Network Time Protocol (NTP). NTP is meant to synchronize a clock over the Internet.
Many organizations, including companies and governments, set up very accurate clocks,

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http://speed.cis.nctu.edu.tw/~ydlin/miscpub/YHGuo-LTE.pdf
LTE 架構、協定與效能 
郭昱賢 林盈達 
國立交通大學資訊工程系 
300 新竹市大學路1001號 
yu0056.cs00g@nctu.edu.tw, ydlin@cs.nctu.edu.tw 
9-30-2011 
 
摘要 
 新一代 4G 通訊系統中,LTE 通訊系統的發展是目前較被看好的,本文將對
其以逐步聚焦的方式介紹。本文先對 LTE 做初步的簡介,接著從整體架構開始介
紹,將之分為無線架構與核心網路兩大部分,無線架構主要為使用者(UE)與基地
台(eNB)間的通訊,核心網路演進為 All-IP 與多重網路存取架構,並將
Control-plane 與 User-plane 做分離 ,分 別交 由 不同 的 元件 管理 ; 然後
介 紹 Control-plane 上 UE 移動狀態與轉變時的控制流程,這會影響到網路的負

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linux-2.6.35.6 nf_conntrack
http://bbs.chinaunix.net/thread-4082396-1-1.html


 


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PDCP/RLC/MAC分層負責
LTE第二層通訊協定把關QoS
新通訊 200911 月號 105 期《 技術前瞻 》
文.胡士祥/陳慶豪/馬漢裕
長程演進計畫(Long Term Evolution, LTE)是第三代夥伴計畫(3GPP)定義的新一代通訊協定,相對於目前所廣泛使用的寬頻分碼多重存取(WCDMA)等第三代行動技術,LTE也稱為第四代行動技術(4G)。
在LTE中,為了提高系統彈性及資源使用效率,在設計上導入動態排程機制,藉由將不同服務對應到不同資料流,以提供足夠的服務品質(QoS)給不同類型的應用服務。由於QoS機制和LTE通訊協定中的第二層(Layer 2),亦即資料傳輸層密切相關,因此本文將針對此層做深入介紹。  

在LTE通訊協定的第二層中,主要包含封包資料匯聚通訊協定(Packet Data Convergence Protocol, PDCP)、無線電連結控制(Radio Link Control, RLC)、媒體存取控制(Medium Access Control, MAC)三個子層(Sublayer),因此欲了解LTE通訊協定第二層,必須先由這些子層的功能職掌著手。  

PDCP把守第二層頭關 

圖1為第二層的架構示意圖,從傳送的觀點來看,資料從上層進入第二層的第一道關卡,便是PDCP子層。PDCP子層自上層無線承載(Radio Bearer, RB)取得資料後,會將資料傳送到RLC子層與MAC子層,再由MAC子層進入透過實體層(Physical Layer)進行無線傳輸。資料在各個子層中進行相對應的封裝,子層從上層收到的資料視為此子層的服務資料單元(Service Data Unit, SDU),經過子層封裝後成為協定資料單元(Protocol Data Unit, PDU),再傳遞給下一個子層。接收端接收的處理程序大致與傳送反向,子層會對資料進行相對應的處理以及解封裝,在圖1中標示各個子層主要的功能。  

在協定中,子層間的溝通大致上以通道(Channel)的方式進行對應(Mapping)。RLC子層與MAC子層間透過邏輯通道(Logical Channel)對應,MAC子層與實體層則是藉由傳輸通道(Transport Channel)對應,實體層以下為實體通道(Physical Channel)用來對應到另一端的實體層。在圖1中,筆者僅就一般的資料流走向進行說明,其他用於控制及廣播的資料流,其處理流程則和一般資料流不盡相同。

