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電子管功放與晶體管功放哪個好 怎樣延長電子管功放使用壽命

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摘要:電子管音頻功率放大器,以其卓越的重放音質,廣受HiFi發燒友的青睞。市售成品電子管功放動輒數千元,乃至上萬元。不同于晶體管功放,電子管功放音質明顯優于晶體管功放。晶體管功放聽起來高頻、中高頻有偏多感覺,低頻感覺偏少,晶體管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。下面來看詳細介紹。

電子管功放與晶體管功放對比

工作特點電路結構

晶體管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。電路設計上多采用直耦式(OCL、BTL等)無輸出變壓器電(dian)路,輸出功率可以做(zuo)得(de)(de)很大,可達數百瓦(wa),各項(xiang)電(dian)性能(neng)都做(zuo)得(de)(de)很高。

電子(zi)管放(fang)大(da)器(qi)是在高電壓、低電流狀(zhuang)態下工作。末極功放(fang)管的(de)屏極電壓可達到400-500V甚(shen)至上千伏,而流過電子(zi)管的(de)電流僅(jin)幾(ji)十毫安至幾(ji)百毫安。輸入動態范圍大(da),轉(zhuan)換速率快。

電(dian)子管放大(da)器大(da)多(duo)是采用分(fen)立元件、手工搭線(xian)、焊(han)接,效率低,成(cheng)本高。而晶(jing)體放大(da)器多(duo)是采用晶(jing)體管和(he)集成(cheng)電(dian)路(lu)相結合方(fang)式,廣(guang)泛使用印刷電(dian)路(lu)板,效率高,焊(han)接質量穩定,電(dian)性能指標(biao)高。

功率儲備與抗過載能力

高(gao)保真(zhen)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)動態(tai)范圍(wei)(wei)應做到120dB,這樣才能滿足聲(sheng)響從輕(qing)微到高(gao)潮頂峰的(de)需(xu)要(yao),放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)輸出(chu)不削(xue)波,因(yin)此放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)要(yao)有(you)足夠的(de)功(gong)率(lv)(lv)儲(chu)備量。如果音(yin)(yin)(yin)頻(pin)電(dian)壓(ya)的(de)動態(tai)范圍(wei)(wei)為(wei)3:1,因(yin)功(gong)率(lv)(lv)與電(dian)壓(ya)平方成(cheng)正(zheng)比(bi)(bi),所以其(qi)功(gong)率(lv)(lv)動態(tai)范圍(wei)(wei)即為(wei)9:1。也就是說功(gong)率(lv)(lv)為(wei)90W的(de)功(gong)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang),要(yao)達到高(gao)保真(zhen)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)音(yin)(yin)(yin)只(zhi)能開到10W。因(yin)此,晶體管(guan)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)需(xu)要(yao)有(you)很大(da)(da)(da)的(de)功(gong)率(lv)(lv)儲(chu)備,才不會出(chu)現(xian)過(guo)載(zai)失真(zhen),一(yi)旦(dan)過(guo)載(zai),其(qi)失真(zhen)幾乎(hu)成(cheng)垂(chui)直(zhi)線(xian)上升,嚴重(zhong)時能損壞(huai)晶體管(guan)。電(dian)子管(guan)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)抗過(guo)載(zai)能力(li)遠(yuan)比(bi)(bi)晶體管(guan)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)強。如發生過(guo)載(zai),其(qi)音(yin)(yin)(yin)樂信號(hao)巔(dian)峰只(zhi)是變(bian)得(de)比(bi)(bi)正(zheng)常(chang)波形滑(hua),聲(sheng)音(yin)(yin)(yin)聽不出(chu)有(you)多大(da)(da)(da)程(cheng)度的(de)變(bian)壞(huai)。而對晶體管(guan)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器(qi)來說,此時將出(chu)現(xian)削(xue)波,音(yin)(yin)(yin)質(zhi)明顯(xian)變(bian)壞(huai)。

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開環指標與瞬態特性

電(dian)(dian)(dian)子管功(gong)放(fang)的(de)(de)開環(huan)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)優于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)管,不需加深度(du)的(de)(de)負反(fan)饋,不加相(xiang)位(wei)補(bu)(bu)償電(dian)(dian)(dian)容(rong)也(ye)能穩定地工作,因而其動態(tai)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao)優于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)管功(gong)放(fang)。晶(jing)(jing)體(ti)(ti)管功(gong)放(fang)的(de)(de)開環(huan)增(zeng)益(yi)量(liang)(未(wei)加負反(fan)饋前的(de)(de)增(zeng)益(yi)量(liang))往往很(hen)大,它的(de)(de)優良(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)聲(sheng)指(zhi)(zhi)標(biao)(biao),是依靠加了很(hen)大量(liang)的(de)(de)負反(fan)饋來(lai)達到的(de)(de),為了抑制(zhi)寄(ji)生(sheng)振(zhen)蕩,晶(jing)(jing)體(ti)(ti)管功(gong)放(fang)中又(you)常常采用滯后補(bu)(bu)償,這就帶(dai)來(lai)了明(ming)顯(xian)的(de)(de)瞬態(tai)互調畸變,嚴(yan)重地影響音質。

