發展歷程
60年代以前,在聲頻領域占統治地位的一直是用電子管裝置的各種音響設備,放大器也不例外。60年代後期,特別是70年代,可說是電子管最不幸的年代。由於其自身的缺點(體積大、功耗高等),使其漸成淘汰狀態,尤其是在國內更是如此。70年代末期,在國外電子管又開始活躍起來。進入80年代電子管放大器越來越盛行。特別是高音質的音源CD機發明後,隨著制約電子管放大器的輸出變壓器技術的進步,電子管放大器能“中和”CD唱機生硬的“數碼聲”,電子管放大器的地位在提高。加之老年發燒友當年均領略過其優美的放聲,它的復出首先得到了這些人的歡迎。在國內外,電子管放大器有時甚至是一種身份的象徵。
功放的比較
特點與結構
電晶體放大器是在低電壓大電流下工作,功放級的工作電壓在幾十伏之內,而電流達幾安或數十安。電路設計上多採用直耦式(OCL、BTL等)無輸出變壓器電路,輸出功率可以做得很大,可達數百瓦,各項電性能都做得很高。
電子管放大器是在高電壓、低電流狀態下工作。末極功放管的屏極電壓可達到400-500V甚至上千伏,而流過電子管的電流僅幾十毫安至幾百毫安。輸入動態範圍大,轉換速率快。
電子管放大器大多是採用分立元件、手工搭線、焊接,效率低,成本高。而晶體放大器多是採用電晶體和積體電路相結合方式,廣泛使用印刷電路板,效率高,焊接質量穩定,電性能指標高。
功率與抗過載
高保真放大器動態範圍應做到120dB,這樣才能滿足聲響從輕微到高潮頂峰的需要,放大器輸出不削波,因此放大器要有足夠的功率儲備量。如果音頻電壓的動態範圍為3:1,因功率與電壓平方成正比,所以其功率動態範圍即為9:1。也就是說功率為90W的功放,要達到高保真放音只能開到10W。因此,電晶體放大器需要有很大的功率儲備,才不會出現過載失真,一旦過載,其失真幾乎成垂直線上升,嚴重時能損壞電晶體。電子管放大器抗過載能力遠比電晶體放大器強。如發生過載,其音樂信號巔峰只是變得比正常波形滑,聲音聽不出有多大程度的變壞。而對電晶體放大器來說,此時將出現削波,音質明顯變壞。
開環與瞬態
電子管功放的開環指標優於電晶體,不需加深度的負反饋,不加相位補償電容也能穩定地工作,因而其動態指標優於電晶體功放。電晶體功放的開環增益量(未加負反饋前的增益量)往往很大,它的優良的電聲指標,是依靠加了很大量的負反饋來達到的,為了抑制寄生振盪,電晶體功放中又常常採用滯後補償,這就帶來了明顯的瞬態互調畸變,嚴重地影響音質。
效率壽命成本
電子管放大器在重量、效率、壽命方面比電晶體放大器不占優勢。電子管壽命較低,使用一兩千小時後某些技術指標明顯下降。而電晶體及積體電路壽命卻要長得多。另外,電子管放大器耗電高,又常常工作在甲類狀態,更降低了效率,但基不存在瞬態互調失真、開關失真及交越失真等有害音質的因素。在成本方面,對同一檔次的放大器,電子管功放一般明顯高於電晶體功放。主要原因是電子管、輸出變壓器成本高,及電子管功放生產工藝不易自動化,生產效率低等。這在已開發國家尢為明顯。
放大器揚聲器
電晶體放大器的輸出內阻往往比電子管功放小的多,它的阻尼係數fd很大,可達到100-200以上,而電子管功放的fd最大也不過為10-20。因此功放類型不同,應搭配不同的揚聲器。揚聲器出廠時應標明fd,以便人們選配。如果把適合電子管功放阻尼係數的揚聲器接在電晶體放大器上,則揚聲器的電阻尼過大,瞬態回響會變劣,音質明顯下降。反之,適合高阻尼係數的揚聲器接在電子管功率放大器上,則由於欠阻尼,音質也不會好。總之,阻尼係數一定要合適,即要求放大器與揚聲器得到合理匹配。
音質
由於以上提到的以及未提到的種種原因,電子管功放音質明顯優於電晶體功放。電晶體功放聽起來高頻、中高頻有偏多感覺,低頻感覺偏少,電晶體功放聽起來聲音較硬,特別是低頻聲不夠柔和,而高頻聲又顯得尖刺、發燥,聽起來有時感到高頻段存在著交越畸變。當頻率增高而音量又很大時,這些現象就更加明顯。但電晶體功放的動態大、速度快,特別適宜於表現動態大一些的音樂。至於表現槍炮和雷電聲當然更優於電子管功放了。
電子管功放的音質總的來說是柔和動聽,具體一點說,電子管功放低頻聲柔和清晰,高頻聲纖細雨而潔淨。表現人聲是其強項,也因此更貴。
選購的考慮
既然電子管放大器能與電晶體放大器平分天下,那么其必有優越性存在。而電晶體放大器採用的新技術似乎明顯優於電子管。因而到目前為止,電晶體放大器在聲頻領域仍然占有明顯優勢,而且由於其自身缺點的存在,而正在設法減少與迴避這些自身的缺點。比如各種場效應管的越來越多的套用,甲類放大形式迅速地增多等都是與電子管放大器抗爭的有效措施。
延長使用壽命
在使用上,電子管要有良好的通風散熱,溫度的過熱必然縮短電子管壽命,所以要儘可能使電子管保持較低的溫度。電子管怕振動,所以採取防震措施儘量避免振動也是很重要的。若做到這兩點,電子管的使用壽命至少可提高一倍。為此,電子管設備的周圍要有適當的空間,尤其是它的上方,以便有良好的對流通風,可能的話可用風扇幫助散熱。
電子管陰極在尚未達到要求溫度即加上高壓電源時,它的陰極將受到損害,同樣會縮短電子管壽命。所以電子管設備若有預熱裝置的話,一定要使用,例如先開燈絲低壓電源預熱,後開高壓電源。假如沒有預熱裝置,那你不要急著將輸入信號接入,可將音量關到最小,待先開機20~30分鐘進行溫機再使用。如果使用旁熱式整流管供給整機高壓,那正好提供了簡單又有效的高壓延時。另外,在正常使用時,不要頻繁開關電源。
當然,如果對電子管電路進行正確的設計,避免錯誤運用,就能使電子管不致"英年早逝",電子管使用數以千計的聆聽時數應是正常的。電路設計中最常見的錯誤有電子管燈絲與陰極間的電位差過高、電子管屏極或簾柵極電壓運用至最大值、電子管燈絲電壓過低或過高、電子管安裝位置不當造成電極過熱及高壓電源沒有延時裝置等.