圖1 LTE第二層架構示意圖

封包標頭浪費資源 ROHC對症下藥

PDCP子層負責的主要功能有資料封包的標頭(Header)壓縮與解壓縮、資料加密/解密、資料完整性的保護。  

PDCP的協定資料單元格式分成兩種,分別是攜帶資料和序號(Sequence Number, SN)的PDCP Data PDU和攜帶PDCP狀態報告(Status Report)或標頭壓縮控制(Header Compression Control)資訊的PDCP控制PDU。  

在LTE通訊協定的設計中,每個無線承載都由一個PDCP實體(Entity)來負責管理,而根據無線承載的不同特性(單向或雙向),以及RLC是以承認模式(AM)或非承認模式(UM)來傳輸資料,一個PDCP實體可能會對應到一或兩個RLC實體。  

此外,值得注意的是,無線承載還可分為專用無線承載(Dedicated Radio Bearer, DRB)和信令無線承載(Signaling Radio Bearer, SRB)兩種,PDCP實體提供無線承載的功能雖然均包含使用者面(User Plane)與控制面(Control Plane)資料傳送、PDCP序號維護、資料加解密、剔除過時資料封包和確保上層資料封包於重建時的順序正確和不重複,但標頭壓縮/解壓縮功能只適用於DRB,資料完整性保護亦僅適用於SRB。  

除了對無線承載提供服務外,每個PDCP實體也會對其對應的RLC實體會提供服務,包含承認資料傳送服務(包含PDCP PDU成功傳送通知)、非承認資料傳送服務,同時也負責保證資料封包順序和防止封包重複的任務。  

在PDCP實體所負責的各種功能中,標頭壓縮/解壓縮是最重要的功能之一。由於愈來愈多無線連結技術採用以網際網路通訊協定(IP)為基礎的封包資料架構來傳送資料,因此IP標頭(Header)占用的經常性資源(Overhead)問題也越來越嚴重。例如在IP化的語音應用中,一個即時傳輸協定(RTP)的封包所包含的IP標頭、使用者數據電報協定(UDP)標頭和RTP標頭,便會固定占用共40個位元組的傳輸資源,但每一個資料封包中實際包含的語音資料,卻可能只有15~20位元組左右。換言之,一個資料封包中,有高達三分之二的資源未被有效利用。  

此外,無線連線比有線連線來得容易遺失封包,且也具有較長往返時間(Round-trip Time),因此特別需要一種強固的封包標頭壓縮/解壓縮方法。為了提升無線資源的利用率和連結的強固性,網際網路工程任務小組(IETF)在RFC 3095標準中制定了強固標頭壓縮(ROHC)協定技術,並以這個框架(Framework)為基礎定義了四個設定檔(Profile),分別是No Compression、RTP/UDP/IP、UDP/IP與壓縮安全酬載(ESP)/IP。除了這四種基本設定檔之外,後來業界還陸續研發了其他設定檔。在LTE中支援的ROHC設定檔如表1。

表1 LTE支援的ROHC設定檔
Profile Identifier 用途 參考

0x0000

No compression RFC 4995
0x0001 RTP/UDP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0002 UDP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0003 ESP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0004 IP RFC 3843, RFC 4815
0x0006 TCP/IP RFC 4996
0x0101 RTP/UDP/IP RFC 5225
0x0102 UDP/IP RFC 5225
0x0103 ESP/IP RFC 5225
0x0104 IP RFC 5225

在ROHC中定義了一個ROHC通道,這是一個從壓縮器到解壓縮器的單向邏輯通道,而各組壓縮器和解壓縮器會維護各自的文本資訊(Context),這個文本資訊包含了壓縮器和解壓縮器用來壓縮與解壓縮的資訊。此外,由於不同組壓縮器和解壓縮器會多工使用同一個ROHC通道,因此在ROHC封包格式中會帶有一個文本身分(Context ID, CID),用來區別不同的文本,且ROHC通道有自己的CID空間(CID Space),可分為12位元與4位元兩種大小。在ROHC協定技術中明言ROHC通道有些參數必須設定,這些參數如下:  