效率、壽命與成本

電子(zi)管(guan)(guan)(guan)放(fang)(fang)大器(qi)在(zai)(zai)重(zhong)量、效(xiao)率(lv)、壽命(ming)方(fang)面比(bi)晶(jing)體管(guan)(guan)(guan)放(fang)(fang)大器(qi)不占優勢。電子(zi)管(guan)(guan)(guan)壽命(ming)較低,使(shi)用一兩千小時(shi)后某(mou)些(xie)技(ji)術指(zhi)標(biao)明(ming)(ming)顯下降。而晶(jing)體管(guan)(guan)(guan)及集成電路壽命(ming)卻(que)要(yao)長(chang)得(de)多。另外,電子(zi)管(guan)(guan)(guan)放(fang)(fang)大器(qi)耗(hao)電高,又常常工作在(zai)(zai)甲(jia)類狀(zhuang)態,更(geng)降低了(le)效(xiao)率(lv),但基不存在(zai)(zai)瞬態互調失真(zhen)、開關(guan)失真(zhen)及交越(yue)失真(zhen)等(deng)(deng)有害(hai)音質的因(yin)素。在(zai)(zai)成本(ben)方(fang)面,對同一檔次的放(fang)(fang)大器(qi),電子(zi)管(guan)(guan)(guan)功放(fang)(fang)一般明(ming)(ming)顯高于晶(jing)體管(guan)(guan)(guan)功放(fang)(fang)。主要(yao)原因(yin)是電子(zi)管(guan)(guan)(guan)、輸(shu)出變壓器(qi)成本(ben)高,及電子(zi)管(guan)(guan)(guan)功放(fang)(fang)生產(chan)工藝不易自動化,生產(chan)效(xiao)率(lv)低等(deng)(deng)。這在(zai)(zai)發達國家尢為明(ming)(ming)顯。

放大器與揚聲器的匹配

晶體(ti)管放(fang)大器的(de)輸出內阻(zu)往往比(bi)電子(zi)管功放(fang)小的(de)多,它(ta)的(de)阻(zu)尼(ni)系數(shu)fd很大,可達到100-200以上(shang)(shang),而電子(zi)管功放(fang)的(de)fd最大也不過為10-20。因此(ci)功放(fang)類(lei)型不同,應搭配不同的(de)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器。揚(yang)聲(sheng)(sheng)器出廠時應標明fd,以便人們選配。如果把適合電子(zi)管功放(fang)阻(zu)尼(ni)系數(shu)的(de)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器接在晶體(ti)管放(fang)大器上(shang)(shang),則(ze)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器的(de)電阻(zu)尼(ni)過大,瞬態(tai)響應會變劣,音質明顯下降。反之(zhi)(zhi),適合高阻(zu)尼(ni)系數(shu)的(de)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器接在電子(zi)管功率放(fang)大器上(shang)(shang),則(ze)由于欠阻(zu)尼(ni),音質也不會好。總(zong)之(zhi)(zhi),阻(zu)尼(ni)系數(shu)一定要合適,即(ji)要求放(fang)大器與揚(yang)聲(sheng)(sheng)器得到合理匹配。

音質

由于以(yi)上(shang)提到的(de)以(yi)及未提到的(de)種種原(yuan)因,電(dian)子管(guan)功放(fang)音質明(ming)顯優(you)于晶體(ti)(ti)管(guan)功放(fang)。晶體(ti)(ti)管(guan)功放(fang)聽(ting)起來高(gao)頻、中高(gao)頻有(you)(you)偏(pian)多感覺,低頻感覺偏(pian)少,晶體(ti)(ti)管(guan)功放(fang)聽(ting)起來聲(sheng)(sheng)音較硬,特(te)別是低頻聲(sheng)(sheng)不夠柔和,而高(gao)頻聲(sheng)(sheng)又(you)顯得(de)尖刺、發燥,聽(ting)起來有(you)(you)時感到高(gao)頻段存在著交越畸變(bian)。當(dang)頻率增高(gao)而音量又(you)很大時,這些現(xian)象(xiang)就(jiu)更(geng)加明(ming)顯。但晶體(ti)(ti)管(guan)功放(fang)的(de)動(dong)態大、速度快,特(te)別適宜于表(biao)現(xian)動(dong)態大一些的(de)音樂。至(zhi)于表(biao)現(xian)槍炮和雷電(dian)聲(sheng)(sheng)當(dang)然更(geng)優(you)于電(dian)子管(guan)功放(fang)了。