MAX_CID
  最大可能的CID值,由上層設定。
LARGE_CID
  這是一個布林值,若為真代表,就使用12位元CID Space;否則就使用4位元CID Space,這個值並不由上層設定,PDCP可由MAX_CID是否大於15來判斷此布林值的真假,若大於15代表為真;否則為假。
PROFILES
  一組Profile ID代表用戶端裝置(UE)允許使用的設定檔,這組設定檔由上層設定。 值得注意的是,雖然ROHC協定要求必須設定FEEDBACK_FOR和MRRU兩項參數,但LTE的PDCP子層不使用這些參數。

除了標頭壓縮/解壓縮外,PDCP實體亦負責維護資料完整性和加解密工作。一個PDCP實體須要負責使用者面與控制面的資料加解密,但由於只有控制面須進行資料完整性保護,因此,不管是加解密還是資料完整性保護,都是由上層決定是否啟動,如果啟動的話,執行工作所需的參數也都由上層設定下來。

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PDCP/RLC/MAC分層負責
LTE第二層通訊協定把關QoS
新通訊 200911 月號 105 期《 技術前瞻 》
文.胡士祥/陳慶豪/馬漢裕
長程演進計畫(Long Term Evolution, LTE)是第三代夥伴計畫(3GPP)定義的新一代通訊協定,相對於目前所廣泛使用的寬頻分碼多重存取(WCDMA)等第三代行動技術,LTE也稱為第四代行動技術(4G)。
在LTE中,為了提高系統彈性及資源使用效率,在設計上導入動態排程機制,藉由將不同服務對應到不同資料流,以提供足夠的服務品質(QoS)給不同類型的應用服務。由於QoS機制和LTE通訊協定中的第二層(Layer 2),亦即資料傳輸層密切相關,因此本文將針對此層做深入介紹。  

在LTE通訊協定的第二層中,主要包含封包資料匯聚通訊協定(Packet Data Convergence Protocol, PDCP)、無線電連結控制(Radio Link Control, RLC)、媒體存取控制(Medium Access Control, MAC)三個子層(Sublayer),因此欲了解LTE通訊協定第二層,必須先由這些子層的功能職掌著手。  

PDCP把守第二層頭關 

圖1為第二層的架構示意圖,從傳送的觀點來看,資料從上層進入第二層的第一道關卡,便是PDCP子層。PDCP子層自上層無線承載(Radio Bearer, RB)取得資料後,會將資料傳送到RLC子層與MAC子層,再由MAC子層進入透過實體層(Physical Layer)進行無線傳輸。資料在各個子層中進行相對應的封裝,子層從上層收到的資料視為此子層的服務資料單元(Service Data Unit, SDU),經過子層封裝後成為協定資料單元(Protocol Data Unit, PDU),再傳遞給下一個子層。接收端接收的處理程序大致與傳送反向,子層會對資料進行相對應的處理以及解封裝,在圖1中標示各個子層主要的功能。  

在協定中,子層間的溝通大致上以通道(Channel)的方式進行對應(Mapping)。RLC子層與MAC子層間透過邏輯通道(Logical Channel)對應,MAC子層與實體層則是藉由傳輸通道(Transport Channel)對應,實體層以下為實體通道(Physical Channel)用來對應到另一端的實體層。在圖1中,筆者僅就一般的資料流走向進行說明,其他用於控制及廣播的資料流,其處理流程則和一般資料流不盡相同。

圖1 LTE第二層架構示意圖

封包標頭浪費資源 ROHC對症下藥

PDCP子層負責的主要功能有資料封包的標頭(Header)壓縮與解壓縮、資料加密/解密、資料完整性的保護。  

PDCP的協定資料單元格式分成兩種,分別是攜帶資料和序號(Sequence Number, SN)的PDCP Data PDU和攜帶PDCP狀態報告(Status Report)或標頭壓縮控制(Header Compression Control)資訊的PDCP控制PDU。  

在LTE通訊協定的設計中,每個無線承載都由一個PDCP實體(Entity)來負責管理,而根據無線承載的不同特性(單向或雙向),以及RLC是以承認模式(AM)或非承認模式(UM)來傳輸資料,一個PDCP實體可能會對應到一或兩個RLC實體。  

此外,值得注意的是,無線承載還可分為專用無線承載(Dedicated Radio Bearer, DRB)和信令無線承載(Signaling Radio Bearer, SRB)兩種,PDCP實體提供無線承載的功能雖然均包含使用者面(User Plane)與控制面(Control Plane)資料傳送、PDCP序號維護、資料加解密、剔除過時資料封包和確保上層資料封包於重建時的順序正確和不重複,但標頭壓縮/解壓縮功能只適用於DRB,資料完整性保護亦僅適用於SRB。  

除了對無線承載提供服務外,每個PDCP實體也會對其對應的RLC實體會提供服務,包含承認資料傳送服務(包含PDCP PDU成功傳送通知)、非承認資料傳送服務,同時也負責保證資料封包順序和防止封包重複的任務。  

在PDCP實體所負責的各種功能中,標頭壓縮/解壓縮是最重要的功能之一。由於愈來愈多無線連結技術採用以網際網路通訊協定(IP)為基礎的封包資料架構來傳送資料,因此IP標頭(Header)占用的經常性資源(Overhead)問題也越來越嚴重。例如在IP化的語音應用中,一個即時傳輸協定(RTP)的封包所包含的IP標頭、使用者數據電報協定(UDP)標頭和RTP標頭,便會固定占用共40個位元組的傳輸資源,但每一個資料封包中實際包含的語音資料,卻可能只有15~20位元組左右。換言之,一個資料封包中,有高達三分之二的資源未被有效利用。  

此外,無線連線比有線連線來得容易遺失封包,且也具有較長往返時間(Round-trip Time),因此特別需要一種強固的封包標頭壓縮/解壓縮方法。為了提升無線資源的利用率和連結的強固性,網際網路工程任務小組(IETF)在RFC 3095標準中制定了強固標頭壓縮(ROHC)協定技術,並以這個框架(Framework)為基礎定義了四個設定檔(Profile),分別是No Compression、RTP/UDP/IP、UDP/IP與壓縮安全酬載(ESP)/IP。除了這四種基本設定檔之外,後來業界還陸續研發了其他設定檔。在LTE中支援的ROHC設定檔如表1。

表1 LTE支援的ROHC設定檔
Profile Identifier 用途 參考

0x0000

No compression RFC 4995
0x0001 RTP/UDP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0002 UDP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0003 ESP/IP RFC 3095, RFC 4815
0x0004 IP RFC 3843, RFC 4815
0x0006 TCP/IP RFC 4996
0x0101 RTP/UDP/IP RFC 5225
0x0102 UDP/IP RFC 5225
0x0103 ESP/IP RFC 5225
0x0104 IP RFC 5225

在ROHC中定義了一個ROHC通道,這是一個從壓縮器到解壓縮器的單向邏輯通道,而各組壓縮器和解壓縮器會維護各自的文本資訊(Context),這個文本資訊包含了壓縮器和解壓縮器用來壓縮與解壓縮的資訊。此外,由於不同組壓縮器和解壓縮器會多工使用同一個ROHC通道,因此在ROHC封包格式中會帶有一個文本身分(Context ID, CID),用來區別不同的文本,且ROHC通道有自己的CID空間(CID Space),可分為12位元與4位元兩種大小。在ROHC協定技術中明言ROHC通道有些參數必須設定,這些參數如下:  

MAX_CID
  最大可能的CID值,由上層設定。
LARGE_CID
  這是一個布林值,若為真代表,就使用12位元CID Space;否則就使用4位元CID Space,這個值並不由上層設定,PDCP可由MAX_CID是否大於15來判斷此布林值的真假,若大於15代表為真;否則為假。
PROFILES
  一組Profile ID代表用戶端裝置(UE)允許使用的設定檔,這組設定檔由上層設定。 值得注意的是,雖然ROHC協定要求必須設定FEEDBACK_FOR和MRRU兩項參數,但LTE的PDCP子層不使用這些參數。