電(dian)子(zi)管(guan)功放的音質總的來說是柔和動聽,具(ju)體一點說,電(dian)子(zi)管(guan)功放低(di)頻聲(sheng)柔和清(qing)晰,高頻聲(sheng)纖(xian)細雨而潔凈。表現人聲(sheng)是其強項,也因此更貴(gui)。

選購的考慮

既然電子管(guan)放(fang)(fang)大器能與(yu)晶(jing)體管(guan)放(fang)(fang)大器平分天下,那么其必有優越性存(cun)在(zai)。而(er)晶(jing)體管(guan)放(fang)(fang)大器采用的(de)(de)新(xin)技(ji)術似乎明顯優于電子管(guan)。因而(er)到目(mu)前為止,晶(jing)體管(guan)放(fang)(fang)大器在(zai)聲頻領(ling)域(yu)仍然占有明顯優勢,而(er)且由于其自身缺點(dian)的(de)(de)存(cun)在(zai),而(er)正(zheng)在(zai)設法減少(shao)與(yu)回避這些自身的(de)(de)缺點(dian)。比如各種(zhong)場效應(ying)管(guan)的(de)(de)越來(lai)越多的(de)(de)應(ying)用,甲(jia)類(lei)放(fang)(fang)大形式(shi)迅(xun)速地增多等都(dou)是與(yu)電子管(guan)放(fang)(fang)大器抗爭(zheng)的(de)(de)有效措施。

怎樣延長電子管功放使用壽命

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,所以要盡可能使電子管保持較低的溫度。電子管怕振動,所以采取防震措施盡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(dian)子(zi)管陰極在(zai)(zai)尚未達到(dao)(dao)要(yao)(yao)求溫度即加上高(gao)(gao)壓電(dian)源(yuan)(yuan)時(shi),它的陰極將(jiang)(jiang)受到(dao)(dao)損害,同樣會縮短電(dian)子(zi)管壽(shou)命。所以電(dian)子(zi)管設備若有預(yu)熱裝置(zhi)的話,一定(ding)要(yao)(yao)使(shi)(shi)用(yong),例如先開燈(deng)絲低壓電(dian)源(yuan)(yuan)預(yu)熱,后開高(gao)(gao)壓電(dian)源(yuan)(yuan)。假如沒有預(yu)熱裝置(zhi),那你不(bu)要(yao)(yao)急著(zhu)將(jiang)(jiang)輸(shu)入信號(hao)接入,可將(jiang)(jiang)音量(liang)關(guan)到(dao)(dao)最小,待先開機(ji)20~30分鐘進行(xing)溫機(ji)再使(shi)(shi)用(yong)。如果使(shi)(shi)用(yong)旁熱式整流(liu)管供(gong)給整機(ji)高(gao)(gao)壓,那正(zheng)好提供(gong)了簡(jian)單(dan)又(you)有效的高(gao)(gao)壓延時(shi)。另外(wai),在(zai)(zai)正(zheng)常使(shi)(shi)用(yong)時(shi),不(bu)要(yao)(yao)頻繁開關(guan)電(dian)源(yuan)(yuan)。

當(dang)然,如果對(dui)電(dian)子(zi)(zi)管電(dian)路進(jin)行(xing)正(zheng)確的設計,避(bi)免錯(cuo)誤(wu)運用,就能使電(dian)子(zi)(zi)管不致"英年早(zao)逝",電(dian)子(zi)(zi)管使用數以千計的聆聽(ting)時數應是正(zheng)常(chang)的。電(dian)路設計中最常(chang)見的錯(cuo)誤(wu)有(you)電(dian)子(zi)(zi)管燈(deng)絲與(yu)陰極間(jian)的電(dian)位差過(guo)(guo)高、電(dian)子(zi)(zi)管屏(ping)極或簾柵極電(dian)壓(ya)運用至最大值(zhi)、電(dian)子(zi)(zi)管燈(deng)絲電(dian)壓(ya)過(guo)(guo)低或過(guo)(guo)高、電(dian)子(zi)(zi)管安裝位置不當(dang)造成電(dian)極過(guo)(guo)熱及高壓(ya)電(dian)源沒(mei)有(you)延(yan)時裝置等。

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