除了標頭壓縮/解壓縮外,PDCP實體亦負責維護資料完整性和加解密工作。一個PDCP實體須要負責使用者面與控制面的資料加解密,但由於只有控制面須進行資料完整性保護,因此,不管是加解密還是資料完整性保護,都是由上層決定是否啟動,如果啟動的話,執行工作所需的參數也都由上層設定下來。

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用電子管制作的功放,被發燒友稱作膽機。電子管自1904年英國工程師菲利明(Fleming)發明,1914年美國通用電器公司開始生產,已經歷經一個世紀。到了資訊時代的今天,電子管在電子世界的大部分領域已銷聲匿跡,被體積小、壽命長、重量輕、耗電省的電晶體取而代之。但在一些中短波廣播電臺、電視臺的發射機等特殊領域中,電子管還擁有無法代替的地位,特別是在音響發燒器材的龐大隊伍中,電子管還有著電晶體無法體現的引人入勝的獨特魅力,用電子管制作的高保真音訊功率放大器、雷射唱機、Hi-Fi前置放大器和等化器等音響器材,以其獨有的特色、醇厚優美的音質,被一批喜歡膽機的音響發燒友和懷舊的老音樂謎所推崇。  

隨著電子資訊技術的飛速發展,電子管本身及電子管電路的設計和製造也在不斷地改進和完善,同時也隨著發燒友們自身綜合素質的不斷提高,電腦CAD技術的引進,為發燒友們自己動手安裝高保真的膽機,打下了良好基礎。當發燒友們陶醉在自己安裝的膽機推動音箱所產生的這種在Hi-Fi歷史上嶄新的柔美醇厚“原汁原味”音響效果時,一定為這全新的玩法而心曠神怡。 

有過裝機實踐的發燒友一定明白,製作一台膽機,即使使用統一器材,用統一電路,倘若整機的結構裝配工藝水準不同,品質性能就可能有很大差異。由於工藝結構不妥,可能人為地千萬雜訊和其他干擾,甚至引起自激嘯叫;整機放大器級數愈多,增益越高,結構工藝的要求就愈嚴格。高增益和穩定性是一對矛盾,增益越高不穩定的可能性越大,矛盾的解決,除電路上採取各種穩定措施加以控制外,還有賴於整機的結構工藝來實現,何況在膽機的雜訊電平中,電路設計原因造成的只占30%,而70%取決於整機工藝結構設計和安裝。為此筆者根據自己在裝實踐過程中經驗和體會,對膽機的整機佈局結構及裝配工藝談幾點意見。 

一、元器件的排列佈局 

1、電子管功放的主要元件是電子管、輸出變壓器、電源變壓器、電位器和電阻、電容等元件。它們都座落在金屬底板上,因為金屬底板是導體,對隔離電磁場是有效的,但應儘量避免使用磁性金屬材料做底板,因為磁性金屬材料是順磁性的,它會使各種變壓器的漏磁在底板上傳播造成干擾源,一般採用金屬鐵底板較好。為了防止放大器前後級之間電場和磁場的影響,排線電路佈局要合理,電路佈局的不合理,易造成高寄生振盪,一般都按電路的前後順序作一字型排列,不能隨意胡亂安排,切不可前後級排成U型。元件的分佈要考慮信號傳輸路徑最短,干擾最小,身歷聲膽機的整體佈局要對稱,分佈均衡,以保證多聲道電路的對稱性和平衡性。 

2、電源變壓器與輸出變壓器都必須是磁感應器件,由於製作工藝、採用材料等原因,難免會產生較大的洩漏磁場,它們之間的擺位應儘量相距遠些,並注意它們磁通的方向,使相應位置晝避免電磁感應交連,一般採取遠離或垂直放置。周圍元件的引線不要距離變壓器輸入端引線太

 

 

 

 

 

 

近,否則易產生交流聲和自激。也可在變壓器周圍包上一層銅皮,且兩頭焊接,使至短路。有條件的話,可把變壓器裝在有良好導磁率的遮罩罩內。 

3、各放大級電阻、電容等元件儘量靠近各級電子管,引線原則上要求晝短,以免干擾信號竄入放大通道。音量控制電位器至功放級的連線較長,最好採用遮罩線(又叫隔離線),遮罩線的外金屬網層一端接地,另一端不接地。電子管陽極回路和柵極回路中元件、引線走向勿勿平行,且距離遠些,以減少陽極和柵極間的分佈電容Cga’ 

4、輸入回路和去耦電感線圈不要直接安裝在機座上,而應該用絕緣膠木或塑膠件支撐起,距離座1cm左右為好,以減少磁力線穿入底板形成渦流,以至造成功率損失或引起干擾。 

二、關於接地的處理 

這裡的“地”是指電源的公共端,在膽機中就是金屬機座。接地點安排合理與否,對抑制自激和雜訊有很重要的關係,接地點的混亂是造成電子管放大器指標變劣的重要大原因。接地應本著大分散、小集中的原則安排。所謂大分散,就是身歷聲膽機各聲道多級放大器的各個接地點,不要集中在一點接地,而要分散開;所謂小集中,就是同一級放大器電路中,電阻、電容等元件的接地點,都集中於一點接地。這樣可減少各聲道的各級放大器電路的電流,通過對地電阻產生降壓,而形成正回饋網路,導致互相干擾。 

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專業音響功率擴大機的維修方法及步驟詳細教學

引用

http://s90304a123.pixnet.net/blog/post/37324392 

1.打開機殼別通電左右主板看一遍

為了避免故障機通電造成二次損壞,維修時,不要先通電試機。打開機殼詳細查看一下左、右聲道主功率擴大機板,看是否有管子炸裂、電阻燒焦、保險絲燒黑等明顯損壞。

2.在電路靜態測量功率晶體是否有擊穿

如 果從表面上查看左、右主板無明顯損壞,可用指針式萬用表Rx1k擋在路測量大功率晶體的集電極與發射極之間是否有短路擊穿現象。NPN -側用黑表筆接集電極,紅表筆接發射極,PNP -側交換表筆測量。正常時應是阻值無限大,表針不擺動。如果機內電容還有存電,表針閃動後會回到原位。如果表針指示阻值為0Ω或阻值很小,說明功率晶體有 擊穿現象。一般只要一側功率晶體有擊穿,另一側功率晶體很可能也有擊穿。在路測量電晶體的三隻引腳之間的電阻是檢查電路的基本方法,從而不必拆下管子大體 判斷是否擊穿和開路。用MF47型萬用表Rx1擋在路測量大中小功率晶體的腳間電阻,正常管子測量結果如下:正向測量,大功率晶體Rbe≒12Ω、Rbc ≒12Ω、Rce=∞(不導通);中功率晶體Rbe≒15Ω、Rbc≒15Ω,、Rce=∞:小功率晶體Rbe≒20Ω,Rbc≒20Ω、Rce=∞;反向測量,均不導通。場效應功率晶體在路測量除漏極與源極反向測量內部二極管導通外,其餘各腳之間應均不導通。

3.所有大管無擊穿通電用耳聽其間

如 果經檢查沒有發現功率晶體有擊穿現象,可通電試機。開機後用心聽機內聲音,專業功率擴大機一般都設置有保護繼電器,而且是每個聲道一個,繼電器吸合時會發 出清脆的「叭嗒」聲。有兩次響聲說明兩個繼電器都已經吸合,兩路主功率擴大機電路基本正常,故障可能在外圍輸入與輸出保護電路。如果聽不出是兩個還是一個 繼電器有動作,可用手指按住繼電器後開機。繼電器吸合手指會有振動感。如果繼電器在延遲幾十秒後都不吸合,說明主功率擴大機電路有故障。

4.大管不會全擊穿射極電阻拆一端

如 果功率晶體有擊穿現象,而且所有管子測量結果都一樣。此時不要一個個都拆,因為一側的功率晶體全是並聯關係,只要有一個擊穿就會形成這樣的測量結果。在實 際維修中發現,一般都是個別管子擊穿。把所有功率晶體發射極的陶瓷電阻脫開一端,再測量集電極與發射極電阻,擊穿的管子就會暴露出來。這樣便可只拆除壞 管,省去功率晶體全部拆卸的麻煩和避免對印刷電路板的損壞。

5.查出壞管查周邊三腳外圍遭牽連

功 率晶體一旦擊穿,其三個極間就會完全導通,電源電壓直通輸出中點時必然要燒斷髮射極0.25Ω/5W的陶瓷電阻,如果該電阻沒被燒斷,就一定有別的地方出 現開路現象,如保險絲燒斷或印刷板的銅箔熔斷等。與功率晶體發射極相連的過流保護取樣放大管功率晶體擊穿,與基極連接的推動管擊穿,上下推動管發射極電阻 必然隨之燒斷。當上下推動管擊穿後,恆壓偏置管的損壞就很難避免。在G類放大電路中,輸出功率晶體的擊穿多發生在強信號輸出狀態,這時,高壓供電已經啟 動,作為高壓供電開關的功率晶體或場效應管將會與輸出功率晶體同時損壞。

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擴大機特性比較

引用:

http://s90304a123.pixnet.net/blog/post/35654855 

最近擴大機的分類,名目可愈來愈多了,甚至有些擴大機製造廠商,對產品總喜歡強調具有 A、B 類可選擇輸出的裝置,早期大家比較熟悉的有 A 類及 B 類擴大機,而後相繼出現的有 C、D 兩類,最近我們又常聽到一種最新的 G 類擴大機出現,類似這些不同類型所代表的特別意義是什麼?他們除了表示各擴大機的電器工作情況不一樣以外還指示些什麼?以下介紹的方式, A、B、C、D、G 各類都具有獨立性的,讀者可單獨看,也可作為連續性來看,主要在使各位讀者能領略到各類的主要特性。
 
放大器的工作分類是由產生放大作用的主動裝置之電流導通的週期與輸入訊號週期之比較而決定,而在音頻放大電路里,根據電晶體的工作點不同主要可分為 A 類放大與 B 類放大,當然這也是指比較流行的二類放大,尤其 B 類廣用於功率輸出放大電路上,不過這裡還是按照 A、B、C 的順序,先談A類放大。


A 類放大

(1)A類失真低效率也低:

A類失真低效率也低
圖一


一般裝機或電路設計者,在設計低頻線路,尤其是功率放大時,總要先決定採用哪類放大,然後決定使用什麼編號晶體來擔任放大元件,而晶體的轉移特性曲線是否優 良,亦是決定晶體是否被採用的主要參考依據,現舉某一典型的中等功率晶體管的轉移特性曲線為例(如圖一),此轉移特性曲線即代表著輸入電壓 VBE 與輸出電流 Ic 之間的關係,如加在基極電路的直流偏壓為 900mV,那麼當疊加一峰值為 50mV 的訊號電壓於晶體管的基──射極結上時,由於圖一中輸入訊號(a)整個波形的振幅內,均工作在特性曲線的直線部份,因此引起的集極電流 Ic 的變化是完全與輸入波形相吻合,在輸入訊號為零時,集極靜態電流為110mA,如輸入的訊號為正弦波,集極電流的平均值仍等於 110mA,所以不論有無訊號輸入,由直流電源供給的電功率都是相同的,這就是典型的單端 A 類放大級的運用情況,由於 A 類操作的工作狀態均在特性曲線的直線部份,所以具有最低失真的優點;但由於需要加入偏壓,使工作點才能偏置在特性曲線的直線部份,如果想要求輸出集極電流 的振幅愈大,則須相應地提高靜態集極電流;而由於無訊號時,仍流過較大的靜態電流,所以 A 類放大的效率由直流功率轉換為交流功率是較低的。

全對稱a類推挽電路
圖二

在聲頻放大里為了經濟及提高功率輸出起見,一般實用的輸出級均接成推挽電路,及兩功率晶體管的輸出均接在同一負載上,如兩晶體管分別接入適當相位的訊號,那 麼負載上所獲取的功率,將分別由兩晶體管共同作所供給(如圖二)即為全對稱 A 類推挽放大級的電路,在簡圖顯示兩晶體管均接有適當的偏壓,以確保訊號的振幅均落在特性曲線的直線範圍內。在無訊號輸入時,兩晶體流過相同的靜態電流,所 以輸出端的中點電壓為零值,負載 RL 上也就沒有電流流過,亦即處於平衡狀態,因在兩晶體輸入端雖然接入相同的訊號,但在圖二中上面所安置的晶體管為 NPN,下面則為 PNP,故當輸入訊號為正半波時,顯然將使上面 NPN 晶體管或的較大正向偏壓導電作用加強, Ic 增加,促使 VCE 下降;對於下面 PNP 晶體管來說,由於訊號極性使其正向偏壓受到削弱,導電減少, VCE 增加,由此可見由於正半波訊號加入,雖然將引致一晶體導電加強,另一則削弱,但兩晶體的作用都是有使原來平衡的輸出端電位有上升的趨勢,即所謂一推一挽, 而輸出電壓的產生,即為由於兩晶體的合成作用形成不平衡狀況時發生,一般推挽電路的輸出功率其容量幾較單端放大級大一倍,同時具有更低諧波失真,所以這就 是為什麼差不多所有真空管或半導體擴大機,末級強放電路接採取推挽式。

(2)A 類放大的輸出諧波成分

A 類放大的輸出諧波成分
圖三


A 類放大器的主要特點就是諧波失真較小,如果我們由放大器的輸出諧波成分來比較,不難發現 A 類放大時較 B 類失真低(B 類下文將述及),現在我們不妨將放大器接在一失真度極低的音頻振盪器,那麼放大器的輸出波形主要的除了有與輸入相同的基波外,還含有其他高次諧波成分,這 視放大器的失真程度而定。現如將輸出波形的基波成分濾去,我們比較一下放大器的殘餘諧波成分,就可找出令人信服的根據,由圖三可以看到,A 類放大器的失真主要為二次及三次諧波,而 B 類放大器的失真則含有由高次奇數諧波所組的方波,我們都知道,偶數諧波在樂聲上是有關聯的,大部分的樂器連續存在大量的二次及四次諧波,否則音色就過於單 調,但奇數諧波和樂聲並沒有任何關聯,只是在極短時間出現在一些敲擊聲上。所以含有高次奇數諧波的方波失真,是非常難聽而刺耳的。

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引用

導讀:對初學者很有幫助。這是電視機廠,功率擴大機廠,維修人員常用的。兩個燈泡邊的插座是帶開關作保護用,下面是常規插座。道理很簡單,串個燈泡就行...

安全的維修功率擴大機/利用燈泡代替保險私保護電路  

安全的維修功率擴大機/利用燈泡代替保險私保護電路  
製作時要安全很重要,110V市電不能外露

 

安全的維修功率擴大機/利用燈泡代替保險私保護電路 
左右分別插30W 50W烙鐵,燈泡40W,兩個燈泡的亮度不一樣

 

安全的維修功率擴大機/利用燈泡代替保險私保護電路 
把變壓器輸出短路

 

安全的維修功率擴大機/利用燈泡代替保險私保護電路 
燈泡很亮 (起到了保護作用)

 

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